JP2016159107A - Neutron capture therapy device - Google Patents

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    • A61N2005/109—Neutrons

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a neutron capture therapy device capable of improving reliability on a boron neutron capture therapy.SOLUTION: There is provided a neutron capture therapy device 1 for radiating a neutron beam N to a radiated body M for making boron and neutron in the radiated body M react, the neutron capture therapy device comprises: a neutron beam radiation part 4 for radiating the neutron beam N to the radiated body M; and a boron density measurement part 32 for measuring at real time, density of boron in the radiated body M, during radiation of the neutron beam N by the neutron beam radiation part 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

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。   As one of radiotherapy in cancer treatment or the like, there is boron neutron capture therapy (BNCT) that performs cancer treatment by irradiation of neutron beams. In boron neutron capture therapy, cancer cells are taken up with boron and the affected area is irradiated with neutrons, causing a reaction between boron and neutrons in the cancer cells to destroy the cancer cells.

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。   A neutron capture therapy apparatus that performs boron neutron capture therapy includes a charged particle beam generation unit that generates a charged particle beam, and a neutron beam generation unit that generates a neutron beam by irradiating the target with the charged particle beam. (For example, refer to Patent Document 1). In this neutron capture therapy apparatus, the neutron beam irradiated to the patient is calculated in real time by measuring the current value of the charged particle beam irradiated to the target.

国際公開第２０１２／０１４６７１号International Publication No. 2012/014671

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。   In boron neutron capture therapy, treatment is performed by the reaction between neutron beams and boron in the patient's body. Therefore, even if the neutron dose irradiated to the patient is accurately grasped in real time, the concentration of boron in the patient's body remains as planned. If not, treatment may not be performed according to the treatment plan.

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。   An object of this invention is to provide the neutron capture therapy apparatus which can aim at the reliability improvement in boron neutron capture therapy.

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。   The present invention is a neutron capture therapy apparatus that irradiates an irradiated body with neutron beams and reacts boron and neutrons in the irradiated body, and includes a neutron beam irradiation unit that irradiates the irradiated body with neutron beams, and a neutron And a boron concentration measuring unit that measures the concentration of boron in the irradiated body in real time during irradiation of the neutron beam by the beam irradiating unit.

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。   In this neutron capture therapy device, the concentration of boron in the irradiated body is measured in real time during neutron irradiation, so based on the measurement results, the concentration of boron in the irradiated body is as planned. It becomes possible to grasp. As a result, the reliability in boron neutron capture therapy can be improved.

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。   The boron concentration measuring unit includes a gamma ray detection unit that detects information on gamma rays emitted from the irradiated body, and a boron concentration calculation unit that calculates boron concentration in the irradiated body from information on gamma rays detected by the gamma ray detection unit. The configuration may include: When neutron rays are irradiated and boron in the irradiated body reacts with neutrons, gamma rays are generated. In the neutron capture therapy apparatus, information on gamma rays emitted from the irradiated body is detected, and the boron concentration in the irradiated body is calculated from the detected information on gamma rays. Thereby, the information regarding a gamma ray is detected during irradiation of a neutron beam, and the concentration of boron in the irradiated body is calculated in real time.

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。   The gamma ray detection unit may include a noise removal unit that removes information on gamma rays that are noise from information on gamma rays emitted from the irradiation body. According to this configuration, since the information regarding the gamma rays that are noises is removed by the noise removing unit, it is possible to improve the detection accuracy of the boron concentration by improving the detection accuracy of the information related to the gamma rays emitted from the irradiation body. It becomes possible.

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。   The gamma ray detector is formed with a through-hole having a reduced diameter portion whose inner diameter decreases from the inlet side toward the outlet side and a diameter-expanded portion that continues from the reduced diameter portion and increases in inner diameter from the inlet side toward the outlet side. A collimator, a first detector that is disposed opposite to the outlet of the through hole and detects first gamma ray information included in the information relating to gamma rays, and an information relating to gamma rays that is disposed on the inner wall surface of the enlarged diameter portion. A second detector for detecting second gamma ray information included in the first gamma ray information, and the noise removing unit compares the first gamma ray information with the second gamma ray information to obtain information on the common gamma rays. The information on the gamma ray that becomes noise may be removed by removing it from the gamma ray information. According to the first detector, in addition to the information on the gamma rays that have passed through the through hole, the information on the gamma rays that have been scattered by the inner wall surface of the through hole and reduced in energy are detected. Since the second detector is installed on the inner wall surface of the enlarged diameter portion of the through hole, it does not detect gamma rays passing through the through hole from the inlet to the outlet, and gamma rays that pass across the enlarged diameter portion are not detected. Detected. The noise removing unit compares the first gamma ray information detected by the first detector with the second gamma ray information detected by the second detector, and the gamma ray information common to both is the first gamma ray information. Removed from gamma ray information. As a result, it is possible to improve the detection accuracy of the boron concentration by removing the information on the gamma rays that are noise and improving the detection accuracy of the gamma rays.

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。   The neutron capture therapy apparatus further includes a treatment plan information storage unit that stores information related to the treatment plan, a boron administration unit that administers boron to the irradiated object, and a control unit that controls the operation of the boron administration unit. The information related to the treatment plan includes the set value of the boron concentration in the irradiated body, and the control unit matches the measured boron concentration with the set value of the boron concentration included in the information related to the treatment plan. Alternatively, when the amount does not fall within a predetermined range, the boron administration unit may be controlled so as to adjust the amount of boron to be administered to the irradiation object. Thereby, even if the boron concentration in the irradiated body fluctuates greatly from the treatment plan during irradiation with the neutron beam N, the boron concentration in the irradiated body can be adjusted so as to cancel the fluctuation. As a result, treatment can be performed according to the treatment plan.

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。   The neutron capture therapy apparatus further includes a treatment plan information storage unit that stores information related to the treatment plan, and a control unit that controls the operation of the neutron beam irradiation unit. When the set value of the boron concentration is included and the control unit does not match the measured boron concentration with the set value of the boron concentration included in the information on the treatment plan or within a predetermined difference range, The structure which controls a neutron beam irradiation part so that the time which irradiates a neutron beam from a neutron beam irradiation part may be adjusted may be sufficient. As a result, even if the concentration of boron in the irradiated body fluctuates greatly from the treatment plan and the concentration of boron in the irradiated body cannot be adjusted, treatment should be performed according to the treatment plan. Can do. Even if the amount of boron administered into the irradiated body is adjusted, a certain amount of time is required until the boron concentration in the irradiated body is adjusted. For this reason, when the concentration of boron in the irradiated body fluctuates greatly from the treatment plan near the end of the treatment time, it is difficult to adjust the concentration of boron in the irradiated body within the treatment time. Therefore, the amount of reaction between the neutron beam and boron in the irradiated body is adjusted by adjusting the time for irradiation with the neutron beam. As a result, treatment can be performed according to the treatment plan without adjusting the concentration of boron in the irradiated body.

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。   The neutron capture therapy apparatus further includes a treatment plan information storage unit that stores information related to the treatment plan, and a control unit that controls the operation of the neutron beam irradiation unit. When the set value of the boron concentration is included and the control unit does not match the measured boron concentration with the set value of the boron concentration included in the information on the treatment plan or within a predetermined difference range, The structure which controls a neutron beam irradiation part so that irradiation with the neutron beam from a neutron beam irradiation part may be stopped may be sufficient. If the adjustment of the amount of boron administered to the irradiated body or the adjustment of the neutron irradiation time from the neutron beam irradiation unit cannot cope with the large variation from the treatment plan of the boron concentration in the irradiated body, the treatment is continued as it is. And there is a risk that the treatment will not follow the treatment plan. By stopping the neutron irradiation and stopping the treatment, it is possible to prevent the deterioration of the actual treatment variation from the treatment plan.

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。   According to the present invention, since the concentration of boron in the irradiated body can be grasped in real time, a neutron capture therapy apparatus capable of improving the reliability in boron neutron capture therapy can be provided.

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。It is the schematic which shows the neutron capture therapy apparatus of one Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the neutron capture therapy apparatus of one Embodiment of this invention. ガンマ線検出部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a gamma ray detection part. 制御部の制御操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control operation of a control part.

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。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same part or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

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。 A neutron capture therapy apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an apparatus for performing cancer treatment using boron neutron capture therapy. In neutron capture therapy device 1 is irradiated with neutrons N, for example, a patient a drug containing boron (10 B) has been administered (irradiation object) M tumors.

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。   The neutron capture therapy device 1 includes an accelerator 2, a beam transport device 3, a neutron beam irradiation unit 4, and a boron administration unit 17. The accelerator 2 is, for example, a cyclotron. The accelerator 2 accelerates charged particles such as hydrogen ions to produce a proton beam (proton beam) as a charged particle beam P. Here, the accelerator 2 has a capability of generating, for example, a charged particle beam P having a beam radius of 40 mm and 60 kW (= 30 MeV × 2 mA). The accelerator is not limited to a cyclotron, and may be a synchrotron, a synchrocyclotron, a linac, or the like.

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。   The charged particle beam P emitted from the accelerator 2 is introduced into the beam transport device 3. The beam transport device 3 includes a beam duct 5, a quadrupole electromagnet 6, a current monitor 7, and a scanning electromagnet 8. The accelerator 2 is connected to one end side of the beam duct 5, and the neutron beam irradiation unit 4 is connected to the other end side of the beam duct 5. The charged particle beam P travels through the beam duct 5 toward the neutron beam irradiation unit 4.

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。   A plurality of quadrupole electromagnets 6 are provided along the beam duct 5 and adjust the beam axis of the charged particle beam P using the electromagnets. The current monitor 7 detects the current value (charge, irradiation dose rate) of the charged particle beam P in real time. The current monitor 7 uses a non-destructive DCCT (DC Current Transformer) capable of measuring current without affecting the charged particle beam P. That is, the current monitor 7 can detect the current value of the charged particle beam P without contacting the charged particle beam P (without contact). The current monitor 7 outputs the detection result to the control unit 20 described later. “Dose rate” means a dose per unit time.

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。   Specifically, the current monitor 7 uses a quadrupole electromagnet 6 to eliminate the influence of the quadrupole electromagnet 6 in order to accurately detect the current value of the charged particle beam P irradiated to the target 9 of the neutron beam irradiation unit 4. It is provided immediately before the scanning electromagnet 8 on the downstream side (downstream side of the charged particle beam P). That is, since the scanning electromagnet 8 always scans the target 9 so that the charged particle beam P is not irradiated to the same place, a large current monitor 7 is required to dispose the current monitor 7 downstream of the scanning electromagnet 8. Is required. On the other hand, the current monitor 7 can be reduced in size by providing the current monitor 7 on the upstream side of the scanning electromagnet 8.

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。   The scanning electromagnet 8 scans the charged particle beam P and controls irradiation of the charged particle beam P to the target 9. The scanning electromagnet 8 controls the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target 9.

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。   The neutron beam irradiation unit 4 generates a neutron beam N by irradiating the target 9 with the charged particle beam P, and emits the neutron beam N toward the patient M. The neutron beam irradiation unit 4 includes a target 9, a shield 10, a moderator 11, and a collimator 12.

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。   Further, the neutron capture therapy apparatus 1 includes a control unit 20. The control unit 20 is composed of a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like, and is an electronic control unit that comprehensively controls the neutron capture therapy apparatus 1.

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。   The target 9 receives a charged particle beam P and generates a neutron beam N. The target 9 here is made of, for example, beryllium (Be), lithium (Li), tantalum (Ta), tungsten (W), or the like, and has a disk shape with a diameter of 160 mm, for example. The target 9 is not limited to a disk shape, but may be another solid shape or a liquid (liquid metal).

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。   The moderator 11 reduces the energy of the neutron beam N by decelerating the neutron beam N generated by the target 9. The moderator 11 includes a first moderator 11A that mainly decelerates fast neutrons contained in the neutron beam N, and a second moderator 11B that mainly decelerates epithermal neutrons contained in the neutron beam N. It has a laminated structure.

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。   The shield 10 is generated when the moderator 15 decelerates the generated neutron beam N, secondary radiation such as gamma rays generated at the target T accompanying the generation of the neutron beam N, and the neutron beam N. Secondary radiation such as gamma rays generated in the moderator 15 is shielded, and release of these radiations to the irradiation room side where the patient M is present is suppressed. The shield 10 is provided so as to surround the moderator 11.

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。   The collimator 12 shapes the irradiation field of the neutron beam N, and has an opening 12a through which the neutron beam N passes. The collimator 12 is a block-shaped member having an opening 12a at the center, for example.

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。 The boron administration unit 17 administers a drug containing boron ( 10 B) to the patient M during irradiation of the patient M with the neutron beam N. The boron administration part 17 has a delivery part for delivering a medicine containing boron, a needle part pointing to the patient, a transport part for connecting the delivery part and the needle part to transport the medicine containing boron, and the like. Since boron in the body of the patient M decreases due to the reaction with the neutron beam N, the boron administration unit 17 supplies and supplements the patient M with boron during irradiation with the neutron beam N.

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。   Here, the neutron capture therapy apparatus 1 includes a neutron beam detection unit 31 and a boron concentration measurement unit 32. The neutron beam detection unit 31 is for measuring the neutron beam irradiated to the patient M in real time during irradiation of the neutron beam by the neutron beam irradiation unit 4. The neutron beam detector 31 detects, for example, the neutron beam N passing through the opening 12a of the collimator 12 in real time.

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。   The neutron beam detection unit 31 includes a scintillator and a photodetector (not shown). The scintillator is a phosphor that converts incident radiation (neutron beam N, gamma beam) into light. In the scintillator, the internal crystal is excited according to the dose of incident radiation, and generates scintillation light. As the scintillator, a 6Li glass scintillator, a LiCAF scintillator, a plastic scintillator coated with 6LiF, a 6LiF / ZnS scintillator, or the like can be used. The photodetector detects light generated by the scintillator. As the photodetector, various types of photodetectors such as a photomultiplier tube and a photoelectric tube can be employed. The photodetector outputs an electrical signal (detection signal) to the control unit 20 when detecting light.

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。   The boron concentration measuring unit 32 is for measuring the concentration of boron in the body of the patient M in real time during irradiation of the neutron beam by the neutron beam irradiation unit 4. The boron concentration measuring unit 32 detects gamma rays (478 kev) generated by the reaction between neutrons and boron, and measures the boron concentration. As the boron concentration measurement unit 32, a boron distribution measurement system (PG (Prompt-γ) -SPECT) that measures a single energy gamma ray and measures a boron concentration distribution can be used. The boron concentration measuring unit 32 detects gamma rays detected from the body of the patient M and detects the boron concentration in the body of the patient M from the gamma rays detected by the gamma ray detector 33. A density calculation unit 34.

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。   As the gamma ray detection unit 33, a scintillator, an ionization chamber, and other various gamma ray detection devices can be used. In the present embodiment, the gamma ray detection unit 33 is disposed in the vicinity of the tumor G of the patient M. For example, it is arranged at a position about 30 cm away from the patient M.

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。   As shown in FIG. 3, the gamma ray detection unit 33 includes a gamma ray detection collimator 35, a first detector 36, a second detector 37, and a noise removal unit 38. The gamma ray detection collimator 35 is formed with a through hole 35a penetrating in the direction of the center line C1. The through-hole 35a has a reduced diameter portion 35d whose inner diameter decreases in the direction of the center line C1 from the inlet 35b to the inside, and an enlarged diameter portion 35e in which the inner diameter increases from the inside to the outlet 35c. In the cross section along the center line C1, the inner wall surface in the reduced diameter portion 35d is formed so as to approach the center line C1 from the inlet 35b side toward the outlet 35c side, and the inner wall surface in the enlarged diameter portion 35e is closer to the inlet 35b side. From the center line C1 toward the exit 35c side. The collimator 35 for gamma ray detection is arranged along the direction in which the center line C1 of the through hole 35a intersects the traveling direction of the neutron beam N.

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。   The first detector 36 is disposed to face the outlet 35 c of the through hole 35 a of the gamma ray detection collimator 35. In the first detector 36, the first detector 36 enters the through hole 35 a from the inlet 35 b of the gamma ray detection collimator 35 and comes out from the outlet 35 c of the gamma ray detection collimator 35 without hitting the inner wall surface of the through hole 35 a. The gamma ray GR1 going to the detector 36 and the gamma rays GR2 and GR3 partially passing through the through hole 35a of the gamma ray detection collimator 35 are detected.

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。   The second detector 37 is disposed on the inner wall surface of the enlarged diameter portion 35e of the through hole 35a of the gamma ray detection collimator 35, and is lateral to the first detector 36 (in a direction orthogonal to the center line C1). Is arranged so as to surround. The second detector 37 does not detect the gamma ray GR1, but detects the gamma rays GR2 and GR3.

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。   The noise removal unit 38 is electrically connected to the first detector 36, the second detector 37, and the boron concentration calculation unit 34. The noise removing unit 38 removes information on gamma rays that are noise from information on gamma rays emitted from the body of the patient M. The noise removing unit 38 includes first gamma ray information (gamma rays GR1 to GR3) output from the first detector 36 and second gamma ray information (gamma rays GR2 and GR3) output from the second detector 37. And information regarding the common gamma rays is removed from the first gamma ray information, so that the information regarding the gamma rays GR2 and GR3 that are noises is removed.

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。   The gamma rays scattered by the first detector and incident on the second detector, and the gamma rays hit by the second detector and incident on the first detector are the first detector 36 and the second detector 36. The two detectors 37 detect the same time. The noise removing unit 38 removes a common signal detected at the same time by both the first detector 36 and the second detector as noise. After the information related to the gamma rays that become noise is removed by the noise removing unit 38, the information related to the gamma rays is output to the boron concentration calculating unit 34.

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。   The boron concentration calculation unit 34 calculates the distribution of boron concentration in the body of the patient M from information (position information and dose information) related to the gamma rays detected by the gamma ray detection unit 33.

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。   As shown in FIG. 2, the control unit 20 includes a dose calculation unit 21 and an irradiation control unit 22. The control unit 20 is electrically connected to the current monitor 7, the neutron beam detection unit 31, and the boron concentration calculation unit 34.

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。   The dose calculation unit 21 measures (calculates) the dose of the charged particle beam P irradiated to the target 9 in real time based on the detection result of the current value of the charged particle beam P by the current monitor 7. The dose calculation unit 21 sequentially integrates the measured current value of the charged particle beam P with respect to time, and calculates the dose of the charged particle beam P in real time.

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。   Furthermore, the dose calculation unit 21 measures (calculates) the dose of the neutron beam N passing through the opening 12a of the collimator 12 in real time based on the detection result of the neutron beam N by the neutron beam detection unit 31. As described above, since the scintillator in the neutron beam detection unit 31 converts not only the neutron beam N but also gamma rays into light, data based on the incidence of gamma rays is also transmitted to the dose calculation unit 21. Thus, it is possible to discriminate the data from the neutron beam N and the data from the gamma ray and extract only the data from the neutron beam N.

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。   In addition, a treatment plan information storage unit 40 and a display unit 41 are electrically connected to the control unit 20. The treatment plan information storage unit 40 stores information related to a treatment plan for the patient M created by a treatment planning apparatus (not shown). The information related to the treatment plan includes information (set values) regarding the dose of neutrons N and the boron concentration (distribution) for each predetermined time of treatment of the patient M.

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）。   Next, the control operation of the control unit 20 will be described using the flowchart shown in FIG. The control part 20 reads the information regarding the treatment plan memorize | stored in the treatment plan information storage part 40 (step S100). Further, the control unit 20 reads the actual measurement value of the dose of the neutron beam N calculated by the dose calculation unit 21 and the actual measurement value of the boron concentration distribution from the boron concentration measurement unit 32 (step 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。   Next, based on the information on the treatment plan, the information on the measured dose of the neutron beam N, and the information on the measured boron concentration distribution, the control unit 20 has the neutron irradiation and the boron concentration distribution as the treatment plan. Is determined (step S120). That is, the control unit 20 compares the set value of the dose of the neutron beam N in the information related to the treatment plan and the actually measured value of the dose of the neutron beam N calculated by the dose calculation unit 21, and the both match or have a predetermined difference. It is determined whether it falls within the range. For example, when the difference between the set value of the dose of neutron beam N in the information related to the treatment plan and the actual measured value of the dose of neutron beam N calculated by the dose calculation unit 21 is equal to or greater than the determination threshold, the range of the predetermined difference It is determined that it does not fit within. In addition, as the measured value of the dose of neutron beam N, the dose value of neutron beam N calculated based on the neutron beam N detected by the neutron beam detector 31 can be used, but measured by the current monitor 7. The dose value of the neutron beam N calculated based on the current value of the charged particle beam P may be used, or the dose value of both neutron beams N may be used.

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。   In addition, the control unit 20 compares the set value of the boron concentration distribution in the information related to the treatment plan with the actual measured value of the boron concentration measured by the boron concentration measuring unit 32, and both match or fall within a predetermined difference range. It is determined whether or not. For example, when the difference between the set value of the boron concentration distribution in the information related to the treatment plan and the actual measured value of the boron concentration measured by the boron concentration measuring unit 32 is equal to or greater than the determination threshold, it does not fall within the predetermined difference range. Is determined. Since the boron concentration distribution is distribution data in a two-dimensional or three-dimensional predetermined space, the space is divided into a plurality of ranges, and a set value of boron concentration and an actual measured value of boron concentration are obtained for each divided range. Contrast.

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）。   When the control unit 20 determines that the measured value of the dose of the neutron beam N and the measured value of the boron concentration distribution are in accordance with the treatment plan (or within a predetermined difference from the treatment plan) as a result of the comparison, the control unit 20 does not change. The irradiation with the neutron beam N is continued (step S130). On the other hand, when it is determined that the actual measured value of the dose of neutron beam N and the actual measured value of the boron concentration distribution are not in accordance with the treatment (or does not fall within a predetermined difference from the treatment plan), Adjustment of administration of boron or irradiation of neutron beam N is performed (step 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。 In step S140, the following adjustment is performed.
(1) When the measured value of the boron concentration distribution is not according to the treatment plan When the measured value of the boron concentration distribution is too much than the treatment plan, the control unit 20 supplies boron to the patient M from the boron administration unit 17. The boron administration unit 17 is controlled so as to reduce the amount of the medicine containing. On the other hand, when the actual measurement value of the boron concentration distribution is too smaller than the treatment plan, the control unit 20 increases the amount of the drug containing boron supplied from the boron administration unit 17 to the patient M so that the boron administration unit 17 increases. To control.

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。   When the actual measurement value of the boron concentration distribution is more than the treatment plan, the control unit 20 causes the accelerator 2 and the neutron beam so that the irradiation time for irradiating the neutron beam N from the neutron beam irradiation unit 4 is shorter than the treatment plan. The irradiation unit 4 may be controlled. Conversely, when the actual measurement value of the boron concentration distribution is too smaller than the treatment plan, the control unit 20 accelerates the accelerator 2 so that the irradiation time for irradiating the neutron beam N from the neutron beam irradiation unit 4 is longer than the treatment plan. In addition, the neutron beam irradiation unit 4 may be controlled.

（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。 (2) When the measured value of the dose of neutron beam N is not according to the treatment plan When the measured value of the dose of neutron beam N is too higher than the treatment plan, the control unit 20 is irradiated from the neutron beam irradiation unit 4 The accelerator 2 and the scanning electromagnet 8 are controlled so that the dose of the neutron beam N is low. By reducing the dose of the charged particle beam P emitted from the accelerator 2, the dose of the neutron beam N generated at the target 9 can be reduced. As a result, the neutron beam N irradiated from the neutron beam irradiation unit 4 can be reduced. Can reduce the dose. Adjusting the scanning position of the charged particle beam P scanned by the scanning electromagnet 8 and irradiating the charged particle beam P near the periphery of the target 9, the dose of the neutron beam N passing through the collimator 12 after being generated at the target 9 As a result, the dose of the neutron beam N irradiated from the neutron beam irradiation unit 4 can be reduced. Conversely, when the measured value of the dose of neutron beam N is too lower than the treatment plan, the control unit 20 causes the accelerator 2 and the accelerator 2 to increase the dose of neutron beam N irradiated from the neutron beam irradiation unit 4. The scanning electromagnet 8 is controlled.

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。   The control unit 20 determines whether or not the integrated value of the dose of neutron beam N calculated by the dose calculation unit 21 has reached the integrated value of the irradiation dose of neutron beam N in the information related to the treatment plan (step S150). . When it determines with having reached, the control part 20 stops irradiation of the neutron beam N, and complete | finishes the treatment of the patient M (step S160). When it determines with not having reached, it returns to step S110 and continues a treatment.

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。   In step S140, the boron administration unit 17 is controlled so as to adjust the amount of the drug containing boron supplied from the boron administration unit 17 to the patient M, or the neutron beam N irradiated from the neutron beam irradiation unit 4. When it is difficult to control the accelerator 2 and the scanning electromagnet 8 so as to adjust the dose, the treatment of the patient M may be interrupted. In this case, the control unit 20 controls the boron administration unit 17 to stop the supply of the medicine containing boron from the boron administration unit 17 to the patient M, and the neutron beam N from the neutron beam irradiation unit 4 to the patient M. The accelerator 2 is controlled so as to stop the irradiation.

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。   Moreover, the control part 20 may calculate the remaining irradiation time until it reaches | attains the integrated value of the irradiation dose of the neutron beam N in the information regarding a treatment plan. The control unit 20 determines whether or not the integrated value of the neutron beam N calculated by the dose calculating unit 21 has reached the integrated value of the irradiation dose of the neutron beam N in the information related to the treatment plan. If it is determined that the irradiation with the neutron beam N is continued according to the treatment plan, it is calculated how long it takes to reach the integrated value of the irradiation dose of the neutron beam N in the information related to the treatment plan.

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。   As shown in FIG. 2, the display unit 41 displays image information 41a related to the treatment plan, image information 41b related to the dose of the neutron beam N, and information image 41c related to the boron concentration. The display unit 41 displays the dose of the neutron beam N that is actually irradiated in real time during the irradiation of the neutron beam N. Further, the display unit 41 displays the distribution of boron concentration in the body of the patient M in real time during irradiation with the neutron beam N.

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。   Next, the effect of the neutron capture therapy apparatus 1 will be described.

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。   In the neutron capture therapy apparatus 1, since the concentration of boron in the body of the patient M is measured in real time during irradiation with the neutron beam N, the concentration of boron in the body of the patient M is in accordance with the treatment plan based on the measurement result. You can figure out what you are doing. Thereby, the reliability in boron neutron capture therapy can be improved.

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。   The concentration of boron administered to the patient M changes during treatment (during irradiation with the neutron beam N). In the conventional boron neutron capture therapy, the blood of the patient M was collected and the concentration of boron in the collected blood was measured. In this case, since measurement takes time, the measurement result of the concentration of boron can be understood after a lapse of time since blood was collected. Therefore, it is difficult to know the concentration of boron in the patient M in real time. In the neutron capture therapy apparatus 1 of the present embodiment, the concentration of boron that changes with the irradiation of the neutron beam N can be measured in real time when the neutron beam N is irradiated.

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。   Moreover, in the neutron capture therapy apparatus 1, the gamma ray detection part 33 detects the information regarding the gamma ray discharge | released from the patient's M body, and the boron concentration calculation part 34 calculates the boron concentration in the patient's M body from the information regarding a gamma ray. Thereby, the information regarding a gamma ray can be detected during irradiation of a neutron beam, and the density | concentration of the boron in the patient's M body can be calculated in real time.

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。   The gamma ray detection unit 33 includes a noise removal unit 38 that removes information on gamma rays that are noises from information on gamma rays that are emitted from the irradiation body, and thus the information on gamma rays that are noises is removed by the noise removal unit 38. Is done. Thereby, the detection accuracy of the information regarding the gamma rays emitted from the body of the patient M can be improved, and the detection accuracy of the boron concentration can be improved. As a result, the reliability of the device of the neutron capture therapy device 1 can be improved.

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。   When the measured boron concentration does not match or falls within a predetermined difference range with respect to the set value of the boron concentration included in the information related to the treatment plan, the control unit 20 determines the amount of boron to be administered to the patient M. The boron administration part 17 is controlled to adjust. Thereby, even if the boron concentration in the patient M fluctuates greatly from the treatment plan during irradiation with the neutron beam N, the boron concentration in the patient M can be adjusted so as to cancel the fluctuation. As a result, treatment can be performed according to the treatment plan.

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。   When the measured boron concentration matches the set value of the boron concentration included in the information related to the treatment plan or does not fall within a predetermined difference range, the control unit 20 outputs the neutron beam N from the neutron beam irradiation unit 4. The neutron beam irradiation unit 4 is controlled so as to adjust the irradiation time. As a result, even if the boron concentration in the patient M varies greatly deviating from the treatment plan, the treatment can be performed according to the treatment plan even if the boron concentration in the patient M cannot be adjusted. Can do. Even if the amount of boron administered into the patient M is adjusted, a certain amount of time is required until the boron concentration in the patient M is adjusted. For this reason, when the boron concentration in the patient M fluctuates greatly from the treatment plan near the end of the treatment time, it is difficult to adjust the boron concentration in the patient M within the treatment time. Therefore, the amount of reaction between the neutron beam N and boron in the patient M is adjusted by adjusting the irradiation time of the neutron beam N. As a result, treatment can be performed in accordance with the treatment plan without adjusting the boron concentration in the patient M.

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。   When the measured boron concentration matches the set value of the boron concentration included in the information related to the treatment plan or does not fall within a predetermined difference range, the control unit 20 outputs the neutron beam from the neutron beam irradiation unit 4. The neutron beam irradiation unit 4 is controlled to stop irradiation with N. If the adjustment of the amount of boron administered to the patient M and the adjustment of the time for irradiating the neutron beam N from the neutron beam irradiation unit 4 cannot cope with a large variation from the treatment plan of the boron concentration in the patient M, the treatment is performed as it is. If you continue, there is a risk that the treatment will not follow the treatment plan. By stopping the irradiation with the neutron beam N and interrupting the treatment, it is possible to prevent the deterioration of the actual treatment fluctuation from the treatment plan.

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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications as described below are possible without departing from the gist of the present invention.

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。   In the above embodiment, the concentration of boron is measured by detecting gamma rays generated by the reaction between neutrons and boron, but the concentration of boron may be measured in real time using other measurements. While measuring the concentration of boron in real time, the blood of the patient M may be collected and the concentration of boron in the collected blood may be measured.

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。   The gamma ray detection unit 33 is not limited to the gamma ray detection collimator 35, the first detector 36, and the second detector 37, and may be a gamma ray detector having another configuration.

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。   Further, the control unit 20 may include the boron concentration calculation unit 34.

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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Neutron capture therapy apparatus, 4 ... Neutron beam irradiation part, 17 ... Boron administration part, 32 ... Boron concentration measurement part, 33 ... Gamma ray detection part, 35 ... Gamma ray detection collimator, 35a ... Through-hole, 35b ... Inlet, 35c ... exit, 35d ... reduced diameter part, 35e ... enlarged diameter part, 36 ... first detector, 37 ... second detector, 38 ... noise removing part, M ... patient (irradiated body), N ... neutron beam .

Claims (7)

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、を備える中性子捕捉療法装置。 A neutron capture therapy device that irradiates an irradiated body with neutron beams and reacts boron and neutrons in the irradiated body,
A neutron beam irradiation unit that irradiates the irradiated body with the neutron beam;
A neutron capture therapy apparatus comprising: a boron concentration measurement unit that measures the concentration of boron in the irradiated body in real time during irradiation of the neutron beam by the neutron beam irradiation unit. 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、を有する請求項１に記載の中性子捕捉療法装置。 The boron concentration measuring unit is a gamma ray detecting unit for detecting information on gamma rays emitted from the irradiated body,
The neutron capture therapy apparatus according to claim 1, further comprising: a boron concentration calculation unit that calculates a boron concentration in the irradiated body from information on the gamma rays detected by the gamma ray detection unit. 前記ガンマ線検出部は、前記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請求項２に記載の中性子捕捉療法装置。   The neutron capture therapy apparatus according to claim 2, wherein the gamma ray detection unit includes a noise removal unit that removes information on gamma rays that are noise from information on gamma rays emitted from the irradiation body. 前記ガンマ線検出部は、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、を備え、
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請求項３に記載の中性子捕捉療法装置。 The gamma ray detection unit has a reduced diameter portion whose inner diameter decreases from the inlet side toward the outlet side, and a through hole that has a diameter increased portion that is continuous with the reduced diameter portion and increases in inner diameter from the inlet side toward the outlet side. A gamma ray detection collimator formed with
A first detector disposed opposite to the outlet of the through hole and detecting first gamma ray information included in the information on the gamma rays;
A second detector that is disposed on the inner wall surface of the enlarged-diameter portion and detects second gamma ray information included in the information related to the gamma rays,
The noise removing unit compares the first gamma ray information and the second gamma ray information, and removes information related to the common gamma ray from the first gamma ray information, whereby information on the gamma ray that becomes the noise is obtained. The neutron capture therapy apparatus of Claim 3 which removes. 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、を更に備え、
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請求項１に記載の中性子捕捉療法装置。 A treatment plan information storage unit for storing information about the treatment plan;
A boron administration part for administering boron to the irradiated body;
A control unit for controlling the operation of the boron administration unit,
The information regarding the treatment plan includes a set value of the concentration of boron in the irradiated body,
When the measured boron concentration matches or does not fall within a predetermined range of the boron concentration set value included in the information related to the treatment plan, boron to be administered to the irradiated body The neutron capture therapy apparatus according to claim 1, wherein the boron administration unit is controlled so as to adjust the amount of neutron. 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、を更に備え、
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請求項１に記載の中性子捕捉療法装置。 A treatment plan information storage unit for storing information about the treatment plan;
A control unit for controlling the operation of the neutron beam irradiation unit,
The information regarding the treatment plan includes a set value of the concentration of boron in the irradiated body,
When the measured boron concentration matches the set value of the boron concentration included in the information related to the treatment plan or does not fall within a predetermined range, the neutron irradiation unit causes the neutron The neutron capture therapy apparatus of Claim 1 which controls the said neutron beam irradiation part so that the time which irradiates a line | wire may be adjusted. 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、を更に備え、
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請求項１に記載の中性子捕捉療法装置。 A treatment plan information storage unit for storing information about the treatment plan;
A control unit for controlling the operation of the neutron beam irradiation unit,
The information regarding the treatment plan includes a set value of the concentration of boron in the irradiated body,
The control unit, when the measured boron concentration matches or does not fall within a predetermined difference range with respect to a set value of boron concentration included in the information related to the treatment plan, the control unit from the neutron beam irradiation unit The neutron capture therapy apparatus of Claim 1 which controls the said neutron beam irradiation part to stop irradiating a neutron beam.
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