JPWO2017126052A1 - ホウ素中性子捕捉療法用システム - Google Patents

Abstract

目標座標における被検者の輪郭の最高点のＺ座標の値が、高さリミットを越える場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、被検者の輪郭の最高点が高さリミットを越えた分だけＺ軸の目標座標値が減じられる（Ｓ１３）。目標座標における被検者の輪郭の最高点のＺ座標の値が、高さリミットを越えない場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、上面板の現在の座標からＳ１１で読み込んだ目標座標までの上面板の動作を１００等分され、１刻みずつ進めたときの被検者の輪郭の軌跡が計算される（Ｓ１４）。Ｓ１４の処理で求めた全軌跡における被検者の輪郭の最高到達点が高さリミットを越えない場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、目標座標に向けて上面板の動作を実行する（Ｓ１７）。

Description

本発明は、被検者のホウ素化合物が取り込まれた患部或いは患部を含む広領域に対して中性子線を照射することで治療を行うホウ素中性子捕捉療法用システムに関する。

被検者が載置される被検者載置部と、その被検者載置部を搬送する搬送装置とを、備えたストレッチャが知られている。斯かるストレッチャにおいては、被検者が載置された被検者載置部を前記搬送装置により搬送した後、その被検者載置部を前記搬送装置上から他の場所に移動させる場合がある。このような移動を簡便なものとする技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたストレッチャ等における載置台のスライド機構がその一例である。この技術によれば、搬送装置により載置台をベッド付近まで移動させた後、スライド機構によりその載置台をベッド中央部まで簡便に移動させることができる。

また、特許文献２には、中性子線を用いて癌等を治療するホウ素中性子捕捉療法システムが提案されている。このホウ素中性子捕捉療法システムでは、中性子線を照射する装置と被検者の身体との相対位置関係が治療部位の決定に関わるため、その位置決めに高い精度が要求される。また、治療対象となる被検者の患部に中性子線の照射口を可能な限り接近させている。

特開２０１２−１０５７４６号公報 特開２０１５−２３１４９７号公報

しかし、特許文献２に記載の発明では、被検者の患部に中性子線の照射口を可能な限り接近させているので、被検者と照射口との接触を防止する必要があるという問題点があった。

本発明の目的は、ホウ素中性子捕捉療法に際して十分な精度で位置決めを行うことができ、被検者と照射口との接触を防止することができるホウ素中性子捕捉療法用システムを提供することにある。

本発明の第一態様にかかるホウ素中性子捕捉療法用システムは、中性子線遮蔽に覆われた室内に中性子線照射装置を備え、該中性子線照射装置により被検者のホウ素化合物が取り込まれた患部に対して中性子線を照射することで治療を行うホウ素中性子捕捉療法用システムであって、前記被検者を載置した状態で固定する被検者固定載置部と、前記被検者における前記患部の位置を検出する３次元診断装置と、前記中性子線照射装置に対して位置決めされる照射台と、相互に直交する３つの軸それぞれの方向に関して、前記中性子線照射装置の照射口に対する前記照射台の位置を変化させる位置調整機構と、前記被検者固定載置部が移乗された前記照射台における前記３つの軸それぞれの方向に関する位置を、前記位置調整機構により変化させることで、前記３次元診断装置により検出された前記被検者における前記患部の位置と、前記中性子線照射装置から照射される中性子線の位置とを整合させ、且つ前記患部を前記照射口に対して可及的に接近させる制御部とを備え、前記制御部は、前記照射台の動作によって、前記被検者固定載置部に固定された前記被検者に前記照射口が衝突して傷害を受ける前に前記照射台の動作を変更する衝突回避処理を行うことを特徴とするホウ素中性子捕捉療法用システム。

本発明の第一態様によれば、前記被検者を載置した状態で固定する被検者固定載置部と、前記被検者における前記患部の位置を検出する３次元診断装置と、前記中性子線照射装置に対して位置決めされる照射台と、相互に直交する３つの軸それぞれの方向に関して、前記中性子線照射装置の照射口に対する前記照射台の位置を変化させる位置調整機構と、前記被検者固定載置部が移乗された前記照射台における前記３つの軸それぞれの方向に関する位置を、前記位置調整機構により変化させることで、前記３次元診断装置により検出された前記被検者における前記患部の位置と、前記中性子線照射装置から照射される中性子線の位置とを整合させ、且つ前記患部を前記照射口に対して可及的に接近させる制御部とを、備えたものであることから、ホウ素中性子捕捉療法に特有の要請を十分に満たすことができる。すなわち、ホウ素中性子捕捉療法に際して十分な精度で位置決めを行うホウ素中性子捕捉療法用システムを提供することができる。また、制御部は、照射台の動作によって、被検者固定載置部に固定された被検者に照射口が衝突して傷害を受ける前に照射台の動作を変更するので、被検者と照射口との衝突を防止することができる。

本発明の好適な実施の形態であるホウ素中性子捕捉療法用システムの構成の一例を概略的に示す図である。 図１の治療用システムに備えられた３次元診断装置により被検者の患部の位置が検出される様子を概略的に示す図である。 図１の治療用システムに備えられた照射台の構成の詳細の斜視図である。 図１の治療用システムに備えられた照射台、搬送装置、及び被検者固定載置部の構成の詳細の斜視図である。 図１の治療用システムに備えられた照射台、搬送装置、及び被検者固定載置部の構成の詳細の斜視図である。 図１の治療用システムに備えられた照射台、搬送装置、及び被検者固定載置部の構成の詳細の斜視図である。 図１の治療用システムに備えられた照射台の位置が変化させられる様子を例示する斜視図である。 図７に示す状態から、被検者固定載置部と照射台との嵌合位置がずらされ、ｙ軸方向に関してオフセットされた様子を示す図である。 図２の３次元診断装置により撮影される３次元画像における１断面に相当する画像を例示する図である。 図１の治療用システムに備えられた中性子線照射装置による中性子線の照射に際しての位置合わせの様子を概略的に示す図である。 図３の照射台の位置調整に係る各部の移動速度を例示する図である。 図３の照射台の位置調整に係る各部のパルス数を例示する図である。 図３の照射台の位置調整において、ｙｚ軸方向に係るステップ量が一定である場合のｚ軸座標及びｚ軸方向の速度を例示する図である。 制御部６０の電気的構成を示すブロック図である。 アルミフレーム製カメラ架台６取り付けられたカメラ１〜５により被検者８と被検者固定載置部２２とを写真撮影する様子を示す斜視図である。 被検者の輪郭データ作成処理のフローチャートである。 被検者固定載置部２２の平面図である。 基準板２３の平面図である。 基準板２３の平面図である。 照射台移動処理のフローチャートである。 圧力センサ８０の平面図である。 図２１のＸ−Ｘ線に於ける圧力センサ８０の矢視方向断面図である。 ｙｚ軸移動用アーム４０の制御を説明する概略図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明の好適な実施の形態であるホウ素中性子捕捉療法用システム１０（以下、単に治療用システム１０という）の構成の一例を概略的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態の治療用システム１０は、例えば、中性子線遮蔽壁に覆われた室１２内に、中性子線照射装置１４及び照射台１６を備えている。室１２外に、３次元診断装置１８を備えている。室１２内外を移動し得る搬送装置２０を備えている。また、治療用システム１０は、アルミフレーム製カメラ架台６に支持されたカメラ１、カメラ２、カメラ３、カメラ４、及び、カメラ５を備えている。カメラ１〜５は、後述する被検者固定載置部２２に固定された被検者８を上方から撮影して、体表面の輪郭３次元データを取得することに使用される。

治療用システム１０は、中性子線照射装置１４により被検者８（図２等を参照）の患部或いは患部を含む広領域に対して中性子線を照射することで治療を行う。中性子線照射装置１４は、例えば、被検者８に対して鉛直上方或いは水平方向等から中性子線を照射する公知の装置である。治療用システム１０による治療では、例えば、治療対象となる被検者８の体内に予めホウ素化合物が注入される。患部にホウ素が集積する一定時間の後に、患部或いは患部を含む広領域に対して中性子線照射装置１４から中性子線が照射されると、その中性子線がホウ素に捕獲される。中性子線を捕獲したホウ素から発生させられるアルファ線等により、被検者８における腫瘍等の治療が行われる。すなわち、本実施の形態の治療用システム１０は、中性子線照射装置１４により被検者８の患部に対して中性子線を照射することで、公知のホウ素中性子捕捉療法を実行する。

治療用システム１０による治療では、中性子線照射装置１４による被検者８に対する中性子線の照射に先立って、３次元診断装置１８により、被検者８における患部の位置が検出される。３次元診断装置１８は、被検者８の体内の画像を撮影する装置であり、好適には、被検者８の体に対して多方向からＸ線を照射し、その体を透過してきたＸ線を検出器で検出して、透過Ｘ線量の情報をコンピュータで処理して３次元画像として再構成する公知のＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置である。３次元診断装置１８は、公知の磁気共鳴（MRI;Magnetic Resonance Imaging）装置等であってもよい。

本実施の形態においては、３次元診断装置１８としてＸ線ＣＴ装置を備えた治療用システム１０について説明する。図２に示すように、治療用システム１０は、被検者固定載置部２２を備えている。治療用システム１０による被検者８の治療において、被検者固定載置部２２には被検者８が載置されて固定される。被検者固定載置部２２は、図４に示すように、平面視において矩形状（長方形状）である平板状の部材（天板）であり、例えば、矩形状の部材の周縁部に、被検者８が載置される上面２２ａ側に向かって突出する縁部が設けられている。すなわち、被検者固定載置部２２は、換言すれば、平面視において矩形状である上面のない箱状部材である。治療用システム１０による被検者８の治療において、好適には、被検者８は、仰臥の状態で被検者固定載置部２２に載置され、図示しない所定の固定具によりその被検者固定載置部２２に固定される。そのように被検者固定載置部２２に載置され且つ固定された被検者８に対して、図２に示す３次元診断装置１８による患部の位置の検出、３次元診断装置１８と中性子線照射装置１４との間の被検者８の移動、及び中性子線照射装置による前記被検者８の患部に対する中性子線の照射等が行われる。

図１，図３〜図８に示す照射台１６は、上部に上面板１６ａを備えている。上面板１６ａは、平面視において矩形状（長方形状）である平板状の部材であり、好適には、平面視において被検者固定載置部２２と略同じ形状に形成されたものである。上面板１６ａの表面には、複数の突出部４８が設けられている。上面板１６ａには、被検者固定載置部２２が載置され固定される。上面板１６ａは、中性子線により放射化し難い、或いは放射化したとしてもその放射化を十分小さな値に抑制できる単一材料或いは複合材料から構成されたものである。例えば、鉄板と被検者固定載置部２２と勘合させるための樹脂ブロック（ポリカーボネート）からなる。また、炭素繊維強化プラスチック（例えば、カーボン繊維を合成樹脂で硬化させたもの）等の材料から構成してもよい。斯かる材料から構成されることで、上面板１６ａは、好適には、中性子線照射装置１４から照射される中性子線により放射化された場合において、１時間あたりの従事者の被曝（線量当量）が最大でも２０ｍＳｖ以下とされる。本実施の形態において、従事者とは、中性子線照射装置１４による被検者８に対する中性子線の照射に際して、室１２内において作業に従事する者であり、例えば、診療放射線技師、医師、或いは看護師等である。従事者は、例えば、中性子線照射装置１４による被検者８に対する中性子線の照射に際して、被検者８が載置された被検者固定載置部２２を搬送装置２０から照射台１６へ移乗させる。また、従事者は、その照射台１６付近で中性子線の照射に関する各種操作を行う。中性子線の照射が行われた後、従事者は、被検者８が載置された被検者固定載置部２２を照射台１６から搬送装置２０へ移乗させる等の作業に従事する。前述のような従事者を想定した場合において、例えば、照射台１６の上面板１６ａに固定された被検者固定載置部２２を、中性子線照射装置１４における照射口１４ｏの至近距離に位置させ、その照射口１４ｏから１時間中性子線の照射を行った場合において、照射台１６の上面板１６ａの表面における放射化が、従事者の１時間あたりの被曝に換算して最大でも２０ｍＳｖ以下の範囲に収まる材料が選択されて用いられる。

図２は、３次元診断装置１８により被検者８の患部の位置が検出される様子を概略的に説明する図である。図２に示すように、３次元診断装置１８は、例えば、基台２４と、その基台２４に対して１方向（図２に示す例ではｙ軸方向）に移動させられつつ３次元画像を撮影する自走式撮像部２６と、３次元画像の撮影に際して被検者８（被検者８が固定された被検者固定載置部２２）が載置される寝台２８とを備えている。寝台２８は、好適には、平面視において矩形状であり、その長手方向が図２に示すｙ軸方向となるように設けられている。３次元診断装置１８は、寝台２８を基台２４に対して図２に示すｙ軸方向にスライド移動させるスライド機構３０と、寝台２８を基台２４に対して図２に示すｚ軸方向に昇降移動させる昇降機構３２とを、備えている。

３次元診断装置１８による３次元画像の撮影に際して、被検者８は、頭足方向が基台２４に対する自走式撮像部２６の移動方向（すなわち図２に示すｙ軸方向）となるように寝台２８に仰臥させられる。すなわち、被検者固定載置部２２に仰臥の状態で載置され且つ固定された被検者８の頭足方向が基台２４に対する自走式撮像部２６の移動方向となるように、被検者８が載置され且つ固定された被検者固定載置部２２が寝台２８に載置され、自走式撮像部２６による３次元画像の撮影が行われる。

図３は、照射台１６の構成を説明する斜視図である。照射台１６は、室１２内における中性子線照射装置１４の近傍に設置される。上面板１６ａに固定された被検者固定載置部２２は、その中性子線照射装置１４における中性子線の照射口１４ｏ（図１０参照）に対して位置決めされる。

照射台１６は、中性子線照射装置１４における中性子線の照射口１４ｏに対して上面板１６ａに固定された被検者固定載置部２２の位置決めを行う機構として、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６、及び第２角度調整機構３８を備えている。位置調整機構３４は、相互に直交する３つの軸（並進軸）それぞれの方向に関して、中性子線照射装置１４の照射口１４ｏに対する照射台１６の位置を変化させる。図３においては、前記３つの軸を相互に直交するｘ、ｙ、ｚ軸で示している。ｚ軸方向が鉛直方向に相当する。位置調整機構３４は、例えば、中性子線照射装置１４の照射口１４ｏに対する照射台１６の位置を図３に示すｙ軸方向及びｚ軸方向に移動させるｙｚ軸移動用アーム４０と、中性子線の照射口１４ｏに対する照射台１６の位置を図３に示すｘ軸方向に移動させるｘ軸移動用可動軸４２とを備えている。ｘ軸移動用可動軸４２は、図１４に示すＸ軸モータ６２２により駆動される。また、ｙｚ軸移動用アーム４０は、図１４に示す第１ＹＺ軸モータ６２４及び第２ＹＺ軸モータ６２６により駆動される。

第１角度調整機構３６は、前記３つの軸のうち何れか１つの軸と平行である軸を中心として、中性子線の照射方向に対する照射台１６の上面板１６ａの角度を変化させる。例えば、図３に示すｘ軸と平行な軸を中心として、中性子線の照射口１４ｏからの中性子線の照射方向に対する上面板１６ａの角度を変化させるピッチング角調整軸４４を備えている。第１角度調整機構３６による回転中心となる軸は、例えば、平面視（ｚ軸方向に視た場合）において上面板１６ａの長手方向の中央に位置するｘ軸に平行な軸であって、その照射台１６よりもｚ軸方向に所定高さに位置する軸である。本実施の形態において、第１角度調整機構３６により調整される角度をピッチング角という。換言すれば、上面板１６ａは、第１角度調整機構３６により前記軸まわりに回転させられることで、中性子線の照射方向に対するピッチング角が変化させられるように構成されている。ピッチング角調整軸４４は、図１４に示すピッチング角調整モータ６２８により駆動される。

第２角度調整機構３８は、前記３つの軸のうち前記１つの軸とは異なる何れか１つの軸と平行である軸を中心として、中性子線の照射口１４ｏからの中性子線の照射方向に対する上面板１６ａの角度を変化させる。例えば、図３に示すｙ軸と平行であるローテーション角調整軸４６を中心として、中性子線の照射口１４ｏからの中性子線の照射方向に対する上面板１６ａの角度を変化させる。本実施の形態において、ローテーション角調整軸４６を中心とする角度をローテーション角という。換言すれば、上面板１６ａは、前記ローテーション角調整軸４６を中心として回転させられることで、中性子線の照射方向に対するローテーション角が変化させられるように構成されている。ローテーション角調整軸４６は、図１４に示すローテーション角調整モータ６３０により駆動される。

前述のように、照射台１６は、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６、及び第２角度調整機構３８を備えている。従って、中性子線照射装置１４の照射口１４ｏに対する上面板１６ａのｘ、ｙ、ｚ軸方向の位置が、それぞれ変化可能であると共に、上面板１６ａのｘ軸に平行な軸まわりのピッチング角及びｙ軸に平行な軸まわりのローテーション角を変化可能に構成されている。好適には、図３に示すように、床面と上面板１６ａとの間に、その床面側から上面板１６ａ側に向かって、前記ｙｚ軸移動用アーム４０、前記ｘ軸移動用可動軸４２、ピッチング角調整軸４４、前記ローテーション角調整軸４６の順に設けられている。これらｙｚ軸移動用アーム４０等は、例えば、後述する制御部６０から供給される指令に従って後述する電動モータ等により発生させられる動力により駆動され、上面板１６ａの移動を実現する。照射台１６の上面板１６ａと前記ローテーション角調整軸４６とは機械的に連結されている。

図４〜図８は、照射台１６、搬送装置２０、及び被検者固定載置部２２の構成を示す斜視図である。図４等に示すように、被検者固定載置部２２及び上面板１６ａは、被検者固定載置部２２が上面板１６ａに載置された際に相互に対面させられる部分に、相互に嵌合させられる嵌合構造を備えている。すなわち、上面板１６ａは、上面板１６ａから上面側に突出して設けられた複数の突出部４８を備えている。突出部４８は、上面板１６ａの短軸方向（図４に示すｘ軸方向）に延設される突出部である。被検者固定載置部２２の下面には、複数の突出部４８と嵌合可能な位置に、複数の溝部５０が設けられている。溝部５０は、被検者固定載置部２２の短軸方向（図４に示すｘ軸方向）に延設された溝部である。被検者固定載置部２２が照射台１６に載置された際に、照射台１６に形成された突出部４８と、被検者固定載置部２２に形成された溝部５０とが相互に嵌合して、照射台１６に対する被検者固定載置部２２の位置が定められる。突出部４８及び溝部５０が何れも被検者固定載置部２２及び照射台１６の短軸方向に長手状に形成されていることで、少なくとも照射台１６の上面板１６ａに対する被検者固定載置部２２の長軸方向（図４に示すｙ軸方向）の移動が抑制される。図８を用いて後述するように、突出部４８と溝部５０との嵌合位置をずらすことで、図４に示すｙ軸方向に関して、被検者固定載置部２２を照射台１６に対してオフセットできるように構成されている。

図４は、被検者固定載置部２２が搬送装置２０に載置された状態を示している。本実施の形態において、搬送装置２０は、被検者８が載置され且つ固定された被検者固定載置部２２を、３次元診断装置１８と照射台１６との間で搬送する。また、搬送装置２０は、被検者固定載置部２２を上面板１６ａに移乗させる移乗装置として機能する。図４及び図５に示すように、搬送装置２０は、保持部５２及びキャスタ部５４を備える。保持部５２は、被検者固定載置部２２を載置した状態で保持し、且つその被検者固定載置部２２を３次元診断装置１８又は照射台１６に移乗させた後に引き抜くことができるフォーク状である。キャスタ部５４は、複数の車輪を備え、それら車輪の転動により床面上において搬送装置２０を移動させる。搬送装置２０は、保持部５２に載置された被検者固定載置部２２を昇降させる昇降機構を備えたものであってもよい。搬送装置２０は、搬送装置２０に設けられた昇降機構、図２に示す３次元診断装置１８に設けられた昇降機構３２、又は位置調整機構３４を用いて、被検者８が固定された被検者固定載置部２２を、搬送装置２０と３次元診断装置１８又は照射台１６の上面板１６ａとの間で移乗させる。

以下、図４〜図６を用いて、被検者固定載置部２２の、搬送装置２０から照射台１６の上面板１６ａへの移乗について説明する。図４〜図８においては、便宜上、被検者８が載置されていない被検者固定載置部２２を図示している。治療用システム１０による実際の治療においては、被検者８が載置され且つ固定された被検者固定載置部２２に関して、以下に説明する移乗が行われる。図４は、被検者固定載置部２２が搬送装置２０に載置された状態を示している。この状態においては、前記キャスタ部５４により搬送装置２０が床面上を移動させられ、保持部５２に保持された被検者固定載置部２２の搬送が行われる。

図５は、搬送装置２０の搬送により、被検者固定載置部２２が照射台１６の上面板１６ａの鉛直上方に移動した様子を例示している。換言すれば、保持部５２により保持された被検者固定載置部２２の鉛直下方に、照射台１６の上面板１６ａが位置した状態を例示している。ここで、図５に示すように、照射台１６の上面板１６ａに形成された突出部４８と、被検者固定載置部２２の下面に形成された溝部５０とが、相互に対応する位置となるように、照射台１６の上面板１６ａに対する被検者固定載置部２２のｘ軸方向及びｙ軸方向の位置が調整される。この状態から、位置調整機構３４により、照射台１６の上面板１６ａがｚ軸方向に上昇させられると、上面板１６ａが被検者固定載置部２２を持ち上げ、搬送装置２０の保持部５２に対して被検者固定載置部２２が離隔させられる。

図６は、被検者固定載置部２２の、搬送装置２０から照射台１６への移乗が完了した状態を例示している。照射台１６の上面板１６ａが被検者固定載置部２２を持ち上げ、搬送装置２０の保持部５２に対して被検者固定載置部２２が離隔させられた状態から、搬送装置２０が図６に示すｘ軸方向に移動（退避）させられると、保持部５２が被検者固定載置部２２の下側から引き抜かれる。この際、照射台１６の上面板１６ａに形成された突出部４８と、被検者固定載置部２２の下面に形成された溝部５０とが、相互に対応する位置とされていたことで、図６に示すように、突出部４８と溝部５０とが相互に嵌合させられる。

図７は、被検者固定載置部２２を載置した上面板１６ａの位置が、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６、及び第２角度調整機構３８により変化させられる様子を示す斜視図である。図８は、図７に示す状態から、突出部４８と溝部５０との嵌合位置がずらされ、ｙ軸方向に関して被検者固定載置部２２が上面板１６ａに対してオフセットされた様子を示している。図７及び図８においては、区別のために複数の溝部５０を、溝部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅで示す。図７及び図８に示すように、上面板１６ａに載置された被検者固定載置部２２は、締結部５６により上面板１６ａに対して固定される。図７に示す状態は、ｙ軸方向に関して被検者固定載置部２２の上面板１６ａに対するオフセットが行われていない状態（ｙ軸オフセット＝０ｍｍ）を例示している。ｙ軸方向における複数の溝部５０相互の間隔（すなわち、前記複数の突出部４８相互の間隔）が３００ｍｍである場合、突出部４８と溝部５０との嵌合位置を１つ分ずらす（例えば、図７において溝部５０ｃと嵌合させられていた突出部４８に、溝部５０ｄが嵌合させられる位置とする）と、被検者固定載置部２２が上面板１６ａに対して３００ｍｍオフセット（ｙ軸方向の位置が変更）される。

図７及び図８では、中性子線照射装置１４における中性子線の照射口１４ｏ（図１０参照）の中心位置をＣirで示している。被検者固定載置部２２が上面板１６ａに対してオフセットされると、被検者固定載置部２２における、中性子線の照射口１４ｏの中心位置がｙ軸方向に移動させられる。例えば、図７に示す状態では、中性子線の照射口１４ｏの中心位置Ｃirが溝部５０ｂと５０ｃとの間に対向する。その状態から突出部４８と溝部５０との嵌合位置を１つ分ずらすオフセットが行われた状態（図８参照）では、中性子線の照射口１４ｏの中心位置Ｃirが溝部５０ｃと５０ｄとの間に対向する。すなわち、被検者固定載置部２２が上面板１６ａに対して３００ｍｍオフセットされることで、被検者固定載置部２２に対する中性子線の照射口１４ｏの中心位置Ｃirは、ｙ軸方向に関して逆方向に３００ｍｍ移動する。換言すれば、被検者固定載置部２２に載置され且つ固定された被検者８に対する中性子線の照射口１４ｏの中心位置Ｃirが、ｙ軸方向に関して移動する。このようにして、被検者８を被検者固定載置部２２に載置した状態で固定したまま、前記突出部４８と溝部５０との嵌合位置をずらすこ
とで、被検者８に対する中性子線の照射口１４ｏの中心位置Ｃirを調整することができる。

図１に示すように、治療用システム１０は、制御部６０を備えている。次に、図１４を参照して、制御部６０の電気的構成の一例を説明する。制御部６０は、ＣＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３、不揮発メモリ６０４及び位置調整部６２を備える。ＣＰＵ６０１はＲＡＭ６０３の一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭ６０２に記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより治療用システム１０に係る各種制御を実行する。従って、制御部６０のＣＰＵ６０１は、照射台１６の位置調整機構３４、第１角度調整機構３６及び第２角度調整機構３８を制御する。また、ＣＰＵ６０１は、３次元診断装置１８及び治療計画ソフトから腫瘍の位置および姿勢角度情報をもらう。ＣＰＵ６０１は、中性子線照射装置１４には制御上は結合していない。ただし、施術者の指示により、制御部６０のＣＰＵ６０１と、中性子線照射装置１４の制御部の図示しないＣＰＵとは、互いのタイミングをとる。ＲＯＭ６０２は、オペレーティングシステム、各種プログラム及び各種データを記憶している。ＲＡＭ６０３は、各種データを一時的に記憶する。不揮発メモリ６０４は、各種データを記憶し保持する。

位置調整部６２には、Ｘ軸モータ制御部６２１、第１ＹＺ軸モータ制御部６２３、第２ＹＺ軸モータ制御部６２５、ピッチング角調整モータ制御部６２７及びローテーション角調整モータ制御部６２９が設けられている。Ｘ軸モータ制御部６２１はＸ軸モータ６２２を制御する。第１ＹＺ軸モータ制御部６２３は第１ＹＺ軸モータ６２４を制御する。第２ＹＺ軸モータ制御部６２５は第２ＹＺ軸モータ６２６を制御する。ピッチング角調整モータ制御部６２７はピッチング角調整モータ６２８を制御する。ローテーション角調整モータ制御部６２９はローテーション角調整モータ６３０を制御する。ＣＰＵ６０１は、位置調整部６２の各制御部を制御する。従って、ＣＰＵ６０１からの指令により、各モータが制御されて、上面板１６ａがｘ、ｙ、ｚ軸方向への位置の移動と、ピッチング角及びローテーション角の変化の５軸方向へ移動可能に制御される。また、カメラ１〜５の出力は、ＣＰＵ６０１に入力される。また、ハンディターミナル６０５が制御部６０に接続され、ハンディターミナル６０５の出力はＣＰＵ６０１に入力される。ハンディターミナル６０５には図示外のキー及び表示部等が設けられ、位置調整部６２を制御する命令を入力可能である。

また、ハンディターミナル６０５は、制御部６０から着脱式であり、ハンディターミナル６０５が中性子線照射装置１４による中性子線の照射に際しては取り外され、室１２外へ持ち出せるように構成されている。また、制御部６０のＣＰＵ６０１は、中性子線照射装置１４の作動及び３次元診断装置１８の作動を制御する。ＣＰＵ６０１は、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６、及び第２角度調整機構３８の少なくとも１つにより、中性子線照射装置１４の中性子線の照射口１４ｏに対する上面板１６ａの位置を変化させる制御を実行する。具体的には、ＣＰＵ６０１は、被検者固定載置部２２が移乗された上面板１６ａにおける３つの軸（図３等に示すｘ、ｙ、ｚ軸）それぞれの方向に関する位置を、位置調整機構３４により変化させる制御を行う。また、ＣＰＵ６０１は、被検者固定載置部２２が移乗された上面板１６ａにおけるピッチング角を、ピッチング角調整軸４４により変化させる制御を行う。また、ＣＰＵ６０１は、被検者固定載置部２２が移乗された上面板１６ａにおけるローテーション角を、前記ローテーション角調整軸４６により変化させる制御を行う。以上の制御により、ＣＰＵ６０１は、３次元診断装置１８により検出された被検者８における前記患部の位置と、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置とを整合させ、且つ前記患部を中性子線の照射口１４ｏに対して可及的に接近させる制御を行う。

図１に示すように、３次元診断装置１８は、その３次元診断装置１８による前記３次元画像の撮影に係る座標系に対応する位置を確認するための表示を行う一対の水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ、及び垂直方向レーザ６６を備えている。これら水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６は、必ずしも３次元診断装置１８に一体的に備えられてなくともよく、３次元診断装置１８が設置された室内に、その３次元診断装置１８とは別体として備えられたものでもよい。中性子線照射装置１４は、その中性子線照射装置１４における中性子線の照射口１４ｏから照射される中性子線の位置を確認するための表示を行う一対の水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ、及び垂直方向レーザ７０を備えている。これら水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０は、必ずしも中性子線照射装置１４に一体的に備えられてなくともよく、中性子線照射装置１４が設置された室１２内に、その中性子線照射装置１４とは別体として備えられたものでもよい。本実施の形態において、３次元診断装置１８に備えられた一対の水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６、及び中性子線照射装置１４に備えられた一対の水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０は、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置に対して、３次元診断装置１８により検出された被検者８における前記患部の位置が必要十分に整合していることを確認するための表示を行う位置表示部に対応する。

３次元診断装置１８に備えられた水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６は、好適には、寝台２８（被検者８）に対する位置を変更できる可動式の装置であり、制御部６０等の制御装置によりその位置が制御される。好適には、後述する図９に併せて示すように、水平方向レーザ６４ａ、６４ｂの垂直方向の位置（ｚ軸方向の位置）が変化させられると共に、垂直方向レーザ６６の水平方向の位置（ｘ軸方向の位置）が変化させられる。

図９は、３次元診断装置１８により撮影される３次元画像における１断面に相当する画像を例示する図である。図９においては、撮影された被検者８の体における位置表示部による表示位置を併せて例示している。一対の水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６は、３次元診断装置１８による被検者８に係る３次元画像の撮影に際して、その被検者８の体に対してレーザ光を照射させることで、３次元画像の撮影に係る座標系に対応する位置を表示させる。図９においては、水平方向レーザ６４ａによる表示を位置７２ａで、水平方向レーザ６４ｂによる表示を位置７２ｂで、垂直方向レーザ６６による表示を位置７４でそれぞれ示している。３次元診断装置１８による３次元画像の撮影に際して、一対の水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６により被検者８の体に表示される位置７２ａ、７２ｂ、７４は、３次元診断装置１８の撮影に係る原点（例えばＣＴ原点）Ｏctに対応している。図９においては、前記検出に係る座標系を一点鎖線で示している。例えば、一対の水平方向レーザ６４ａ、６４ｂによる表示位置７２ａ、７２ｂを相互に結んだ直線と、その直線に垂直な直線であって垂直方向レーザ６６による表示位置７４を通る直線との交点が、３次元診断装置１８の撮影に係る原点Ｏctに相当する。

３次元診断装置１８により撮影された３次元画像において、被検者８の患部が検出されると、その患部の治療を行うための中性子線の照射領域を定めることができる。すなわち、検出された患部に対応して、中性子線照射装置１４による治療計画を立てることができる。この治療計画においては、被検者８の体に対する、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の照射位置及び照射方向が決定される。前述のように、中性子線照射装置１４は、好適には、被検者８に対して鉛直上方から中性子線を照射させる装置であるが、中性子線照射装置１４における中性子線の照射口１４ｏに対する被検者８の体の位置及び角度等を変化させることで、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の照射位置及び照射方向を変化させることができる。

図９においては、前記３次元画像における腫瘍中心位置Ｃcaを星印で示すと共に、その腫瘍中心位置Ｃcaにおける治療を効果的に行うための中性子線の位置に対応する前記水平方向レーザ６８ａによる表示を位置７６ａで、水平方向レーザ６８ｂによる表示を位置７６ｂで、垂直方向レーザ７０による表示を位置７８でそれぞれ示している。一対の水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０は、中性子線照射装置１４による被検者８に対する中性子線の照射に際して、その被検者８の体に対してレーザ光を照射させることで、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置を表示させる。すなわち、一対の水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示される位置７６ａ、７６ｂ、７８は、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の、被検者８の体に対する照射位置及び照射方向に対応している。従って、３次元診断装置１８により撮影された３次元画像に基づいて、中性子線照射装置１４による治療計画が立てられ、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の照射位置及び照射方向が決定されると、その中性子線の照射位置及び照射方向に対応して、一対の水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示される位置７６ａ、７６ｂ、７８が定まる。図９においては、中性子線の位置に対応する座標系を二点鎖線で示している。

３次元診断装置１８により撮影された３次元画像に基づいて、中性子線照射装置１４による治療計画が立てられ、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の照射位置及び照射方向が決定された場合、制御部６０は、被検者８における水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６による表示位置７２ａ、７２ｂ、７４が、中性子線照射装置１４による治療に際しての被検者８における水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び前記垂直方向レーザ７０による表示位置７６ａ、７６ｂ、７８と一致するように、水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６の位置を制御する。すなわち、水平方向レーザ６４ａ、６４ｂそれぞれのｚ軸方向の位置を変更すると共に、垂直方向レーザ６６のｘ軸方向の位置を変更し、レーザ光の照射を行う。この態様によれば、３次元診断装置１８による診断において、検出された患部の位置に対応してその位置が変更された水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６の表示位置に目印を付すことで、中性子線照射装置１４による治療に際して前記水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０により表示されるべき位置を簡便に示すことができる。

以上に説明したように、３次元診断装置１８に備えられた一対の水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６、及び中性子線照射装置１４に備えられた一対の水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０は、照射台１６における前記３つの軸の方向に対応する座標系に対して、３次元診断装置１８により撮影された前記３次元画像の撮像基準点が必要十分に整合していることを確認するための表示を行うものである。治療用システム１０による被検者８の治療において、好適には、３次元診断装置１８による被検者８に係る３次元画像の撮影に際して、一対の水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６により被検者８の体に表示された位置７２ａ、７２ｂ、７４に、マーカ等により目印（マーキング）が付される。この目印は、好適には、人的な作業により付されるものであるが、例えば被検者８の体に予めレーザ光に反応して色が変わる素材を塗布しておく等の方法により、人的な作業を要することなく付されるものでもよい。目印の素材には、好適には、３次元診断装置１８により撮影された３次元画像上において、被検者固定載置部２２の主要素材と目印とが十分に区別される素材が用いられる。

治療用システム１０による被検者８の治療において、好適には、中性子線照射装置１４による中性子線の照射に先立ち、３次元診断装置１８により撮影された３次元画像に基づく患部の位置に対応して、中性子線照射装置１４における一対の水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び前記垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示されるべき位置７６ａ、７６ｂ、７８に、マーカ等により目印が付される。この目印の素材は、３次元診断装置１８による診断に係る目印と同じ素材によるものでもよいが、好適には、その材料と少なくとも視覚的に十分に区別される素材が用いられる。

図１に示すように、制御部６０は、位置調整部６２を備えている。この位置調整部６２は、制御部６０に機能的に備えられたものでもよいし、その制御部６０とは別体の制御装置として備えられたものでもよい。位置調整部６２は、３次元診断装置１８による患部の位置の検出に際して被検者８に付された、検出に係る位置座標に対応する目印に基づいて、被検者固定載置部２２が移乗された上面板１６ａにおける３つの軸それぞれの方向に関する位置を、位置調整機構３４により変化させることで、３次元診断装置１８により検出された被検者８における前記患部の位置と、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置とを整合させる。

位置調整部６２は、中性子線照射装置１４における水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示されるべき位置７６ａ、７６ｂ、７８に付された目印に基づいて、中性子線照射装置１４による実際の治療に際して、水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示される位置が、目印の付された位置と合致するように位置調整を行う。具体的には、前記水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び前記垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示される位置と、前記目印の付された位置との誤差が、規定の許容範囲内に収まるように、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６、及び第２角度調整機構３８の少なくとも１つにより調整を行う。すなわち、照射台１６における前記３つの軸の方向に対応する座標系に対する、３次元診断装置１８による前記３次元画像の撮像基準点の誤差が、規定の許容範囲内に収まるように調整を行う。位置調整部６２による調整は、好適には、施術者が前記水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び前記垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示される位置と、前記目印の付された位置とのずれを視覚的に確認しつつ人的な操作により行われるものであるが、撮像装置により被検者８の体を撮影し、撮影された画像における前記目印が付された位置とレーザ光の照射位置とが合致するように自動的に調整を行うものであってもよい。

以下、治療用システム１０による具体的な治療の一例を詳細に説明する。治療用システム１０による治療では、先ず、３次元診断装置１８により被検者８の体内の３次元画像が撮影され、その３次元画像に基づいて治療計画が立てられる。３次元診断装置１８による診断では、先ず、３次元診断装置１８における寝台２８に被検者固定載置部２２が載置される。次に、その被検者固定載置部２２の上に被検者８が仰臥させられると共に、専用の固定具にて被検者固定載置部２２に固定される。次に、水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６により、被検者８の体に対して３次元診断装置１８の撮影開始位置（例えば、ＣＴ原点）が表示され、その表示された位置７２ａ、７２ｂ、７４に目印（マーキング）が付される。次に、３次元診断装置１８により撮影された３次元画像から患部（例えば、腫瘍）の輪郭が抽出され、その患部の中心座標及び中性子線照射角度等の、治療に係る中性子線の位置が決定される。次に、決定された中性子線の位置に対応して、制御部６０により、水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ及び垂直方向レーザ６６の位置が変化させられる。これにより、被検者８の体表面における中性子線入射位置及び照射軸に直交する左右側面から見た腫瘍中心位置７２ａ、７２ｂ、７４（すなわち、中性子線照射装置１４による治療に際しての位置７６ａ、７６ｂ、７８）が表示される。この３箇所に、新たに目印（マーキング）が付される。次に、３次元診断装置１８による診断に係る、被検者固定載置部２２上における患部の中心（例えば、腫瘍中心）の位置座標（例えば、ｘｙｚ座標）及び被検者８の姿勢に関する情報（例えば、ピッチング角及びローテーション角に相当する情報）が、制御部６０（照射台１６の制御システム）に対して出力される。制御部６０では、この被検者固定載置部２２上における患部の中心の位置座標及び被検者８の姿勢に関する情報が不揮発メモリ６０４（図１４参照）に記憶される。

３次元診断装置１８による診断に続いて、被検者８が載置され且つ固定された被検者固定載置部２２が、その被検者８が固定された状態のまま、３次元診断装置１８から照射台１６の上面板１６ａへ搬送装置２０により搬送され、移乗させられる。先ず、３次元診断装置１８における寝台２８のｙ軸方向及びｚ軸方向の位置が、スライド機構３０及び昇降機構３２により移乗用の位置に移動させられる。次に、搬送装置２０が移動させられ、フォーク状の保持部５２が、被検者固定載置部２２における溝部５０と寝台２８との隙間に挿し込まれる。次に、昇降機構３２により寝台２８がｚ軸方向に下降させられ、被検者固定載置部２２が搬送装置２０の保持部５２により保持された状態とされる。次に、被検者固定載置部２２を載置した状態で搬送装置２０が、中性子線照射装置１４が設置された室１２へ移動させられる。次に、制御部６０にて、３次元診断装置１８による診断において出力された座標値、及び上面板１６ａに対する被検者固定載置部２２のｙ軸方向のオフセット位置が確認される。次に、確認されたオフセット位置に対応して、保持部５２により保持された被検者固定載置部２２が、上面板１６ａの上方に位置させられる。次に、位置調整機構３４により、上面板１６ａがｚ軸方向に上昇させられる。これにより、被検者固定載置部２２が上面板１６ａ上に載置され、突出部４８と溝部５０とが前記オフセット位置において嵌合した状態とされる。次に、搬送装置２０が移動させられ、フォーク状の保持部５２が被検者固定載置部２２の下方から引き抜かれた後、室１２外へ退出（退避）させられる。

搬送装置２０による被検者固定載置部２２の上面板１６ａへの移乗に続いて、被検者８の体に付された目印（マーキング）と、前記水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０による表示位置とに基づいて、中性子線照射装置１４による中性子線の照射に係る位置合わせが行われる。図１０は、この位置合わせの様子を概略的に示す図である。先ず、３次元診断装置１８による撮影に係る撮像基準点（例えば、ＣＴ原点）が、前記水平方向レーザ６８ａ、６８ｂの表示位置を結ぶ直線と、その直線に垂直な直線であって前記垂直方向レーザ７０の表示位置を通る直線との交点（以下、レーザポインタ交点という）に合致するように、位置調整機構３４等により上面板１６ａが移動させられる。次に、撮像基準点に対応して付された目印（マーキング）と、水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び垂直方向レーザ７０による表示位置との照合が行われ、位置がずれている場合には、位置調整部６２による例えば人的な操作により位置調整が行われる。次に、３次元診断装置１８による診断において出力された被検者８の姿勢に関する情報に基づいて、第１角度調整機構３６及び第２角度調整機構３８により、中性子線の照射口１４ｏに対する上面板１６ａのピッチング角及びローリング角が変更される。以上の位置調整により、制御部６０に出力されたデータ上における前記患部の中心位置が、前記レーザポインタ交点に合致するように上面板１６ａが移動させられる。次に、前記水平方向レーザ６８ａ、６８ｂ及び前記垂直方向レーザ７０により被検者８の体に表示される位置と、前記患部に対応して被検者８の体に付された目印（マーキング）の位置との照合が行われ、位置がずれている場合には、施術者がハンディターミナル６０５を操作して、位置調整部６２による位置調整が行われる。すなわち、目印の付された位置との誤差が、規定の許容範囲内に収まるように、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６、及び第２角度調整機構３８の少なくとも１つにより調整が行われる。好適には、この位置調整に係るピッチング角及びローリング角の中心（回転中心）は、レーザポインタ交点とされる。

中性子線照射装置１４による中性子線の照射に係る位置合わせに続いて、その中性子線照射装置１４による中性子線の照射すなわちホウ素中性子捕捉療法が行われる。先ず、施術者がハンディターミナル６０５を操作すると、位置調整部６２による制御により上面板１６ａがｚ軸方向に上昇し、被検者８の患部が中性子線の照射口１４ｏに対して可及的に接近する。次に、制御部６０におけるハンディターミナル６０５が取り外され、そのハンディターミナル６０５と共に施術者が室１２外へ退出（退避）する。次に、中性子線照射装置１４により被検者８の患部に対して中性子線の照射が行われる。次に、搬送装置２０が室１２内へ移動させられ、第１角度調整機構３６及び第２角度調整機構３８等により、上面板１６ａが水平に戻される。次に、被検者固定載置部２２の下方にフォーク状の保持部５２が挿し込まれる位置に搬送装置２０が移動させられ、位置調整機構３４により上面板１６ａがｚ軸方向に下降させられる。これにより、被検者固定載置部２２が搬送装置２０の保持部５２により保持された状態とされる。そして、被検者８が固定された被検者固定載置部２２が、室１２の外へ搬送される。

以下、中性子線照射装置１４による中性子線の照射に係る位置合わせ制御のアルゴリズムについて、（１）式〜（１３）式等を参照しつつ詳しく説明する。以下の説明は、あくまで好適な制御の一例を示すものであり、他のアルゴリズムによって同様の位置合わせ制御が実現されるものでもよい。先ず、治療計画として、被検者固定載置部２２上におけるＣＴ原点及び腫瘍中心（患部中心）のｘｙｚ座標と、治療姿勢に係る情報とが与えられる。例えば、ＣＴ原点の座標として（Ｘct, Ｙct, Ｚct）、腫瘍中心の座標として（Ｘiso, Ｙiso, Ｚiso）、ピッチング角としてＰ0、ローリング角としてＲ0、及びｙ軸オフセット量として３００×Ｓ等の情報が与えられる。

次に、被検者固定載置部２２に係る座標系（以下、天板座標系という）から、照射台１６に係る座標系（以下、照射台座標系）への変換が行われる。照射台座標系から見た天板座標系の原点は、例えば（−２００, ３００×Ｓ−８５０, １８７．７５）である。従って、原点の平行移動を次の（１）式で、座標の定義が異なるために変換することを目的としたｘ軸まわりの９０°回転を次の（２）式でそれぞれ定義すると、天板座標系におけるＣＴ原点Ｍは、照射台座標系において次の（３）式のように表される。

次に、ＣＴ原点に対応する位置への上面板１６ａの移動について考える。中性子線照射装置１４による中性子線の照射時における上面板１６ａの床面からの高さを１２００ｍｍとすると、照射台座標系から見たレーザポインタ交点Ｌは、例えば（０, ５００, ５２１）である。このＬを次の（４）式のように定義すると、ＣＴ原点Ｍをレーザポインタ交点Ｌへ合致させるように平行移動させる際のｘｙｚ軸制御目標値は、Ｌ−Ｍと表される。ＣＴ原点に対応する位置への上面板１６ａの移動では、位置調整機構３４により、その上面板１６ａにおける各軸に関する位置が、この値に対応する位置に移動させられる。

次に、ＣＴ原点に対応する位置への上面板１６ａの手動による位置調整について考える。上面板１６ａにおけるローテーション角調整軸４６（以下、Ｒ軸という）の回転中心は、例えば原点と同じ高さとされる。上面板１６ａにおけるピッチング角調整軸４４（以下、Ｐ軸という）の回転中心は、例えば原点から１１８ｍｍ鉛直上方とされている。ここで、Ｃ＝（０, ０, １１８）とし、照射台座標における各軸に係る移動を同次変換行列として次のように定義する。すなわち、平行移動を次の（５）式で、Ｒ軸回転を次の（６）式で、Ｐ軸回転を次の（７）式で、それぞれ定義すると、ＣＴ原点の手動調整にて（Ｘ1, Ｙ1, Ｚ1, Ｐ1, Ｒ1）の補正を実施した後のＣＴ原点Ｍaは、次の（８）式で表される。ここで、ＣＴ原点の計画位置からのｘｙｚ座標の誤差（Ｍa−Ｍ）及び角度の誤差Ｐ１、Ｒ１は、主に天板座標系のパターン認識や、被検者固定載置部２２と上面板１６ａとの嵌合精度（突出部４８と溝部５０との嵌合に係る精度）の誤差として解釈できる。

次に、腫瘍中心に対応する位置への上面板１６ａの移動について考える。制御軸原点位置が（０, ０, ０, ０, ０）である場合の計画位置としての腫瘍中心Ｎは、ＣＴ原点Ｍと同様に、次の（９）式で表される。手動調整により、ＣＴ原点について（Ｘ1, Ｙ1, Ｚ1, Ｐ1, Ｒ1）の移動を行った結果として、実際の腫瘍中心が指示データ上の座標Ｎに位置することになる場合、この腫瘍中心に対応する座標Ｎを照射台原位置のときの座標に一旦戻すと、その腫瘍中心の座標Ｎaは次の（１０）式で表される。次に、この腫瘍中心Ｎaをレーザポインタ交点Ｌへ合わせるときの姿勢、すなわちピッチング角Ｐ0＋Ｐ1、ローテーション角Ｒ0＋Ｒ1へ回転させた座標Ｎbは、次の（１１）式で表される。Ｐ軸及びＲ軸に係る回転後の腫瘍中心Ｎbをレーザポインタ交点Ｌへ平行移動する際のｘｙｚ軸制御目標値は、Ｌ−Ｎbとなる。

次に、腫瘍中心に対応する位置への上面板１６ａの手動による位置調整について考える。手動調整により、腫瘍中心の座標について（Ｘ2, Ｙ2, Ｚ2, Ｐ2, Ｒ2）の補正を行った場合、手動調整後の腫瘍中心Ｎcは、次の（１２）式で表される。ここで、腫瘍中心のｘｙｚ座標の誤差（Ｎc−Ｎb）及び角度の誤差Ｐ2、Ｒ2は、主にＰ軸及びＲ軸の姿勢変更に対する被検者８の体位のぶれや、上面板１６ａのたわみ等による誤差と解釈できる。

以上のようにして算出される位置への上面板１６ａの移動では、先ず、位置調整機構３４により、上面板１６ａがｚ軸方向に上昇させられる。このｚ軸方向の上昇に係る制御目標値は、被検者８の体を中性子線の照射口１４ｏに可及的に接近させつつ、被検者８の体が中性子線の照射口１４ｏに接触しない高さとする必要がある。具体的には、中性子線の照射口１４ｏが床面から１５００ｍｍ、照射台座標でｚ＝８２１ｍｍである場合、（ａ）腫瘍中心Ｎcが中性子線の照射口１４ｏから１００ｍｍ下方となる位置、（ｂ）被検者固定載置部２２における四隅の最高点が中性子線の照射口１４ｏから２００ｍｍ下方となる位置の、何れか低い方が制御目標値として設定される。好適には、前記腫瘍中心Ｎcは、そのｚ軸成分により規制される。例えば、ｚ軸制御目標値Ｚmaxが、７２１からＮcのｚ成分を引いた値よりも小さくなるように、すなわちＺmax＜７２１−（Ｎcのｚ成分）となるように規制される。前記腫瘍中心Ｎcは、被検者固定載置部２２における四隅の最高点により規制される。例えば、原位置のときの四隅の座標Ａは（±２３０, ±１０００＋３００×Ｓ, ２８１）であり、Ｐ角及びＲ角回転後の座標Ａaは、次の（１３）式で表される。ｚ軸制御目標値Ｚmaxが、６２１から４つのＡaのｚ成分のうち最高点に相当する値よりも小さくなるように、すなわちＺmax＜６２１−（４つのＡaのｚ成分のうち最高点）となるように規制される。

上記のようにして位置調整機構３４による上面板１６ａの移動が行われた後、位置調整部６２により、上面板１６ａの手動による位置調整が行われ、中性子線の照射口１４ｏに対する上面板１６ａの位置及び被検者固定載置部２２に固定された被検者８の姿勢が最終決定される。例えば、施術者の手動操作により、被検者８の体が中性子線の照射口１４ｏに可及的に接近する位置まで上面板１６ａが上昇させられる。更に、前記３つの軸方向、Ｐ軸及びＲ軸まわりの回転方向の位置調整が行われ、被検者固定載置部２２に固定された被検者８の姿勢が最終決定される。この手動調整にて（Ｘ3, Ｙ3, Ｚ3, Ｐ3, Ｒ3）の補正が実行される。

以上の制御において、好適には、制御部６０に備えられた記憶部に、制御に係る情報がログとして記憶される。例えば、所定の記憶媒体に読み込まれたデータ、ＣＴ原点の手動調整値（Ｘ1, Ｙ1, Ｚ1, Ｐ1, Ｒ1）、腫瘍中心の手動調整値（Ｘ2, Ｙ2, Ｚ2, Ｐ2, Ｒ2）、最終調整値（Ｘ3, Ｙ3, Ｚ3, Ｐ3, Ｒ3）、及び位置決め手順の各ステップを実行した日時等の情報が記憶される。

図１１は、上面板１６ａの位置調整に係る各部の移動速度を、図１２は、上面板１６ａの位置調整に係る各部のパルス数を、それぞれ例示する図である。図１３は、上面板１６ａの位置調整において、ｙｚ軸方向に係るステップ量が一定である場合のｚ軸座標及びｚ軸方向の速度を例示する図である。図１３に示すように、ｚ軸方向の移動では、可動範囲の上方と下方とで、上記実施の形態の照射台１６の装置寸法では、ｙｚ軸の動きに対応する昇降速度が、同一のモータ回転速度でも、約４倍程度異なる。ｚ軸移動の際の第１ＹＺ軸モータ６２４と第２ＹＺ軸モータ６２６の動かし方の比（回転量の比）は一定となる。この比はｙｚ軸移動用アーム４０の構造、寸法に依存する。 ｚ軸方向の高さによらずｙｚ軸の速度を一定とする場合、被検者８の体がレーザポインタ交点付近となる高さ（例えば、ｚ＝２００ｍｍ）で、他の軸に近い速度となるようにパルス数が設定される。ｚ軸方向の移動に関しては、ｙｚ1、ｙｚ2のパルス数設定が整数となるような１：αの比率で設定すると、積算誤差によるｙ軸移動量が小さい。例えば、ｙｚ1：ｙｚ2＝３７：２３７が最適な比である。上面板１６ａと搬送装置２０との移乗における自動昇降動作においては、比較的低速でのｚ軸方向の移動が求められるため、それ以外の位置調整に係るｚ軸方向の移動速度の１／３程度の速度とされる。このようにして、上面板１６ａの位置調整に係る各部の移動速度及びパルス数として、図１１及び図１２に示すような値が好適な値として設定される。

次に、図２３を参照して、ｙｚ軸移動用アーム４０を構成する第１ＹＺ軸アーム４１と、第２ＹＺ軸アーム４３の制御方法について説明する。図２３では、各アームを簡略化して線図で示している。図２３に示すように、第１ＹＺ軸アーム４１と、第２ＹＺ軸アーム４３とを、各々、ｑ：ｐの比で分割した分割点４０ａで連結し、第１ＹＺ軸モータ６２４が第１ＹＺ軸アーム４１を制御し、第２ＹＺ軸モータ６２６が第２ＹＺ軸アーム４３を制御する。基本動作として、第１ＹＺ軸アーム４１の上端部の点４１ｂ（ｘ４，ｈ）と第２ＹＺ軸アーム４３ｂの上端部の点４３ｂ（ｘ３，ｈ）との上に積載される上部構造部の中心位置を変更せずに、高さすなわちｈを上昇、下降する方法を説明する。

まず三角形の相似則より、

次に、各アームの下端部の点４１ａ（ｘ１，０）と点４３ａ（ｘ２，０）との中点と、上部二つの点の中点は、ｘ方向座標は一致することから、

式Ａと式Ｂを連立させて、ｘ３、ｘ４について解くと、

上部構造の中心を変えずに上昇・下降するというのは、装置構造上、ｘ３を変えずにｈを動かすということになる。従って、第１ＹＺ軸モータ６２４、第２ＹＺ軸モータ６２６による移動量を夫々Δ１、Δ２とすると、ｘ３の分子が恒等的に“０”と置く恒等式となるので、

上式のように、Δ１、Δ２を常に上式の比率で動かすことに、上部構造の中心位置を同一に保つことができる。

次に、高さ移動スピードの制御について説明する。図２３に示す第１ＹＺ軸アーム４１と第２ＹＺ軸アーム４３との分割点４０ａ、点４１ａ及び点４３ａが形成する下部三角形４０ｂに、ピタゴラスの定理を当てはめると、

以上の計算により、Ｌによって大幅にスピードが変化することが分かる。またそのスピードの変化は、ｘ１、ｘ２の位置ではなく、ｘ１とｘ２間の距離で決定する。

本実施の形態によれば、被検者８を載置した状態で固定する被検者固定載置部２２と、被検者８における患部の位置を検出する３次元診断装置１８と、中性子線照射装置１４に対して位置決めされる上面板１６ａと、相互に直交する３つの軸それぞれの方向に関して、中性子線照射装置１４の中性子線の照射口１４ｏに対する上面板１６ａの位置を変化させる位置調整機構３４と、被検者固定載置部２２が移乗された上面板１６ａにおける前記３つの軸それぞれの方向に関する位置を、位置調整機構３４により変化させることで、３次元診断装置１８により検出された被検者８における前記患部の位置と、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置とを整合させ、且つ前記患部を中性子線の照射口１４ｏに対して可及的に接近させる制御部６０とを、備えたものであることから、ホウ素中性子捕捉療法に特有の要請を十分に満たすことができる。すなわち、ホウ素中性子捕捉療法に際して十分な精度で位置決めを行うホウ素中性子捕捉療法用システム１０を提供することができる。

被検者８が載置され且つ固定された被検者固定載置部２２を、３次元診断装置１８と上面板１６ａとの間で移乗させる移乗装置としての搬送装置２０を備えたものであるため、ホウ素中性子捕捉療法に際して簡便な移乗を実現すると共に十分な精度で位置決めを行うことができる。

３次元診断装置１８による前記患部の位置の検出に際して、被検者固定載置部２２に載置され且つ固定された被検者８に付された、前記検出に係る位置座標に対応する目印に基づいて、被検者固定載置部２２が移乗された上面板１６ａにおける前記３つの軸それぞれの方向に関する位置を、位置調整機構３４により変化させることで、３次元診断装置１８により検出された被検者８における前記患部の位置と、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置とを整合させる位置調整部６２を備えたものであるため、ホウ素中性子捕捉療法に際して簡便且つ十分な精度で位置決めを行うことができる。

前記３つの軸のうち何れか１つの軸と平行である軸を中心として、中性子線の照射方向に対する上面板１６ａの角度を変化させる第１角度調整機構３６と、前記３つの軸のうち前記１つの軸とは異なる何れか１つの軸と平行である軸を中心として、中性子線の照射方向に対する上面板１６ａの角度を変化させる第２角度調整機構３８とを、備えたものであるため、より簡便且つ高い精度でホウ素中性子捕捉療法に係る位置決めを行うことができる。

被検者固定載置部２２及び上面板１６ａは、被検者固定載置部２２が上面板１６ａに移乗させられた際に相互に対面させられる部分に、相互に嵌合させられる嵌合構造としての突出部４８及び溝部５０を備えたものであるため、上面板１６ａに対する被検者固定載置部２２の位置を簡便且つ高い精度で定めることができる。

３次元診断装置１８は、被検者８の体内の画像を撮影する装置であり、前記目印の素材には、３次元診断装置１８により撮影された前記画像において、被検者固定載置部２２の主要素材と前記目印とが十分に区別される素材が用いられるものであるため、簡便且つ実用的な態様でホウ素中性子捕捉療法に係る位置決めを行うことができる。

前記移乗装置として、被検者固定載置部２２を載置した状態で搬送する搬送装置２０を備え、その搬送装置２０は、被検者固定載置部２２を保持し、且つその被検者固定載置部２２を３次元診断装置１８又は上面板１６ａに移乗させた後に引き抜くことができる保持部５２を備え、搬送装置２０に設けられた昇降機構、３次元診断装置１８に設けられた昇降機構３２、又は位置調整機構３４を用いて、被検者８が固定された被検者固定載置部２２を、搬送装置２０と３次元診断装置１８又は上面板１６ａとの間で移乗させるものであるため、被検者８が固定された被検者固定載置部２２を、簡便且つ実用的な態様で、搬送装置２０と３次元診断装置１８又は上面板１６ａとの間で移乗させることができる。

中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置に対して、３次元診断装置１８により検出された被検者８における前記患部の位置が必要十分に整合していることを確認するための表示を行う位置表示部としての水平方向レーザ６４ａ、６４ｂ、垂直方向レーザ６６等と、その位置表示部による表示に基づいて、中性子線照射装置１４から照射される中性子線の位置に対する、３次元診断装置１８により検出された被検者８における前記患部の位置の誤差が、規定の許容範囲内に収まるように、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６、及び第２角度調整機構３８の少なくとも１つにより調整を行う位置調整部６２とを備えたものであるため、簡便且つ実用的な態様でホウ素中性子捕捉療法に係る位置決めを行うことができる。

位置表示部は、３つの軸の方向に対応する座標系に対して、３次元診断装置１８による前記画像の撮像基準点が必要十分に整合していることを確認するための表示を行うものであり、位置調整部６２は、前記位置表示部による表示に基づいて、上面板１６ａにおける前記３つの軸の方向に対応する座標系に対する、３次元診断装置１８による前記画像の撮像基準点の誤差が、規定の許容範囲内に収まるように調整を行うものであるため、簡便且つ実用的な態様でホウ素中性子捕捉療法に係る位置決めを行うことができる。

上面板１６ａは、中性子線照射装置１４から照射される中性子線により放射化された場合において、１時間あたりの従事者の被曝が最大でも２０ｍＳｖ以下の材料から構成されたものであるため、上面板１６ａの材料として、中性子線により放射化し難い、或いは放射化したとしてもその放射化を十分小さな値に抑制できる材料を用いることで、被検者８及び医療従事者の被曝を可及的に抑制することができる。

＜衝突回避処理＞
次に、照射口１４ｏに被検者８の体が誤接触することを防止する衝突回避処理について説明する。この衝突回避処理は、ＣＰＵ６０１がシミュレーションにより、被検者８の体の表面の輪郭の３次元データの軌跡の可動範囲を求めて、上面板１６ａの動作を変更するソフトウェアリミット処理を行うものである。即ち、衝突回避処理は、被検者固定載置部２２に固定された被検者８の体の輪郭の形状を３次元的に計測し、照射台１６の動作に伴う被検者８の体の輪郭の空間的位置を推定して、衝突回避処理を行う。予め被検者８の体表面が上面板１６ａからどのくらいの高さであるかという情報を得られれば、上面板１６ａがｚ軸方向に上昇する際に、治療部位直上に存在する中性子線の照射口１４ｏへの被検者８の体表面の誤接触による受傷を未然に防ぐように、上面板１６ａの可動範囲を制限することができる。被検者８の体表面の輪郭３次元データの取得手段として、図１５に示すように、複数の光学式のカメラ１〜５からの画像によって被検者８の全身の体表面の輪郭の３次元データを取得する。一例としては、アルミフレーム製カメラ架台６の上部にカメラ１〜５を設ける。一例として、床から２．５ｍの高さに円弧上に配置した５台のカメラ１〜５が設置されている。カメラ１〜５の一例としては、デジタル式一眼レフカメラを用いることができる。この衝突回避処理では、被検者固定載置部２２に固定された被検者８を複数の角度から撮影した画像をステレオカメラの原理で３次元再構成することで被検者８の体表面の輪郭を求める。

＜被検者８と被検者固定載置部２２の撮影＞
次に、図１６のフローチャートを参照して、被検者８の輪郭データの作成処理について説明する。初めに、制御部６０のＣＰＵ６０１がＲＯＭ６０２に記憶されたカメラ制御ソフトウエアを読み出し、カメラ１〜５を制御して、被検者８の載った搬送装置２０の位置を頭足方向に移動させながら７回撮影し、合計３５枚の高精細画像を取得する（Ｓ１）。

＜被検者８の全身の３次元再構成データの作成＞
Ｓ１の処理で撮影した３５枚の高精細画像を３次元再構成することにより被検者８の全身の３次元データを作成する（Ｓ２）。具体的には、制御部６０のＣＰＵ６０１がＲＯＭ６０２に記憶された画像解析ソフトウエアを読み出し、Ｓ１の処理で取得された３５枚の高精細画像に基づいて、画像解析ソフトウエアによる輪郭形状の３次元再構成による３次元データの作成を行う（Ｓ２）。画像解析ソフトウエアの一例としては、Ａｇｉｓｏｆｔ社のＰｈｏｔｏｓｃａｎ（商標）である。Ｐｈｏｔｏｓｃａｎ（商標）から出力される被検者８の３次元データは、ｐｌｙ形式というＲＧＢ色情報付きの３次元点群データである。

＜被検者固定載置部２２の基準点の交点の検出＞
（被検者固定載置部２２の基準点の定義）
図１７に示す被検者固定載置部２２のＹ方向の両端部には、取手部２２ｂ及び取手部２２ｃが各々設けられている。取手部２２ｂの上面には、図１８及び図１９に示す平面視長方形の基準板２３が設けられている。取手部２２ｃの上面にも、平面視長方形の基準板２５が設けられている。基準板２３は、白黒チェッカー模様になっており、白黒チェッカー模様の交点が基準点２３ａとなっている。鎖線の円２３ｂが示す範囲（図１８及び図１９参照）が、交点の存在する想定範囲である。基準板２５も、白黒チェッカー模様になっており、白黒チェッカー模様の交点が基準点２５ａとなっている。Ｓ３の処理では、基準点２３ａ及び基準点２５ａは、被検者固定載置部２２の座標系の基準点として検出される（Ｓ３）。

制御部６０のＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２に記憶された画像認識ソフトウエアを読み出し、被検者固定載置部２２の基準点２３ａ及び基準点２５ａの検出を行う（Ｓ３）。一例として、以下のように処理される。基準点２３ａ及び基準点２５ａのピッチは１９１５ｍｍである。Ｐｈｏｔｏｓｃａｎ（商標）のｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ機能を用いて、あらかじめ複数のカメラの位置座標情報を画像解析ソフトウエアに設定しておき、その位置座標情報を基準にして再構成される被検者８の輪郭データの座標系内では±２０ｍｍ程度の精度でいつも安定して基準点２３ａを捉えられているものと仮定する。基準点２３ａがＸ，Ｙ座標（０，０）となるようにｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ機能が設定される。この仮定のもとで、被検者８の輪郭データ上での基準点はいつも次のＸ，Ｙ座標の範囲に入っている。
基準点２３ａ：（−２０，−２０）＜（Ｘ，Ｙ）＜（＋２０，＋２０）
基準点２５ａ：（−２０，＋１９３５）＜（Ｘ，Ｙ）＜（＋２０，＋１８９５）

（ＲＧＢ色情報のグレイスケール化）
次いで、ＣＰＵ６０１は、基準板２３及び基準板２５のチェッカー模様の白黒のコントラストをグレイスケール尺度で判定するため、ＲＢＧ値の単純平均をとる。
Ｇｒｅｙ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３
従って、被検者８の輪郭データの各点群は（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｇｒｅｙ）という値の組となる。

（基準点２３ａのＹ方向のエッジ検出）
次いで、ＣＰＵ６０１は、被検者８の輪郭データより、図１８に示す範囲［ａｙ１］に入っている点のみを抽出する。範囲［ａｙ１］の大きさおよび位置は、基準板２３の位置が±２０ｍｍずれても範囲［ａｙ１］内にＹ方向のエッジが入るようにＸ方向寸法は４０ｍｍ以上が必要がある。また、範囲［ａｙ１］内にＹ方向のエッジ以外の余計な画像が入らないように、基準板２３の外形および基準点２３ａから２０ｍｍ以上の距離を控えて配置する必要がある。この実施の形態において範囲[ａｙ１]は次に示す座標領域に定義することが好適である。
［ａｙ１］:（−２００，−２５）＜（Ｘ，Ｙ）＜（−２０，＋２５）
次いで、ＣＰＵ６０１は、輪郭データから抽出した点群データ［ａｙ１］をＹ座標値について昇順ソートを行う。
ＣＰＵ６０１は、データ順に符号ｉを振る。（ｉ＝１，２，…ｎ）
ＣＰＵ６０１は、データ列の１番目からｉ番目までのＧｒｅｙ値の平均値Ｗｈｉｔｅを計算する。
ＣＰＵ６０１は、おなじくｉ＋１番目からｎ番目までのＧｒｅｙ値の平均値Ｂｌａｃｋを計算する。
ＣＰＵ６０１は、ｉを１〜ｎ−１まで変化させたとき、ＷｈｉｔｅとＢｌａｃｋの差が最も大きくなるようなｉ番目の点に黒から白へのエッジがあるものと判定する。そのようなｋ番目の点のＹ座標値をエッジのＹ座標ａＹ１として採用する。
ＣＰＵ６０１は、同様に、図１８に示す範囲［ａｙ２］についても白から黒へのエッジを判定し、エッジのＹ座標ａＹ２として採用する。
ＣＰＵ６０１は、基準点２３ａのＹ座標は検出した２つのエッジの平均値とする。
ａＹ＝（ａＹ１＋ａＹ２）／２

（基準点２３ａのＸ方向のエッジ検出）
ＣＰＵ６０１は、被検者８の輪郭データより、図１９に示す範囲［ａｘ１］に入っている点のみを抽出する。範囲［ａｘ１］大きさおよび位置は、範囲［ａｙ１］、［ａｙ２］と同様の考え方で、基準板２３の位置が±２０ｍｍずれても範囲［ａｘ１］内にＸ方向のエッジのみが捉えられるように定義する。
［ａｘ１］：（−３０，−２７．５）＜（Ｘ，Ｙ）＜（＋３０，−２０） ＣＰＵ６０１は、抽出した点群データ［ａｘ１］をＸ座標値について昇順にソートする。
ＣＰＵ６０１は、Ｙ座標と同様にＸ座標方向についても、２つの領域［ａｘ１］，［ａｘ２］のエッジのＸ座標ａＸ１，ａＸ２を検出する。
ＣＰＵ６０１は、基準点２３ａのＸ座標は検出した２つのエッジの平均値とする。ａＸ＝（ａＸ１＋ａＸ２）／２

（基準点２３ａのＺ座標の検出）
基準点２３ａのＺ座標は、白地、黒地で高さが微妙に異なって出力される傾向があるため、白黒それぞれの割合を同じにした領域のＺ座標の平均値で求める必要がある。
次の領域［ａｚ］の点群のＺ座標の平均値を基準点ａのＺ座標ａＺとする。
［ａｚ］：（ａＸ−２０，ａＹ−２０）＜（Ｘ，Ｙ）＜（ａＸ＋２０，ａＹ＋２０）
ａＺ＝Ａｖｅｒａｇｅ（［ａｚ］のＺ座標）

（基準点２５ａの座標検出）
ＣＰＵ６０１は、基準板２５の基準点２５ａについても基準点２３ａと同様の手法でＸ，Ｙ，Ｚ座標値を検出する。

＜照射台座標系への座標変換＞
ＣＰＵ６０１は、被検者８の輪郭データの全ての点を照射台座標系に照合するため、基準点２３ａ＝（０，−９５７．５，＋２８１），基準点２５ａ＝（０，＋９５７．５，２８１）となるように回転・平行移動・拡大縮小を含めた座標変換を行う（Ｓ４）。以下に詳細を説明する。

（照射台座標系の定義）
照射台座標系の一例を次のように定義する。
・Ｘ軸、Ｙ軸の原点は被検者固定載置部２２の中央
・Ｚ軸の原点は、Ｘ軸及びＹ軸の原点から１８７．７５ｍｍ下方
（床から６７９ｍｍ上方、被検者固定載置部２２の取手部２２ｂ及び取手部２２ｃの上面から２８１ｍｍ下方）
・ピッチング角の回転中心はＸ軸及びＹ軸の原点から１１８ｍｍ上方
・ローリング角の回転中心はＸ軸及びＹ軸の原点と同じ

（検出された２つの基準点の距離によるスケール変換）
図１７に示す基準点２３ａ及び基準点２５ａは、設計値としてはＹ軸方向に１９１５ｍｍ離れている。被検者８の輪郭の元データにおいて検出された基準点２３ａの座標値をａ＝（ａＸ，ａＹ，ａＺ）、基準点２５ａの座標値をｂ＝（ｂＸ，ｂＹ，ｂＺ）とする。ＣＰＵ６０１は、基準点２３ａ及び基準点２５ａの距離｜ｂ−ａ｜を算出し、元の座標値に（１９１５／｜ｂ−ａ｜）を掛けることで、被検者８の輪郭データの寸法を実物に合わせる。

（検出した２つの基準点を結ぶ直線をＹ軸ベクトルとする）
ＣＰＵ６０１は、照射台座標系におけるＹ軸の単位ベクトルを、
Ｙ＝（ｂ−ａ）／｜ｂ−ａ｜で算出する。

（２つの基準点付近の平面よりＺ軸の単位ベクトルの算出）
ＣＰＵ６０１は、照射台座標系におけるＺ軸の単位ベクトルは、基準点２３ａ周囲（ａＸ±２００，ａＹ±２５ｍｍ）、基準点２５ａ周囲（ｂＸ±２００，ｂＹ±２５ｍｍ）の点群データより回帰平面を最小二乗法を用いて求める。ただし、Ｚ軸の単位ベクトルＺは上記Ｙ軸の単位ベクトルＹと直交する条件として内積（Ｙ・Ｚ）＝０が追加される。

（二つの単位ベクトルＹ，Ｚと直交するＸ軸の単位ベクトルを算出）
ＣＰＵ６０１は、照射台座標系におけるＸ軸の単位ベクトルを、外積（Ｙ×Ｚ）で算出する。

（輪郭データの照射台座標系への回転）
ＣＰＵ６０１は、上記で求めた照射台座標系の単位ベクトルＸ，Ｙ，Ｚを用いて輪郭データの各点を回転する。変換行列は以下の式により行われる。

上記の式の演算により各輪郭点Ｎが回転操作される。回転後の各輪郭点は（Ｒ^＊Ｎ）と表される。

（輪郭データの照射台座標系原点への平行移動）
ＣＰＵ６０１は、上記回転変換後の基準点２３ａと基準点２５ａの中点（ａ＋ｂ）／２が照射台座標系Ｏ＝（０，０，２８１）に一致するように平行移動する。
平行移動後の各輪郭点は、（Ｒ^＊Ｎ−（ａ＋ｂ）／２＋Ｏ）と表される。
以上の操作によって、Ｐｈｏｔｏｓｃａｎ（商標）から得られた被検者８の輪郭データを照射台座標系に一致させ、衝突回避手段の判定に用いることができる（Ｓ４）。以上の処理により、被検者８の輪郭データ作成処理が行われる。

＜照射口１４ｏの定義＞
図１０に示す照射口１４ｏは、一例として、直径１，４００ｍｍの円筒形状であり、円筒形の底面が床から１，５００ｍｍの高さになるように吊り下げられている。底面に取り付けられている照射口１４ｏの蓋は使用時には照射台の動作範囲外にスイングして退避する。照射台座標系においては、
Ｘ^２＋（Ｙ−５００）^２≦１４００^２
かつ、
Ｚ≧（１５００−６７９）＝８２１
を満たす空間が進入禁止領域となる。実際の自動モード動作時の衝突判定はこの領域から水平方向５０ｍｍ、鉛直方向５０ｍｍの余裕を持たせて、次の条件式を満たす空間が進入禁止領域となる。
Ｘ^２＋（Ｙ−５００）^２≦１４５０^２
かつ
Ｚ≧７７１
上記実施の形態では、照射台座標系におけるＺ原点が床から６７９ｍｍであるので、照射台座標系の高さリミットは８２１ｍｍである。そこから５０ｍｍ余裕をとって７７１ｍｍというのがＺ軸方向の高さのリミットの根拠である。従って、「Ｚ≧７７１」が高さリミットとなる。もし照射台座標系ではなく、単に床からの高さで高さリミットを決めるならば、１５００ｍｍから５０ｍｍを引いて、Ｚ軸の高さのリミットが１４５０ｍｍであるとしてもよい。

＜照射台移動処理＞
次に、図２０に示すフローチャートを参照して、被検者８の位置推定による衝突回避処理を行う照射台移動処理について説明する。制御部６０のＣＰＵ６０１は、自動位置決め動作の目標座標を不揮発メモリ６０４から読み込む（Ｓ１１）。自動位置決め動作の目標座標は、予め不揮発メモリ６０４に記憶されている。ＣＰＵ６０１は、不揮発メモリ６０４から読み込んだ目標座標における被検者８の輪郭の最高点のＺ座標の値が、高さリミット（Ｚ≧７７１）を越えるか判断をする（Ｓ１２）。ＣＰＵ６０１は、目標座標における被検者８の輪郭の最高点のＺ座標の値が、高さリミットを越えると判断した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、被検者８の輪郭の最高点が高さリミットを越えた分だけＺ軸の目標座標値を減じる（Ｓ１３）。

ＣＰＵ６０１は、目標座標における被検者８の輪郭の最高点のＺ座標の値が、高さリミットを越えないと判断した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、上面板１６ａの現在の座標からＳ１１で読み込んだ目標座標までの上面板１６ａの動作（Ｘ軸移動、Ｙ軸移動、Ｚ軸移動、ピッチング角回転、ローリング角回転）を１００等分し、１刻みずつ進めたときの被検者８の輪郭の軌跡を計算する（Ｓ１４）。

被検者８の輪郭の軌跡を計算（Ｓ１４）は、以下のように行われる。
照射台座標系において、被検者８の輪郭データ点群のＮ番目の輪郭点の座標をＮとすると、Ｎは以下の通りである。

照射台の制御座標値が（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｐ，Ｒ）となったときに上記の輪郭点の位置を計算する。Ｐはピッチング回転角、Ｒはローリング回転角を示す。まず、各制御座標値に関するＸ，Ｙ，Ｚ軸平行移動とピッチング回転、ローリング回転についての同時変換行列を次のように定義する。

輪郭点Ｎに（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｐ，Ｒ）の移動を実施した後の輪郭点Ｎ’は、以下のように表される。

即ちＮ’は、以下のように表される。

次いで、ＣＰＵ６０１は、Ｓ１４の処理で求めた全軌跡における被検者８の輪郭の最高到達点が高さリミットを越えるか判断する（Ｓ１６）。ＣＰＵ６０１は、越えないと判断した場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、目標座標に向けて上面板１６ａの動作を実行する（Ｓ１７）。ＣＰＵ６０１は、越えると判断した場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、被検者８の輪郭の最高点が高さリミットを下回るようにＺ軸の駆動速度を減じる（Ｓ１５）。Ｓ１５の処理の一例は、以下の通りである。

ＣＰＵ６０１は、Ｚ軸リミット越え点の中で最もＺ軸の値が大きい点を見つける。
次いで、ＣＰＵ６０１は、Ｚ軸スピードＶｚを、次の式により設定しなおす。
Ｖｚ_ｎｅｗ＝Ｖｚ_ｏｌｄ×（Ｚ軸リミットの値−Ｚ軸出発位置）／（Ｚ軸リミット越えの値−Ｚ軸出発位置）
次いで、ＣＰＵ６０１は、新たに設定したＺ軸スピードＶｚで、Ｚ軸リミット越え点がリミット範囲内に収まることを確認する（Ｓ１６）。もし収まっていない点があった場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、更に上式を用いてＺ軸スピードＶｚを再設定し（Ｓ１５）、それを用いて未確認なＺ軸リミット越え点を確認する（Ｓ１６）。なおＺ軸についてのスピードとは第２ＹＺ軸モータ６２６のスピードであり、よってＺ軸のスピードと合致しないので、この判定は３次元トレースを再度実行する。しかし必ずスピードは遅くなる方へ変更することより、一度判定したＺ軸リミット越え点を再判定する必要はない。Ｓ１７の動作が完了した場合には、処理が終了する。

以上説明したように、本実施の形態では、複数の光学カメラからの画像を３次元再構成することにより被検者８の輪郭の３次元データを容易に得ることができる。また、制御部６０のＣＰＵ６０１は、被検者８の輪郭の３次元データが上面板１６ａの動作によって中性子線の照射口１４ｏなどの禁則エリアに進入しないよう計算して上面板１６ａの可動範囲を制限することができる。従って、照射口１４ｏが被検者８の体に当接する前に、ソフトウエアシュミレーションにより、被検者８の輪郭の３次元データが照射口１４ｏなどの禁則エリアに進入しないよう事前に上面板１６ａの可動範囲を変更できる。よって、被検者８と照射口１４ｏとの接触を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

＜緊急停止処理＞
例えば、前述の実施の形態において、衝突回避処理は、被検者８の体表面輪郭３次元データの軌跡のシミュレーションにより実現していたが、図２１及び図２２に示すように、近接センサの一例である圧力センサ８０を用いて緊急停止処理を行うようにしてもよい。即ち、中性子線の照射口１４ｏへの物理的な接触を検知する圧力センサ８０を用いて、照射口１４ｏと被検者８との接触を検出し、被検者８が受傷する前に上面板１６ａの動作を緊急停止させるようにしてもよい。圧力センサ８０の仕様要件としては、以下の要件が必要である。材料の放射化による二次被曝を低減するため、低原子量の元素で構成される有機材料を主体とする。中性子線による脆化、感度低下、電気的故障などの不具合を避けるため、できるだけ単純な構造とする。上記２要件のリスクのために使い捨てでの運用を想定し、それに見合う製作コストとする。尚、圧力センサ８０の配置は中性子線の照射口１４ｏの近辺の被検者８の体表面上とする。

以上のような要件と満たす圧力センサ８０の一例としては、ポリオレフィン系圧電フィルムセンサを用いても良い。図２１に示すように、圧力センサ８０は、平面視矩形であり、一端部からケーブルが延び、制御部６０に接続可能である。図２２に示す断面図のように、圧力センサ８０の外周面は、絶縁ラミネート８１で覆われており、内部にアノード８２とカソード８３が設けられている。アノード８２とカソード８３との間には、圧力によって分極する高分子材料のフィルム８４を挟んでいる。高分子材料のフィルム８４の一例が、ポリオレフィン系圧電フィルムである。圧力センサ８０は、圧力によって分極する高分子材料のフィルム８４を電極（アノード８２及びカソード８３）となる金属箔で挟んだ極めて単純な構造をしており、センサの寸法や形状の自由度も大きいことが特徴である。この圧力センサ８０の信号出力の特性として、センサ表面にかかる圧力が変化すると、圧縮時にプラス電圧、解放時にマイナス電圧を発生する。この電圧は加わる圧力に変化がなければ、１秒以内の時定数で減衰するため、患者の身体に追従させてどのような形状に貼りつけた場合でも、接触による圧力変化を検知することができる。

上面板１６ａの緊急停止処理として、最新１秒間の電圧の積算値を計算することでノイズに対して安定した接触検知性能が得られた。積算値がある閾値を超えた場合に動作を停止する機能を実装し、動作検証テストにおいて、触れる程度では反応せず、受傷に至るよりは十分に軽い力（約０．５ｋｇ×１ｃｍ^２）で緊急停止処理が作動することが確認できた。以上説明したようにポリオレフィン系圧電フィルムを用いた圧力センサ８０は、材料の放射化による二次被曝を低減でき、単純な構造であることから、中性子線による脆化、感度低下、電気的故障などの不具合を避けることができる。また、材料費も易く、使い捨てでの運用が可能となる。尚、近接センサとしては、圧力センサ８０以外のものを利用してもよい。例えば、高周波発振形のセンサ、超音波センサ、マイクロ波センサ、赤外線センサ、レーザーセンサ、光電センサ、静電容量センサ、磁気センサの少なくとも１つ以上を用いてもよい。この場合には、被検者８の体への接触の直前に照射口１４ｏの接近を検出することができる。

また、上記実施の形態において、制御部６０のＣＰＵ６０１が、位置調整部６２を制御していたが、位置調整部６２にもＣＰＵを設けて、位置調整機構３４、第１角度調整機構３６及び第２角度調整機構３８を制御するようにしてもよい。また、図１６に示す被検者８の輪郭データ作成処理は、制御部６０のＣＰＵ６０１とは、別のコンピュータが行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態において、被検者８は、仰臥の状態で被検者固定載置部２２に載置されるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、被検者８は、横臥や腹臥等の臥位で被検者固定載置部２２に載置延いては固定されるものでもよい。前述の実施の形態において、３次元診断装置１８は、基台２４に対して１方向に移動させられつつ前記３次元画像を撮影する自走式撮像部２６を備えたものであったが、本発明に用いられる３次元診断装置は、必ずしも自走式撮像部を備えたものでなくともよく、被検者８における患部の位置を検出する種々の３次元診断装置が用いられる。前述の実施の形態では特に言及していないが、本発明のホウ素中性子捕捉療法における中性子線としては、特定のエネルギを有する生体に安全な中性子線が好適に用いられる。その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

尚、ＣＰＵ６０１が実行する図２０のフローチャートのＳ１２〜Ｓ１５の処理が、本発明の「衝突回避処理」の一例である。

８：被検者、１０：ホウ素中性子捕捉療法用システム、１２：室、１４：中性子線照射装置、１４ｏ：中性子線照射口、１６：照射台、１８：３次元診断装置、２０：搬送装置（移乗装置）、２２：被検者固定載置部、３４：位置調整機構、３６：第１角度調整機構、３８：第２角度調整機構、４８：突出部（嵌合構造）、５０：溝部（嵌合構造）、５２：保持部、６０：制御部、６２：位置調整部、６４ａ、６４ｂ：水平方向レーザ（位置表示部）、６６：垂直方向レーザ（位置表示部）、６８ａ、６８ｂ：水平方向レーザ（位置表示部）、７０：垂直方向レーザ（位置表示部）、８０：圧力センサ、６０１：ＣＰＵ

Claims (12)

1. 中性子線遮蔽に覆われた室内に中性子線照射装置を備え、該中性子線照射装置により被検者のホウ素化合物が取り込まれた患部に対して中性子線を照射することで治療を行うホウ素中性子捕捉療法用システムであって、
   前記被検者を載置した状態で固定する被検者固定載置部と、
   前記被検者における前記患部の位置を検出する３次元診断装置と、
   前記中性子線照射装置に対して位置決めされる照射台と、
   相互に直交する３つの軸それぞれの方向に関して、前記中性子線照射装置の照射口に対する前記照射台の位置を変化させる位置調整機構と、
   前記被検者固定載置部が移乗された前記照射台における前記３つの軸それぞれの方向に関する位置を、前記位置調整機構により変化させることで、前記３次元診断装置により検出された前記被検者における前記患部の位置と、前記中性子線照射装置から照射される中性子線の位置とを整合させ、且つ前記患部を前記照射口に対して可及的に接近させる制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記照射台の動作によって、前記被検者固定載置部に固定された前記被検者に前記照射口が衝突して傷害を受ける前に前記照射台の動作を変更する衝突回避処理を行うことを特徴とするホウ素中性子捕捉療法用システム。
2. 前記制御部は、前記被検者固定載置部に固定された前記被検者の体の輪郭の形状を３次元的に計測し、前記照射台の動作に伴う前記体の輪郭の空間的位置を推定して、前記衝突回避処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
3. 前記被検者が前記照射口に接触したことを検知する近接センサを備え、
   前記制御部は、前記近接センサの出力により、前記照射台の動作を停止する緊急停止処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
4. 前記近接センサとして、圧力センサ、超音波センサ、マイクロ波センサ、赤外線センサ、レーザーセンサ、光電センサ、静電容量センサ、磁気センサの少なくとも１つ以上を用いること
   を特徴とする請求項３に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
5. 前記近接センサとして、ポリオレフィン系圧電フィルムセンサを用いたことを特徴とする請求項３に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
6. 前記３次元診断装置による前記患部の位置の検出に際して、前記被検者固定載置部に載置され且つ固定された前記被検者に付された、前記検出に係る位置座標に対応する目印に基づいて、前記被検者固定載置部が移乗された前記照射台における前記３つの軸それぞれの方向に関する位置を、前記位置調整機構により変化させることで、前記３次元診断装置により検出された前記被検者における前記患部の位置と、前記中性子線照射装置から照射される中性子線の位置とを整合させる位置調整部を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
7. 前記３つの軸のうち何れか１つの軸と平行である軸を中心として、前記中性子線の照射方向に対する前記照射台の角度を変化させる第１角度調整機構と、
   前記３つの軸のうち前記１つの軸とは異なる何れか１つの軸と平行である軸を中心として、前記中性子線の照射方向に対する前記照射台の角度を変化させる第２角度調整機構と
   を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
8. 前記被検者固定載置部及び前記照射台は、前記被検者固定載置部が前記照射台に移乗させられた際に相互に対面させられる部分に、相互に嵌合させられる嵌合構造を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
9. 前記３次元診断装置は、前記被検者の体内の画像を撮影する装置であり、
   前記目印の素材には、前記３次元診断装置により撮影された前記画像において、前記被検者固定載置部の主要素材と前記目印とが十分に区別される素材が用いられていることを特徴とする請求項６に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
10. 前記被検者が載置され且つ固定された前記被検者固定載置部を、前記３次元診断装置と前記照射台との間で移乗させる移乗装置を備え、
    前記移乗装置として、前記被検者固定載置部を載置した状態で搬送する搬送装置を備え、
    該搬送装置は、
    前記被検者固定載置部を保持し、且つ該被検者固定載置部を前記３次元診断装置又は前記照射台に移乗させた後に引き抜くことができる保持部を備え、
    前記搬送装置に設けられた昇降機構、前記３次元診断装置に設けられた昇降機構、又は前記位置調整機構を用いて、前記被検者が固定された前記被検者固定載置部を、前記搬送装置と前記３次元診断装置又は前記照射台との間で移乗させることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
11. 前記中性子線照射装置から照射される中性子線の位置に対して、前記３次元診断装置により検出された前記被検者における前記患部の位置が必要十分に整合していることを確認するための表示を行う位置表示部と、
    該位置表示部による表示に基づいて、前記中性子線照射装置から照射される中性子線の位置に対する、前記３次元診断装置により検出された前記被検者における前記患部の位置の誤差が、規定の許容範囲内に収まるように、前記位置調整機構、前記第１角度調整機構、及び前記第２角度調整機構の少なくとも１つにより調整を行う位置調整部と
    を備えたことを特徴とする請求項７に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。
12. 前記位置表示部は、前記３つの軸の方向に対応する座標系に対して、前記３次元診断装置による前記画像の撮像基準点が必要十分に整合していることを確認するための表示を行うものであり、
    前記位置調整部は、前記位置表示部による表示に基づいて、前記照射台における前記３つの軸の方向に対応する座標系に対する、前記３次元診断装置による前記画像の撮像基準点の誤差が、規定の許容範囲内に収まるように調整を行うものであることを特徴とする請求項１１に記載のホウ素中性子捕捉療法用システム。

Images