JP6565113B2 - 中性子捕捉療法装置 - Google Patents

Description

本発明は、中性子捕捉療法装置に関する。

がん治療等における放射線治療の１つとして、中性子線の照射によりがん治療を行うホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ；Boron Neutron Capture Therapy）がある。ホウ素中性子捕捉療法では、がん細胞にホウ素を取り込ませると共に患部に中性子線を照射し、がん細胞においてホウ素と中性子との反応を発生させてがん細胞を破壊する。

このホウ素中性子捕捉療法を行う中性子捕捉療法装置は、荷電粒子線を生成する荷電粒子線生成部と、荷電粒子線をターゲットに照射することにより、中性子線を生成する中性子線生成部とを備えている（例えば特許文献１参照）。この中性子捕捉療法装置では、ターゲットに照射される荷電粒子線の電流値を測定することで、患者に照射される中性子線をリアルタイムで算出している。

国際公開第２０１２／０１４６７１号

ホウ素中性子捕捉療法では、中性子線と患者体内のホウ素との反応により治療を行うため、患者へ照射される中性子線量をリアルタイムに正確に把握したとしても、患者体内のホウ素の濃度が治療計画通りとなっていない場合には、治療計画通りに治療を実行することができないおそれがある。

本発明は、ホウ素中性子捕捉療法における信頼性の向上を図ることが可能な中性子捕捉療法装置を提供することを目的とする。

本発明は、被照射体へ中性子線を照射して、被照射体内のホウ素と中性子とを反応させる中性子捕捉療法装置であって、被照射体へ中性子線を照射する中性子線照射部と、中性子線照射部による中性子線の照射中に、被照射体内のホウ素の濃度をリアルタイムで測定するホウ素濃度測定部と、を備える。

この中性子捕捉療法装置では、中性子線の照射中に被照射体内のホウ素の濃度がリアルタイムで測定されるため、測定結果に基づいて、被照射体内のホウ素の濃度が照射計画通りとなっているかを把握することが可能となる。その結果、ホウ素中性子捕捉療法における信頼性の向上を図ることができる。

また、ホウ素濃度測定部は、被照射体内から放出されるガンマ線に関する情報を検出するガンマ線検出部と、ガンマ線検出部で検出されたガンマ線に関する情報から被照射体内のホウ素濃度を算出するホウ素濃度算出部と、を有する構成でもよい。中性子線が照射されて、被照射体内のホウ素と中性子とが反応した際には、ガンマ線が生じる。中性子捕捉療法装置では、被照射体内から放出されるガンマ線に関する情報が検出され、検出されたガンマ線に関する情報から被照射体内のホウ素濃度が算出される。これにより、中性子線の照射中にガンマ線に関する情報を検出して、被照射体内のホウ素の濃度がリアルタイムで算出される。

また、ガンマ線検出部は、照射体内から放出されるガンマ線に関する情報から、ノイズとなるガンマ線に関する情報を除去するノイズ除去部を有する構成でもよい。この構成によれば、ノイズ除去部によりノイズとなるガンマ線に関する情報が除去されるので、照射体内から放出されたガンマ線に関する情報の検出精度を向上させて、ホウ素の濃度の検出精度を向上させることが可能となる。

ガンマ線検出部は、入口側から出口側に向かって内径が小さくなる縮径部及び縮径部に連続し入口側から出口側に向かって内径が大きくなる拡径部を有する貫通孔が形成されたコリメータと、貫通孔の出口に対向して配置されて、ガンマ線に関する情報に含まれる第１のガンマ線情報を検出する第１の検出器と、拡径部の内壁面に配置されて、ガンマ線に関する情報に含まれる第２のガンマ線情報を検出する第２の検出器と、を備え、ノイズ除去部は、第１のガンマ線情報と第２のガンマ線情報とを比較して共通するガンマ線に関する情報を第１のガンマ線情報から除去することで、ノイズとなるガンマ線に関する情報を除去してもよい。第１の検出器によれば、貫通孔を通過したガンマ線に関する情報の他、貫通孔の内壁面に当たって散乱しエネルギが減少されたガンマ線に関する情報等が検出される。第２の検出器は、貫通孔の拡径部の内壁面に設置されているので、貫通孔を入口から出口まで通過するガンマ線については検出せず、拡径部を横切るように通過するガンマ線が検出される。ノイズ除去部では、第１の検出器で検出された第１のガンマ線情報と、第２の検出器で検出された第２のガンマ線情報とを比較して両方に共通するガンマ線情報が第１のガンマ線情報から除去される。これにより、ノイズとなるガンマ線に関する情報を除去して、ガンマ線の検出精度を向上させて、ホウ素の濃度の検出精度を向上させることが可能となる。

また、中性子捕捉療法装置は、治療計画に関する情報を記憶する治療計画情報記憶部と、被照射体へホウ素を投与するホウ素投与部と、ホウ素投与部の動作を制御する制御部と、を更に備え、治療計画に関する情報には、被照射体内のホウ素の濃度の設定値が含まれ、制御部は、測定したホウ素の濃度が治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、被照射体へ投与するホウ素の量を調整するようホウ素投与部を制御する構成でもよい。これにより、中性子線Ｎの照射中に被照射体内のホウ素の濃度が治療計画から大きくずれて変動しても、その変動を打ち消すように被照射体内のホウ素の濃度を調整することができる。その結果、治療計画に則って治療を行うことができる。

また、中性子捕捉療法装置は、治療計画に関する情報を記憶する治療計画情報記憶部と、中性子線照射部の動作を制御する制御部と、を更に備え、治療計画に関する情報には、被照射体内のホウ素の濃度の設定値が含まれ、制御部は、測定したホウ素の濃度が治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、中性子線照射部から中性子線を照射する時間を調整するよう中性子線照射部を制御する構成でもよい。これにより、被照射体内のホウ素の濃度が治療計画から大きくずれて変動しているにもかかわらず被照射体内のホウ素の濃度を調整できない場合であっても、治療計画に則って治療を行うことができる。被照射体内へ投与するホウ素の量を調整しても、被照射体内のホウ素の濃度が調整されるまでにはある程度の時間を要する。そのため、治療時間の終了間近に被照射体内のホウ素の濃度が治療計画から大きくずれて変動した場合には、治療時間内に被照射体内のホウ素の濃度を調整することは難しい。そこで、中性子線を照射する時間を調整することで、中性子線と被照射体内のホウ素との反応量を調整する。その結果、被照射体内のホウ素の濃度を調整しなくても、治療計画に則って治療を行うことができる。

また、中性子捕捉療法装置は、治療計画に関する情報を記憶する治療計画情報記憶部と、中性子線照射部の動作を制御する制御部と、を更に備え、治療計画に関する情報には、被照射体内のホウ素の濃度の設定値が含まれ、制御部は、測定したホウ素の濃度が治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、中性子線照射部からの中性子線を照射する停止するよう中性子線照射部を制御する構成でもよい。被照射体へ投与するホウ素の量の調整や中性子線照射部から中性子線を照射する時間の調整では、被照射体内のホウ素の濃度の治療計画からの大きな変動に対処できない場合、そのまま治療を続けると、治療計画に則った治療とならないおそれがある。中性子線の照射を停止して治療を中断することで、治療計画からの実際の治療の変動の悪化を防ぐことができる。

本発明によれば、被照射体内のホウ素の濃度をリアルタイムで把握することができるので、ホウ素中性子捕捉療法における信頼性の向上を図ることが可能な中性子捕捉療法装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の中性子捕捉療法装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態の中性子捕捉療法装置を示すブロック図である。 ガンマ線検出部を示す断面図である。 制御部の制御操作を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１及び図２に示される中性子捕捉療法装置１は、ホウ素中性子捕捉療法を用いたがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置１では、例えばホウ素（^１０Ｂ）を含む薬剤が投与された患者（被照射体）Ｍの腫瘍に中性子線Ｎを照射する。

中性子捕捉療法装置１は、加速器２、ビーム輸送装置３、中性子線照射部４、及びホウ素投与部１７を備える。加速器２は例えばサイクロトロンである。加速器２は、水素イオン等の荷電粒子を加速して、陽子線（陽子ビーム）を荷電粒子線Ｐとして作り出す。ここで加速器２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する。なお、加速器は、サイクロトロンに限られず、例えばシンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等であってもよい。

加速器２から出射された荷電粒子線Ｐは、ビーム輸送装置３に導入される。ビーム輸送装置３は、ビームダクト５、四極電磁石６、電流モニタ７及び走査電磁石８を有する。ビームダクト５の一端側には加速器２が接続され、ビームダクト５の他端側には中性子線照射部４が接続されている。荷電粒子線Ｐは、ビームダクト５内を通り、中性子線照射部４に向かって進行する。

四極電磁石６は、ビームダクト５に沿って複数設けられ、電磁石を用いて荷電粒子線Ｐのビーム軸調整を行う。電流モニタ７は荷電粒子線Ｐの電流値（電荷、照射線量率）をリアルタイムで検出する。電流モニタ７には、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。すなわち、電流モニタ７は、荷電粒子線Ｐに接触することなく（非接触で）、荷電粒子線Ｐの電流値を検出することができる。電流モニタ７は、検出結果を後述する制御部２０に出力する。なお、「線量率」とは、単位時間当たりの線量を意味する。

電流モニタ７は、具体的には、中性子線照射部４のターゲット９に照射される荷電粒子線Ｐの電流値を精度よく検出するため、四極電磁石６による影響を排除すべく、四極電磁石６より下流側（荷電粒子線Ｐの下流側）で走査電磁石８の直前に設けられている。すなわち、走査電磁石８はターゲット９に対して常時同じところに荷電粒子線Ｐが照射されないように走査するため、電流モニタ７を走査電磁石８よりも下流側に配設するには大型の電流モニタ７が必要となる。これに対し、電流モニタ７を走査電磁石８よりも上流側に設けることで、電流モニタ７を小型化することができる。

走査電磁石８は、荷電粒子線Ｐを走査し、ターゲット９に対する荷電粒子線Ｐの照射制御を行うものである。この走査電磁石８は、荷電粒子線Ｐのターゲット９に対する照射位置を制御する。

中性子線照射部４は、荷電粒子線Ｐがターゲット９に照射されることにより中性子線Ｎを発生させ、患者Ｍに向かって中性子線Ｎを出射する。中性子線照射部４は、ターゲット９、遮蔽体１０、減速材１１及びコリメータ１２を備えている。

また、中性子捕捉療法装置１は制御部２０を備える。制御部２０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等から構成されており、中性子捕捉療法装置１を総合的に制御する電子制御ユニットである。

ターゲット９は、荷電粒子線Ｐの照射を受けて中性子線Ｎを生成する。ここでのターゲット９は、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）、リチウム（Ｌｉ）、タンタル（Ｔａ）、又はタングステン（Ｗ）等により形成され、例えば直径１６０ｍｍの円板状を成している。ターゲット９は、円板状に限らず、他の固体形状でもよく、液状のもの（液体金属）を用いてもよい。

減速材１１は、ターゲット９で生成された中性子線Ｎを減速させて、中性子線Ｎのエネルギを低下させるものである。減速材１１は、中性子線Ｎに含まれる速中性子を主に減速させる第１の減速材１１Ａと、中性子線Ｎに含まれる熱外中性子を主に減速させる第２の減速材１１Ｂと、からなる積層構造を有している。

遮蔽体１０は、発生させた中性子線Ｎ、当該中性子線Ｎの発生に伴ってターゲットＴにて生じたガンマ線等の二次的な放射線、及び中性子線Ｎが減速材１５によって減速される際に減速材１５にて生じるガンマ線等の二次的な放射線を遮蔽し、これらの放射線が患者Ｍが居る照射室側へ放出されることを抑制する。遮蔽体１０は、減速材１１を囲むように設けられている。

コリメータ１２は、中性子線Ｎの照射野を整形するものであり、中性子線Ｎが通過する開口１２ａを有する。コリメータ１２は、例えば中央に開口１２ａを有するブロック状の部材である。

ホウ素投与部１７は、患者Ｍへの中性子線Ｎの照射中に、患者Ｍへホウ素（^１０Ｂ）を含む薬剤を投与する。ホウ素投与部１７は、ホウ素を含む薬剤を送り出す送出部と、患者へ指す針部と、送出部と針部とを接続してホウ素を含む薬剤を輸送する輸送部と、等を有する。中性子線Ｎとの反応により患者Ｍの体内のホウ素は減少するため、ホウ素投与部１７は、中性子線Ｎの照射中に患者Ｍへホウ素を供給して補充する。

ここで、中性子捕捉療法装置１は、中性子線検出部３１及びホウ素濃度測定部３２を備えている。中性子線検出部３１は、中性子線照射部４による中性子線の照射中に患者Ｍに照射される中性子線をリアルタイムで測定するためのものである。中性子線検出部３１は例えばコリメータ１２の開口１２ａを通過する中性子線Ｎをリアルタイムで検出する。

中性子線検出部３１は図示しないシンチレータ及び光検出器を有する。シンチレータは、入射した放射線（中性子線Ｎ、ガンマ線）を光に変換する蛍光体である。シンチレータは、入射した放射線の線量に応じて内部結晶が励起状態となり、シンチレーション光を発生させる。シンチレータとして、６Ｌｉガラスシンチレータ、ＬｉＣＡＦシンチレータ、６ＬｉＦを塗布したプラスチックシンチレータ、６ＬｉＦ／ＺｎＳシンチレータ等を使用することができる。光検出器は、シンチレータで発生した光を検出する。光検出器としては、例えば光電子増倍管や光電管など各種の光検出機器を採用することができる。光検出器は、光検出時に電気信号（検出信号）を制御部２０に出力する。

ホウ素濃度測定部３２は、中性子線照射部４による中性子線の照射中に患者Ｍの体内のホウ素の濃度をリアルタイムで測定するためのものである。ホウ素濃度測定部３２は、中性子とホウ素との反応で生じるガンマ線（４７８ｋｅｖ）を検出して、ホウ素濃度を測定する。ホウ素濃度測定部３２としては、単一エネルギのガンマ線を測定して、ホウ素濃度の分布を測定するホウ素分布計測システム（ＰＧ（Ｐｒｏｍｐｔ−γ）−ＳＰＥＣＴ）を使用することができる。ホウ素濃度測定部３２は、患者Ｍの体内から放出されるガンマ線に関する情報を検出するガンマ線検出部３３と、ガンマ線検出部３３で検出されたガンマ線に関する情報から患者Ｍの体内のホウ素濃度を算出するホウ素濃度算出部３４と、を有する。

ガンマ線検出部３３としては、シンチレータ、電離箱、その他様々なガンマ線検出機器を使用することができる。本実施形態において、ガンマ線検出部３３は、患者Ｍの腫瘍Ｇの近傍に配置されている。例えば、患者Ｍから３０ｃｍ程度離れた位置に配置されている。

図３に示されるように、ガンマ線検出部３３は、ガンマ線検出用コリメータ３５、第１の検出器３６、第２の検出器３７及びノイズ除去部３８を備える。ガンマ線検出用コリメータ３５には、中心線Ｃ１方向に貫通する貫通孔３５ａが形成されている。貫通孔３５ａは、中心線Ｃ１方向において、入口３５ｂから内部に進むにつれて内径が小さくなる縮径部３５ｄと、内部から出口３５ｃに進むにつれて内径が大きくなる拡径部３５ｅとを有する。中心線Ｃ１に沿う断面において、縮径部３５ｄにおける内壁面は、入口３５ｂ側から出口３５ｃ側に向かって中心線Ｃ１に接近するように形成され、拡径部３５ｅにおける内壁面は、入口３５ｂ側から出口３５ｃ側に向かって中心線Ｃ１から離れるよう形成されている。ガンマ線検出用コリメータ３５は、貫通孔３５ａの中心線Ｃ１が、中性子線Ｎの進行方向と交差する方向に沿って配置される。

第１の検出器３６は、ガンマ線検出用コリメータ３５の貫通孔３５ａの出口３５ｃに対向して配置されている。第１の検出器３６では、ガンマ線検出用コリメータ３５の入口３５ｂから貫通孔３５ａに進入して、貫通孔３５ａの内壁面に当たらずに、ガンマ線検出用コリメータ３５の出口３５ｃから出て第１の検出器３６に進むガンマ線ＧＲ１、ガンマ線検出用コリメータ３５の貫通孔３５ａを部分的に通過するガンマ線ＧＲ２，ＧＲ３とを検出する。

第２の検出器３７は、ガンマ線検出用コリメータ３５の貫通孔３５ａの拡径部３５ｅの内壁面に配置されていると共に、第１の検出器３６の側方（中心線Ｃ１と直交する方向）を取り囲むように配置されている。第２の検出器３７では、ガンマ線ＧＲ１を検出せず、ガンマ線ＧＲ２，ＧＲ３を検出する。

ノイズ除去部３８は、第１の検出器３６、第２の検出器３７及びホウ素濃度算出部３４と電気的に接続されている。ノイズ除去部３８は、患者Ｍの体内から放出されるガンマ線に関する情報から、ノイズとなるガンマ線に関する情報を除去する。ノイズ除去部３８は、第１の検出器３６から出力された第１のガンマ線情報（ガンマ線ＧＲ１〜ＧＲ３）と、第２の検出器３７から出力された第２のガンマ線情報（ガンマ線ＧＲ２，ＧＲ３）とを比較して共通するガンマ線に関する情報を第１のガンマ線情報から除去することで、ノイズとなるガンマ線ＧＲ２，ＧＲ３に関する情報を除去する。

第１の検出器に当たって散乱して第２の検出器に入射されるガンマ線や、第２の検出器に当たって散乱して第１の検出器に入射されるガンマ線は、第１の検出器３６及び第２の検出器３７の両方で同一時刻に検出される。ノイズ除去部３８において、第１の検出器３６及び第２の検出器の両方で同一時刻に検出された共通の信号をノイズとして除去する。ノイズ除去部３８で、ノイズとなるガンマ線に関する情報が除去された後、ガンマ線に関する情報は、ホウ素濃度算出部３４に出力される。

ホウ素濃度算出部３４は、ガンマ線検出部３３で検出されたガンマ線に関する情報（位置情報及び線量情報）から、患者Ｍの体内のホウ素濃度の分布を算出する。

図２に示されるように、制御部２０は、線量算出部２１及び照射制御部２２を有する。制御部２０は、電流モニタ７、中性子線検出部３１及びホウ素濃度算出部３４と電気的に接続されている。

線量算出部２１は、電流モニタ７による荷電粒子線Ｐの電流値の検出結果に基づいて、ターゲット９に照射される荷電粒子線Ｐの線量をリアルタイムで測定（算出）する。線量算出部２１は、測定された荷電粒子線Ｐの電流値を時間に関して逐次積分し、荷電粒子線Ｐの線量をリアルタイムで算出する。

さらに、線量算出部２１は、中性子線検出部３１による中性子線Ｎの検出結果に基づいて、コリメータ１２の開口１２ａを通過する中性子線Ｎの線量をリアルタイムで測定（算出）する。なお、前述の通り、中性子線検出部３１中のシンチレータは中性子線Ｎだけでなくガンマ線も光に変換するため、ガンマ線の入射に基づくデータも線量算出部２１へ送信されるが、公知の弁別手法により中性子線Ｎによるデータとガンマ線によるデータとを弁別し、中性子線Ｎによるデータのみを取り出すことができる。

また、制御部２０には、治療計画情報記憶部４０及び表示部４１が電気的に接続されている。治療計画情報記憶部４０は、図示せぬ治療計画装置で作成した患者Ｍの治療計画に関する情報が記憶されている。治療計画に関する情報中には、患者Ｍの治療の所定時間ごとにおける中性子線Ｎの線量及びホウ素濃度（分布）に関する情報（設定値）が含まれている。

次に、図４に示すフローチャートを用いて制御部２０の制御動作について説明する。制御部２０は、治療計画情報記憶部４０に記憶された治療計画に関する情報を読み込む（ステップＳ１００）。また、制御部２０は、線量算出部２１で算出した中性子線Ｎの線量の実測値と、ホウ素濃度測定部３２からホウ素濃度分布の実測値を読み込む（ステップＳ１１０）。

次に、制御部２０は、治療計画に関する情報と、実測した中性子線Ｎの線量に関する情報及び実測したホウ素濃度分布に関する情報とに基づいて、中性子線の照射及びホウ素濃度分布が治療計画通りであるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、治療計画に関する情報中の中性子線Ｎの線量の設定値と線量算出部２１で算出した中性子線Ｎの線量の実測値とを対比し、双方が一致又は所定の差の範囲内に収まるか否かを判定する。例えば、治療計画に関する情報中の中性子線Ｎの線量の設定値と線量算出部２１で算出した中性子線Ｎの線量の実測値との差が判定閾値以上である場合には、所定の差の範囲内に収まらないと判定する。なお、中性子線Ｎの線量の実測値には、中性子線検出部３１によって検出された中性子線Ｎに基づき算出された中性子線Ｎの線量値を用いることができるが、電流モニタ７で測定された荷電粒子線Ｐの電流値を基に算出された中性子線Ｎの線量値を用いてもよく、双方の中性子線Ｎの線量値を用いてもよい。

また、制御部２０は、治療計画に関する情報中のホウ素濃度分布の設定値とホウ素濃度測定部３２で測定したホウ素濃度の実測値とを対比し、双方が一致又は所定の差の範囲内に収まるか否かを判定する。例えば、治療計画に関する情報中のホウ素濃度分布の設定値とホウ素濃度測定部３２で測定したホウ素濃度の実測値との差が判定閾値以上である場合には、所定の差の範囲内に収まらないと判定する。なお、ホウ素濃度分布は２次元又は３次元の所定の空間中の分布データであるため、当該空間を複数の範囲に区切り、区切った範囲ごとにホウ素濃度の設定値とホウ素濃度の実測値とを対比する。

制御部２０は、対比した結果、中性子線Ｎの線量の実測値及びホウ素濃度分布の実測値が治療計画通り（又は治療計画から所定の差の範囲内に収まる）と判定した場合には、そのまま中性子線Ｎの照射を続けさせる（ステップＳ１３０）。一方、中性子線Ｎの線量の実測値及びホウ素濃度分布の実測値が治療通りではない（又は治療計画から所定の差の範囲内に収まらない）と判定した場合には、ホウ素投与部１７からのホウ素の投与の調整又は中性子線Ｎの照射の調整を行う（ステップＳ１４０）。

ステップＳ１４０では、次のような調整が行われる。
（１）ホウ素濃度分布の実測値が治療計画通りではない場合
ホウ素濃度分布の実測値が治療計画よりも多すぎる場合には、制御部２０は、ホウ素投与部１７から患者Ｍへ供給されるホウ素を含む薬剤の量を減らすようにホウ素投与部１７を制御する。逆に、ホウ素濃度分布の実測値が治療計画よりも少なすぎる場合には、制御部２０は、ホウ素投与部１７から患者Ｍへ供給されるホウ素を含む薬剤の量を増やすようにホウ素投与部１７を制御する。

ホウ素濃度分布の実測値が治療計画よりも多すぎる場合には、制御部２０は、中性子線照射部４から中性子線Ｎを照射する照射時間を治療計画よりも短くするように加速器２及び中性子線照射部４を制御してもよい。逆に、ホウ素濃度分布の実測値が治療計画よりも少なすぎる場合には、制御部２０は、中性子線照射部４から中性子線Ｎを照射する照射時間を治療計画よりも長くするように加速器２及び中性子線照射部４を制御してもよい。

（２）中性子線Ｎの線量の実測値が治療計画通りではない場合
中性子線Ｎの線量の実測値が治療計画よりも高すぎる場合には、制御部２０は、中性子線照射部４から照射される中性子線Ｎの線量が低くなるように、加速器２や走査電磁石８を制御する。加速器２から出射される荷電粒子線Ｐの線量を低下させることで、ターゲット９で発生する中性子線Ｎの線量を低下させることができ、その結果、中性子線照射部４から照射される中性子線Ｎの線量を低下させることができる。走査電磁石８で走査する荷電粒子線Ｐの走査位置を調整し、ターゲット９の周縁付近に荷電粒子線Ｐを照射させることで、ターゲット９で発生してからコリメータ１２を通過する中性子線Ｎの線量を低下させることができ、その結果、中性子線照射部４から照射される中性子線Ｎの線量を低下させることができる。逆に、中性子線Ｎの線量の実測値が治療計画よりも低すぎる場合には、制御部２０は、中性子線照射部４から照射される中性子線Ｎの線量が高くなるように、加速器２や走査電磁石８を制御する。

制御部２０は、線量算出部２１で算出した中性子線Ｎの線量の積算値が、治療計画に関する情報中の中性子線Ｎの照射線量の積算値に達したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。達したと判定した場合には、制御部２０は中性子線Ｎの照射を停止させて患者Ｍの治療を終了する（ステップＳ１６０）。達していないと判定した場合には、ステップＳ１１０へ戻り、治療を継続する。

なお、ステップＳ１４０において、ホウ素投与部１７から患者Ｍへ供給されるホウ素を含む薬剤の量を調整するようにホウ素投与部１７を制御する、又は、中性子線照射部４から照射される中性子線Ｎの線量を調整するように加速器２や走査電磁石８を制御することが困難な場合には、患者Ｍの治療を中断してもよい。この場合、制御部２０は、ホウ素投与部１７から患者Ｍへのホウ素を含む薬剤の供給を停止するようホウ素投与部１７を制御すると共に、中性子線照射部４から患者Ｍへの中性子線Ｎの照射を停止するよう加速器２を制御する。

また、制御部２０は、治療計画に関する情報中の中性子線Ｎの照射線量の積算値に達するまでの残りの照射時間を算出してもよい。制御部２０は、線量算出部２１で算出した中性子線Ｎの線量の積算値が、治療計画に関する情報中の中性子線Ｎの照射線量の積算値に達したか否かを判定し、達していないと判定した場合には、治療計画通りに中性子線Ｎの照射を続けると、どの程度の時間で治療計画に関する情報中の中性子線Ｎの照射線量の積算値に達するかを計算する。

表示部４１は、図２に示されているように、治療計画に関する画像情報４１ａ、中性子線Ｎの線量に関する画像情報４１ｂ及びホウ素濃度に関する情報画像４１ｃを表示する。表示部４１では、中性子線Ｎの照射中において、実際に照射されている中性子線Ｎの線量をリアルタイムで表示する。また、表示部４１では、中性子線Ｎの照射中において、患者Ｍの体内のホウ素濃度の分布をリアルタイムで表示する。

次に中性子捕捉療法装置１の作用効果について説明する。

中性子捕捉療法装置１では、中性子線Ｎの照射中に患者Ｍの体内のホウ素の濃度がリアルタイムで測定されるため、測定結果に基づいて、患者Ｍの体内のホウ素の濃度が治療計画通りとなっているかを把握することができる。これにより、ホウ素中性子捕捉療法における信頼性の向上を図ることができる。

患者Ｍに投与されたホウ素の濃度は、治療中（中性子線Ｎの照射中）に変化する。従前のホウ素中性子捕捉療法では、患者Ｍの血液を採取し、採取した血液中のホウ素の濃度を測定していた。この場合には、測定に時間がかかるので、血液を採取してから時間が経過した後に、ホウ素の濃度の測定結果が分かることになる。そのためリアルタイムで患者Ｍの体内のホウ素の濃度を知ることは困難であった。本実施形態の中性子捕捉療法装置１では、中性子線Ｎの照射と共に変化するホウ素の濃度を、中性子線Ｎの照射時にリアルタイムで測定することができる。

また、中性子捕捉療法装置１では、ガンマ線検出部３３が患者Ｍの体内から放出されるガンマ線に関する情報を検出し、ホウ素濃度算出部３４がガンマ線に関する情報から患者Ｍの体内のホウ素濃度を算出する。これにより、中性子線の照射中にガンマ線に関する情報を検出して、患者Ｍの体内のホウ素の濃度をリアルタイムで算出することができる。

ガンマ線検出部３３は、照射体内から放出されるガンマ線に関する情報から、ノイズとなるガンマ線に関する情報を除去するノイズ除去部３８を備えているので、このノイズ除去部３８によりノイズとなるガンマ線に関する情報が除去される。これにより、患者Ｍの体内から放出されたガンマ線に関する情報の検出精度を向上させて、ホウ素の濃度の検出精度を向上させることが可能となる。その結果、中性子捕捉療法装置１の装置の信頼性を向上させることができる。

制御部２０は、測定したホウ素の濃度が治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、患者Ｍへ投与するホウ素の量を調整するようホウ素投与部１７を制御する。これにより、中性子線Ｎの照射中に患者Ｍ内のホウ素の濃度が治療計画から大きくずれて変動しても、その変動を打ち消すように患者Ｍ内のホウ素の濃度を調整することができる。その結果、治療計画に則って治療を行うことができる。

制御部２０は、測定したホウ素の濃度が治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、中性子線照射部４から中性子線Ｎを照射する時間を調整するよう中性子線照射部４を制御する。これにより、患者Ｍ内のホウ素の濃度が治療計画から大きくずれて変動しているにもかかわらず患者Ｍ内のホウ素の濃度を調整できない場合であっても、治療計画に則って治療を行うことができる。患者Ｍ内へ投与するホウ素の量を調整しても、患者Ｍ内のホウ素の濃度が調整されるまでにはある程度の時間を要する。そのため、治療時間の終了間近に患者Ｍ内のホウ素の濃度が治療計画から大きくずれて変動した場合には、治療時間内に患者Ｍ内のホウ素の濃度を調整することは難しい。そこで、中性子線Ｎを照射する時間を調整することで、中性子線Ｎと患者Ｍ内のホウ素との反応量を調整する。その結果、患者Ｍ内のホウ素の濃度を調整しなくても、治療計画に則って治療を行うことができる。

制御部２０は、測定したホウ素の濃度が治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、中性子線照射部４からの中性子線Ｎを照射する停止するよう中性子線照射部４を制御する。患者Ｍへ投与するホウ素の量の調整や中性子線照射部４から中性子線Ｎを照射する時間の調整では、患者Ｍ内のホウ素の濃度の治療計画からの大きな変動に対処できない場合、そのまま治療を続けると、治療計画に則った治療とならないおそれがある。中性子線Ｎの照射を停止して治療を中断することで、治療計画からの実際の治療の変動の悪化を防ぐことができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

上記実施形態では、中性子とホウ素との反応に伴って発生するガンマ線を検出して、ホウ素の濃度を測定しているが、その他の測定を用いてホウ素の濃度をリアルタイムで測定してもよい。ホウ素の濃度をリアルタイムで測定すると共に、患者Ｍの血液を採取して、採取された血液中のホウ素の濃度を測定してもよい。

また、ガンマ線検出部３３は、ガンマ線検出用コリメータ３５、第１の検出器３６及び第２の検出器３７を備えるものに限定されず、その他の構成のガンマ線検出器でもよい。

また、制御部２０がホウ素濃度算出部３４を備える構成でもよい。

１…中性子捕捉療法装置、４…中性子線照射部、１７…ホウ素投与部、３２…ホウ素濃度測定部、３３…ガンマ線検出部、３５…ガンマ線検出用コリメータ、３５ａ…貫通孔、３５ｂ…入口、３５ｃ…出口、３５ｄ…縮径部、３５ｅ…拡径部、３６…第１の検出器、３７…第２の検出器、３８…ノイズ除去部、Ｍ…患者（被照射体）、Ｎ…中性子線。

Claims (4)

1. 被照射体へ中性子線を照射して、前記被照射体内のホウ素と中性子とを反応させる中性子捕捉療法装置であって、
   前記被照射体へ前記中性子線を照射する中性子線照射部と、
   前記中性子線照射部による前記中性子線の照射中に、前記被照射体内のホウ素の濃度をリアルタイムで測定するホウ素濃度測定部と、を備え、
   前記ホウ素濃度測定部は、前記被照射体内から放出されるガンマ線に関する情報を検出するガンマ線検出部と、
   前記ガンマ線検出部で検出された前記ガンマ線に関する情報から前記被照射体内のホウ素濃度を算出するホウ素濃度算出部と、を有し、
   前記ガンマ線検出部は、
   前記被照射体内から放出されるガンマ線に関する情報から、ノイズとなるガンマ線に関する情報を除去するノイズ除去部と、
   入口側から出口側に向かって内径が小さくなる縮径部及び前記縮径部に連続し前記入口側から前記出口側に向かって内径が大きくなる拡径部を有する貫通孔が形成されたガンマ線検出用コリメータと、
   前記貫通孔の出口に対向して配置されて、前記ガンマ線に関する情報に含まれる第１のガンマ線情報を検出する第１の検出器と、
   前記拡径部の内壁面に配置されて、前記ガンマ線に関する情報に含まれる第２のガンマ線情報を検出する第２の検出器と、を有し、
   前記ノイズ除去部は、前記第１のガンマ線情報と前記第２のガンマ線情報とを比較して共通する前記ガンマ線に関する情報を前記第１のガンマ線情報から除去することで、前記ノイズとなるガンマ線に関する情報を除去する、中性子捕捉療法装置。
2. 被照射体へ中性子線を照射して、前記被照射体内のホウ素と中性子とを反応させる中性子捕捉療法装置であって、
   前記被照射体へ前記中性子線を照射する中性子線照射部と、
   前記中性子線照射部による前記中性子線の照射中に、前記被照射体内のホウ素の濃度をリアルタイムで測定するホウ素濃度測定部と、
   治療計画に関する情報を記憶する治療計画情報記憶部と、
   前記被照射体へホウ素を投与するホウ素投与部と、
   前記ホウ素投与部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記治療計画に関する情報には、被照射体内のホウ素の濃度の設定値が含まれ、
   前記制御部は、測定したホウ素の濃度が前記治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、前記被照射体へ投与するホウ素の量を調整するようホウ素投与部を制御する中性子捕捉療法装置。
3. 被照射体へ中性子線を照射して、前記被照射体内のホウ素と中性子とを反応させる中性子捕捉療法装置であって、
   前記被照射体へ前記中性子線を照射する中性子線照射部と、
   前記中性子線照射部による前記中性子線の照射中に、前記被照射体内のホウ素の濃度をリアルタイムで測定するホウ素濃度測定部と、
   治療計画に関する情報を記憶する治療計画情報記憶部と、
   前記中性子線照射部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記治療計画に関する情報には、被照射体内のホウ素の濃度の設定値が含まれ、
   前記制御部は、測定したホウ素の濃度が前記治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、前記中性子線照射部から前記中性子線を照射する時間を調整するよう前記中性子線照射部を制御する中性子捕捉療法装置。
4. 被照射体へ中性子線を照射して、前記被照射体内のホウ素と中性子とを反応させる中性子捕捉療法装置であって、
   前記被照射体へ前記中性子線を照射する中性子線照射部と、
   前記中性子線照射部による前記中性子線の照射中に、前記被照射体内のホウ素の濃度をリアルタイムで測定するホウ素濃度測定部と、
   治療計画に関する情報を記憶する治療計画情報記憶部と、
   前記中性子線照射部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記治療計画に関する情報には、被照射体内のホウ素の濃度の設定値が含まれ、
   前記制御部は、測定したホウ素の濃度が前記治療計画に関する情報中に含まれるホウ素の濃度の設定値に対して一致又は所定の差の範囲内に収まらない場合、前記中性子線照射部からの前記中性子線を照射する停止するよう前記中性子線照射部を制御する中性子捕捉療法装置。