中子捕获疗法用准直器及中子捕获疗法装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种中子捕获疗法用准直器及中子捕获疗法装置，其能够确保相应时间内照射于患部的中子剂量并缩短照射时间。本发明所涉及的准直器(6)中，通过使多个叶板(13B)能够沿左右方向X滑动来相对于患部(T)高精度地设定照射野(F)。而且，通过使叶板(13B)的分割叶板(15)还能够在照射方向Y上滑动，能够以按照照射部位的形状的方式使分割叶板(15)靠近患者(P)的体表。从而，使准直器(6)与患者(P)之间的间隔变窄，抑制中子的散逸。作为其结果，确保相应时间内照射于患部(T)的中子剂量，缩短照射时间。
【专利说明】中子捕获疗法用准直器及中子捕获疗法装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种中子捕获疗法用准直器及中子捕获疗法装置。
【背景技术】
[0002]以往，如下述专利文献I所示，已知有对患者体内的患部照射中子束的中子束照射装置。该装置中，通过向靶照射离子束(带电粒子束)来产生中子束，用减速装置对所产生的中子束进彳丁减速之后向患者射出。
[0003]该装置具有配置在减速装置与患者之间的准直器。该准直器为由加入有氟化锂的聚乙烯材料构成的长方体形状的部件，其中央设置有预定大小的中子输出口。中子输出口的大小按照对每个患者所照射的范围的形状而形成。从减速装置射出的中子通过准直器的中子输出口，从而在预定的照射范围成形。
[0004]若对患者的患部照射中子束，则作为化合物预先被吸收于患部的硼与中子束进行核反应，生成带电重粒子束即ct线(He线)和Li线，患部的细胞通过这些粒子线而被破坏。该装置中，载置患者的载置台与准直器被设置成能够沿中子的输出方向移动。通过这种构成，轻松进行准直器的中子输出口与照射目标的对位，实现照射精确度的提高。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:2009-189725号公报
[0008]发明的概要
[0009]发明要解决的技术课题
[0010]上述治疗方法称为中子捕获疗法(NCT ；Neutron Capture Therapy)。通常，中子捕获疗法中，治疗开始前，预先确定向患部照射的中子的中子剂量。上述以往的装置实现了照射精确度的提高，但根据被照射的部位，长方体形状的准直器与患者之间产生一定的间隔。因此，有时通过准直器的中子在到达患者体表之前散逸。此时，照射于患部以外组织的中子剂量就会增加。而且，相应时间内照射于患部的中子剂量不足，因此向患部照射预定的中子剂量需要时间。
[0011]本发明的目的在于提供一种能够确保相应时间内照射于患部的中子剂量并缩短照射时间的中子捕获疗法用准直器及中子捕获疗法装置。
[0012]用于解决技术课题的手段
[0013]解决上述课题的中子捕获疗法用准直器，其为根据被照射体中的照射目标设定中子束的照射范围的中子捕获疗法用准直器，其特征在于，具备:多个叶板，在与中子束的照射方向正交的第I方向上重叠，其中，多个叶板中至少一部分叶板能够沿与照射方向正交且与第I方向正交的第2方向滑动，并且能够在照射方向上滑动。
[0014]根据该中子捕获疗法用准直器，多个叶板中至少一部分叶板能够沿与照射方向正交的第2方向滑动，因此能够相对于照射目标高精度地设定照射范围。而且，至少一部分叶板还能够在照射方向上滑动，因此能够以按照被照射体的照射部位的形状的方式使叶板的边缘靠近被照射体的表面。由此，准直器与被照射体之间的间隔变窄，中子的散逸得到抑制。作为其结果，能够确保相应时间内照射于患部的中子剂量并缩短照射时间。
[0015]而且，在上述中子捕获疗法用准直器中，至少一部分叶板具有多个在第2方向上被分割的分割叶板，多个分割叶板能够在照射方向上分别独立地滑动。此时，即使在例如被照射体的照射部位横跨第2方向而带有球状时，也能够使各分割叶在照射方向上滑动，从而使叶板的边缘靠近照射部位的表面。由此，中子的散逸得到进一步的抑制。
[0016]解决上述课题的中子捕获疗法用准直器，其为根据被照射体中的照射目标设定中子束的照射范围的中子捕获疗法用准直器，其特征在于，具备:叶板，在与中子束的照射方向正交的第I方向上重叠多个，并且多个中至少一部分在与照射方向及第I方向正交的第2方向上被分割为至少4个分割叶板；第2方向支承部，沿第2方向可滑动地支承叶板；及照射方向支承部，沿照射方向可滑动地支承在第2方向上被分割的分割叶板中的内侧分割叶板。
[0017]根据该中子捕获疗法用准直器，内侧的分割叶板还能够在照射方向上滑动，因此能够以按照被照射体的照射部位的形状的方式使叶板的边缘靠近被照射体的表面。由此，准直器与被照射体之间的间隔变窄，中子的散逸得到抑制。作为其结果，能够确保相应时间内照射于患部的中子剂量并缩短照射时间。
[0018]并且，照射方向支承部也可以为如下部件:设置在与沿照射方向可滑动地被支承的分割叶板邻接的分割叶板上，并且为对沿照射方向可滑动地被支承的分割叶板的端部进行卡止的卡止部。此时，外侧的分割叶板兼作照射方向支承部，因此无需另外准备支承内侧的分割准直器的部件。因此，能够抑制准直器整体的大型化。
[0019]解决上述课题的中子捕获疗法装置，其特征在于，具备:使中子束产生的中子束产生部；上述的中子捕获疗法用准直器；及支承中子捕获疗法用准直器的准直器支承部。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明所涉及的中子捕获疗法用准直器及中子捕获疗法装置，能够确保相应时间内照射于患部的中子剂量并缩短照射时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示具备本发明的一实施方式所涉及的准直器的中子束照射装置的概要结构的侧视图。
[0023]图2是表示通过图1的准直器的中子照射于被照射体的照射目标的状态的概念图。
[0024]图3(a)是准直器的主视图，图3(b)是准直器的侧视图。
[0025]图4(a)是表示通过叶板形成的照射野与照射目标的主视图，图4(b)是沿图4(a)的IVB-1VB线的剖视图。
[0026]图5(a)是本发明的另一实施方式所涉及的准直器的剖视图，图5(b)是以往的准直器的剖视图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。以下的说明中，对具备实施方式所涉及的中子捕获疗法用准直器的中子束照射装置进行说明。
[0028]如图1及图2所示，中子束照射装置I为对患者(被照射体)P的患部(照射目标)T照射中子束的中子捕获疗法装置。该中子束照射装置I为通过作为化合物预先被吸收于患部T的硼(1B)与中子的核反应，选择性地破坏患部T的细胞的硼中子捕获疗法(BNCT ；Boron Neutron Capture Therapy)用装置。中子束照射装置I具备:载置患者P的移动台2 ;对中子进行减速的减速装置3 ;产生中子的靶(中子束产生部)7 ;及设置在移动台2与减速装置3之间的准直器台(准直器支承部)4。并且，中子束照射装置I具备用于拍摄患者P的患部T的X线图像的CR系统8。
[0029]移动台2具有患者P所坐的载置台2a。该载置台2a构成为能够通过改变形状来使患者P躺在其上。该移动台2能够在上下方向(垂直方向)、左右方向(水平方向且与减速装置3接近分开的方向)、及前后方向(水平方向且与左右方向垂直的方向)上移动。
[0030]靶7通过照射由加速器(未图示)射出的离子束(例如质子束)来产生中子。减速装置3对产生于靶7中的中子进行减速。在减速装置3中减速的中子向患者P侧射出。屏蔽壁W由混凝土等构成，防止不必要的放射线向患者P和治疗室外照射。减速装置3的前端部3a贯穿屏蔽壁W。通过准直器台4移动而靠近减速装置3，该前端部3a能够进入准直器台4的背面侧。关于准直器台4，“背面侧”为离子束的上游侧，“正面侧”为患者P侦^
[0031]准直器台4上以向移动台2侧突出的方式设置有准直器(中子捕获疗法用准直器)6。该准直器6用于将从减速装置3射出的中子成形为预定形状(照射范围)，并在照射方向Y上输出中子。准直器台4能够在前后方向上移动。准直器台4的背面形成有收容减速装置3的前端部3a的凹部。准直器台4在前端部3a进入到背面侧的凹部的状态下而被使用。在进行治疗时，以如下方式配置准直器6:使载置患者P的载置台2a接近准直器台4的前面侧，从而与患者P的患部T对置。
[0032]如图2及图3所示，准直器6根据患者P的患部T的区域，设定中子束的照射范围即照射野F。准直器6的外形呈长方体状。准直器6具有在与照射方向Y正交的上下方向(第I方向)Z上迭加的多个叶板13A、13B。换言之，多个叶板13A、13B沿其板厚方向排列。另外，也可将多个叶板13A、13B沿左右方向X排列。各叶板13A、13B由加入有氟化锂的聚乙烯构成，呈长方形板状。这些多个叶板13A、13B保持在准直器保持架11内而构成叶板组13。
[0033]准直器保持架11与叶板组13之间配置有用于导引叶板13A、13B的具有多个突起16的导引部件(第2方向支承部)12。抵接于导引部件12的各叶板13AU3B的照射方向Y的端部呈能够与导引部件12的突起16嵌合的凹凸形状。
[0034]关于本实施方式的准直器6，配置在叶板组13的上端部及下端部的叶板13A (图3的例子中上下分别为4个)为在左右方向X上被2分割的板材。配置在叶板组13的除上端部及下端部以外的中间部的叶板13B，其在左右方向(第2方向)X上被分割的每侧由2个分割叶板14、15构成。更具体而言，分割叶板14及分割叶板15在左右方向X上并列设置。分割叶板14配置在外侧(即偏靠准直器保持架11)，分割叶板15与该分割叶板14邻接并配置在内侧(即偏靠照射野F)。分割叶板14及分割叶板15成为一体并能够在左右方向X上滑动。如此，叶板13B能够在左右方向X上滑动，由此能够任意地设定照射野F的形状及大小。另外，叶板13A不限定于在左右方向X上被2分割的情况，也可以为例如4分割。
[0035]另外，在准直器6中，叶板13B的分割叶板15还能够在照射方向Y上滑动。如图3及图4所示，抵接于分割叶板14的分割叶板15的端面上形成有在左右方向X上突出并且在照射方向Y上延伸的突出部17。另一方面，抵接于分割叶板15的分割叶板14的端面上形成有在照射方向Y方向上延伸的槽部(照射方向支承部)18。分割叶板14及分割叶板15在突出部17嵌入槽部18的状态下分别在照射方向Y上滑动自如。另外，槽部18还作为卡止分割叶板15的端部的卡止部发挥作用，该分割叶板15被支承为沿照射方向Y可滑动。
[0036]具有以上结构的准直器6为在左右方向X及照射方向Y上滑动自如的2轴滑动式多叶准直器。准直器6中，能够在左右方向X及照射方向Y上自如地改变叶板组13的外形。
[0037]当对患者P的患部T进行治疗时，预先调查照射部位的形状，以按照该形状的方式对各叶板13A、13B的位置进行调整。各叶板13A、13B的位置通过操作者的手动而被调整。然后，使患者P的照射部位接近已调整位置的准直器6，以预先确定的中子剂量向患部T照射中子束。
[0038]根据本实施方式的准直器6，多个叶板13B能够沿与照射方向Y正交的左右方向X滑动，因此能够对患部T高精度地设定照射野F。而且，叶板13B的分割叶板15还能够在照射方向Y上滑动，因此能够以按照照射部位的形状的方式使分割叶板15的边缘靠近患者P的体表Pa。由此，准直器6与患者P之间的间隔变窄，从而中子的散逸得到抑制。作为其结果，能够确保相应时间内照射于患部T的中子剂量，从而缩短照射时间。这还有助于减轻治疗时的患者P的负担。
[0039]中子具有较易散逸的性质。以往的准直器无法改变外形，因此很难按照照射部位的形状使准直器的端面配合。根据本实施方式的准直器6，能够无限缩小患者P的体表Pa与叶板13A、13B之间的间隙，削减欲散逸的中子。由此，能够实现中子剂量的合理化。
[0040]并且，叶板13B所具备的多个分割叶板15能够在照射方向Y上分别独立地滑动，因此即使当例如患者P的照射部位横跨左右方向X而带有球状时，也能够使各分割叶14、15在照射方向Y上滑动，使叶板14、15的边缘靠近照射部位的体表Pa(参考图4)。由此，中子的散逸进一步得到抑制。
[0041]图5(a)是另一实施方式所涉及的准直器的剖视图，图5(b)是以往的准直器的剖视图。图5(a)所示的准直器20的叶板23与图3所示的准直器6的叶板13B的不同点如下:具备构成为每侧3个的分割叶板24、25、26，并且各分割叶板24~26的位于患者P的相反侧且内侧的角部被切掉，从而在各分割叶板24~26形成锥部24a~26a。分割叶板24、
25、26中，除分割叶板24以外的分割叶板25、26能够在照射方向Y上滑动。
[0042]如图5(a)所示，各分割叶板24~26具有锥部24a~26a，并且分割叶板25、26在照射方向Y上滑动，因此整体上能够更加拓宽中子入射进来的方向。图5(a)中，示出对在患者P的颈部G中存在的患部T (例如肿瘤)照射中子束的情况。患者P的颈部G在颚部H与肩部E之间。即便在该情况下，也能够使分割叶板25、26以与患者P的体表Pa紧贴的方式滑动，从而防止中子从体表面与准直器20之间的间隙散逸。根据这种效果，能够进行高剂量率照射，并实现短时间内的照射。而且，具有在中子的入射侧倾斜地切掉的锥形结构，因此能够拓宽入射的中子的方向，并且能够更多地利用能够有助于向患部T的照射的中子。
[0043]另一方面，图5(b)所示的以往的准直器50中，中子从叶板与患者P的体表Pa之间的间隔散逸，浪费中子源。
[0044]准直器的基本作用为削减照射区域以外的放射线，使向正常组织的照射成为能够忽略不计的量以下。以往的放射线治疗(例如X线治疗或质子束治疗)基本上将从一个点放射且直线前进的放射线按照照射区域进行准直，将平板状的准直器配置在距照射体表面远离数cm的位置。中子无论是原子炉或加速器，几乎为散射线，因此利用的是从比准直器大很多的区域向准直器方向照射的中子。由于中子是体积线源而非点线源，因此为了提高剂量率需满足如下条件:从肿瘤观察准直器开孔的角度(立体角)大，且能够利用来自更广的线源区域的中子。同时若能够防止中子从准直器与照射体表面之间的间隔散逸，则能够反映于其成分的剂量率的增加，并能够避免散逸的中子照射区域外的部分。该中子的利用效率的提高为本发明的实施方式所涉及的中子准直器6、20的一种效果。另一种效果为实现削减照射区域外的部分且减少正常组织的被照射，以及与该减少措施相反的考虑有关剂量率增大的要求的照射的合理化。
[0045]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式。
[0046]例如分割叶板不限于2个或3个，也可以为4个以上。当分割叶板为3个以上时，能够将除最外侧(在左右方向X上的准直器保持架11侧)的分割叶板以外的分割叶板设为能够在照射方向Y上滑动。另外，也可使只有最内侧(照射野F侧)的分割叶板能够在照射方向Y上滑动。并且，也可分别具备与叶板13A及叶板13B的分割叶板14、15连接的驱动机构。作为驱动机构，能够使用例如辊与马达或活塞等。通过驱动机构，能够实现叶板13AU3B的移动及定位的自动化。
[0047]照射方向支承部可为设置在分割叶板14的14，也可以在分割叶板14的端部设置支承机构来作为其他部件。准直器台4也可以非独立地设置，例如在屏蔽壁W或减速装置3中设置支承准直器的部分也可以。
[0048]而且，不限于使用硼化合物的BNCT，也可以适用于使用其他元素的NCT。例如作为利用中子与钆(157Gd等)的核反应的治疗法中使用的准直器，也可以适用本发明。当从中子束产生部获得的中子束的速度为适合治疗的速度时，无需使用减速装置。
[0049]产业上的可利用性
[0050]本发明能够用于确保相应时间内对患者照射的中子剂量，并能够缩短照射时间的中子束捕获疗法用准直器及中子束捕获疗法装置中。
[0051]符号说明
[0052] 1-中子束照射装置，6、20_准直器，13AU3B-叶板，14、15-分割叶板，18-槽部(照射方向支承部)，F-照射野(照射范围)，P-患者(被照射体)，T-患部(照射目标)，X-左右方向(第2方向)，Y-照射方向，Z-上下方向(第I方向)。
【权利要求】
1.一种中子捕获疗法用准直器，其根据被照射体中的照射目标设定中子束的照射范围，其特征在于， 具备: 多个叶板，在与中子束的照射方向正交的第I方向上重叠， 多个所述叶板中至少一部分叶板能够沿与所述照射方向正交且与所述第I方向正交的第2方向滑动，并且能够在所述照射方向上滑动。
2.根据权利要求1所述的中子捕获疗法用准直器，其特征在于， 所述至少一部分叶板具有多个在所述第2方向上被分割的分割叶板， 多个所述分割叶板能够在所述照射方向上分别独立地滑动。
3.一种中子捕获疗法用准直器，其根据被照射体中的照射目标设定中子束的照射范围，其特征在于，具备: 叶板，在与中子束的照射方向正交的第I方向上重叠多个，并且多个中的至少一部分在与所述照射方向及所述第I方向正交的第2方向上被分割成至少4个分割叶板； 第2方向支承部，沿第2方向可滑动地支承所述叶板 '及 照射方向支承部，沿所述照射方向可滑动地支承在所述第2方向上被分割的分割叶板中的内侧分割叶板。
4.根据权利要求3所述的中子捕获疗法用准直器，其中， 所述照射方向支承部设置在与沿所述照射方向可滑动地被支承的分割叶板邻接的所述分割叶板上，并且为对沿所述照射方向可滑动地被支承的分割叶板的端部进行卡止的卡止部。
5.一种中子捕获疗法装置，其特征在于，具备: 中子束产生部，使中子束产生； 权利要求1~4中任一项所述的中子捕获疗法用准直器 '及 准直器支承部，支承所述中子捕获疗法用准直器。
【文档编号】A61N5/10GK104053476SQ201380005563
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】小笠原毅, 丸桥晃 申请人:住友重机械工业株式会社, 国立大学法人京都大学