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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024161581
(43)【公開日】2024-11-19
(54)【発明の名称】中性子捕捉療法システム
(51)【国際特許分類】
   A61N 5/10 20060101AFI20241112BHJP
   G21G 4/02 20060101ALI20241112BHJP
   G21K 1/00 20060101ALI20241112BHJP
   G21K 5/08 20060101ALI20241112BHJP
【FI】
A61N5/10 H
G21G4/02
G21K1/00 N
G21K5/08 N
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024141048
(22)【出願日】2024-08-22
(62)【分割の表示】P 2022556465の分割
【原出願日】2021-03-17
(31)【優先権主張番号】202010190673.3
(32)【優先日】2020-03-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】520417207
【氏名又は名称】中硼(厦▲門▼)医▲療▼器械有限公司
【氏名又は名称原語表記】Neuboron Therapy System Ltd.
【住所又は居所原語表記】No.2060 Wengjiao West Road, Haicang District Xiamen, Fujian Provance, 361026 P.R.China
(74)【代理人】
【識別番号】100169904
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100159905
【弁理士】
【氏名又は名称】宮垣 丈晴
(72)【発明者】
【氏名】▲貢▼秋平
(72)【発明者】
【氏名】▲陳▼▲韋▼霖
(57)【要約】      (修正有)
【課題】作業者の放射線による潜在的な安全上の問題を低減する中性子捕捉療法システムを提供する。
【解決手段】本願に係る中性子捕捉療法システムは、荷電粒子ビームを輸送する真空管、中性子ビームを生成する中性子生成部及び中性子ビームを整形するビーム整形体を含み、上記ビーム整形体に収容部が形成され、中性子生成部は、真空管の端部に設置され、真空管は、第1の位置及び第2の位置を含み、上記中性子捕捉療法システムは、搬出装置をさらに含み、上記搬出装置は、真空管を移動させるように駆動する移動部を含み、移動部は、第3の位置及び第4の位置を含み、移動部が第3の位置に位置する場合、真空管は、第1の位置に位置し、移動部が第4の位置に位置する場合、真空管は、第2の位置に位置し、このとき、中性子生成部は、ビーム整形体の外側に位置することにより、作業者と核反応が発生した後の中性子生成部との直接的な接触を減少させる。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中性子捕捉療法システムであって、荷電粒子ビームを輸送する真空管、中性子ビームを
生成する中性子生成部及び中性子ビームを整形するビーム整形体を含み、前記ビーム整形
体に収容部が形成され、真空管は、第1の端部及び第2の端部を含み、中性子生成部は、
真空管の第1の端部に設置され、真空管は、第1の位置及び第2の位置を含み、前記中性
子捕捉療法システムは、真空管を第1の位置と第2の位置との間で移動させる搬出装置を
さらに含み、真空管が第1の位置に位置する場合、中性子生成部は、荷電粒子ビームと反
応して中性子を生成することができ、真空管が第2の位置に位置する場合、中性子生成部
は、ビーム整形体の外側に位置する、ことを特徴とする中性子捕捉療法システム。
【請求項2】
前記搬出装置は、真空管を移動させるように駆動する移動部を含み、移動部は、第3の
位置及び第4の位置を含み、ビーム整形体の横延出方向をX方向と定義し、移動部は、X
方向に沿って第3の位置と第4の位置との間で移動し、移動部が第3の位置に位置する場
合、真空管は、第1の位置に位置し、移動部が第4の位置に位置する場合、真空管は、第
2の位置に位置する、ことを特徴とする請求項1に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項3】
前記搬出装置は、真空管をクランプ又はアンクランプすることができる少なくとも1つ
のクランプ部をさらに含み、前記クランプ部は、移動部に伴ってX方向に移動する、こと
を特徴とする請求項2に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項4】
前記搬出装置は、前記クランプ部を支持する引き締め部をさらに含み、前記引き締め部
は、移動部に伴ってX方向に移動し、クランプ部は、真空管をクランプ又はアンクランプ
するように引き締め部を通って引き締め部に対して回転する、ことを特徴とする請求項3
に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項5】
前記搬出装置は、移動部に固定的に接続された当接部をさらに含み、X方向に前記当接
部は、引き締め部よりも真空管に近接し、前記引き締め部は、第5の位置及び第6の位置
を含み、当接部に向かって延出された接続部材を備え、前記接続部材は、当接部を通って
引き締め部が第5の位置と第6の位置との間で移動することを可能にし、前記真空管は、
第1の位置と第2の位置との間に位置する第7の位置を含み、引き締め部が第5の位置に
位置する場合、真空管は、第1の位置に位置し、引き締め部が第6の位置に位置する場合
、真空管は、第7の位置に位置し、当接部は、真空管の第2の端部に当接し、クランプ部
は、真空管をクランプ又はアンクランプするように引き締め部を介して当接部を通る、こ
とを特徴とする請求項4に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項6】
前記移動部、引き締め部及び当接部は、いずれも板状構造であり、移動部は、第1の側
面及び第1の側面に対向して設置された第2の側面を含み、当接部は、第3の側面及び第
3の側面に対向して設置された第4の側面を含み、引き締め部は、第5の側面及び第5の
側面に対向して設置された第6の側面を含み、前記第3の側面、第4の側面、第5の側面
及び第6の側面同士は、互いに平行であり、第3の側面、第4の側面、第5の側面及び第
6の側面は、いずれも第1の側面及び第2の側面に垂直である、ことを特徴とする請求項
5に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項7】
前記搬出装置は、搬出装置と真空管との相対位置を決定する位置合わせ部をさらに含み
、前記位置合わせ部は、当接部に設置され、前記クランプ部は、位置合わせ部よりも真空
管の外面に近接する、ことを特徴とする請求項5に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項8】
前記搬出装置は、2つの補強部をさらに含み、前記補強部は、移動部の第1の側面と当
接部の第4の側面に接続され、引き締め部は、移動部及び2つの補強部の間に位置する、
ことを特徴とする請求項6に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項9】
前記搬出装置は、中性子生成部を遮蔽する遮蔽部をさらに含み、前記クランプ部及び移
動部は、いずれも遮蔽部内に位置し遮蔽部内で移動し、真空管が第2の位置に位置する場
合、前記中性子生成部は、遮蔽部内に収容される、ことを特徴とする請求項3に記載の中
性子捕捉療法システム。
【請求項10】
前記遮蔽部は、遮蔽部を開閉できる第1の側壁を含み、第1の側壁が遮蔽部を開く場合
、真空管は、第1の位置から第2の位置へ移動することができ、第1の側壁が遮蔽部を閉
じる場合、真空管は、第2の位置に位置する、ことを特徴とする請求項9に記載の中性子
捕捉療法システム。
【請求項11】
中性子捕捉療法システムであって、荷電粒子ビームを輸送する真空管、中性子ビームを
生成する中性子生成部及び中性子ビームを整形するビーム整形体を含み、前記ビーム整形
体に収容部が形成され、中性子生成部は、真空管の一端に設置され、真空管は、第1の位
置及び第2の位置を含み、真空管が第1の位置に位置する場合、中性子生成部は、荷電粒
子ビームと反応して中性子を生成することができ、真空管が第2の位置に位置する場合、
中性子生成部は、ビーム整形体の外側に位置し、前記中性子捕捉療法システムは、真空管
を第1の位置と第2の位置との間で移動させるように駆動する移動部を含む搬出装置をさ
らに含む、ことを特徴とする中性子捕捉療法システム。
【請求項12】
前記搬出装置は、真空管を第1の位置と第2の位置との間で移動させるようにクランプ
するクランプ部をさらに含む、ことを特徴とする請求項11に記載の中性子捕捉療法シス
テム。
【請求項13】
前記搬出装置は、中性子生成部を遮蔽する遮蔽部をさらに含み、前記移動部は、遮蔽部
内に位置し遮蔽部内で移動することができる、ことを特徴とする請求項11に記載の中性
子捕捉療法システム。
【請求項14】
請求項12に記載の中性子捕捉療法システムのターゲット交換方法であって、
真空管が第1の位置に位置する場合、真空管と搬出装置を位置合わせして両者の相対位
置を決定し、搬出装置のクランプ部が真空管をクランプすることにより、真空管が第1の
位置と第2の位置との間でX方向に沿って移動するステップを含む、ターゲット交換方法
【請求項15】
請求項13に記載の中性子捕捉療法システムのターゲット交換方法であって、
前記真空管は、第1の位置と第2の位置との間に位置する第7の位置をさらに含み、前
記ターゲット交換方法は、前記真空管が第1の位置からX方向に沿って第7の位置へ移動
する場合、遮蔽部内に部分的に収容され、X方向に沿って第7の位置から第2の位置へ移
動し続ける場合、遮蔽部内に完全に収容されるステップを含む、ターゲット交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射線照射システムに関し、特に中性子捕捉療法システムに関する。
【背景技術】
【0002】
原子科学の発展に従って、例えば、コバルト60、線形加速器、電子ビーム等の放射線
療法は、すでにがん治療の主な手段の一つとなった。しかし、従来の光子又は電子療法は
、放射線そのものの物理的条件の制限で腫瘍細胞を殺すとともに、ビーム経路上の数多く
の正常組織に損傷を与える。また、腫瘍細胞により放射線に対する感受性の度合いが異な
っており、従来の放射線療法では、放射線耐性の高い悪性腫瘍(例えば、多形神経膠芽腫
(glioblastoma multiforme)、黒色腫(melanoma))
に対する治療効果が良くない。
【0003】
腫瘍の周囲の正常組織の放射線損傷を軽減するために、化学療法(chemother
apy)における標的療法が、放射線療法に用いられている。また、放射線耐性の高い腫
瘍細胞に対し、現在では生物学的効果比(relative biological e
ffectiveness、RBE)の高い放射線源が積極的に開発されている(例えば
、陽子治療、重粒子治療、中性子捕捉療法等)。このうち、中性子捕捉療法は、上記2つ
の構想を結びつけたものである。例えば、ホウ素中性子捕捉療法では、ホウ素含有薬物が
腫瘍細胞に特異的に集まり、高精度な中性子ビーム制御と合わせることで、従来の放射線
と比べて、より良いがん治療オプションを提供する。
【0004】
加速器中性子捕捉療法システムにおいて、加速器により荷電粒子ビームを加速し、前記
荷電粒子ビームがビーム整形体内の中性子生成部の原子核間クーロン斥力を克服するのに
十分なエネルギーまで加速され、前記中性子生成部と核反応を起こさせて中性子を生成す
るため、中性子を生成する過程で中性子生成部は、ハイパワーの加速荷電粒子ビームの照
射を受け、中性子生成部の温度が大幅に上昇することで、中性子生成部の耐用年数に影響
を与えるため、中性子生成部への交換が必要となり、高エネルギーレベルの加速荷電粒子
ビームに照射された中性子生成部に必然的に大量の放射線が存在するため、中性子生成部
を交換する場合、必然的に放射線による潜在的な安全上の問題がある。
【発明の概要】
【0005】
放射線による潜在的な安全上の問題を低減する中性子捕捉療法システムを提供するため
に、本願の一実施例に係る中性子捕捉療法システムは、荷電粒子ビームを輸送する真空管
、中性子ビームを生成する中性子生成部及び中性子ビームを整形するビーム整形体を含み
、前記ビーム整形体に収容部が形成され、真空管は、第1の端部及び第2の端部を含み、
中性子生成部は、第1の端部に設置され、真空管は、第1の位置及び第2の位置を含み、
前記中性子捕捉療法システムは、真空管を第1の位置と第2の位置との間で移動させる搬
出装置をさらに含み、真空管が第1の位置に位置する場合、中性子生成部は、荷電粒子ビ
ームと反応して中性子を生成することができ、真空管が第2の位置に位置する場合、中性
子生成部は、ビーム整形体の外側に位置する。
【0006】
好ましくは、前記搬出装置は、真空管を移動させるように駆動する移動部を含み、移動
部は、第3の位置及び第4の位置を含み、ビーム整形体の横延出方向をX方向と定義し、
移動部は、X方向に沿って第3の位置と第4の位置との間で移動し、移動部が第3の位置
に位置する場合、真空管は、第1の位置に位置し、移動部が第4の位置に位置する場合、
真空管は、第2の位置に位置する。
【0007】
さらに、前記搬出装置は、真空管をクランプ又はアンクランプすることができる少なく
とも1つのクランプ部をさらに含み、前記クランプ部は、移動部に伴ってX方向に移動す
る。本実施形態では、クランプ部は、4つであり、2つを一組として用いられ、各組は2
つあり、上下に配列される。勿論、クランプ部は、任意の数であってもよく、クランプ部
の設置により真空管をクランプ又はアンクランプし、かつ真空管をクランプして移動部と
共に移動することができればよい。さらに、例えば、クランプ部は、円孔状構造であり、
クランプ部の円孔を広げたり縮めたりすることにより真空管をクランプする。
【0008】
さらに、前記搬出装置は、クランプ部を支持する引き締め部をさらに含み、前記引き締
め部は、移動部に伴ってX方向に移動し、クランプ部は、真空管をクランプ又はアンクラ
ンプするように引き締め部を通って引き締め部に対して回転する。具体的には、前記引き
締め部に第1の貫通孔が設置され、前記クランプ部は、第1の貫通孔を通って第1の貫通
孔の孔壁に支持され、真空管をクランプ又はアンクランプするように第1の貫通孔で回転
する。
【0009】
さらに、前記搬出装置は、移動部に固定的に接続された当接部をさらに含み、X方向に
前記当接部は、引き締め部よりも真空管に近接し、前記引き締め部は、第5の位置及び第
6の位置を含み、当接部に向かって延出された接続部材を備え、前記接続部材は、当接部
を通って引き締め部が第5の位置と第6の位置との間で移動することを可能にする。前記
真空管は、第1の位置と第2の位置との間に位置する第7の位置を含み、引き締め部が第
5の位置に位置する場合、真空管は、第1の位置に位置し、引き締め部が第6の位置に位
置する場合、真空管は、第7の位置に位置し、当接部は、真空管の第2の端部に当接し、
クランプ部は、真空管をクランプ又はアンクランプするように、引き締め部を介して当接
部を通って真空管の表面に位置する。具体的には、前記当接部に第2の貫通孔が設置され
、接続部材が第2の貫通孔の孔壁に支持され、前記接続部材は、第2の貫通孔を通って第
2の貫通孔に対して移動することにより、引き締め部が第5の位置と第6の位置との間で
移動することを可能にする。当接部に当接部を貫通する第3の貫通孔がさらに設置され、
クランプ部は、第1の貫通孔を介して第3の貫通孔を通って真空管の表面に位置し、本実
施形態では、第3の貫通孔のサイズは、クランプ部の第1の貫通孔における回転範囲が第
3の貫通孔に制限されないように第1の貫通孔のサイズより大きいことで、クランプ部が
真空管をクランプ又はアンクランプすることに役立つ。当接部の設置により真空管にクラ
ンプ部のクランプ力以外の当接力を提供することにより、真空管が第1の位置と第2の位
置との間で移動する過程においてバランスを保持することができ、真空管が移動する過程
において傾斜してビーム整形体の収容部と擦れることを減少させることで、真空管をビー
ム整形体からより容易に搬出する。
【0010】
さらに、前記移動部、引き締め部及び当接部は、いずれも板状構造であり、移動部は、
第1の側面及び第1の側面に対向して設置された第2の側面を含み、当接部は、第3の側
面及び第3の側面に対向して設置された第4の側面を含み、引き締め部は、第5の側面及
び第5の側面に対向して設置された第6の側面を含み、前記第3の側面、第4の側面、第
5の側面及び第6の側面同士は、互いに平行であり、第3の側面、第4の側面、第5の側
面及び第6の側面は、いずれも第1の側面及び第2の側面に垂直であり、第1の貫通孔は
、第5の側面から第6の側面を貫通し、第2の貫通孔は、第3の側面から第4の側面を貫
通し、第3の貫通孔は、第3の側面から第4の側面を貫通する。
【0011】
好ましくは、前記搬出装置は、搬出装置と真空管との相対位置を決定する位置合わせ部
をさらに含み、前記位置合わせ部は、当接部に設置され、前記クランプ部は、位置合わせ
部よりも真空管の外面に近接する。位置合わせ部は、搬出装置と真空管との位置合わせを
行い、すなわち搬出装置と真空管との相対的な位置関係を決定するものであり、位置合わ
せ部に基づいて搬出装置と真空管の位置を決定した後、搬出装置のクランプ部は、真空管
の外側に位置する。本実施形態では、位置合わせ部は4つであり、かつクランプ部の外周
に均一に分布する。他の実施形態では、位置合わせ部は、任意の数であってもよく、位置
合わせ部の設置がクランプ部の作動を妨げず、位置合わせをガイドする役割を果たすこと
ができればよい。例えば、位置合わせ部は、広げたり縮めたりすることができる円孔状構
造であり、位置合わせ部の円孔を広げたり縮めたりすることにより搬出装置全体を真空管
と位置合わせするようにガイドする。
【0012】
さらに、前記搬出装置は、2つの補強部をさらに含み、前記補強部は、移動部の第1の
側面と当接部の第4の側面に接続され、引き締め部は、移動部及び2つの補強部の間に位
置する。
【0013】
さらに、前記搬出装置は、中性子生成部を遮蔽する遮蔽部をさらに含み、前記クランプ
部及び移動部は、いずれも遮蔽部内に位置し遮蔽部内で移動し、真空管が第2の位置に位
置する場合、前記中性子生成部は、遮蔽部内に収容される。具体的な実施形態として、前
記遮蔽部は、前記移動部が設置された底壁、底壁に対向して設置された天井壁及び底壁と
天井壁を接続する側壁を含み、前記天井壁、底壁及び側壁が接続されて遮蔽空間を形成し
、前記クランプ部及び移動部は、いずれも遮蔽空間内に位置し遮蔽空間内で移動し、真空
管が第2の位置に位置する場合、前記中性子生成部は、遮蔽空間内に収容される。
【0014】
さらに、前記側壁は、遮蔽部を開閉できる第1の側壁を含み、第1の側壁が遮蔽部を開
く場合、真空管は、第1の位置から第2の位置へ移動することができ、第1の側壁が遮蔽
部を閉じる場合、真空管は、第2の位置に位置する。
【0015】
本願の別の実施例に係る中性子捕捉療法システムは、荷電粒子ビームを輸送する真空管
、中性子ビームを生成する中性子生成部及び中性子ビームを整形するビーム整形体を含み
、前記ビーム整形体に収容部が形成され、中性子生成部は、真空管の一端に設置され、真
空管は、第1の位置及び第2の位置を含み、真空管が第1の位置に位置する場合、中性子
生成部は、荷電粒子ビームと反応して中性子を生成することができ、真空管が第2の位置
に位置する場合、中性子生成部は、ビーム整形体の外側に位置し、前記中性子捕捉療法シ
ステムは、真空管を第1の位置と第2の位置との間で移動させるように駆動する移動部を
含む搬出装置をさらに含む。
【0016】
さらに、前記搬出装置は、真空管を第1の位置と第2の位置との間で移動させるように
クランプするクランプ部をさらに含む。
【0017】
さらに、前記搬出装置は、中性子生成部を遮蔽する遮蔽部をさらに含み、前記移動部は
、遮蔽部内に位置し遮蔽部内で移動することができる。
【0018】
本願に係る中性子捕捉療法システムのターゲット交換方法は、真空管が第1の位置に位
置する場合、真空管と搬出装置を位置合わせして両者の相対位置を決定し、搬出装置のク
ランプ部が真空管をクランプすることにより、真空管が第1の位置と第2の位置との間で
X方向に沿って移動するステップを含む。
【0019】
さらに、前記搬出装置は、中性子生成部を遮蔽する遮蔽部をさらに含み、前記真空管は
、第1の位置と第2の位置との間に位置する第7の位置をさらに含み、前記ターゲット交
換方法は、前記真空管が第1の位置からX方向に沿って第7の位置へ移動する場合、遮蔽
部内に部分的に収容され、X方向に沿って第7の位置から第2の位置へ移動し続ける場合
、遮蔽部内に完全に収容されるステップを含む。
【0020】
本願では、第7の位置が第1の位置と第2の位置との間に位置するため、本願における
、前記真空管が第1の位置と第2の位置との間で移動することは、真空管が第1の位置か
ら第7の位置へ移動することと、第7の位置から第2の位置へ移動することとを含み、ま
た、ターゲット交換過程において、真空管が常に遮蔽空間内に位置するため、真空管の第
1の位置から第2の位置への移動過程における各変位距離は、真空管がビーム整形体から
遮蔽空間方向へ移動する距離に等しいことを明確に知ることができる。
【0021】
本願の中性子捕捉療法システムは、搬出装置の設置により作業者のターゲット交換過程
における参加、作業者と放射線との接触、及び放射線による潜在的な安全上の問題を減少
させる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】本願の中性子捕捉療法システムの斜視図であり、中性子生成部は、第1の位置に位置する。
図2図1に示す中性子捕捉療法システムの別の角度の概略図である。
図3図2における移動部が第3の位置に位置する概略図であり、ビーム整形体は、部分断面である。
図4】搬出装置のターゲット交換の概略図であり、移動部が第3の位置から第4の位置へ移動することと、引き締め部が第5の位置から第6の位置へ移動することと、真空管が第1の位置から第7の位置及び第2の位置へ移動することとを含む概略図である。
図5】ターゲット交換が完了した後、搬出装置がビーム整形体から離れる概略図である。
図6】本願の搬出装置の概略図である。
図7】遮蔽部を含まない搬出装置の概略図である。
図8図7に示す搬出装置の別の角度の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
近年のがんの有効な治療手段として、中性子捕捉療法の適用が徐々に増加され、ホウ素
中性子捕捉療法が最も一般的であり、ホウ素中性子捕捉療法に供給する中性子は、核反応
炉又は加速器によって供給することができる。本願の実施例は、加速器ホウ素中性子捕捉
療法を例として、加速器ホウ素中性子捕捉療法のベースアセンブリは、一般的には、荷電
粒子(例えば、陽子、デューテリウム核等)を加速する加速器、中性子生成部及び熱除去
システムならびにビーム整形体を含む。加速荷電粒子と金属中性子生成部の作用により中
性子を生成し、必要な中性子収率及びエネルギー、提供可能な加速荷電粒子エネルギーと
電流の大きさ、金属中性子生成部の物理化学等の特性に基づいて適切な核反応を選択する
。常に検討されている核反応はLi(p、n)BeとBe(p、n)Bであり、
この2つの反応は、いずれも吸熱反応であり、この2つの核反応のエネルギー閾値はそれ
ぞれ1.881MeVと2.055MeVである。ホウ素中性子捕捉療法の理想的な中性
子源はkeVエネルギーレベルの熱外中性子であるため、理論的には閾値を僅かに上回る
エネルギーを持つ陽子を用いて金属リチウム中性子生成部を衝撃すると、比較的低いエネ
ルギーの中性子を生成することができ、あまりにも多くの減速処理することなく、臨床的
に使用することができるが、リチウム金属(Li)とベリリウム金属(Be)という2つ
の中性子生成部と閾値エネルギーの陽子との作用断面が高くなく、十分に大きな中性子束
を発生させるために、一般的には、比較的高いエネルギー陽子を用いて核反応を開始させ
る。
【0024】
理想的な中性子生成部は、中性子収率が高く、生成された中性子のエネルギー分布が熱
外中性子エネルギー領域(以下に詳細に説明する)に近く、あまり強い放射線の発生はな
く、安全かつ安価で操作しやすく、かつ耐高温等の特性を有するが、実際には全ての要件
を満たす核反応を見つけることは不可能である。本願の実施例では、リチウム金属で製造
された中性子生成部を採用する。しかしながら、当業者によく知られているように、中性
子生成部の材料は、上記で言及された金属材料以外の他の金属材料で製造することができ
る。
【0025】
熱除去システムに対する要件は、選択された核反応によって異なり、例えばLi(p
、n)Beの場合、金属中性子生成部(リチウム金属)の低い融点と低い熱伝導率によ
り、熱除去システムへの要件はBe(p、n)Bより厳しくなる。本願の実施例では
Li(p、n)Beの核反応を採用する。このことから分かるように、高エネルギ
ーレベルの加速荷電粒子ビームの照射を受ける中性子生成部の温度は、必然的に大幅に上
昇するため、中性子生成部の耐用年数に影響を与える。
【0026】
そのため、中性子捕捉療法システムは、必然的に中性子生成部を交換するという問題が
ある。該問題を解決するとともに、作業者と放射線との接触を可能な限り減少させるため
に、本願は、中性子捕捉療法システムを提供する。
【0027】
ターゲット交換作業者への主要な放射は、荷電粒子ビームが中性子生成部に照射されて
核反応が発生することによる放射線に由来するため、本願は、新たな中性子生成部を取り
付けることを説明せず、核反応が発生した後の中性子生成部を取り外すことを説明するこ
とを目的とする。
【0028】
図1及び図2に示すように、中性子捕捉療法システム100は、荷電粒子ビームPを輸
送する真空管10、真空管10の端部に設置されて中性子ビームNを生成する中性子生成
部(図示せず)、中性子ビームNを整形するビーム整形体20及び真空管10を取り外す
搬出装置30を含む。
【0029】
図3図5を参照して、上記ビーム整形体20に収容部21が形成され、本実施形態で
は、真空管10は、収容部21内に埋設された埋設部11及び収容部21から延出してビ
ーム整形体20の外に位置する延出部12を含む。埋設部11の端部は、第1の端部(符
号なし)であり、延出部12の端部は、第2の端部(符号なし)である。中性子生成部(
図示せず)は、第1の端部に設置され、かつ真空管10と共に移動する。真空管10は、
第1の位置L1及び第2の位置L2を含み、搬出装置30は、真空管10を第1の位置L
1と第2の位置L2との間で移動させる。真空管10が第1の位置L1に位置する場合、
中性子生成部(図示せず)は、荷電粒子ビームPと反応して中性子を生成することができ
、真空管10が第2の位置L2に位置する場合、中性子生成部(図示せず)は、ビーム整
形体20の外側に位置する。
【0030】
図6図8を参照して、上記搬出装置30は、真空管10を第1の位置L1と第2の位
置L2との間で移動させるように駆動する移動部31、真空管10をクランプして移動部
31と共に移動するクランプ部32及び中性子生成部(図示せず)が設置された真空管1
0を遮蔽する遮蔽部(符号なし)を含む。
【0031】
図4を参照して、ビーム整形体20の横延出方向をX方向に定義し、上記移動部31は
、第3の位置L3及び第4の位置L4を含み、移動部31は、X方向に沿って第3の位置
L3と第4の位置L4との間で移動する。移動部31が第3の位置L3に位置する場合、
真空管10は、第1の位置L1に位置し、このとき、中性子生成部(図示せず)は、荷電
粒子ビームと反応して中性子を生成することができ、移動部31が第4の位置L4に位置
する場合、真空管10は、第2の位置L2に位置し、このとき、中性子生成部(図示せず
)は、ビーム整形体20の外側に位置し、遮蔽部(符号なし)内に収容される。
【0032】
図6を参照して、本願の実施例におけるクランプ部32は4つであり、2つを一組とし
て用いられ、各組は2つあり、上下に配列される。移動部31が第3の位置L3に位置す
る場合、上記クランプ部32は、真空管10の外面に位置し、かつ必要に応じて真空管1
0の外面をクランプ又はアンクランプする。他の実施形態では、真空管にフランジ又は溝
を設置し、クランプ部が真空管のフランジ又は溝にクランプされてもよい。勿論、クラン
プ部32は、任意の数であってもよく、クランプ部32の設置により真空管10をクラン
プ又はアンクランプし、かつ真空管10を移動部31と共に移動させることができればよ
い。例えば、クランプ部の数は2つであり、真空管に十分なクランプ力を提供するために
、上記2つのクランプ部の間の角度は180度となる。同様に、クランプ部の数が3つで
ある場合、真空管に十分なクランプ力を提供するために、3つのクランプ部は、真空管の
周方向に均一に分布する。さらに、例えば、クランプ部は、広げたり縮めたりすることが
できる円孔状構造であり、クランプ部の円孔を広げたり縮めたりすることにより真空管を
アンクランプ又はクランプする。具体的には、クランプ部は、第1のクランプ部、一端が
第1のクランプ部に接続され他端が第1のクランプ部から離れる第2のクランプ部、及び
第1のクランプ部と第2のクランプ部を接続するか又は緩めるロック部を含み、第1のク
ランプ部と第2のクランプ部が一体成形され、クランプ部の数が1つであると考えること
ができる。1つの実施形態として、第1のクランプ部の第2のクランプ部から離れる一端
と、第2のクランプ部の第1のクランプ部から離れる一端にそれぞれねじ穴が設置され、
ロック部は、スクリュー及びスクリューと螺合するナットを含む。スクリューは、第1の
クランプ部のねじ穴及び第2のクランプ部のねじ穴を通り、スクリュー上のナットを回す
ことにより第1のクランプ部と第2のクランプ部を分離させるか又は接続し、第1のクラ
ンプ部と第2のクランプ部が一体に接続される場合、クランプ部全体は、円孔状を呈し、
円孔の孔径サイズがナットの締め付け程度によって決定されることで、クランプ部が真空
管をクランプ又はアンクランプする。ロック部は、他の機械構造であってもよく、第1の
クランプ部と第2のクランプ部が真空管をクランプ又はアンクランプすることができれば
よい。また、第1のクランプ部と第2のクランプ部は、両端がいずれも分離された構造で
あってもよく、2つのロック部を設置することによりクランプ部が真空管をクランプ又は
アンクランプする。この場合、クランプ部の数は2つであると考えてもよい。
【0033】
図7及び図8参照して、上記搬出装置30は、移動部31に固定的に接続され、かつ移
動部31と共に移動する当接部34及び当接部34に対して移動可能な引き締め部35を
含む。X方向に当接部34は、引き締め部35よりも中性子生成部(図示せず)に近接す
る。上記引き締め部35は、移動部31に伴ってX方向に移動し、クランプ部32は、真
空管10の外面をクランプ又はアンクランプするように引き締め部35を通って引き締め
部35に対して回転する。本願では、移動部31、当接部34及び引き締め部35は、い
ずれも板状構造である。移動部31は、第1の側面311及び第1の側面311に対向し
て設置された第2の側面312を含み、当接部34は、第3の側面341及び第3の側面
341に対向して設置された第4の側面342を含み、引き締め部35は、第5の側面3
51及び第5の側面351に対向して設置された第6の側面352を含む。上記第3の側
面341、第4の側面342、第5の側面351及び第6の側面352同士は、互いに平
行であり、かつ第3の側面341、第4の側面342、第5の側面351及び第6の側面
352は、いずれも第1の側面311及び第2の側面312に垂直である。
【0034】
上記引き締め部35の第5の側面351は、当接部34の第4の側面342に向かって
延出された接続部材353を備え、引き締め部35の第5の側面351には、第6の側面
352へ貫通して横断面が長方形である少なくとも2つの第1の貫通孔354が形成され
、当接部34の第3の側面341には、第4の側面342へ貫通して第2の貫通孔343
が形成され、上記接続部材353は、第2の貫通孔343の孔壁に支持され、かつ第2の
貫通孔343中にX方向に沿って当接部34に対して移動することができ、引き締め部3
5は、接続部材353と共に移動する。当接部34の第3の側面341には、第4の側面
342へ貫通して第1の貫通孔354に対応する第3の貫通孔344が形成され、第3の
貫通孔344の横断面も長方形であり、クランプ部32は、第1の貫通孔354を通って
第3の貫通孔344に入る。クランプ部32は、第1の貫通孔354の孔壁に支持され、
かつ第1の貫通孔354の支持により第1の貫通孔354及び第3の貫通孔344中で回
転することにより、真空管10の外面をクランプするか又はアンクランプする。本願では
、クランプ部32の第1の貫通孔354での回転範囲が第3の貫通孔344に制限されな
いために、回転方向に、第3の貫通孔344のサイズは、第1の貫通孔354のサイズよ
り大きい。X方向に、クランプ部32と引き締め部35は、相対的に固定され、すなわち
、X方向にクランプ部32は、引き締め部35と共に移動する。引き締め部35は、第5
の位置L5及び第6の位置L6を有し、上記真空管10は、第1の位置L1と第2の位置
L2との間に位置する第7の位置L7をさらに含み、引き締め部35は、接続部材353
の第2の貫通孔343での移動に伴って当接部34に対して第5の位置L5と第6の位置
L6との間で移動する。引き締め部35が第5の位置L5に位置する場合、真空管10は
、第1の位置L1に位置し、引き締め部35が第6の位置L6に位置する場合、真空管1
0は、第7の位置L7に位置し、このとき、当接部34は、真空管10の延出部12の端
部に当接する。このように設置すれば、移動部31が真空管10を第2の位置L2へ移動
させるように駆動する前に、引き締め部35が第5の位置L5から第6の位置L6へ移動
することにより、真空管10をクランプしたクランプ部32を移動させるように駆動して
、真空管10の延出部12の端部が当接部34に当接し、すなわち真空管10を第7の位
置L7へ移動させ、したがって、真空管10を移動させる場合、クランプ部32が真空管
10に提供するクランプ力に加えて、当接部34は、真空管10に当接力を提供すること
により、真空管10が移動中にバランスを保持し、真空管10が移動する場合に傾斜して
収容部21と擦れることを防止し、真空管10を収容部21からより容易に搬出すること
ができるという利点がある。勿論、他の実施形態では、真空管10は、延出部を設置する
ことなく収容部21内に完全に埋設することができ、この場合に、クランプ部32は、収
容部21内に直接挿入して真空管10をクランプするか、又はクランプ部への設置により
クランプ部が真空管の第2の端部をクランプすることができ、それにより真空管10は、
移動部31の第3の位置L3と第4の位置L4との間の移動に伴って第1の位置L1と第
2の位置L2との間で移動する。実施過程において、収容部21の内壁と真空管10の外
壁との間に遮蔽用の充填部(符号なし)がさらに設置され、クランプ部が真空管をクラン
プして真空管を移動部と共に第1の位置L1から第2の位置L2へ移動させる場合、充填
部は真空管と共に移動する。
【0035】
上記遮蔽部(符号なし)は、天井壁331、天井壁331に対向して設置された底壁3
32、及び天井壁331と底壁332を接続する側壁333を含み、上記天井壁331、
底壁332及び側壁333の間に移動部31、引き締め部35及び当接部34を収容する
遮蔽空間334が形成される。上記移動部31は、底壁332に設置され、移動部31、
クランプ部32、引き締め部35及び当接部34は、いずれも遮蔽空間334内で移動す
る。上記側壁333は、第1の側壁335を含み、上記第1の側壁335は開閉すること
ができ、第1の側壁335が開く場合、真空管10は第1の位置L1から第2の位置L2
へ移動することができ、真空管10が第2の位置L2に位置する場合、第1の側壁335
が閉じられ、真空管10が遮蔽される。真空管10が第1の位置L1から第2の位置L2
へ移動する距離は、常に真空管10がビーム整形体20から遮蔽空間334内へ移動する
距離と等しい。
【0036】
本願の実施形態では、上記搬出装置30は、遮蔽空間334内に位置する2つの補強部
36をさらに含み、補強部36は、移動部31の第1の側面311と当接部34の第4の
側面342に接続され、引き締め部35は、移動部31及び2つの補強部36の間に位置
する。補強部36の設置により搬出装置30全体の強度を高めることができる。当接部3
4の第3の側面341には、搬出装置30と真空管10との相対位置を決定する少なくと
も2つの位置合わせ部37がさらに固着されることで、クランプ部32は真空管10の外
面に位置する。本実施形態では、上記位置合わせ部37は4つあり、2つを一組として用
いられ、各組の位置合わせ部37は、各組のクランプ部32の外側に位置する。ここでの
上記各組の位置合わせ部37が各組のクランプ部32の外側に位置することは、移動部3
1が第3の位置L3に位置する場合、クランプ部32が位置合わせ部37よりも真空管1
0の外面に近接すると理解されたい。搬出装置30に対してターゲット交換作業を行う前
に、位置合わせ部37に基づいて搬出装置30と真空管10との間の相対位置を決定する
【0037】
搬出装置30は、駆動部(符号なし)をさらに含む。駆動部は、移動部31を第3の位
置L3と第4の位置L4との間で移動させるように駆動する第1の駆動部41と、クラン
プ部32が真空管10の外面をクランプ又はアンクランプするように駆動する第2の駆動
部42と、引き締め部35を第5の位置L5と第6の位置L6との間で移動させるように
駆動する第3の駆動部43と、第1の側壁335が遮蔽部(符号なし)を開閉するように
駆動する第4の駆動部44とを含む。
【0038】
本願では、第1の駆動部41及び第4の駆動部44は、いずれもロッドレスシリンダで
あり、移動部31の第1の側面311は、第1の駆動部41に設置され、移動部31は、
第1の駆動部41の作動で第3の位置L3と第4の位置L4との間で移動し、第1の側壁
335は、第4の駆動部44に設置され、第1の側壁335は、第4の駆動部の作動で開
閉する。本願の実施形態では、上記第2の駆動部42は、薄型エアチャックシリンダであ
る。上記第3の駆動部43は、伸縮シリンダであり、伸縮シリンダは、一端が当接部34
の第4の側面342に接続され、他端が引き締め部35の第5の側面351に固定的に接
続され、第3の駆動部43の作動で、引き締め部35は、当接部34に対して第5の位置
L5と第6の位置L6との間で移動する。
【0039】
上記中性子捕捉療法システム100は、移動可能な支持部50をさらに含み、搬出装置
30は、支持部50に設置され、第4の駆動部44は、支持部50のビーム整形体20に
近接する側面に設置される。位置合わせ部37に基づいて支持部50を調整することによ
り、クランプ部32は真空管10の延出部12の外面に位置し、それにより搬出装置30
と真空管との相対位置を決定する。X方向に垂直な方向をY方向と定義し、本願では、上
記支持部50は、さらにY方向に沿って伸長するか又は短縮することができる。
【0040】
次に、搬出装置30のターゲット交換手順について説明する。
【0041】
S1では、位置合わせ部37により支持部50を調整することにより、搬出装置30と
真空管10との相対位置を決定し、
S2では、第1の駆動部41により移動部31が第3の位置L3へ移動するように駆動
し、このとき、真空管10の延出部12が遮蔽部の遮蔽空間334内に入り、真空管が第
1の位置L1に位置し、第4の駆動部44により第1の側壁335が遮蔽部を開くように
駆動し、クランプ部32が真空管10に位置しアンクランプ状態にあり、引き締め部35
が第5の位置L5に位置し、
S3では、第2の駆動部42によりクランプ部32が真空管10の外面をクランプする
ように駆動し、
S4では、第3の駆動部43により引き締め部35が第5の位置L5から第6の位置L
6へ移動するように駆動し、このとき、真空管10が第1の位置L1から第7の位置L7
へ移動し、
S5では、第1の駆動部41により移動部31が第3の位置L3から第4の位置L4へ
移動するように駆動し、このとき、真空管10が第7の位置L7から第2の位置L2へ移
動し、完全に遮蔽空間334に収容され、
S6では、第4の駆動部44により第1の側壁335が遮蔽部を閉じるように駆動し、
S7では、支持部50を移動させることにより、真空管10が収容された搬出装置30
をビーム整形体20から遠ざける。
【0042】
本願に開示された中性子捕捉療法システムは、以上の実施例に記載の内容及び図面に示
された構造に限定されるものではなく、本願の基礎上にその構成要素の材料、形状及び位
置に対して行われる明らかな変更、置換又は改変は、いずれも本願の特許請求の範囲内に
ある。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
【手続補正書】
【提出日】2024-09-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中性子捕捉療法システムであって、荷電粒子ビームを輸送する真空管、中性子ビームを生成する中性子生成部及び中性子ビームを整形するビーム整形体を含み、前記ビーム整形体に収容部が形成され、真空管は、第1の端部及び第2の端部を含み、中性子生成部は、真空管の第1の端部に設置され、真空管は、第1の位置及び第2の位置を含み、前記中性子捕捉療法システムは、真空管を第1の位置と第2の位置との間で移動させる搬出装置をさらに含み、真空管が第1の位置に位置する場合、中性子生成部は、荷電粒子ビームと反応して中性子を生成することができ、真空管が第2の位置に位置する場合、中性子生成部は、ビーム整形体の外側に位置し、前記中性子捕捉療法システムは、移動可能な支持部をさらに含み、前記搬出装置は、前記支持部に設置され、前記支持部を移動させることにより、前記真空管が収容された前記搬出装置を前記ビーム整形体から遠ざける、ことを特徴とする中性子捕捉療法システム。
【請求項2】
前記搬出装置は、真空管を移動させるように駆動する移動部を含み、移動部は、第3の位置及び第4の位置を含み、ビーム整形体の横延出方向をX方向と定義し、移動部は、X方向に沿って第3の位置と第4の位置との間で移動し、移動部が第3の位置に位置する場合、真空管は、第1の位置に位置し、移動部が第4の位置に位置する場合、真空管は、第2の位置に位置する、ことを特徴とする請求項1に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項3】
前記搬出装置は、真空管をクランプ又はアンクランプすることができる少なくとも1つのクランプ部をさらに含み、前記クランプ部は、移動部に伴ってX方向に移動する、ことを特徴とする請求項2に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項4】
前記搬出装置は、前記クランプ部を支持する引き締め部をさらに含み、前記引き締め部は、移動部に伴ってX方向に移動し、クランプ部は、真空管をクランプ又はアンクランプするように引き締め部を通って引き締め部に対して回転する、ことを特徴とする請求項3に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項5】
前記搬出装置は、移動部に固定的に接続された当接部をさらに含み、X方向に前記当接部は、引き締め部よりも真空管に近接し、前記引き締め部は、第5の位置及び第6の位置を含み、当接部に向かって延出された接続部材を備え、前記接続部材は、当接部を通って引き締め部が第5の位置と第6の位置との間で移動することを可能にし、前記真空管は、第1の位置と第2の位置との間に位置する第7の位置を含み、引き締め部が第5の位置に位置する場合、真空管は、第1の位置に位置し、引き締め部が第6の位置に位置する場合、真空管は、第7の位置に位置し、当接部は、真空管の第2の端部に当接し、クランプ部は、真空管をクランプ又はアンクランプするように引き締め部を介して当接部を通る、ことを特徴とする請求項4に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項6】
前記移動部、引き締め部及び当接部は、いずれも板状構造であり、移動部は、第1の側面及び第1の側面に対向して設置された第2の側面を含み、当接部は、第3の側面及び第3の側面に対向して設置された第4の側面を含み、引き締め部は、第5の側面及び第5の側面に対向して設置された第6の側面を含み、前記第3の側面、第4の側面、第5の側面及び第6の側面同士は、互いに平行であ、ことを特徴とする請求項5に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項7】
前記搬出装置は、搬出装置と真空管との相対位置を決定する位置合わせ部をさらに含み、前記位置合わせ部は、当接部に設置され、前記クランプ部は、位置合わせ部よりも真空管の外面に近接する、ことを特徴とする請求項5に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項8】
前記搬出装置は、2つの補強部をさらに含み、前記補強部は、移動部と当接部に接続され、引き締め部は、移動部及び2つの補強部の間に位置する、ことを特徴とする請求項に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項9】
前記搬出装置は、中性子生成部を遮蔽する遮蔽部をさらに含み、前記クランプ部及び移動部は、いずれも遮蔽部内に位置し遮蔽部内で移動する、ことを特徴とする請求項3に記載の中性子捕捉療法システム。
【請求項10】
前記遮蔽部は、遮蔽部を開閉できる第1の側壁を含み、第1の側壁が遮蔽部を開く場合、真空管は、第1の位置から第2の位置へ移動することができ、第1の側壁が遮蔽部を閉じる場合、真空管は、第2の位置に位置する、ことを特徴とする請求項9に記載の中性子捕捉療法システム。