中子捕捉療法裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種中子捕捉療法裝置。所述中子捕捉療法裝置能夠在帶電粒子束的傳輸中發(fā)生電流值降低的情況下進行適當?shù)闹委?。所述中子捕捉療法裝置1具有：第1電流測定部(11)，測定帶電粒子束(P)的電流；第2電流測定部(32)，在比第1電流測定部(11)更靠下游側(cè)測定帶電粒子束(P)的電流。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在第2電流測定部(32)與第1電流測定部(11)之間發(fā)生帶電粒子束(P)的電流值降低的情況下，在第1電流值與第2電流值之間產(chǎn)生差分。因此，在該差分大于閾值的情況下，通過控制部(100)對來自加速器(10)的帶電粒子束(P)的射出進行控制，能夠進行與帶電粒子束(P)的電流值的降低對應(yīng)的適當?shù)目刂?。根?jù)以上，能夠在帶電粒子束(P)的傳輸中發(fā)生電流值降低的情況下進行適當?shù)闹委煛?br>【專利說明】
中子捕捉療法裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本申請主張基于2015年3月31日于日本申請的日本專利申請第2015-071667號的優(yōu)先權(quán)。該日本申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
[0002 ]本發(fā)明涉及一種中子捕捉療法裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，作為用于射出中子束來滅殺癌細胞的中子捕捉療法的裝置已知有專利文獻I中所記載的中子捕捉療法裝置。專利文獻I中所記載的中子捕捉療法裝置具備射出帶電粒子束的加速器2、及通過照射帶電粒子束而生成中子束的靶5。該中子捕捉療法裝置通過設(shè)置在加速器中的電子剝離器7(Stripper)來測定從加速器射出的帶電粒子束的強度(電流值)。
[0004]專利文獻1:國際公開W02007/093965號說明書
[0005]上述專利文獻I中所記載的中子捕捉療法裝置中，通過使用設(shè)置在加速器2的內(nèi)部的電子剝離器7，測定從加速器2射出的帶電粒子束的電流值。然而，在從加速器2的出口開始與靶5之間帶電粒子束的電流值有時會降低，且無法用上述專利文獻I中所記載的中子捕捉療法裝置來檢測到該減少現(xiàn)象。此時，預(yù)先設(shè)定的劑量的帶電粒子束未照射于靶5，有可能不生成預(yù)先設(shè)定的劑量的帶電粒子束。由此，有可能無法按照治療方案將中子束照射于被照射體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種中子捕捉療法裝置。所述中子捕捉療法裝置在帶電粒子束的傳輸中發(fā)生損失的情況下，能夠進行適當?shù)闹委煛?br>[0007]為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的中子捕捉療法裝置具備:加速器，射出帶電粒子束；中子束生成部，受到帶電粒子束的照射而生成中子束;射束傳輸線路，將從加速器射出的帶電粒子束傳輸至中子束生成部;第1電流測定部，測定帶電粒子束的電流;第2電流測定部，在比第I電流測定部更靠下游側(cè)測定帶電粒子束的電流；以及控制部，根據(jù)由第I電流測定部測定的第I電流值以及由第2電流測定部測定的第2電流值控制加速器;在第I電流值與第2電流值之間的差分大于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，控制部對來自加速器的帶電粒子束的射出進行控制。
[0008]本發(fā)明所涉及的中子捕捉療法裝置具備測定帶電粒子束的電流的第I電流測定部，及在比第I電流測定部更靠下游側(cè)測定帶電粒子束的電流的第2電流測定部。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在第2電流測定部與第I電流測定部之間發(fā)生帶電粒子束的電流值降低的情況下，在第I電流值與第2電流值之間產(chǎn)生差分。由此，在該差分大于閾值的情況下，通過控制部對來自加速器的帶電粒子束的射出進行控制，而能夠與帶電粒子束的電流值的降低對應(yīng)地進行適當?shù)目刂?。根?jù)以上，能夠在帶電粒子束的傳輸中發(fā)生電流值降低的情況下進行適當?shù)闹委煛?br>[0009]并且，在本發(fā)明所涉及的中子捕捉療法裝置中，在第I電流值與第2電流值之間的差分大于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，控制部停止來自加速器的帶電粒子束的射出即可。由此，在發(fā)生帶電粒子束的電流值降低的情況下，能夠中斷治療本身。由此，能夠減少構(gòu)成射束傳輸線路的部件的放射化，且能夠抑制構(gòu)成射束傳輸線路的部件的劣化。
[0010]并且，在本發(fā)明所涉及的中子捕捉療法裝置中，第I電流測定部設(shè)置于比設(shè)置在射束傳輸線路中的最上游側(cè)的電磁鐵更靠上游側(cè)即可。因電磁鐵的不良狀態(tài)等而有可能產(chǎn)生帶電粒子束的電流值降低。由此，通過將第I電流測定部設(shè)置于比設(shè)置在射束傳輸線路中的最上游側(cè)的電磁鐵更靠上游側(cè)，能夠監(jiān)視射束傳輸線路中的所有電磁鐵的影響，因此能夠提高檢測帶電粒子束的電流值的降低的可靠性。
[0011]并且，在本發(fā)明所涉及的中子捕捉療法裝置中，加速器為加速負離子的加速器，其具備從被加速的負離子剝離電子而轉(zhuǎn)換成陽離子的剝離部，第I電流測定部可以由剝離部構(gòu)成。由此，能夠測定比射束傳輸線路更靠上游側(cè)的加速器內(nèi)部的帶電粒子束的電流值。由此，能夠提高檢測帶電粒子束的電流值降低的可靠性。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種中子捕捉療法裝置。所述中子捕捉療法裝置在帶電粒子束的傳輸中發(fā)生電流值降低的情況下，能夠進行適當?shù)闹委煛?br>【附圖說明】
[0014]圖1為示出本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置的塊結(jié)構(gòu)的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為簡略示出本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置的主要部分的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖中:1_中子捕捉療法裝置，10-加速器，11-第I電流測定部，32-第2電流測定部，48-射束傳輸線路，100-控制部，T-靶。
【具體實施方式】
[0017]以下，參考附圖對本發(fā)明所涉及的中子捕捉療法裝置的實施方式進行說明。另外，在以下說明中，對相同或者相應(yīng)的要件標注相同符號，并省略重復(fù)的說明。
[0018]首先，利用圖1，對本發(fā)明所涉及的中子捕捉療法裝置的概要進行說明。圖1為示出本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置的塊結(jié)構(gòu)的概要結(jié)構(gòu)圖。本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置，例如為采用硼中子捕捉療法進行癌治療的中子捕捉療法裝置。如圖1所示，中子捕捉療法裝置I向注射有硼(1?)的患者等的被照射體40照射中子束N。中子捕捉療法裝置I具備加速器10、中子束生成部36、射束傳輸線路48、第I電流測定部11、第2電流測定部32及控制部100。
[0019]加速器10為加速帶電粒子且作為帶電粒子束P射出的加速器。在本實施方式中，作為加速器10采用了回旋加速器。加速器10，例如具有生成射束半徑為40mm、60kW( = 30MeVX2mA)的帶電粒子束P的能力。另外，作為加速器10，可以使用同步加速器、同步回旋加速器或者直線加速器等的其他加速器來代替回旋加速器。
[0020]本實施方式中，加速器10為加速負離子的加速器，其具備從被加速的負離子剝離電子而轉(zhuǎn)換成陽離子的鋁箔剝離器(剝離部)9，被鋁箔剝離器9剝離電子而從負離子轉(zhuǎn)換成的陽離子，作為帶電粒子束P向加速器10的外側(cè)射出。第I電流測定部11由鋁箔剝離器9構(gòu)成。由于鋁箔剝離器9能夠從剝離的電子測定電流值，因此，將該電流值作為第I電流值輸出至控制部100。
[0021]從加速器10射出的帶電粒子束P通過射束傳輸線路48。射束傳輸線路48成為真空狀態(tài)。射束傳輸線路48從上游側(cè)朝向下游側(cè)依次設(shè)置有水平型轉(zhuǎn)向器12、4向切割器14、水平垂直型轉(zhuǎn)向器16、四極電磁鐵18、19、20、90度偏轉(zhuǎn)電磁鐵22、四極電磁鐵24、水平垂直型轉(zhuǎn)向器26、四極電磁鐵28、4向切割器30、第2電流測定部32、及帶電粒子束掃描部34。由此，帶電粒子束P依次通過水平型轉(zhuǎn)向器12、4向切割器14、水平垂直型轉(zhuǎn)向器16、四極電磁鐵
18、19、20、90度偏轉(zhuǎn)電磁鐵22、四極電磁鐵24、水平垂直型轉(zhuǎn)向器26、四極電磁鐵28、4向切割器30、第2電流測定部32、帶電粒子束掃描部34而引導至中子束生成部36。該帶電粒子束P在中子束生成部36中照射于靶T，因此，產(chǎn)生中子束N。中子束N照射于治療臺38上的被照射體40。
[0022]另外，由加速器10中的鋁箔剝離器9構(gòu)成的第I電流測定部11設(shè)置于比設(shè)置在射束傳輸線路48中的最上游側(cè)的電磁鐵(在此，為水平型轉(zhuǎn)向器12)在帶電粒子束P的射束傳輸方向更靠上游側(cè)。
[0023]水平型轉(zhuǎn)向器12、水平垂直型轉(zhuǎn)向器16、26例如為使用電磁鐵來抑制帶電粒子束P的射束發(fā)散的轉(zhuǎn)向器。同樣地，四極電磁鐵18、19、20、24、28例如為使用電磁鐵來進行帶電粒子束P的射束軸的調(diào)整的電磁鐵。4向切割器14、30為通過切掉端的射束來進行帶電粒子束P的射束的整形的切割器。
[0024]90度偏轉(zhuǎn)電磁鐵22為將帶電粒子束P的行進方向偏轉(zhuǎn)成90度的電磁鐵。另外，90度偏轉(zhuǎn)電磁鐵22設(shè)置有切換部42，能夠通過切換部42使帶電粒子束P從正常的軌道脫離并引導至射束收集器44。射束收集器44在治療前等對帶電粒子束P的輸出進行確認。另外，射束傳輸線路48并不限定于以上結(jié)構(gòu)。例如，可以省略各電磁鐵(的一部分)，也可以省略射束收集器44。并且，可以將射束傳輸線路設(shè)成直線狀或Y字形，而不是L字形。
[0025]第2電流測定部32為對照射于靶T的帶電粒子束P的電流值(即，電荷、照射劑量率)進行實時測定的電流測定部。第2電流測定部32無需與帶電粒子束P接觸而使用能夠測定電流的非破壞型(非接觸型)的DCCT(DC Current Transformer)S卩可。該第2電流測定部32將所測定的電流值作為第2電流值輸出至控制部100。
[0026]控制部100具有控制中子捕捉療法裝置I整體的動作的功能，例如由CPU、ROM及RAM等構(gòu)成。并且，控制部100根據(jù)由第I電流測定部11測定的第I電流值以及由第2電流測定部32測定的第2電流值控制加速器1。
[0027]帶電粒子束掃描部34為掃描帶電粒子束P，并對相對于靶T的帶電粒子束P的照射進行控制的掃描部。這里的帶電粒子束掃描部34，例如，控制相對于靶T的帶電粒子束P的照射位置及帶電粒子束P的射束直徑等。通過帶電粒子束掃描部34使帶電粒子束P進行擺動動作或者通過使帶電粒子束P的射束直徑變大，從而靶T上的帶電粒子束P的照射區(qū)域被擴展。另外，擺動動作是指使恒定的射束直徑的帶電粒子束P的射束軸周期性地移動，并通過該周期性地移動擴展相對于靶T的帶電粒子束P的照射面積的動作。
[0028]中子束生成部36通過將帶電粒子束P照射于靶T而生成中子束N，并經(jīng)由準直器(未圖示)射出該中子束N。中子束生成部36具備配設(shè)于傳輸帶電粒子束P的射束傳輸線路48的下游端部的靶T。另外，中子束生成部36可以構(gòu)成為包含使由靶T所生成的中子束N減速的減速材、及為了覆蓋它們而設(shè)置的屏蔽體。
[0029]接著，參考圖2對控制部100的動作進行詳細的說明。圖2為簡略示出本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置I的主要部分的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2中，作為電磁鐵4示出水平型轉(zhuǎn)向器12、水平垂直型轉(zhuǎn)向器16、四極電磁鐵18、19、20、90度偏轉(zhuǎn)電磁鐵22、四極電磁鐵24、水平垂直型轉(zhuǎn)向器26、及四極電磁鐵28等。
[0030]本實施方式中，控制部100具備運算由第I電流測定部11測定的第I電流值與第2電流測定部32之間的差分的運算部51，及將該差分與預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的閾值進行比較的運算部52?？刂撇?00通過運算部51和運算部52的運算，在第I電流值與第2電流值之間的差分大于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，對來自加速器10的帶電粒子束P的射出進行控制。
[0031]具體而言，運算部51電連接于第I電流測定部11，并獲取從該第I電流測定部11輸出的第I電流值。并且，運算部51電連接于第2電流測定部32，并獲取從該第2電流測定部32輸出的第2電流值。運算部51運算第I電流值與第2電流值的差分，并輸出至運算部52。在此，在帶電粒子束P通過射束傳輸線路48被傳輸?shù)耐局校l(fā)生電流值降低的情況下，第2電流值比第I電流值變低。并且，電流值的降低量越大，而第I電流值與第2電流值的差分變得越大。另外，作為發(fā)生電流值降低的原因，可以舉出由于帶電粒子束P的發(fā)散及掃描，帶電粒子束P的一部分碰撞構(gòu)成射束傳輸線路48的真空管的壁部而消失的情況等。
[0032]運算部52電連接于運算部51，并獲取從運算部51輸出的電流值的差分。并且，運算部52電連接于存儲器等，并獲取儲存于該存儲器等的閾值。運算部52將電流值的差分與閾值進行比較。在電流值差分大于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，運算部51將對來自加速器10的帶電粒子束P的射出進行控制的控制信號輸出至該加速器10。在電流值的差分大于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，運算部52可以輸出停止從加速器10射出帶電粒子束的控制信號。
[0033]在射束傳輸線路48中發(fā)生帶電粒子束P的電流值降低的情況下，照射于被照射體40的中子束N的劑量降低。由此，為了補償帶電粒子束P的電流值的降低，運算部52可以以延長中子束的照射時間的方式，輸出延長加速器10的射出時間的控制信號，也可以輸出增加從加速器10的離子源所發(fā)出的離子量的控制信號。另外，可以適當設(shè)定閾值。例如，可以設(shè)定為從加速器10射出的帶電粒子束P的電流值的設(shè)定值的2?5%之間的值。
[0034]接著，對本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置I的作用/效果進行說明。
[0035]本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置I具備測定帶電粒子束P的電流的第I電流測定部11，及在比第I電流測定部11更靠下游側(cè)測定帶電粒子束P的電流的第2電流測定部32。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在第2電流測定部32與第I電流測定部11之間發(fā)生帶電粒子束P的電流值降低的情況下，在第I電流值與第2電流值之間產(chǎn)生差分。由此，在該差分大于閾值的情況下，通過控制部100對來自加速器10的帶電粒子束P的射出進行控制，而能夠與帶電粒子束P的電流值的降低對應(yīng)地進行適當?shù)目刂?。根?jù)以上，能夠在帶電粒子束P的傳輸中發(fā)生電流值降低的情況下進行適當?shù)闹委煛?br>[0036]另外，在想僅用第2電流測定部32檢測帶電粒子束P的電流值的降低時，無法掌握是在加速器10(比鋁箔剝離器9更靠下游側(cè)的部位)產(chǎn)生了電流值降低(加速器10是否發(fā)生了異常)，還是在比鋁箔剝離器9更靠下游側(cè)產(chǎn)生了電流值降低(射束傳輸線路48是否發(fā)生了異常)。由此，在檢測帶電粒子束P的電流值的降低，并中斷治療而進行維護時，不光是檢查射束傳輸線路48還需要檢查加速器10本體，從而增加成本和勞動力。另一方面，根據(jù)本實施方式的中子捕捉療法裝置1，通過至少檢測在第I電流測定部11(在此，為鋁箔剝離器9)與第2電流測定部32之間發(fā)生了帶電粒子束P的電流值降低，能夠掌握在加速器10和射束傳輸線路48的哪一方發(fā)生了異常，因此可以大幅降低維護時所需要的操作。
[0037]并且，本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置I中，在第I電流值與第2電流值之間的差分大于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，控制部100停止自加速器10的帶電粒子束P的射出。由此，帶電粒子束P在發(fā)生電流值降低的情況下，能夠中斷治療本身。由此，能夠減少構(gòu)成射束傳輸線路的部件的放射化，且抑制構(gòu)成射束傳輸線路的部件的劣化。
[0038]并且，在本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置I中，第I電流測定部11設(shè)置于比設(shè)置在射束傳輸線路48中的最上游側(cè)的電磁鐵4更靠上游側(cè)即可。由于電磁鐵4的不良狀態(tài)等有可能發(fā)生帶電粒子束P的電流值降低。由此，通過將第I電流測定部11設(shè)置于比設(shè)置在射束傳輸線路48中的最上游側(cè)的電磁鐵4更靠上游側(cè)，能夠監(jiān)視射束傳輸線路48中的所有電磁鐵4的影響，因此能夠提高檢測帶電粒子束P的電流值的降低的可靠性。
[0039]并且，在本實施方式所涉及的中子捕捉療法裝置I中，加速器10為加速負離子的加速器，其具備從被加速的負離子剝離電子而轉(zhuǎn)換成陽離子的剝離部9。并且，第I電流測定部11由剝離部9構(gòu)成。由此，能夠測定比射束傳輸線路48更靠上游側(cè)的加速器10內(nèi)部的帶電粒子束P的電流值。并且，不需新增用于檢測從加速器10射出的帶電粒子束P的電流值的組件，而能夠沿用現(xiàn)有的鋁箔剝離器9，因此能夠抑制裝置結(jié)構(gòu)變復(fù)雜的現(xiàn)象。
[0040]本發(fā)明并不限定于上述實施方式。
[0041]例如，第I電流測定部可以不由鋁箔剝離器構(gòu)成，可以另設(shè)電流監(jiān)視器等。并且，可以設(shè)有多個設(shè)置在比第2電流測定部更靠上游側(cè)的第I電流測定部。由此，能夠掌握在射束傳輸線路的哪個位置發(fā)生了較大的電流值降低。
【主權(quán)項】
1.一種中子捕捉療法裝置，其具備: 加速器，射出帶電粒子束； 中子束生成部，受到所述帶電粒子束的照射而生成中子束； 射束傳輸線路，將從所述加速器射出的所述帶電粒子束傳輸至所述中子束生成部； 第I電流測定部，測定所述帶電粒子束的電流； 第2電流測定部，在比所述第I電流測定部更靠下游側(cè)測定所述帶電粒子束的電流；以及 控制部，根據(jù)由所述第I電流測定部測定的第I電流值以及由所述第2電流測定部測定的第2電流值控制所述加速器； 在所述第I電流值與所述第2電流值之間的差分大于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，所述控制部對來自所述加速器的所述帶電粒子束的射出進行控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子捕捉療法裝置，其中， 在所述第I電流值與所述第2電流值之間的差分大于預(yù)先設(shè)定的所述閾值的情況下，所述控制部停止從所述加速器射出所述帶電粒子束。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中子捕捉療法裝置，其中， 所述第I電流測定部設(shè)置于比設(shè)置在所述射束傳輸線路中的最上游側(cè)的電磁鐵更靠上游側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的中子捕捉療法裝置，其中， 所述加速器為加速負離子的加速器，其具備從被加速的所述負離子剝離電子而轉(zhuǎn)換成陽離子的剝離部， 所述第I電流測定部由所述剝離部構(gòu)成。
【文檔編號】A61N5/10GK106028617SQ201610192434
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】福本康志
【申請人】住友重機械工業(yè)株式會社