JP2023078466A - 中性子捕捉療法システム - Google Patents
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Abstract
【課題】スペースを有効利用でき、同時に複数の患者を治療でき、かつビーム転送の線路を延びすぎることがなく、損耗が小さい中性子捕捉療法システムを提供する。
【解決手段】中性子捕捉療法システム１００は、加速器１０と、ビーム転送部２０と、中性子ビーム発生部３０とを含み、加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームＰを発生し、ビーム転送部は加速器が発生した荷電粒子ビームを中性子ビーム発生部まで転送し、中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームＮを発生し、第一中性子ビーム発生部と、第二中性子ビーム発生部と、第三中性子ビーム発生部とを含み、ビーム転送部は加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーを含む。
【選択図】図１
【解決手段】中性子捕捉療法システム１００は、加速器１０と、ビーム転送部２０と、中性子ビーム発生部３０とを含み、加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームＰを発生し、ビーム転送部は加速器が発生した荷電粒子ビームを中性子ビーム発生部まで転送し、中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームＮを発生し、第一中性子ビーム発生部と、第二中性子ビーム発生部と、第三中性子ビーム発生部とを含み、ビーム転送部は加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーを含む。
【選択図】図１
Description
本発明は放射線照射システムに関し、特に中性子捕捉療法システムに関する。
原子科学の発展に従って、コバルト６０、線形加速器、電子ビーム等の放射線療法は、
すでにがん治療の主な手段の一つとなった。しかし、従来の光子又は電子療法は、放射線
そのものの物理的条件の制限で腫瘍細胞を殺すとともに、ビーム経路上の数多くの正常組
織に損傷を与える。また、腫瘍細胞により放射線に対する感受性の度合いが異なっており
、従来の放射線療法では、放射線耐性の高い悪性腫瘍（例、多形神経膠芽腫（gLioblasto
ma multiforme）、黒色腫（melanoma））に対する治療効果が良くない。
腫瘍の周囲の正常組織の放射線損傷を軽減するすために、化学療法（cHemotHerapy）における標的療法が、放射線療法に用いられている。また、放射線耐性の高い腫瘍細胞に対し、現在では生物学的効果比（relative biological effectiveness, RBE）の高い放射線源が積極的に開発されている（例えば、陽子線治療、重粒子治療、中性子捕捉療法等）。このうち、中性子捕捉療法は、上記の２つの構想を結びつけたものである。例えば、ホウ素中性子捕捉療法では、ホウ素含有薬物が腫瘍細胞に特異的に集まり、高精度な中性子ビームの制御と合わせることで、従来の放射線と比べて、より良いがん治療オプションを提供する。
放射線治療過程中に各種の放射線を生成することがあり、例えば硼素中性子捕獲治療過程には低エネルギーから高エネルギーまでの中性子、光子を生成し、これらの放射線は人体の正常組織に異なる程度の傷害を引き起こす可能性がある。そのため放射線治療領域において、効果的な治療に達すると同時に外部環境、医員または患者の正常組織に対する放射汚染をどのように減らすことは非常に重要なテーマとなっている。同時に、現在の加速器ホウ素中性子捕獲療法において、同時に複数の患者を治療できなくて、若しくは複数の照射室の配置は不合理であって、荷電粒子ビームの転送パスが長くて、損耗を生ずる。
それで、一種の新たな技術方案を提出して上記問題解決する必要がある。
すでにがん治療の主な手段の一つとなった。しかし、従来の光子又は電子療法は、放射線
そのものの物理的条件の制限で腫瘍細胞を殺すとともに、ビーム経路上の数多くの正常組
織に損傷を与える。また、腫瘍細胞により放射線に対する感受性の度合いが異なっており
、従来の放射線療法では、放射線耐性の高い悪性腫瘍（例、多形神経膠芽腫（gLioblasto
ma multiforme）、黒色腫（melanoma））に対する治療効果が良くない。
腫瘍の周囲の正常組織の放射線損傷を軽減するすために、化学療法（cHemotHerapy）における標的療法が、放射線療法に用いられている。また、放射線耐性の高い腫瘍細胞に対し、現在では生物学的効果比（relative biological effectiveness, RBE）の高い放射線源が積極的に開発されている（例えば、陽子線治療、重粒子治療、中性子捕捉療法等）。このうち、中性子捕捉療法は、上記の２つの構想を結びつけたものである。例えば、ホウ素中性子捕捉療法では、ホウ素含有薬物が腫瘍細胞に特異的に集まり、高精度な中性子ビームの制御と合わせることで、従来の放射線と比べて、より良いがん治療オプションを提供する。
放射線治療過程中に各種の放射線を生成することがあり、例えば硼素中性子捕獲治療過程には低エネルギーから高エネルギーまでの中性子、光子を生成し、これらの放射線は人体の正常組織に異なる程度の傷害を引き起こす可能性がある。そのため放射線治療領域において、効果的な治療に達すると同時に外部環境、医員または患者の正常組織に対する放射汚染をどのように減らすことは非常に重要なテーマとなっている。同時に、現在の加速器ホウ素中性子捕獲療法において、同時に複数の患者を治療できなくて、若しくは複数の照射室の配置は不合理であって、荷電粒子ビームの転送パスが長くて、損耗を生ずる。
それで、一種の新たな技術方案を提出して上記問題解決する必要がある。
上記の問題を解決するために、本発明は一種の中性子捕捉療法システムを提供して、加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記中性子ビーム発生部は第一中性子ビーム発生部と、第二中性子ビーム発生部と、第三中性子ビーム発生部とを含み、前記ビーム転送部は前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーと、それぞれ荷電粒子ビームを前記ビーム方向スイッチャーから前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部に転送する第二、第三及び第四転送部を含み、前記第一、第三及び第四転送部の中の二つが第一平面を定義し、前記第一と第二転送部が第二平面を定義し、前記第一平面が第二平面と違う。このような配列方式を採用することによって、スペースを有効利用できて、同時に複数の患者を治療できて、かつビーム転送の線路を延びすぎることがなく、損耗が小さい。
好ましくは、記第一転送部はX軸方向を沿って転送し、前記第三、第四転送部の転送方向はXY平面内にあって、０度より大きい夾角を形成する。さらに、記第二転送部はZ軸方向を沿って転送し、前記第三、第四転送部の転送方向が前記第一転送部の転送方向とY字状になる。
もう一つ好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽し、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
さらに、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに照射室を含み、前記治療台上の患者が前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を行い、前記照射室はそれぞれ前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部に対応する第一、第二及び第三照射室を含み、前記第一、第二、第三照射室がそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向を沿って設置される。
より一層的に、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室を含み、前記荷電粒子ビーム発生室は前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納し且つ加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部は前記加速器室から前記ビーム転送室に延びて、前記第二、第三中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第二、第三照射室がビーム転送室との仕切り壁に埋め込み、前記第三、第四転送部は前記ビーム転送室から前記第二、第三中性子ビーム発生部にのびて、前記第一中性子ビーム発生部は前記第一照射室内に位置し、前記第二転送部は前記ビーム転送室か床を突き抜けて前記第一照射室に延びて、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに準備室と制御室とを含む。
もう一つ好ましくは、前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部はそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向を沿って設置され、前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部が発生した中性子ビーム方向はそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向と同じことで、前記第二、第三中性子ビーム発生部が発生した中性子ビーム方向は同一平面内にあって、前記第一中性子ビーム発生部発生した中性子ビーム方向が前記平面に垂直する。
もう一つ好ましくは、前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャー
を含み、前記ビーム転送部は、さらに前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する
第五転送部を含み、前記第二転送部は前記第一ビーム方向スイッチャー及び前記第一中性
子ビーム発生部を接続し、前記第三転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー及び前記第
二中性子ビーム発生部を接続し、前記第四転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー及び
前記第三中性子ビーム発生部を接続する。
さらに、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第三、第四、第五転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二、第三、第四転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して、加速器と、ビーム転送部と、第一中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部まで転送し、前記第一中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記第一中性子ビーム発生部と前記加速器の間に第一遮蔽壁が設置されて、操作者が加速器点検とメンテナンス時に第一中性子ビーム発生部から漏れた中性子及び他の放射線の照射を受けることを免じて、かつ加速器が活性化される反応を低下させる。
好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記第一中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する。
より一層的に、前記ビーム転送部は対荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
もう一つ好ましくは、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と第一照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室は前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納して、患者が前記第一照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記第一中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第一照射室と荷電粒子ビーム発生室の第一仕切り壁に埋め込まれて、前記第一遮蔽壁が前記荷電粒子ビーム発生室内に設置される。
さらに、前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記ビーム転送部は、前記加速器に接続して前記加速器室から前記ビーム転送室に延びる第一転送部と、前記ビーム転送室から前記第一中性子ビーム発生部にのびて将荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とをふくみ、前記第一仕切り壁は前記第一照射室とビーム転送室の仕切り壁であって、前記第一遮蔽壁は前記加速器室と前記ビーム転送室の間の仕切り壁であり、前記第一転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける。
より一層的に、前記第一転送部は、荷電粒子ビーム進行方向を切り替える第一、第二ビーム方向スイッチャーと、前記加速器と第一ビーム方向スイッチャーとを接続する第三転送部と、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーを接続する第四転送部と、前記第二転送部と前記第二ビーム方向スイッチャーとを接続する第五転送部とを含み、前記第一遮蔽壁は前記加速器と前記第一ビーム方向スイッチャーの間に設置されて、前記第三転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける；または前記第一遮蔽壁は前記第二ビーム方向スイッチャーと前記第一中性子ビーム発生部の間に設置されて、前記第五転送部は前記第一遮蔽壁を通りぬける；または前記第一遮蔽壁は前記第一、第二ビーム方向スイッチャーの間に設置されて、前記第四転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける。前記中性子捕捉療法システムは、さらに第二中性子ビーム発生部及び第二照射室を含み、前記第二中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第二照射室とビーム転送室の第二仕切り壁に埋め込まれて、前記ビーム転送部がさらに前記ビーム転送室から前記第二中性子ビーム発生部にのびて荷電粒子ビームを前記第二中性子ビーム発生部に転送する第六転送部、前記第一転送部がさらに前記第六転送部と前記第二ビーム方向スイッチャーとを接続する第七転送部を含み、前記第一遮蔽壁が前記第二ビーム方向スイッチャーと前記第一中性子ビーム発生部の間に設置される時、前記第七転送部も前記第一遮蔽壁を突き抜けて、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第六転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二、第六転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む。
さらに、前記第一仕切り壁と前記第一遮蔽壁の間に第二遮蔽壁を設置する。
もう一つ好ましくは、前記第一遮蔽壁上に遮蔽扉が設置されて、前記遮蔽扉が二層の独立の主遮蔽扉と副遮蔽扉からなって、または主遮蔽扉だけからなって、または副遮蔽扉だけからなっている。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して、加速器と、ビーム転送部と、第一中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部まで転送し、前記第一中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と第一照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納して、患者が前記第一照射室の中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記第一中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第一照射室と前記荷電粒子ビーム発生室との第一仕切り壁に埋め込まれて、前記第一仕切り壁がビーム転送方向の上流に向ける側で、前記第一中性子ビーム発生部による突き抜けた部位で第一遮蔽体が設置される。第一遮蔽体を設置することで、第一中性子ビーム発生部から溢れて、若しくは反射される中性子が荷電粒子ビーム発生室に入ることを防止できる。
好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記第一中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する。
より一層的に、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
もう一つ好ましくは、前記ビーム転送部は、前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーと、荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とを含み、前記第二転送部が前記第一遮蔽体を突き抜けて前記第一中性子ビーム発生部に到達して、前記第一遮蔽体は前記第一中性子ビーム発生部が前記加速器にむける端部を覆って、前記第一中性子ビーム発生部の周りの前記第一仕切り壁と接触する。
さらに、前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部が前記加速器室から前記ビーム転送室に伸びて、前記加速器室と前記ビーム転送室の第二仕切り壁を突き抜けて、前記第二仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記第一転送部によって突き抜けた部位に第二遮蔽体が設置されて、前記第一転送部が前記第二遮蔽体と第二仕切り壁とを突き抜けて、前記第二遮蔽体が前記第一転送部周りの前記第二仕切り壁と接触する。第二遮蔽体を設置することで、第一転送部から溢れて、若しくは反射される中性子が加速器室に入ることを防止できる。
より一層的に、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに第二照射室及び前記第二照射室内に位置する第二中性子ビーム発生部を含み、前記ビーム転送部が荷電粒子ビームを前記第二中性子ビーム発生部に転送する第三転送部、前記第三転送部が前記ビーム転送室から前記第二照射室に延びて前記ビーム転送室と第二照射室の第三仕切り壁とを突き抜けて、前記第三仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記第三転送部によって突き抜けた部位に第三遮蔽体が設置されて、前記第三転送部が前記第三遮蔽体と第三仕切り壁とを突き抜けて前記第三中性子ビーム発生部に到達して、前記第三遮蔽体が前記第三転送部周りの前記第三仕切り壁と接触する。第三遮蔽体を設置することで、第二照射室から溢れて、若しくは反射される中性子がビーム転送室に入ることを防止できる。
より一層的に、記第一転送部と第二転送部の転送方向がXY平面内にあって、前記第三転送部がZ軸方向を沿って転送し、前記第三仕切り壁は前記ビーム転送室または第二照射室の床である。
より一層的に、前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャーを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに第三照射室と、少なくとも一部が前記第三照射室と荷電粒子ビーム発生室の第四仕切り壁に埋め込まれた第三中性子ビーム発生部とを含み、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを前記第三中性子ビーム発生部に転送する第四転送部と、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する第五転送部とを含み、前記第一転送部が前記第一ビーム方向スイッチャー中で前記第三転送部と第五転送部に分岐され、前記第五転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー中で前記第二転送部と第四転送部に分岐され、前記第四仕切り壁のビーム転送方向上流に向ける側で前記第三中性子ビーム発生部によってつきぬけられた部位に第四遮蔽体が設置されて、前記第四転送部が前記第四遮蔽体突き抜けて前記第三中性子ビーム発生部に到達して、前記第四遮蔽体が前記第三中性子ビーム発生部の前記加速器に向ける端部を覆って前記第三中性子ビーム発生部の回りの前記第四仕切り壁と接触する。第四遮蔽体を設置することで、第三中性子ビーム発生部から溢れて、若しくは反射される中性子が荷電粒子ビーム発生室に入ることを防止できる。前記第一転送部と第五転送部がX軸方向を沿って転送し、前記第二、第四転送部の転送方向がXY平面内にあって前記第一転送部の転送方向とY字状になる。このような配列方式を採用することによって、スペースを有効利用できて、同時に複数の患者を治療できて、かつビーム転送の線路を延びすぎることがなく、損耗が小さい。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して、加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに加速器室と、ビーム転送室と、照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器を収納し、前記ビーム転送室は少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納し、患者は前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記ビーム転送部が前記加速器室、ビーム転送室の第一仕切り壁及び/または前記ビーム転送室及び照射室の第二仕切り壁を突き抜けて、前記第一仕切り壁及び/または第二仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記ビーム転送部によって突き抜けられた部位に遮蔽体を設置する。遮蔽体を設置することで、ビーム転送部及び/または照射室から溢れて、若しくは反射される中性子が加速器室及び/またはビーム転送室に入ることを防止できる。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ビーム転送部が遮蔽体を含むことで、中性子及び他の放射線がビーム転送部からもれることを防止する。
好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲み逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する。
より一層的に、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
もう一つ好ましくは、前記ビーム転送部は、前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーと、荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とを含み、前記遮蔽体は前記ビーム方向スイッチャーを囲む遮蔽カバーである。
さらに、前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャーを含み、前記ビーム転送部はさらに前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する第三転送部を含み、前記遮蔽カバーはそれぞれ前記第一、第二ビーム方向スイッチャーを囲む二つカバー体である。
より一層的に、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第三転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む。前記中性子ビーム発生部は三つであって、前記第二転送部は荷電粒子ビームを前記３个中性子ビーム発生部にそれぞれ転送する第四、第五及び第六転送部を含み、前記第一転送部は前記第一ビーム方向スイッチャーで前記第三転送部と第四転送部に分岐され、前記第三転送部は前記第二ビーム方向スイッチャーで前記第五転送部と第六転送部に分岐される。
さらに、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器と少なく一部の前記ビーム転送部を収納して、患者は前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記照射室と前記荷電粒子ビーム発生室の仕切り壁に埋め込まれる。
より一層的に、前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部が前記加速器室から到前記ビーム転送室に延びて、前記第二転送部は前記ビーム転送室から前記中性子ビーム発生部に伸びて、前記ビーム方向スイッチャー及び遮蔽カバーが前記ビーム転送室内に収納される。
本発明の中性子捕捉療法システムはスペースを有効利用でき、同時に複数の患者を治療でき、かつビーム転送の線路を延びすぎることがなく、損耗が小さい。
好ましくは、記第一転送部はX軸方向を沿って転送し、前記第三、第四転送部の転送方向はXY平面内にあって、０度より大きい夾角を形成する。さらに、記第二転送部はZ軸方向を沿って転送し、前記第三、第四転送部の転送方向が前記第一転送部の転送方向とY字状になる。
もう一つ好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽し、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
さらに、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに照射室を含み、前記治療台上の患者が前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を行い、前記照射室はそれぞれ前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部に対応する第一、第二及び第三照射室を含み、前記第一、第二、第三照射室がそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向を沿って設置される。
より一層的に、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室を含み、前記荷電粒子ビーム発生室は前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納し且つ加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部は前記加速器室から前記ビーム転送室に延びて、前記第二、第三中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第二、第三照射室がビーム転送室との仕切り壁に埋め込み、前記第三、第四転送部は前記ビーム転送室から前記第二、第三中性子ビーム発生部にのびて、前記第一中性子ビーム発生部は前記第一照射室内に位置し、前記第二転送部は前記ビーム転送室か床を突き抜けて前記第一照射室に延びて、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに準備室と制御室とを含む。
もう一つ好ましくは、前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部はそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向を沿って設置され、前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部が発生した中性子ビーム方向はそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向と同じことで、前記第二、第三中性子ビーム発生部が発生した中性子ビーム方向は同一平面内にあって、前記第一中性子ビーム発生部発生した中性子ビーム方向が前記平面に垂直する。
もう一つ好ましくは、前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャー
を含み、前記ビーム転送部は、さらに前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する
第五転送部を含み、前記第二転送部は前記第一ビーム方向スイッチャー及び前記第一中性
子ビーム発生部を接続し、前記第三転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー及び前記第
二中性子ビーム発生部を接続し、前記第四転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー及び
前記第三中性子ビーム発生部を接続する。
さらに、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第三、第四、第五転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二、第三、第四転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して、加速器と、ビーム転送部と、第一中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部まで転送し、前記第一中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記第一中性子ビーム発生部と前記加速器の間に第一遮蔽壁が設置されて、操作者が加速器点検とメンテナンス時に第一中性子ビーム発生部から漏れた中性子及び他の放射線の照射を受けることを免じて、かつ加速器が活性化される反応を低下させる。
好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記第一中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する。
より一層的に、前記ビーム転送部は対荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
もう一つ好ましくは、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と第一照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室は前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納して、患者が前記第一照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記第一中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第一照射室と荷電粒子ビーム発生室の第一仕切り壁に埋め込まれて、前記第一遮蔽壁が前記荷電粒子ビーム発生室内に設置される。
さらに、前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記ビーム転送部は、前記加速器に接続して前記加速器室から前記ビーム転送室に延びる第一転送部と、前記ビーム転送室から前記第一中性子ビーム発生部にのびて将荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とをふくみ、前記第一仕切り壁は前記第一照射室とビーム転送室の仕切り壁であって、前記第一遮蔽壁は前記加速器室と前記ビーム転送室の間の仕切り壁であり、前記第一転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける。
より一層的に、前記第一転送部は、荷電粒子ビーム進行方向を切り替える第一、第二ビーム方向スイッチャーと、前記加速器と第一ビーム方向スイッチャーとを接続する第三転送部と、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーを接続する第四転送部と、前記第二転送部と前記第二ビーム方向スイッチャーとを接続する第五転送部とを含み、前記第一遮蔽壁は前記加速器と前記第一ビーム方向スイッチャーの間に設置されて、前記第三転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける；または前記第一遮蔽壁は前記第二ビーム方向スイッチャーと前記第一中性子ビーム発生部の間に設置されて、前記第五転送部は前記第一遮蔽壁を通りぬける；または前記第一遮蔽壁は前記第一、第二ビーム方向スイッチャーの間に設置されて、前記第四転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける。前記中性子捕捉療法システムは、さらに第二中性子ビーム発生部及び第二照射室を含み、前記第二中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第二照射室とビーム転送室の第二仕切り壁に埋め込まれて、前記ビーム転送部がさらに前記ビーム転送室から前記第二中性子ビーム発生部にのびて荷電粒子ビームを前記第二中性子ビーム発生部に転送する第六転送部、前記第一転送部がさらに前記第六転送部と前記第二ビーム方向スイッチャーとを接続する第七転送部を含み、前記第一遮蔽壁が前記第二ビーム方向スイッチャーと前記第一中性子ビーム発生部の間に設置される時、前記第七転送部も前記第一遮蔽壁を突き抜けて、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第六転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二、第六転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む。
さらに、前記第一仕切り壁と前記第一遮蔽壁の間に第二遮蔽壁を設置する。
もう一つ好ましくは、前記第一遮蔽壁上に遮蔽扉が設置されて、前記遮蔽扉が二層の独立の主遮蔽扉と副遮蔽扉からなって、または主遮蔽扉だけからなって、または副遮蔽扉だけからなっている。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して、加速器と、ビーム転送部と、第一中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部まで転送し、前記第一中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と第一照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納して、患者が前記第一照射室の中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記第一中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第一照射室と前記荷電粒子ビーム発生室との第一仕切り壁に埋め込まれて、前記第一仕切り壁がビーム転送方向の上流に向ける側で、前記第一中性子ビーム発生部による突き抜けた部位で第一遮蔽体が設置される。第一遮蔽体を設置することで、第一中性子ビーム発生部から溢れて、若しくは反射される中性子が荷電粒子ビーム発生室に入ることを防止できる。
好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記第一中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する。
より一層的に、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
もう一つ好ましくは、前記ビーム転送部は、前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーと、荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とを含み、前記第二転送部が前記第一遮蔽体を突き抜けて前記第一中性子ビーム発生部に到達して、前記第一遮蔽体は前記第一中性子ビーム発生部が前記加速器にむける端部を覆って、前記第一中性子ビーム発生部の周りの前記第一仕切り壁と接触する。
さらに、前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部が前記加速器室から前記ビーム転送室に伸びて、前記加速器室と前記ビーム転送室の第二仕切り壁を突き抜けて、前記第二仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記第一転送部によって突き抜けた部位に第二遮蔽体が設置されて、前記第一転送部が前記第二遮蔽体と第二仕切り壁とを突き抜けて、前記第二遮蔽体が前記第一転送部周りの前記第二仕切り壁と接触する。第二遮蔽体を設置することで、第一転送部から溢れて、若しくは反射される中性子が加速器室に入ることを防止できる。
より一層的に、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに第二照射室及び前記第二照射室内に位置する第二中性子ビーム発生部を含み、前記ビーム転送部が荷電粒子ビームを前記第二中性子ビーム発生部に転送する第三転送部、前記第三転送部が前記ビーム転送室から前記第二照射室に延びて前記ビーム転送室と第二照射室の第三仕切り壁とを突き抜けて、前記第三仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記第三転送部によって突き抜けた部位に第三遮蔽体が設置されて、前記第三転送部が前記第三遮蔽体と第三仕切り壁とを突き抜けて前記第三中性子ビーム発生部に到達して、前記第三遮蔽体が前記第三転送部周りの前記第三仕切り壁と接触する。第三遮蔽体を設置することで、第二照射室から溢れて、若しくは反射される中性子がビーム転送室に入ることを防止できる。
より一層的に、記第一転送部と第二転送部の転送方向がXY平面内にあって、前記第三転送部がZ軸方向を沿って転送し、前記第三仕切り壁は前記ビーム転送室または第二照射室の床である。
より一層的に、前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャーを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに第三照射室と、少なくとも一部が前記第三照射室と荷電粒子ビーム発生室の第四仕切り壁に埋め込まれた第三中性子ビーム発生部とを含み、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを前記第三中性子ビーム発生部に転送する第四転送部と、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する第五転送部とを含み、前記第一転送部が前記第一ビーム方向スイッチャー中で前記第三転送部と第五転送部に分岐され、前記第五転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー中で前記第二転送部と第四転送部に分岐され、前記第四仕切り壁のビーム転送方向上流に向ける側で前記第三中性子ビーム発生部によってつきぬけられた部位に第四遮蔽体が設置されて、前記第四転送部が前記第四遮蔽体突き抜けて前記第三中性子ビーム発生部に到達して、前記第四遮蔽体が前記第三中性子ビーム発生部の前記加速器に向ける端部を覆って前記第三中性子ビーム発生部の回りの前記第四仕切り壁と接触する。第四遮蔽体を設置することで、第三中性子ビーム発生部から溢れて、若しくは反射される中性子が荷電粒子ビーム発生室に入ることを防止できる。前記第一転送部と第五転送部がX軸方向を沿って転送し、前記第二、第四転送部の転送方向がXY平面内にあって前記第一転送部の転送方向とY字状になる。このような配列方式を採用することによって、スペースを有効利用できて、同時に複数の患者を治療できて、かつビーム転送の線路を延びすぎることがなく、損耗が小さい。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して、加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに加速器室と、ビーム転送室と、照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器を収納し、前記ビーム転送室は少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納し、患者は前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記ビーム転送部が前記加速器室、ビーム転送室の第一仕切り壁及び/または前記ビーム転送室及び照射室の第二仕切り壁を突き抜けて、前記第一仕切り壁及び/または第二仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記ビーム転送部によって突き抜けられた部位に遮蔽体を設置する。遮蔽体を設置することで、ビーム転送部及び/または照射室から溢れて、若しくは反射される中性子が加速器室及び/またはビーム転送室に入ることを防止できる。
本発明のもう一つ態様が一種の中性子捕捉療法システムを提供して加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ビーム転送部が遮蔽体を含むことで、中性子及び他の放射線がビーム転送部からもれることを防止する。
好ましくは、前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する。
さらに、前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲み逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する。
より一層的に、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する。
もう一つ好ましくは、前記ビーム転送部は、前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーと、荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とを含み、前記遮蔽体は前記ビーム方向スイッチャーを囲む遮蔽カバーである。
さらに、前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャーを含み、前記ビーム転送部はさらに前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する第三転送部を含み、前記遮蔽カバーはそれぞれ前記第一、第二ビーム方向スイッチャーを囲む二つカバー体である。
より一層的に、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第三転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む。前記中性子ビーム発生部は三つであって、前記第二転送部は荷電粒子ビームを前記３个中性子ビーム発生部にそれぞれ転送する第四、第五及び第六転送部を含み、前記第一転送部は前記第一ビーム方向スイッチャーで前記第三転送部と第四転送部に分岐され、前記第三転送部は前記第二ビーム方向スイッチャーで前記第五転送部と第六転送部に分岐される。
さらに、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器と少なく一部の前記ビーム転送部を収納して、患者は前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記照射室と前記荷電粒子ビーム発生室の仕切り壁に埋め込まれる。
より一層的に、前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部が前記加速器室から到前記ビーム転送室に延びて、前記第二転送部は前記ビーム転送室から前記中性子ビーム発生部に伸びて、前記ビーム方向スイッチャー及び遮蔽カバーが前記ビーム転送室内に収納される。
本発明の中性子捕捉療法システムはスペースを有効利用でき、同時に複数の患者を治療でき、かつビーム転送の線路を延びすぎることがなく、損耗が小さい。
当業者が明細書を参照すると実施できるように、以下は、具体的な実施例および図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。後述する加速器が射出した荷電粒子ビームPの方向をX軸として、加速器が射出した荷電粒子ビームPの方向と直交する方向をY軸とし
て、地面に対して垂直する方向をZ軸とするXYZ座標系(図２と図３を参考する)を設定して
、各構成要件の位置関係の説明において、X、Y、Zを使用する。
図１に示すように、好ましくは、本実施例における中性子捕捉療法システムはホウ素中性子捕捉療法システム１００、ホウ素中性子捕捉療法システム１００はホウ素中性子捕捉療法を利用してがん治療を行う装置である。ホウ素中性子捕捉療法はホウ素（Ｂ－１０）を服用または注射した患者２００に対して中性子ビームNを照射して、がん治療を行う。患者２００が硼素（Ｂ－１０） 薬物を服用または注射した後、 硼素薬物は、 選択的に腫瘍細胞Ｍ中に集中し、 続いて硼素（Ｂ－１０） 薬物が熱中性子に対して高い捕獲断面を有するという特性を利用し、 １０B（ｎ、 α） ７Li中性子捕獲および核分裂反応により４Heと７Liの２個の重荷電粒子を生成する。 ２個の荷電粒子の平均エネルギーは、 約２．３３MeVであり、 高い線形転移（Linear Energy Transfer、LET） 、 短い射程の特徴を有し、 α短粒子の線形エネルギー転移と射程はそれぞれ１５０keV／μｍ、 ８μｍであり、 ７Li重荷粒子は１７５keV／μｍ、 ５μｍであり、２個の粒子の総射程は約１個の細胞の大きさに相当する。 そのため生物体に与える放射傷害は細胞階層に限定することができ、 正常組織に大きい傷害を引き起こすことなく、 腫瘍細胞を局所的に殺すという目的を達成する。
ホウ素中性子捕捉療法システム１００は、加速器１０と、ビーム転送部２０と、中性子ビーム発生部３０と、治療台４０とを含む。加速器１０は荷電粒子（陽子、デューテリウム原子核など）を加速して、陽子ビームのような荷電粒子ビームPを発生する。ビーム転送部２０は、加速器１０が発生した荷電粒子ビームPを中性子ビーム発生部３０に転送する。中性子ビーム発生部３０が治療用中性子ビームNを発生し、この治療用中性子ビームNが治療台４０上の患者２００に向けて照射する。
中性子ビーム発生部３０は、ターゲットTと、ビーム整形体３１と、コリメーター３２とを含む。加速器１０が発生した荷電粒子ビームPがビーム転送部２０を通じてターゲットTに照射して、ターゲットTと作用して中性子を発せして、発生した中性子が順次にビーム整形体３１とコリメーター３２を通過して治療用中性子ビームN発生して、治療台４０上の患者２００に向けて照射する。好ましくは、ターゲットTは金属ターゲットである。適切な原子核反応は、必要な中性子収率及びエネルギー、提供可能な加速荷電粒子のエネルギー及び電流、及び、金属ターゲットの物理的・化学的特性等により選定される。よく検討されている原子核反応は、７Li(p,n)７Be及び９Be(p,n)９Bであり、この両方はすべて
吸熱反応でエネルギー閾値がそれぞれ１.８８１MeVと２.０５５MeVである。ホウ素中性子
捕捉療法の理想的中性子源はkeVエネルギーレベルの熱外中性子なので、理論的には、エ
ネルギーが閾値よりやや高い陽子によるリチウムターゲットへの衝撃で、比較的低いエネ
ルギーの中性子が生成され、あまり多くの減速処理を要することなく臨床適用が可能にな
る。しかし、リチウム（Li）及びベリリウム（Be）の２種のターゲットは、閾値エネルギ
ーの陽子と作用する断面が大きくないので、十分な中性子束を確保するために、一般的に
は比較的高いエネルギーを持つ陽子で原子核反応を引き起こされる。理想的なターゲット
には、中性子収率が高く、生成した中性子のエネルギー分布が熱外中性子エネルギー領域
（後ほど詳細に説明）に近く、強い透過性のある放射線をあまり多く生成されず、安全か
つ簡単で操作しやすく、耐高温性を持つ等の特性が必要とされる。しかし、実際にすべて
の要件を満たす原子核反応は見つからない。当業者が熟知されるように、ターゲットTはL
i、Be以外の金属材料で製造しても良い、たとえばTa又はW及びそれらの合金などで製造す
る。加速器１０は、線形加速器、サイクロトロン、シンクロトロン、シンクロサイクロト
ロンであり得る。
ビーム整形体３１は、荷電粒子ビームPがターゲットTと作用して発生した中性子ビームNのビーム品質を調整でき、コリメーター３２が中性子ビームNを集束させるために使用さ
れるので、中性子ビームNを治療中に高い標的性を有する。ビーム整形体３１はさらに、
反射体３１１、減速体３１２、熱中性子吸収体３１３、放射線遮蔽体３１４及びビーム出
口３１５を含む。荷電粒子ビームPがターゲットTと作用して発生した中性子のエネルギー
スペクトルがとても広いので、操作者又は患者への傷害を避けるために、治療ニーズを満
たす熱外中性子のほかに、できるだけ他の種類の中性子及び光子の含有量を減らす必要が
ある。それで、ターゲットTから出た中性子は、減速体３１２を通してその中の高速中性
子エネルギー（＞４０keV）を熱外中性子エネルギー領域（０.５eV-４０keV）に調整して
、かつできるだけ熱中性子（＜０.５eV）を減らす必要がある。減速体３１２は、高速中
性子との作用断面が大きく、超熱中性子との作用断面が小さい材料で製造され、本実施例
において、減速体３１２はD２O、AlF３、Fluental、CaF２、Li２CO３、MgF２とAl２O３の
中の少なくとも一種で製造される；反射体３１１は減速体３１２を囲んで、減速体３１２
を突き抜けて周りへ拡散した中性子を反射して中性子ビームNに戻ることで中性子の利用
率を向上して、強い中性子反射能力強を有する材料で製造され、本実施例において、反射
体３１１はPbまたNiの中の少なくとも一種で製造される；減速体３１２の後面に一つの熱
中性子吸収体３１３があって、熱中性子との作用断面が大きい材料で製造され、本実施例
において、熱中性子吸収体３１３はLi-６で製造され、熱中性子吸収体３１３は減速体３
１２を突き抜けた熱中性子を吸収して中性子ビームNの中の熱中性子の含有量を減らすた
めに使用され、治療時に浅い正常組織への過度の線量を回避する；放射線遮蔽体３１４は
ビーム出口３１５を囲んで反射体後面に設置されて、ビーム出口３１５以外の部分から漏
れた中性子と光子を遮蔽するために使用され、放射線遮蔽体３１４の材料は光子遮蔽材料
と中性子遮蔽材料との少なくとも一種を含んで、本実施例において、放射線遮蔽体３１４
の材料は光子遮蔽材料鉛（Pb）と中性子遮蔽材料ポリエチレン（PE）とを含む。ビーム整
形体３１は他の構造があってもよく、治療に必要する熱外中性子ビームを獲得すれば良い
ことを理解すべきである。コリメーター３２はビーム出口３１５の後面に設置され、コリ
メーター３２から出た熱外中性子ビームは患者２００向けて照射し、浅い正常組織を経て
熱中性子に減速されて腫瘍細胞Mに到着する。コリメーター３２を取り消してもいい、ま
た他の構造で代替してもいいと理解すべきであって、中性子ビームがビーム出口３１５か
ら出て直接に患者２００向けて照射する。本実施例において、患者２００とビーム出口３
１５の間にさらに放射線遮蔽装置５０が設置され、ビーム出口３１５から出たビームが患
者の正常組織への放射を遮蔽して、射線遮蔽装置５０を設置しなくてもよいことを理解す
べきである。ターゲットTはビーム転送部２０とビーム整形体３１の間に設置され、ビー
ム転送部２０は荷電粒子ビームPを加速し、もしくは転送するための真空管Cを有する。本
実施例において、よい中性子ビーム品質得るために、真空管Cが荷電粒子ビームPの方向に
沿ってビーム整形体３１内に伸びって、順次に反射体３１１と減速体３１２とを突き抜け
て、ターゲットTが減速体３１２内に設置されて真空管Cの端部に位置する。ターゲットが
他の設置方式があってもよい、ターゲットの交換または荷電粒子ビームとターゲットのム
ラなく作用できるように、加速器またはビーム整形体に対して可動であってもよいことを
理解すべきである。
図２と図３とを参照して、ホウ素中性子捕捉療法システム１００全体は二つのフロアL１とL２の空間に配置され、ホウ素中性子捕捉療法システム１００はさらに、照射室１０１（１０１A、１０１B、１０１C）と荷電粒子ビーム発生室１０２とを含み、治療台４０上の患者２００は照射室１０１（１０１A、１０１B、１０１C）の中で中性子ビームN照射の治療を行い、荷電粒子ビーム発生室１０２は加速器１０及び少なく一部のビーム転送部２０を収容する。中性子ビーム発生部３０が一つあってもよいし、複数あってもよく、一つ若しくは複数の治療用中性子ビームNを発生し、ビーム転送部２０は選択可能に一つもしくは複数の中性子ビーム発生部３０に荷電粒子ビームPを転送し、又は同時に複数の中性子ビーム発生部３０に荷電粒子ビームPを転送し、各中性子ビーム発生部３０はひとつの照射室１０１に対応する。本実施例において、中性子ビーム発生部及び照射室それぞれ三つがあって、それぞれは中性子ビーム発生部３０A、３０B、３０Cと照射室１０１A、１０１B、１０１Cである。ビーム転送部２０は、加速器１０に接続される第一転送部２１と、荷電粒子ビームPの進行方向を切り替える第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３と、第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３と接続する第二転送部２４と、及び第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cとを含み、それらはそれぞれ荷電粒子ビームPを第一ビーム方向スイッチャー２２または第二ビーム方向スイッチャー２３から中性子ビーム発生部３０A、３０B、３０Cに転送して、発生した中性子ビームNがさらに照射室１０１A、１０１B、１０１C内の患者に向けてそれぞれ照射する。第三転送部２５Aは第一ビーム方向スイッチャー２２と中性子ビーム発生部３０Aとを接続し、第四転送部２５Bは第二ビーム方向スイッチャー２３と中性子ビーム発生部３０Bとを接続し、第五転送部２５Cは第二ビーム方向スイッチャー２３と中性子ビーム発生部３０Cとを接続する。即ち、第一転送部２１は第一ビーム方向スイッチャー２２で第二転送部２４と第三転送部２５Aに分岐して、第二転送部２４はさらに第二ビーム方向スイッチャー２３で第四転送部２５Bと第五転送部２５Cに分岐する。第一、第二転送部２１、２４はX軸方向を沿って転送し、第三転送部２５AはZ軸方向に沿って転送し、第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向はXY平面内にあって、かつ第一、第二転送部２１、２４の転送方向とY字状になって、中性子ビーム発生部３０A、３０B、３０C及び対応する照射室１０１A、１０１B、１０１Cがそれぞれ第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cの転送方向に沿って設置して、発生した中性子ビームN方向はそれぞれ第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cの転送方向と同じである。それで中性子ビーム発生部３０B、３０Cが発生した中性子ビーム方向は同一平面内にあって、中性子ビーム発生部３０Aが発生した中性子ビーム方向は当該平面と垂直する。このような配列方式を採用することによって、有効に空間を利用でき、同時に複数の患者に対して行うことができ、ビーム転送の線路を延長しすぎることがなく、損失が少ない。下記のように理解すべきであって、中性子ビーム発生部３０A（３０B、３０C）が発生した中性子ビームN方向は第三（第四、第五）転送部２５A（２５B、２５C）の転送方向と違ってよい；第一、第二転送部２１、２４の転送方向も違ってもよい、第二転送部２４を取り取り消してもよく、一つのビーム方向スイッチャーだけを有して、ビームを二つ及び二つ以上の転送部分にわける；第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向は第一転送部２１の転送方向とY字状になるが、Y字状の変形でもよく、たとえば第四転送部２５B又は第五転送部２５Cの転送方向は第一転送部２１の転送方向と同じ、第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向は第一転送部２１の転送方向と他の形状になってもよく、たとえばT字状又は矢印状、第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向はXY平面において０度より大きい夾角さえ形成すればよい；第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向もXY平面に限られなく、第三転送部２５Aの転送方向もZ軸を沿わなくてもよく、第四転送部２５Bの転送方向、第五転送部２５Cの転送方向及び第一転送部２１の転送方向の中の二つさえ同一平面（第一平面）内にあって、第一転送部２１の転送方向と第三転送部２５Aの転送方向とも同一平面（第二平面）にあって、そして第一平面と第二平面と違えばいい；第三転送部２５A、中性子ビーム発生部３０A及び照射室１０１Aを省略してもよく、こういうわけでXY平面内のビーム転送のみである。
第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３は、荷電粒子ビームP方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビームP進行方向を制御する電磁石スイッチ、ホウ素中性子捕捉療法システム１００はビーム收集器 (図示せず )を含んでもよく、治療前などの場合に、荷電粒子ビームPの輸出確認を行って、第一または第二ビーム方向スイッチャー２２、２３は荷電粒子ビームP を正規軌道から離脱させてビーム收集器に導く。
第一転送部２１、第二転送部２４及び第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cはいずれも真空管Cで構成され、それぞれで複数のサブ転送部を接続して形成することができる。複数の策転送部の転送方向は同じでもいいし、違ってもいい。たとえば偏向電磁石によってビーム転送方向を偏向させる。説明した第一、第二、第三、第四、第五転送部２１、２４、２５A、２５B、２５Cの転送方向はそれの任意のサブ転送部の転送方向であってもよく、前記形成された第一平面と第二平面は、ビーム方向スイッチャーに直接接続する子転送部の間で形成された平面である；それぞれ荷電粒子ビームPのためのビーム調整部(図示せず)を含んでもよく、ビーム調整部は、荷電粒子ビームPの軸を調整ための水平型ステアリング装置及び水平垂直型ステアリング装置と、荷電粒子ビームPの発散を抑制するための四極電磁石と、荷電粒子ビームPの整形ための四向切割器などを含む。第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cは必要に応じて、電流モニター( 図示せず )と荷電粒子ビームスキャナー部( 図示せず )を含むことができる。電流モニターはターゲットTに照射された荷電粒子ビームP の電流値 ( 即ち、電荷、照射線量率 ) をリアルタイム測定する。荷電粒子ビームスキャナー部は荷電粒子ビームPをスキャナーして、荷電粒子ビームP がターゲットTに対する照射を制御して、たとえば荷電粒子ビームPがターゲットTに対する照射位置を制御する。
荷電粒子ビーム発生室１０２は加速器室１０２１とビーム転送室１０２２とを含むことができて、加速器室１０２１は二層であって、加速器１０はL２からL１に延びる。ビーム転送室１０２２はL２に位置して、第一転送部２１は加速器室１０２１からビーム転送室１０２２に延びる。照射室１０１B、１０１CはL２に位置して、照射室１０１AはL１に位置する。本実施例において、L１はL２の下方にあって、即ち、L２の床はL１の天井であるが、逆の配置でもよいことを理解すべきである。床（天井）Sの材料は厚さ０.５m以上のコンクリート又は含ホウ素重量コンクリートを使用できる。照射室１０１A、１０１B、１０１Cとビーム転送室１０２２は遮蔽壁W１に囲まれる遮蔽空間を具備して、遮蔽壁W１は厚さ１m以上、密度３g/c.c.の含ホウ素重量コンクリート製壁を使用できて、ビーム転送室１０２２と照射室１０１B、１０１Cとを隔てる第一分隔遮蔽壁W２と、L１で加速器室１０２１とビーム転送室１０２２とを隔てる第二分隔遮蔽壁W３と、L２で加速器室１０２１と照射室１０１Aとを隔てる第三分隔遮蔽壁W４戸を含む。加速器室１０２１は厚さが１m以上であるコンクリート壁W、第二分隔遮蔽壁W３及び第三分隔遮蔽壁W４に囲まれる。中性子ビーム発生部３０B、３０Cの少なくとも一部が第一分隔遮蔽壁W２に埋め込まれて、第四、第五転送部２５B、２５Cはビーム転送室１０２２から中性子ビーム発生部３０B、３０Cに伸びて；中性子ビーム発生部３０Aは照射室１０１A内に位置して、第三転送部２５Aはビーム転送室１０２２から床Sを突き抜けて照射室１０１Aに延びる。照射室１０１A、１０１B、１０１Cはそれぞれ治療台４０と医師の出入りための遮蔽扉D１、D２、D３を有し、加速器室１０２１はL１とL２でそれぞれ加速器１０２１室を出入りして加速器１０をメンテナンスする遮蔽扉D４、D５を有し、ビーム転送室１０２２は加速器室１０２１からビーム転送室１０２２を出入りしてビーム転送部２０をメンテナンスする遮蔽扉D６を有し、遮蔽扉D６が第二分隔遮蔽壁W３上に設置される。照射室１０１A、１０１B、１０１Cの室内にさらに内遮蔽壁W５を有して、遮蔽扉D１、D２、D３からビーム出口までの迷路型の通路を形成して、意外に遮蔽扉D１、D２、D３を開いたときの放射線の直接照射を防止して、照射室の違う配置によって、内遮蔽壁W５が違う位置に設置することができ、内遮蔽壁W５と遮蔽壁W１または第三分隔遮蔽壁W４の間にさらに照射室内部の遮蔽扉D７を設置してもよい、中性子ビーム照射治療時の二次防護を形成する。内遮蔽壁W５は厚さ０.５m以上、密度は３g/c.c.である含ホウ素重量コンクリート制壁を使用できる。遮蔽扉D１、D２、D３、D４、D５、D６、D７は二層の独立の主遮蔽扉Dと副遮蔽扉D’からなってもよく、または主遮蔽扉Dだけからなってもよく、または副遮蔽扉D’だけからなってもよく、実際の状況に応じて決められて、主遮蔽扉Dは同じ材料の厚さは０.５m以上であって、密度６g/c.c.のホウ素を含有するPE、重量コンクリートまたは鉛を使用できて、副遮蔽扉D’は同じ材料の厚さは０.２m以上であって、密度６g/c.c.のホウ素を含有するPE、重量コンクリートまたは鉛を使用できる。本実施例において、遮蔽扉D１、D４、D５、D６は主遮蔽扉Dと副遮蔽扉D’からなっている、遮蔽扉D１、D２、D３は主遮蔽扉Dだけを含み、遮蔽扉D７は副遮蔽扉D’だけを含む。遮蔽壁及び遮蔽扉が遮蔽空間を形成して、放射線が照射室１０１A、１０１B、１０１Cとビーム転送室１０２２の室外から室内に侵入する及び放射線が室内から室外に放射する現象を抑制する。本実施例において、加速器室１０２１とビーム転送室１０２２と仕切る第二分隔遮蔽壁W３が加速器１０と第一ビーム方向スイッチャー２２の間に設置されて、つまり第一転送部２１が第二分隔遮蔽壁W３を突き抜けて、第二分隔遮蔽壁W３及び遮蔽扉D６を取り消してもいい、他の位置に設置してもよい、たとえば第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３の間、または第二ビーム方向スイッチャー２３と中性子ビーム発生部３０B、３０Cの間に設置する；または第二分隔遮蔽壁W３及び第一分隔遮蔽壁W２の間に付加の分隔遮蔽壁と遮蔽扉を設置する。つまり、中性子ビーム発生部と加速器の間に遮蔽壁を設置することで、加速器検査とメンテナンス時に、操作者が中性子ビーム発生部から漏れた中性子及び他の放射線の照射を受けることがなくて、同時に加速器が中性子に活性化の反応を低下させる。
遮蔽壁または床が部品または素子によって突き抜けられた場所に中性子及び他の放射線の漏れが生じやすく、たとえば、本実施例において、中性子ビーム発生部３０B、３０Cが第一分隔遮蔽壁W２を突き抜けて、第一転送部２１が第二分隔遮蔽壁W３を突き抜けて、第三転送部２５Aが床Sを突き抜ける、第一分隔遮蔽壁W２、第二分隔遮蔽壁W３、床Sのビーム転送方向上流に向ける側で、中性子ビーム発生部３０B、３０C、第一転送部２１、第三転送部２５Aによって突き抜けられた部位にそれぞれ第一遮蔽体６０、第二遮蔽体７０及び第三遮蔽体８０を設置できる。第一遮蔽体６０は中性子ビーム発生部３０B、３０Cは加速器に向ける端部を覆って、中性子ビーム発生部３０B、３０Cの周りの第一分隔遮蔽壁W２と接触して、中性子ビーム発生部３０B、３０Cのビーム整形体から溢れたまたは反射された中性子が加速器室１０２１とビーム転送室１０２２に入ることを防止して、第四、第五転送部２５B、２５Cが第一遮蔽体６０を突き抜けて中性子ビーム発生部３０B、３０CのターゲットTに到達する。第二遮蔽体７０が第一転送部２１の周りの第二分隔遮蔽壁W３と接触して、ビーム転送部２０から溢れたまたは反射された中性子が加速器室１０２１を防止して、第一転送部２１が第二遮蔽体７０と第二分隔遮蔽壁W３を突き抜けて第一ビーム方向スイッチャー２２に到達する。第三遮蔽体８０が第三転送部２５Aの周りの床Sと接触して、照射室１０１Aから溢れたまたは反射された中性子がビーム転送室１０２２に入ることを防止して、第三転送部２５Aが第三遮蔽体８０と床Sとを通りぬけて中性子ビーム発生部３０Aに到達する。第一遮蔽体６０、第二遮蔽体７０及び第三遮蔽体８０の材料はホウ素を含有するPEまたは重量コンクリートまたは鉛を使用できる。
第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３はそれぞれ遮蔽カバー２６に囲まれ、ビーム方向スイッチャーから中性子及び他の放射線の漏れを防止し、遮蔽カバー２６の材料はホウ素を含有するPE、重量コンクリートまたは鉛を使用可能である。第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３の全体も一つの遮蔽カバー２６で囲まれてもよくて、ビーム転送部のほかの部分、たとえば真空管も遮蔽カバーで囲んで、中性子及び他の放射線がビーム転送部から漏れることを防止することを理解すべきである。
ホウ素中性子捕捉療法システム１００は、さらに準備室と、制御室と、他の治療を補助するための空間とを含んで、照射室ごとに準備室を配置できて、準備室は照射治療の前に患者を治療台に固定して、ホウ素薬を注射して、治療計画をシミュレーションするなどの準備仕事を行うものである。準備室と照射室の間に連絡通路が設置され、準備仕事が完成した後で患者を直接に照射室に押し込むか、また軌道を解して自動的に照射室に入るように制御機構によって制御する。準備室と連絡通路とも遮蔽壁で閉鎖され、準備室はさらに遮蔽扉を有する。制御室は加速器、ビーム転送部、治療台等を制御して、照射する全過程を制御管理して、管理人が制御室内で同時に複数の照射室を監視することができる。
本実施例において、遮蔽壁（コンクリート壁Wを含む）、遮蔽扉、遮蔽体、遮蔽カバーは、他の厚さ又は密度を有することができ、または他の材料に置き換えることができることを理解すべきである。
以上で当該分野の技術者は本発明を理解できるように、本発明に係わる例示的実施例について説明しましたが、本発明は具体的な実施例に限定されなくて、当該分野の一般の技術者にとって、様々な変化が添付された請求項が限定された主旨と範囲にあれば、このような変化がすべて明らかに本発明の保護範囲に属していることをはっきりと分かるはずである。
て、地面に対して垂直する方向をZ軸とするXYZ座標系(図２と図３を参考する)を設定して
、各構成要件の位置関係の説明において、X、Y、Zを使用する。
図１に示すように、好ましくは、本実施例における中性子捕捉療法システムはホウ素中性子捕捉療法システム１００、ホウ素中性子捕捉療法システム１００はホウ素中性子捕捉療法を利用してがん治療を行う装置である。ホウ素中性子捕捉療法はホウ素（Ｂ－１０）を服用または注射した患者２００に対して中性子ビームNを照射して、がん治療を行う。患者２００が硼素（Ｂ－１０） 薬物を服用または注射した後、 硼素薬物は、 選択的に腫瘍細胞Ｍ中に集中し、 続いて硼素（Ｂ－１０） 薬物が熱中性子に対して高い捕獲断面を有するという特性を利用し、 １０B（ｎ、 α） ７Li中性子捕獲および核分裂反応により４Heと７Liの２個の重荷電粒子を生成する。 ２個の荷電粒子の平均エネルギーは、 約２．３３MeVであり、 高い線形転移（Linear Energy Transfer、LET） 、 短い射程の特徴を有し、 α短粒子の線形エネルギー転移と射程はそれぞれ１５０keV／μｍ、 ８μｍであり、 ７Li重荷粒子は１７５keV／μｍ、 ５μｍであり、２個の粒子の総射程は約１個の細胞の大きさに相当する。 そのため生物体に与える放射傷害は細胞階層に限定することができ、 正常組織に大きい傷害を引き起こすことなく、 腫瘍細胞を局所的に殺すという目的を達成する。
ホウ素中性子捕捉療法システム１００は、加速器１０と、ビーム転送部２０と、中性子ビーム発生部３０と、治療台４０とを含む。加速器１０は荷電粒子（陽子、デューテリウム原子核など）を加速して、陽子ビームのような荷電粒子ビームPを発生する。ビーム転送部２０は、加速器１０が発生した荷電粒子ビームPを中性子ビーム発生部３０に転送する。中性子ビーム発生部３０が治療用中性子ビームNを発生し、この治療用中性子ビームNが治療台４０上の患者２００に向けて照射する。
中性子ビーム発生部３０は、ターゲットTと、ビーム整形体３１と、コリメーター３２とを含む。加速器１０が発生した荷電粒子ビームPがビーム転送部２０を通じてターゲットTに照射して、ターゲットTと作用して中性子を発せして、発生した中性子が順次にビーム整形体３１とコリメーター３２を通過して治療用中性子ビームN発生して、治療台４０上の患者２００に向けて照射する。好ましくは、ターゲットTは金属ターゲットである。適切な原子核反応は、必要な中性子収率及びエネルギー、提供可能な加速荷電粒子のエネルギー及び電流、及び、金属ターゲットの物理的・化学的特性等により選定される。よく検討されている原子核反応は、７Li(p,n)７Be及び９Be(p,n)９Bであり、この両方はすべて
吸熱反応でエネルギー閾値がそれぞれ１.８８１MeVと２.０５５MeVである。ホウ素中性子
捕捉療法の理想的中性子源はkeVエネルギーレベルの熱外中性子なので、理論的には、エ
ネルギーが閾値よりやや高い陽子によるリチウムターゲットへの衝撃で、比較的低いエネ
ルギーの中性子が生成され、あまり多くの減速処理を要することなく臨床適用が可能にな
る。しかし、リチウム（Li）及びベリリウム（Be）の２種のターゲットは、閾値エネルギ
ーの陽子と作用する断面が大きくないので、十分な中性子束を確保するために、一般的に
は比較的高いエネルギーを持つ陽子で原子核反応を引き起こされる。理想的なターゲット
には、中性子収率が高く、生成した中性子のエネルギー分布が熱外中性子エネルギー領域
（後ほど詳細に説明）に近く、強い透過性のある放射線をあまり多く生成されず、安全か
つ簡単で操作しやすく、耐高温性を持つ等の特性が必要とされる。しかし、実際にすべて
の要件を満たす原子核反応は見つからない。当業者が熟知されるように、ターゲットTはL
i、Be以外の金属材料で製造しても良い、たとえばTa又はW及びそれらの合金などで製造す
る。加速器１０は、線形加速器、サイクロトロン、シンクロトロン、シンクロサイクロト
ロンであり得る。
ビーム整形体３１は、荷電粒子ビームPがターゲットTと作用して発生した中性子ビームNのビーム品質を調整でき、コリメーター３２が中性子ビームNを集束させるために使用さ
れるので、中性子ビームNを治療中に高い標的性を有する。ビーム整形体３１はさらに、
反射体３１１、減速体３１２、熱中性子吸収体３１３、放射線遮蔽体３１４及びビーム出
口３１５を含む。荷電粒子ビームPがターゲットTと作用して発生した中性子のエネルギー
スペクトルがとても広いので、操作者又は患者への傷害を避けるために、治療ニーズを満
たす熱外中性子のほかに、できるだけ他の種類の中性子及び光子の含有量を減らす必要が
ある。それで、ターゲットTから出た中性子は、減速体３１２を通してその中の高速中性
子エネルギー（＞４０keV）を熱外中性子エネルギー領域（０.５eV-４０keV）に調整して
、かつできるだけ熱中性子（＜０.５eV）を減らす必要がある。減速体３１２は、高速中
性子との作用断面が大きく、超熱中性子との作用断面が小さい材料で製造され、本実施例
において、減速体３１２はD２O、AlF３、Fluental、CaF２、Li２CO３、MgF２とAl２O３の
中の少なくとも一種で製造される；反射体３１１は減速体３１２を囲んで、減速体３１２
を突き抜けて周りへ拡散した中性子を反射して中性子ビームNに戻ることで中性子の利用
率を向上して、強い中性子反射能力強を有する材料で製造され、本実施例において、反射
体３１１はPbまたNiの中の少なくとも一種で製造される；減速体３１２の後面に一つの熱
中性子吸収体３１３があって、熱中性子との作用断面が大きい材料で製造され、本実施例
において、熱中性子吸収体３１３はLi-６で製造され、熱中性子吸収体３１３は減速体３
１２を突き抜けた熱中性子を吸収して中性子ビームNの中の熱中性子の含有量を減らすた
めに使用され、治療時に浅い正常組織への過度の線量を回避する；放射線遮蔽体３１４は
ビーム出口３１５を囲んで反射体後面に設置されて、ビーム出口３１５以外の部分から漏
れた中性子と光子を遮蔽するために使用され、放射線遮蔽体３１４の材料は光子遮蔽材料
と中性子遮蔽材料との少なくとも一種を含んで、本実施例において、放射線遮蔽体３１４
の材料は光子遮蔽材料鉛（Pb）と中性子遮蔽材料ポリエチレン（PE）とを含む。ビーム整
形体３１は他の構造があってもよく、治療に必要する熱外中性子ビームを獲得すれば良い
ことを理解すべきである。コリメーター３２はビーム出口３１５の後面に設置され、コリ
メーター３２から出た熱外中性子ビームは患者２００向けて照射し、浅い正常組織を経て
熱中性子に減速されて腫瘍細胞Mに到着する。コリメーター３２を取り消してもいい、ま
た他の構造で代替してもいいと理解すべきであって、中性子ビームがビーム出口３１５か
ら出て直接に患者２００向けて照射する。本実施例において、患者２００とビーム出口３
１５の間にさらに放射線遮蔽装置５０が設置され、ビーム出口３１５から出たビームが患
者の正常組織への放射を遮蔽して、射線遮蔽装置５０を設置しなくてもよいことを理解す
べきである。ターゲットTはビーム転送部２０とビーム整形体３１の間に設置され、ビー
ム転送部２０は荷電粒子ビームPを加速し、もしくは転送するための真空管Cを有する。本
実施例において、よい中性子ビーム品質得るために、真空管Cが荷電粒子ビームPの方向に
沿ってビーム整形体３１内に伸びって、順次に反射体３１１と減速体３１２とを突き抜け
て、ターゲットTが減速体３１２内に設置されて真空管Cの端部に位置する。ターゲットが
他の設置方式があってもよい、ターゲットの交換または荷電粒子ビームとターゲットのム
ラなく作用できるように、加速器またはビーム整形体に対して可動であってもよいことを
理解すべきである。
図２と図３とを参照して、ホウ素中性子捕捉療法システム１００全体は二つのフロアL１とL２の空間に配置され、ホウ素中性子捕捉療法システム１００はさらに、照射室１０１（１０１A、１０１B、１０１C）と荷電粒子ビーム発生室１０２とを含み、治療台４０上の患者２００は照射室１０１（１０１A、１０１B、１０１C）の中で中性子ビームN照射の治療を行い、荷電粒子ビーム発生室１０２は加速器１０及び少なく一部のビーム転送部２０を収容する。中性子ビーム発生部３０が一つあってもよいし、複数あってもよく、一つ若しくは複数の治療用中性子ビームNを発生し、ビーム転送部２０は選択可能に一つもしくは複数の中性子ビーム発生部３０に荷電粒子ビームPを転送し、又は同時に複数の中性子ビーム発生部３０に荷電粒子ビームPを転送し、各中性子ビーム発生部３０はひとつの照射室１０１に対応する。本実施例において、中性子ビーム発生部及び照射室それぞれ三つがあって、それぞれは中性子ビーム発生部３０A、３０B、３０Cと照射室１０１A、１０１B、１０１Cである。ビーム転送部２０は、加速器１０に接続される第一転送部２１と、荷電粒子ビームPの進行方向を切り替える第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３と、第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３と接続する第二転送部２４と、及び第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cとを含み、それらはそれぞれ荷電粒子ビームPを第一ビーム方向スイッチャー２２または第二ビーム方向スイッチャー２３から中性子ビーム発生部３０A、３０B、３０Cに転送して、発生した中性子ビームNがさらに照射室１０１A、１０１B、１０１C内の患者に向けてそれぞれ照射する。第三転送部２５Aは第一ビーム方向スイッチャー２２と中性子ビーム発生部３０Aとを接続し、第四転送部２５Bは第二ビーム方向スイッチャー２３と中性子ビーム発生部３０Bとを接続し、第五転送部２５Cは第二ビーム方向スイッチャー２３と中性子ビーム発生部３０Cとを接続する。即ち、第一転送部２１は第一ビーム方向スイッチャー２２で第二転送部２４と第三転送部２５Aに分岐して、第二転送部２４はさらに第二ビーム方向スイッチャー２３で第四転送部２５Bと第五転送部２５Cに分岐する。第一、第二転送部２１、２４はX軸方向を沿って転送し、第三転送部２５AはZ軸方向に沿って転送し、第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向はXY平面内にあって、かつ第一、第二転送部２１、２４の転送方向とY字状になって、中性子ビーム発生部３０A、３０B、３０C及び対応する照射室１０１A、１０１B、１０１Cがそれぞれ第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cの転送方向に沿って設置して、発生した中性子ビームN方向はそれぞれ第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cの転送方向と同じである。それで中性子ビーム発生部３０B、３０Cが発生した中性子ビーム方向は同一平面内にあって、中性子ビーム発生部３０Aが発生した中性子ビーム方向は当該平面と垂直する。このような配列方式を採用することによって、有効に空間を利用でき、同時に複数の患者に対して行うことができ、ビーム転送の線路を延長しすぎることがなく、損失が少ない。下記のように理解すべきであって、中性子ビーム発生部３０A（３０B、３０C）が発生した中性子ビームN方向は第三（第四、第五）転送部２５A（２５B、２５C）の転送方向と違ってよい；第一、第二転送部２１、２４の転送方向も違ってもよい、第二転送部２４を取り取り消してもよく、一つのビーム方向スイッチャーだけを有して、ビームを二つ及び二つ以上の転送部分にわける；第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向は第一転送部２１の転送方向とY字状になるが、Y字状の変形でもよく、たとえば第四転送部２５B又は第五転送部２５Cの転送方向は第一転送部２１の転送方向と同じ、第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向は第一転送部２１の転送方向と他の形状になってもよく、たとえばT字状又は矢印状、第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向はXY平面において０度より大きい夾角さえ形成すればよい；第四、第五転送部２５B、２５Cの転送方向もXY平面に限られなく、第三転送部２５Aの転送方向もZ軸を沿わなくてもよく、第四転送部２５Bの転送方向、第五転送部２５Cの転送方向及び第一転送部２１の転送方向の中の二つさえ同一平面（第一平面）内にあって、第一転送部２１の転送方向と第三転送部２５Aの転送方向とも同一平面（第二平面）にあって、そして第一平面と第二平面と違えばいい；第三転送部２５A、中性子ビーム発生部３０A及び照射室１０１Aを省略してもよく、こういうわけでXY平面内のビーム転送のみである。
第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３は、荷電粒子ビームP方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビームP進行方向を制御する電磁石スイッチ、ホウ素中性子捕捉療法システム１００はビーム收集器 (図示せず )を含んでもよく、治療前などの場合に、荷電粒子ビームPの輸出確認を行って、第一または第二ビーム方向スイッチャー２２、２３は荷電粒子ビームP を正規軌道から離脱させてビーム收集器に導く。
第一転送部２１、第二転送部２４及び第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cはいずれも真空管Cで構成され、それぞれで複数のサブ転送部を接続して形成することができる。複数の策転送部の転送方向は同じでもいいし、違ってもいい。たとえば偏向電磁石によってビーム転送方向を偏向させる。説明した第一、第二、第三、第四、第五転送部２１、２４、２５A、２５B、２５Cの転送方向はそれの任意のサブ転送部の転送方向であってもよく、前記形成された第一平面と第二平面は、ビーム方向スイッチャーに直接接続する子転送部の間で形成された平面である；それぞれ荷電粒子ビームPのためのビーム調整部(図示せず)を含んでもよく、ビーム調整部は、荷電粒子ビームPの軸を調整ための水平型ステアリング装置及び水平垂直型ステアリング装置と、荷電粒子ビームPの発散を抑制するための四極電磁石と、荷電粒子ビームPの整形ための四向切割器などを含む。第三、第四、第五転送部２５A、２５B、２５Cは必要に応じて、電流モニター( 図示せず )と荷電粒子ビームスキャナー部( 図示せず )を含むことができる。電流モニターはターゲットTに照射された荷電粒子ビームP の電流値 ( 即ち、電荷、照射線量率 ) をリアルタイム測定する。荷電粒子ビームスキャナー部は荷電粒子ビームPをスキャナーして、荷電粒子ビームP がターゲットTに対する照射を制御して、たとえば荷電粒子ビームPがターゲットTに対する照射位置を制御する。
荷電粒子ビーム発生室１０２は加速器室１０２１とビーム転送室１０２２とを含むことができて、加速器室１０２１は二層であって、加速器１０はL２からL１に延びる。ビーム転送室１０２２はL２に位置して、第一転送部２１は加速器室１０２１からビーム転送室１０２２に延びる。照射室１０１B、１０１CはL２に位置して、照射室１０１AはL１に位置する。本実施例において、L１はL２の下方にあって、即ち、L２の床はL１の天井であるが、逆の配置でもよいことを理解すべきである。床（天井）Sの材料は厚さ０.５m以上のコンクリート又は含ホウ素重量コンクリートを使用できる。照射室１０１A、１０１B、１０１Cとビーム転送室１０２２は遮蔽壁W１に囲まれる遮蔽空間を具備して、遮蔽壁W１は厚さ１m以上、密度３g/c.c.の含ホウ素重量コンクリート製壁を使用できて、ビーム転送室１０２２と照射室１０１B、１０１Cとを隔てる第一分隔遮蔽壁W２と、L１で加速器室１０２１とビーム転送室１０２２とを隔てる第二分隔遮蔽壁W３と、L２で加速器室１０２１と照射室１０１Aとを隔てる第三分隔遮蔽壁W４戸を含む。加速器室１０２１は厚さが１m以上であるコンクリート壁W、第二分隔遮蔽壁W３及び第三分隔遮蔽壁W４に囲まれる。中性子ビーム発生部３０B、３０Cの少なくとも一部が第一分隔遮蔽壁W２に埋め込まれて、第四、第五転送部２５B、２５Cはビーム転送室１０２２から中性子ビーム発生部３０B、３０Cに伸びて；中性子ビーム発生部３０Aは照射室１０１A内に位置して、第三転送部２５Aはビーム転送室１０２２から床Sを突き抜けて照射室１０１Aに延びる。照射室１０１A、１０１B、１０１Cはそれぞれ治療台４０と医師の出入りための遮蔽扉D１、D２、D３を有し、加速器室１０２１はL１とL２でそれぞれ加速器１０２１室を出入りして加速器１０をメンテナンスする遮蔽扉D４、D５を有し、ビーム転送室１０２２は加速器室１０２１からビーム転送室１０２２を出入りしてビーム転送部２０をメンテナンスする遮蔽扉D６を有し、遮蔽扉D６が第二分隔遮蔽壁W３上に設置される。照射室１０１A、１０１B、１０１Cの室内にさらに内遮蔽壁W５を有して、遮蔽扉D１、D２、D３からビーム出口までの迷路型の通路を形成して、意外に遮蔽扉D１、D２、D３を開いたときの放射線の直接照射を防止して、照射室の違う配置によって、内遮蔽壁W５が違う位置に設置することができ、内遮蔽壁W５と遮蔽壁W１または第三分隔遮蔽壁W４の間にさらに照射室内部の遮蔽扉D７を設置してもよい、中性子ビーム照射治療時の二次防護を形成する。内遮蔽壁W５は厚さ０.５m以上、密度は３g/c.c.である含ホウ素重量コンクリート制壁を使用できる。遮蔽扉D１、D２、D３、D４、D５、D６、D７は二層の独立の主遮蔽扉Dと副遮蔽扉D’からなってもよく、または主遮蔽扉Dだけからなってもよく、または副遮蔽扉D’だけからなってもよく、実際の状況に応じて決められて、主遮蔽扉Dは同じ材料の厚さは０.５m以上であって、密度６g/c.c.のホウ素を含有するPE、重量コンクリートまたは鉛を使用できて、副遮蔽扉D’は同じ材料の厚さは０.２m以上であって、密度６g/c.c.のホウ素を含有するPE、重量コンクリートまたは鉛を使用できる。本実施例において、遮蔽扉D１、D４、D５、D６は主遮蔽扉Dと副遮蔽扉D’からなっている、遮蔽扉D１、D２、D３は主遮蔽扉Dだけを含み、遮蔽扉D７は副遮蔽扉D’だけを含む。遮蔽壁及び遮蔽扉が遮蔽空間を形成して、放射線が照射室１０１A、１０１B、１０１Cとビーム転送室１０２２の室外から室内に侵入する及び放射線が室内から室外に放射する現象を抑制する。本実施例において、加速器室１０２１とビーム転送室１０２２と仕切る第二分隔遮蔽壁W３が加速器１０と第一ビーム方向スイッチャー２２の間に設置されて、つまり第一転送部２１が第二分隔遮蔽壁W３を突き抜けて、第二分隔遮蔽壁W３及び遮蔽扉D６を取り消してもいい、他の位置に設置してもよい、たとえば第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３の間、または第二ビーム方向スイッチャー２３と中性子ビーム発生部３０B、３０Cの間に設置する；または第二分隔遮蔽壁W３及び第一分隔遮蔽壁W２の間に付加の分隔遮蔽壁と遮蔽扉を設置する。つまり、中性子ビーム発生部と加速器の間に遮蔽壁を設置することで、加速器検査とメンテナンス時に、操作者が中性子ビーム発生部から漏れた中性子及び他の放射線の照射を受けることがなくて、同時に加速器が中性子に活性化の反応を低下させる。
遮蔽壁または床が部品または素子によって突き抜けられた場所に中性子及び他の放射線の漏れが生じやすく、たとえば、本実施例において、中性子ビーム発生部３０B、３０Cが第一分隔遮蔽壁W２を突き抜けて、第一転送部２１が第二分隔遮蔽壁W３を突き抜けて、第三転送部２５Aが床Sを突き抜ける、第一分隔遮蔽壁W２、第二分隔遮蔽壁W３、床Sのビーム転送方向上流に向ける側で、中性子ビーム発生部３０B、３０C、第一転送部２１、第三転送部２５Aによって突き抜けられた部位にそれぞれ第一遮蔽体６０、第二遮蔽体７０及び第三遮蔽体８０を設置できる。第一遮蔽体６０は中性子ビーム発生部３０B、３０Cは加速器に向ける端部を覆って、中性子ビーム発生部３０B、３０Cの周りの第一分隔遮蔽壁W２と接触して、中性子ビーム発生部３０B、３０Cのビーム整形体から溢れたまたは反射された中性子が加速器室１０２１とビーム転送室１０２２に入ることを防止して、第四、第五転送部２５B、２５Cが第一遮蔽体６０を突き抜けて中性子ビーム発生部３０B、３０CのターゲットTに到達する。第二遮蔽体７０が第一転送部２１の周りの第二分隔遮蔽壁W３と接触して、ビーム転送部２０から溢れたまたは反射された中性子が加速器室１０２１を防止して、第一転送部２１が第二遮蔽体７０と第二分隔遮蔽壁W３を突き抜けて第一ビーム方向スイッチャー２２に到達する。第三遮蔽体８０が第三転送部２５Aの周りの床Sと接触して、照射室１０１Aから溢れたまたは反射された中性子がビーム転送室１０２２に入ることを防止して、第三転送部２５Aが第三遮蔽体８０と床Sとを通りぬけて中性子ビーム発生部３０Aに到達する。第一遮蔽体６０、第二遮蔽体７０及び第三遮蔽体８０の材料はホウ素を含有するPEまたは重量コンクリートまたは鉛を使用できる。
第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３はそれぞれ遮蔽カバー２６に囲まれ、ビーム方向スイッチャーから中性子及び他の放射線の漏れを防止し、遮蔽カバー２６の材料はホウ素を含有するPE、重量コンクリートまたは鉛を使用可能である。第一、第二ビーム方向スイッチャー２２、２３の全体も一つの遮蔽カバー２６で囲まれてもよくて、ビーム転送部のほかの部分、たとえば真空管も遮蔽カバーで囲んで、中性子及び他の放射線がビーム転送部から漏れることを防止することを理解すべきである。
ホウ素中性子捕捉療法システム１００は、さらに準備室と、制御室と、他の治療を補助するための空間とを含んで、照射室ごとに準備室を配置できて、準備室は照射治療の前に患者を治療台に固定して、ホウ素薬を注射して、治療計画をシミュレーションするなどの準備仕事を行うものである。準備室と照射室の間に連絡通路が設置され、準備仕事が完成した後で患者を直接に照射室に押し込むか、また軌道を解して自動的に照射室に入るように制御機構によって制御する。準備室と連絡通路とも遮蔽壁で閉鎖され、準備室はさらに遮蔽扉を有する。制御室は加速器、ビーム転送部、治療台等を制御して、照射する全過程を制御管理して、管理人が制御室内で同時に複数の照射室を監視することができる。
本実施例において、遮蔽壁（コンクリート壁Wを含む）、遮蔽扉、遮蔽体、遮蔽カバーは、他の厚さ又は密度を有することができ、または他の材料に置き換えることができることを理解すべきである。
以上で当該分野の技術者は本発明を理解できるように、本発明に係わる例示的実施例について説明しましたが、本発明は具体的な実施例に限定されなくて、当該分野の一般の技術者にとって、様々な変化が添付された請求項が限定された主旨と範囲にあれば、このような変化がすべて明らかに本発明の保護範囲に属していることをはっきりと分かるはずである。
Claims (40)
- 一種の中性子捕捉療法システムであって、加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発
生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転
送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記
中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記中性子ビーム発生部は第一中性
子ビーム発生部と、第二中性子ビーム発生部と、第三中性子ビーム発生部とを含み、前記
ビーム転送部は前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替え
るビーム方向スイッチャーと、それぞれ荷電粒子ビームを前記ビーム方向スイッチャーか
ら前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部に転送する第二、第三及び第四転送部を含み
、前記第一、第三及び第四転送部の中の二つが第一平面を定義し、前記第一と第二転送部
が第二平面を定義し、前記第一平面が第二平面と違う、ことを特徴とする中性子捕捉療法
システム。 - 前記第一転送部はX軸方向を沿って転送し、前記第三、第四転送部の転送方向はXY平面
内にあって、０度より大きい夾角を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の中性子
捕捉療法システム。 - 前記第二転送部はZ軸方向を沿って転送し、前記第三、第四転送部の転送方向が前記第一転送部の転送方向とY字状になる、ことを特徴とする請求項２に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記中性子ビーム発生部はター
ゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部
と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム
転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前
記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビーム
を形成し、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する、ことを特徴
とする請求項１に記載の中性子捕捉療法システム。 - 前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム
出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー
領域まで減速し、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻
すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するため
に使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、
前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子
と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口
後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装
置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽し、前
記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は
荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体と
を突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する、
ことを特徴とする請求項４に記載の中性子捕捉療法システム。 - 前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部はそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転
送方向を沿って設置され、前記第一、第二、第三中性子ビーム発生部が発生した中性子ビ
ーム方向はそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向と同じことで、前記第二、第
三中性子ビーム発生部が発生した中性子ビーム方向は同一平面内にあって、前記第一中性
子ビーム発生部発生した中性子ビーム方向が前記平面に垂直する、ことを特徴とする請求
項１に記載の中性子捕捉療法システム。 - 前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャーを含み、前記ビーム転送部は、さらに前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する第五転送部を含み、前記第二転送部は前記第一ビーム方向スイッチャー及び前記第一中性子ビーム発生部を接続し、前記第三転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー及び前記第二中性子ビーム発生部を接続し、前記第四転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー及び前記第三中性子ビーム発生部を接続する、ことを特徴とする請求項１に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第三、第四、第五転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二、第三、第四転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む、ことを特徴とする請求項７に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに照射室を含み、前記治療台上の患者が前
記照射室中で中性子ビーム照射の治療を行い、前記照射室はそれぞれ前記第一、第二、第
三中性子ビーム発生部に対応する第一、第二及び第三照射室を含み、前記第一、第二、第
三照射室がそれぞれ前記第二、第三、第四転送部の転送方向を沿って設置される、ことを
特徴とする請求項４に記載の中性子捕捉療法システム。 - 前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室を含み、前記荷電
粒子ビーム発生室は前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納し且つ加速器
室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部は前記加速器室から前記ビーム転送室に延び
て、前記第二、第三中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第二、第三照射室がビー
ム転送室との仕切り壁に埋め込み、前記第三、第四転送部は前記ビーム転送室から前記第
二、第三中性子ビーム発生部までのびて、前記第一中性子ビーム発生部は前記第一照射室
内に位置し、前記第二転送部は前記ビーム転送室から床を突き抜けて前記第一照射室まで
延びて、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに準備室と制御室とを含む、ことを
特徴とする請求項９に記載の中性子捕捉療法システム。 - 一種の中性子捕捉療法システムであって、加速器と、ビーム転送部と、第一中性子ビー
ム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビー
ム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部まで転送
し、前記第一中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記第一中性子ビーム
発生部と前記加速器の間に第一遮蔽壁が設置されて、操作者が加速器の点検とメンテナン
ス時に第一中性子ビーム発生部から漏れた中性子及び他の放射線の照射を受けることを免
じ、かつ加速器が活性化される反応を低下させる、ことを特徴とする中性子捕捉療法シス
テム。 - 前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成し、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する、ことを特徴とする請求項１１に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置され、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する、ことを特徴とする請求項１２に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム転送部は対荷電粒子ビームを加速しまたは転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する、ことを特徴とする請求項１３に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と第一照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室は前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納して、患者が前記第一照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記第一中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第一照射室と荷電粒子ビーム発生室の第一仕切り壁に埋め込まれ、前記第一遮蔽壁が前記荷電粒子ビーム発生室内に設置される、ことを特徴とする請求項１１に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記ビーム転送部は、前記加速器に接続して前記加速器室から前記ビーム転送室に延びる第一転送部と、前記ビーム転送室から前記第一中性子ビーム発生部までのびて将荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とを含み、前記第一仕切り壁は前記第一照射室とビーム転送室の仕切り壁であって、前記第一遮蔽壁は前記加速器室と前記ビーム転送室の間の仕切り壁であり、前記第一転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける、ことを特徴とする請求項１５に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記第一転送部は、荷電粒子ビーム進行方向を切り替える第一、第二ビーム方向スイッチャーと、前記加速器と第一ビーム方向スイッチャーとを接続する第三転送部と、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーを接続する第四転送部と、前記第二転送部と前記第二ビーム方向スイッチャーとを接続する第五転送部とを含み、前記第一遮蔽壁は前記加速器と前記第一ビーム方向スイッチャーの間に設置されて、前記第三転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける；または前記第一遮蔽壁は前記第二ビーム方向スイッチャーと前記第一中性子ビーム発生部の間に設置されて、前記第五転送部は前記第一遮蔽壁を通りぬける；または前記第一遮蔽壁は前記第一、第二ビーム方向スイッチャーの間に設置されて、前記第四転送部は前記第一遮蔽壁を突き抜ける、ことを特徴とする請求項１６に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記中性子捕捉療法システムは、さらに第二中性子ビーム発生部及び第二照射室を含み、前記第二中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第二照射室とビーム転送室の第二仕切り壁に埋め込まれ、前記ビーム転送部がさらに前記ビーム転送室から前記第二中性子ビーム発生部にのびて荷電粒子ビームを前記第二中性子ビーム発生部に転送する第六転送部、前記第一転送部がさらに前記第六転送部と前記第二ビーム方向スイッチャーとを接続する第七転送部を含み、前記第一遮蔽壁が前記第二ビーム方向スイッチャーと前記第一中性子ビーム発生部の間に設置される時、前記第七転送部も前記第一遮蔽壁を突き抜けて、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第六転送部は荷電粒子ビームのためのビーム調整部を含み、前記第二、第六転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む、ことを特徴とする請求項１７に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記第一仕切り壁と前記第一遮蔽壁の間に第二遮蔽壁を設置する、ことを特徴とする請求項１５に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記第一遮蔽壁に遮蔽扉が設置されて、前記遮蔽扉が二層の独立の主遮蔽扉と副遮蔽扉からなって、または主遮蔽扉だけからなって、または副遮蔽扉だけからなっている、ことを特徴とする請求項１１に記載の中性子捕捉療法システム。
- 一種の中性子捕捉療法システムであって、加速器と、ビーム転送部と、第一中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部まで転送し、前記第一中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と第一照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器と少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納して、患者が前記第一照射室の中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記第一中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記第一照射室と前記荷電粒子ビーム発生室との第一仕切り壁に埋め込まれて、前記第一仕切り壁がビーム転送方向の上流に向ける側で、前記第一中性子ビーム発生部による突き抜けた部位で第一遮蔽体が設置される、ことを特徴とする中性子捕捉療法システム。
- 前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記第一中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成し、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する、ことを特徴とする請求項２１に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域まで減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する、ことを特徴とする請求項２２に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空
管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速
体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置す
る、ことを特徴とする請求項２３に記載の中性子捕捉療法システム。 - 前記ビーム転送部は、前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切
り替えるビーム方向スイッチャーと、荷電粒子ビームを前記第一中性子ビーム発生部に転
送する第二転送部とを含み、前記第二転送部が前記第一遮蔽体を突き抜けて前記第一中性
子ビーム発生部に到達して、前記第一遮蔽体は前記第一中性子ビーム発生部が前記加速器
にむける端部を覆って、前記第一中性子ビーム発生部の周りの前記第一仕切り壁と接触す
る、ことを特徴とする請求項２１に記載の中性子捕捉療法システム。 - 前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部が前記加速器室から前記ビーム転送室に伸びて、前記加速器室と前記ビーム転送室の第二仕切り壁を突き抜けて、前記第二仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記第一転送部によって突き抜けた部位に第二遮蔽体が設置されて、前記第一転送部が前記第二遮蔽体と第二仕切り壁とを突き抜けて、前記第二遮蔽体が前記第一転送部周りの前記第二仕切り壁と接触する、ことを特徴とする請求項２５に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに第二照射室及び前記第二照射室内に位置する第二中性子ビーム発生部を含み、前記ビーム転送部が荷電粒子ビームを前記第二中性子ビーム発生部に転送する第三転送部を含み、前記第三転送部が前記ビーム転送室から前記第二照射室に延びて前記ビーム転送室と第二照射室の第三仕切り壁とを突き抜けて、前記第三仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記第三転送部によって突き抜けた部位に第三遮蔽体が設置されて、前記第三転送部が前記第三遮蔽体と第三仕切り壁とを突き抜けて前記第三中性子ビーム発生部に到達して、前記第三遮蔽体が前記第三転送部周りの前記第三仕切り壁と接触する、ことを特徴とする請求項２６に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記第一転送部と第二転送部の転送方向がXY平面内にあって、前記第三転送部がZ軸方向を沿って転送し、前記第三仕切り壁は前記ビーム転送室または第二照射室の床である、ことを特徴とする請求項２７に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャーを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに第三照射室と、少なくとも一部が前記第三照射室と荷電粒子ビーム発生室の第四仕切り壁に埋め込まれた第三中性子ビーム発生部とを含み、前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを前記第三中性子ビーム発生部に転送する第四転送部と、前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する第五転送部とを含み、前記第一転送部が前記第一ビーム方向スイッチャー中で前記第三転送部と第五転送部に分岐され、前記第五転送部は前記第二ビーム方向スイッチャー中で前記第二転送部と第四転送部に分岐され、前記第四仕切り壁のビーム転送方向上流に向ける側で前記第三中性子ビーム発生部によってつきぬけられた部位に第四遮蔽体が設置されて、前記第四転送部が前記第四遮蔽体突き抜けて前記第三中性子ビーム発生部に到達して、前記第四遮蔽体が前記第三中性子ビーム発生部の前記加速器に向ける端部を覆って前記第三中性子ビーム発生部の回りの前記第四仕切り壁と接触して、前記第一転送部と第五転送部がX軸方向を沿って転送し、前記第二、第四転送部の転送方向がXY平面内にあって前記第一転送部の転送方向とY字状になる、ことを特徴とする請求項２８に記載の中性子捕捉療法システム。
- 一種の中性子捕捉療法システムであって、加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに加速器室と、ビーム転送室と、照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器を収納し、前記ビーム転送室は少なくとも一部の前記ビーム転送部を収納し、患者は前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記ビーム転送部が前記加速器室、ビーム転送室の第一仕切り壁及び/または前記ビーム転送室及び照射室の第二仕切り壁を突き抜けて、前記第一仕切り壁及び/または第二仕切り壁がビーム転送方向上流に向ける側で前記ビーム転送部によって突き抜けられた部位に遮蔽体を設置する、ことを特徴とする中性子捕捉療法システム。
- 一種の中性子捕捉療法システムであって、加速器と、ビーム転送部と、中性子ビーム発生部とを含み、前記加速器は荷電粒子を加速して荷電粒子ビームを発生し、前記ビーム転送部は前記加速器が発生した荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部まで転送し、前記中性子ビーム発生部は治療用中性子ビームを発生し、前記ビーム転送部が遮蔽体を含むことで中性子及び他の放射線がビーム転送部からもれることを防止する、ことを特徴とする中性子捕捉療法システム。
- 前記中性子捕捉療法システムは、さらに治療台を含み、前記中性子ビーム発生部はターゲットと、ビーム整形体と、コリメーターとを含み、前記ターゲットは前記ビーム転送部と前記ビーム整形体の間に設置され、前記加速器が発生した荷電粒子ビームは前記ビーム転送部によって前記ターゲットに照射して前記ターゲットと作用して中性子を発生し、前記発生した中性子は順次に前記ビーム整形体とリメータとを通過して治療用中性子ビームを形成して、前記治療用中性子ビームが前記治療台上の患者に向けて照射する、ことを特徴とする請求項３１に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム整形体は反射体と、減速体と、熱中性子吸収体と、放射線遮蔽体と、ビーム出口とを含み、前記減速体は前記ターゲットから発生した中性子を熱外中性子エネルギー領域に減速して、前記反射体は前記減速体を囲みながら逸脱した中性子を前記減速体に戻すことで熱外中性子ビーム強度を向上し、前記熱中性子吸収体は熱中性子を吸収するために使用されて、治療する時に浅層正常組織に対して多すぎる線量を与えることを回避し、前記放射線遮蔽体は前記ビーム出口を囲んで前記反射体後面に設置されて、漏れた中性子と光子を遮蔽して非照射区の正常組織線量を減らし、前記コリメーターは前記ビーム出口後面に設置されて中性子ビームを集束させて、前記患者とビーム出口の間に放射線遮蔽装置が設置されて前記ビーム出口から出たビームが患者正常組織に対する放射を遮蔽する、ことを特徴とする請求項３２に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム転送部は荷電粒子ビームを加速し、または転送する真空管を有し、前記真空管は荷電粒子ビーム方向を沿って前記ビーム整形体内に延びて、順次に前記反射体と減速体とを突き抜け、前記ターゲットは前記減速体内に設置されて前記真空管の端部に位置する、ことを特徴とする請求項３３に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム転送部は、前記加速器に接続する第一転送部と、荷電粒子ビーム進行方向を切り替えるビーム方向スイッチャーと、荷電粒子ビームを前記中性子ビーム発生部に転送する第二転送部とを含み、前記遮蔽体は前記ビーム方向スイッチャーを囲む遮蔽カバーである、ことを特徴とする請求項３１に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ビーム方向スイッチャーは第一、第二ビーム方向スイッチャーを含み、前記ビーム転送部はさらに前記第一、第二ビーム方向スイッチャーに接続する第三転送部を含み、前記遮蔽カバーはそれぞれ前記第一、第二ビーム方向スイッチャーを囲む二つカバー体である、ことを特徴とする請求項３５に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記第一、第二ビーム方向スイッチャーは荷電粒子ビーム方向を偏向させる偏向電磁石及び荷電粒子ビーム進行方向を制御する電磁石スイッチを含み、前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに治療前に荷電粒子ビームの輸出確認を行うビーム收集器を含み、前記第一或第二ビーム方向スイッチャーが前記ビーム收集器に導き、前記第一、第二、第三転送部は荷電粒子ビームためのビーム調整部を含み、前記第二転送部は電流モニターと荷電粒子ビームスキャナー部とを含む、ことを特徴とする請求項３６に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記中性子ビーム発生部は三つあり、前記第二転送部は荷電粒子ビームを前記3つの中性子ビーム発生部にそれぞれ転送する第四、第五及び第六転送部を含み、前記第一転送部は前記第一ビーム方向スイッチャーで前記第三転送部と第四転送部に分岐され、前記第三転送部は前記第二ビーム方向スイッチャーで前記第五転送部と第六転送部に分岐される、ことを特徴とする請求項３６に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記ホウ素中性子捕捉療法システムは、さらに荷電粒子ビーム発生室と照射室とを含み、前記荷電粒子ビーム発生室が前記加速器と少なく一部の前記ビーム転送部を収納して、患者は前記照射室中で中性子ビーム照射の治療を受け、前記中性子ビーム発生部の少なくとも一部が前記照射室と前記荷電粒子ビーム発生室の仕切り壁に埋め込まれる、ことを特徴とする請求項３５に記載の中性子捕捉療法システム。
- 前記荷電粒子ビーム発生室は加速器室とビーム転送室とを含み、前記第一転送部が前記加速器室から到前記ビーム転送室に延びて、前記第二転送部は前記ビーム転送室から前記中性子ビーム発生部に伸びて、前記ビーム方向スイッチャー及び遮蔽カバーが前記ビーム転送室内に収納される、ことを特徴とする請求項３９に記載の中性子捕捉療法システム。
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