CN107080902B - 中子束照射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种向被照射体照射中子束的中子束照射系统，该系统具备：中子束产生部，被照射带电粒子束而产生中子束；容纳部，至少包括减速体，且容纳中子束产生部；中子束收敛部，使向被照射体照射的中子束收敛；载置台，载置被照射体；及相对移动机构，使载置台以相对于中子束产生部、容纳部及中子束收敛部靠近及分开的方式而相对移动。

Description

中子束照射系统
技术领域
本发明涉及一种中子束照射系统。
背景技术
作为癌治疗等的放射线治疗之一，有通过中子束的照射进行癌治疗的硼中子捕获疗法(BNCT：Boron NCT)。以往，开发有用于进行该硼中子捕获疗法的中子束照射系统(BNCT系统)，例如在专利文献1中公开有如下系统，该系统具备：中子束产生部(靶)，被照射带电粒子束而产生中子束；中子束收敛部，收敛照射的中子束；及载置台，载置患者等被照射体。记载于该专利文献1的中子束照射系统中，谋求将在中子束产生部产生的中子束经中子束收敛部照射至载置台上的被照射体。另外，该中子束照射系统中，通过包含减速体的容纳部来容纳中子束产生部而构成。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-189725号公报
在此，利用上述中子束照射系统向被照射体照射中子束时，例如在刚结束中子束照射之后，中子束产生部、容纳部及中子束收敛部略微放射化的情况较多，医师等若要靠近载置台，需要等到这种放射化减弱。因此，上述中子束照射系统中，存在工作效率下降的顾虑。
发明内容
因此，本发明目的在于提供一种能够提高工作效率的中子束照射系统。
为了解决上述课题，本发明的一侧面所涉及的中子束照射系统，其向被照射体照射中子束，其中，具备：中子束产生部，被照射带电粒子束而产生所述中子束；容纳部，至少包括减速体，且容纳所述中子束产生部；中子束收敛部，具有使向所述被照射体照射的所述中子束收敛而调整所述中子束的照射范围的准直器；载置台，载置所述被照射体；相对移动机构，使所述载置台相对于所述中子束产生部、所述容纳部及所述中子束收敛部以靠近及分开的方式相对移动；以及放射线屏蔽门，在使所述中子束收敛部与所述载置台相对于照射所述中子束时的位置关系相互分开的状态下，配置于所述中子束收敛部与所述载置台之间。
该中子束照射系统中，例如即使在刚照射中子束之后，使载置台相对放射化后的中子束产生部、容纳部及中子束收敛部分开，由此医师等能够靠近载置台而不受放射化的不良影响，并能够减少等待放射化减弱的必要性。因此，能够提高工作效率。
另外，优选所述相对移动机构以使所述中子束产生部与所述中子束收敛部相互靠近及分开的方式，使所述中子束产生部与所述中子束收敛部相对移动。
另外，优选所述中子束收敛部相对于所述中子束产生部以及所述容纳部能够以靠近及分开的方式相对移动，将所述放射线屏蔽门作为第2放射线屏蔽门，所述中子束照射系统还具备第1放射线屏蔽门，在使所述中子束收敛部相对于所述容纳部分开的状态下，所述第1放射线屏蔽门配置于所述容纳部与所述中子束收敛部之间。
另外，作为更好地发挥上述作用效果的结构，具体而言，可举出相对移动机构包括导轨的结构。
另外，优选具备以埋入的方式容纳容纳部的放射线屏蔽壁。此时，能够有效地屏蔽放射线，以免来自中子束产生部的不期望的放射线波及到被照射体侧。
另外，优选相对移动机构以使中子束产生部与容纳部相互靠近及分开的方式，使中子束产生部与容纳部相对移动。此时，进行维护时，通过相对移动机构使中子束产生部与容纳部相对移动以便它们相互分开，由此能够轻松地接近中子束产生部及容纳部，例如，无需拆卸周边部位或设备就能够简单地进行容纳部的保养或更换等。因此，能够轻松地进行中子束照射系统的维护。
此时，优选中子束产生部固定于设置台，相对移动机构使容纳部相对设置台移动，由此使中子束产生部与容纳部相对移动。此时，能够轻松地缩短照射至中子束产生部的带电粒子束的射束长度而使系统小型化。
发明效果
根据本发明，能够提高工作效率。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的中子束照射系统的结构的图。
图2是表示图1的中子束照射系统中的中子束生成单元及治疗台的截面立体图。
图3(a)是表示图1的中子束照射系统的维护时的图、图3(b)是表示图3(a)的后续动作的图。
图4(a)是用于说明图1的中子束照射系统的动作的图、图4(b)是表示图4(a)的后续动作的图。
图5(a)是表示图4(b)的后续动作的图、图5(b)是表示图5(a)的后续动作的图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，在以下说明中对相同或者相应要件附加相同元件符号，省略重复说明。另外，“上游”、“下游”用语分别指所射出的带电粒子束及中子束的上游(回旋加速器侧)、下游(被照射体侧)。
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的中子束照射系统的结构的图，如图1所示，中子束照射系统1是例如为了进行利用中子束捕获疗法的癌治疗等而使用的装置，向患者等被照射体34照射中子束N。
该中子束照射系统1具备回旋加速器10，回旋加速器10对质子等带电粒子进行加速，而产生质子束(质子射束)来作为带电粒子束P。此处的回旋加速器10例如具有生成射束半径40mm、60kW(＝30MeV×2mA)的带电粒子束P的能力。
从回旋加速器10取出的带电粒子束P依次通过水平型转向器12、4向切割器(4-directional slit)14；水平垂直型转向器16；四极电磁铁18、19、20；90度偏转电磁铁22；四极电磁铁24；水平垂直型转向器26；四极电磁铁28；4向切割器30，导入至中子束生成单元100。该带电粒子束P在中子束生成单元100中被照射至靶(中子束产生部)T，由此产生中子束N。并且，中子束N被照射至治疗台(载置台)32上的被照射体34(参考图5)。
水平型转向器12、水平垂直型转向器16、26例如利用电磁铁进行带电粒子束P的射束的轴调整。同样，四极电磁铁18、19、20、24、28例如利用电磁铁抑制带电粒子束P的射束发散。4向切割器14、30通过切割端部的射束来检测带电粒子束P的射束位置。
90度偏转电磁铁22使带电粒子束P的行进方向偏转90度。另外，在90度偏转电磁铁22设置有切换部36，通过切换部36能够使带电粒子束P从正规轨道脱离并导入至射束收集器38。射束收集器38在治疗前等时进行带电粒子束P的输出确认。
图2是表示图1的中子束照射系统中的中子束生成单元及治疗台的截面立体图，图3是表示图1的中子束照射系统的维护时的流程图，图4、图5是用于说明图1的中子束照射系统的动作的流程图。如图2所示，中子束生成单元100具备有：靶T，被照射带电粒子束P而产生中子束N；容纳部102，容纳靶T；及收敛部(中子束收敛部)104，收敛中子束N。
靶T例如由铍(Be)形成，并且成为直径160mm的圆板状。该靶T配设于使带电粒子束P通过的射束导管106的下游端部。射束导管106固定于设置中子束生成单元100的设置台F，且构成为相对设置台F不能相对移动。即，对靶T也固定成相对设置台F不能相对移动。
容纳部102包含减速体108及屏蔽件110而构成。减速体108使在靶T中产生的中子束N减速，例如成为由不同的多个材料构成的层叠结构。屏蔽件110设置成覆盖减速体108，并反射或吸收中子束N及随该中子束N的产生而生成的伽玛射线等放射线(以下简单称为“放射线”)来屏蔽以免被放出至外部。
该容纳部102中，如上所述，靶T被容纳于内部。具体而言，在容纳部102形成向上游侧开口的开口102a，在该开口102a内配置射束导管106的下游端部，由此靶T以被包围的方式被容纳于容纳部102。
收敛部104使所照射的中子束N收敛而调整该中子束N的照射范围，在中子束N的射束路中配置成比容纳部102更靠下游侧。该收敛部104包含准直器104x而构成。治疗台32载置被照射体34(参考第5图)，在中子束N的射束路中配置成比收敛部104更靠下游侧。
在此，本实施方式的容纳部102、收敛部104及治疗台32构成为沿铺设于设置台F的多个导轨114可分别移动。即，分别设置于容纳部102、收敛部104及治疗台32的下端部的车轮或滑动器等滑动部116被卡合于沿中子束N的照射方向(射束轴向)延伸的导轨114。并且，例如滑动部116通过马达等驱动部117而被驱动，容纳部102、收敛部104及治疗台32可在导轨114上分别移动。由此，容纳部102、收敛部104及治疗台32沿导轨114在设置台F上可独立地移动。
其结果，容纳部102、收敛部104及治疗台32相对于靶T以沿中子束N的照射方向靠近及分开的方式进行相对移动。即，对于治疗台32而言，可相对靶T、容纳部102及收敛部104，沿中子束N的照射方向靠近及分开。另外，此处的容纳部102、收敛部104及治疗台32如上所述可独立地移动，所以能够以沿中子束N的照射方向相互靠近及分开的方式进行相对移动。
因此，如图3(a)、(b)所示，维护中子束照射系统1时，使容纳部102沿导轨114相对移动，以便相对靶T分开，由此成为靶T(射束导管106)不被容纳于容纳部102的状态，且可轻松地接近靶T及容纳部102。因此，例如无需拆卸周边部位或周边设备就能够简单地进行容纳部102的保养或更换等，且可轻松地进行中子束照射系统1的维护。
尤其在本实施方式中，如上所述，收敛部104及治疗台32也成为相对靶T可相对移动。因此，进行维护时，也使收敛部104及治疗台32以相对于靶T分开的方式相对移动，由此能够进一步轻松地接近靶T及容纳部102，并能够进一步轻松地进行这种维护。
回到图2，中子束照射系统1作为用于屏蔽放射线的系统，具备有放射线屏蔽壁112、第1放射线屏蔽门118及第2放射线屏蔽门120(参考图4)。放射线屏蔽壁112以将容纳部102埋入其内部的方式来容纳容纳部。具体而言，在沿放射线屏蔽壁112中的容纳部102的外形的形状的贯穿孔112x内，以嵌入的方式配置容纳部102的整体来容纳。
如图5(b)所示，在使靶T与治疗台32相对于照射中子束N时的位置关系(参考图4(a))相互分开的状态下，第1放射线屏蔽门118以配置于它们之间的方式打开关闭。另外，如图4(b)所示，在使靶T与收敛部104相对照射中子束N时的位置关系(参考图4(a))相互分开的状态下，第2放射线屏蔽门120以配置于它们之间的方式打开关闭。此处的第1放射线屏蔽门118及第2放射线屏蔽门120由铅(Pb)等形成。
接着，对中子束照射系统1的动作进行说明。例如在图4(a)所示的初始状态的中子束照射系统1中，首先，如图4(b)所示，使收敛部104及治疗台32沿导轨114进行相对移动，以便相对于靶T分开预定距离以上。并且，将第2放射线屏蔽门120设为关闭，并且将被照射体34搭载于治疗台32上之后，进行收敛部104与被照射体34之间的对位。另外，上述预定距离例如设为靶T周边的放射线的影响变得极小的距离(关于以下的预定距离也相同)。
接着，如图5(a)所示，将第1放射线屏蔽门120设为打开，并且，使收敛部104及治疗台32沿导轨114相对移动，以便以保持上述对位的状态直接相对靶T靠近。由此，将靶T、收敛部104及治疗台32设为中子束N适当地照射至被照射体34的位置关系。并且，通过使回旋加速器10(参考图1)工作而向靶T照射带电粒子束P来产生中子束N，经收敛部104向被照射体34照射该中子束N。
接着，如图5(b)所示，照射中子束N后，使治疗台32沿导轨114进行相对移动，以便相对靶T、容纳部102及收敛部104分开预定距离以上。并且，将第1放射线屏蔽门118设为关闭。至此，中子束照射系统1的动作结束。
以上，在本实施方式的中子束照射系统1中，在照射中子束N后使治疗台32相对靶T、容纳部102及收敛部104分开预定距离以上。因此，照射中子束N后，医师或工作人员等(以下称为“医师等”)能够马上靠近治疗台32下而不受放射化的不良影响，并能够减少等待这种放射化减弱的必要性。其结果，根据本实施方式能够提高中子束照射系统1的工作效率(治疗效率)。另外，通过像这样照射后使治疗台32分开，也能够抑制靶T周边的残留放射线的影响波及到被照射体34。
并且，照射该中子束N后，第1放射线屏蔽门118被关闭而被配置于靶T及治疗台32之间(参考图5(b))，所以能够在靶T与治疗台32之间有效地屏蔽放射线，且能够进一步抑制靶T周边的残留放射线的影响波及到被照射体34。
并且，本实施方式中，如上所述，对靶T与收敛部104也可以使它们相互靠近及分开的方式进行相对移动，在照射中子束N之前以从靶T隔离被照射体34的状态，进行被照射体34(治疗台32)与收敛部104的对位。因此，进行这种对位时，能够抑制靶T周边的残留放射线的影响波及到被照射体34。
并且，照射该中子束N之前，第2放射线屏蔽门120被关闭而配置于靶T与收敛部104之间(参考图4(b))，所以能够在靶T与收敛部104之间有效地屏蔽放射线，且进一步抑制靶T周边的残留放射线的影响波及到被照射体34。
并且，本实施方式中，如上所述，容纳部102以埋入的方式通过放射线屏蔽壁112来容纳。因此，能够有效地屏蔽该放射线，以免来自靶T的不期望的放射线波及到被照射体34侧。例如，从开口102a朝向下游侧而被放出至容纳部102外的放射线能够以返回的方式向上游侧行进而抑制波及到被照射体34。
并且，本实施方式中，如上所述，作为使靶T与容纳部102以使它们相互靠近及分开的方式相对移动的相对移动机构，具有导轨114、滑动部116及驱动部117。因此，进行维护时，使靶T与容纳部102相对移动以便它们相互分开，由此能够轻松地接近靶T及容纳部102。其结果，可实现中子束照射系统1的轻松维护，并可缩短工作时间。再者，例如医师等接近容纳部102时，会变得远离靶T，因此，能够抑制靶T周边的残留放射线波及到医师等。
并且，本实施方式中，如上所述，靶T被固定于设置台F，使容纳部102相对设置台F移动并使靶T与容纳部102相对移动。因此，例如能够降低回旋加速器10的配置上的制约或维护时的制约，并能够轻松地缩短照射至靶T的带电粒子束P的射束长度。其结果，能够轻松地使中子束照射系统1小型化。
以上，导轨114、滑动部116及驱动部117构成相对移动构件。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，也可以在不变更记载于各权利要求的宗旨的范围内进行变形，或应用于其他装置。
例如，上述实施方式中，固定靶T使容纳部102相对该靶T移动，但也可固定容纳部102使靶T相对该容纳部102移动。同样，可固定收敛部104使靶T相对该收敛部104移动，也可固定治疗台32使靶T相对该治疗台32移动。
并且，上述实施方式中，相对移动机构包含导轨114、滑动部116及驱动部117而构成，但不限定于此，作为相对移动机构可采用各种机构。
并且，上述实施方式中，具备有第1放射线屏蔽门118及第2放射线屏蔽门120，但代替此也可具备一个如兼有第1放射线屏蔽门118及第2放射线屏蔽门120双方功能的放射线屏蔽门。并且，作为靶T不限定于铍，也可利用锂(Li)、钽(Ta)及钨(W)等。
并且，上述实施方式中，靶T、容纳部102及收敛部104也构成为可相互相对移动，但也有这些不相互相对移动的情况，总而言之，只要使治疗台32相对靶T、容纳部102及收敛部104相对移动即可。
产业上的可利用性
根据本发明能够提高工作效率。
符号的说明：
1-中子束照射系统，32-治疗台(载置台)，34-被照射体，102-容纳部，104-收敛部(中子束收敛部)，108-减速体，112-放射线屏蔽壁，14-导轨(相对移动机构)，116-滑动部(相对移动机构)，117-驱动部(相对移动机构)，118-第1放射线屏蔽门，120-第2放射线屏蔽门，F-设置台，N-中子束，P-带电粒子束，T-靶(中子束产生部)。

Claims (2)

1.一种中子束照射系统，其向被照射体照射中子束，其中，具备：
中子束产生部，被照射带电粒子束而产生所述中子束；
容纳部，至少包括减速体，且容纳所述中子束产生部；
中子束收敛部，具有使向所述被照射体照射的所述中子束收敛而调整所述中子束的照射范围的准直器；
载置台，载置所述被照射体；
相对移动机构，使所述载置台相对于所述中子束产生部、所述容纳部及所述中子束收敛部以靠近及分开的方式相对移动；以及
放射线屏蔽门，在使所述中子束收敛部与所述载置台相对于照射所述中子束时的位置关系相互分开的状态下，配置于所述中子束收敛部与所述载置台之间，
所述相对移动机构以使所述中子束产生部与所述中子束收敛部相互靠近及分开的方式，使所述中子束产生部与所述中子束收敛部相对移动，
所述中子束收敛部相对于所述中子束产生部以及所述容纳部能够以靠近及分开的方式相对移动，
将所述放射线屏蔽门作为第2放射线屏蔽门，
所述中子束照射系统还具备第1放射线屏蔽门，在使所述中子束收敛部相对于所述容纳部分开的状态下，所述第1放射线屏蔽门配置于所述容纳部与所述中子束收敛部之间。
2.如权利要求1所述的中子束照射系统，其中，
所述相对移动机构包括导轨。
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