JP6042269B2 - 中性子捕捉療法装置、及び中性子線の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置、及び中性子線の測定方法に関する。

中性子線の照射によってがん細胞を死滅させる中性子捕捉療法として、硼素化合物を用いた硼素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Boron Neutron Capture Therapy）が知られている。硼素中性子捕捉療法では、硼素を含む薬剤を患者に投与してがん細胞が存在する部位に硼素を集積させ、この硼素が集積した部位に中性子線を照射してがん細胞を死滅させる。

このような中性子捕捉療法で用いられる中性子捕捉療法装置として、特許文献１には、照射対象に向けて中性子線を出射する中性子出射装置と、中性子出射装置から出射された中性子線を照射対象まで誘導する真空導管と、中性子線を集束し中性子線の指向性を高めるコリメータとを備えた治療用中性子照射装置が記載されている。特許文献１の治療用中性子照射装置では、照射対象に中性子線の試験照射を行う試験照射工程が行われ、この試験照射工程では、照射対象に試験的に中性子線の照射を行うと共に中性子線の照射を行ったときの実際の放射化量を測定する。具体的には、照射対象における標的部位の表面及び深部に中性子測定用の金線を装着し、一定時間中性子線の照射を行った後に金線を引き抜くと共に、金線の放射化量を測定することによって、試験照射工程を行う。

特開２００４−２３３１６８号公報

上述したように、照射対象の標的部位に金線を装着し、金線の放射化量を測定することによって照射された中性子線の測定を行う場合、一定時間金線に中性子線を照射させ、その後放射化された金線から中性子線の線量を測定しなければならない。このように、事後的に中性子線の線量を測定しなければならないので、中性子線の照射中には中性子線の線量を測定することができず、中性子線量のリアルタイム測定ができないという課題がある。

また、放射線を受けることで発光するシンチレーション検出器や、放射線を受けることで電極間のガスを電離させて電流を発生させる電離箱を用いた場合には、中性子線を受けることによって信号が出力されるので、中性子線のリアルタイム測定が可能である。しかしながら、シンチレーション検出器では中性子線の照射に伴ってシンチレータや光ファイバ等が劣化し中性子線の検出効率が徐々に低下してしまうという問題がある。また、電離箱では中性子線の照射による電極間のガスの劣化や、ガス圧力の変化が生じた際に中性子線の検出効率が変化するという問題がある。このように中性子線の検出効率が変化すると、実際に照射された中性子線の量に対する信号の状態が徐々に変化してしまうので、中性子線の測定精度が低下する問題を生じさせる。

このような問題に鑑み、本発明は、中性子線量のリアルタイム測定を可能にすると共に、中性子線の測定精度の低下を抑制させた中性子捕捉療法装置、及び中性子線の測定方法を提供することを目的とする。

本発明の中性子捕捉療法装置は、中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置であって、中性子線を発生させる中性子線発生部と、中性子線発生部が発生させた中性子線を被照射体に向かって照射する中性子線照射部と、中性子線照射部から照射された中性子線を検出してリアルタイムで信号を出力する中性子線検出部、及び中性子線検出部から出力された信号を予め設定された変換条件を用いて中性子線量に変換しリアルタイムで中性子線量を出力する中性子線量出力部、を有するリアルタイム線量出力部と、変換条件を設定する変換条件設定部と、を備え、変換条件設定部は、中性子線が照射されることによって放射化された金属部材から発せられるガンマ線を検出するガンマ線検出部を備え、中性子線が照射されることによって中性子線検出部から出力される信号と、ガンマ線検出部によって検出されたガンマ線に基づいて取得される中性子線の中性子線量と、に基づいて、予め設定されている変換条件を修正することを特徴とする。

本発明の中性子捕捉療法装置によれば、中性子線照射部が照射した中性子線を検出して中性子線検出部がリアルタイムで信号を出力し、この信号を中性子線量出力部が予め設定された変換条件を用いて中性子線量に変換しリアルタイムで中性子線量を出力する。このように、中性子線検出部及び中性子線量出力部を有するリアルタイム線量出力部を備えることによって、中性子線を照射して治療を行っている際には中性子線量をリアルタイムで出力させることができる。また、変換条件設定部は、中性子線が照射されることによって放射化された金属部材から発せられるガンマ線を検出するガンマ線検出部を備え、中性子線を検出して中性子線検出部が出力する信号と、ガンマ線検出部によって検出されたガンマ線に基づいて取得される中性子線量とに基づいて上記の変換条件を修正（更新）する。よって、中性子線検出部による信号と、金属部材から得られる中性子線量とを用いて変換条件を修正することにより、信号を出力する中性子線検出部の検出効率が低下しても、修正された変換条件で信号が中性子線量に補正されるので、実際に照射された中性子線量に対する測定された中性子線量のずれを解消することができる。従って、信号を修正された変換条件で中性子線量に変換して出力することによって、中性子線の測定精度が低下する事態を回避することができる。

また、中性子線検出部は、中性子線が照射されることによって信号として光信号を発生させるシンチレータであってもよい。このように中性子線検出部としてシンチレータを用いることにより、中性子線検出部の小型化を図ることができる。

本発明に係る中性子線の測定方法は、中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置における中性子線の測定方法であって、中性子線を発生させる中性子線発生ステップと、中性子線発生ステップで発生させた中性子線を被照射体に向かって照射する第１の中性子線照射ステップと、第１の中性子線照射ステップで照射された中性子線を検出することによって中性子線検出部がリアルタイムで信号を出力し、信号を予め設定された変換条件を用いて中性子線量に変換しリアルタイムで中性子線量を出力するリアルタイム線量出力ステップと、変換条件を設定する変換条件設定ステップと、を備え、変換条件設定ステップは、中性子線検出部と金属部材とに中性子線を照射する第２の中性子線照射ステップと、第２の中性子線照射ステップで中性子線が照射されることによって放射化された金属部材から発せられるガンマ線を検出するガンマ線検出ステップと、中性子線が照射されることによって中性子線検出部から出力される信号と、ガンマ線検出ステップで検出されたガンマ線に基づいて取得される中性子線の中性子線量と、に基づいて、予め設定されている変換条件を修正する変換条件算出ステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係る中性子線の測定方法によれば、中性子線を検出して中性子線検出部がリアルタイムで信号を出力し、リアルタイム線量出力ステップで信号を変換条件を用いて中性子線量に変換した後に、この中性子線量をリアルタイムで出力する。このようにリアルタイムで信号を出力すると共にリアルタイムで信号を中性子線量に変換するので、中性子線を照射して治療を行っている際には中性子線量をリアルタイムで出力させることができる。また、変換条件算出ステップでは、中性子線を検出して中性子線検出部が出力する信号と、ガンマ線検出ステップで金属部材から検出されたガンマ線に基づいて取得される中性子線量とに基づいて変換条件を修正（更新）する。このように、中性子線検出部によって出力された信号と金属部材から得られる中性子線量とを用いて変換条件を修正することにより、信号を出力する中性子線検出部の検出効率が低下しても、修正された変換条件で信号が中性子線量に補正されるので、実際に照射された中性子線量に対する測定された中性子線量のずれを解消することができる。従って、信号を修正された変換条件で中性子線量に変換して出力することによって、中性子線の測定精度が低下する事態を回避することができる。

本発明によれば、中性子線量のリアルタイム測定を可能にすると共に、中性子線の測定精度の低下を抑制させることができる。

本実施形態に係る中性子捕捉療法装置の配置を示す図である。 図１の中性子捕捉療法装置における中性子線照射部近傍を示す図である。 図１の中性子捕捉療法装置における中性子線の測定を説明する図である。 シンチレーション検出器を示す図である。 図１の中性子捕捉療法装置における変換条件設定処理を説明する図である。 図１の中性子捕捉療法装置における変換条件設定処理を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明に係る中性子捕捉療法装置及び中性子線の測定方法の実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、硼素中性子捕捉療法を用いたがん治療を行う中性子捕捉療法装置１は、硼素（^１０Ｂ）が投与された患者（被照射体）Ｓの硼素が集積した部位に中性子線を照射してがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置１は、治療台３に拘束された患者Ｓに中性子線Ｎを照射して患者Ｓのがん治療を行う照射室２を有しており、照射室２内には患者Ｓを撮影するためのカメラ４が配置されている。このカメラ４は、例えばＣＣＤカメラである。

患者Ｓを治療台３に拘束する等の準備作業は、照射室２外の準備室（不図示）で実施され、患者Ｓが拘束された治療台３が準備室から照射室２に移動される。また、中性子捕捉療法装置１は、治療用の中性子線Ｎを発生させる中性子線発生部１０と、照射室２内で治療台３に拘束された患者Ｓに中性子線Ｎを照射させる中性子線照射部２０とを備えている。

中性子線発生部１０は、荷電粒子線Ｌを作り出すサイクロトロン１１と、サイクロトロン１１が作り出した荷電粒子線Ｌを輸送するビーム輸送路１２と、荷電粒子線Ｌを走査してターゲットＴに対する荷電粒子線Ｌの照射制御を行う荷電粒子線走査部１３と、ターゲットＴとを備えている。サイクロトロン１１及びビーム輸送路１２は、略長方形状を成す荷電粒子線生成室１４の室内に配置されており、この荷電粒子線生成室１４は、コンクリート製の遮蔽壁Ｗで覆われた閉鎖空間である。また、荷電粒子線走査部１３は、荷電粒子線ＬのターゲットＴに対する照射位置を制御する。

サイクロトロン１１は、陽子等の荷電粒子を加速して陽子線等の荷電粒子線Ｌを生成する加速器である。このサイクロトロン１１は、例えば、ビーム半径が４０ｍｍであり、６０ｋＷ（＝３０ＭｅＶ×２ｍＡ）の荷電粒子線Ｌを生成する能力を有している。なお、サイクロトロン１１に代えて、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン又はライナック等の他の加速器を用いてもよい。

ビーム輸送路１２の一端は、サイクロトロン１１に接続されている。ビーム輸送路１２は、荷電粒子線Ｌを調整するビーム調整部１５を備えている。ビーム調整部１５は、荷電粒子線Ｌの軸を調整する水平型ステアリング及び水平垂直型ステアリングと、荷電粒子線Ｌの発散を抑制する四重極電磁石と、荷電粒子線Ｌを整形する四方向スリット等を有している。なお、ビーム輸送路１２は荷電粒子線Ｌを輸送する機能を有していればよく、ビーム調整部１５は無くてもよい。

ビーム輸送路１２によって輸送された荷電粒子線Ｌは、荷電粒子線走査部１３によって照射位置を制御されてターゲットＴに照射される。なお、荷電粒子線走査部１３を省略して、常にターゲットＴの同じ箇所に荷電粒子線Ｌを照射するようにしてもよい。ターゲットＴは、荷電粒子線Ｌが照射されることによって中性子線Ｎを発生させる。ターゲットＴ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）で構成されており、直径１６０ｍｍの円板状を成している。ターゲットＴが発生させた中性子線Ｎは、中性子線照射部２０によって照射室２内の患者Ｓに向かって照射される。

中性子線照射部２０は、ターゲットＴから出射された中性子線Ｎを減速する減速材２１と、中性子線Ｎ及びガンマ線等の放射線が外部に放出されないように遮蔽する遮蔽体２２とを備えており、この減速材２１と遮蔽体２２とでモデレータが構成されている。

減速材２１は例えば異なる複数の材料から成る積層構造とされており、減速材２１の材料は荷電粒子線Ｌのエネルギー等の諸条件によって適宜選択される。具体的には、例えばサイクロトロン１１からの出力が３０ＭｅＶの陽子線でありターゲットＴとしてベリリウムターゲットを用いる場合には、減速材２１の材料は鉛、鉄、アルミニウム又はフッ化カルシウムとすることができる。また、サイクロトロン１１からの出力が１１ＭｅＶの陽子線でありターゲットＴとしてベリリウムターゲットを用いる場合には、減速材２１の材料は重水（Ｄ２Ｏ）又はフッ化鉛とすることができる。

遮蔽体２２は、減速材２１を囲むように設けられており、中性子線Ｎ、及び中性子線Ｎの発生に伴って生じたガンマ線等の放射線が遮蔽体２２の外部に放出されないように遮蔽する機能を有する。遮蔽体２２は、荷電粒子線生成室１４と照射室２とを隔てる壁Ｗ１に少なくともその一部が埋め込まれている。また、照射室２と遮蔽体２２との間には、照射室２の側壁面の一部を成す壁体２３が設けられている。壁体２３には、中性子線Ｎの出力口となるコリメータ取付部２３ａが設けられている。このコリメータ取付部２３ａには、中性子線Ｎの照射野を規定するためのコリメータ３１が固定されている。

以上の中性子線照射部２０では、荷電粒子線ＬがターゲットＴに照射され、これに伴いターゲットＴが中性子線Ｎを発生させる。ターゲットＴによって発生した中性子線Ｎは、減速材２１内を通過している際に減速され、減速材２１から出射された中性子線Ｎは、コリメータ３１を通過して治療台３上の患者Ｓに照射される。ここで、中性子線Ｎとしては、比較的エネルギーが低い熱中性子線又は熱外中性子線を用いることができる。

治療台３は、中性子捕捉療法で用いられる載置台として機能し、患者Ｓを所定の姿勢に拘束すると共に、姿勢を拘束したまま準備室（不図示）から照射室２へ移動可能となっている。治療台３は、治療台３の土台を構成する土台部３２と、土台部３２を床面上で移動可能とするキャスタ３３と、患者Ｓを載置するための天板３４と、天板３４を土台部３２に対して相対的に移動させるためのロボットアーム３５とを備えている。

土台部３２は、直方体状の基礎部３２ａと、基礎部３２ａの上部に位置しロボットアーム３５を支持する直方体状の支持部３２ｂとを備えている。平面視において支持部３２ｂは基礎部３２ａの内部に収まっており、支持部３２ｂの上面にロボットアーム３５が固定されている。キャスタ３３は、基礎部３２ａの下部に４個取り付けられている。ここで、キャスタ３３に対してモータ等の駆動力を与えるようにしてもよく、この場合キャスタ３３を容易に床面上で転動させることができるので水平方向への治療台３の移動が容易になる。

ロボットアーム３５は、天板３４を土台部３２に対して相対的に移動させるためのものであり、天板３４の上に拘束された患者Ｓをコリメータ３１に対して相対移動可能となっている。天板３４は、平面視において略長方形状となっており、天板３４の長手方向の長さは、患者Ｓが天板３４の上に体を横たえることが可能な長さ（例えば２ｍ）となっている。天板３４は、ロボットアーム３５が移動及び回転することによって土台部３２に対する位置を三次元的に調整可能となっている。また、天板３４には、患者Ｓを天板３４上で拘束するための拘束具（不図示）が設けられている。

天板３４上で拘束された患者Ｓに対しては、コリメータ３１の開口３１ａを通過した中性子線Ｎが照射される。コリメータ３１は、例えば略直方体状となっており、その中央部に中性子線Ｎの照射範囲を規定するための開口３１ａを有している。コリメータ３１の外形形状は壁体２３におけるコリメータ取付部２３ａの内面形状に対応しており、コリメータ３１は壁体２３のコリメータ取付部２３ａに嵌った状態で固定されている。

ところで、図３に示されるように、中性子捕捉療法装置１では、患者Ｓに中性子線Ｎの照射を行うと同時に、照射室２と別室のモニタリングルーム５におけるコンピュータ５０のディスプレイ５１に中性子線Ｎの中性子線量がリアルタイムで出力される。ここで、中性子線照射部２０から照射される中性子線のうち、一部がシンチレーション検出器（中性子線検出部）４１に照射され、他の一部が患者Ｓに照射される。図４に示されるシンチレーション検出器４１のシンチレータ４１ａは例えば患者Ｓの頭部に貼り付けられる。シンチレータ４１ａは、シンチレータ４１ａに入射された中性子線を光に変換する蛍光体であり、入射された中性子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。

シンチレーション検出器４１は、上記のシンチレータ４１ａと、シンチレータ４１ａからの光を伝達するライトガイド４１ｂと、ライトガイド４１ｂによって伝達された光を光電変換して電気信号Ｅを出力する光検出器４１ｃとを備えている。ライトガイド４１ｂは、例えば、フレキシブルな光ファイバの束で構成されており、シンチレータ４１ａで発生した光を光検出器４１ｃに伝達させる。ライトガイド４１ｂは、例えば、照射室２からモニタリングルーム５にまで延びておりモニタリングルーム５内の光検出器４１ｃに接続されている。光検出器４１ｃは、ライトガイド４１ｂからの光を検出すると共に電気信号をパルス信号として信号処理回路４２に出力する。光検出器４１ｃとしては、例えば光電管や光電子増倍管等を用いることができる。

信号処理回路４２は、シンチレーション検出器４１からのパルス信号を整形して中性子線測定部４３に出力する機能とノイズ除去機能とを有しており、例えばモニタリングルーム５内のコンピュータ５０に隣接する位置に配置されている。中性子線測定部４３は、コンピュータ５０内部のソフトウェアであり、信号処理回路４２から受けたパルス信号のパルスを計数してシンチレータ４１ａに照射された中性子線Ｎの量をリアルタイムで測定する。

ここで、中性子線測定部４３は、中性子線Ｎの量を、シンチレーション検出器４１が単位時間当たりに出力した信号の数（計数率）として測定する。すなわち、中性子線測定部４３は、シンチレーション検出器４１の信号に関するデータ（以下、信号データとする）を測定し、測定したシンチレーション検出器４１の信号データを中性子線量出力部４４に出力する。以上のシンチレーション検出器４１、信号処理回路４２、中性子線測定部４３及び中性子線量出力部４４によってリアルタイム線量出力部４０が構成されている。

また、シンチレーション検出器４１は、中性子線Ｎの照射回数の増加に伴ってライトガイド４１ｂの光ファイバ等が劣化し、中性子線Ｎの検出効率が低下する。このように中性子線Ｎの検出効率が低下すると、実際にシンチレーション検出器４１に照射された中性子線Ｎの量に対するシンチレーション検出器４１からの信号データが徐々に変化してしまうので、中性子線Ｎの測定精度が低下する問題を生じさせる。

また、中性子線Ｎの測定方法としては、例えば患者Ｓの頭部に金線を装着し、この金線の放射化量を測定することによって照射された中性子線Ｎの量を測定する方法もある。このように、金線の放射化量を測定して中性子線Ｎの量を測定する方法は、中性子場を乱しにくい方法であると共に、金線から出るガンマ線の量を測定することで中性子線量を確実に検出することができる。しかしながら、この方法は、金線の放射化に時間を要すると共に、中性子線Ｎの照射中には中性子線Ｎの量を測定できずリアルタイム測定ができないという問題がある。更に、事後的に金線の放射化量から中性子線Ｎの線量の総量を算出するので、線量の総量を照射時間で除算することで単位時間当たりの線量の平均値は算出できるものの、所定時間ごとの線量の変化は算出できないという問題もある。

そこで、上述した各問題を解消するために、中性子捕捉療法装置１では、リアルタイム線量出力部４０が中性子線量をリアルタイムで出力可能となっている。また、中性子捕捉療法装置１を用いた中性子線Ｎの測定方法は、中性子線量をリアルタイムで出力するリアルタイム線量出力ステップを有する。すなわち、リアルタイム線量出力部４０の中性子線量出力部４４は、中性子線測定部４３からシンチレーション検出器４１の信号データを受けると、その信号データを予め設定された補正係数４５で中性子線Ｎの中性子線量に変換し、リアルタイムで中性子線Ｎの線量を出力する。

補正係数４５は、シンチレーション検出器４１の信号を患者Ｓに照射される中性子線Ｎの線量に変換するための変換条件として機能するものであり、シンチレーション検出器４１の信号データと患者Ｓに照射される中性子線Ｎの線量との関係を示している。この補正係数４５は、治療を行う前の校正作業（変換条件設定ステップ）で予め設定される。ここで「治療を行う前」とは、毎治療前であることを示している。なお、毎治療前ではなく所定の治療回数ごとに校正を行ってもよいし、又は所定時間経過後に校正を行ってもよい。以下では、この校正作業と、中性子線Ｎを用いて患者Ｓを治療する際における中性子線Ｎの測定方法について説明する。

校正作業は、例えば患者Ｓが照射室２内に存在しないときに行われる。図５及び図６に示されるように、校正作業では、補正係数設定部（変換条件設定部）６０が治療前に補正係数４５を設定する。補正係数設定部６０は、金（Ａｕ）の細線である金線（金属部材）６１と、ガンマ線を検出するガンマ線検出器（ガンマ線検出部）６２と、ガンマ線検出器６２からの信号を処理する信号処理回路６３と、中性子線Ｎの線量を測定する中性子線量測定部６４と、補正係数４５を算出する補正係数算出部（変換条件算出部）６５とを備えている。

図５に示されるように、シンチレーション検出器４１は、例えば患者Ｓの頭部が位置する箇所に配置され、このシンチレーション検出器４１に近接して金線６１が配置される。ここで、シンチレーション検出器４１と金線６１は、コリメータ３１の開口３１ａに対する位置及び方向が同一となるように配置される。このような条件下でシンチレーション検出器４１及び金線６１に一定時間（例えば１０分）中性子線Ｎを照射する（第２の中性子線照射ステップ）。シンチレーション検出器４１に一定時間中性子線Ｎが照射されると、中性子線測定部４３がリアルタイムでシンチレーション検出器４１の信号データを測定する。

また、図６に示されるように、一定時間中性子線Ｎが照射された後に、シンチレーション検出器４１及び金線６１に対する中性子線Ｎの照射が停止される。そして、中性子線Ｎの照射によって放射化された金線６１は、照射室２から持ち出されると共に例えばモニタリングルーム５内のホルダに配置される。金線６１をホルダに配置した後は、ガンマ線検出器６２、信号処理回路６３、中性子線量測定部６４及び補正係数算出部６５によって補正係数４５が算出される。この補正係数４５の算出処理は、金線６１が配置された後にコンピュータ５０が操作されることによって自動的に行われる。

ガンマ線検出器６２は、放射化された金線６１から発生したガンマ線を検出する（ガンマ線検出ステップ）。ここでガンマ線検出器６２としては、ゲルマニウム検出器等の半導体検出器を用いることができ、例えばガンマ線検出器６２の半導体結晶の中にガンマ線が入ると電気信号が発生する。ガンマ線検出器６２は、この電気信号を信号処理回路６３に出力する。ガンマ線検出器６２と信号処理回路６３は、例えばモニタリングルーム５内のコンピュータ５０に隣接する位置に配置されている。

信号処理回路６３は、ガンマ線検出器６２からの電気信号を整形して中性子線量測定部６４に出力する機能とノイズ除去機能とを有している。中性子線量測定部６４は、信号処理回路６３によって整形された電気信号を受けて金線６１に照射された中性子線Ｎの線量を測定する。ここで、中性子線量測定部６４は、中性子線Ｎの量を、単位面積当たりの中性子線Ｎの量、すなわち中性子フラックス（中性子線束）として測定する。中性子線量測定部６４が測定する中性子線量の単位は例えばＮ／ｃｍ^２である。中性子線量測定部６４が測定した中性子線Ｎの線量は補正係数算出部６５に出力される。

補正係数算出部６５には、中性子線量測定部６４が測定した中性子線Ｎの線量と、中性子線測定部４３が測定したシンチレーション検出器４１の信号データが入力される。そして、補正係数算出部６５は、シンチレーション検出器４１の信号データと中性子線Ｎの線量とから、シンチレーション検出器４１の信号と中性子線量とを対応付けるための補正係数４５を算出する（変換条件算出ステップ）。このように補正係数算出部６５によって補正係数４５が算出された後に一連の校正作業が完了する。なお、ここで算出した補正係数４５は、中性子線測定部４３で測定される単位データ（単位時間における光の数）に対する中性子線量測定部６４で測定される中性子線量である。

以上のように校正作業が完了した後には、患者Ｓを治療台３に拘束する等の準備作業が行われる。そして、患者Ｓを拘束した治療台３を照射室２内に移動した後には、ロボットアーム３５を駆動することにより、患者Ｓの頭部がコリメータ３１の開口３１ａに近接し中性子線Ｎの照射位置が患者Ｓの患部に位置するように、コリメータ３１に対する患者Ｓの位置合わせを行う。その後、中性子線Ｎを患者Ｓに照射して治療を開始する。

具体的には、図１に示されるようにサイクロトロン１１が荷電粒子線Ｌを発生させて、この荷電粒子線Ｌをビーム輸送路１２及び荷電粒子線走査部１３を介してターゲットＴに照射させる。そして、図２に示されるようにターゲットＴが中性子線Ｎを発生させる（中性子線発生ステップ）。ターゲットＴで発生した中性子線Ｎは、減速材２１で減速されてからコリメータ３１の開口３１ａで照射範囲が規定された後に患者Ｓに照射される（第１の中性子線照射ステップ）。

ここで、図３に示されるように、コリメータ３１から照射された中性子線Ｎはシンチレーション検出器４１に入射する。シンチレーション検出器４１に中性子線Ｎが入射すると、シンチレーション検出器４１の信号データが信号処理回路４２を介して中性子線測定部４３にリアルタイムに伝達される。そして、シンチレーション検出器４１の信号データは、中性子線量出力部４４によって補正係数４５を用いて中性子線Ｎの線量に変換されてリアルタイムにコンピュータ５０のディスプレイ５１に出力される（リアルタイム線量出力ステップ）。このように、中性子線Ｎの線量がリアルタイムにディスプレイ５１に出力されるので、治療中に医者等が常時中性子線Ｎの線量を見ることができる。

以上、中性子捕捉療法装置１及び中性子捕捉療法装置１を用いた中性子線の測定方法によれば、中性子線照射部２０が照射した中性子線Ｎを検出してシンチレーション検出器４１がリアルタイムで信号を出力し、この信号データを中性子線量出力部４４が予め設定された補正係数４５で中性子線量に変換しリアルタイムで中性子線量をコンピュータ５０のディスプレイ５１に出力する。このように、シンチレーション検出器４１及び中性子線量出力部４４を有するリアルタイム線量出力部４０を備えることによって、中性子線Ｎを照射して治療を行っている際に中性子線Ｎの中性子線量をリアルタイムで出力させることができる。

また、補正係数設定部６０は、中性子線Ｎが照射されることによって放射化された金線６１から発せられるガンマ線を検出するガンマ線検出器６２を備え、中性子線Ｎを検出してシンチレーション検出器４１が出力する信号データと、ガンマ線検出器６２によって検出されたガンマ線に基づいて取得される中性子線量とに基づいて補正係数４５を修正（更新）する。よって、中性子線Ｎを検出したことによってシンチレーション検出器４１が出力する信号データと、金線６１から得られる中性子線量とを用いて補正係数４５を修正することにより、信号を出力するシンチレーション検出器４１の検出効率が低下しても、修正された補正係数４５でシンチレーション検出器４１の信号データが中性子線量に補正される。すなわち、シンチレーション検出器４１の検出効率が低下しても補正係数４５を設定し直すことによって、正確な中性子線量を算出することができる。よって、実際に照射された中性子線量に対する測定された中性子線量のずれを解消することができる。このように、シンチレーション検出器４１の信号データを修正された補正係数４５で中性子線量に変換して出力することによって中性子線の測定精度が低下する事態を回避することができる。

また、中性子捕捉療法装置１は、中性子線検出部として、中性子線が照射されることによって光信号を発生させるシンチレータ４１ａを用いている。シンチレータ４１ａは小型化し易く且つ種々の形に加工し易いので、シンチレータ４１ａを用いることによって装置の小型化を図ることができる。

更に、中性子線測定部４３、中性子線量出力部４４、中性子線量測定部６４及び補正係数算出部６５はコンピュータ５０内のソフトウェアであり、信号処理回路４２、ガンマ線検出器６２及び信号処理回路６３はコンピュータ５０に隣接する位置に配置されている。このように、中性子線Ｎの測定作業や校正作業を行う各装置がモニタリングルーム５内で集約されている。また、中性子線Ｎの測定作業や校正作業は、シンチレーション検出器４１や金線６１のセットを行えば、モニタリングルーム５内の各装置によって自動的に行われるようになっている。このように、中性子捕捉療法装置１は、中性子線Ｎの測定作業や校正作業を容易に行える構成となっている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。

上記実施形態では、患者Ｓが照射室２内に存在しないときに校正作業が行われたが、校正作業を行うタイミングは適宜変更可能である。例えば、患者Ｓが照射室２内に存在している治療中に校正作業を行ってもよい。すなわち、全体の照射時間を３０分としたときに、最初の１０分で金線６１を用いた校正作業を行い、その後の２０分で中性子線量のリアルタイム測定を行うことも可能である。

また、補正係数設定部６０の金属部材として金線６１を用いたが、例えば金箔等、金線６１とは異なる形状の金属部材を用いてもよい。また、金属部材の材料は金に限定されず、例えばマンガン等、中性子線が照射されたときに放射化する材料であれば用いることが可能である。

また、上記実施形態では、補正係数算出部６５がシンチレーション検出器４１の信号データと中性子線Ｎの線量とから補正係数４５を算出した。しかしながら、シンチレーション検出器４１の信号以外から補正係数４５を算出することも可能であり、例えば、２回目以降の補正係数４５の算出にあっては、前回中性子線量出力部４４が出力した中性子線量と、今回中性子線量測定部６４によって得られた中性子線量とから補正係数４５を算出することも可能である。また、信号データを中性子線量に変換する変換条件としては補正係数４５に限定されず、例えば式等を用いることも可能である。

また、中性子線を受けてリアルタイムで信号を発生させる中性子線検出部としてシンチレーション検出器４１を用いたが、シンチレーション検出器４１に代えて電離箱を用いてもよい。

モニタリングルーム５内には、コンピュータ５０、ガンマ線検出器６２及び信号処理回路４２，６３が互いに隣接する位置に配置されていたが、これらの配置位置は適宜変えてもよい。また、中性子線発生部１０及び中性子線照射部２０の構成や中性子捕捉療法装置１内における各装置の配置についても適宜変更することが可能である。

１…中性子捕捉療法装置、１０…中性子線発生部、２０…中性子線照射部、４０…リアルタイム線量出力部、４１…シンチレーション検出器（中性子線検出部）、４１ａ…シンチレータ、４４…中性子線量出力部、４５…補正係数（変換条件）、６０…補正係数設定部（変換条件設定部）、６１…金線（金属部材）、６２…ガンマ線検出器（ガンマ線検出部）、Ｎ…中性子線、Ｓ…患者（被照射体）。

Claims (3)

1. 中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置であって、
   前記中性子線を発生させる中性子線発生部と、
   前記中性子線発生部が発生させた前記中性子線を前記被照射体に向かって照射する中性子線照射部と、
   前記中性子線照射部から照射された中性子線を検出してリアルタイムで信号を出力する中性子線検出部、及び前記中性子線検出部から出力された前記信号を予め設定された変換条件を用いて中性子線量に変換しリアルタイムで前記中性子線量を出力する中性子線量出力部、を有するリアルタイム線量出力部と、
   前記変換条件を設定する変換条件設定部と、を備え、
   前記変換条件設定部は、
   前記中性子線が照射されることによって放射化された金属部材から発せられるガンマ線を検出するガンマ線検出部を備え、
   前記中性子線が照射されることによって前記中性子線検出部から出力される信号と、前記ガンマ線検出部によって検出されたガンマ線に基づいて取得される前記中性子線の中性子線量と、に基づいて、予め設定されている前記変換条件を修正することを特徴とする中性子捕捉療法装置。
2. 前記中性子線検出部は、中性子線が照射されることによって前記信号として光信号を発生させるシンチレータであることを特徴とする請求項１に記載の中性子捕捉療法装置。
3. 中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置における中性子線の測定方法であって、
   前記中性子線を発生させる中性子線発生ステップと、
   前記中性子線発生ステップで発生させた前記中性子線を前記被照射体に向かって照射する第１の中性子線照射ステップと、
   前記第１の中性子線照射ステップで照射された前記中性子線を検出することによって中性子線検出部がリアルタイムで信号を出力し、前記信号を予め設定された変換条件を用いて中性子線量に変換しリアルタイムで前記中性子線量を出力するリアルタイム線量出力ステップと、
   前記変換条件を設定する変換条件設定ステップと、を備え、
   前記変換条件設定ステップは、
   前記中性子線検出部と金属部材とに中性子線を照射する第２の中性子線照射ステップと、
   前記第２の中性子線照射ステップで前記中性子線が照射されることによって放射化された前記金属部材から発せられるガンマ線を検出するガンマ線検出ステップと、
   前記中性子線が照射されることによって前記中性子線検出部から出力される信号と、前記ガンマ線検出ステップで検出されたガンマ線に基づいて取得される前記中性子線の中性子線量と、に基づいて、予め設定されている前記変換条件を修正する変換条件算出ステップと、を有することを特徴とする中性子線の測定方法。

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