本发明涉及对检查对象的引入了硼化合物的患部或包含患部的广泛区域照射中子射线从而进行治疗的硼中子俘获治疗法用系统。
背景技术
已知担架具备载放检查对象的检查对象载放部；以及搬运该检查对象载放部的搬运装置。上述担架在将载放了检查对象的检查对象载放部利用所述搬运装置进行搬运之后，有时需要将该检查对象载放部从所述搬运装置上移动至其它位置。从而提出了使这样的移动较为方便的技术。例如专利文献1中记载的担架等的载放台的滑动机构即为其中一示例。根据这样的技术，利用搬运装置将载放台移动至床附近之后，利用滑动机构能将该载放台简便地移动至床的中央部。
在专利文献2中，提出了利用中子射线治疗癌症等的硼中子俘获治疗法系统。该硼中子俘获治疗法系统中，照射中子射线的装置与检查对象的身体的相对位置关系涉及治疗部位的决定，因此对该定位要求较高的精度。此外，使中子射线的照射口尽可能靠近作为治疗对象的检查对象的患部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012－105746号公报
专利文献2：日本专利特开2015－231497号公报
技术实现要素：
然而，专利文献2所记载的发明中，由于使中子射线的照射口尽可能靠近检查对象的患部，因此存在需要防止检查对象和照射口的接触的问题。
本发明的目的在于提供一种硼中子俘获治疗法用系统，在进行硼中子俘获治疗法时，能以充分的精度进行定位，并能防止检查对象和照射口的接触。
本发明的第一方式涉及的硼中子俘获治疗法用系统在为屏蔽中子射线而被覆盖的室内具备中子射线照射装置，利用该中子射线照射装置对检查对象的引入了硼化合物的患部照射中子射线从而进行治疗，其特征在于，包括：检查对象固定载放部，该检查对象固定载放部将所述检查对象以载放的状态进行固定；三维诊断装置，该三维诊断装置对所述检查对象的所述患部的位置进行检测；照射台，该照射台相对于所述中子射线照射装置进行定位；位置调整机构，该位置调整机构在相互正交的三个轴各自的方向上，使所述照射台相对于所述中子射线照射装置的照射口的位置变化；以及控制部，该控制部利用所述位置调整机构，使转移了所述检查对象固定载放部的所述照射台的相对于所述三个轴各自的方向的位置变化，从而使利用所述三维诊断装置检测出的所述检查对象的所述患部的位置与从所述中子射线照射装置照射出的中子射线的位置匹配，且使所述患部相对于所述照射口尽可能靠近，所述控制部在通过所述照射台的动作使固定于所述检查对象固定载放部的所述检查对象与所述照射口发生碰撞而受到伤害之前，进行变更所述照射台的动作的碰撞碰撞避免处理。
根据本发明的第一方式，包括：检查对象固定载放部，该检查对象固定载放部将所述检查对象以载放的状态进行固定；三维诊断装置，该三维诊断装置对所述检查对象的所述患部的位置进行检测；照射台，该照射台相对于所述中子射线照射装置进行定位；位置调整机构，该位置调整机构在相互正交的三个轴各自的方向上，使所述照射台相对于所述中子射线照射装置的照射口的位置变化；以及控制部，该控制部利用所述位置调整机构，使转移了所述检查对象固定载放部的所述照射台在所述三个轴各自的方向上的位置变化，从而使利用所述三维诊断装置检测出的所述检查对象的所述患部的位置与从所述中子射线照射装置照射出的中子射线的位置匹配，且使所述患部相对于所述照射口尽可能靠近，因此能充分地满足硼中子俘获治疗法特有的需求。即，能提供一种硼中子俘获治疗法用系统，在进行硼中子俘获治疗法时，能以充分的精度进行定位。另外，控制部能在由于照射台的动作使固定于检查对象固定载放部的检查对象与照射口发生碰撞而受到伤害之前，变更照射台的动作，因此能防止检查对象和照射口的碰撞。
附图说明
图1是概要性表示本发明的优选的实施方式即硼中子俘获治疗法用系统的结构的一例的图。
图2是概要性表示利用图1的治疗用系统中所具备的三维诊断装置检测检查对象的患部的位置的情况的图。
图3是图1的治疗用系统所具备的照射台的详细结构的立体图。
图4是图1的治疗用系统所具备的照射台、搬运装置以及检查对象固定载放部的详细结构的立体图。
图5是图1的治疗用系统所具备的照射台、搬运装置以及检查对象固定载放部的详细结构的立体图。
图6是图1的治疗用系统所具备的照射台、搬运装置以及检查对象固定载放部的详细结构的立体图。
图7是例示了图1的治疗用系统所具备的照射台的位置发生变化的情况的立体图。
图8是表示在图7所示的状态下，使检查对象固定载放部和照射台的嵌合位置错开，相对于y轴方向偏移的情况的图。
图9是例示了利用图2的三维诊断装置所拍摄的三维图像中一个剖面所对应的图像的图。
图10是概要性表示图1的治疗用系统中所具备的中子射线照射装置照射中子射线时的位置匹配的情况的图。
图11是例示了图3的照射台的位置调整涉及的各部分的移动速度的图。
图12是例示了图3的照射台的位置调整涉及的各部分的脉冲数的图。
图13是例示在图3的照射台的位置调整中，yz轴方向涉及的步距量恒定时的z轴坐标以及z轴方向的速度的图。
图14是表示控制部60的电气结构的框图。
图15是表示利用在铝框架制的摄像头架台6上安装的摄像头1～5对检查对象8和检查对象固定载放部22进行照片拍摄的情况的立体图。
图16是检查对象的轮廓数据生成处理的流程图。
图17是检查对象固定载放部22的平面图。
图18是基准板23的平面图。
图19是基准板23的平面图。
图20是照射台移动处理的流程图。
图21是压力传感器80的平面图。
图22是沿着图21的x-x线的压力传感器80的箭头方向剖视图。
图23是说明yz轴移动用臂40的控制的概要图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。以下的说明所使用的附图中，各部分的尺寸比等不一定被正确地描绘。
图1是概要性表示本发明的优选的实施方式即硼中子俘获治疗法用系统10(以下简称为治疗用系统10)的结构的一示例的图。如图1所示，本实施方式的治疗用系统10例如在被中子射线屏蔽墙所覆盖的房间12内包括中子射线照射装置14和照射台16。在房间12外包括三维诊断装置18。包括可在房间12内外进行移动的搬运装置20。治疗用系统10包括被铝框架制的摄像头架台6所支承的摄像头1、摄像头2、摄像头3、摄像头4以及摄像头5。摄像头1～5被用于从上方拍摄固定于后述的检查对象固定载放部22的检查对象8，获取体表面的轮廓三维数据。
治疗用系统10利用中子射线照射装置14对检查对象8(参照图2等)的患部或包含患部较广的区域照射中子射线来进行治疗。中子射线照射装置14例如是相对于检查对象8从垂直上方或水平方向照射中子射线的公知的装置。在治疗用系统10进行的治疗中，例如向作为治疗对象的检查对象8的体内预先注入硼化合物。硼在患部累积一段时间之后，由中子射线照射装置14对患部或包含患部的较广区域照射中子射线后，该中子射线被硼俘获。从俘获了中子射线的硼中产生α射线等，从而对检查对象8的肿瘤等进行治疗。即，本实施方式的治疗用系统10通过利用中子射线照射装置14对检查对象8的患部照射中子射线，从而执行公知的硼中子俘获治疗法。
治疗用系统10进行的治疗中，在由中子射线照射装置14对检查对象8进行中子射线的照射之前，先利用三维诊断装置18检测检查对象8的患部的位置。三维诊断装置18是拍摄检查对象8的体内的图像的装置，优选为是从多方向对检查对象8的身体照射x射线，由检测器检测透过其身体的x射线，由计算机处理透过x射线量的信息并再构成为三维图像的公知的x射线ct(计算机断层扫描)装置。三维诊断装置18可以是公知的核磁共振(mri；magneticresonanceimaging)装置等。
本实施方式中，对具备x射线ct装置作为三维诊断装置18的治疗用系统10进行说明。如图2所示，治疗用系统10具备检查对象固定载放部22。在治疗用系统10进行的对检查对象8的治疗中，将检查对象8载放并固定于检查对象固定载放部22。如图4所示，检查对象固定载放部22是俯视时为矩形状(长方形状)的平板状的构件(顶板)，例如在矩形构件的周缘部设有朝向载放了检查对象8的上表面22a侧突出的缘部。即，换言之，检查对象固定载放部22是在俯视时为矩形状的没有上表面的箱状构件。在治疗用系统10进行对检查对象8的治疗中，优选地，检查对象8以仰卧的状态被载放于检查对象固定载放部22，利用未图示的规定的固定件将该检查对象8固定于该检查对象固定载放部22。对于像这样载放于检查对象固定载放部22且被固定的检查对象8,由图2所示三维诊断装置18进行患部位置的检测；在三维诊断装置18和中子射线照射装置14之间进行检查对象8的移动；以及利用中子射线照射装置对所述检查对象8的患部进行中子射线的照射等。
图1、图3～图8所示的照射台16在上部具备上表面板16a。上表面板16a是俯视时为矩形状(长方形状)的平板状的构件，优选地，形成为俯视时与检查对象固定载放部22大致相同的形状。在上表面板16a的表面设有多个突出部48。在上表面板16a载放并固定有检查对象固定载放部22。上表面板16a由不易被中子射线辐射活化、或者即使被辐射活化也能将该辐射活化抑制为足够小的值的单一材料或复合材料构成。例如，由用于铁板和检查对象固定载放部22嵌合的树脂块(聚碳酸酯)构成。此外，也可以由碳纤维强化塑料(例如利用合成树脂使碳纤维硬化的材料)等材料构成。通过由上述材料构成，从而优选地，在上表面板16a被中子射线照射装置14所照射的中子射线辐射活化的情况下，操作人员每小时的照射量(剂量当量)最大为20msv以下。本实施方式中，操作人员是在利用中子射线照射装置14对检查对象8进行中子射线的照射时，在房间12内进行操作的人员，例如放射线治疗技术员、医生或者护士等。操作人员例如在利用中子射线照射装置14对检查对象8进行中子射线的照射时，将载放了检查对象8的检查对象固定载放部22从搬运装置20转移至照射台16。操作人员在该照射台16的附近进行与中子射线的照射相关的各种操作。进行了中子射线的照射之后，操作人员进行将载放了检查对象8的检查对象固定载放部22从照射台16转移至搬运装置20等的操作。在假设了上述的操作人员的情况下，所选用的材料使得例如使固定于照射台16的上表面板16a的检查对象固定载放部22位于中子射线照射装置14的照射口14o的极近距离，从该照射口14o进行1小时中子射线的照射的情况下，照射台16的上表面板16a的表面的辐射活化换算为操作人员每小时的辐射量，最大情况下也收敛在20msv以下的范围内。
图2是简要说明利用三维诊断装置18检测检查对象8的患部的位置的情况的图。如图2所示，三维诊断装置18例如包括基台24、相对于该基台24沿1方向(图2所示例子中的y轴方向)移动并同时拍摄三维图像的自走式拍摄部26；以及进行三维图像的拍摄时载放检查对象8(固定了检查对象的检查对象载放部22)的床台28。床台28优选地被设为在俯视时为矩形状，其长边方向成为图2所示的y轴方向。三维诊断装置18包括：使床台28相对于基台24沿着图2所示的y轴方向滑行移动的滑动机构30；以及使床台28相对于基台24沿图2所示的z轴方向升降移动的升降机构32。
在三维诊断装置18进行三维图像的拍摄时，检查对象8仰卧在床台28上，使得头脚方向成为自走式拍摄部26相对于基台24的移动方向(即图2所示的y轴方向)。即，载放且固定检查对象8的检查对象固定载放部22被载放于床台28，使得以仰卧的状态被载放且固定于检查对象固定载放部22的检查对象8的头脚方向成为自走式拍摄部26相对于基台24的移动方向，从而利用自走式拍摄部26进行三维图像的拍摄。
图3是说明照射台16的结构的立体图。照射台16被设置于房间12内的中子射线照射装置14的附近。被固定于上表面板16a的检查对象固定载放部22相对于该中子射线照射装置14的中子射线的照射口14o(参照图10)来定位。
照射台16具备位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38以作为被固定于上表面板16a的检查对象固定载放部22相对于中子射线照射装置14的中子射线的照射口14o进行定位的机构。位置调整机构34在相互正交的三个轴(平移轴)各自的方向上，使照射台16相对于中子射线照射装置14的照射口14o变化。图3中，以相互正交的x，y，z轴表示所述三个轴。z轴方向相当于垂直方向。位置调整机构34例如包括：使照射台16相对于中子射线照射装置14的照射口14o的位置沿着图3所示的y轴方向和z轴方向移动的yz轴移动用臂40；以及使照射台16相对于中子射线的照射口14o的位置沿着图3所示的x轴方向移动的x轴移动用可动轴42。x轴移动用可动轴42通过图14所示的x轴电动机622来驱动。yz轴移动用臂40通过图14所示的第一yz轴电动机624和第二yz轴电动机626来驱动。
第一角度调整机构36将与所述三个轴中的任一个轴平行的轴作为中心，使照射台16的上表面板16a相对于中子射线的照射方向的角度变化。例如，具备俯仰角调整轴44，其将与图3所示的x轴平行的轴作为中心，使上表面板16a相对于来自中子射线的照射口14o的中子射线的照射方向的角度变化。第一角度调整机构36的旋转中心的轴例如是俯视时(从z轴方向观察的情况下)与位于上表面16a的长边方向的中央的x轴平行且位于比该照射台16沿z轴方向高出规定高度的位置的轴。本实施方式中，将通过第一角度调整机构36所调整的角度称为俯仰角。换言之，上表面板16a构成为通过第一角度调整机构36绕所述轴旋转，从而使相对于中子射线的照射方向的俯仰角变化。俯仰角调整轴44通过图14所示的俯仰角调整电动机628来驱动。
第二角度调整机构38将与所述三个轴中的所述一个轴不同的任一个轴平行的轴作为中心，使上表面16a相对于来自中子射线的照射口14o的中子射线的照射方向的角度变化。例如，将与图3所示的y轴平行的翻滚角调整轴46作为中心，使上表面板16a的角度相对于来自中子射线的照射口14o的中子射线的照射方向的角度变化。本实施方式中，将以翻滚角调整轴46为中心的角度称为翻滚角。换言之，上表面板16a构成为将所述翻滚角调整轴46作为中心来旋转，从而使相对于中子射线的照射方向的翻滚角变化。翻滚角调整轴46通过图14所示的翻滚角调整电动机630来驱动。
如上所述，照射台16包括位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38。由此，上表面板16a相对于中子射线照射装置14的照射口14o的x，y，z轴方向的位置各自可变化，并且可使绕着与上表面板16a的x轴平行的轴的俯仰角以及绕着与y轴平行的轴的翻滚角变化。优选地，如图3所示，在地板面和上表面板16a之间，从该地板面侧朝向上表面板16a侧依次设有所述yz轴移动用臂40、所述x轴移动用可动轴42、俯仰角调整轴44以及所述翻滚角调整轴46。上述yz轴移动用臂40等例如依照由后述的控制部60提供的指令，通过由后述的电动机等产生的动力而被驱动，实现上表面板16a的移动。照射板16的上表面板16a与所述翻滚角调整轴46机械相连。
图4～图8是表示照射台16、搬运装置20以及检查对象固定载放部22的结构的立体图。如图4等所示，检查对象固定载放部22以及上表面板16a在将检查对象固定载放部22载放于上表面板16a时相互相对的部分具有相互嵌合的嵌合结构。即，上表面板16a包括从上表面板16a向上表面侧突出设置的多个突出部48。突出部48是沿上表面16a的短轴方向(图4所示的x轴方向)延伸设置的突出部。在检查对象固定载放部22的下表面的与多个突出部48嵌合的位置设有多个槽部50。槽部50是沿检查对象固定载放部22的短轴方向(图4所示的x轴方向)延伸设置的槽部。在将检查对象固定载放部22载放于照射台16时，形成于照射台16的突出部48、与形成于检查对象固定载放部22的槽部50相互嵌合，以确定检查对象固定载放部22相对于照射台16的位置。突出部48和槽部50均沿着检查对象固定载放部22和照射台16的短轴方向形成为长条状，从而至少抑制检查对象固定载放部22相对于照射台16的上表面板16a在长轴方向(图4所示的y轴方向)的移动。利用图8如后所述，通过使突出部48和槽部50的嵌合位置错开，从而在图4所示的y轴方向上，能使检查对象固定载放部22相对于照射台16偏移。
图4表示将检查对象固定载放部22载放于搬运装置20的状态。本实施方式中，搬运装置20将载放且固定有检查对象8的检查对象固定载放部22在三维诊断装置18和照射台16之间搬运。搬运装置20作为将检查对象固定载放部22转移至上表面板16a的转移装置发挥作用。如图4以及图5所示，搬运装置20包括保持部52和轮脚部54。保持部52以载放检查对象固定载放部22的状态来对其保持，且呈现为将该检查对象固定载放部22转移至三维诊断装置18或照射台16之后能将其拔出的叉状。轮脚部54包括多个车轮，利用这些车轮的转动使搬运装置20在地板面上移动。搬运装置20也可以具备使载放于保持部52的检查对象固定载放部22升降的升降机构。搬运装置20利用设于搬运装置20的升降机构、设于图2所示的三维诊断装置18的升降机构32或位置调整机构34，使固定有检查对象8的检查对象固定载放部22在搬运装置20和三维诊断装置18或照射台16的上表面板16a之间转移。
下面，利用图4～图6对检查对象固定载放部22从搬运装置20转移至照射台16的上表面板16a进行说明。图4～图8中，为了方便图示出了没有载放检查对象8的检查对象固定载放部22。治疗用系统10进行实际的治疗中，对载放且固定了检查对象8的检查对象固定载放部22进行如下说明的转移。图4表示将检查对象固定载放部22载放于搬运装置20的状态。在该状态中，利用所述轮脚部54使搬运装置20在地板面上移动，对由保持部52所保持的检查对象固定载放部22进行搬运。
图5例示了通过搬运装置20的搬运使检查对象固定载放部22向照射台16的上表面板16a的垂直上方移动的情况。换言之，例示了照射台16的上表面板16a位于由保持部52所保持的检查对象固定载放部22的垂直下方的状态。这里，如图5所示，调整检查对象固定载放部22相对于照射台16的上表面板16a的x轴方向以及y轴方向的位置，使得形成于照射台16的上表面板16a的突出部48和形成于检查对象固定载放部22的下表面的槽部50处于相互对应的位置。在该状态下，利用位置调整机构34使照射台16的上表面板16a沿z轴方向上升后，上表面板16a抬起检查对象固定载放部22，使检查对象固定载放部22与搬运装置20的保持部52分开。
图6例示了检查对象固定载放部22从搬运装置20转移至照射台16后的状态。在照射台16的上表面板16a抬起检查对象固定载放部22，使检查对象固定载放部22与搬运装置20的保持部52分开的状态下，使搬运装置20沿图6所示的x轴方向移动(避让)后，将保持部52从检查对象固定载放部22的下侧拔出。这时，使形成于照射台16的上表面板16a的突出部48和形成于检查对象固定载放部22的下表面的槽部50处于相互对应的位置，从而如图6所示，突出部48和槽部50被相互嵌合。
图7是表示通过位置调整机构34、第一角度调整机构36和第二角度调整机构38使载放了检查对象固定载放部22的上表面板16a的位置变化的情况的立体图。图8示出了在图7所示的状态下，使突出部48和槽部50的嵌合位置错开，检查对象固定载放部22在y轴方向上相对于上表面板16a偏移的情况。图7以及图8中，为了区别将多个槽部50以槽部50a、50b、50c、50d、50e来表示。如图7以及图8所示，载放于上表面板16a的检查对象固定载放部22通过紧固部56相对于上表面板16a被固定。图7所示的状态例示了在y轴方向上检查对象固定载放部22相对于上表面板16a没有偏移的状态(y轴偏移＝0mm)。y轴方向上多个槽部50相互的间隔(即，所述多个突出部48相互的间隔)为300mm时，使突出部48和槽部50的嵌合位置错开一个间隔(例如使原本在图7中与槽部50c嵌合的突出部48与槽部50d嵌合)后，检查对象固定载放部22相对于上表面板16a偏移300mm(y轴方向的位置有所变更)。
图7以及图8中，以cir表示中子射线照射装置14中中子射线的照射口14o(参照图10)的中心位置。检查对象固定载放部22相对于上表面板16a偏移后，检查对象固定载放部22的中子射线的照射口14o的中心位置沿y轴方向移动。例如，在图7所示的状态中，中子射线的照射口14o的中心位置cir在槽部50b和50c之间相对。在该状态下将突出部48和槽部50的嵌合位置错开一个间隔来进行偏移的状态(参照图8)下，中子射线的照射口14o的中心位置cir在槽部50c和50d之间相对。即，使检查对象固定载放部22相对于上表面板16a偏移300mm，从而中子射线的照射口14o相对于检查对象固定载放部22的中心位置cir在y轴方向上反向移动300mm。换言之，中子射线的照射口14o相对于载放且固定于检查对象固定载放部22的检查对象8的中心位置cir在y轴方向上移动。像这样，以将检查对象8载放于检查对象固定载放部22的状态进行固定，在此状态下将所述突出部48和槽部50的嵌合位置错开，从而能调整中子射线的照射口14o相对于检查对象8的中心位置cir。
如图1所示，治疗用系统10具备控制部60。接着，参照图14对控制部60的电气结构的一个示例进行说明。控制部60包括cpu601、rom602、ram603、非易失性储存器604和位置调整部62。cpu601利用ram603的暂时储存功能并且依照预先储存于rom602的程序进行信号处理从而执行治疗用系统10涉及的各种控制。由此，控制部60的cpu601控制照射台16的位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38。cpu601接收来自三维诊断装置18和治疗计划软件的肿瘤的位置以及姿势角度信息。cpu601与中子射线照射装置14在控制方面不连接。但是，根据操作人的指示，控制部60的cpu601和中子射线照射装置14的控制部的未图示的cpu相互参照时刻。rom602储存操作系统、各种程序以及各种数据。ram603暂时储存各种数据。非易失性储存器604储存并保存各种数据。
在位置调整部62设有x轴电动机控制部621、第一yz轴电动机控制部623、第二yz轴电动机控制部625、俯仰角调整电动机控制部627以及翻滚角调整电动机控制部629。x轴电动机控制部621控制x轴电动机622。第一yz轴电动机控制部623控制第一yz轴电动机624。第二yz轴电动机控制部625控制第二yz轴电动机626。俯仰角调整电动机控制部627控制俯仰角调整电动机628。翻滚角调整电动机控制部629控制翻滚角调整电动机630。cpu601控制位置调整部62的各控制部。从而，根据来自cpu601的指令，控制各电动机，控制上表面板16a可向x，y，z轴方向的位置移动、向俯仰角以及翻滚角变化的五轴方向移动。摄像头1～5的输出被输入至cpu601。便携式终端605与控制部60相连，便携式终端605的输出被输入至cpu601。在便携式终端605设有图示以外的键盘及显示部等，可输入控制位置调整部62的命令。
此外，便携式终端605构成为可相对于控制部60装卸，便携式终端605在由中子射线照射装置14照射中子射线时被拆卸并拿出至房间12外。控制部60的cpu601控制中子射线照射装置14的动作以及三维诊断装置18的动作。cpu601通过位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38中的至少一个，执行控制使上表面板16a相对于中子射线照射装置14的中子射线的照射口14o的位置变化。具体而言，cpu601进行控制，通过位置调整机构34使转移了检查对象固定载放部22的上表面板16a在三个轴(图3等所示的x，y，z轴)各自的方向上的位置变化。cpu601进行控制使转移了检查对象固定载放部22的上表面板16a的俯仰角通过俯仰角调整轴44来变化。cpu601进行控制使转移检查对象固定载放部22的上表面板16a的翻滚角通过所述翻滚角调整轴46来变化。通过以上的控制，cpu601进行控制，使利用三维诊断装置18检测出的检查对象8的所述患部的位置与中子射线照射装置14所照射出的中子射线的位置匹配，且使所述患部相对于中子射线的照射口14o尽可能靠近。
如图1所示，三维诊断装置18包括一对水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66，其用于对该三维诊断装置18拍摄所述三维图像涉及的坐标系所对应的位置进行确认而进行显示。这些水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66也可以不一定一体具备于三维诊断装置18，也可以在设置有三维诊断装置18的室内，将其独立于该三维诊断装置18来设置。中子射线照射装置14包括一对水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70，其用于对该中子射线照射装置14的中子射线的照射口14o照射出的中子射线的位置进行确认而进行显示。这些水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70也可以不一定一体具备于中子射线照射装置14，也可以在设置有中子射线照射装置14的房间12内，将其独立于该中子射线照射装置14来设置。本实施方式中，三维诊断装置18所具备的一对水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66、以及中子射线照射装置14所具备的一对水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70与位置显示部对应，该位置显示部用于确认由三维诊断装置18检测出的检查对象8的所述患部的位置相对于由中子射线照射装置14照射的中子射线的位置足够充分地匹配而进行显示。
三维诊断装置18所具备的水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66优选为能相对于床台28(检查对象8)变更位置的可动式的装置，利用控制部60等控制装置控制其位置。优选地，与后述的图9一并所示，可使水平方向激光器64a、64b的垂直方向的位置(z轴方向的位置)变化，并且可使垂直方向激光器66的水平方向的位置(x轴方向的位置)变化。
图9是例示了利用三维诊断装置18所拍摄的三维图像中一个剖面所对应的图像的图。图9中，一并例示了拍摄到的检查对象8的身体在位置显示部中的显示位置。一对水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光66在由三维诊断装置18对检查对象8进行三维图像的拍摄时，对该检查对象8的身体照射激光，从而显示与三维图像的拍摄涉及的坐标系对应的位置。图9中，分别将水平方向激光器64a的显示表示为位置72a、水平方向激光器64b的显示表示为位置72b、垂直方向激光器66的显示表示为位置74。由三维诊断装置18拍摄三维图像时，利用一对水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66显示于检查对象8的身体的位置72a、72b、74与三维诊断装置18的拍摄涉及的原点(例如ct原点)oct对应。图9中，以单点长划线表示所述检测涉及的坐标系。例如一对水平方向激光器64a、64b的显示位置72a、72b相互连结的直线和与该直线垂直且通过垂直方向激光器66的显示位置74的直线的交点相当于三维诊断装置18的拍摄涉及的原点oct。
由三维诊断装置18拍摄到的三维图像中，检测出检查对象8的患部后，能确定用于进行该患部的治疗的中子射线的照射区域。即，能根据检测到的患部，确立中子射线照射装置14的治疗计划。该治疗计划中，决定由中子射线照射装置14所照射的中子射线相对于检查对象8的身体的照射位置以及照射方向。如上所述，中子射线照射装置14优选为从垂直上方对检查对象8照射中子射线的装置，通过使检查对象8的身体相对于中子射线照射装置14的中子射线的照射口14o的位置以及角度等变化，从而能使由中子射线照射装置14照射的中子射线的照射位置以及照射方向变化。
图9中，以星形标记表示所述三维图像中肿瘤中心位置cca，并且将用于有效进行该肿瘤中心位置cca的治疗的中子射线的位置所对应的所述水平方向激光器68a的显示表示为位置76a，水平方向激光器68b的显示表示为76b，垂直方向激光器70的显示表示为位置78。一对水平方向激光器68a、68b和垂直方向激光器70在由中子射线照射装置14对检查对象8照射中子射线时，将激光照射至该检查对象8的身体，从而显示由中子射线照射装置14所照射出的中子射线的位置。即，利用一对水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70显示于检查对象8的身体的位置76a、76b、78与由中子射线照射装置14所照射的中子射线相对于检查对象8的身体的照射位置和照射方向对应。从而，基于由三维诊断装置18拍摄到的三维图像，确立中子射线照射装置14的治疗计划，决定由中子射线照射装置14照射出的中子射线的照射位置以及照射方向，之后，根据该中子射线的照射位置以及照射方向，确定由一对水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70显示于检查对象8的身体的位置76a、76b、78。图9中，以双点长划线表示与中子射线的位置对应的坐标系。
基于三维诊断装置18拍摄到的三维图像，确立中子射线照射装置14的治疗计划，决定由中子射线照射装置14照射的中子射线的照射位置以及照射方向时，控制部60控制水平方激光器64a、64b以及垂直方向激光器66的位置，使得检查对象8的水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66的显示位置72a、72b、74与在中子射线照射装置14进行治疗时的检查对象8的水平方向激光器68a、68b以及所述垂直方向激光器70的显示位置76a、76b、78一致。即，变更水平方向激光器64a、64b各自的z轴方向的位置，并且变更垂直方向激光器66的x轴方向的位置，进行激光的照射。根据该方式，在三维诊断装置18的诊断中，对根据检测到的患部的位置而变更了其位置的水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66的显示位置标注标记，从而在中子射线照射装置14进行治疗时，能简便地示出由所述水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70应当显示的位置。
如上所述，三维诊断装置18所具备的一对水平方向激光器64a、64b和垂直方向激光器66、以及中子射线照射装置14所具备的一对水平方向激光器68a、68b和垂直方向激光器70用于对由三维诊断装置18拍摄到的所述三维图像的拍摄基准点相对于与照射台16的所述三个轴的方向对应的坐标系所需充分地匹配进行确认而进行显示。治疗用系统10对检查对象8的治疗中，优选在三维诊断装置18对检查对象8拍摄三维图像时，利用记号笔等对在由一对水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66显示于检查对象8的身体的位置72a、72b、74标注标记(记号)。该标记优选通过人为操作而被标注，但也可以通过例如对检查对象8的身体预先涂布与激光反应后颜色变化的材料等的方法，也可以不需要人为操作进行标注。标记的材料优选利用在由三维诊断装置18拍摄到的三维图像上，可将检查对象固定载放部22的主要材料和标记充分区别的材料。
治疗用系统10对检查对象8的治疗中，优选地，在中子射线照射装置14进行中子射线的照射之前，根据基于由三维诊断装置18拍摄到的三维图像的患部的位置，利用记号笔等对由中子射线照射装置14的一对水平方向激光器68a、68b以及所述垂直方向激光器70应当显示于检查对象8的身体的位置76a、76b、78标注标记。该标记的材料可以为与三维诊断装置18的诊断涉及的标记相同素材，但优选地，利用至少视觉上可与该材料充分区别的材料。
如图1所示，控制部60具备位置控制部62。该位置调整部62的功能可以由控制部60来具备，也可以作为独立于该控制部60的控制装置而具备。位置调整部62基于三维诊断装置18检测患部的位置时与被标记于检查对象8的、检测所涉及的位置坐标对应的标记，利用位置调整机构34使转移了检查对象固定载放部22的上表面板16a的三个轴各自的方向涉及的位置变化，从而使由三维诊断装置18检测出的检查对象8的所述患部的位置与从中子射线照射装置14照射的中子射线的位置匹配。
位置调整部62基于对由中子射线照射装置14的水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70应当显示于检查对象8的身体的位置76a、76b、78标注的标记，在中子射线照射装置14进行实际的治疗时，进行位置调整使得由水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70显示于检查对象8的身体的位置与所标注的标记的位置匹配。具体而言，为了由所述水平方向激光器68a、68b以及所述垂直方向激光器70显示于检查对象8的身体的位置与标注了所述标记的位置的误差收敛至规定的允许范围内，利用位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38中的至少一个进行调整。即，对三维诊断装置18的所述三维图像的拍摄基准点相对于照射台16的所述三个轴的方向所对应的坐标系的误差进行调整，使其收敛于规定的允许范围内。位置调整部62的调整优选为由操作人对所述水平方向激光器68a、68b以及所述垂直方向激光器70显示于检查对象8的身体的位置与所述标记标注的位置的偏差在视觉上进行确认并通过人为操作来进行，也可以利用拍摄装置拍摄检查对象8的身体，并自动进行调整使得拍摄到的图像中标注了所述标记的位置与激光的照射位置一致。
下面，对治疗用系统10的具体的治疗的一例进行说明。治疗用系统10的治疗中，首先，利用三维诊断装置18拍摄检查对象8的体内的三维图像，基于该三维图像确立治疗计划。三维诊断装置18的诊断中，首先，在三维诊断装置19的床台28上载放检查对象固定载放部22。接着，使检查对象8仰卧在该检查对象固定载放部22上，并且通过专用的固定件将其固定于检查对象固定载放部22。接着，利用水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66，相对于检查对象8的身体显示三维诊断装置18的拍摄开始位置(例如ct原点)，对该显示出的位置72a、72b、74标注标记(记号)。接着，从利用三维诊断装置18拍摄到的三维图像中抽出患部(例如肿瘤)的轮廓，决定该患部的中心坐标以及中子射线照射角度等、治疗涉及的中子射线的位置。接着，根据决定好的中子射线的位置，利用控制部60使水平方向激光器64a、64b以及垂直方向激光器66的位置变化。由此，在检查对象8的身体表面显示中子射线入射位置以及从与照射轴垂直的左右侧面观察到的肿瘤中心位置72a、72b、74(即，中子射线照射装置14进行治疗时的位置76a、76b、78)。对该三个位置重新标注标记(记号)。接着，将三维诊断装置18的诊断涉及的、检查对象固定载放部22上的患部的中心(例如肿瘤中心)的位置坐标(例如xyz坐标)以及检查对象8的姿势涉及的信息(例如相当于俯仰角以及翻滚角的信息)被输出至控制部60(照射台16的控制系统)。在控制部60中，该检查对象固定载放部22上患部的中心的位置坐标以及检查对象8的姿势所涉及的信息被储存于非易失性储存器604(参照图14)。
三维诊断装置18的诊断之后，载放且固定有检查对象8的检查对象固定载放部22保持着固定该检查对象8的状态，通过搬运装置20从三维诊断装置18搬运至照射台16的上表面板16a而被转移。首先，利用滑动机构30和升降机构32使三维诊断装置18的床台28的y轴方向以及z轴方向的位置移动至转移用的位置。接着，使搬运装置20移动，叉状的保持部52被插入至检查对象固定载放部22的槽部50和床台28的缝隙之间。接着，利用升降机构32使床台28沿z轴方向下降，使检查对象固定载放部22成为被搬运装置20的保持部52所保持的状态。接着，在载放了检查对象固定载放部22的状态下的搬运装置20被移动至设置了中子射线照射装置14的房间12。接着，由控制部60确认三维诊断装置18进行的诊断中所输出的坐标值、以及检查对象固定载放部22相对于上表面板16a的y轴方向的偏移位置。接着，根据所确认的偏移位置，被保持部52所保持的检查对象固定载放部22位于上表面板16a的上方。接着，利用位置调整机构34使上表面板16a沿z轴方向上升。从而，检查对象固定载放部22被载放于上表面板16a上，突出部48和槽部50成为在所述偏置位置嵌合的状态。接着，移动搬运装置20，将叉状的保持部52从检查对象固定载放部22的下方拔出之后，被退出(避让)至房间12外。
转移至搬运装置20的检查对象固定载放部22的上表面部16a之后，基于标注于检查对象8的身体的标记(记号)与所述水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70的显示位置，进行中子射线照射装置14进行中子射线的照射所涉及的位置匹配。图10是概要地表示该位置匹配的情况的图。首先，通过位置调整机构34等移动上表面板16a，以使得三维诊断装置18进行拍摄所涉及的拍摄基准点(例如ct原点)与连结所述水平方向激光器68a、68b的显示位置的直线和与该直线垂直且所述垂直方向激光器70的显示位置的直线的交点(以下称为激光指示器交点)匹配。接着，对根据拍摄基准点标注的标记(记号)、与水平方向激光器68a、68b以及垂直方向激光器70的显示位置进行对照，在位置偏移的情况下，由位置调整部62通过人为操作进行位置调整。接着，基于三维诊断装置18的诊断中所输出的检查对象8的姿势所涉及的信息，通过第一角度调整机构36和第二角度调整机构38，变更上表面板16a相对于中子射线的照射口14o的俯仰角和翻滚角。通过以上的位置调整，移动上表面板16a使得输出至控制部60的数据上的所述患部的中心位置与所述激光指示器交点匹配。接着，利用所述水平方向激光器68a、68b以及所述垂直方向激光器70对显示于检查对象8的身体的位置、和根据所述患部被标注于检查对象8的身体的标记(记号)的位置进行对照，在位置偏移的情况下，操作人操作便携式终端605，由位置调整部62进行位置调整。即，通过位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38中的至少一个进行调整，使得与标记的标注位置的误差被收敛于规定的允许范围内。优选地，该位置调整涉及的俯仰角和翻滚角的中心(旋转中心)作为激光指示器交点。
中子射线照射装置14的中子射线的照射涉及的位置匹配之后，进行该中子射线照射装置14的中子射线的照射即硼中子俘获治疗法。首先，操作人操作便携式终端605后，利用位置调整部62的控制使上表面板16a沿z轴方向上升，使检查对象8的患部相对于中子射线的照射口14o尽可能地靠近。接着，拆卸控制部60的便携式终端605，操作人与该便携式终端605一起退出(避让)至房间12外。接着，利用中子射线照射装置14对检查对象8的患部进行中子射线的照射。接着，搬运装置20被移动至房间12内，通过第一角度调整机构36和第二角度调整机构38等使上表面板16a恢复水平。接着，使搬运装置20移动至在检查对象固定载放部22的下方插入叉状的保持部52的位置，通过位置调整机构34使上表面板16a沿z轴方向下降。由此，使检查对象固定载放部22成为由搬运装置20的保持部52保持的状态。并且，固定有检查对象8的检查对象固定载放部22被搬运至房间12外。
下面，参照(1)式～(13)式等对中子射线照射装置14进行中子射线的照射涉及的匹配进行控制的算法进行详细说明。以下的说明仅示出了优选的控制的一例，也可以通过其他算法实现同样的位置匹配控制。首先，提供检查对象固定载放部22上的ct原点和肿瘤中心(患部中心)的xyz坐标、和治疗姿势涉及的信息作为治疗计划。例如，提供作为ct原点的坐标(xct,yct,zct)、作为肿瘤中心的坐标(xiso,yiso,ziso)、作为俯仰角的p0、作为翻滚角的r0以及作为y轴偏移量的300×s等信息。
接着，从检查对象固定载放部22涉及的坐标系(以下称为顶板坐标系)转换为照射台16涉及的坐标系(以下称为照射台坐标系)。从照射台坐标系观察到的顶板坐标系的原点例如为(－200,300×s－850,187.75)。从而，若用如下(1)式定义原点的平行移动，以由于坐标的定义不同而进行转换为目的绕x轴旋转90°用如下(2)式定义，则顶板坐标系的ct原点m在照射台坐标中以如下(3)式来表示。
[数学式1]
[数学式2]
[数学式3]
接着，考虑上表面板16a向与ct原点对应的位置的移动。设中子射线照射装置14进行中子射线的照射时上表面板16a距离地板面的高度为1200mm时，从照射台坐标系观察到的激光指示器交点l例如为(0,500,521)。以下述(4)式定义该l时，则使ct原点m平行移动从而与激光指示器交点l一致时的xyz轴控制目标值表示为l-m。上表面板16a向ct原点对应的位置的移动中，通过位置调整机构34，使该上表面板16a中与各轴相关的位置移动至与该值对应的位置。
[数学式4]
接着，考虑通过手动使上表面板16a向与ct原点对应的位置进行位置调整。使上表面板16a的翻滚角调整轴46(以下称为r轴)的旋转中心例如为与原点相同的高度。使上表面板16a的俯仰角调整轴44(以下称为p轴)的旋转中心例如为从原点起118mm垂直上方。这里，设定c＝(0，0，118)，将照射台坐标中在各轴上的移动作为齐次变换矩阵如下进行定义。即，以如下(5)式定义平行移动，以如下(6)式定义r轴旋转，以如下(7)式定义p轴旋转，则通过ct原点的手动调整实施(x1，y1，z1，p1，r1)的校正之后的ct原点ma以如下(8)式来表示。这里，相对于ct原点的计划位置的xyz坐标的误差(ma-m)以及角度的误差p1、r1能主要解释为顶板坐标系的图案识别、检查对象固定载放部22和上表面板16a的嵌合精度(突出部48和槽部50的嵌合涉及的精度)的误差。
[数学式5]
[数学式6]
[数学式7]
[数学式8]
ma＝t(-x1，-y1，-z1)*t(c)*rx(p1)*t(-c)*ry(r1)*m…(8)
接着，考虑上表面板16a向与肿瘤中心对应的位置的移动。控制轴原点位置为(0，0，0，0，0)时的作为计划位置的肿瘤中心n与ct原点m同样地，以如下(9)式来表示。通过手动调整，作为对ct原点进行了(x1，y1，z1，p1，r1)的移动的结果，使实际的肿瘤中心位于指示数据上的坐标n的情况下，将该肿瘤中心对应的坐标n暂时恢复至照射台原点位置时的坐标，则该肿瘤中心的坐标na以如下(10)式表示。接着，以如下(11)式表示使该肿瘤中心na与激光指示器交点l匹配时的姿势、即旋转至俯仰角p0+p1、翻滚角r0+r1的坐标nb。将p轴和r轴上旋转后的肿瘤中心nb向激光指示器交点l平行移动时的xyz轴控制目标值为l-nb。
[数学式9]
[数学式10]
na＝ry(-r1)*t(c)*rx(-p1)*t(-c)*t(-x1，-y1，-z1)*n…(10)
[数学式11]
nb＝t(c)*rx(p0+p1)*t(-c)*ry(r0+r1)*na…(11)
接着，考虑通过手动使上表面板16a向与肿瘤中心对应的位置进行位置调整。通过手动调整，对肿瘤中心的坐标(x2，y2，z2，p2，r2)进行校正的情况下，手动调整后的肿瘤中心nc以如下(12)式来表示。这里，肿瘤中心的xyz坐标的误差(nc-nb)以及角度的误差p2、r2能主要解释为检查对象8相对于p轴以及r轴的姿势变更的体位偏差、上表面板16a的弯曲等产生的误差。
[数学式12]
nc＝t(x2，y2，z2)*t(c)*rx(p0+p1+p2)*t(-c)*ry(r0+r1+r2)*na…(12)
上表面板16a向如上所述计算的位置的移动中，首先通过位置调整机构34使上表面板16a沿z轴方向上升。该z轴方向的上升涉及的控制目标值需要为使检查对象8的身体尽可能靠近中子射线的照射口14o，并且检查对象8的身体不接触中子射线的照射口14o的高度。具体而言，在中子射线的照射口14o距离地板面1500mm，照射台坐标为z＝821mm的情况下，将(a)肿瘤中心nc距离中子射线的照射口14o下方l00mm的位置、(b)检查对象固定载放部22的四个角的最高点距离中子射线的照射口14o下方200mm的位置中、较低一方设定为控制目标值。优选地，所述肿瘤中心nc受到其z轴分量限制。例如，z轴控制目标值zmax被限制，使其小于721减去nc的z分量的值，即zmax＜721-(nc的z分量)。所述肿瘤中心nc被检查对象固定载放部22的四角的最高点所限制。例如，原位置时的四角的坐标a为(±230，±1000+300×s，281)，p角以及r轴旋转后的坐标aa以如下(13)式来表示。z轴控制目标值zmax被限制，使其小于621减去与aa的z分量中最高点相当的值，即zmax＜621-(四个aa的z分量中的最高点)。
[数学式13]
aa＝t(c)*rx(p)*t(-c)*ry(r)*a…(13)
如上所述由位置调整机构34进行上表面板16a的移动之后，通过位置调整部62手动进行上表面板16a的位置调整，最终决定上表面板16a相对于中子射线的照射口14o的位置以及固定于检查对象固定载放部22的检查对象8的姿势。例如，利用操作人的手动操作，使上表面板16a上升至检查对象8的身体尽可能靠近中子射线的照射口14o的位置。进而，绕所述三个轴向、p轴以及r轴的旋转方向进行位置调整，最终决定固定于检查对象固定载放部22的检查对象8的姿势。通过该手动调整对(x3，y3，z3,p3,r3)执行校正。
在上述控制中，优选地，在控制部60所具备的储存部储存控制涉及的信息作为日志。例如，储存有由规定的储存介质所读取的数据、ct原点的手动调整值(x1,y1,z1,p1,r1)、肿瘤中心的手动调整值(x2,y2,z2,p2,r2)、最终调整值(x3,y3,z3,p3,r3)、以及执行定位工序的各步骤的日期等信息。
图11是例示了上表面板16a的位置调整涉及的各部分的移动速度的图，图12是例示了上表面板16a的位置调整涉及的各部分的脉冲数的图。图13是例示在上表面板16a的位置调整中，yz轴方向涉及的步距量恒定时的z轴坐标以及z轴方向的速度的图。如图13所示，z轴方向的移动在可动范围的上方和下方，所述实施方式的照射台16的装置尺寸下，与yz轴的移动对应的升降速度即使为相同的电动机旋转速度也约为4倍左右的差异。z轴移动时的第一yz轴电动机624和第二yz轴电动机626的移动方式的比(旋转量的比)恒定。该比依存于yz轴移动用臂40的结构、尺寸。在使yz轴的速度恒定不受z轴方向的高度的影响的情况下，检查对象8的身体在作为激光指示器交点附近的高度(例如z＝200mm)下，设定脉冲数使得成为与其它轴接近的速度。对于z轴方向的移动，以1：α的比例进行设定使得yz1、yz2的脉冲数设定为整数时，因累积误差而造成的y轴移动量较小。例如，yz1：yz2＝37:237为最优选的比。上表面板16a和搬运装置20间的转移时的自动升降动作中，要求以较低的速度进行z轴方向的移动，因此设为除此以外的位置调整涉及的z轴方向的移动速度的1/3左右的速度。由此，作为上表面板16a的位置调整涉及的各部分的移动速度以及脉冲数，设定为图11及图12所示的值作为优选的值。
接着，参照图23，对构成yz轴移动用臂40的第一yz轴臂41、第二yz轴臂43的控制方法进行说明。图23中，以简略化的线图示出各臂。如图23所示，将第一yz轴臂41、第二yz轴臂43各自以q∶p的比分割的分割点40a连结，第一yz轴电动机624控制第一yz轴臂41，第二yz轴电动机626控制第二yz轴臂43。作为基本动作，对使叠放在第一yz轴臂41的上端部的点41b(x4，h)和第二yz轴臂43b的上端部的点43b(x3，h)上的上部结构部的中心位置不变更，使高度即h上升、下降的方法进行说明。
首先根据三角形相似定律可得到
[数学式14]
接着，使各臂的下端部的点41a(x1，0)和点43a(x2，0)的中点、上部两个点的中点在x方向上坐标一致，可得到
[数学式15]
x1+x2＝x3+x4...........b
将式a和式b联立，对x3、x4求解得到
[数学式16]
不改变上部结构的中心而上升、下降是指，在装置结构上不改变x3地使h变动。从而，令第一yz轴电动机624、第二yz轴电动机626的移动量分别为δ1、δ2，则得到使得x3的分子恒等于“0”的恒等式，
[数学式17]
如以上数学式所示，使δ1、δ2始终以上式的比率变动，从而能使上部结构的中心位置保持相同。
接着，对高度移动速度的控制进行说明。对图23所示的第一yz轴臂41和第二yz轴臂43的分割点40a、点41a和点43a形成的下部三角形40b应用勾股定理，则为
[数学式18]
(x-xf)2+f2＝(x2-xf)2+f2＝p2
由上式得到
f2＝p2-(x2-xf)2＝p2-(x1-xf)2
将
利用相似定律，可得到
代入
由以上计算可知，通过l使速度大幅变化。并且该速度的变化不是由x1、x2的位置来决定，而是由x1与x2之间的距离来决定。
根据本实施方式，包括：检查对象固定载放部22，该检查对象固定载放部22将所述检查对象8以载放的状态进行固定；三维诊断装置18，该三维诊断装置18对所述检查对象8的所述患部的位置进行检测；上表面板16a，该上表面板16a相对于中子射线照射装置14进行定位；位置调整机构34，该位置调整机构34在相互正交的三个轴各自的方向上，使上表面板16a相对于中子射线照射装置14的中子射线的照射口14o的位置变化；以及控制部60，该控制部60利用位置调整机构34，使转移了检查对象固定载放部22的上表面板16a在所述三个轴各自的方向上的位置变化，从而使利用三维诊断装置18检测出的检查对象8的所述患部的位置与从中子射线照射装置14照射出的中子射线的位置匹配，且使所述患部相对于中子射线的照射口14o尽可能靠近，因此能充分地满足硼中子俘获治疗法特有的需求。即，能提供一种硼中子俘获治疗法用系统10，在进行硼中子俘获治疗法时，以充分的精度进行定位。
由于具备搬运装置20作为将载放且固定了检查对象8的检查对象固定载放部22在三维诊断装置18和上表面板16a之间进行转移的转移装置，因此在进行硼中子俘获治疗法时能实现简便的转移，并且以足够的精度进行定位。
由于具备位置调整部62，其在三维诊断装置18对所述患部的位置进行检测时，基于对载放且固定于检查对象固定载放部22的检查对象8标注的、与所述检测涉及的位置坐标对应的标记，利用位置调整机构34使转移了检查对象固定载放部22的上表面板16a的所述三个轴各自的方向上的位置变化，从而使利用三维诊断装置18检测到的检查对象8的所述患部的位置与由中子射线照射装置14照射出的中子射线的位置匹配，从而在进行硼中子俘获治疗法时能简便且以足够的精度进行定位。
由于具备：第一角度调整机构36，其将与所述三个轴中的任一个轴平行的轴作为中心，使上表面板16a相对于中子射线的照射方向的角度变化；以及第二角度调整机构38，其将与所述三个轴中的所述一个轴不同的任一个轴平行的轴作为中心，使上表面板16a相对于中子射线的照射方向的角度变化，因此能更简便且以较高精度进行硼中子俘获治疗法所涉及的定位。
检查对象固定载放部22和上表面板16a在检查对象固定载放部22被转移至上表面板16a时相互相对的部分中，作为相互嵌合的嵌合结构具备突出部48和槽部50，因此能简便且以高精度确定检查对象固定载放部22相对于上表面板16a的位置。
三维诊断装置18是拍摄检查对象8的体内的图像的装置，所述标记的材料采用了在利用三维诊断装置18拍摄到的所述图像中，将检查对象固定载放部22的主要材料和所述标记充分区别的材料，因此能以简便且实用的方式进行硼中子俘获治疗法涉及的定位。
作为所述转移装置，具备以载放了检查对象固定载放部22的状态进行搬运的搬运装置20，该搬运装置20包括保持部52，其保持检查对象固定载放部22，且在将该检查对象固定载放部22转移至三维诊断装置18或上表面板16a之后能将其拔出，利用设于搬运装置20的升降机构、设于三维诊断装置18的升降机构32或位置调整机构34，使固定了检查对象8的检查对象固定载放部22在搬运装置20和三维诊断装置18或上表面板16a之间转移，因此能以简便且实用的方式使固定了检查对象8的检查对象固定载放部22在搬运装置20和三维诊断装置18或上表面板16a之间转移。
由于具备：水平方向激光器64a、64b、垂直方向激光器66等，其作为用于确认由三维诊断装置18检测到的检查对象8的所述患部的位置相对于由中子射线照射装置14所照射的中子射线的位置所需充分地匹配而进行显示的位置显示部；以及位置调整部62，其基于该位置显示部的显示，至少利用位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38中的至少一个进行调整，使得由三维诊断装置18检测出的检查对象8的所述患部的位置相对于由中子射线照射装置14所照射的中子射线的位置的误差收敛于规定的允许范围内，因此能以简便且实用的方式进行硼中子俘获治疗法涉及的定位。
位置显示部对用于确认由三维诊断装置18拍摄的所述图像的拍摄基准点相对于与三个轴的方向对应的坐标系所需充分地匹配而进行显示，位置调整部62基于所述位置显示部的显示进行调整，使得三维诊断装置18的所述图像的拍摄基准点相对于与上表面板16a的所述三个轴的方向对应的坐标系的误差收敛于规定的允许范围内，因此能以简便且实用的方式进行硼中子俘获治疗法涉及的定位。
上表面板16a由在被中子射线照射装置14照射出的中子射线进一步辐射活化的情况下操作人员每小时被照射的量最大也在20msv以下的材料构成，因此上表面板16a的材料使用不易被中子射线辐射活化、或即使被辐射活化也能将该辐射活化抑制在足够小的值的材料，从而能尽可能抑制检查对象8和医疗操作人员被照射的量。
<碰撞避免处理>
接着，对防止检查对象8的身体误接触照射口14o的碰撞避免处理进行说明。该碰撞避免处理通过cpu601进行模拟，求出检查对象8的身体表面轮廓的三维数据的轨迹和可动范围，进行变更上表面板16a的动作的软件限制处理。即，碰撞避免处理三维地测量固定于检查对象固定载放部22的检查对象8的身体轮廓的形状，推测伴随有照射台16的动作的检查对象8的身体轮廓的空间位置，进行碰撞避免处理。只要预先获得检查对象8的身体表面距离上表面板16a有多少高度的信息，则在上表面板16a沿z轴方向上升时，能限制上表面板16a的可动范围，对检查对象8的身体表面误接触到存在于治疗部位正上方的中子射线的照射口14o而造成受伤的情况防患于未然。作为检查对象8的身体表面轮廓的三维数据的获取单元，如图15所述，通过来自多个光学式的摄像头1～5的图像获取检查对象8全身的身体表面轮廓的三维数据。作为一例，在铝框架制摄像头架台6的上部设有摄像头1～5。作为一例，在从地板高出2.5m高的圆弧上配置了五台摄像头1～5。作为摄像头1～5的一例，能利用数字式单反摄像头。该碰撞避免处理中，通过利用立体摄像头的原理对从多个角度拍摄了固定于检查对象固定载放部22的检查对象8的图像进行三维重建，从而求出检查对象8的身体表面的轮廓。
<检查对象8和检查对象固定载放部22的拍摄>
接着，参照图16的流程图，说明检查对象8的轮廓数据的生成处理。首先，控制部60的cpu601读取储存于rom602的摄像头控制软件，控制摄像头1～5，使载放了检查对象8的搬运装置20的位置沿头脚方向移动的同时拍摄七次，获取总计35张高清图像(s1)。
<检查对象8全身的三维重建数据的生成>
通过对由s1的处理拍摄到的35张高清图像进行三维重建，从而生成检查对象8全身的三维数据(s2)。具体而言，控制部60的cpu601读取储存于rom602的图像分析软件，基于由s1的处理获取到的35张高清图像，由图像分析软件通过轮廓形状的三维重建来生成三维数据(s2)。作为图像分析软件的一例，为agisoft公司的photoscan(商标)。由photoscan(商标)输出的检查对象8的三维数据是被称为ply格式的带rgb颜色信息的三维点群数据。
<检查对象固定载放部22的基准点的交点的检测>
(检查对象固定载放部22的基准点的定义)
在图17所示的检查对象固定载放部22的y方向的两端部，分别设有把手部22b和把手部22c。在把手部22b的上表面设有图18及图19所示的俯视呈长方形的基准板23。在把手部22c的上表面设有俯视呈长方形的基准板25。基准板23为黑白方格图案，黑白方格图案的交点成为基准点23a。虚线的圆23b所示的范围(参照图18以及图19)为存在交点的假设范围。基准板25也为黑白方格图案，黑白方格图案的交点成为基准点25a。s3的处理中，基准点23a和基准点25a被检测为检查对象固定载放部22的坐标系的基准点(s3)。
控制部60的cpu601读取储存于rom602的图像识别软件，以检测检查对象固定载放部22的基准点23a和基准点25a(s3)。作为一例进行以下处理。基准点23a和基准点25a的间距为1915mm。利用photoscan(商标)的groundcontrol(地面控制)功能，预先将多个摄像头的位置坐标信息设定至图像分析软件，假设以该位置坐标信息为基准来重建的检查对象8的轮廓数据的坐标系内以±20mm水平的精度始终稳定地捕捉基准点23a。设定groundcontrol功能，使得基准点23a达到x，y坐标(0,0)。基于该假设，在检查对象8的轮廓数据上的基准点始终进入下一个x，y坐标的范围。
基准点23a：(-20，-20)＜(x，y)＜(+20，+20)
基准点25a：(-20，+1935)＜(x，y)＜(+20，+1895)
(rgb色彩信息的灰度化)
接着，cpu601为了以灰度级来判定基准板23以及基准板25的方格图案的黑白对比度，而将rgb值进行算数平均。
grey＝(r+g+b)/3
从而，检查对象8的轮廓数据的各点群成为(x，y，z，灰度)这样的值的组。
(基准点23a的y方向的边缘检测)
接着，cpu601利用检查对象8的轮廓数据，仅抽出进入图18所示的范围[ay1]的点。范围[ay1]的大小和位置需要在x方向尺寸上为40mm以上，使得基准板23的位置即使偏移±20mmy方向的边缘仍进入范围[ay1]内。此外，需要控制基准板23的外形和距离基准点23为20mm以上的距离来进行配置，使得在范围[ay1]内除了y方向的边缘以外无多余的图像进入范围[ay1]内。在该实施方式中，范围[ay1]优选定义为如下所示的坐标区域。
[ay1]:(－200，－25)＜(x，y)＜(－20，+25)
接着，cpu601对从轮廓数据抽出的点群数据[ay1]依照y坐标值进行升序排列。
cpu601按照数据顺序分配标号i。(i＝1，2，…n)
cpu601计算从数据列的第一个到第i个的灰度值的平均值white。
cpu601同样地计算从数据列的第i+1到第n个的灰度值的平均值black。
cpu601使i从1变化至n-1时，判定white和black的差达到最大的第i个点处具有从黑变到白的边缘。采用像这样的第k个点的y坐标值作为边缘的y坐标ay1。
cpu601同样地，对图18所示的范围[ay2]也判定从白变到黑的边缘，并采用为边缘的y坐标ay2。
cpu601将基准点23a的y坐标设为所检测到的两个边缘的平均值。
ay＝(ay1+ay2)/2
(基准点23a的x方向的边缘检测)
接着，cpu601利用检查对象8的轮廓数据，仅抽出进入图19所示的范围[ax1]的点。范围[ax1]的大小和位置基于与范围[ay1]、[ay2]同样的考虑方法，定义为使得即使基准板23的位置偏移±20mm仍可在范围[ax1]内捕捉x方向的边缘。
[ax1]：(－30，－27.5)＜(x，y)＜(+30，－20)
cpu601对抽出的点群数据[ax1]按照x坐标值进行升序排列。
cpu601对x坐标方向也与y坐标同样地，检测两个区域[ax1]，[ax2]的边缘的x坐标ax1，ax2。
cpu601将基准点23a的x坐标设为所检测到的两个边缘的平均值。ax＝(ax1+ax2)/2
(基准点23a的z坐标的检测)
由于基准点23a的z坐标呈现出在白底、黑底上高度有微妙地不同而被输出的倾向，因此需要以黑白各自的比例相同的区域的z坐标的平均值来求出。
将下一个区域[az]的点群的z坐标的平均值设为基准点a的z坐标az。
[az]：(ax－20，ay－20)＜(x，y)＜(ax+20，ay+20)
az＝average([az]的z坐标)
(基准点23a的坐标检测)
cpu601对基准板25的基准点25a也以与基准点23a同样的方法检测x,y,z坐标值。
<向照射台坐标系的坐标转换>
cpu601为了将检查对象8的轮廓数据的所有点与照射台坐标系进行比照，而进行包含旋转、平行移动、放大缩小的坐标转换，使得基准点23a＝(0，－957.5，+281)，基准点25a＝(0，+957.5，281)(s4)。下面进行详细说明。
(照射台坐标系的定义)
如下所述定义照射台坐标系的一例。
x轴、y轴的原点为检查对象固定载放部22的中央
z轴的原点是从x轴和y轴的原点起向下187.75mm
(从地板向上679mm、从检查对象固定载放部22的把手部22b和把手部22c的上表面起向下281mm)
俯仰角的旋转中心为从x轴和y轴的原点起向上118mm
翻滚角的旋转中心与x轴和y轴的原点相同
(检测到的两个基准点的距离的标尺转换)
图17所示的基准点23a和基准点25a在y轴方向上相距1915mm作为设计值。检查对象8的轮廓的原数据中，将检测出的基准点23a的坐标值设为a＝(ax，ay，az)，将基准点25a的坐标值设为b＝(bx，by，bz)。cpu601计算基准点23a和基准点25a的距离|b－a|，对原本的坐标值乘以(1915/|b－a|)，从而使检查对象8的轮廓数据的尺寸与实物匹配。
(将连结检测到的两个基准点的直线设为y轴向量)
cpu601利用y＝(b－a)/|b－a|,
计算照射台坐标系的y轴的单位向量。
(利用两个基准点附近的平面计算z轴的单位向量)
cpu601利用最小二乘法，根据基准点23a周围(ax±200，ay±25mm)、基准点25a周围(bx±200，by±25mm)的点群数据求出回归平面，以得到照射台坐标系中z轴的单位向量。其中，追加了内积(y·z)＝0作为z轴的单位向量z与上述y轴的单位向量y正交的条件。
(计算与两个单位向量y,z正交的x轴的单位向量)
cpu601利用外积(y×z)计算照射台坐标系中x轴的单位向量。
(轮廓数据相对于照射台坐标系的旋转)
cpu601利用上述求出的照射台坐标系的单位向量x，y，z，旋转轮廓数据的各点。转换矩阵如下数学式。
[数学式19]
旋转：
利用上述计算式的计算对各轮廓点n进行旋转操作。旋转后的各轮廓点以(r＊n)表示。
(轮廓数据相对于照射台坐标原点的平行移动)
cpu601进行平行移动，使得上述旋转转换后的基准点23a和基准点25a的中点(a+b)/2与照射台坐标系o＝(0，0，281)一致。
平行移动后的各轮廓点表示为(r＊n－(a+b)/2+o)。
通过上述操作，使由photoscan(商标)获得的检查对象8的轮廓数据与照射台坐标系一致，能用于碰撞回避单元的判定(s4)。利用以上的处理，进行检查对象8的轮廓数据生成处理。
<照射口14o的定义>
作为一例，图10所示的照射口14o为直径1400mm的圆筒形状，将其垂下使得圆筒形的底面达到从地板起1500mm的高度。安装于底面的照射口14o的盖部在使用时向照射台的动作范围外摆动来避让。照射台坐标系中，满足
x2+(y－500)2≦14002
且
z≧(1500－679)＝821
的空间为禁止进入区域。实际的自动模式动作时的碰撞判定从该区域起具有沿水平方向50mm、垂直方向50mm的余量，满足如下条件时的空间成为禁止进入区域。
x2+(y－500)2≦14502
且
z≧771
上述实施方式中，照射台坐标系的原点z距离地板679mm，因此照射台坐标系的高度限制为821mm。在该基础上取50mm余量的771mm为z轴方向的高度限制的根据。从而，“z≧771”成为高度限制。如果不根据照射台坐标系，而是仅以距离地板的高度来决定高度限制，可以从1500mm减去50mm，z轴的高度的限制为1450mm。
<照射台移动处理>
接着，参照图20所示的流程图，对通过对检查对象8的位置推定来进行碰撞避免处理的照射台移动处理进行说明。控制部60的cpu601从非易失性储存器604读取自动定位动作的目标坐标(s11)。自动定位动作的目标坐标预先被储存至非易失性储存器604。cpu601判断从非易失性储存器604读取的目标坐标中检查对象8的轮廓的最高点的z坐标的值是否超过高度限制(z≧771)(s12)。在cpu601判断目标坐标中检查对象8的轮廓的最高点的z坐标的值超过高度限制的情况下(s12为是)，相应检查对象8的轮廓的最高点超过高度限制的部分、从z轴的目标坐标值中减去(s13)。
在cpu601判断为目标坐标中检查对象8的轮廓的最高点的z坐标的值没有超过高度限制的情况下(s12为否)，将从上表面板16a的当前的坐标起到由s11读取出的目标坐标为止的上表面板16a的动作(x轴移动、y轴移动、z轴移动、俯仰角旋转、翻滚角旋转)进行100等分，计算逐一等份前进时检查对象8的轮廓的轨迹(s14)。
计算检查对象8的轮廓的轨迹(s14)如下所述那样进行。
在照射台坐标系中，若将检查对象8的轮廓数据点群的第n个轮廓点的坐标设为n，则n如下所示。
[数学式20]
在照射台的控制坐标值成为(x，y，z，p，r)时计算上述轮廓点的位置。p表示仰俯旋转角，r表示翻滚旋转角。首先，各控制坐标值涉及的x，y，z轴平行移动和仰俯旋转、翻滚旋转的同时变换矩阵定义如下。
[数学式21]
平行移动：
[数学式22]
r轴旋转：
[数学式23]
p轴旋转：
实施了对轮廓点n进行(x，y，z，p，r)的移动之后的轮廓点n’表示如下。
[数学式24]
n′＝t(-x，-y，-z)*t(c)*rx(p)*t(-c)*ry(r)*n
即n’表示如下。
[数学式25]
接着，cpu601判断由s14的处理求出的整个轨迹中检查对象8的轮廓的最高到达点是否超过高度限制(s16)。在cpu601判断为未超越的情况下(s16为否)，朝向目标坐标执行上表面板16a的动作(s17)。在cpu601判断为超过的情况下(s16为是)，降低z轴的驱动速度使得检查对象8的轮廓的最高点降至高度限制以下(s15)。s15的处理的一示例如下所述。
cpu601找到在超越z轴限制点之中z轴的值最大的点。
接着，cpu601利用下式对z轴速度vz重新设定。
vz_new＝vz_old×(z轴限制的值－z轴出发位置)/(超越z轴限制的值－z轴出发位置)
接着cpu601确认在新设定的z轴速度vz下，超越z轴限制点收敛至限制范围内(s16)。如果有未收敛的点的情况下(s16为是)，再利用上式对z轴速度vz进行再设定(s15)，利用该式确认未确认的超越z轴限制点(s16)。z轴上的速度是第二yz轴电动机626的速度，从而与z轴的速度不一致，因此该判定再次执行三维追踪。但因为一定变更为速度较慢的一方，因此不需要对判定过一次的超越z轴限制点再次进行判定。s17的动作结束的情况下，处理结束。
由以上说明所述，本实施方式中，通过对来自多个光学摄像头的图像进行三维重建，从而能容易地获得检查对象8的轮廓的三维数据。控制部60的cpu601进行计算使得检查对象8的轮廓的三维数据通过上表面板16a的动作而不进入中子射线的照射口14o等禁止区域，从而能限制上表面板16a的可动范围。由此，照射口14o与检查对象8的身体接触之前，通过软件模拟，能事先变更上表面板16a的可动范围，使得检查对象8的轮廓的三维数据不进入照射口14o等禁止区域。由此，能防止检查对象8与照射口14o的接触。
以上，基于附图详细说明了本发明优选的实施方式，但本发明不限于此，也可以其它方式来实施。
<紧急停止处理>
例如，在所述的实施方式中，碰撞避免处理通过检查对象8的身体表面轮廓三维数据的轨迹的模拟来实现，但如图21及图22所示，也可以利用作为接近传感器的一例的压力传感器80进行紧急停止处理。即，也可以利用检测对中子射线的照射口14o物理接触的压力传感器80，检测照射口14o和检查对象8的接触，在检查对象8受伤之前使上表面板16a的动作紧急停止。作为压力传感器80的规格要求，需要以下要求。为了降低材料的辐射活化而造成二次辐射，将由低原子量的元素构成的有机材料作为主体。为了避免中子射线造成的脆化、灵敏度降低、电故障等问题，尽可能为简单的结构。出于上述两个条件的风险而设想运用一次性使用方式，考虑与此相符的制作成本。另外，压力传感器80的配置设在中子射线的照射口14o的附近的检查对象8的身体表面上。
作为满足上述要求的压力传感器80的一例，可以利用聚烯烃类压电薄膜传感器。如图21所示，压力传感器80俯视时为矩形，从一个端部延伸出电缆，可与控制部60连接。如图22所示的剖面图所示，压力传感器80的外周面以绝缘层叠片81覆盖，在内部设有阳极82和阴极83。在阳极82和阴极83之间包夹通过压力分极的高分子材料的薄膜84。高分子材料的薄膜84的一例为聚烯烃类压电薄膜。压力传感器80形成以成为电极(阳极82和阴极83)的金属箔包夹通过压力分极的高分子材料的薄膜84这样极为简单的结构，其特征在于传感器的尺寸、形状的自由度较大。作为该压力传感器80的信号输出的特性，在施加于传感器表面的压力变化时，压缩时产生正电压，释放时产生负电压。若该电压对施加的压力没有变化，则以1秒以内的时间常数进行衰减，因此在依附患者的身体无论以何种形状进行粘贴的情况下，均能检测接触产生的压力变化。
作为上表面板16a的紧急停止处理，通过计算最新1秒间的电压的累积值从而获得相对于噪声稳定的接触检测性能。安装在累积值超过某阈值的情况下停止动作的功能，在动作验证测试中，能确认以碰触的程度不发生反应，而导致受伤则以足够轻的力(约0.5kg×1cm2)进行紧急停止处理。如上说明的那样，利用了聚烯烃类压电薄膜的压力传感器80能降低因材料的辐射活化造成的二次辐射，形成简单的结构，因此能避免中子射线导致的脆化、灵敏度降低、电故障等问题。此外，也可使材料费较低、采用一次性使用。另外，作为接近传感器，也可以利用压力传感器80以外的器件。例如，也可以利用高频谐振型的传感器、超声波传感器、微波传感器、红外线传感器、激光传感器、光电传感器、静电电容传感器、磁传感器中的至少一个以上。该情况下，能在于检查对象8的身体快要接触之前检测照射口14o的靠近。
上述实施方式中，控制部60的cpu601控制位置调整部62，但也可以在位置控制部62设有cpu，使其控制位置调整机构34、第一角度调整机构36以及第二角度调整机构38。图16所示的检查对象8的轮廓数据生成处理也可以由控制部60的cpu601以外的计算机进行。
上述实施方式中，检查对象8以仰卧状态被载放于检查对象固定载放部22，但本发明不限于此，检查对象8也可以以侧卧、俯卧等卧姿载放伸展于检查对象固定载放部22来固定。所述的实施方式中，三维诊断装置18具备相对于基台24沿1方向移动并且拍摄所述三维图像的自走式拍摄部26，但本发明中使用的三维诊断装置也可以不一定具备自走式拍摄部，可利用检测检查对象8的患部的位置的各种三维诊断装置。在前述的实施方式中虽然没有特别提示，但作为本发明的硼中子俘获治疗法的中子射线，优选采用对具有特定能量的生物体安全的中子射线。此外虽然没有逐一例示，但本发明在不脱离其主旨的范围内则可施加各种变更来实施。
另外，cpu601执行的图20的流程图的s12～s15的处理为本发明的“碰撞避免处理”的一个示例。
标号说明
8：检查对象、10：硼中子俘获治疗法系统、12：房间、14：中子射线照射装置、14o：中子射线照射口、16：照射台、18：三维诊断装置、20：搬运装置(转移装置)、22：检查对象固定载放部、34：位置调整机构、36：第一角度调整机构、38：第二角度调整机构、48：突出部(嵌合结构)、50：槽部(嵌合结构)、52：保持部、60：控制部、62：位置调整部、64a、64b：水平方向激光器(位置显示部)、66：垂直方向激光器(位置显示部)、68a、68b：水平方向激光器(位置显示部)、70：垂直方向激光器(位置显示部)、80：压力传感器、601：cpu。