JP2021027848A - 中性子捕捉療法システム - Google Patents

Abstract

【課題】中性子線を照射する際の患者の姿勢に係る治療計画の修正をより簡便に行う。【解決手段】中性子捕捉療法システム１は、中性子線を照射する照射口としてのコリメータ２１が設けられた照射室３と、照射口を模擬した模擬照射口４０が設けられたシミュレーション室２０と、シミュレーション室２０内において、模擬照射口４０に隣接する領域内に設けられたＣＴ装置３０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、中性子捕捉療法システムに関する。

中性子線の照射により患部の治療を行う中性子捕捉療法では、被照射体としての患者に対して照射する中性子線の線量分布等を考慮した治療計画を予め作成する。そして、作成された治療計画に基づいて中性子線が患者の患部に対して照射される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−０７７８１２号公報

治療計画では、中性子線を患者に対して照射する際の患者の姿勢も重要となる。したがって、照射室とは異なる室内に設けられた中性子線の模擬照射口（模擬コリメータ）を用いて患者の位置合わせを行い、さらに、ＣＴ装置を利用して位置合わせを行った状態の患者の姿勢に係る情報を取得し、治療計画が修正される。

しかしながら、従来は、中性子線の模擬照射口と患者との位置合わせを行った後、ＣＴ装置へ移動して撮像を行われている。そのため、患者の姿勢に関する治療計画の修正作業が長時間になってしまう。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、中性子線を照射する際の患者の姿勢に係る治療計画の修正をより簡便に行うことが可能な中性子捕捉療法システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る中性子捕捉療法システムは、中性子線を照射する照射口が設けられた照射室と、前記照射口を模擬した模擬照射口が設けられたシミュレーション室と、前記シミュレーション室内において、前記模擬照射口に隣接する領域内に設けられたＣＴ装置と、を有する。

上記の中性子捕捉療法システムによれば、シミュレーション室において模擬照射口と患者との位置合わせを行った状態で、ＣＴ装置により撮像を行うことができる。したがって、従来のようにＣＴ装置へ患者が移動して撮像する必要がなくなるため、中性子線を照射する際の患者の姿勢に係る治療計画の修正をより簡便に行うことができる。

ここで、前記ＣＴ装置は、放射線を照射する照射部と、前記照射部から照射された放射線を検出する検出部と、を有し、前記照射部および前記検出部は、鉛直方向に沿った所定の軸を中心に回動可能であって、平面視において、前記照射部および前記検出部の回動の範囲内に、前記模擬照射口が設けられる態様とすることができる。

上記のように、ＣＴ装置の照射部および検出部が鉛直方向に沿った所定の軸を中心に回動可能であり、平面視において、照射部および検出部の回動の範囲内に、模擬照射口が設けられる構成であると、患者は、座位で模擬照射口を利用した位置合わせを行うことができると共に、その姿勢でＣＴ装置による撮像を行うことができる。したがって、座位の患者に対して中性子線を照射する場合に、患者の姿勢に係る治療計画の修正を精度良く行うことができる。

また、前記ＣＴ装置は、前記照射部および前記検出部を回動可能に支持する支持部を有し、前記照射部および前記検出部は、前記支持部によって、前記模擬照射口が位置する第１の位置と、前記第１の位置から離れた位置である第２の位置と、の間で鉛直方向に移動可能である態様とすることができる。

上記のように照射部および検出部が第１の位置と第２の位置との間で鉛直方向に移動可能な構成とすることで、模擬照射口を利用して患者が位置合わせを行う際に、照射部および検出部を第２の位置に移動させることが可能となり、患者の位置合わせをより好適に行うことができる。

本発明によれば、中性子線を照射する際の患者の姿勢に係る治療計画の修正をより簡便に行うことが可能な中性子捕捉療法システムが提供される。

実施形態に係る中性子捕捉療法システムを示す平面図である。 照射室における中性子線発生部の近傍を示す断面図である。 ＣＴ装置および模擬照射口について説明する図である。 中性子捕捉療法システムを用いた中性子捕捉療法について説明するフロー図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図に示されるように、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を設定し、以下の説明に用いる場合がある。なおこの場合、鉛直方向をＺ方向とし、中性子線Ｎの照射方向をＸ方向とする。

まず、中性子捕捉療法システム１の全体の構成について、図１および図２を参照して説明する。中性子捕捉療法システム１は、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Ｂｏｒｏｎ Ｎｅｕｔｏｒｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｔｈｅｒａｐｙ）を行うシステムである。中性子捕捉療法は、ホウ素（^１０Ｂ）を投与された患者Ｑ（被照射体）に対して中性子線を照射することにより患者の病巣（例えば、腫瘍等）の治療を行う治療法である。

中性子捕捉療法システム１は、治療台２に載置された患者Ｑを収容し当該患者Ｑに対する中性子線の照射が行われる照射室３と、荷電粒子線Ｐを発生させる加速器５および加速器５から出射された荷電粒子線を後述の中性子線発生部１１へ輸送する輸送ライン７が収納される加速器室９と、輸送ライン７から荷電粒子線を受け患者Ｑに照射するための中性子線を発生させる中性子線発生部１１と、を備えている。加速器５は、例えばサイクロトロンであり、荷電粒子（例えば陽子）を加速して、荷電粒子線Ｐ（例えば陽子線）を出射する。加速器５は、例えばビーム半径４０ｍｍ、６０ｋｗ（＝３０ＭｅＶ×２ｍＡ）の荷電粒子線Ｐを出射する能力を有する。なお、加速器５はサイクロトロンに限らず、シンクロトロン、ライナック、静電加速器等の他の加速器でもよい。照射室３および加速器室９は遮蔽壁Ｗに囲まれた閉鎖空間であり、遮蔽壁Ｗは放射線を遮蔽するためのコンクリート製の壁である。中性子線発生部１１は、照射室３と加速器室９とを仕切る遮蔽壁Ｗに埋め込まれるように配置されている。なお、中性子線発生部１１は、遮蔽壁Ｗに埋め込まれずに、照射室３内に配置されてもよい。さらに、照射室３と加速器室９とを遮蔽壁Ｗにより隔てずに、一つの部屋としてもよい。

さらに、中性子捕捉療法システム１は、照射室３に対してＹ方向に隣接する準備室１０を備えている。準備室１０は、遮蔽壁Ｗによって照射室３から隔離されている。照射室３と準備室１０との間を通行可能とする連絡室１３が、遮蔽壁Ｗを貫通して設けられている。そして、連絡室１３と照射室３との境界、および連絡室１３と準備室１０との境界には、開閉可能な遮蔽扉１５が設けられている。治療台２は、連絡室１３を通じて照射室３と準備室１０との間をＹ方向に移動可能である。準備室１０では、治療に先立つ準備作業が行われる。

また、準備室１０とは別のシミュレーション室２０が設けられていてもよい。シミュレーション室２０は、準備室１０と同様に遮蔽壁Ｗによって照射室３から隔離されている。シミュレーション室２０は、患者Ｑへの中性子線の照射に先立って、治療計画の修正等を行うために用いられる。本実施形態では、シミュレーション室２０内に、患者に対してＸ線を照射するＣＴ（Computed Tomography）装置３０と、後述の中性子線Ｎの照射口を模擬した模擬照射口４０が設けられる。そして、シミュレーション室２０において、照射室３での治療台２での患者の位置合わせおよび当該姿勢でのＣＴ画像の撮像等が行われる。この点については後述する。なお、ＣＴ装置３０は、Ｘ線とは異なる放射線を照射してもよい。

図２に示されるように、中性子線発生部１１は、荷電粒子線Ｐの照射を受けて中性子線Ｎを発生させるターゲットＴと、発生した中性子線Ｎを減速させる（エネルギーを低下させる）減速材１７と、減速材１７の周囲の少なくとも一部を覆って放射線を遮蔽する遮蔽体１９とを含む。遮蔽体１９は、減速材１７で生じるガンマ線等の二次的な放射線を遮蔽する。減速材１７から出射された中性子線Ｎは、治療台２に設けられたコリメータ２１（照射口）を通過して患者Ｑに照射される。コリメータ２１は、患者Ｑに対して照射される中性子線Ｎの照射範囲を変更することができる。

図２では、治療台２上の患者Ｑは臥位となっているが、座位の患者Ｑに対して中性子線Ｎの照射を行う場合がある。患者Ｑの病巣の位置によっては、病巣をコリメータ２１に近付けるために、患者の姿勢を座位とする場合がある。以下の実施形態では、座位の患者Ｑに対して中性子線Ｎの照射を行う場合について説明する。

中性子捕捉療法システム１による中性子捕捉療法では、患者Ｑに対して照射する中性子線の分布および強度等を決定する治療計画が作成される。患者Ｑの病巣に対して、中性子線を適切に照射する必要があることから、治療計画では患者Ｑの姿勢も重要な要素である。そのため、従来から、治療計画の作成時には、中性子線Ｎの照射口となるコリメータ２１を模擬した模擬照射口（模擬コリメータ）を用いて患者Ｑの位置合わせが行われる。また、位置合わせを行った状態の患者ＱをＣＴ装置で撮像することで、治療台２上での患者Ｑの姿勢に係る情報を取得し、治療計画を修正するという作業が行われる。

しかしながら、従来は、模擬照射口を用いた患者Ｑの位置合わせを行い、治療台２での患者Ｑの姿勢を決定した後に、患者ＱがＣＴ装置へ移動し、先の位置合わせで決定した姿勢を再現して、撮像が行われることが一般的であった。この場合、患者Ｑが位置合わせを行った状態のＣＴ画像の取得のためには、患者Ｑの移動が必要となると共に姿勢の再現等が必要となるため、ＣＴ画像の取得に係る一連の作業に数時間レベルでの作業時間が必要となっていた。

これに対して、本実施形態に係る中性子捕捉療法システム１では、ＣＴ装置３０および模擬照射口４０がシミュレーション室２０に設けられ、ＣＴ装置３０は模擬照射口４０に隣接する領域内に設けられることを特徴とする。そのため、模擬照射口４０に対して位置合わせを行った患者Ｑを、ＣＴ装置３０を用いて撮像することができる。

図３は、シミュレーション室２０に設けられるＣＴ装置３０および模擬照射口４０を模式的に示す図である。図３に示すように、ＣＴ装置３０は、患者ＱにＸ線を照射する照射部３１と、Ｘ線を検出する検出部３２と、を有している。照射部３１および検出部３２は、支持部３３によって、軸Ａを中心に回動可能に支持されている。

本実施形態に示すＣＴ装置３０は、所謂縦型ＣＴ装置であり、照射部３１および検出部３２の回動軸となる軸Ａは鉛直方向に沿って延びている。また、照射部３１および検出部３２は、軸Ａからの距離（回転半径）が同じとなるように配置されているが、照射部３１および検出部３２と軸Ａとの距離は互いに異なっていてもよい。

なお、ＣＴ装置３０は、検出部３２で検出したＸ線に基づいて、患者Ｑの内部のＣＴ画像を生成する画像再構成部（図示省略）と、照射部３１、検出部３２、支持部３３、および、画像再構成部を制御する制御部（図示省略）と、を備えている。

模擬照射口４０は、平面視において、ＣＴ装置３０の照射部３１および検出部３２の回動範囲内に設けられる。すなわち、照射部３１および検出部３２が軸Ａを中心に回動した際に、照射部３１および検出部３２よりも軸Ａに近くなる位置であって、且つ、照射部３１および検出部３２と同じ高さ（軸Ａの延びる鉛直方向に沿った高さ位置）に模擬照射口４０が設けられる。また、模擬照射口４０の近傍には、治療台２を模擬した模擬治療台４２が設けられる。患者Ｑは、模擬治療台４２上で、病巣が模擬照射口４０に対向するように所定の姿勢（本実施形態の場合は、座位）を取ることで、模擬照射口４０に対する位置合わせを行う。そして、模擬照射口４０に対する患者Ｑの位置合わせを行った状態で、ＣＴ装置３０の照射部３１から患者Ｑに対してＸ線を照射すると共に検出部３２においてＸ線を検出することで、患者Ｑの撮像を行う。これにより、ＣＴ装置３０によって、模擬照射口４０に対する位置合わせを行った患者ＱのＣＴ画像を取得することができる。

本実施形態では、模擬照射口４０に対する位置合わせを行った患者ＱのＣＴ画像を取得可能な状態を、模擬照射口４０に対してＣＴ装置３０が「隣接する領域内に設けられている状態」という。上記実施形態のように照射部３１および検出部３２が支持部３３により回動可能に支持されている場合、照射部３１および検出部３２の回動範囲よりも内側に模擬照射口４０が設けられている状態が模擬照射口４０に対してＣＴ装置３０が隣接する領域内に設けられている状態となる。

なお、ＣＴ装置３０は、支持部３３によって、照射部３１および検出部３２が図３の矢印Ｂで示す方向（鉛直方向）に移動可能であってもよい。支持部３３が軸Ａに沿って鉛直方向に移動することで、照射部３１および検出部３２が移動可能とされる。この場合、照射部３１および検出部３２を、模擬照射口４０が位置する第１の位置（図３で示す位置）と、第１の位置から離れた位置である第２の位置（第１の位置よりも鉛直方向上方であり、照射部３１および検出部３２と高さ位置が異なる位置）と、の間で移動させることができる。このような構成とすることで、模擬照射口４０および模擬治療台４２を利用して患者Ｑが位置合わせを行う際に、照射部および検出部を第２の位置に移動させることが可能となり、患者の位置合わせをより好適に行うことができる。

上記の中性子捕捉療法システム１を用いた中性子捕捉療法、特に、治療計画の作成および中性子線の照射に係る一連の流れについて、図４を用いて説明する。

まず、ＣＴ画像を利用した治療計画（第１版）を作成する（Ｓ０１）。第１版の治療計画を作成する際に使用されるＣＴ画像は、上記のＣＴ装置３０を用いて撮像されたものではなく、事前に撮影されたものである。

次に、第１版の治療計画に基づいて、シミュレーション室２０において、中性子線Ｎを照射する際の患者の姿勢を決定する（Ｓ０２）。治療計画では、中性子線Ｎの照射に適した患者Ｑの病巣の位置が設定される。したがって、患者Ｑの病巣の位置を再現するための患者の姿勢が決定される。姿勢の決定の際には、シミュレーション室２０の模擬照射口４０と模擬治療台４２とを利用して、患者Ｑによって中性子線Ｎを照射する際の姿勢を決定する。

次に、決定された患者Ｑの姿勢、すなわち、患者Ｑによって中性子線Ｎを照射する際の姿勢が再現された状態で、ＣＴ装置３０を利用してＣＴ画像を取得する（Ｓ０３）。

また、必要に応じて、模擬治療台４２上で患者Ｑが姿勢を維持するための固定具が作成される（Ｓ０４）。患者Ｑに係るＣＴ画像の取得（Ｓ０３）と固定具の作成（Ｓ０４）とは同時に行われてもよいし、固定具の作成（Ｓ０４）が先に行われてもよい。

その後、ＣＴ装置３０を利用して撮像（Ｓ０３）された患者Ｑに係るＣＴ画像を利用して、第１版の治療計画を修正し、最終版の治療計画を作成する（Ｓ０５）。患者Ｑが模擬治療台４２（治療台２）で所定の姿勢を取った場合、患者Ｑの病巣の位置が当初想定されていた位置とは異なる場合があるため、ＣＴ装置３０で撮像されたＣＴ画像を利用して、治療計画を修正する。

その後、患者Ｑに対して治療計画に基づいて中性子線Ｎを照射する（Ｓ０６）。患者Ｑは、準備室１０での準備作業等を経て、照射室３の治療台２上で上記の過程で定められた姿勢となる。その状態で中性子線Ｎが患者Ｑに対して照射される。

以上のように、本実施形態に係る中性子捕捉療法システム１によれば、シミュレーション室２０において模擬照射口４０と患者Ｑとの位置合わせを行った状態で、ＣＴ装置３０により撮像を行うことができる。したがって、従来のように模擬照射口を利用して患者の位置合わせを行った後、ＣＴ装置へ患者が移動して撮像する必要がなくなるため、中性子線を照射する際の患者の姿勢に係る治療計画の修正をより簡便に行うことができる。さらに、模擬照射口４０を利用して患者Ｑの位置合わせを行った状態で、そのままＣＴ画像の撮像を行うことができる。したがって、ＣＴ画像の撮像時に患者Ｑの姿勢が変化することも防ぐことができ、治療台２での患者Ｑの姿勢に対する再現性が高められた状態のＣＴ画像を取得することができる。そのため、このＣＴ画像を利用して修正された治療計画は、従来の治療計画よりも患者の実際の姿勢が反映された治療計画となることから、中性子線を照射する際の照射精度も向上する。

また、上記実施形態の中性子捕捉療法システム１では、ＣＴ装置３０の照射部３１および検出部３２が鉛直方向に沿った所定の軸Ａを中心に回動可能であり、平面視において、照射部３１および検出部３２の回動の範囲内に、模擬照射口が設けられる構成である。このような構成を有することで、患者Ｑは、座位で模擬照射口４０を利用した位置合わせを行うことができると共に、座位の姿勢を維持した状態でＣＴ装置３０による撮像を行うことができる。従来は、治療計画の修正に用いられるＣＴ画像は、臥位のＣＴ装置で行われていた。中性子線の照射は座位で行われる場合であっても、治療計画の修正に用いられるＣＴ画像は臥位で撮像されていたため、ＣＴ装置において患者の姿勢を再現する際に患者が負担を受ける可能性があった。また、臥位と座位とでは患者の病巣の位置が変化することも考えられた。これに対して、上記の中性子捕捉療法システム１では、座位での患者Ｑの位置合わせを行った後にそのままＣＴ装置３０による撮像を行うことができるため、座位の患者Ｑに対して中性子線を照射する場合に、患者Ｑの姿勢に係る治療計画の修正を精度良く行うことができる。

さらに、上記実施形態の中性子捕捉療法システム１では、照射部３１および検出部３２が第１の位置と第２の位置との間で鉛直方向に移動可能とされている。このような構成とすることで、模擬照射口４０を利用して患者Ｑが位置合わせを行う際に、照射部３１および検出部３２が位置合わせ作業を妨げることなく、且つ、照射部３１および検出部３２が破損することを防ぐために、第２の位置に移動させることが可能となる。したがって、模擬照射口４０を利用した患者Ｑの位置合わせをより好適に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、ＣＴ装置３０の構造は、上記実施形態で説明したものに限定されない。照射部３１、検出部３２、および支持部３３の構造は、上記で説明したものに限定されず、適宜変更することができる。

また、上記実施形態では、ＣＴ装置３０が照射部３１および検出部３２が鉛直方向に延びる軸Ａを中心に回動可能な所謂縦型ＣＴ装置である場合について説明したが、ＣＴ装置は所謂横型ＣＴ装置であってもよい。その場合であっても、模擬照射口と患者との位置合わせを行った状態で、ＣＴ装置による撮像を行うことができるため、従来と比較して、中性子線を照射する際の患者の姿勢に係る治療計画の修正をより簡便に行うことが可能となる。また、ＣＴ装置３０の照射部３１および検出部３２の回動軸は、鉛直方向に限定されず適宜変更することができる。したがって、例えば、回動軸は鉛直方向に対して４５°傾斜した軸であってもよい。本発明は、照射部および検出部の回動軸の角度によらず適用することができる。

なお、模擬治療台の形状も適宜変更される。中性子線を患者Ｑに照射する際の患者の姿勢に対応する治療台に応じて、模擬治療台も適宜変更される。

また、上記実施形態では、照射部３１および検出部３２が第１の位置と第２の位置との間で鉛直方向に移動可能な場合について説明したが、照射部３１および検出部３２が鉛直方向とは異なる方向に移動可能であってもよい。例えば、照射部３１および検出部３２がシミュレーション室２０の天井に取り付けられていて、天井に沿って水平方向に移動可能であってもよい。また、照射部３１および検出部３２が複数の方向（例えば、鉛直方向および水平方向）に移動可能であってもよい。

また、上記実施形態では、模擬照射口４０およびＣＴ装置３０が、準備室１０とは別のシミュレーション室２０に設けられている場合について説明したが、準備室１０がシミュレーション室としての機能を有していてもよい。その場合には、模擬照射口４０およびＣＴ装置３０は準備室１０に設けられていてもよい。

１…中性子捕捉療法システム、３…照射室、１０…準備室、１１…中性子線発生部、２０…シミュレーション室、２１…コリメータ、３０…ＣＴ装置、３１…照射部、３２…検出部、３３…支持部、４０…模擬照射口、４２…模擬治療台。

Claims (3)

1. 中性子線を照射する照射口が設けられた照射室と、
   前記照射口を模擬した模擬照射口が設けられたシミュレーション室と、
   前記シミュレーション室内において、前記模擬照射口に隣接する領域内に設けられたＣＴ装置と、
   を有する、中性子捕捉療法システム。
2. 前記ＣＴ装置は、放射線を照射する照射部と、前記照射部から照射された放射線を検出する検出部と、を有し、
   前記照射部および前記検出部は、鉛直方向に沿った所定の軸を中心に回動可能であって、
   平面視において、前記照射部および前記検出部の回動の範囲内に、前記模擬照射口が設けられる、請求項１に記載の中性子捕捉療法システム。
3. 前記ＣＴ装置は、前記照射部および前記検出部を回動可能に支持する支持部を有し、
   前記照射部および前記検出部は、前記支持部によって、前記模擬照射口が位置する第１の位置と、前記第１の位置から離れた位置である第２の位置と、の間で鉛直方向に移動可能である、請求項２に記載の中性子捕捉療法システム。

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