中子捕捉疗法装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种中子捕捉疗法装置。所述中子捕捉疗法装置能够在带电粒子束的传输中发生电流值降低的情况下进行适当的治疗。所述中子捕捉疗法装置1具有：第1电流测定部(11)，测定带电粒子束(P)的电流；第2电流测定部(32)，在比第1电流测定部(11)更靠下游侧测定带电粒子束(P)的电流。根据这种结构，在第2电流测定部(32)与第1电流测定部(11)之间发生带电粒子束(P)的电流值降低的情况下，在第1电流值与第2电流值之间产生差分。因此，在该差分大于阈值的情况下，通过控制部(100)对来自加速器(10)的带电粒子束(P)的射出进行控制，能够进行与带电粒子束(P)的电流值的降低对应的适当的控制。根据以上，能够在带电粒子束(P)的传输中发生电流值降低的情况下进行适当的治疗。
【专利说明】
中子捕捉疗法装置
技术领域
[0001 ] 本申请主张基于2015年3月31日于日本申请的日本专利申请第2015-071667号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002 ]本发明涉及一种中子捕捉疗法装置。
【背景技术】
[0003]以往，作为用于射出中子束来灭杀癌细胞的中子捕捉疗法的装置已知有专利文献I中所记载的中子捕捉疗法装置。专利文献I中所记载的中子捕捉疗法装置具备射出带电粒子束的加速器2、及通过照射带电粒子束而生成中子束的靶5。该中子捕捉疗法装置通过设置在加速器中的电子剥离器7(Stripper)来测定从加速器射出的带电粒子束的强度(电流值)。
[0004]专利文献1:国际公开W02007/093965号说明书
[0005]上述专利文献I中所记载的中子捕捉疗法装置中，通过使用设置在加速器2的内部的电子剥离器7，测定从加速器2射出的带电粒子束的电流值。然而，在从加速器2的出口开始与靶5之间带电粒子束的电流值有时会降低，且无法用上述专利文献I中所记载的中子捕捉疗法装置来检测到该减少现象。此时，预先设定的剂量的带电粒子束未照射于靶5，有可能不生成预先设定的剂量的带电粒子束。由此，有可能无法按照治疗方案将中子束照射于被照射体。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种中子捕捉疗法装置。所述中子捕捉疗法装置在带电粒子束的传输中发生损失的情况下，能够进行适当的治疗。
[0007]为了解决上述课题，本发明所涉及的中子捕捉疗法装置具备:加速器，射出带电粒子束；中子束生成部，受到带电粒子束的照射而生成中子束;射束传输线路，将从加速器射出的带电粒子束传输至中子束生成部;第1电流测定部，测定带电粒子束的电流;第2电流测定部，在比第I电流测定部更靠下游侧测定带电粒子束的电流；以及控制部，根据由第I电流测定部测定的第I电流值以及由第2电流测定部测定的第2电流值控制加速器;在第I电流值与第2电流值之间的差分大于预先设定的阈值的情况下，控制部对来自加速器的带电粒子束的射出进行控制。
[0008]本发明所涉及的中子捕捉疗法装置具备测定带电粒子束的电流的第I电流测定部，及在比第I电流测定部更靠下游侧测定带电粒子束的电流的第2电流测定部。根据这种结构，在第2电流测定部与第I电流测定部之间发生带电粒子束的电流值降低的情况下，在第I电流值与第2电流值之间产生差分。由此，在该差分大于阈值的情况下，通过控制部对来自加速器的带电粒子束的射出进行控制，而能够与带电粒子束的电流值的降低对应地进行适当的控制。根据以上，能够在带电粒子束的传输中发生电流值降低的情况下进行适当的治疗。
[0009]并且，在本发明所涉及的中子捕捉疗法装置中，在第I电流值与第2电流值之间的差分大于预先设定的阈值的情况下，控制部停止来自加速器的带电粒子束的射出即可。由此，在发生带电粒子束的电流值降低的情况下，能够中断治疗本身。由此，能够减少构成射束传输线路的部件的放射化，且能够抑制构成射束传输线路的部件的劣化。
[0010]并且，在本发明所涉及的中子捕捉疗法装置中，第I电流测定部设置于比设置在射束传输线路中的最上游侧的电磁铁更靠上游侧即可。因电磁铁的不良状态等而有可能产生带电粒子束的电流值降低。由此，通过将第I电流测定部设置于比设置在射束传输线路中的最上游侧的电磁铁更靠上游侧，能够监视射束传输线路中的所有电磁铁的影响，因此能够提高检测带电粒子束的电流值的降低的可靠性。
[0011]并且，在本发明所涉及的中子捕捉疗法装置中，加速器为加速负离子的加速器，其具备从被加速的负离子剥离电子而转换成阳离子的剥离部，第I电流测定部可以由剥离部构成。由此，能够测定比射束传输线路更靠上游侧的加速器内部的带电粒子束的电流值。由此，能够提高检测带电粒子束的电流值降低的可靠性。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，能够提供一种中子捕捉疗法装置。所述中子捕捉疗法装置在带电粒子束的传输中发生电流值降低的情况下，能够进行适当的治疗。
【附图说明】
[0014]图1为示出本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置的块结构的概要结构图。
[0015]图2为简略示出本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置的主要部分的概要结构图。
[0016]图中:1_中子捕捉疗法装置，10-加速器，11-第I电流测定部，32-第2电流测定部，48-射束传输线路，100-控制部，T-靶。
【具体实施方式】
[0017]以下，参考附图对本发明所涉及的中子捕捉疗法装置的实施方式进行说明。另外，在以下说明中，对相同或者相应的要件标注相同符号，并省略重复的说明。
[0018]首先，利用图1，对本发明所涉及的中子捕捉疗法装置的概要进行说明。图1为示出本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置的块结构的概要结构图。本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置，例如为采用硼中子捕捉疗法进行癌治療的中子捕捉疗法装置。如图1所示，中子捕捉疗法装置I向注射有硼(1?)的患者等的被照射体40照射中子束N。中子捕捉疗法装置I具备加速器10、中子束生成部36、射束传输线路48、第I电流测定部11、第2电流测定部32及控制部100。
[0019]加速器10为加速带电粒子且作为带电粒子束P射出的加速器。在本实施方式中，作为加速器10采用了回旋加速器。加速器10，例如具有生成射束半径为40mm、60kW( = 30MeVX2mA)的带电粒子束P的能力。另外，作为加速器10，可以使用同步加速器、同步回旋加速器或者直线加速器等的其他加速器来代替回旋加速器。
[0020]本实施方式中，加速器10为加速负离子的加速器，其具备从被加速的负离子剥离电子而转换成阳离子的铝箔剥离器(剥离部)9，被铝箔剥离器9剥离电子而从负离子转换成的阳离子，作为带电粒子束P向加速器10的外侧射出。第I电流测定部11由铝箔剥离器9构成。由于铝箔剥离器9能够从剥离的电子测定电流值，因此，将该电流值作为第I电流值输出至控制部100。
[0021]从加速器10射出的带电粒子束P通过射束传输线路48。射束传输线路48成为真空状态。射束传输线路48从上游侧朝向下游侧依次设置有水平型转向器12、4向切割器14、水平垂直型转向器16、四极电磁铁18、19、20、90度偏转电磁铁22、四极电磁铁24、水平垂直型转向器26、四极电磁铁28、4向切割器30、第2电流测定部32、及带电粒子束扫描部34。由此，带电粒子束P依次通过水平型转向器12、4向切割器14、水平垂直型转向器16、四极电磁铁
18、19、20、90度偏转电磁铁22、四极电磁铁24、水平垂直型转向器26、四极电磁铁28、4向切割器30、第2电流测定部32、带电粒子束扫描部34而引导至中子束生成部36。该带电粒子束P在中子束生成部36中照射于靶T，因此，产生中子束N。中子束N照射于治疗台38上的被照射体40。
[0022]另外，由加速器10中的铝箔剥离器9构成的第I电流测定部11设置于比设置在射束传输线路48中的最上游侧的电磁铁(在此，为水平型转向器12)在带电粒子束P的射束传输方向更靠上游侧。
[0023]水平型转向器12、水平垂直型转向器16、26例如为使用电磁铁来抑制带电粒子束P的射束发散的转向器。同样地，四极电磁铁18、19、20、24、28例如为使用电磁铁来进行带电粒子束P的射束轴的调整的电磁铁。4向切割器14、30为通过切掉端的射束来进行带电粒子束P的射束的整形的切割器。
[0024]90度偏转电磁铁22为将带电粒子束P的行进方向偏转成90度的电磁铁。另外，90度偏转电磁铁22设置有切换部42，能够通过切换部42使带电粒子束P从正常的轨道脱离并引导至射束收集器44。射束收集器44在治疗前等对带电粒子束P的输出进行确认。另外，射束传输线路48并不限定于以上结构。例如，可以省略各电磁铁(的一部分)，也可以省略射束收集器44。并且，可以将射束传输线路设成直线状或Y字形，而不是L字形。
[0025]第2电流测定部32为对照射于靶T的带电粒子束P的电流值(即，电荷、照射剂量率)进行实时测定的电流测定部。第2电流测定部32无需与带电粒子束P接触而使用能够测定电流的非破坏型(非接触型)的DCCT(DC Current Transformer)S卩可。该第2电流测定部32将所测定的电流值作为第2电流值输出至控制部100。
[0026]控制部100具有控制中子捕捉疗法装置I整体的动作的功能，例如由CPU、ROM及RAM等构成。并且，控制部100根据由第I电流测定部11测定的第I电流值以及由第2电流测定部32测定的第2电流值控制加速器1。
[0027]带电粒子束扫描部34为扫描带电粒子束P，并对相对于靶T的带电粒子束P的照射进行控制的扫描部。这里的带电粒子束扫描部34，例如，控制相对于靶T的带电粒子束P的照射位置及带电粒子束P的射束直径等。通过带电粒子束扫描部34使带电粒子束P进行摆动动作或者通过使带电粒子束P的射束直径变大，从而靶T上的带电粒子束P的照射区域被扩展。另外，摆动动作是指使恒定的射束直径的带电粒子束P的射束轴周期性地移动，并通过该周期性地移动扩展相对于靶T的带电粒子束P的照射面积的动作。
[0028]中子束生成部36通过将带电粒子束P照射于靶T而生成中子束N，并经由准直器(未图示)射出该中子束N。中子束生成部36具备配设于传输带电粒子束P的射束传输线路48的下游端部的靶T。另外，中子束生成部36可以构成为包含使由靶T所生成的中子束N减速的减速材、及为了覆盖它们而设置的屏蔽体。
[0029]接着，参考图2对控制部100的动作进行详细的说明。图2为简略示出本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置I的主要部分的概要结构图。图2中，作为电磁铁4示出水平型转向器12、水平垂直型转向器16、四极电磁铁18、19、20、90度偏转电磁铁22、四极电磁铁24、水平垂直型转向器26、及四极电磁铁28等。
[0030]本实施方式中，控制部100具备运算由第I电流测定部11测定的第I电流值与第2电流测定部32之间的差分的运算部51，及将该差分与预先设定的规定的阈值进行比较的运算部52。控制部100通过运算部51和运算部52的运算，在第I电流值与第2电流值之间的差分大于预先设定的阈值的情况下，对来自加速器10的带电粒子束P的射出进行控制。
[0031]具体而言，运算部51电连接于第I电流测定部11，并获取从该第I电流测定部11输出的第I电流值。并且，运算部51电连接于第2电流测定部32，并获取从该第2电流测定部32输出的第2电流值。运算部51运算第I电流值与第2电流值的差分，并输出至运算部52。在此，在带电粒子束P通过射束传输线路48被传输的途中，发生电流值降低的情况下，第2电流值比第I电流值变低。并且，电流值的降低量越大，而第I电流值与第2电流值的差分变得越大。另外，作为发生电流值降低的原因，可以举出由于带电粒子束P的发散及扫描，带电粒子束P的一部分碰撞构成射束传输线路48的真空管的壁部而消失的情况等。
[0032]运算部52电连接于运算部51，并获取从运算部51输出的电流值的差分。并且，运算部52电连接于存储器等，并获取储存于该存储器等的阈值。运算部52将电流值的差分与阈值进行比较。在电流值差分大于预先设定的阈值的情况下，运算部51将对来自加速器10的带电粒子束P的射出进行控制的控制信号输出至该加速器10。在电流值的差分大于预先设定的阈值的情况下，运算部52可以输出停止从加速器10射出带电粒子束的控制信号。
[0033]在射束传输线路48中发生带电粒子束P的电流值降低的情况下，照射于被照射体40的中子束N的剂量降低。由此，为了补偿带电粒子束P的电流值的降低，运算部52可以以延长中子束的照射时间的方式，输出延长加速器10的射出时间的控制信号，也可以输出增加从加速器10的离子源所发出的离子量的控制信号。另外，可以适当设定阈值。例如，可以设定为从加速器10射出的带电粒子束P的电流值的设定值的2?5%之间的值。
[0034]接着，对本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置I的作用/效果进行说明。
[0035]本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置I具备测定带电粒子束P的电流的第I电流测定部11，及在比第I电流测定部11更靠下游侧测定带电粒子束P的电流的第2电流测定部32。根据这种结构，在第2电流测定部32与第I电流测定部11之间发生带电粒子束P的电流值降低的情况下，在第I电流值与第2电流值之间产生差分。由此，在该差分大于阈值的情况下，通过控制部100对来自加速器10的带电粒子束P的射出进行控制，而能够与带电粒子束P的电流值的降低对应地进行适当的控制。根据以上，能够在带电粒子束P的传输中发生电流值降低的情况下进行适当的治疗。
[0036]另外，在想仅用第2电流测定部32检测带电粒子束P的电流值的降低时，无法掌握是在加速器10(比铝箔剥离器9更靠下游侧的部位)产生了电流值降低(加速器10是否发生了异常)，还是在比铝箔剥离器9更靠下游侧产生了电流值降低(射束传输线路48是否发生了异常)。由此，在检测带电粒子束P的电流值的降低，并中断治疗而进行维护时，不光是检查射束传输线路48还需要检查加速器10本体，从而增加成本和劳动力。另一方面，根据本实施方式的中子捕捉疗法装置1，通过至少检测在第I电流测定部11(在此，为铝箔剥离器9)与第2电流测定部32之间发生了带电粒子束P的电流值降低，能够掌握在加速器10和射束传输线路48的哪一方发生了异常，因此可以大幅降低维护时所需要的操作。
[0037]并且，本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置I中，在第I电流值与第2电流值之间的差分大于预先设定的阈值的情况下，控制部100停止自加速器10的带电粒子束P的射出。由此，带电粒子束P在发生电流值降低的情况下，能够中断治疗本身。由此，能够减少构成射束传输线路的部件的放射化，且抑制构成射束传输线路的部件的劣化。
[0038]并且，在本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置I中，第I电流测定部11设置于比设置在射束传输线路48中的最上游侧的电磁铁4更靠上游侧即可。由于电磁铁4的不良状态等有可能发生带电粒子束P的电流值降低。由此，通过将第I电流测定部11设置于比设置在射束传输线路48中的最上游侧的电磁铁4更靠上游侧，能够监视射束传输线路48中的所有电磁铁4的影响，因此能够提高检测带电粒子束P的电流值的降低的可靠性。
[0039]并且，在本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置I中，加速器10为加速负离子的加速器，其具备从被加速的负离子剥离电子而转换成阳离子的剥离部9。并且，第I电流测定部11由剥离部9构成。由此，能够测定比射束传输线路48更靠上游侧的加速器10内部的带电粒子束P的电流值。并且，不需新增用于检测从加速器10射出的带电粒子束P的电流值的组件，而能够沿用现有的铝箔剥离器9，因此能够抑制装置结构变复杂的现象。
[0040]本发明并不限定于上述实施方式。
[0041]例如，第I电流测定部可以不由铝箔剥离器构成，可以另设电流监视器等。并且，可以设有多个设置在比第2电流测定部更靠上游侧的第I电流测定部。由此，能够掌握在射束传输线路的哪个位置发生了较大的电流值降低。
【主权项】
1.一种中子捕捉疗法装置，其具备: 加速器，射出带电粒子束； 中子束生成部，受到所述带电粒子束的照射而生成中子束； 射束传输线路，将从所述加速器射出的所述带电粒子束传输至所述中子束生成部； 第I电流测定部，测定所述带电粒子束的电流； 第2电流测定部，在比所述第I电流测定部更靠下游侧测定所述带电粒子束的电流；以及 控制部，根据由所述第I电流测定部测定的第I电流值以及由所述第2电流测定部测定的第2电流值控制所述加速器； 在所述第I电流值与所述第2电流值之间的差分大于预先设定的阈值的情况下，所述控制部对来自所述加速器的所述带电粒子束的射出进行控制。2.根据权利要求1所述的中子捕捉疗法装置，其中， 在所述第I电流值与所述第2电流值之间的差分大于预先设定的所述阈值的情况下，所述控制部停止从所述加速器射出所述带电粒子束。3.根据权利要求1或2所述的中子捕捉疗法装置，其中， 所述第I电流测定部设置于比设置在所述射束传输线路中的最上游侧的电磁铁更靠上游侧。4.根据权利要求1至3中任一项所述的中子捕捉疗法装置，其中， 所述加速器为加速负离子的加速器，其具备从被加速的所述负离子剥离电子而转换成阳离子的剥离部， 所述第I电流测定部由所述剥离部构成。
【文档编号】A61N5/10GK106028617SQ201610192434
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】福本康志
【申请人】住友重机械工业株式会社