JP2016038273A - Use time measuring device for scintillators, use time measuring method for scintillators, and neutron capture therapy system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シンチレータの使用時間測定装置、シンチレータの使用時間測定方法、及び、中性子捕捉療法システムに関する。 The present invention relates to a scintillator usage time measuring device, a scintillator usage time measuring method, and a neutron capture therapy system.
シンチレータを用いて中性子線を検出する中性子線検出器がある。シンチレータは、中性子線を受けることにより劣化する。このようなシンチレータの劣化を判断する装置が、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された装置は、光源からシンチレータ(シンチレータファイバ)に光を照射し、シンチレータを通過した光の像に基づいてシンチレータの劣化を判断している。 There are neutron detectors that detect neutrons using a scintillator. A scintillator deteriorates by receiving a neutron beam. An apparatus for judging such deterioration of the scintillator is described in Patent Document 1, for example. The apparatus described in Patent Document 1 irradiates light from a light source to a scintillator (scintillator fiber), and determines deterioration of the scintillator based on an image of light that has passed through the scintillator.
シンチレータを用いた中性子線検出器において、中性子線を検出するために使用した使用時間を把握することが求められている。特許文献1に記載された装置では、シンチレータが劣化しているか否かを判定することができる。しかしながら、特許文献1に記載された装置では、中性子線を検出するためにシンチレータを使用した使用時間を把握することはできない。 In a neutron beam detector using a scintillator, it is required to grasp the usage time used to detect a neutron beam. In the apparatus described in Patent Document 1, it can be determined whether or not the scintillator is deteriorated. However, with the apparatus described in Patent Document 1, it is impossible to grasp the usage time in which the scintillator is used to detect neutron beams.
そこで、本発明は、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を測定可能なシンチレータの使用時間測定装置、シンチレータの使用時間測定方法、及び、中性子捕捉療法システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a scintillator usage time measuring device, a scintillator usage time measuring method, and a neutron capture therapy system that can measure the scintillator usage time of a neutron detector.
本発明の一実施形態は、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を測定するシンチレータの使用時間測定装置であって、シンチレータを励起させる光である励起光を発する光源と、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量を検出する光検出器と、光検出器によって検出された発光量を取得する制御部と、を備え、制御部は、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量とシンチレータが受けた中性子線量との相関関係を表す相関関係情報を記憶している。 One embodiment of the present invention is a scintillator usage time measuring device that measures the usage time of a scintillator of a neutron beam detector, and a light source that emits excitation light, which is light that excites the scintillator, and by receiving the excitation light A light detector that detects a light emission amount of the scintillator that emits light, and a control unit that acquires the light emission amount detected by the light detector, and the control unit includes a light emission amount of the scintillator that emits light by receiving excitation light Correlation information representing the correlation with the neutron dose received by the scintillator is stored.
このシンチレータの使用時間測定装置では、制御部が、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量と、シンチレータが受けた中性子線量との相関関係を表す相関関係情報を記憶している。これにより、光検出器で検出された発光量と、制御部が記憶する相関関係情報とを用いることで、シンチレータが受けた中性子線量を把握することができる。シンチレータが受けた中性子線量とシンチレータの使用時間とは、シンチレータの使用時間が長くなるに従ってシンチレータが受けた中性子線量が増加するという相関関係を有している。このため、シンチレータが受けた中性子線量から、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を得ることができる。すなわち、シンチレータの使用時間測定装置を用いることで、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を測定することができる。 In this scintillator usage time measuring device, the control unit stores correlation information representing the correlation between the light emission amount of the scintillator that emits light when receiving the excitation light and the neutron dose received by the scintillator. Thereby, the neutron dose received by the scintillator can be grasped by using the light emission amount detected by the photodetector and the correlation information stored in the control unit. The neutron dose received by the scintillator and the usage time of the scintillator have a correlation that the neutron dose received by the scintillator increases as the usage time of the scintillator becomes longer. For this reason, the usage time of the scintillator of the neutron beam detector can be obtained from the neutron dose received by the scintillator. That is, the use time of the scintillator of the neutron beam detector can be measured by using the scintillator use time measuring device.
シンチレータの使用時間測定装置は、モニタを更に備え、制御部は、相関関係情報と、光検出器によって検出された発光量とをモニタに表示させてもよい。この場合には、モニタに表示された相関関係情報と検出された発光量とを確認することで、シンチレータが受けた中性子線量を把握することができる。そして、シンチレータが受けた中性子線量に基づいて、シンチレータの使用時間を把握することができる。 The scintillator usage time measurement device may further include a monitor, and the control unit may display the correlation information and the light emission amount detected by the photodetector on the monitor. In this case, the neutron dose received by the scintillator can be grasped by confirming the correlation information displayed on the monitor and the detected light emission amount. Based on the neutron dose received by the scintillator, the usage time of the scintillator can be grasped.
制御部は、相関関係情報と光検出器によって検出された発光量とに基づいてシンチレータの使用時間を算出し、算出したシンチレータの使用時間をモニタに更に表示させてもよい。この場合には、モニタを確認することでシンチレータの使用時間を容易に把握することができる。 The control unit may calculate the usage time of the scintillator based on the correlation information and the light emission amount detected by the photodetector, and may further display the calculated usage time of the scintillator on the monitor. In this case, the usage time of the scintillator can be easily grasped by checking the monitor.
本発明の他の一実施形態は、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を測定するシンチレータの使用時間測定方法であって、シンチレータを励起させる光である励起光をシンチレータに照射する照射工程と、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量を検出する検出工程と、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量及びシンチレータが受けた中性子線量の相関関係を表す相関関係情報と、検出工程で検出された発光量とを比較する比較工程と、を含む。 Another embodiment of the present invention is a scintillator usage time measurement method for measuring the usage time of a scintillator of a neutron detector, an irradiation step of irradiating the scintillator with excitation light that is light for exciting the scintillator, Detection process for detecting the amount of light emitted by the scintillator that emits light by receiving the excitation light, correlation information indicating the correlation between the light emission amount of the scintillator that emits light by receiving the excitation light and the neutron dose received by the scintillator, and a detection process And a comparison step of comparing the amount of luminescence detected in (1).
このシンチレータの使用時間測定方法では、検出工程においてシンチレータの発光量が検出される。比較工程において、シンチレータの発光量及びシンチレータが受けた中性子線量の相関関係を表す相関関係情報と、検出された発光量とが比較される。このように、光検出器で検出された発光量と、相関関係情報とを比較することで、シンチレータが受けた中性子線量を把握することができる。シンチレータが受けた中性子線量とシンチレータの使用時間とは、シンチレータの使用時間が長くなるに従ってシンチレータが受けた中性子線量が増加するという相関関係を有している。このため、シンチレータが受けた中性子線量から、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を得ることができる。すなわち、シンチレータの使用時間測定方法によって、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を測定することができる。 In this scintillator usage time measurement method, the amount of light emitted from the scintillator is detected in the detection step. In the comparison step, the correlation information indicating the correlation between the light emission amount of the scintillator and the neutron dose received by the scintillator is compared with the detected light emission amount. Thus, the neutron dose received by the scintillator can be grasped by comparing the light emission amount detected by the photodetector with the correlation information. The neutron dose received by the scintillator and the usage time of the scintillator have a correlation that the neutron dose received by the scintillator increases as the usage time of the scintillator becomes longer. For this reason, the usage time of the scintillator of the neutron beam detector can be obtained from the neutron dose received by the scintillator. That is, the usage time of the scintillator of the neutron beam detector can be measured by the scintillator usage time measurement method.
シンチレータの使用時間測定方法は、相関関係情報と、検出工程で検出された発光量とをモニタに表示させる表示工程を更に含んでいてもよい。この場合には、モニタに表示された相関関係情報と検出された発光量とを確認することで、シンチレータが受けた中性子線量を把握することができる。そして、シンチレータが受けた中性子線量に基づいて、シンチレータの使用時間を把握することができる。 The scintillator usage time measurement method may further include a display step of displaying the correlation information and the light emission amount detected in the detection step on the monitor. In this case, the neutron dose received by the scintillator can be grasped by confirming the correlation information displayed on the monitor and the detected light emission amount. Based on the neutron dose received by the scintillator, the usage time of the scintillator can be grasped.
シンチレータの使用時間測定方法において、比較工程では、相関関係情報と検出工程で検出された発光量との比較結果に基づいてシンチレータの使用時間を算出し、表示工程では、比較工程で算出されたシンチレータの使用時間をモニタに更に表示させてもよい。この場合には、モニタを確認することでシンチレータの使用時間を容易に把握することができる。 In the scintillator usage time measurement method, in the comparison step, the scintillator usage time is calculated based on the comparison result between the correlation information and the light emission amount detected in the detection step, and in the display step, the scintillator calculated in the comparison step. May be further displayed on the monitor. In this case, the usage time of the scintillator can be easily grasped by checking the monitor.
本発明の更に他の一実施形態は、中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法システムであって、中性子線を生成する中性子線生成部と、中性子線生成部が生成した中性子線を被照射体に向かって照射する中性子線照射部と、中性子線照射部から照射された中性子線をシンチレータを用いて検出する中性子線検出部と、シンチレータの使用時間を測定する使用時間測定部と、を備え、使用時間測定部は、シンチレータを励起させる光である励起光を発する光源と、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量を検出する光検出器と、光検出器によって検出された発光量を取得する制御部と、を備え、制御部は、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量とシンチレータが受けた中性子線量との相関関係を表す相関関係情報を記憶している。 Still another embodiment of the present invention is a neutron capture therapy system for irradiating an irradiated object with a neutron beam, the neutron beam generating unit for generating a neutron beam, and the neutron beam generated by the neutron beam generating unit to be irradiated. A neutron beam irradiation unit that irradiates the irradiated body, a neutron beam detection unit that detects a neutron beam irradiated from the neutron beam irradiation unit using a scintillator, and a usage time measurement unit that measures the usage time of the scintillator. The usage time measuring unit includes a light source that emits excitation light that is light that excites the scintillator, a light detector that detects the light emission amount of the scintillator that emits light by receiving the excitation light, and light emission detected by the light detector. A control unit that obtains the amount of light, and the control unit displays a correlation between a light emission amount of the scintillator that emits light when receiving the excitation light and a neutron dose received by the scintillator. And stores the correlation information.
この中性子捕捉療法システムでは、制御部が、励起光を受けることによって発光するシンチレータの発光量と、シンチレータが受けた中性子線量との相関関係を表す相関関係情報を記憶している。これにより、光検出器で検出された発光量と、制御部が記憶する相関関係情報とを用いることで、シンチレータが受けた中性子線量を把握することができる。シンチレータが受けた中性子線量とシンチレータの使用時間とは、シンチレータの使用時間が長くなるに従ってシンチレータが受けた中性子線量が増加するという相関関係を有している。このため、シンチレータが受けた中性子線量から、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を得ることができる。すなわち、中性子捕捉療法システムを用いることで、中性子線検出部のシンチレータの使用時間を測定することができる。 In this neutron capture therapy system, the control unit stores correlation information indicating the correlation between the light emission amount of the scintillator that emits light when receiving the excitation light and the neutron dose received by the scintillator. Thereby, the neutron dose received by the scintillator can be grasped by using the light emission amount detected by the photodetector and the correlation information stored in the control unit. The neutron dose received by the scintillator and the usage time of the scintillator have a correlation that the neutron dose received by the scintillator increases as the usage time of the scintillator becomes longer. For this reason, the usage time of the scintillator of the neutron beam detector can be obtained from the neutron dose received by the scintillator. That is, the use time of the scintillator of the neutron beam detection unit can be measured by using the neutron capture therapy system.
中性子捕捉療法システムの使用時間測定部は、モニタを更に備え、制御部は、相関関係情報と、光検出器によって検出された発光量とをモニタに表示させてもよい。この場合には、モニタに表示された相関関係情報と検出された発光量とを確認することで、シンチレータが受けた中性子線量を把握することができる。そして、シンチレータが受けた中性子線量に基づいて、シンチレータの使用時間を把握することができる。 The usage time measuring unit of the neutron capture therapy system may further include a monitor, and the control unit may cause the monitor to display the correlation information and the amount of luminescence detected by the photodetector. In this case, the neutron dose received by the scintillator can be grasped by confirming the correlation information displayed on the monitor and the detected light emission amount. Based on the neutron dose received by the scintillator, the usage time of the scintillator can be grasped.
中性子捕捉療法システムの制御部は、相関関係情報と光検出器によって検出された発光量とに基づいてシンチレータの使用時間を算出し、算出したシンチレータの使用時間をモニタに更に表示させてもよい。この場合には、モニタを確認することでシンチレータの使用時間を容易に把握することができる。 The control unit of the neutron capture therapy system may calculate the usage time of the scintillator based on the correlation information and the light emission amount detected by the photodetector, and may further display the calculated usage time of the scintillator on the monitor. In this case, the usage time of the scintillator can be easily grasped by checking the monitor.
本発明の種々の実施形態によれば、中性子線検出器のシンチレータの使用時間を測定することができる。 According to various embodiments of the present invention, the usage time of a scintillator of a neutron beam detector can be measured.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に示される中性子捕捉療法装置(中性子捕捉療法システム)1は、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT:Boron Neutron Capture Therapy)を用いたがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置1では、例えばホウ素(10B)が投与された患者(被照射体)50の腫瘍に中性子線Nを照射する。 A neutron capture therapy device (neutron capture therapy system) 1 shown in FIG. 1 is a device that performs cancer treatment using boron neutron capture therapy (BNCT). In the neutron capture therapy apparatus 1, for example, a neutron beam N is irradiated to a tumor of a patient (irradiated body) 50 to which boron ( 10 B) is administered.
中性子捕捉療法装置1は、サイクロトロン2を備えている。サイクロトロン2は、陰イオン等の荷電粒子を加速して、荷電粒子線Rを作り出す加速器である。本実施形態において、荷電粒子線Rは陰イオンから電荷を剥ぎ取って生成した陽子ビームである。陽子ビームは、加速された陰イオンがサイクロトロン2内でフォイルストリッパー等を用いて電子を剥ぎ取られることで生成され、サイクロトロン2から出射される。このサイクロトロン2は、例えば、ビーム半径40mm、60kW(=30MeV×2mA)の荷電粒子線Rを生成する能力を有している。なお、加速器は、サイクロトロンに限られず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロン、ライナックなどであってもよい。
The neutron capture therapy apparatus 1 includes a
中性子捕捉療法装置1は、更に、ビームダクト3、複数の四極電磁石4、電流検出部5、走査電磁石6、及びターゲット(中性子線生成部)7を備えている。サイクロトロン2から出射された荷電粒子線Rは、ビームダクト3を通り、ビームダクト3の端部に配置されたターゲット7へ向かって進行する。このビームダクト3に沿って複数の四極電磁石4、電流検出部5、及び走査電磁石6が設けられている。複数の四極電磁石4は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Rのビーム軸調整やビーム径調整を行う。
The neutron capture therapy apparatus 1 further includes a
電流検出部5は、ターゲット7に照射される荷電粒子線Rの電流値(つまり、電荷,照射線量率)を、荷電粒子線Rの照射中にリアルタイムで検出する。電流検出部5は、荷電粒子線Rに影響を与えずに電流測定可能な非破壊型のDCCT(DC Current Transformer)が用いられている。電流検出部5は、検出結果を後述する動作制御部20に出力する。なお、「線量率」とは、単位時間当たりの線量を意味する。
The
具体的には、電流検出部5は、ターゲット7に照射される荷電粒子線Rの電流値を精度よく検出するため、四極電磁石4による影響を排除すべく、四極電磁石4より下流側(荷電粒子線Rの下流側)で走査電磁石6の直前に設けられている。すなわち、走査電磁石6はターゲット7に対して常時同じところに荷電粒子線Rが照射されないように走査するため、電流検出部5を走査電磁石6よりも下流側に配設するには大型の電流検出部5が必要となる。これに対し、電流検出部5を走査電磁石6よりも上流側に設けることで、電流検出部5を小型化することができる。
Specifically, the
走査電磁石6は、荷電粒子線Rを走査し、ターゲット7に対する荷電粒子線Rの照射制御を行う。この走査電磁石6は、荷電粒子線Rのターゲット7に対する照射位置を制御する。 The scanning electromagnet 6 scans the charged particle beam R and controls irradiation of the charged particle beam R to the target 7. The scanning electromagnet 6 controls the irradiation position of the charged particle beam R with respect to the target 7.
中性子捕捉療法装置1は、更に、中性子線照射部M、及びガンマ線検出部11を備えている。中性子捕捉療法装置1は、荷電粒子線Rをターゲット7に照射することにより中性子線Nを生成する。中性子線照射部Mは、ターゲット7で生成された中性子線を患者50に向かって照射する。中性子線照射部Mは、遮蔽体8、減速材9、及びコリメータ10によって構成されている。
The neutron capture therapy apparatus 1 further includes a neutron beam irradiation unit M and a gamma
また、中性子捕捉療法装置1は、更に、動作制御部20を備えている。動作制御部20は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等から構成されており、中性子捕捉療法装置1を総合的に制御する電子制御ユニットである。
Further, the neutron capture therapy apparatus 1 further includes an
ターゲット7は、荷電粒子線Rの照射を受けて中性子線Nを生成する。ここでのターゲット7は、例えば、ベリリウム(Be)やリチウム(Li)、タンタル(Ta)、タングステン(W)により形成され、例えば直径160mmの円板状を成している。なお、ターゲット7は、板状に限定されず、例えば、液状でもよい。 The target 7 receives a charged particle beam R and generates a neutron beam N. The target 7 here is made of, for example, beryllium (Be), lithium (Li), tantalum (Ta), or tungsten (W), and has a disk shape with a diameter of, for example, 160 mm. In addition, the target 7 is not limited to plate shape, For example, a liquid may be sufficient.
減速材9は、ターゲット7で生成された中性子線Nのエネルギーを減速させる。減速材9は、中性子線Nに含まれる速中性子を主に減速させる第1の減速材9Aと、中性子線Nに含まれる熱外中性子を主に減速させる第2の減速材9Bと、からなる積層構造を有している。
The
遮蔽体8は、発生させた中性子線N、及び当該中性子線Nの発生に伴って生じたガンマ線等が外部へ放出されないよう遮蔽する。遮蔽体8は、減速材9を囲むように設けられている。遮蔽体8の上部及び下部は、減速材9より荷電粒子線Rの上流側に延在しており、これらの延在部にガンマ線検出部11が設けられている。
The
コリメータ10は、中性子線Nの照射野を整形するものであり、中性子線Nが通過する開口10aを有する。コリメータ10は、例えば中央に開口10aを有するブロック状の部材である。
The
ガンマ線検出部11は、荷電粒子線Rの照射によりターゲット7から発生するガンマ線を、中性子線の生成中(すなわち、患者50への中性子線Nの照射中)にリアルタイムで検出する。ガンマ線検出部11としては、シンチレータや電離箱、その他様々なガンマ線検出機器を採用することができる。本実施形態において、ガンマ線検出部11は、ターゲット7の周囲で減速材9より荷電粒子線Rの上流側に設けられている。
The gamma
ガンマ線検出部11は、荷電粒子線Rの上流側に延在する遮蔽体8の上部及び下部の内側にそれぞれ配置されている。なお、ガンマ線検出部11の数は特に限定されず、一つであってもよく、三つ以上であってもよい。ガンマ線検出部11を三つ以上設けるときは、ターゲット7の外周を囲むように所定間隔で設けることができる。ガンマ線検出部11は、ガンマ線の検出結果を動作制御部20に出力する。このガンマ線検出部11を備えていない構成でもよい。
The
図2に示されるように、コリメータ10には、コリメータ10の開口10aを通過する中性子線Nを、中性子線の生成中(すなわち、患者50への中性子線Nの照射中)にリアルタイムで検出するための中性子線検出器(中性子線検出部)12が設けられている。中性子線検出器12は、コリメータ10に形成された貫通孔10b(開口10aと直交する方向に形成された貫通孔)内に少なくともその一部が設けられている。中性子線検出器12は、シンチレータ13、光ファイバ14、光検出器15を有している。
As shown in FIG. 2, the
シンチレータ13は、入射した放射線(中性子線N、ガンマ線)を光に変換する蛍光体である。シンチレータ13は、入射した放射線の線量に応じて内部結晶が励起状態となり、シンチレーション光を発生させる。シンチレータ13は、例えば、一辺が約0.2mmの立方体形状を成している。シンチレータ13は、コリメータ10の貫通孔10b内に設けられており、コリメータ10の開口10aに露出している。シンチレータ13は、開口10a内の中性子線Nまたはガンマ線がシンチレータ13に入射することで発光する。シンチレータ13には、6Liガラスシンチレータ、LiCAFシンチレータ、6LiFを塗布したプラスチックシンチレータ、6LiF/ZnSシンチレータ等を採用できる。
The
なお、図2では中性子線Nの進行方向を直線で示しているが、実際には中性子線Nは、拡散するように進行する。このため、貫通孔10b内に設けられたシンチレータ13にも中性子線Nが照射され、シンチレータ13によって中性子線Nを検出することができる。
In FIG. 2, the traveling direction of the neutron beam N is shown by a straight line, but actually the neutron beam N travels so as to diffuse. For this reason, the neutron beam N is also irradiated to the
ここで、シンチレータ13によって中性子線Nのみを検出することが好ましい。しかしながら、中性子線Nの生成時や減速材9による中性子線Nの減速時にはガンマ線が発生し、このガンマ線もシンチレータ13によって検出される。
Here, it is preferable to detect only the neutron beam N by the
光ファイバ14は、シンチレータ13で生じた光を伝達するライトガイドとして機能する。光ファイバ14の長さは、一例として約10mである。光検出器15は、光ファイバ14を通じて伝達された光を検出する。光検出器15としては、例えば光電子増倍管や光電管など各種の光検出機器を採用することができる。光検出器15は、光検出時に電気信号(検出信号)を動作制御部20に出力する。
The
図3に示されるように、動作制御部20は、線量算出部21及び照射制御部22を有している。動作制御部20は、電流検出部5、ガンマ線検出部11及び光検出器15(中性子線検出器12)と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
線量算出部21は、電流検出部5による荷電粒子線Rの電流値の検出結果に基づいて、ターゲット7に照射される荷電粒子線Rの線量を、荷電粒子線Rの照射中にリアルタイムで測定(算出)する。線量算出部21は、測定された荷電粒子線Rの電流値を時間に関して逐次積分し、荷電粒子線Rの線量をリアルタイムで算出する。
The
また、線量算出部21は、ガンマ線検出部11によるガンマ線の検出結果に基づいて、ガンマ線の線量を、中性子線Nの照射中にリアルタイムで測定(算出)する。
Further, the
さらに、線量算出部21は、中性子線検出器12による中性子線Nの検出結果に基づいて、コリメータ10の開口10aを通過する中性子線Nの線量を測定(算出)する。線量算出部21は、光検出器15から検出信号を受信し、中性子線に関する信号とガンマ線に関する信号とを弁別する。線量算出部21は、光検出器15と合せて、弁別部を構成する。
Further, the
線量算出部21は、光検出器15で受光した光に関する検出信号の波高(光量)が判定閾値Qthを超えているか否か判定し、中性子線Nによる検出信号と、ガンマ線による検出信号とを弁別する。シンチレータ13には放射線として中性子線N及びガンマ線が入射するので、光量の強さに応じて中性子線Nとガンマ線とを弁別する。
The
線量算出部21は、算出した荷電粒子線Rの線量、ガンマ線の線量、及び中性子線Nの線量に基づいて、ターゲット7で発生した中性子線Nの線量を総合的に、中性子線Nの照射中にリアルタイムで算出する。中性子線Nの線量など線量算出部21による算出結果は、例えばモニタ31に表示される。
Based on the calculated charged particle beam R dose, gamma ray dose, and neutron beam N dose, the
照射制御部22は、線量算出部21によって算出された中性子線Nの線量に基づいて、ターゲット7に対する荷電粒子線Rの照射を制御する。照射制御部22は、サイクロトロン2及び走査電磁石6に指令信号を送信してターゲット7に対する荷電粒子線Rの照射を制御することで、ターゲット7から生成される中性子線Nの患者に対する照射制御を行う。照射制御部22は、線量算出部21の算出する中性子線Nの線量が予め設定された治療計画に沿うように中性子線Nの照射制御を行う。
The
中性子捕捉療法装置1は、更に、図4に示す使用時間測定部40を備えている。図4に示すように、使用時間測定部40(使用時間測定装置)は、コリメータ10から取り外されたシンチレータ13の使用時間を測定する。なお、シンチレータ13の使用時間とは、中性子線を検出するために使用された使用時間である。
The neutron capture therapy apparatus 1 further includes a usage
具体的には、使用時間測定部40は、光源41、光検出器42、測定制御部(制御部)43、及びモニタ44を含んで構成されている。光源41は、シンチレータ13を励起させる光である励起光を発する。ここで、中性子線の検出のために用いられたシンチレータ13、すなわち中性子線を受けたシンチレータ13は、紫外線等が照射されることによって発光する(蛍光を発する)性質を有する(輝尽性発光)。光源41は、シンチレータ13の種類に応じて、シンチレータ13を輝尽性発光させるための励起光をシンチレータ13に照射する。光源41として、例えば、発光ダイオードなどを用いることができる。
Specifically, the usage
光検出器42は、励起光を受けることによって発光するシンチレータ13の発光量を検出する。光検出器42としては、例えば光電子増倍管や光電管など各種の光検出機器を採用することができる。光検出器42は、光検出時に電気信号(検出信号)を測定制御部43に出力する。なお、光検出器42として、中性子線を検出するために用いた光検出器15を用いてもよく、光検出器15とは異なる光検出器を用いてもよい。また、本実施形態において光検出器42は、シンチレータ13から発せられた光を光ファイバ14を介して検出する。すなわち、コリメータ10からシンチレータ13及び光ファイバ14を取り外して、使用時間測定部40を用いてシンチレータ13の使用時間の測定を行う。
The
測定制御部43は、光検出器42及びモニタ44に電気的に接続されている。測定制御部43は、CPU、ROM、RAM等から構成された電子制御ユニットである。なお、測定制御部43と中性子捕捉療法装置1の各部を制御する動作制御部20とを個別に設けずに、動作制御部20が測定制御部43の機能を兼ねていてもよい。
The
測定制御部43は、光検出器42によって検出されたシンチレータ13の発光量を取得する。ここで、励起光を受けることによって発光するシンチレータ13の発光量と、中性子線の検出のためにシンチレータ13が受けた中性子線量と間には相関関係がある。具体的には、図5に示すように、シンチレータ13が受けた中性子線量が増加するにしたがって、励起光を受けることによって発光するシンチレータ13の発光量が増加する。
The
測定制御部43は、励起光を受けることによって発光するシンチレータ13の発光量と、中性子線の検出のためにシンチレータ13が受けた中性子線量と相関関係を示す相関関係情報を記憶している。測定制御部43が記憶している相関関係情報のデータ形式は、図5に示すグラフ形式に限定されず、表形式など、いずれのデータ形式であってもよい。
The
測定制御部43は、記憶している相関関係情報と、光検出器42によって検出された発光量とをモニタ44に表示させる。モニタ44に表示される相関関係情報は、発光量と中性子線量との相関関係が把握できれば、例えば図5に示すグラフ形式、又は表形式など、いずれの表示形式であってもよい。これにより、測定者は、相関関係情報と、光検出器42によって検出された発光量とからシンチレータ13が受けた中性子線量を把握することができる。
The
更に、測定制御部43は、相関関係情報と光検出器42によって検出された発光量とに基づいて中性子線量を算出する。測定制御部43は、算出した中性子線量から、シンチレータ13の使用時間を算出する。ここで、シンチレータ13が受けた中性子線量とシンチレータ13の使用時間とは、シンチレータ13の使用時間が長くなるに従ってシンチレータ13が受けた中性子線量が増加するという相関関係を有している。このため、シンチレータ13が受けた中性子線量から、シンチレータ13の使用時間を得ることができる。
Further, the
測定制御部43は、算出したシンチレータ13の使用時間を、相関関係情報及び検出された発光量とともに、更にモニタ44に表示させる。なお、測定制御部43は、相関関係情報及び検出された発光量のみをモニタ44に表示させてもよく、シンチレータ13の使用時間のみをモニタ44に表示させてもよい。
The
更に測定制御部43は、算出した使用時間と基準となる使用時間とを比較して、シンチレータ13の交換時期などを判定してもよい。または、測定制御部43は、算出した中性子線量と、基準となる中性子線量とを比較して、シンチレータ13の交換時期等を判定してもよい。測定制御部43は、シンチレータ13の交換時期等の判定結果をモニタ44に表示させてもよい。
Further, the
次に、シンチレータ13の使用時間を測定する使用時間測定方法の手順について説明する。図6に示すように、測定者は、コリメータ10からシンチレータ13及び光ファイバ14を取り外し、光ファイバ14を光検出器42に接続する(ステップS101:準備工程)。光検出器15を用いて使用時間の測定を行う場合には、コリメータ10からシンチレータ13及び光ファイバ14を取り外すとともに、光検出器15を測定制御部43に接続する。
Next, the procedure of the usage time measuring method for measuring the usage time of the
なお、コリメータ10からシンチレータ13を取り外した後、使用時間測定部40によってシンチレータ13の使用時間を測定するまでの間、光が入射しないようにシンチレータ13を遮光しておくことが好ましい。
In addition, after removing the
次に、光源41から励起光をシンチレータ13に照射する(ステップS102:照射工程)。励起光をシンチレータ13に過剰に照射すると、シンチレータ13の発光量が減衰する。このため、励起光を照射する時間は、シンチレータ13の発光量が減衰しない程度の照射時間(一例として1秒以下)とする。
Next, the
次に、光検出器42が、光ファイバ14を介してシンチレータ13の発光量を検出する(ステップS103:検出工程)。測定制御部43は、光検出器42によって検出された発光量と、記憶している相関関係情報とを比較する。そして、測定制御部43は、相関関係情報と発光量とに基づいてシンチレータ13が受けた中性子線量を算出する。測定制御部43は、算出した中性子線量から、シンチレータ13の使用時間を算出する(ステップS104:比較工程)。
Next, the
次に、測定制御部43は、算出したシンチレータ13の使用時間を、相関関係情報及び検出された発光量とともにモニタ44に表示させる(ステップS105:表示工程)。
Next, the
本実施形態は以上のように構成され、測定制御部43が、励起光を受けることによって発光するシンチレータ13の発光量と、シンチレータ13が受けた中性子線量との相関関係を表す相関関係情報を記憶している。これにより、光検出器42で検出された発光量と、測定制御部43が記憶する相関関係情報とを用いることで、シンチレータ13が受けた中性子線量を把握することができる。
The present embodiment is configured as described above, and the
シンチレータ13が受けた中性子線量とシンチレータ13の使用時間とは、シンチレータ13の使用時間が長くなるに従ってシンチレータ13が受けた中性子線量が増加するという相関関係を有している。このため、シンチレータ13が受けた中性子線量から、中性子線検出器12のシンチレータ13の使用時間を得ることができる。すなわち、使用時間測定部40を用いることで、中性子線検出器12のシンチレータ13の使用時間を測定することができる。
The neutron dose received by the
測定制御部43は、相関関係情報と、光検出器42によって検出された発光量とをモニタ44に表示させる。この場合、測定者が、モニタ44に表示された相関関係情報と検出された発光量とを確認することで、シンチレータ13が受けた中性子線量を把握することができる。そして、測定者は、シンチレータ13が受けた中性子線量に基づいて、シンチレータ13の使用時間を把握することができる。
The
測定制御部43は、相関関係情報と光検出器によって検出された発光量とに基づいてシンチレータの使用時間を算出する。測定制御部43は、算出したシンチレータ13の使用時間をモニタ44に更に表示させる。この場合、測定者は、モニタ44を確認することでシンチレータ13の使用時間を容易に把握することができる。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、変形例として、図7に示す使用時間測定部40Aのように、励起光を受けてシンチレータ13から発せられた光を、光ファイバ14を介することなく直接、光検出器42によって検出してもよい。この場合であっても、実施形態で説明した使用時間測定部40と同様に、シンチレータ13の使用時間の測定等を行うことができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, as a modification, the light emitted from the
上記実施形態では、使用時間測定部40を用いて中性子捕捉療法装置1に設けられた中性子線検出器12のシンチレータ13の使用時間の測定等を行ったが、中性子捕捉療法装置1に設けられた中性子線検出器12以外のシンチレータの使用時間の測定等を行ってもよい。例えば、原子炉の運転状態を監視するモニタとして用いられている中性子線検出器のシンチレータ、物理実験で使用される加速中性子を測定する際に用いられている中性子線検出器のシンチレータ、又は、非破壊検査用の中性子照射装置に用いられている中性子線検出器のシンチレータ等の使用時間の測定等を、使用時間測定部40を用いて行ってもよい。
In the embodiment described above, the usage time of the
1…中性子捕捉療法装置(中性子捕捉療法システム)、7…ターゲット(中性子線生成部)、12…中性子線検出器(中性子線検出部)、13…シンチレータ、15,42…光検出器、40,40A…使用時間測定部(使用時間測定装置)、41…光源、43…測定制御部(制御部)、44…モニタ、M…中性子線照射部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Neutron capture therapy apparatus (neutron capture therapy system), 7 ... Target (neutron beam generation part), 12 ... Neutron beam detector (neutron beam detection part), 13 ... Scintillator, 15, 42 ... Photo detector, 40, 40A ... Usage time measurement unit (usage time measurement device), 41 ... light source, 43 ... measurement control unit (control unit), 44 ... monitor, M ... neutron beam irradiation unit.
Claims (9)
前記シンチレータを励起させる光である励起光を発する光源と、
前記励起光を受けることによって発光する前記シンチレータの発光量を検出する光検出器と、
前記光検出器によって検出された前記発光量を取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記励起光を受けることによって発光する前記シンチレータの発光量と前記シンチレータが受けた中性子線量との相関関係を表す相関関係情報を記憶している、シンチレータの使用時間測定装置。 A scintillator usage time measuring device for measuring a scintillator usage time of a neutron detector,
A light source that emits excitation light that is light that excites the scintillator;
A photodetector for detecting a light emission amount of the scintillator that emits light by receiving the excitation light;
A controller that acquires the amount of light emission detected by the photodetector; and
The scintillator usage time measuring device, wherein the control unit stores correlation information indicating a correlation between a light emission amount of the scintillator that emits light by receiving the excitation light and a neutron dose received by the scintillator.
前記制御部は、前記相関関係情報と、前記光検出器によって検出された前記発光量とを前記モニタに表示させる、請求項1に記載のシンチレータの使用時間測定装置。 A monitor,
The scintillator usage time measuring apparatus according to claim 1, wherein the control unit displays the correlation information and the light emission amount detected by the photodetector on the monitor.
前記シンチレータを励起させる光である励起光を前記シンチレータに照射する照射工程と、
前記励起光を受けることによって発光する前記シンチレータの発光量を検出する検出工程と、
前記励起光を受けることによって発光する前記シンチレータの発光量及び前記シンチレータが受けた中性子線量の相関関係を表す相関関係情報と、前記検出工程で検出された前記発光量とを比較する比較工程と、を含むシンチレータの使用時間測定方法。 A scintillator usage time measuring method for measuring a scintillator usage time of a neutron beam detector,
An irradiation step of irradiating the scintillator with excitation light that is light for exciting the scintillator;
A detection step of detecting a light emission amount of the scintillator that emits light by receiving the excitation light;
A comparison step for comparing correlation information indicating a correlation between a light emission amount of the scintillator that emits light by receiving the excitation light and a neutron dose received by the scintillator, and the light emission amount detected in the detection step; Method for measuring the usage time of scintillators including
前記表示工程では、前記比較工程で算出された前記シンチレータの使用時間を前記モニタに更に表示させる、請求項5に記載のシンチレータの使用時間測定方法。 In the comparison step, the usage time of the scintillator is calculated based on a comparison result between the correlation information and the light emission amount detected in the detection step.
The scintillator usage time measuring method according to claim 5, wherein in the display step, the usage time of the scintillator calculated in the comparison step is further displayed on the monitor.
前記中性子線を生成する中性子線生成部と、
前記中性子線生成部が生成した前記中性子線を前記被照射体に向かって照射する中性子線照射部と、
前記中性子線照射部から照射された前記中性子線をシンチレータを用いて検出する中性子線検出部と、
前記シンチレータの使用時間を測定する使用時間測定部と、を備え、
前記使用時間測定部は、
前記シンチレータを励起させる光である励起光を発する光源と、
前記励起光を受けることによって発光する前記シンチレータの発光量を検出する光検出器と、
前記光検出器によって検出された前記発光量を取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記励起光を受けることによって発光する前記シンチレータの発光量と前記シンチレータが受けた中性子線量との相関関係を表す相関関係情報を記憶している、中性子捕捉療法システム。 A neutron capture therapy system that irradiates an irradiated object with a neutron beam,
A neutron beam generator for generating the neutron beam;
A neutron beam irradiation unit that irradiates the irradiated object with the neutron beam generated by the neutron beam generation unit;
A neutron beam detection unit that detects the neutron beam irradiated from the neutron beam irradiation unit using a scintillator;
A usage time measuring unit for measuring the usage time of the scintillator,
The usage time measuring unit is:
A light source that emits excitation light that is light that excites the scintillator;
A photodetector for detecting a light emission amount of the scintillator that emits light by receiving the excitation light;
A controller that acquires the amount of light emission detected by the photodetector; and
The said control part is a neutron capture therapy system which has memorize | stored the correlation information showing the correlation with the emitted light amount of the said scintillator emitted by receiving the said excitation light, and the neutron dose which the said scintillator received.
前記制御部は、前記相関関係情報と、前記光検出器によって検出された前記発光量とを前記モニタに表示させる、請求項7に記載の中性子捕捉療法システム。 The usage time measuring unit further includes a monitor,
The neutron capture therapy system according to claim 7, wherein the control unit displays the correlation information and the light emission amount detected by the photodetector on the monitor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2014161235A JP2016038273A (en) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | Use time measuring device for scintillators, use time measuring method for scintillators, and neutron capture therapy system |
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| CN113848412A (en) * | 2021-10-19 | 2021-12-28 | 中国三峡建工(集团)有限公司 | An intelligent dry-type air-core reactor running state online monitoring auxiliary system |
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2014
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