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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-05
(45)【発行日】2024-12-13
(54)【発明の名称】線量評価システム
(51)【国際特許分類】
A61N 5/10 20060101AFI20241206BHJP
【ＦＩ】
A61N5/10 Q
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2021522267
(86)(22)【出願日】2020-05-20
(86)【国際出願番号】 JP2020019958
(87)【国際公開番号】W WO2020241415
(87)【国際公開日】2020-12-03
【審査請求日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】P 2019101555
(32)【優先日】2019-05-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162640
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 康樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122781
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 寛
(72)【発明者】
【氏名】佐々井 健蔵
【審査官】白川 敬寛
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５０１７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１５９１０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】次世代医療機器評価指標の公表について，薬生機審発０５２３第２号，厚生労働省医薬・生活衛生局医療機器審査管理課長，2019年05月23日，https://www.pmda.go.jp/files/000229738.pdf，別紙５ ホウ素中性子捕捉療法用加速器型中性子照射装置システムに関する評価指標,pp.1-9
【文献】MATSUMOTO,Tetsuo et al.，DOSE MEASURING SYSTEM FOR BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY，Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detector，1988年，Vol.271,No.3，pp.662-670
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｎ ５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ホウ素中性子捕捉療法システムによる治療で患者の腫瘍に投与された線量である投与線量を治療後に評価する線量評価システムであって、治療中における放射線に関する第１パラメータについて、実行された治療における現実の値を表す第１パラメータ現実値と、
治療中における前記患者体内のホウ素濃度に関する第２パラメータについて、実行された治療における現実の値を表す第２パラメータ現実値と、を取得し、
前記第１パラメータ現実値と、前記第２パラメータ現実値と、に基づいて、実行された前記治療における前記投与線量を推定した投与線量推定値を取得する線量推定部を備え、
前記線量推定部は、
前記第１パラメータについて、事前に作成された治療計画で計画された第１パラメータ計画値と、
前記第２パラメータについて、前記治療計画で計画された第２パラメータ計画値と、を更に取得し、
前記第１パラメータ計画値と、前記第１パラメータ現実値と、前記第２パラメータ計画値と、前記第２パラメータ現実値と、に基づいて、前記投与線量推定値を取得し、
前記線量推定部は、
前記治療計画で計画された投与線量の計画値である投与線量計画値を更に取得し、
前記第１パラメータ計画値と、前記第１パラメータ現実値と、前記第２パラメータ計画値と、前記第２パラメータ現実値と、に基づいて前記投与線量計画値を補正することで、前記投与線量推定値を取得し、
前記投与線量計画値は、
前記患者に照射される中性子線の中性子と前記患者の体内のホウ素との反応に由来する線量である反応由来線量の計画値Ｊ１と、
前記患者に照射される中性子線の中性子自体に由来する線量である中性子由来線量の計画値Ｊ２と、を含んでおり、
前記投与線量推定値は、下式（１）で表される、線量評価システム。
投与線量推定値＝
Ｊ１・（∫（Ｒ１・Ｒ２）／∫（Ｐ１・Ｐ２））
＋Ｊ２・（∫Ｒ１／∫Ｐ１） …式（１）
但し、
∫（Ｒ１・Ｒ２）は、前記第１パラメータ現実値と前記第２パラメータ現実値との積を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫（Ｐ１・Ｐ２）は、前記第１パラメータ計画値と前記第２パラメータ計画値との積を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫Ｒ１は、前記第１パラメータ現実値を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫Ｐ１は、前記第１パラメータ計画値を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、である。
【請求項2】
前記第１パラメータ現実値は、前記ホウ素中性子捕捉療法システムで発生する荷電粒子線のビーム電流の実測値に基づいて取得され、
前記第２パラメータ現実値は、
前記患者の血中ホウ素濃度の実測値に基づいて取得される、請求項１に記載の線量評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、線量評価システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のホウ素中性子捕捉療法システムが知られている。このホウ素中性子捕捉療法システムでは、中性子線の出口であるコリメータの開口部に、中性子線を検出する中性子線検出システムが設けられている。この中性子線検出システムにより、ホウ素中性子捕捉療法システムから患者に向けて出力される中性子線の量を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2018-146298号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ホウ素中性子捕捉療法システムでは、上記のとおり患者に向けて照射される中性子線の量を測定することができるが、患者が実際に受ける線量を知ることはできず、患者に対する治療が適切に実行されたか否かを評価することはできない。本発明は、ホウ素中性子捕捉療法による治療で患者の腫瘍に実際に投与された線量を評価することができる線量評価システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の線量評価システムは、ホウ素中性子捕捉療法システムによる治療で患者の腫瘍に投与された線量である投与線量を治療後に評価する線量評価システムであって、治療中における放射線に関する第１パラメータについて、実行された治療における現実の値を表す第１パラメータ現実値と、治療中における患者体内のホウ素濃度に関する第２パラメータについて、実行された治療における現実の値を表す第２パラメータ現実値と、を取得し、第１パラメータ現実値と、第２パラメータ現実値と、に基づいて、実行された治療における投与線量を推定した投与線量推定値を取得する線量推定部を備える。
【0006】
線量推定部は、第１パラメータについて、事前に作成された治療計画で計画された第１パラメータ計画値と、第２パラメータについて、治療計画で計画された第２パラメータ計画値と、を更に取得し、第１パラメータ計画値と、第１パラメータ現実値と、第２パラメータ計画値と、第２パラメータ現実値と、に基づいて、投与線量推定値を取得することとしてもよい。
【0007】
線量推定部は、治療計画で計画された投与線量の計画値である投与線量計画値を更に取得し、第１パラメータ計画値と、第１パラメータ現実値と、第２パラメータ計画値と、第２パラメータ現実値と、に基づいて投与線量計画値を補正することで、投与線量推定値を取得することとしてもよい。
【0008】
投与線量計画値は、患者に照射される中性子線の中性子と患者の体内のホウ素との反応に由来する線量である反応由来線量の計画値Ｊ１と、患者に照射される中性子線の中性子自体に由来する線量である中性子由来線量の計画値Ｊ２と、を含んでおり、投与線量推定値は、下式（１）で表されることとしてもよい。
投与線量推定値＝
Ｊ１・（∫（Ｒ１・Ｒ２）／∫（Ｐ１・Ｐ２））
＋Ｊ２・（∫Ｒ１／∫Ｐ１） …式（１）
但し、
∫（Ｒ１・Ｒ２）は、第１パラメータ現実値と第２パラメータ現実値との積を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫（Ｐ１・Ｐ２）は、第１パラメータ計画値と第２パラメータ計画値との積を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫Ｒ１は、第１パラメータ現実値を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫Ｐ１は、第１パラメータ計画値を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、である。
投与線量推定値＝
Ｊ１・（∫（Ｒ１・Ｒ２）／∫（Ｐ１・Ｐ２））
＋Ｊ２・（∫Ｒ１／∫Ｐ１） …式（１）
但し、
∫（Ｒ１・Ｒ２）は、第１パラメータ現実値と第２パラメータ現実値との積を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫（Ｐ１・Ｐ２）は、第１パラメータ計画値と第２パラメータ計画値との積を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫Ｒ１は、第１パラメータ現実値を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、
∫Ｐ１は、第１パラメータ計画値を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値、である。
【0009】
また、第１パラメータ現実値は、ホウ素中性子捕捉療法システムで発生する荷電粒子線のビーム電流の実測値、又はホウ素中性子捕捉療法システムで患者に照射される中性子の量の実測値に基づいて取得され、第２パラメータ現実値は、患者の血中ホウ素濃度の実測値に基づいて取得されることとしてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ホウ素中性子捕捉療法による治療で患者の腫瘍に実際に投与された線量を評価することができる線量評価システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、「上流」「下流」の語は、出射する荷電粒子線及び中性子線の上流（加速器側）、下流（患者側）をそれぞれ意味している。
【0013】
図１に示すホウ素中性子捕捉療法システム１は、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：BoronNCT）を用いたがん治療を行う装置であり、ホウ素１０（１０Ｂ）が投与された患者（被照射体）４０に対し中性子線Ｎを照射する。ホウ素中性子捕捉療法システム１は、加速器１０（例えば、サイクロトロン）を備え、加速器１０は、荷電粒子（例えば、陽子）を加速して、荷電粒子線Ｐ（例えば、陽子線）を作り出し、出射する。ここでの加速器１０は、例えば、ビーム半径４０ｍｍ、６０ｋＷ（＝３０ＭｅＶ×２ｍＡ）の荷電粒子線Ｐを生成する能力を有している。
【0014】
加速器１０から出射された荷電粒子線Ｐは、水平型ステアリング１２、４方向スリット１４、水平垂直型ステアリング１６、四重極電磁石１８，１９，２０、９０度偏向電磁石２２、四重極電磁石２４、水平垂直型ステアリング２６、四重極電磁石２８、４方向スリット３０、電流モニタ３２、荷電粒子線走査部３４を順次に通過し、中性子線出力部３６に導かれる。中性子線出力部３６では荷電粒子線ＰがターゲットＴに照射されることで生成された中性子線Ｎを出射（出力）し、当該中性子線Ｎが治療台３８上の患者４０に照射される。
【0015】
水平型ステアリング１２、水平垂直型ステアリング１６，２６は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Ｐのビーム軸調整を行うものである。同様に、四重極電磁石１８，１９，２０，２４，２８は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Ｐのビームの発散を抑制するものである。４方向スリット１４，３０は、端のビームを切ることにより、荷電粒子線Ｐのビーム整形を行うものである。
【0016】
９０度偏向電磁石２２は、荷電粒子線Ｐの進行方向を９０度偏向するものである。なお、９０度偏向電磁石２２には、切替部４２が設けられており、切替部４２によって荷電粒子線Ｐを正規の軌道から外してビームダンプ４４に導くことが可能になっている。ビームダンプ４４は、治療前などにおいて荷電粒子線Ｐの出力確認を行うことができる。
【0017】
電流モニタ３２は、中性子線出力部３６のターゲットＴに照射される荷電粒子線Ｐのビーム電流値（つまり、電荷，照射線量率）をリアルタイムで測定するものである。電流モニタ３２は、荷電粒子線Ｐに影響を与えずに電流測定可能な非破壊型のＤＣＣＴ（DC Current Transformer）が用いられている。この電流モニタ３２には、所定のコントローラが接続されている。なお、「線量率」とは、単位時間当たりの線量を意味する（以下、同じ）。
【0018】
荷電粒子線走査部３４は、荷電粒子線Ｐを走査し、ターゲットＴに対する荷電粒子線Ｐの照射制御を行うものである。ここでの荷電粒子線走査部３４は、例えば、荷電粒子線ＰのターゲットＴに対する照射位置や、荷電粒子線Ｐのビーム径等を制御する。
【0019】
図２に示すように、中性子線出力部３６は、荷電粒子線Ｐを通すビームダクト４８の下流端部に配設されたターゲットＴと、ターゲットＴで発生した中性子線Ｎを減速させるモデレータ５０と、これらを覆うように設けられた遮蔽体５２と、遮蔽体５２の下流端に取り付けられたコリメータ４６と、を含んで構成されている。
【0020】
ターゲットＴは、荷電粒子線Ｐの照射を受けて中性子線Ｎを発生させるものである。ここでのターゲットＴは、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）により形成され、直径１６０ｍｍの円板状を成している。ターゲットＴの種類は、加速器１０の荷電粒子線Ｐのエネルギーに応じて設定される。
【0021】
モデレータ５０は、ターゲットＴから出射される中性子線Ｎを減速させ、治療に適するようにエネルギーを低減させるものである。モデレータ５０は、例えば異なる複数の材料から成る積層構造とされている。モデレータ５０の材料は、荷電粒子線のエネルギー等の諸条件に応じて適宜選択される。
【0022】
遮蔽体５２は、中性子線Ｎ、及び当該中性子線Ｎの発生に伴って生じたガンマ線等が外部へ放出されないよう遮蔽するものであり、治療室の床に取り付けられている。コリメータ４６は、中性子線Ｎの出力口となる円形の開口４６ａを備え、中性子線Ｎの照射野を規定する。
【0023】
このホウ素中性子捕捉療法システム１で行われるホウ素中性子捕捉療法の一例を説明する。ここでは、加速器１０から出射される荷電粒子線Ｐは陽子線である。治療では、１０Ｂを含む薬剤が患者４０に投与され患者４０の腫瘍に集積する。その一方、事前に治療計画システム５５で作成された治療計画に基づいて、制御部５７の制御下で、加速器１０から出射された陽子線が荷電粒子線走査部３４で走査され、ターゲットＴに照射される。ターゲットＴに陽子線が衝突することで中性子線Ｎが発生し、発生した中性子線Ｎは、モデレータ５０で減速されコリメータ４６の開口４６ａを通じて患者４０に照射される。この中性子線Ｎと患者４０の腫瘍に集積した１０Ｂとが核反応して４Ｈｅ原子核（α線）と７Ｌｉ原子核とが発生し、これらの４Ｈｅ原子核（α線）と７Ｌｉ原子核とが腫瘍に対してダメージを与える。また、中性子線Ｎ自体も、腫瘍に対してダメージを与える。
【0024】
続いて、図３を参照しながら、線量評価システム６１について説明する。線量評価システム６１は、上記のようなホウ素中性子捕捉療法の治療で実際に患者４０の腫瘍に投与された投与線量を治療後に評価するためのシステムである。線量評価システム６１は、通信部６１ａと、演算部６１ｂ（線量推定部）と、表示部６１ｃと、を備えている。
【0025】
通信部６１ａは、制御部５７や治療計画システム５５等との通信を確立しデータ授受を実行する。なお、制御部５７は、ホウ素中性子捕捉療法システム１の運転を総合的に制御するものであり、例えば、電流モニタ３２による計測値に基づいて加速器１０の出力をフィードバック制御する等の処理を行う。演算部６１ｂは、投与線量に関する各演算を実行する。表示部６１ｃは、演算部６１ｂによる演算結果を画面表示してユーザに提示する。表示部６１ｃは、例えばディスプレイモニタである。
【0026】
線量評価システム６１は、物理的には、ＣＰＵ、主記憶装置であるＲＡＭ及びＲＯＭ、ハードディスク等の補助記憶装置、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置、ディスプレイ等の出力装置、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュールなどを含むコンピュータシステムとして構成されている。線量評価システム６１が備える上記の通信部６１ａ、演算部６１ｂ、表示部６１ｃ等の各機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のハードウエア上に所定のコンピュータソフトウエアを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御のもとで通信モジュール、入力装置、出力装置を動作させるとともに、ＲＡＭや補助記憶装置におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【0027】
線量評価システム６１は、所定のプログラムに従って入力情報に基づく演算を行い、治療で実際に患者４０の腫瘍に投与された投与線量を推定する（投与線量推定値を算出する）。線量評価システム６１が上記投与線量推定値を算出するために必要な入力情報は、以下に説明する計画値Ｊ１、計画値Ｊ２、計画値Ｐ１、計画値Ｐ２、現実値Ｒ１、及び現実値Ｒ２である。
【0028】
〔計画値Ｊ１〕
治療計画システム５５で作成された治療計画５５ａには、中性子線Ｎの中性子と患者４０の腫瘍内の１０Ｂ（以下では単に「ホウ素」という）とが反応して発生する４Ｈｅ原子核（α線）と７Ｌｉ原子核に由来する線量（以下「反応由来線量」という）の計画値Ｊ１が含まれている。計画値Ｊ１は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
〔計画値Ｊ２〕
また、治療計画５５ａには、中性子線Ｎ自体に由来する線量（以下では単に「中性子由来線量」という）の計画値Ｊ２が含まれている。計画値Ｊ２は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
治療計画システム５５で作成された治療計画５５ａには、中性子線Ｎの中性子と患者４０の腫瘍内の１０Ｂ（以下では単に「ホウ素」という）とが反応して発生する４Ｈｅ原子核（α線）と７Ｌｉ原子核に由来する線量（以下「反応由来線量」という）の計画値Ｊ１が含まれている。計画値Ｊ１は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
〔計画値Ｊ２〕
また、治療計画５５ａには、中性子線Ｎ自体に由来する線量（以下では単に「中性子由来線量」という）の計画値Ｊ２が含まれている。計画値Ｊ２は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
【0029】
なお、治療計画５５ａにおいては、計画値Ｊ１と計画値Ｊ２との合計の線量が、患者４０の腫瘍に投与される線量（以下「投与線量計画値」という）として計画されている。すなわち、
投与線量計画値＝Ｊ１＋Ｊ２ である。
投与線量計画値＝Ｊ１＋Ｊ２ である。
【0030】
〔計画値Ｐ１〕
更に、治療計画５５ａには、治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）に加速器１０から出射される陽子ビーム電流（第１パラメータ）の計画値Ｐ１（第１パラメータ計画値）が含まれている。計画値Ｐ１は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
〔計画値Ｐ２〕
更に、治療計画５５ａには、治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）の患者４０の血中ホウ素濃度（第２パラメータ）の計画値Ｐ２（第２パラメータ計画値）が含まれている。計画値Ｐ２は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
更に、治療計画５５ａには、治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）に加速器１０から出射される陽子ビーム電流（第１パラメータ）の計画値Ｐ１（第１パラメータ計画値）が含まれている。計画値Ｐ１は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
〔計画値Ｐ２〕
更に、治療計画５５ａには、治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）の患者４０の血中ホウ素濃度（第２パラメータ）の計画値Ｐ２（第２パラメータ計画値）が含まれている。計画値Ｐ２は、治療計画システム５５から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。
【0031】
〔現実値Ｒ１〕
治療後におけるホウ素中性子捕捉療法システム１の制御部５７（図１参照）には、治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）に加速器１０から現実に出射された陽子ビーム電流の現実値Ｒ１がログデータとして記憶されている。すなわち、陽子ビーム電流は電流モニタ３２によって例えば１秒間隔で計測され、治療開始時刻から治療終了時刻までの例えば１秒ごとの計測値が、制御部５７に現実値Ｒ１（第１パラメータ現実値）として蓄積され記憶される。なお、治療開始時刻とは、患者４０への中性子線Ｎの照射を開始した時刻であり、治療終了時刻とは、患者４０への中性子線Ｎの照射を終了した時刻である。例えば、制御部５７には、陽子ビームが治療途中で一旦停止した等の情報も反映される。現実値Ｒ１は、制御部５７から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。また、上記のように陽子ビーム電流を電流モニタ３２で実測することに代えて、陽子ビーム電流値が治療開始時刻から治療終了時刻まで一定と仮定し、この一定値を現実値Ｒ１としてもよい。
治療後におけるホウ素中性子捕捉療法システム１の制御部５７（図１参照）には、治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）に加速器１０から現実に出射された陽子ビーム電流の現実値Ｒ１がログデータとして記憶されている。すなわち、陽子ビーム電流は電流モニタ３２によって例えば１秒間隔で計測され、治療開始時刻から治療終了時刻までの例えば１秒ごとの計測値が、制御部５７に現実値Ｒ１（第１パラメータ現実値）として蓄積され記憶される。なお、治療開始時刻とは、患者４０への中性子線Ｎの照射を開始した時刻であり、治療終了時刻とは、患者４０への中性子線Ｎの照射を終了した時刻である。例えば、制御部５７には、陽子ビームが治療途中で一旦停止した等の情報も反映される。現実値Ｒ１は、制御部５７から送信され通信部６１ａで受信されて線量評価システム６１に入力される。また、上記のように陽子ビーム電流を電流モニタ３２で実測することに代えて、陽子ビーム電流値が治療開始時刻から治療終了時刻まで一定と仮定し、この一定値を現実値Ｒ１としてもよい。
【0032】
〔現実値Ｒ２〕
治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）の患者４０の血中ホウ素濃度の現実の値が、所定の手法により推定又は計測可能である。推定又は計測された現実の血中ホウ素濃度を現実値Ｒ２（第２パラメータ現実値）とする。例えば、患者４０への薬剤投与が減速継続投与プロトコルで実行される場合には、中性子線Ｎの照射開始直前と照射終了直後において血中ホウ素濃度が測定され、この測定値に基づく線形補間によって照射中の血中ホウ素濃度が推定されてもよい。また、例えば、患者４０への薬剤投与が投与停止後照射プロトコルで実行される場合には、投与後に血中ホウ素濃度が指数関数的に低下するものと仮定して照射中の血中ホウ素濃度が推定されてもよい。また、中性子線Ｎの照射中の全体に亘って血中ホウ素濃度が一定であったと仮定してもよい。
治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）の患者４０の血中ホウ素濃度の現実の値が、所定の手法により推定又は計測可能である。推定又は計測された現実の血中ホウ素濃度を現実値Ｒ２（第２パラメータ現実値）とする。例えば、患者４０への薬剤投与が減速継続投与プロトコルで実行される場合には、中性子線Ｎの照射開始直前と照射終了直後において血中ホウ素濃度が測定され、この測定値に基づく線形補間によって照射中の血中ホウ素濃度が推定されてもよい。また、例えば、患者４０への薬剤投与が投与停止後照射プロトコルで実行される場合には、投与後に血中ホウ素濃度が指数関数的に低下するものと仮定して照射中の血中ホウ素濃度が推定されてもよい。また、中性子線Ｎの照射中の全体に亘って血中ホウ素濃度が一定であったと仮定してもよい。
【0033】
或いは、中性子線Ｎの照射中において患者４０の血中ホウ素濃度がリアルタイムで（例えば１秒ごとに）計測され、この計測値を現実値Ｒ２として用いてもよい。具体的な手法として、例えば、患者４０近傍に設置された計測装置によって中性子とホウ素との反応で生じるガンマ線を計測することで、血中ホウ素濃度を導出してもよい。すなわち、上記ガンマ線を治療中にリアルタイムで計測することで、中性子との反応で消費された患者４０体内のホウ素の量をリアルタイムで知ることができ、ひいては、リアルタイムで患者４０に残存する血中ホウ素濃度を導出することができる。これらの手法で導出された現実値Ｒ２は、例えば、作業者によって手動で線量評価システム６１に入力されてもよい。
【0034】
線量評価システム６１の演算部６１ｂは、治療計画システム５５から受信した計画値Ｊ１、計画値Ｊ２、計画値Ｐ１及び計画値Ｐ２と、制御部５７から受信した現実値Ｒ１と、別途入力された現実値Ｒ２と、に基づいて、投与線量推定値を算出する。具体的には、演算部６１ｂは、下式（１）の演算により投与線量推定値を算出する。
投与線量推定値＝
Ｊ１・（∫（Ｒ１・Ｒ２）／∫（Ｐ１・Ｐ２））
＋Ｊ２・（∫Ｒ１／∫Ｐ１） …式（１）
投与線量推定値＝
Ｊ１・（∫（Ｒ１・Ｒ２）／∫（Ｐ１・Ｐ２））
＋Ｊ２・（∫Ｒ１／∫Ｐ１） …式（１）
【0035】
ここで、式（１）中の
∫（Ｒ１・Ｒ２）
は、現実値Ｒ１と現実値Ｒ２との積を、治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値であり、
∫（Ｐ１・Ｐ２）
は、計画値Ｐ１と計画値Ｐ２との積を、治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値である。
∫Ｒ１
は、現実値Ｒ１を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値であり、
∫Ｐ１
は、計画値Ｐ１を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値である。
∫（Ｒ１・Ｒ２）
は、現実値Ｒ１と現実値Ｒ２との積を、治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値であり、
∫（Ｐ１・Ｐ２）
は、計画値Ｐ１と計画値Ｐ２との積を、治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値である。
∫Ｒ１
は、現実値Ｒ１を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値であり、
∫Ｐ１
は、計画値Ｐ１を治療開始時刻から治療終了時刻まで時間積分した値である。
【0036】
なお、前述したように、
投与線量計画値＝Ｊ１＋Ｊ２
であるので、線量評価システム６１は、現実値Ｒ１、現実値Ｒ２、計画値Ｐ１、及び計画値Ｐ２に基づいて、式（１）の演算により、治療計画５５ａによる投与線量計画値を補正して投与線量推定値を導出するものとも言える。
投与線量計画値＝Ｊ１＋Ｊ２
であるので、線量評価システム６１は、現実値Ｒ１、現実値Ｒ２、計画値Ｐ１、及び計画値Ｐ２に基づいて、式（１）の演算により、治療計画５５ａによる投与線量計画値を補正して投与線量推定値を導出するものとも言える。
【0037】
線量評価システム６１の表示部６１ｃは、演算部６１ｂによる上記の算出結果（投与線量推定値）を画面表示してユーザに提示する。また、演算部６１ｂでは、投与線量推定値と投与線量計画値とが比較され、この比較結果が表示部６１ｃによって更に画面表示されてもよい。ユーザは算出結果や比較結果を確認して、事前の治療計画どおりの治療が達成されたか否かを検証することができる。
【0038】
ここで、式（１）に含まれる
∫（Ｒ１・Ｒ２）
について考える。ある時刻に患者４０の腫瘍に投与される現実の線量は、その時刻における中性子線の量と、その時刻において患者４０の腫瘍内に存在するホウ素の量と、に比例すると考えられる。また、ある時刻における中性子線の量は、その時刻において加速器１０から出射された陽子ビーム電流に相関すると考えられる。また、ある時刻において患者４０の腫瘍内に存在するホウ素の量は、その時刻における患者４０の血中ホウ素濃度に相関すると考えられる。
∫（Ｒ１・Ｒ２）
について考える。ある時刻に患者４０の腫瘍に投与される現実の線量は、その時刻における中性子線の量と、その時刻において患者４０の腫瘍内に存在するホウ素の量と、に比例すると考えられる。また、ある時刻における中性子線の量は、その時刻において加速器１０から出射された陽子ビーム電流に相関すると考えられる。また、ある時刻において患者４０の腫瘍内に存在するホウ素の量は、その時刻における患者４０の血中ホウ素濃度に相関すると考えられる。
【0039】
そうすると、ある時刻の
（Ｒ１・Ｒ２）
は、その時刻に患者４０の腫瘍に投与される現実の線量に相関すると考えられ、これを時間積分した
∫（Ｒ１・Ｒ２）
は、治療開始時刻から治療終了時刻までに患者４０の腫瘍に投与される現実の線量の大小を示すものと考えられる。また、現実の治療中においては、加速器１０から出射される陽子ビーム電流の変動や患者４０の血中ホウ素濃度の変動がそれぞれ独立して発生し得るが、∫（Ｒ１・Ｒ２）の演算には、上記のようなそれぞれ独立して発生する変動の影響も反映されている。
（Ｒ１・Ｒ２）
は、その時刻に患者４０の腫瘍に投与される現実の線量に相関すると考えられ、これを時間積分した
∫（Ｒ１・Ｒ２）
は、治療開始時刻から治療終了時刻までに患者４０の腫瘍に投与される現実の線量の大小を示すものと考えられる。また、現実の治療中においては、加速器１０から出射される陽子ビーム電流の変動や患者４０の血中ホウ素濃度の変動がそれぞれ独立して発生し得るが、∫（Ｒ１・Ｒ２）の演算には、上記のようなそれぞれ独立して発生する変動の影響も反映されている。
【0040】
同様にして、式（１）に含まれる
∫（Ｐ１・Ｐ２）
は、治療開始時刻から治療終了時刻までに患者４０の腫瘍に投与される計画上の線量の大小を示すものと考えられる。
∫（Ｐ１・Ｐ２）
は、治療開始時刻から治療終了時刻までに患者４０の腫瘍に投与される計画上の線量の大小を示すものと考えられる。
【0041】
従って、
∫（Ｒ１・Ｒ２）と、
∫（Ｐ１・Ｐ２）と、
の比を、計画値Ｊ１の補正係数とすることにより、式（１）の第１項である
Ｊ１・（∫（Ｒ１・Ｒ２）／∫（Ｐ１・Ｐ２））
は、治療計画上の反応由来線量が、現実の計測結果等に基づいて、真の値に近づくように補正されたものと考えられる。
∫（Ｒ１・Ｒ２）と、
∫（Ｐ１・Ｐ２）と、
の比を、計画値Ｊ１の補正係数とすることにより、式（１）の第１項である
Ｊ１・（∫（Ｒ１・Ｒ２）／∫（Ｐ１・Ｐ２））
は、治療計画上の反応由来線量が、現実の計測結果等に基づいて、真の値に近づくように補正されたものと考えられる。
【0042】
また、同様にして、
∫Ｒ１と、
∫Ｐ１と、
の比を、計画値Ｊ２の補正係数とすることにより、式（１）の第２項である
Ｊ２・（∫Ｒ１／∫Ｐ１）
は、治療計画上の中性子由来線量が、現実の計測結果等に基づいて、真の値に近づくように補正されたものと考えられる。
∫Ｒ１と、
∫Ｐ１と、
の比を、計画値Ｊ２の補正係数とすることにより、式（１）の第２項である
Ｊ２・（∫Ｒ１／∫Ｐ１）
は、治療計画上の中性子由来線量が、現実の計測結果等に基づいて、真の値に近づくように補正されたものと考えられる。
【0043】
従って、式（１）により導出される投与線量推定値は、投与線量計画値が、計画値Ｊ１と計画値Ｊ２とに分けて、現実に計測等して得られる各現実値等に基づいてそれぞれ補正されたものであり、真の投与線量に近いものであると考えられる。すなわち、本実施形態の線量評価システム６１によれば、現実の治療による投与線量を事後的に正確に評価することができる。
【0044】
現実値Ｒ１及び計画値Ｐ１は、陽子ビーム電流値に代えて、患者４０に照射される中性子の量を示す値であってもよい。この場合、例えば、図４に示される中性子線検出器６５により各時刻で患者４０に照射される中性子の量が実測され、この実測値が現実値Ｒ１として制御部５７に蓄積されログデータとして記憶される。またこの場合、治療計画５５ａには、治療中の各時刻ごと（例えば１秒ごと）に患者４０に照射される中性子の量の計画値が含まれており、この計画値を計画値Ｐ１として採用すればよい。
【0045】
上記中性子線検出器６５は、図４に示されるように、シンチレータ６５ａ、光ファイバー６５ｂ、光検出器６５ｃを有している。シンチレータ６５ａは、コリメータ４６（図２参照）の貫通孔４６ｂ内に設けられており、コリメータ４６の開口４６ａに露出している。シンチレータ６５ａは、開口４６ａ内の中性子線Ｎまたはガンマ線を受けてシンチレーション光を発生させる。このシンチレーション光は、光ファイバー６５ｂを通じて光検出器６５ｃに入射する。光検出器６５ｃは、例えば、光電子増倍管や光電管などの光検出機器であり、光検出時に電気信号（検出信号）を制御部５７に出力する。
【0046】
また、患者４０に照射される中性子の量は、次のような手法で計測されてもよい。例えば、治療中の患者４０の近傍に金線を設置しておき、治療後に回収した当該金線の放射化を測定することにより、患者４０に照射された中性子の量を導出することができる。この場合、治療中の全体に亘って中性子の量が一定であったと仮定してもよい。
【0047】
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。
【0048】
例えば、計画値Ｊ１、計画値Ｊ２、計画値Ｐ１、計画値Ｐ２、現実値Ｒ１、及び現実値Ｒ２、に含まれる陽子ビーム電流、血中ホウ素濃度等の値の一部を、例えば、治療開始時刻から治療終了時刻まで一定と仮定するなどして、適宜演算を簡略化してもよい。
【0049】
また、上述の実施形態では、線量評価システム６１が治療計画システム５５とは別システムとしているが、線量評価システム６１が治療計画システム５５に包含されてもよい。すなわち、治療計画システム５５を構成するハードウエア上で線量評価システム６１の機能が実現され線量評価の処理が実行されてもよい。
【符号の説明】
【0050】
１…ホウ素中性子捕捉療法システム、３２…電流モニタ、４０…患者、６１…線量評価システム、６１ｂ…演算部（線量推定部）、６５…中性子線検出器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】