中子捕捉疗法系统的制作方法

本发明涉及一种中子捕捉疗法系统。

背景技术：

在对作为被照射体的患者照射中子束的中子捕捉疗法系统中，使用用于测定中子束的中子束检测器。例如，在专利文献1中，示出有如下结构：在用于对中子束的照射区进行整形的准直器中设有中子束检测器的闪烁体。在中子束检测器中，在闪烁体中将放射线转换为光，且通过光纤传播该光并在后段的光检测器中进行检测，由此能够测定中子束的剂量。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-260490号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

若将上述中子束检测器配置于对患者照射中子束的照射室，则发生以下问题。首先，在照射室内部，中子束等放射线的剂量高，因此若将设置于闪烁体的后段的光检测器配置于照射室内部，则有可能使光检测器劣化。另一方面，若为了防止光检测器的劣化而将光检测器配置于照射室外部，则连接闪烁体与光检测器的光纤变长，有可能操作性发生问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种抑制光检测器的放射线劣化且包括操作性提高的中子束检测器的中子捕捉疗法系统。

用于解决技术课题的手段

为了达到上述目的，本发明的一方式所涉及的中子捕捉疗法系统为对被照射体照射中子束的中子捕捉疗法系统，该中子捕捉疗法系统具有：照射室，被截断所述中子束从室内向室外放射的屏蔽壁包围，且进行向所述被照射体的所述中子束的照射；中子束生成部，生成所述中子束；中子束照射部，向所述照射室内部照射所述中子束生成部所生成的所述中子束；及中子束检测器，检测所述中子束的剂量，中子束检测器具有：闪烁体，通过射入中子束而发光；光检测器，将所述光转换为电信号；光纤，从所述闪烁体向所述光检测器传播所述光；及屏蔽部，覆盖所述光检测器，且屏蔽放射线，所述光检测器及所述屏蔽部被设置于所述照射室内部或所述屏蔽壁内部。

根据上述中子捕捉疗法系统，将中子束检测器的光检测器及屏蔽部设置于照射室内部或构成照射室的屏蔽壁内部，因此能够缩短与光检测器连接的光纤，从而能够提高作为中子束检测器的操作性。并且，光检测器的四周被屏蔽部覆盖。因此，即使在将光检测器设置于照射室内部或构成照射室的屏蔽壁内部的情况下，也可通过屏蔽部来防止光检测器的放射线劣化。因此，在上述中子捕捉疗法系统中，能够抑制光检测器的放射线劣化且可提高作为中子束检测器4的操作性。

在此，所述中子束检测器具有：设置于所述照射室的外部且处理电信号的信号处理部；及将从所述光检测器发出的电信号发送至所述信号处理部的电信号电缆，所述光纤能够设为比所述电信号电缆短的方式。

如上所述，通过将光纤设为比电信号电缆短，能够降低认为比电信号电缆破损风险高的光纤的破损风险。

并且，所述光检测器及所述屏蔽部能够设为设置于载置所述被照射体的治疗台上的方式。

如上所述，在光检测器及屏蔽部设置于治疗台上的情况下，能够缩短光检测器与闪烁体之间的距离，因此能够缩短光纤。因此，能够提高中子检测部的操作性并且能够防止光纤的破损等。

并且，能够设为如下方式：所述光检测器及所述屏蔽部固定于所述照射室内部或构成所述照射室的屏蔽壁内部，载置所述被照射体的治疗台能够在所述照射室的内部与外部之间移动，所述光纤具有能够追随所述治疗台的移动范围的长度。

通过设为上述结构，即使在治疗台移动的情况下，光纤也进行追随，而维持固定于照射室内部或屏蔽壁内部的光检测器与闪烁体之间的连接，因此无需根据治疗台的移动而拆卸闪烁体及光纤，从而作业性得到提高。

发明效果

根据本发明，可提供一种抑制光检测器的放射线劣化且包括操作性提高的中子束检测器的中子捕捉疗法系统。

附图说明

图1是示意地表示中子捕捉疗法系统的俯视图。

图2是放大照射室周边的俯视图。

图3是对中子束检测器进行说明的图。

图4是对中子束检测器的光检测部进行说明的剖面。

图5是对第1变形例进行说明的图。

图6是对第2变形例进行说明的图。

图7是对第3变形例进行说明的图。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。另外，在附图的说明中，对于相同要件标注相同符号，并省略重复说明。

参考图1，对中子捕捉疗法系统进行说明。本实施方式所涉及的中子捕捉疗法系统为利用硼中子捕捉疗法(bnct：boronneutroncapturetherapy)且进行癌症治疗的系统。硼中子捕捉疗法为对投与在癌细胞聚积的物质(例如，硼(10b))的患者的硼聚积部位照射中子束来进行癌症治疗的疗法。

中子捕捉疗法系统1具有对被束缚于治疗台3的患者p(被照射体)照射中子束n来进行患者p的癌症治疗的照射室2。

将患者p束缚于治疗台3等的准备作业在照射室2外部的准备室(未图示)中实施，束缚有患者p的治疗台3从准备室移动至照射室2。并且，中子捕捉疗法系统1具备生成治疗用中子束n的中子束生成部10及在照射室2内对束缚于治疗台3的患者p照射中子束n的中子束照射部20。另外，照射室2被截断中子束从室内放射到室外的混凝土制屏蔽壁w1覆盖，但也可以为了使患者或工作人员等通过而设有通道及门25。图1所示的门25设置于准备室与照射室2之间。

中子束生成部10具备加速带电粒子并射出带电粒子束l的加速器11、传输加速器11射出的带电粒子束l的射束传输线路12、扫描带电粒子束l并进行带电粒子束l相对靶8的照射位置的控制的带电粒子束扫描部13、通过照射带电粒子束l来引起核反应并生成中子束n的靶8及测定带电粒子束l的电流的电流监视器16。加速器11及射束传输线路12配置于呈大致长方形的带电粒子束生成室14的室内，该带电粒子束生成室14为被混凝土制的屏蔽壁w覆盖的空间。另外，在带电粒子束生成室14中可以设有用于使进行维修的工作人员通过的通道及门27。另外，带电粒子束生成室14并不限定于大致长方形，也可以为其他形状。例如，在从加速器至靶的路径为l字状的情况下，带电粒子束生成室14也可以设为l字状。并且，带电粒子束扫描部13例如控制带电粒子束l相对于靶8的照射位置，电流监视器16测定照射于靶8的带电粒子束l的电流。

加速器11为使带电粒子加速以生成带电粒子束l的部件。在本实施方式中，作为加速器11，采用回旋加速器。另外，作为加速器11，也可以代替回旋加速器而使用同步加速器、同步回旋加速器或直线加速器等其他加速器。

射束传输线路12的一端(上游侧的端部)与加速器11连接。射束传输线路12具备调整带电粒子束l的射束调整部15。射束调整部15具有调整带电粒子束l的轴的水平型转向电磁铁及水平垂直型转向电磁铁、抑制带电粒子束l的发散的四极电磁铁以及对带电粒子束l进行整形的四向狭缝等。另外，射束传输线路12只要具有传输带电粒子束l的功能即可，也可以不具有射束调整部15。

关于通过射束传输线路12传输的带电粒子束l，照射位置受到带电粒子束扫描部13的控制而照射于靶8。另外，也可以省略带电粒子束扫描部13，并始终对靶8的相同部位照射带电粒子束l。

靶8通过照射带电粒子束l而生成中子束n。靶8例如由铍(be)、锂(li)、钽(ta)或钨(w)构成，且呈板状。另外，靶8并不限定于板状，例如也可以为液态(液体金属)。靶8所生成的中子束n通过中子束照射部20朝向照射室2内的患者p进行照射。

中子束照射部20包括使从靶8射出的中子束n减速的减速部件及屏蔽中子束n及γ射线等放射线的屏蔽体。由减速部件及屏蔽体构成减速剂。减速部件例如为由不同的多个材料构成的层叠结构，减速部件的材料可通过带电粒子束l的能量等各种条件适当选择。具体而言，例如在来自加速器11的输出为30mev的质子束且作为靶8使用铍靶的情况下，减速部件的材料能够设为铅、铁、铝或氟化钙。

屏蔽体设置成包围减速部件，且具有屏蔽功能，以防伴随中子束n及中子束n的生成而产生的γ射线等放射线向屏蔽体的外部放出。并且，在照射室2与屏蔽体之间设有构成照射室2的侧壁面的一部分的壁体21。壁体21中，在中子束n的输出口固定有用于规定中子束n的照射区的准直器31。另外，准直器31也可以安装于后述的治疗台3中。

在以上中子束照射部20中，带电粒子束l照射于靶8，随此靶8生成中子束n。通过靶8而生成的中子束n在通过减速部件内部时被减速，从减速部件射出的中子束n通过准直器31并照射于治疗台3上的患者p。在此，作为中子束n，能够使用能量比较低的热中子束或超热中子束。

治疗台3作为在中子捕捉疗法中所使用的载置台而发挥功能，且能够以载置患者p的状态在准备室(未图示)与照射室2之间移动。治疗台3具有设置于基座部上，且用于载置患者p的顶板及用于使顶板相对于基座部相对移动的驱动部。另外，若基座部能够相对于底板移动，则照射室2与准备室之间的移动变得容易。

并且，中子捕捉疗法系统1具有中子束检测器4。中子束检测器4例如用于对患者p照射中子束时测定照射对象位置附近的中子束的剂量。并且，中子束检测器4还用于进行系统的检查作业时等。图2是示意地表示中子捕捉疗法系统1的照射室2周边的图。如图2所示，中子束检测器4具有闪烁体41、光纤42、光检测部43、电缆44及信号处理部45。并且，如图3所示，光检测部43具有光检测器46、第1屏蔽部47及第2屏蔽部48。

闪烁体41在治疗台3上的患者p的载置位置或其附近，安装于患者或仿真模型。并且，光检测部43配置于照射室2内部或构成照射室2的屏蔽壁w1上。在本实施方式中，如图2所示，光检测部43、电缆44设置于与照射室2内部不同的场所，即包围照射室2的屏蔽壁w1内部或照射室2外部。并且，由工作人员进行操作等的信号处理部45设置于照射室2外部。在图2中，表示在屏蔽壁w1内部设有光检测部43及电缆44，且信号处理部45设置于比屏蔽壁w1更靠外侧的例子。

闪烁体41为将所射入的放射线(中子束n、γ射线)转换为光的荧光体。闪烁体41中，根据所射入的放射线的剂量，内部晶体成为激发状态，并生成闪烁光。闪烁体41例如形成为一个边为约0.2mm的立方体形状。闪烁体41通过中子束n或γ射线入射于闪烁体41而发光。闪烁体41能够采用⁶li玻璃闪烁体、licaf闪烁体、涂布有⁶lif的塑料闪烁体及⁶lif/zns闪烁体等。

另外，能够设为通过闪烁体41仅检测中子束n的方式。然而，在生成中子束n时或通过减速部件对中子束n进行减速时产生γ射线。有时导致闪烁体41还检测出该γ射线。

光纤42作为传播通过闪烁体41而生成的光的光导发挥作用。光纤42的长度作为一例为约10m。光纤42的外径、芯部直径等在能够作为光导发挥作用的范围内并无特别限定。在进行中子束捕捉疗法的情况下，在对患者照射中子束n之后，将治疗台3迅速地从照射室2移动至准备室。因此，安装于治疗台3上的患者或仿真模型上的闪烁体41直接与治疗台3一同移动至准备室。另一方面，光检测部43固定于屏蔽壁w1内部。因此，光纤42的长度被设定为即使在治疗台3进行移动的情况下，也追随治疗台3的移动而始终能够连接闪烁体41与光检测部43(光检测器46)之间的长度。

并且，例如也可以设为在具有自动卷取功能的卷取卷筒等中安装光纤42的结构，以防光纤42妨碍治疗台3的移动等在照射室2内部进行的作业。在卷取卷筒上安装光纤42的情况下，例如能够在从治疗台3上的患者或仿真模型取下闪烁体41之后，将光纤42自动地收容于卷取卷筒。因此，无需光纤42的卷取作业等，从而能够降低工作人员的辐射量。

光检测部43具有检测通过光纤42传递的光的功能。如图3所示，光检测部43具有光检测器46、第1屏蔽部47及第2屏蔽部48。作为光检测器46，例如能够采用光电倍增管或光电管等各种光检测设备。光检测器46在光检测时输出电信号(检测信号)。第1屏蔽部47及第2屏蔽部48设置于光检测器46的四周，详细内容进行后述。

电缆44由高压电缆及电信号电缆构成。高压电缆具有对光检测部43的光检测器46供给电流的功能。并且，电信号电缆具有对信号处理部45发送从光检测器46输出的电信号的功能。在本实施方式中，将这些多个电缆统称为电缆44，但两个电缆可以组合在一起，也可以为能够分别独立地操作的形状。

信号处理部45接收经由包含于电缆44的信号电缆而发送的电信号，且具有根据该电信号计算在闪烁体41中所检测的中子束的剂量的功能。信号处理部45能够构成为由cpu、rom、ram等构成的电控单元。

参考图3及图4对光检测部43进行说明。图3是示意地表示光检测部43的图，图4是示意地表示光检测部43的剖面的图。在光检测部43中，在光检测器46的四周设有第1屏蔽部47及第2屏蔽部48。第1屏蔽部47及第2屏蔽部48为所谓的双层结构且覆盖光检测器46。即，外侧为第1屏蔽部47，且在第1屏蔽部47的内侧设有第2屏蔽部48。

如图4所示，除了光检测器46中的安装有光纤42及电缆44的部分以及用于连接光纤42及电缆44与光检测器46的配线用开口以外，被第1屏蔽部47及第2屏蔽部48覆盖。但是，中子束基本上从准直器31飞散于照射室2内部。因此，在光检测器46的安装位置被确定(照射中子束时的光检测器46的配置被确定)的情况下，也可以仅在照射有中子束的一侧设有第1屏蔽部47及第2屏蔽部48。因此，例如，在光检测器46中连接光纤42的面为接收中子束的一侧的面的情况下，也可以在连接电缆44的面侧形成有露出光检测器46的区域。

第1屏蔽部47具有屏蔽中子束的功能。作为第1屏蔽部47，例如能够使用聚乙烯(pe)、含lif的聚乙烯等。但是，第1屏蔽部47的材料并不限定于上述材料，能够使用具有屏蔽中子束功能的公知的材料。第1屏蔽部47的厚度会根据材料适当变更，例如在使用含lif的聚乙烯的情况下，能够设为1cm～3cm左右。

第2屏蔽部48具有屏蔽γ射线的功能。作为第2屏蔽部48，例如能够使用铅(pb)等。但是，第2屏蔽部48的材料并不限定于上述材料，能够使用具有屏蔽γ射线的功能的公知的材料。第2屏蔽部48的厚度会根据材料适当变更，例如在使用铅的情况下，能够设为2cm左右。

在本实施方式的光检测部43中，第2屏蔽部48比第1屏蔽部47更靠内侧。若在第1屏蔽部47屏蔽中子束，则二次放出γ射线。对于该第1屏蔽部47中所放出的γ射线，也能够通过配置于比第1屏蔽部47更靠内侧的第2屏蔽部48进行屏蔽。因此，根据上述结构，能够更适当地进行放射线的屏蔽。

另外，代替第1屏蔽部47及第2屏蔽部48这双层结构，例如也可以使用基于混凝土等对中子束及γ射线具有屏蔽能力的材料的单层结构的屏蔽部。但是，如本实施方式中所说明的那样，组合使用以屏蔽中子束为目的的第1屏蔽部47及以屏蔽γ射线为目的的第2屏蔽部48，能够通过更小型的屏蔽部适当地屏蔽放射线(中子束及γ射线)。另外，屏蔽部也可以由能够屏蔽中子束及γ射线中的至少一个的材料构成。

如此，在本实施方式所涉及的中子捕捉疗法系统中，在检测中子束的中子束检测器4中包括光检测器46的光检测部43设置于照射室2内部或构成照射室2的屏蔽壁w1内部。因此，在中子束检测器4中，能够抑制光检测器46的放射线劣化且提高操作性。

以往，为了防止光检测器46的放射线劣化等，在照射室2外部的准备室等中配置有光检测器46，在该情况下，连接光检测器46与闪烁体41的光纤42变长，因此若没有适当地进行处理，则有可能妨碍作业。并且，认为若光纤变长，则作业时产生破损等的风险也变高。

相对于此，在本实施方式所涉及的中子束检测器4中，光检测器46设置于照射室2内部或构成照射室2的屏蔽壁w1内部，因此能够缩短与光检测器46连接的光纤42，从而能够提高作为中子束检测器4的操作性。另一方面，在光检测部43中，光检测器46的四周被屏蔽部(第1屏蔽部47及第2屏蔽部48)覆盖。因此，即使在将中子束检测器4的光检测器46设置于照射室2内部或构成照射室2的屏蔽壁w1内部的情况下，也可通过屏蔽部防止光检测器46的放射线劣化。因此，能够抑制光检测器46的放射线劣化且提高作为中子束检测器4的操作性。

另外，如上述实施方式，若光检测器46及屏蔽部(第1屏蔽部47及第2屏蔽部48)被收容于构成照射室2的屏蔽壁w1内部，则光检测器46的放射线劣化进一步得到抑制。

并且，在上述实施方式中，相比现有的结构，能够将包括光检测器46的光检测部43靠近治疗台3配置，因此能够将光纤42的长度设为比电缆44中的电信号电缆短。如此，通过将光纤42的长度设为比电信号电缆短，能够降低认为比电信号电缆破损风险高的光纤42的破损风险。

并且，在上述实施方式中，包括光检测器46及屏蔽部的光检测部43固定于照射室2内部或屏蔽壁w1内部，治疗台3能够在照射室2的内部与外部(例如，准备室)之间移动，光纤42具有能够追随治疗台3的移动范围的长度。通过设为这种结构，即使在治疗台3进行移动的情况下，光纤42进行追随而维持光检测器46与闪烁体41之间的连接，因此无需根据治疗台3的移动而拆卸闪烁体41及光纤42，作业性得到提高。

(变形例)

接着，对本实施方式所涉及的中子捕捉疗法系统1中的中子束检测器4的变形例进行说明。

图5是说明第1变形例所涉及的中子束检测器4a的设置状况的图。图5所示的中子束检测器4a中，光检测部43的配置与中子束检测器4不同。即，光检测部43配置于治疗台3而不配置于屏蔽壁w1内部。

在中子束检测器4a中，在治疗台3中设有光检测部43，因此能够缩短安装于治疗台3上的患者p或仿真模型的闪烁体41与治疗台3之间的距离。并且，即使在将治疗台3移动至例如准备室的情况下，也能够防止光检测器46与闪烁体41之间的距离变长。因此，相比中子束检测器4，能够缩短光纤42的长度。

另外，包括光检测器46、第1屏蔽部47及第2屏蔽部48的光检测部43也可以安装于治疗台3的基座部、驱动部及顶板中的任一个上，例如如顶板背侧那样，若设为与载置于顶板上的患者的位置不发生变化的场所，则即使使治疗台3动作的情况下，也能够设为光检测部43(的光检测器46)与闪烁体41之间的距离不发生变化的结构，从而能够将光纤42设计为更短。

设为如中子束检测器4a那样将光检测部43配置于治疗台3的结构的情况下，相比中子束检测器4，与光检测部43的光检测器46连接的电缆44变长。在图5所示的例子中，在屏蔽壁w1内部收容有与信号处理部45连接的电缆44且其一部分从屏蔽壁w1延伸而与光检测部43的光检测器46连接。在此，在治疗台3向准备室等进行移动的情况下，光检测部43与治疗台3一同移动，因此需要电缆44追随治疗台3的移动，而不是光纤42追随治疗台3的移动。因此，电缆44的长度被设为即使在治疗台3进行移动的情况下也能够连接光检测部43与信号处理部45之间的长度。此时，例如也可以设为将电缆44安装于具有自动卷取功能的卷取卷筒等的结构，以防电缆44妨碍治疗台3的移动等在照射室2内部进行的作业。

另外，在如中子束检测器4a那样将光检测部43配置于治疗台3的情况下，相比收容于屏蔽壁w1内部的情况，光检测部43接收的放射线的剂量变大。因此，能够将光检测部43的第1屏蔽部47及第2屏蔽部48的厚度设为比中子束检测器4中的光检测部43的第1屏蔽部47及第2屏蔽部48的厚度厚。

图6表示作为第2变形例，将光检测部43容纳于容纳盒50的例子。光检测部43如此收容于容纳盒50以提高携带性。

放射线被光检测部43的第1屏蔽部47及第2屏蔽部48屏蔽，因此容纳盒50的材质并无特别限定。

并且，容纳盒50的形状等并无特别限定，例如，容纳盒50也可以在表面安装有用于携带的手柄等。并且，对于容纳盒50的容积，也能够进行适当变更。因此，也可以设为在容纳盒50内容纳用于放大从光检测器46输出的电信号的放大器，且将从放大器输出的放大后的电信号通过电缆44的电信号电缆发送的结构。并且，在容纳盒50内收容放大器等的情况下，还能够以放热等为目的而在容纳盒50上设置通气口等。

并且，如图6所示，也可以在容纳盒上设置连接器51，且将连接光检测部43与信号处理部45的电缆44分割为比连接器51更靠前段的电缆44a与比连接器51更靠后段的电缆44b的结构。通过设为这种结构，能够提高比连接器51更靠前段的电缆44a、光检测部43、光纤42及闪烁体41的携带性。

如此，关于容纳盒50，为了光检测部43的携带用途而能够适当变更其形状或结构等。

图7是作为第3变形例，对屏蔽部的形状进行说明的图。在图7中，表示光检测器46为圆筒状(参考图3)时的剖视图。在图7(a)中，光检测器46的剖面为圆形，相对于此，第2屏蔽部48设置成内周面的剖面为圆形以覆盖光检测器46的外周，并且外周面的剖面成为四边形，且其外侧的第1屏蔽部47也设置成外周面的剖面成为四边形。在图7(b)中，示出将图7(a)中的第2屏蔽部48的内周面的剖面设为四边形的例子。图7(c)表示第2屏蔽部48及第1屏蔽部47这两者的外周面的剖面成为圆形的例子。而且，图7(d)表示第2屏蔽部48的外周面的剖面为圆形，相对于此，外侧的第1屏蔽部47的外周面的剖面为四边形的例子。如图7(a)～图7(d)所示，第1屏蔽部47及第2屏蔽部48的形状能够进行适当变更。并且，如图7(b)所示，光检测器46与第2屏蔽部48之间也可以形成有间隙。并且，第1屏蔽部47与第2屏蔽部48之间也可以形成有间隙。并且，在上述实施方式中，对光检测器46为圆筒状的情况进行了说明，但对于光检测器46的形状也可以进行适当变更。并且，也可以根据光检测器46的形状，变更第1屏蔽部47及第2屏蔽部48的形状。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。

例如，在上述实施方式中，对光检测部43配置于屏蔽壁w1的内部的情况及配置于治疗台3的情况进行了说明，但也可以将光检测部43配置于与照射室2内的治疗台3不同的位置。并且，照射室2的顶棚及底面均由屏蔽壁w1构成，因此光检测部43也可以配置于照射室2的顶棚或底面的屏蔽壁w1。根据光检测部43的配置，光纤42及电缆44的长度被适当变更。

并且，在本实施方式中，对中子束检测器4的光检测部43在规定的位置(屏蔽壁w1内部或治疗台3)被固定，从而进行中子束的检测的情况进行了说明，但关于中子束检测器4，也可以每检测中子束时变更光检测部43的配置。在该情况下，考虑光检测部43的移动而光纤42及电缆44的长度被适当变更。但是，预先固定检测中子束时的光检测部43的配置，则能够考虑治疗台3等的移动的同时将光纤42及电缆44的长度设定为较短，因此操作性得到提高，并且能够降低破损的风险。

符号说明

1-中子捕捉疗法系统，2-照射室，3-治疗台，4-中子束检测器，10-中子束生成部，20-中子束照射部，41-闪烁体，42-光纤，43-光检测部，44-电缆，45-信号处理部，46-光检测器，47-第1屏蔽部，48-第2屏蔽部，w1-屏蔽壁。