JP2023046143A - ロボットｂｎｃｔ装置及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中性子線照射装置の中性子線照射位置を移動可能にし、多数の効率的な中性子線照射位置から中性子線を患者の腫瘍部位に照射できるＢＮＣＴ装置を提供する。【解決手段】加速器中性子発生源及び中性子減速体を有する中性子線照射装置と、該中性子線照射装置を移動させる産業ロボットと、を備え、腫瘍部位のある患者に中性子線を放射するＢＮＣＴ装置であって、中性子線を照射する前にホウ素含有化合物を前記患者に投与し、患者のホウ素含有化合物のがん細胞内濃度が正常細胞内濃度より高い時間内に、産業ロボットが、中性子線照射装置を移動させて、患者の腫瘍部位に中性子線を照射する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ロボットＢＮＣＴ（Ｂｏｒｏｎ－Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｔｈｅｒａｐｙ：ホウ素中性子捕捉療法）装置及びその作動方法にかかり、より詳しくは、産業ロボットが中性子線照射装置を移動させて患者の腫瘍部位に中性子線を照射してがんの治療を行う、ロボットＢＮＣＴ装置、及びロボットＢＮＣＴ装置の作動方法に関する。

近年、難治性がんの治療に関して、ＢＮＣＴ（ホウ素中性子捕捉療法）装置が、従来の放射線治療装置に代わり得る放射線治療装置として検討されている。ＢＮＣＴ装置は、ホウ素核種を取り込ませたがん細胞に中性子線を照射し、中性子とホウ素との核反応によって発生する粒子放射線によって、ホウ素を取り込んだがん細胞のみを選択的に破壊するというがん治療装置である。

ここで、ホウ素核種は、中性子捕捉断面積が大きく、熱中性子線（ｎ）の照射により効率よく下記（１）のような核反応を起こして高エネルギーの^７Ｌｉ及び^４Ｈｅの粒子放射線を放出する。
^１０Ｂ＋ｎ→^７Ｌｉ＋^４Ｈｅ （１）

そして、^７Ｌｉ及び^４Ｈｅの粒子放射線は、飛程が短いために核反応を起こしたがん細胞内で消滅してがん細胞の外には影響を与えないので、ＢＮＣＴ治療法は、ホウ素を取り込んだがん細胞のみを選択的に破壊することができるという特徴を有する。

また、ＢＮＣＴ装置は、中性子線照射装置と患者との間に、中性子線発生装置が放出する高速（高エネルギー）中性子線を減速してＢＮＣＴに用いるのに適切な速度分布（エネルギースペクトル）を有する中性子線に変換する中性子減速体を設けることが好ましい。ちなみに、高速の中性子線は、細胞内の水素原子等と核反応を起こすことで、ホウ素が集積されたがん細胞だけでなく、正常細胞内にも悪影響を及ぼして副作用の原因になり得る。

また、ホウ素を取り込んでいない正常細胞に対して中性子線が与える影響は少ないので、ＢＮＣＴ装置は、正常細胞とがん細胞とが混在しているような難治性の腫瘍部位に中性子線を照射してもがん細胞のみを選択的に破壊することができるという優れた放射線がん治療装置である。

しかし、がん細胞を完全に破壊するためには、所定線量以上の中性子線を照射する必要があるが、中性子線は正常細胞に対しても弱いながら損傷を与える。例えば、従来のＢＮＣＴでは、腫瘍部位の吸収線量が４０～６０Ｇｙにもなるような大量の中性子線を一回照射する治療プロトコルが採用されている。しかし、そのように大量の中性子線を照射した場合は、正常細胞の中性子線によるダメージも大きくなって、放射能障害による副作用の発生率が高くなるという問題がある。

この問題を解決するために、腫瘍部位に多方向から中性子線を照射することによって、腫瘍部位以外の正常部位に対する中性子線の照射線量を減少させるＢＮＣＴ装置が開発された。
例えば、患者の周囲に複数台（例えば６台）の中性子線発生装置を同一平面上に配置して、腫瘍部位に多方向から中性子線照射を照射するＢＮＣＴ装置が検討された（例えば特許文献１、及び図５を参照）。

しかし、特許文献１に記載されたＢＮＣＴ装置は、腫瘍部位の周囲の平面上に６台の中性子線照射装置を配置し、各中性子発生装置から中性子線を腫瘍部位に照射するために、中性子線照射装置と腫瘍部位との距離が長くなってしまい、腫瘍部位に効率的な中性子線照射を行なえないという問題がある。

また、図６に示すように、６台の中性子線照射装置のうちの腫瘍部位に近い３台の中性子線照射装置（照射装置４～６）から照射される中性子線は腫瘍部位に効率的に届くが、残りの３台（照射装置１～３）から照射される中性子線は腫瘍部位までの距離が遠く、腫瘍部位に中性子線が効率的に届かないという問題があった。

このために、特許文献１に記載された中性子線照射装置は、中性子線照射時間を２０～３０分程度の適正な治療時間にするためには、照射線量の大きい中性子線照射装置を６台も用いる必要がある。

また、放射線治療では、正常細胞と腫瘍細胞との回復力の差を利用することで、大量の吸収線量（Ｒ１）を１回照射するよりも、少量の吸収線量（Ｒ２）を複数（Ｎ）回に分けて照射することにより合併症発生率を低減できる（例えば非特許文献１を参照）。Ｒ１とＲ２とＮに式（２）の関係が成り立つ場合、Ｒ１の１回照射と、Ｒ２のＮ回照射では、患者の腫瘍部位に対して同じ線量が照射される。
Ｒ１＝Ｒ２×Ｎ×Ｃ （２）
しかしながら、正常細胞は腫瘍細胞に比較して放射線損傷に対する回復効果が大きいことから、同じ線量を照射した場合でも、少量の線量（Ｒ２）を複数（Ｎ）回照射した方が副作用の発生を抑制できる。ＢＮＣＴ装置も放射線治療装置の一形態であり、大量の中性子線を１回で照射するよりも、少量の中性子線を複数回に分けて照射した方が、副作用の発生を抑制できることは言うまでもない。

また、従来の中性子線照射装置は、中性子線発生装置が放出する高速（高エネルギー）中性子線を減速して、治療に適切な速度分布（エネルギースペクトル）を有する中性子線に変換するための中性子減速体の構造が固定化されている。そのために、患者の体形や腫瘍部位（皮膚表面から腫瘍部位までの距離）に合わせて中性子減速体を交換しなければならず、適切な中性子減速体を中性子線発生装置に装備するためには、照射治療の準備、及び後片づけに等に時間と手間とがかかるという問題もあった。

米国特許第１０８５０１３１号明細書

がん放射線治療の基礎知識、早川和重、２０１０年（平成２２年）度前期日本消化器外科学会教育集会、Ｐ４１～４９、２０１０

かかる問題を解決するための本発明ＢＮＣＴ装置は、中性子線照射装置を移動可能に設置し、１台の中性子線照射装置を用いて、複数の中性子線照射位置から患者の腫瘍部位に中性子線を照射できるＢＮＣＴ装置を提供することを目的とする。
また、本発明のＢＮＣＴ装置は、中性子線照射装置外への中性子線の漏れを防ぐと共に、患者の腫瘍部位の体表面に近接した位置において、ＢＮＣＴに適したエネルギー量を有する中性子を生成させたＢＮＣＴ装置を提供し、中性子線が腫瘍部位以外の方向に漏れるのを防ぐことを目的とする。

また、本発明のＢＮＣＴ装置は、ＢＮＣＴに適したエネルギー量を有する中性子線を患者の腫瘍部位の体表面に近接した位置で発生させて腫瘍部位に近い距離から中性子線照射を行い、更に中性子線照射装置の移動を自動化して無駄なく照射することにより、従来より中性子発生強度が低い中性子線照射装置を用いて効率的な中性子の治療照射を行うことが出来るＢＮＣＴ装置を提供することを目的とする。

更に本発明は、中性子発生装置からの高速の中性子線を、治療に適切な速度の中性子線に減速するために複数種類の中性子減速体を予め複数種準備しておき、産業ロボットが自動的に適切な中性子減速体を選択し、中性子線照射装置に装着することにより、高速の中性子線をＢＮＣＴ治療に適切な速度の中性子線に減速すると共に、照射治療前後の準備及び後片づけが不要な効率的なＢＮＣＴ装置を提供することを目的とする。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、本発明のＢＮＣＴ装置は、加速器中性子発生源及び中性子減速体を有する中性子線照射装置と、制御装置を有し、中性子線照射装置を移動させ制御する産業ロボットと、を備え、腫瘍部位のある患者に中性子線を照射するＢＮＣＴ装置であって、中性子線を腫瘍部位のある患者に照射する前に、患者に正常細胞よりがん細胞に多量に吸収もしくは蓄積されるホウ素含有化合物を投与し、患者のホウ素含有化合物のがん細胞内濃度が正常細胞内濃度より高い時間内に、産業ロボットが、中性子線照射装置を前記患者の腫瘍部位に対応する複数の中性子線照射位置に順次に移動させて、患者の腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする。

前記中性子線照射装置は、加速器中性子発生源のシュラウドを取り囲むように中性子反射物が装着され、中性子線照射装置から患者方向以外の方向に向かう中性子線の漏れを防ぐことができる。

また、前記中性子線照射装置は、加速器中性子発生源の先端に中性子減速体が取り付けられ、腫瘍部位の体表面に近接した位置において、ＢＮＣＴ療法に適したエネルギー量を有する中性子を生成させ、腫瘍部位に照射することを特徴とする。
また、前記産業ロボットは、中性子線照射装置を腫瘍部位の体表面に近接した中性子線照射位置に移動させて、腫瘍部位に中性子線を照射することが好ましい。

また、前記中性子線照射装置が、腫瘍部位に中性子線を照射する複数の中性子線照射位置、各中性子線照射位置における中性子線照射時間、及び中性子線照射位置で装着する中性子減速体を予め設定し、産業ロボットが、中性子線照射装置を、予め設定された複数の中性子線照射位置、及び予め設定された中性子線照射時間に従って移動させ、予め設定された中性子減速体を介して腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする。

また、前記中性子線照射装置が、前記複数の中性子線照射位置を結び腫瘍部位に中性子線を照射する中性子線照射経路、中性子線照射経路の各区間における移動速度、及び装着する中性子減速体を予め設定し、産業ロボットが、中性子線照射装置を、予め設定した中性子線照射経路及び中性子線照射経路の各区間における移動速度に従って移動させ、予め設定された中性子減速体を介して、腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする。

また、前記複数の中性子線照射位置又は中性子線照射経路は、三次元的位置関係に配置され、産業ロボットは、複数の中性子線照射位置又は中性子線照射経路それぞれにおける中性子線照射装置の位置又は中性子線照射経路、設置角度、中性子線照射角、移動ルート、及び移動速度等を、腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御することが好ましい。

また、前記中性子線照射装置は中性子を発生させるチタンターゲットを有し、産業ロボットは、複数の中性子線照射位置又は前記中性子線照射経路それぞれにおけるチタンターゲットの位置、前記中性子線照射経路、中性子放射面の角度、移動ルート、及び移動速度等を、腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御することを特徴とする。

前記産業ロボットは、チタンターゲットが予め決められた中性子線照射経路に沿って移動していく期間中、チタンターゲットの中性子放射面を、常に腫瘍部位を向くように制御することを特徴とする。
また本発明は、複数台の中性子線照射装置及び中性子線照射装置と同数の産業用ロボットを設置し、複数台の産業ロボットが複数台の中性子線照射装置から同時に中性子線の照射を行うことを特徴とする。

また本発明のＢＮＣＴ装置の作動方法は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置を用いる方法であって、中性子線を前記腫瘍部位のある患者に照射する前に、患者に、正常細胞よりがん細胞に多量に吸収もしくは蓄積されるホウ素含有化合物を投与し、患者の前記ホウ素含有化合物のがん細胞内濃度が正常細胞内濃度より高い時間内に、制御装置が、産業ロボットに、中性子線照射装置を、患者の腫瘍部位に対応する複数の中性子線照射位置に順次移動させて、患者の腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする。

また前記制御装置は、産業ロボットに、中性子線照射装置を、患者の腫瘍部位の体表面に近接した中性子線照射位置に移動させて腫瘍部位に中性子線を照射させることが好ましい。

また前記制御装置は、腫瘍部位に中性子線を照射する複数の中性子線照射位置、各中性子線照射位置における中性子線照射時間、及び装着する中性子減速体を予め設定し、産業ロボットに、中性子線照射装置を、予め設定した複数の中性子線照射位置及び中性子線照射時間に従って移動させ、予め設定した中性子減速体を介して腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする。

また前記制御装置は、前記中性子線照射装置に、複数の中性子線照射位置を結び腫瘍部位に中性子線を照射する複数の中性子線照射経路、中性子線照射経路の各区間における移動速度、及び装着する中性子減速体を予め設定し、産業ロボットに、中性子線照射装置を、予め設定された中性子線照射経路及び予め設定された中性子線照射経路の各区間における移動速度に従って移動させ、予め設定された中性子減速体を介して、前記腫瘍部位に中性子線を照射させることが好ましい。

また、前記複数の中性子線照射位置又は中性子線照射経路は、三次元的位置関係に配置され、前記制御装置は、産業ロボットに、複数の中性子線照射位置又は中性子線照射経路それぞれにおける中性子線照射装置の位置又は前記中性子線照射経路それぞれにおける複数の前記中性子線照射装置の位置又は前記中性子線照射経路、設置角度、中性子照射角、移動ルート、及び移動速度とうを、腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御させることを特徴とする。

また、前記中性子線照射装置は中性子を発生させるチタンターゲットを有し、前記制御装置は、産業ロボットに、複数の中性子線照射位置又は中性子線照射経路それぞれにおけるチタンターゲットの位置、中性子放射面の角度、移動ルート、及び移動速度等を、腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御させることが好ましい。

また、前記制御装置は、前記産業ロボットに、チタンターゲットが予め決められた移動経路に沿って移動していく期間中、チタンターゲットの中性子放射面が常に腫瘍部位に向くように制御させることができる。

また前記制御装置は、前記産業ロボットに、中性子線照射装置を治療開始点に移動させ、次いでチタンターゲットを腫瘍部位に向けて中性子線の照射を開始させ、中性子線照射装置を停止させることなく中性子線照射経路を中性子線照射終了位置まで移動させて照射を終了させることを特徴とする。

また、前記複数台の中性子線照射装置、及び中性子線照射装置と同数の産業用ロボットを設置し、前記制御装置は、複数台の産業ロボットに、複数台の中性子線照射装置から同時に中性子線の照射を行わせることを特徴とする。

本発明のＢＮＣＴ装置は、産業ロボットで中性子線照射装置を患者の腫瘍部位の位置や患者の体形に合わせて移動させて、効率的な照射方向の腫瘍部位に近い距離にある中性子線照射位置から中性子線照射を行うため、従来の１／２程度の中性子強度を持つ中性子線照射装置でも適切な治療時間内に治療効果を上げることができるという特徴を有する。

また、従来は、大型の中性子線照射装置を別室に固定して設ける必要があったが、本発明のＢＮＣＴ装置は、中性子線照射装置を産業ロボットで運搬可能な大きさにコンパクト化し、中性子線照射装置を産業ロボットを用いて移動できるようにすると共に、設置コストを大幅に下げることができるという特徴を有する。

また本発明のＢＮＣＴ装置は、中性子線照射装置の中性子線照射位置や中性子照射経路を、腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき効率的に設定し、産業ロボットが自動的に中性子線照射装置を移動させ、チタンターゲットを常に腫瘍部位に向けて中性子線を照射するので、がん細胞に対する照射効果を増大させると共に正常細胞が受ける照射線量減らして副作用を軽減させることができるという特徴を有する。

また、本発明の中性子線照射装置は、中性子発生装置のシュラウドを取り囲むように中性子反射物が装着され、中性子発生装置の先端部に中性子減速体を取り付けたことによって、患者の腫瘍部位に熱中性子を生成させるとともに、近接した体表面部分の吸収線量を極小化することができるようになる。
また、厚さの異なる中性子減速体を複数備え、産業ロボットが患者の体形や腫瘍の位置に応じて中性子減速体を交換するように配備することによって、患者の体形や腫瘍部位に合わせて適切な中性子線照射を行うことができ、その上、更に、患者が変わるたびに、手動で中性子減速体を交換を行う必要がなく、治療時間及び費用を削減することができるという特徴を有する。

ここで、本発明のＢＮＣＴ装置は、患者は治療中は固定された治療台に仰臥位で横たわっているだけで良く、肉体的及び精神的に負担の小さい治療法を提供することができるという特徴を有する。

本発明の１実施形態に係るロボットＢＮＣＴ装置の全体図である。 本発明の１実施形態に係る中性子線照射装置を示す模式図である。 本発明の１実施例に係る中性子線照射方法を説明する図である。 本発明の他の実施例に係る中性子線照射方法を説明する図である。 従来例の６台の中性子線照射装置を備えるＢＮＣＴ装置の概略図である。 図５の中性子線照射装置と腫瘍部位との関係を示す図である。

以下に添付図面を参照して本発明のロボットＢＮＣＴ（Ｂｏｒｏｎ－Ｎｅｗｔｒｏｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｔｈｅｒａｐｙ：ホウ素中性子捕捉療法）装置及びその作動方法を詳細に説明する。この記載は、本発明を説明するためのものであって、この記載によって本発明の技術範囲を限定するものではない。本発明は、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更して実施することが可能である。

ホウ素核種は、下記の式（１）に示すように、中性子線（ｎ）の照射により中性子を捕捉して核反応を起こし、高エネルギーの^７Ｌｉ及び^４Ｈｅの粒子放射線を発生する。
^１０Ｂ＋ｎ→^７Ｌｉ＋^４Ｈｅ （１）

ここで、ＢＮＣＴは、患者に中性子線を照射する前に、がん細胞に集積する特性を持つホウ素含有化合物をがん患者に投与して患者のがん細胞にホウ素を集積させた上で患者の腫瘍部位に中性子線を照射することによって、がん細胞に集積したホウ素原子が中性子を捕捉して核反応を起こし、核反応で発生する粒子線エネルギーによりホウ素が集積されたがん細胞のみを選択的に破壊してがんを治癒させるがん治療法である。

ちなみに、^７Ｌｉ及び^４Ｈｅの粒子線は寿命が短く、飛程ががん細胞の大きさと同じ程度なのでがん細胞内で消滅してがん細胞外には漏出しないから、ＢＮＣＴはホウ素含有化合物と結合したがん細胞のみを選択的に破壊することができる。

このため、本発明の実施形態において、中性子線の治療照射の前に、患者に、生体に投与された場合に正常細胞よりがん細胞に多量に吸収もしくは蓄積されるホウ素含有化合物が投与され、がん細胞にホウ素化合物が集積される。このようなホウ素含有化合物は公知であるが、本発明実施例では、ホウ素含有化合物としてｐ－ボロノフェニルアラニンを用いた例を示す。

［中性子線照射装置］
図１は、本発明の１実施形態に係るロボットＢＮＣＴ装置１の全体概略図である。
図１に示すように、本発明のロボットＢＮＣＴ装置１は、中性子を発生させる加速器中性子発生源１８及び中性子を減速させる中性子減速体２４を有して患者３の腫瘍部位５に中性子線を照射する中性子線照射装置２０と、制御装置（図示しない）を有し、前記中性子線照射装置２０を制御し移動させる産業ロボット１０と、を備える。

ここで、患者３は、被照射部位さえ固定されればよく、例えば手術台１２に横たわってロボットＢＮＣＴ装置１による治療を受けることができる。
また、本発明で用いるような機能を有する産業ロボット１０は、専業メーカーに注文すれば購入可能である。

図２は、本発明の１実施形態に係る中性子線照射装置を示す模式図である。
図２に示すように、本発明の１実施形態に係る中性子線照射装置２０は、重水素陽イオンを発生させる重水素イオン源１６と、真空ポンプ１４によって高真空に減圧された加速器中性子発生源１８と、を有することができる。

ここで、重水素イオン源１６の形式としては公知のものを用いることができ、本発明で利用できるものであれば特に限定されないが、例えば重水素陽イオン発生装置を用いることができる。本発明の１実施形態に係る加速器中性子発生源１８は、重水素イオン源１６で生成された重水素陽イオンが、イオン抽出アイリス２８から加速室１９に入り、加速室１９に設けられた磁界（図示しない）で加速されて、中性子線照射装置２０の先端に設けられているターゲットに高速で衝突して、下式（３）のＤ－Ｄ反応により中性子（ｎ）を生成する。ここで、ターゲットには、例えばチタンターゲット２２を用いることができる。
Ｄ＋Ｄ→^３Ｈｅ＋ｎ （３）

なお、Ｄ－Ｄ反応により発生する中性子は、高速すぎて（エネルギー量が多すぎて）正常細胞も破壊する可能性がありＢＮＣＴには好ましくないので、チタンターゲット２２の重水素が入射する面の反対側に中性子減速体２４を設けて、高速の中性子をＢＮＣＴに適したエネルギー量を有する中性子（熱外中性子、熱中性子）に減速させることが好ましい。

また、本発明のロボットＢＮＣＴ装置は、産業ロボット１０が、中性子線照射装置２０やチタンターゲット２２の中性子放射面２３を常に腫瘍部位５に向けて中性子線を照射するので、腫瘍部位５のがん細胞に対する照射の効果を増大させると共に、正常細胞が受ける照射線量を減少させることができる。

更に、加速器中性子線発生装置１８は、シュラウド２６を取り囲むように中性子反射物２９が装着され、中性子線が患者以外の方向へ漏れ出すのを防ぐことが好ましい。これによって、無駄な中性子を少なくでき治療効果輪高めることができる。
ここで、本発明の中性子線照射装置２０は、中性子減速体２４を中性子線照射装置２０の先端の患者３の体表面７に近接した位置に設けることが好ましい。これにより、中性子線照射装置２０は、腫瘍部位５に対応する体表面７に近接した位置から腫瘍部位５に中性子線を照射できるので、照射強度の小さい中性子線照射装置２０を用いることができる。

更に本発明は、中性子発生装置からの高速の中性子線を治療に適切な速度の中性子線に減速するために、中性子減速体２４を予め複数種類用意しておき、産業ロボット１０が自動的に中性子減速体２２を選択し中性子線照射装置に装着する機構を設けることが好ましい。これにより、腫瘍の種類や腫瘍部位の位置、及び患者の体型などの対応して中性子減速体２２を選択し、治療に適切な速度の中性子線に減速することができる。

更に本発明は、産業用ロボット１０を複数台設置し、複数台の中性子線照射装置２０から同時に中性子線の照射を行うことができる。

［中性子線照射方法］
本発明のロボットＢＮＣＴは、患者に中性子線を照射する前に、患者に投与された場合に患者３の正常細胞よりがん細胞に多量に吸収もしくは蓄積されるホウ素含有化合を投与し、投与されたホウ素含有化合物のがん細胞内濃度が正常細胞内濃度より高い時間内に、産業ロボット１０が中性子線照射装置２０を制御して患者３の腫瘍部位５に対して中性子線を照射する。

図３は、本発明の１実施例に係る中性子線照射方法を説明する図である。
図３に示すように、本発明の１実施例に係るロボットＢＮＣＴ装置１を用いる中性子線照射方法は、図示しない制御装置が、中性子線照射装置２０が腫瘍部位５に中性子線を照射する複数の中性子線照射位置３４、各中性子線照射位置３４における中性子線照射時間、及び各中性子線照射位置３４ａ～３４ｎでチタンターゲット２２に装着する中性子減速体２４を予め設定し、産業ロボット１０に、中性子線照射装置２０を制御して予め設定された中性子線照射位置３４ａ～３４ｎに移動させて、予め選定した中性子減速体２４を介して腫瘍部位５に中性子線を照射させることを特徴とする。

なお、本発明のロボットＢＮＣＴ装置１を用いる中性子線照射方法は、複数の中性子線照射位置３４ａ～３４ｎを三次元的に位置関係に配置することが可能であり、産業ロボット１０は、予め設定した複数の中性子線照射位置３４ａ～３４ｎそれぞれにおける中性子線照射装置の位置、設置角度、中性子照射角、移動ルート、及び移動速度等を、腫瘍部位５との三次元的位置関係に基づき制御することが好ましい。

図４は、本発明の他の実施例に係る中性子線照射方法を説明する図である。
図４に示すように、本発明の他の実施例に係るロボットＢＮＣＴ装置１を用いる中性子線照射方法は、中性子線照射装置２０が腫瘍部位５に中性子線を照射する複数の中性子照射区間３６ａ～３６ｎからなる中性子線照射経路３６、各中性子照射区間３６ａ～３６ｎにおける移動速度、及び各中性子照射区間３６ａ～３６ｎでチタンターゲット２２に装着する中性子減速体２４を予め設定し、産業ロボット１０が中性子線照射装置２０を制御して予め設定された中性子線照射経路３６を移動させながら、予め選定した厚さの中性子減速体２４を装着して腫瘍部位５に中性子線を照射させることを特徴とする。ここで、腫瘍部位７に対する中性子線の照射線量は、中性子線照射装置２０の移動速度によって制御することができる。

また、本発明の他の実施形態に係るロボットＢＮＣＴ装置１を用いる治療方法は、複数の中性子線照射経路３６を三次元的に位置関係に配置することが可能であり、産業ロボット１０は、予め設定された複数の中性子線照射区間３６ａ～３６ｎそれぞれにおける中性子線照射装置の位置、設置角度、中性子照射角、移動ルート、及び移動速度等を、腫瘍部位５との三次元的位置関係に基づき制御することができる。

上記の他の実施形態の中性子線の照射方法によれば、中性子線照射装置２０を中性子照射開始位置３８に移動させ、中性子線照射装置２０内のチタンターゲット２２を中性子線照射開始位置３６ａの直近の腫瘍部位５に対応する体表面７に近接した位置に移動させてチタンターゲット２２の中性子線放射面２３を腫瘍部位５に向けて中性子線の照射を開始し、中性子線照射装置２０を停止させることなく中性子線照射終了位置３９まで移動させて照射を完了することができる。

更に、本発明のロボットＢＮＣＴ装置１を用いる治療方法は、チタンターゲット２２の位置、中性子放射面の角度、移動ルート、及び移動速度を、腫瘍部位５との三次元的位置関係に基づき制御することができる。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１ ロボットＢＮＣＴ装置
３ 患者
５ 腫瘍部位
７ 体表面
１０ 産業ロボット
１２ 治療台
１４ 真空ポンプ
１６ 重水素イオン源
１８ 加速器中性子発生源
１９ 加速室
２０ 中性子線照射装置
２２ チタンターゲット
２３ 中性子放射面
２４ 中性子減速体
２６ シュラウド
２８ イオン抽出アイリス
２９ 中性子反射物
３０ 中性子線照射方向
３４ 中性子線照射位置
３４ａ～３４ｎ 中性子線照射位置ａ～ｎ
３６ 中性子線照射経路
３６ａ～３６ｎ 中性子線照射区間ａ～ｎ

Claims (19)

1. 加速器中性子発生源及び中性子減速体を有する中性子線照射装置と、制御装置を有して前記中性子線照射装置を移動、制御する産業ロボットと、を備え、腫瘍部位のある患者に中性子線を照射するＢＮＣＴ（Ｂｏｒｏｎ－Ｎｅｗｔｒｏｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｔｈｅｒａｐｙ：ホウ素中性子捕捉治療）装置であって、
   中性子線を前記腫瘍部位のある患者に照射する前に、前記患者に正常細胞よりがん細胞に多量に吸収もしくは蓄積されるホウ素含有化合物を投与し、
   前記患者の前記ホウ素含有化合物のがん細胞内濃度が正常細胞内濃度より高い時間内に、前記産業ロボットが、前記中性子線照射装置を前記患者の腫瘍部位に対応する複数の中性子線照射位置に順次に移動させて、前記患者の腫瘍部位に中性子線を照射することを特徴とするロボットＢＮＣＴ装置。
2. 前記中性子線照射装置は、前記加速器中性子発生源のシュラウドを取り囲むように中性子反射物が装着され、前記中性子線照射装置から患者方向以外の方向に向かう中性子線の漏れを防ぐことを特徴とする請求項１に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
3. 前記中性子線照射装置は、前記加速器中性子発生源の先端に前記中性子減速体が取り付けられ、前記腫瘍部位の体表面に近接した位置において、ＢＮＣＴ療法に適したエネルギー量を有する中性子を生成させ、前記腫瘍部位に照射することを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
4. 前記産業ロボットは、前記中性子線照射装置を前記腫瘍部位の体表面に近接した前記中性子線照射位置に移動させて、前記腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
5. 前記中性子線照射装置が、前記腫瘍部位に中性子線を照射する複数の前記中性子線照射位置、各前記中性子線照射位置における中性子線照射時間、及び装着する前記中性子減速体を予め設定し、
   前記産業ロボットが、前記中性子線照射装置を、予め設定された複数の中性子線照射位置及び中性子線照射時間に従って移動させ、予め設定された中性子減速体を介して、前記腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
6. 前記中性子線照射装置が、前記複数の中性子線照射位置を結び前記腫瘍部位に中性子線を照射する中性子線照射経路、前記中性子線照射経路の各区間における移動速度、及び装着する前記中性子減速体を予め設定し、
   前記産業ロボットが、前記中性子線照射装置を、予め設定された中性子線照射経路及び予め設定された中性子線照射経路の各区間における移動速度に従って移動させ、予め設定された中性子減速体を介して、前記腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
7. 複数の前記中性子線照射位置又は前記中性子線照射経路は、三次元的位置関係に配置され、前記産業ロボットは、複数の前記中性子線照射位置又は前記中性子線照射経路それぞれにおける前記中性子線照射装置の位置又は前記中性子線照射経路、設置角度、中性子線照射角、移動ルート、及び移動速度等を、前記腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御することを特徴とする請求項６に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
8. 前記中性子線照射装置は、中性子を発生させるチタンターゲットを有し、
   前記産業ロボットは、複数の前記中性子線照射位置又は前記中性子線照射経路それぞれにおける前記チタンターゲットの位置、前記中性子線照射経路、中性子放射面の角度、移動ルート、及び移動速度等を、前記腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御することを特徴とする請求項６又は７に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
9. 前記産業ロボットは、前記チタンターゲットが予め定められた中性子線照射経路に沿って移動していく期間中、前記チタンターゲットの中性子放射面を常に前記腫瘍部位を向くように制御することを特徴とする請求項８に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
10. 複数台の前記中性子線照射装置、及び前記中性子線照射装置と同数の前記産業用ロボットを設置し、前記複数台の産業ロボットが前記複数台の中性子線照射装置から同時に中性子線の照射を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法であって、
    中性子線を前記腫瘍部位のある患者に照射する前に、前記患者に、正常細胞よりがん細胞に多量に吸収もしくは蓄積されるホウ素含有化合物を投与し、前記患者の前記ホウ素含有化合物のがん細胞内濃度が正常細胞内濃度より高い時間内に、制御装置が、産業ロボットに、中性子線照射装置を、前記患者の腫瘍部位に対応する複数の中性子線照射位置に順次移動させて、前記患者の腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とするロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
12. 前記制御装置は、前記産業ロボットに、前記中性子線照射装置を、前記腫瘍部位の体表面に近接した前記中性子線照射位置に移動させて前記腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする請求項１１に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
13. 前記制御装置は、前記腫瘍部位に中性子線を照射する複数の前記中性子線照射位置、各前記中性子線照射位置における中性子線照射時間、及び装着する前記中性子減速体を予め設定し、前記産業ロボットに、前記中性子線照射装置を、予め設定した複数の中性子線照射位置及び中性子線照射時間に従って移動させ、予め設定した中性子減速体を介して、前記腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
14. 前記制御装置は、前記中性子線照射装置に、前記複数の中性子線照射位置を結び前記腫瘍部位に中性子線を照射する中性子線照射経路、前記中性子線照射経路の各区間における移動速度、及び装着する前記中性子減速体を予め設定し、前記産業ロボットに、前記中性子線照射装置を、予め設定された中性子線照射経路及び中性子線照射経路の各区間における移動速度に従って移動させ、予め設定された中性子減速体を介して、前記腫瘍部位に中性子線を照射させることを特徴とする請求項１３に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
15. 前記複数の中性子線照射位置又は前記中性子線照射経路は、三次元的位置関係に配置され、前記制御装置は、前記産業ロボットに、複数の前記中性子線照射位置又は前記中性子線照射経路それぞれにおける複数の前記中性子線照射装置の位置又は前記中性子線照射経路、設置角度、中性子線照射角、移動ルート、及び移動速度等を、前記腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御させることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
16. 前記中性子線照射装置は、中性子を発生させるチタンターゲットを有し、
    前記制御装置は、前記産業ロボットに、複数の前記中性子線照射位置又は前記中性子線照射経路それぞれにおける前記チタンターゲットの位置、中性子線照射経路、中性子放射面の角度、移動ルート、及び移動速度等を、前記腫瘍部位との三次元的位置関係に基づき制御させることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
17. 前記制御装置は、前記産業ロボットに、前記チタンターゲットが予め決められた移動経路に沿って移動していく期間中、前記チタンターゲットの中性子放射面が常に前記腫瘍部位に向くように制御させることを特徴とする請求項１６に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
18. 前記制御装置は、前記産業ロボットに、前記中性子線照射装置を治療開始点に移動させ、次いで前記チタンターゲットを前記腫瘍部位に向けて中性子線の照射を開始させ、前記中性子線照射装置を停止させることなく前記中性子線照射経路を中性子線照射終了位置まで移動させて照射を終了させることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。
19. 複数台の前記中性子線照射装置及び前記中性子線照射装置と同数の前記産業用ロボットを設置し、前記制御装置は、前記複数台の産業ロボットに、前記複数台の中性子線照射装置から同時に中性子線の照射を行わせることを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載のロボットＢＮＣＴ装置の作動方法。

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