JP6605221B2 - Neutron capture therapy device - Google Patents

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Description

本発明は、中性子捕捉療法装置に関する。   The present invention relates to a neutron capture therapy device.

従来、中性子線を照射してがん細胞を死滅させる中性子捕捉療法で用いられる装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された中性子捕捉療法装置は、荷電粒子線を出射する加速器２と、荷電粒子線が照射されることで中性子線を発生させるターゲット５と、を備えている。この中性子捕捉療法装置は、加速器の中に設けられた電子ストリッパー７にて加速器から出射される荷電粒子線の強度（電流値）を測定している。   Conventionally, what was described in patent document 1 is known as an apparatus used by the neutron capture therapy which irradiates a neutron beam and kills a cancer cell. The neutron capture therapy apparatus described in Patent Document 1 includes an accelerator 2 that emits a charged particle beam and a target 5 that generates a neutron beam when irradiated with the charged particle beam. This neutron capture therapy apparatus measures the intensity (current value) of a charged particle beam emitted from an accelerator by an electron stripper 7 provided in the accelerator.

国際公開ＷＯ２００７／０９３９６５号明細書International Publication No. WO2007 / 093965 Specification

上記特許文献１に記載の中性子捕捉療法装置では、加速器２の内部に設けられた電子ストリッパー７にて、加速器２から出射される荷電粒子線の電流値を測定している。しかしながら、加速器２の出口からターゲット５との間で荷電粒子線の電流値が低下する場合があり、上記特許文献１に記載の中性子捕捉療法装置では当該減少を検知することが出来ない。この場合、予め定めた線量の荷電粒子線がターゲット５に照射されず、予め定めた量の中性子線が発生しない可能性がある。従って、治療計画に従って中性子線を被照射体に照射できない可能性がある。   In the neutron capture therapy apparatus described in Patent Document 1, the current value of the charged particle beam emitted from the accelerator 2 is measured by the electron stripper 7 provided inside the accelerator 2. However, the current value of the charged particle beam may decrease between the outlet of the accelerator 2 and the target 5, and the decrease cannot be detected by the neutron capture therapy apparatus described in Patent Document 1. In this case, there is a possibility that a predetermined amount of charged particle beam is not irradiated onto the target 5 and a predetermined amount of neutron beam is not generated. Therefore, there is a possibility that the irradiated object cannot be irradiated with the neutron beam according to the treatment plan.

そこで本発明は、荷電粒子線の輸送中にロスが生じた場合に適切な治療を行うことができる中性子捕捉療法装置を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the neutron capture therapy apparatus which can perform an appropriate treatment when loss arises during transport of a charged particle beam.

上記課題を解決するため、本発明に係る中性子捕捉療法装置は、荷電粒子線を出射する加速器と、荷電粒子線の照射を受けて中性子線を生成する中性子線生成部と、加速器から出射された荷電粒子線を中性子線生成部へ輸送するビーム輸送ラインと、荷電粒子線の電流を測定する第１の電流測定部と、第１の電流測定部よりも下流側で荷電粒子線の電流を測定する第２の電流測定部と、第１の電流測定部で測定された第１の電流値及び第２の電流測定部で測定された第２の電流値に基づいて加速器を制御する制御部と、を備え、制御部は、第１の電流値と第２の電流値との間の差分が、予め設定された閾値よりも大きい場合、加速器からの荷電粒子線の出射を制御する。   In order to solve the above problems, a neutron capture therapy apparatus according to the present invention is emitted from an accelerator that emits a charged particle beam, a neutron beam generator that generates a neutron beam upon irradiation of the charged particle beam, and an accelerator. A beam transport line that transports a charged particle beam to a neutron beam generation unit, a first current measurement unit that measures a current of the charged particle beam, and a current of the charged particle beam that is measured downstream of the first current measurement unit A second current measuring unit that controls the accelerator based on the first current value measured by the first current measuring unit and the second current value measured by the second current measuring unit; The control unit controls the emission of the charged particle beam from the accelerator when the difference between the first current value and the second current value is larger than a preset threshold value.

本発明に係る中性子捕捉療法装置は、荷電粒子線の電流を測定する第１の電流測定部と、第１の電流測定部よりも下流側で荷電粒子線の電流を測定する第２の電流測定部と、を備える。このような構成によれば、第２の電流測定部と第１の電流測定部との間で荷電粒子線の電流値の低下が生じた場合、第１の電流値と第２の電流値との間で差分が生じる。従って、当該差分が閾値よりも大きい場合に、制御部が加速器からの荷電粒子線の出射を制御することで、荷電粒子線の電流値の低下に応じた適切な制御を行うことができる。以上により、荷電粒子線の輸送中に電流値の低下が生じた場合に適切な治療を行うことができる。   The neutron capture therapy apparatus according to the present invention includes a first current measuring unit that measures a charged particle beam current, and a second current measurement that measures a charged particle beam current downstream of the first current measuring unit. A section. According to such a configuration, when a decrease in the current value of the charged particle beam occurs between the second current measurement unit and the first current measurement unit, the first current value and the second current value are A difference occurs between Therefore, when the difference is larger than the threshold value, the control unit controls the emission of the charged particle beam from the accelerator, so that appropriate control according to the decrease in the current value of the charged particle beam can be performed. As described above, appropriate treatment can be performed when a decrease in current value occurs during transport of charged particle beams.

また、本発明に係る中性子捕捉療法装置において、制御部は、第１の電流値と第２の電流値との間の差分が、予め設定された閾値よりも大きい場合、加速器からの荷電粒子線の出射を停止してよい。これによって、荷電粒子線の電流値の低下が生じた場合に、治療自体を中断することができる。これによって、ビーム輸送ラインを構成する部材の放射化を低減し、ビーム輸送ラインを構成する部材の劣化を抑制できる。   Moreover, in the neutron capture therapy apparatus according to the present invention, the control unit is configured to charge the charged particle beam from the accelerator when the difference between the first current value and the second current value is greater than a preset threshold value. May be stopped. As a result, when the current value of the charged particle beam is reduced, the treatment itself can be interrupted. Thereby, the activation of the members constituting the beam transport line can be reduced, and the deterioration of the members constituting the beam transport line can be suppressed.

また、本発明に係る中性子捕捉療法装置において、第１の電流測定部は、ビーム輸送ラインの中で最も上流側に設けられた電磁石よりも上流側に設けられてよい。荷電粒子線の電流値の低下は、電磁石の不具合等によって生じる可能性がある。従って、第１の電流測定部が、ビーム輸送ラインの中で最も上流側に設けられた電磁石よりも上流側に設けられることで、ビーム輸送ラインの中の全ての電磁石の影響を監視することができるため、荷電粒子線の電流値の低下の検出の確実性を向上できる。   In the neutron capture therapy apparatus according to the present invention, the first current measurement unit may be provided upstream of the electromagnet provided most upstream in the beam transport line. The decrease in the current value of the charged particle beam may be caused by a malfunction of the electromagnet. Therefore, the influence of all the electromagnets in the beam transport line can be monitored by providing the first current measuring unit on the upstream side of the electromagnet provided on the most upstream side in the beam transport line. Therefore, it is possible to improve the reliability of detection of a decrease in the current value of the charged particle beam.

また、本発明に係る中性子捕捉療法装置において、加速器は、負イオンを加速するものであり、加速された負イオンから電子を剥ぎ取って陽イオンへ変換する剥ぎ取り部を備え、第１の電流測定部は、剥ぎ取り部によって構成されてよい。これによって、ビーム輸送ラインよりも上流側である加速器内での荷電粒子線の電流値を測定することができる。これによって、荷電粒子線の電流値の低下の検出の確実性を向上できる。   Further, in the neutron capture therapy apparatus according to the present invention, the accelerator is for accelerating negative ions, and includes a stripping unit that strips electrons from the accelerated negative ions and converts them into positive ions. The measurement unit may be configured by a stripping unit. As a result, the current value of the charged particle beam in the accelerator upstream of the beam transport line can be measured. Thereby, the certainty of detection of the fall of the electric current value of a charged particle beam can be improved.

本発明によれば、荷電粒子線の輸送中に電流値の低下が生じた場合に適切な治療を行うことができる中性子捕捉療法装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a neutron capture therapy apparatus capable of performing appropriate treatment when a decrease in current value occurs during transport of charged particle beams.

図１は、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置のブロック構成を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a block configuration of a neutron capture therapy apparatus according to the present embodiment. 図２は、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置の主要部を簡略化して示した概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a simplified main part of the neutron capture therapy apparatus according to the present embodiment.

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る中性子捕捉療法装置の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of a neutron capture therapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、図１を用いて、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置の概要を説明する。図１は、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置のブロック構成を示す概略構成図である。本実施形態に係る中性子捕捉療法装置は、例えば、ホウ素中性子捕捉療法を用いたがん治療を行う中性子捕捉療法装置である。図１に示すように、中性子捕捉療法装置１は、ホウ素（１０Ｂ）が投与された患者等の被照射体４０へ中性子線Ｎを照射する。中性子捕捉療法装置１は、加速器１０と、中性子線生成部３６と、ビーム輸送ライン４８と、第１の電流測定部１１、第２の電流測定部３２と、制御部１００と、を備えている。 First, the outline | summary of the neutron capture therapy apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a block configuration of a neutron capture therapy apparatus according to the present embodiment. The neutron capture therapy apparatus according to the present embodiment is, for example, a neutron capture therapy apparatus that performs cancer treatment using boron neutron capture therapy. As shown in FIG. 1, the neutron capture therapy apparatus 1 irradiates an irradiated body 40 such as a patient to which boron ( 10 B) has been administered with neutron beams N. The neutron capture therapy apparatus 1 includes an accelerator 10, a neutron beam generation unit 36, a beam transport line 48, a first current measurement unit 11, a second current measurement unit 32, and a control unit 100. .

加速器１０は、荷電粒子を加速して、荷電粒子線Ｐとして出射する加速器である。本実施形態では、加速器１０としてサイクロトロンが採用されている。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。なお、加速器１０として、サイクロトロンに代えて、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン又はライナック等の他の加速器を用いてもよい。   The accelerator 10 is an accelerator that accelerates charged particles and emits them as charged particle beams P. In the present embodiment, a cyclotron is employed as the accelerator 10. The accelerator 10 has a capability of generating a charged particle beam P having a beam radius of 40 mm and 60 kW (= 30 MeV × 2 mA), for example. As the accelerator 10, other accelerators such as a synchrotron, a synchrocyclotron, or a linac may be used instead of the cyclotron.

本実施形態では、加速器１０は、負イオンを加速するものであり、加速された負イオンから電子を剥ぎ取って陽イオンへ変換するフォイルストリッパ（剥ぎ取り部）９を備えている。フォイルストリッパ９で電子を剥ぎ取られて負イオンから変換された陽イオンは、荷電粒子線Ｐとして加速器１０の外へ出射される。第１の電流測定部１１は、フォイルストリッパ９によって構成されている。フォイルストリッパ９は、剥ぎ取った電子から電流値を測定することができるため、当該電流値を第１の電流値として制御部１００へ出力する。   In the present embodiment, the accelerator 10 is for accelerating negative ions, and includes a foil stripper (stripping unit) 9 that strips electrons from the accelerated negative ions and converts them into positive ions. The positive ions, which have been stripped of electrons by the foil stripper 9 and converted from negative ions, are emitted out of the accelerator 10 as charged particle beams P. The first current measuring unit 11 is configured by a foil stripper 9. Since the foil stripper 9 can measure the current value from the peeled electrons, the foil stripper 9 outputs the current value to the control unit 100 as the first current value.

加速器１０から出射された荷電粒子線Ｐは、ビーム輸送ライン４８を通過する。ビーム輸送ライン４８は真空となっている。ビーム輸送ライン４８には、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、第２の電流測定部３２、荷電粒子線走査部３４が上流側から下流側へ向かって順に設けられている。従って、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、第２の電流測定部３２、荷電粒子線走査部３４を順次に通過し、中性子線生成部３６に導かれる。この荷電粒子線Ｐは、中性子線生成部３６においてターゲットＴに照射され、これにより、中性子線Ｎが発生する。中性子線Ｎは、治療台３８上の被照射体４０へ照射される。   The charged particle beam P emitted from the accelerator 10 passes through the beam transport line 48. The beam transport line 48 is in a vacuum. The beam transport line 48 includes a horizontal steering 12, a four-direction slit 14, a horizontal / vertical steering 16, quadrupole electromagnets 18, 19, 20, a 90 ° deflection electromagnet 22, a quadrupole electromagnet 24, and a horizontal / vertical steering 26. The quadrupole electromagnet 28, the four-direction slit 30, the second current measuring unit 32, and the charged particle beam scanning unit 34 are provided in order from the upstream side to the downstream side. Accordingly, the charged particle beam P is applied to the horizontal steering 12, the four-direction slit 14, the horizontal / vertical steering 16, the quadrupole electromagnets 18, 19, 20, 90-degree deflection electromagnet 22, the quadrupole electromagnet 24, the horizontal / vertical steering. 26, the quadrupole electromagnet 28, the four-direction slit 30, the second current measurement unit 32, and the charged particle beam scanning unit 34 are sequentially passed to the neutron beam generation unit 36. The charged particle beam P is irradiated to the target T in the neutron beam generation unit 36, thereby generating a neutron beam N. The neutron beam N is applied to the irradiation object 40 on the treatment table 38.

なお、加速器１０中のフォイルストリッパ９によって構成される第１の電流測定部１１は、ビーム輸送ライン４８の中で最も上流側に設けられた電磁石（ここでは、水平型ステアリング１２）よりも、荷電粒子線Ｐのビーム輸送方向に対する上流側に設けられる。   The first current measuring unit 11 constituted by the foil stripper 9 in the accelerator 10 is charged more than the electromagnet (here, the horizontal steering 12) provided on the most upstream side in the beam transport line 48. Provided upstream of the beam transport direction of the particle beam P.

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のビームの発散を抑制するものである。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のビーム軸調整を行うものである。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。   The horizontal steering 12 and the horizontal / vertical steerings 16 and 26 suppress the divergence of the beam of the charged particle beam P using, for example, an electromagnet. Similarly, the quadrupole electromagnets 18, 19, 20, 24, and 28 adjust the beam axis of the charged particle beam P using, for example, an electromagnet. The four-direction slits 14 and 30 perform beam shaping of the charged particle beam P by cutting off the end beam.

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。なお、ビーム輸送ライン４８は、このような構成に限定されない。例えば、各電磁石（の一部）を省略してもよく、ビームダンプ４４を省略してもよい。また、ビーム輸送ラインをＬ字状ではなく直線状やＹ字状としてもよい。   The 90-degree deflecting electromagnet 22 deflects the traveling direction of the charged particle beam P by 90 degrees. The 90-degree deflection electromagnet 22 is provided with a switching unit 42, and the switching unit 42 can remove the charged particle beam P from the normal trajectory and guide it to the beam dump 44. The beam dump 44 confirms the output of the charged particle beam P before treatment or the like. The beam transport line 48 is not limited to such a configuration. For example, each electromagnet (a part) may be omitted, and the beam dump 44 may be omitted. Further, the beam transport line may be linear or Y-shaped instead of L-shaped.

第２の電流測定部３２は、ターゲットＴに照射される荷電粒子線Ｐの電流値（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。第２の電流測定部３２は、荷電粒子線Ｐに接触することなく電流測定可能な非破壊型（非接触型）のＤＣＣＴ（DC Current Transformer）を用いてよい。この第２の電流測定部３２は、測定した電流値を第２の電流値として制御部１００へ出力する。   The second current measurement unit 32 measures the current value (that is, charge, irradiation dose rate) of the charged particle beam P irradiated to the target T in real time. The second current measurement unit 32 may use a non-destructive (non-contact) DCCT (DC Current Transformer) capable of measuring current without contacting the charged particle beam P. The second current measurement unit 32 outputs the measured current value to the control unit 100 as a second current value.

制御部１００は、中性子捕捉療法装置１全体の動作の制御を行う機能を有しており、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等により構成されている。また、制御部１００は、第１の電流測定部１１で測定された第１の電流値及び第２の電流測定部３２で測定された第２の電流値に基づいて加速器１０を制御する。   The control unit 100 has a function of controlling the operation of the entire neutron capture therapy apparatus 1 and is configured by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Further, the control unit 100 controls the accelerator 10 based on the first current value measured by the first current measurement unit 11 and the second current value measured by the second current measurement unit 32.

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。荷電粒子線走査部３４によって、荷電粒子線Ｐがウォブリング動作をすることにより、又は、荷電粒子線Ｐのビーム径が大きくされることにより、ターゲットＴ上での荷電粒子線Ｐの照射領域が広げられる。なお、ウォブリング動作とは、一定のビーム径の荷電粒子線Ｐのビーム軸を周期的に移動させ、この周期的な移動によってターゲットＴに対する荷電粒子線Ｐの照射面積を広げる動作をいう。   The charged particle beam scanning unit 34 scans the charged particle beam P and controls irradiation of the charged particle beam P to the target T. The charged particle beam scanning unit 34 here controls, for example, the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target T, the beam diameter of the charged particle beam P, and the like. When the charged particle beam P is wobbled by the charged particle beam scanning unit 34 or the beam diameter of the charged particle beam P is increased, the irradiation region of the charged particle beam P on the target T is expanded. It is done. The wobbling operation is an operation in which the beam axis of the charged particle beam P having a constant beam diameter is periodically moved, and the irradiation area of the charged particle beam P with respect to the target T is expanded by the periodic movement.

中性子線生成部３６は、荷電粒子線ＰをターゲットＴに照射することにより中性子線Ｎを発生させ、該中性子線Ｎをコリメータ（不図示）を介して出射する。中性子線生成部３６は、荷電粒子線Ｐを輸送するビーム輸送ライン４８の下流端部に配設されたターゲットＴを備えている。なお、中性子線生成部３６は、ターゲットＴで発生した中性子線Ｎを減速させる減速材と、これらを覆うように設けられた遮蔽体と、を含んで構成されてよい。   The neutron beam generation unit 36 generates a neutron beam N by irradiating the target T with the charged particle beam P, and emits the neutron beam N through a collimator (not shown). The neutron beam generator 36 includes a target T disposed at the downstream end of a beam transport line 48 that transports the charged particle beam P. The neutron beam generation unit 36 may include a moderator that decelerates the neutron beam N generated at the target T and a shield provided so as to cover them.

次に、制御部１００の動作について、図２を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置１の主要部を簡略化して示した概略構成図である。図２においては、水平型ステアリング１２、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等は、電磁石４として示されている。   Next, the operation of the control unit 100 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a simplified main part of the neutron capture therapy apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, horizontal steering 12, horizontal vertical steering 16, quadrupole electromagnets 18, 19, 20, 90 degree deflection electromagnet 22, quadrupole electromagnet 24, horizontal vertical steering 26, quadrupole electromagnet 28, etc. Is shown as an electromagnet 4.

本実施形態では、制御部１００は、第１の電流測定部１１で測定された第１の電流値と第２の電流測定部３２との間の差分を演算する演算部５１と、当該差分と予め設定された所定の閾値とを比較する演算部５２と、を備えている。制御部１００は、演算部５１及び演算部５２の演算によって、第１の電流値と前記第２の電流値との間の差分が、予め設定された閾値よりも大きい場合、加速器１０からの荷電粒子線Ｐの出射を制御する。   In the present embodiment, the control unit 100 includes a calculation unit 51 that calculates a difference between the first current value measured by the first current measurement unit 11 and the second current measurement unit 32, and the difference. And an arithmetic unit 52 that compares a predetermined threshold value set in advance. When the difference between the first current value and the second current value is larger than a preset threshold value by the calculation of the calculation unit 51 and the calculation unit 52, the control unit 100 is charged from the accelerator 10. The emission of the particle beam P is controlled.

具体的には、演算部５１は、第１の電流測定部１１と電気的に接続されており、当該第１の電流測定部１１から出力された第１の電流値を取得する。また、演算部５１は、第２の電流測定部３２と電気的に接続されており、当該第２の電流測定部３２から出力された第２の電流値を取得する。演算部５１は、第１の電流値と第２の電流値の差分を演算し、演算部５２へ出力する。ここで、荷電粒子線Ｐがビーム輸送ライン４８で輸送されている途中において、電流値の低下が発生した場合、第２の電流値が第１の電流値よりも低くなる。また、電流値の低下量が大きければ大きい程、第１の電流値の差分と第２の電流値の差分は大きくなる。なお、電流値の低下が発生する原因として、荷電粒子線Ｐの発散や走査により荷電粒子線Ｐの一部がビーム輸送ライン４８を構成する真空管の壁部に衝突して消滅すること等が挙げられる。   Specifically, the calculation unit 51 is electrically connected to the first current measurement unit 11, and acquires the first current value output from the first current measurement unit 11. In addition, the calculation unit 51 is electrically connected to the second current measurement unit 32 and acquires the second current value output from the second current measurement unit 32. The calculation unit 51 calculates the difference between the first current value and the second current value, and outputs the difference to the calculation unit 52. Here, when the current value decreases while the charged particle beam P is being transported by the beam transport line 48, the second current value is lower than the first current value. Further, the greater the amount of decrease in the current value, the greater the difference between the first current value and the second current value. The cause of the decrease in the current value is that a part of the charged particle beam P collides with the wall of the vacuum tube constituting the beam transport line 48 due to divergence or scanning of the charged particle beam P, and the like. It is done.

演算部５２は、演算部５１と電気的に接続されており、演算部５１から出力された電流値の差分を取得する。また、演算部５２は、メモリ等に電気的に接続されており、当該メモリ等に格納された閾値を取得する。演算部５２は、電流値の差分と、閾値とを比較する。演算部５１は、電流値差分が予め設定された閾値よりも大きい場合、加速器１０からの荷電粒子線Ｐの出射を制御する制御信号を当該加速器１０へ出力する。演算部５２は、電流値の差分が、予め設定された閾値よりも大きい場合、加速器１０からの荷電粒子線の出射を停止する制御信号を出力してよい。   The calculation unit 52 is electrically connected to the calculation unit 51 and acquires the difference between the current values output from the calculation unit 51. The calculation unit 52 is electrically connected to a memory or the like, and acquires a threshold value stored in the memory or the like. The calculation unit 52 compares the difference between the current values with a threshold value. When the current value difference is larger than a preset threshold value, the calculation unit 51 outputs a control signal for controlling the emission of the charged particle beam P from the accelerator 10 to the accelerator 10. The arithmetic unit 52 may output a control signal for stopping the emission of the charged particle beam from the accelerator 10 when the difference between the current values is larger than a preset threshold value.

ビーム輸送ライン４８での荷電粒子線Ｐの電流値の低下が発生する場合は、被照射体４０へ照射する中性子線Ｎの線量が低下する。従って、演算部５２は、荷電粒子線Ｐの電流値の低下を補うために、中性子線の照射時間が長くなるように、加速器１０の出射時間を長くする制御信号を出力してもよく、加速器１０のイオン源から出てくるイオンの量を増やす制御信号を出力してもよい。なお、閾値は適宜設定してよい。例えば、加速器１０から出射される荷電粒子線Ｐの電流値の設定値の２〜５％の間の値に設定してもよい。   When the current value of the charged particle beam P in the beam transport line 48 decreases, the dose of the neutron beam N irradiated to the irradiation object 40 decreases. Accordingly, the arithmetic unit 52 may output a control signal for increasing the emission time of the accelerator 10 so as to increase the irradiation time of the neutron beam in order to compensate for the decrease in the current value of the charged particle beam P. You may output the control signal which increases the quantity of the ion which comes out of 10 ion sources. The threshold value may be set as appropriate. For example, the current value of the charged particle beam P emitted from the accelerator 10 may be set to a value between 2% and 5%.

次に、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置１の作用・効果について説明する。   Next, the operation and effect of the neutron capture therapy apparatus 1 according to this embodiment will be described.

本実施形態に係る中性子捕捉療法装置１は、荷電粒子線Ｐの電流を測定する第１の電流測定部１１と、第１の電流測定部１１よりも下流側で荷電粒子線Ｐの電流を測定する第２の電流測定部３２と、を備える。このような構成によれば、第２の電流測定部３２と第１の電流測定部１１との間で荷電粒子線Ｐの電流値の低下が生じた場合、第１の電流値と第２の電流値との間で差分が生じる。従って、当該差分が閾値よりも大きい場合に、制御部１００が加速器１０からの荷電粒子線Ｐの出射を制御することで、荷電粒子線Ｐの電流値の低下に応じた適切な制御を行うことができる。以上により、荷電粒子線Ｐの輸送中に電流値の低下が生じた場合に適切な治療を行うことができる。   The neutron capture therapy apparatus 1 according to the present embodiment measures a current of a charged particle beam P on the downstream side of the first current measuring unit 11 and a first current measuring unit 11 that measures the current of the charged particle beam P. And a second current measurement unit 32. According to such a configuration, when a decrease in the current value of the charged particle beam P occurs between the second current measurement unit 32 and the first current measurement unit 11, the first current value and the second current value There is a difference between the current value. Therefore, when the difference is larger than the threshold value, the control unit 100 controls the emission of the charged particle beam P from the accelerator 10 to perform appropriate control according to the decrease in the current value of the charged particle beam P. Can do. As described above, appropriate treatment can be performed when a decrease in current value occurs during transport of the charged particle beam P.

なお、第２の電流測定部３２のみで荷電粒子線Ｐの電流値の低下を検出しようとした場合、加速器１０（フォイルストリッパ９よりも下流側の部分）で電流値の低下が生じたのか（加速器１０に異常が生じたのか）、フォイルストリッパ９よりも下流側で電流値の低下が生じたのか（ビーム輸送ライン４８に異常が生じたのか）を把握することができない。従って、荷電粒子線Ｐの電流値の低下を検出し、治療を中断してメンテナンスを行う際、ビーム輸送ライン４８のみならず加速器１０自体の検査を行う必要が生じ、コストと手間が増加する。一方、本実施形態による中性子捕捉療法装置１によれば、少なくとも第１の電流測定部１１（ここではフォイルストリッパ９）と第２の電流測定部３２との間で荷電粒子線Ｐの電流値の低下が生じたことを検出することで、加速器１０とビーム輸送ライン４８とのどちらで異常が発生したかを把握できるため、メンテナンスの手間を大幅に低減できる。   When only the second current measuring unit 32 detects a decrease in the current value of the charged particle beam P, has the current value decreased in the accelerator 10 (portion downstream of the foil stripper 9)? It is impossible to determine whether an abnormality has occurred in the accelerator 10) or whether a current value has decreased downstream of the foil stripper 9 (whether an abnormality has occurred in the beam transport line 48). Therefore, when detecting a decrease in the current value of the charged particle beam P, suspending treatment and performing maintenance, it is necessary to inspect not only the beam transport line 48 but also the accelerator 10 itself, which increases costs and labor. On the other hand, according to the neutron capture therapy apparatus 1 according to the present embodiment, the current value of the charged particle beam P is at least between the first current measuring unit 11 (here, the foil stripper 9) and the second current measuring unit 32. By detecting that the reduction has occurred, it is possible to grasp which of the accelerator 10 and the beam transport line 48 has caused an abnormality, so that maintenance labor can be greatly reduced.

また、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置１において、制御部１００は、第１の電流値と第２の電流値との間の差分が、予め設定された閾値よりも大きい場合、加速器１０からの荷電粒子線Ｐの出射を停止する。これによって、荷電粒子線Ｐの電流値の低下が生じた場合に、治療自体を中断することができる。これによって、ビーム輸送ラインを構成する部材の放射化を低減し、ビーム輸送ラインを構成する部材の劣化を抑制できる。   Moreover, in the neutron capture therapy apparatus 1 which concerns on this embodiment, the control part 100 is from accelerator 10 when the difference between a 1st electric current value and a 2nd electric current value is larger than the preset threshold value. The emission of the charged particle beam P is stopped. Thus, when the current value of the charged particle beam P is reduced, the treatment itself can be interrupted. Thereby, the activation of the members constituting the beam transport line can be reduced, and the deterioration of the members constituting the beam transport line can be suppressed.

また、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置１において、第１の電流測定部１１は、ビーム輸送ライン４８の中で最も上流側に設けられた電磁石４よりも上流側に設けられている。荷電粒子線Ｐの電流値の低下は、電磁石４の不具合等によって生じる可能性がある。従って、第１の電流測定部１１が、ビーム輸送ライン４８の中で最も上流側に設けられた電磁石４よりも上流側に設けられることで、ビーム輸送ライン４８の中の全ての電磁石４の影響を監視することができるため、荷電粒子線Ｐの電流値の低下の検出の確実性を向上できる。   In the neutron capture therapy apparatus 1 according to the present embodiment, the first current measurement unit 11 is provided on the upstream side of the electromagnet 4 provided on the most upstream side in the beam transport line 48. The decrease in the current value of the charged particle beam P may be caused by a malfunction of the electromagnet 4 or the like. Accordingly, the first current measuring unit 11 is provided on the upstream side of the electromagnet 4 provided on the most upstream side in the beam transport line 48, thereby affecting the influence of all the electromagnets 4 in the beam transport line 48. Therefore, it is possible to improve the reliability of detection of a decrease in the current value of the charged particle beam P.

また、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置１において、加速器１０は、負イオンを加速するものであり、加速された負イオンから電子を剥ぎ取って陽イオンへ変換するフォイルストリッパ９を備えている。また、第１の電流測定部１１は、フォイルストリッパ９によって構成されている。これによって、ビーム輸送ライン４８よりも上流側である加速器１０内での荷電粒子線Ｐの電流値を測定することができる。また、加速器１０から出射される荷電粒子線Ｐの電流値を測定するための部品を新たに追加せずに、既存のフォイルストリッパ９を流用できるため、装置構成が複雑となることを抑制することができる。   In the neutron capture therapy apparatus 1 according to this embodiment, the accelerator 10 accelerates negative ions, and includes a foil stripper 9 that strips electrons from the accelerated negative ions and converts them into positive ions. . The first current measuring unit 11 is constituted by a foil stripper 9. Thereby, the current value of the charged particle beam P in the accelerator 10 upstream of the beam transport line 48 can be measured. Further, since the existing foil stripper 9 can be used without newly adding a part for measuring the current value of the charged particle beam P emitted from the accelerator 10, it is possible to prevent the apparatus configuration from becoming complicated. Can do.

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、第１の電流測定部は、フォイルストリッパによって構成されていなくてもよく、別途電流モニタ等を設けてもよい。また、第２の電流測定部よりも上流側に設けられる第１の電流測定部を複数設けてもよい。これによって、ビーム輸送ラインのどの位置で電流値の低下が大きく生じたかを把握することができる。   For example, the first current measurement unit may not be configured by a foil stripper, and a current monitor or the like may be provided separately. Further, a plurality of first current measurement units provided on the upstream side of the second current measurement unit may be provided. As a result, it is possible to grasp at which position of the beam transport line the current value has greatly decreased.

１…中性子捕捉療法装置、１０…加速器、１１…第１の電流測定部、３２…第２の電流測定部、４８…ビーム輸送ライン、１００…制御部、Ｔ…ターゲット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Neutron capture therapy apparatus, 10 ... Accelerator, 11 ... 1st electric current measurement part, 32 ... 2nd electric current measurement part, 48 ... Beam transport line, 100 ... Control part, T ... Target.

Claims (4)

荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を生成する中性子線生成部と、
前記加速器から出射された前記荷電粒子線を前記中性子線生成部へ輸送するビーム輸送ラインと、
前記荷電粒子線の電流を測定する第１の電流測定部と、
前記第１の電流測定部よりも下流側で前記荷電粒子線の電流を測定する第２の電流測定部と、
前記第１の電流測定部で測定された第１の電流値及び前記第２の電流測定部で測定された第２の電流値に基づいて前記加速器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１の電流値と前記第２の電流値との間の差分が、予め設定された閾値よりも大きい場合、前記中性子線の照射時間が予め設定された照射時間よりも長くなるように、前記加速器の出射時間を予め設定された出射時間よりも長くする制御信号を出力する、中性子捕捉療法装置。 An accelerator that emits a charged particle beam;
A neutron beam generator that generates a neutron beam upon irradiation with the charged particle beam; and
A beam transport line for transporting the charged particle beam emitted from the accelerator to the neutron beam generation unit;
A first current measuring unit for measuring a current of the charged particle beam;
A second current measurement unit that measures a current of the charged particle beam downstream of the first current measurement unit;
A control unit for controlling the accelerator based on a first current value measured by the first current measurement unit and a second current value measured by the second current measurement unit;
When the difference between the first current value and the second current value is greater than a preset threshold, the control unit is configured to set the irradiation time of the neutron beam to be longer than a preset irradiation time. A neutron capture therapy apparatus that outputs a control signal for making the emission time of the accelerator longer than a preset emission time so as to be longer. 荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を生成する中性子線生成部と、
前記加速器から出射された前記荷電粒子線を前記中性子線生成部へ輸送するビーム輸送ラインと、
前記荷電粒子線の電流を測定する第１の電流測定部と、
前記第１の電流測定部よりも下流側で前記荷電粒子線の電流を測定する第２の電流測定部と、
前記第１の電流測定部で測定された第１の電流値及び前記第２の電流測定部で測定された第２の電流値に基づいて前記加速器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１の電流値と前記第２の電流値との間の差分が、予め設定された閾値よりも大きい場合、前記加速器のイオン源から出てくるイオンの量を増やす制御信号を出力する、中性子捕捉療法装置。 An accelerator that emits a charged particle beam;
A neutron beam generator that generates a neutron beam upon irradiation with the charged particle beam; and
A beam transport line for transporting the charged particle beam emitted from the accelerator to the neutron beam generation unit;
A first current measuring unit for measuring a current of the charged particle beam;
A second current measurement unit that measures a current of the charged particle beam downstream of the first current measurement unit;
A control unit for controlling the accelerator based on a first current value measured by the first current measurement unit and a second current value measured by the second current measurement unit;
The control unit is configured to increase the amount of ions emitted from the ion source of the accelerator when a difference between the first current value and the second current value is larger than a preset threshold value. Neutron capture therapy device that outputs signals. 前記第１の電流測定部は、前記ビーム輸送ラインの中で最も上流側に設けられた電磁石よりも上流側に設けられる、請求項１又は２に記載の中性子捕捉療法装置。   3. The neutron capture therapy apparatus according to claim 1, wherein the first current measurement unit is provided on an upstream side of an electromagnet provided on the most upstream side in the beam transport line. 前記加速器は、負イオンを加速するものであり、加速された前記負イオンから電子を剥ぎ取って陽イオンへ変換する剥ぎ取り部を備え、
前記第１の電流測定部は、前記剥ぎ取り部によって構成される、請求項１〜３の何れか一項に記載の中性子捕捉療法装置。
The accelerator is for accelerating negative ions, and includes a stripping unit that strips electrons from the accelerated negative ions and converts them into positive ions.
The neutron capture therapy apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first current measurement unit includes the stripping unit.
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