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公開番号2024133668
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-02
出願番号2024109863,2020557752
出願日2024-07-08,2019-11-26
発明の名称ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)用治療計画システム、BNCTシステム及びBNCT
出願人国立大学法人筑波大学
代理人個人
主分類A61N 5/10 20060101AFI20240925BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】ホウ素中性子捕捉療法用治療計画システムを提供する。
【解決手段】それぞれの患者毎に決定される中性子線照射装置の中性子線照射口に対する位置であって、当該患者にとっての中性子線治療のための理想的位置と考えられる理想患者位置と、想定される複数の照射直前の血中ホウ素濃度測定値から推定される推定段階的減少ホウ素濃度値と、各推定段階的減少ホウ素濃度値に基づく付与線量を算出する算出手段により算出された想定ホウ素濃度付与線量と、を記憶しておく記憶手段を備え、照射直前の血中ホウ素濃度測定値を受信すると、当該測定値に最も近い推定段階的減少ホウ素濃度値を選択し、当該ホウ素濃度値に基づく想定ホウ素濃度付与線量を、BNCTシステムにおける中性子線照射制御システムに送信するBNCT用治療計画システム。
【選択図】図20
特許請求の範囲【請求項１】
それぞれの患者毎に決定される中性子線照射装置の中性子線照射口に対する位置であって、当該患者にとっての中性子線治療のための理想的位置と考えられる理想患者位置と、
想定される複数の照射直前の血中ホウ素濃度測定値から推定される推定段階的減少ホウ素濃度値と、
各推定段階的減少ホウ素濃度値に基づく付与線量を算出する算出手段により算出された想定ホウ素濃度付与線量と、を記憶しておく記憶手段を備え、
照射直前の血中ホウ素濃度測定値を受信すると、当該測定値に最も近い推定段階的減少ホウ素濃度値を選択し、当該ホウ素濃度値に基づく想定ホウ素濃度付与線量を、ＢＮＣＴシステムにおける中性子線照射制御システムに送信するものであることを特徴とするＢＮＣＴ用治療計画システム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
それぞれの患者毎に決定される中性子線照射装置の中性子線照射口に対する位置であって、当該患者にとっての中性子線治療のための理想的位置と考えられる理想患者位置と、
各々の患者に特有のその患者が治療中に取る確率が高いと想定される少なくとも１以上の想定患者位置と、
各想定患者位置における付与線量を算出する算出手段により算出された想定患者位置付与線量と、
想定される複数の照射直前の血中ホウ素濃度測定値から推定される推定段階的減少ホウ素濃度値と、
各推定段階的減少ホウ素濃度値に基づく付与線量を算出する算出手段により算出された想定ホウ素濃度付与線量と、を記憶しておく記憶手段を備え、
実治療中に、患者位置計測システムから患者位置変動の信号を受信すると、当該患者位置に最も近い想定患者位置を選択し、当該想定患者位置とともに、当該想定患者位置における付与線量、
及び照射直前の血中ホウ素濃度測定値を受信すると、当該測定値に最も近い推定段階的減少ホウ素濃度値を選択し、当該ホウ素濃度値に基づく想定ホウ素濃度付与線量を、ＢＮＣＴシステムにおける中性子線照射制御システムに送信するものであることを特徴とするＢＮＣＴ用治療計画システム。
【請求項３】
中性子線照射装置、患者保持装置、患者位置計測システム、ＢＮＣＴ用治療計画システム、及び中性子線照射制御システムを含んで構成されるＢＮＣＴシステムであって、
前記中性子線照射制御システムが、請求項１又は請求項２に記載のＢＮＣＴ用治療計画システムから送信されてくる付与線量の情報を記憶する記憶手段、及びこれら付与線量を積算し、積算値が治療目標値に到達した時点で、照射終了制御を行う照射制御部を備えていることを特徴とするＢＮＣＴシステム。
【請求項４】
それぞれの患者毎に決定される中性子線照射装置の中性子線照射口に対する位置であって、当該患者にとっての中性子線治療のための理想的位置と考えられる理想患者位置と、治療中の想定平均ホウ素濃度と、を記憶しておく記憶手段、及び高速線量計算部を備え、
実治療中に、患者位置計測システムから前記理想患者位置からの患者位置の変動信号を受信すると、当該変動に対応する患者位置で、及びホウ素濃度は、照射直前の血中ホウ素濃度の測定値から推定された照射時平均ホウ素濃度で計算モデルの条件を再現し、
再現された計算モデルの条件下での線量計算を前記高速線量計算部で実行し、
高速計算された付与線量値を、ＢＮＣＴシステムにおける中性子線照射制御システムに送信するものであることを特徴とするＢＮＣＴ用治療計画システム。
【請求項５】
それぞれの患者毎に決定される中性子線照射装置の中性子線照射口に対する位置であって、当該患者にとっての中性子線治療のための理想的位置と考えられる理想患者位置を記憶しておく記憶手段、及び高速線量計算部を備え、
実治療中に、ホウ素濃度が逐次計測され、これら計測値を受信すると、
ホウ素濃度は逐次計測された計測値に変更する一方、患者位置は前記理想患者位置に維持したままの計算モデルの条件を再現し、
再現された計算モデルの条件下での線量計算を前記高速線量計算部で実行し、
高速計算された付与線量値を、ＢＮＣＴシステムにおける中性子線照射制御システムに送信するものであることを特徴とするＢＮＣＴ用治療計画システム。
【請求項６】
それぞれの患者毎に決定される中性子線照射装置の中性子線照射口に対する位置であって、当該患者にとっての中性子線治療のための理想的位置と考えられる理想患者位置を記憶しておく記憶手段、及び高速線量計算部を備え、
実治療中に、患者位置計測システムから前記理想患者位置からの患者位置の変動信号を受信すると、当該変動に対応する患者位置で、及びホウ素濃度は、実治療中に、即発γ線測定法により、逐次計測された計測値で計算モデルの条件を再現し、
再現された計算モデルの条件下での線量計算を前記高速線量計算部で実行し、
高速計算された付与線量値を、ＢＮＣＴシステムにおける中性子線照射制御システムに送信するものであることを特徴とするＢＮＣＴ用治療計画システム。
【請求項７】
中性子線照射装置、患者保持装置、患者位置計測システム、ＢＮＣＴ用治療計画システム、及び中性子線照射制御システムを含んで構成されるＢＮＣＴシステムであって、
前記中性子線照射制御システムが、請求項４～６のいずれかの項に記載のＢＮＣＴ用治療計画システムから送信されてくる付与線量の情報を記憶する記憶手段、及びこれら付与線量を積算し、積算値が治療目標値に到達した時点で、照射終了制御を行う照射制御部を備えていることを特徴とするＢＮＣＴシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ素中性子捕捉療法（Boron Neutron Capture Therapy：以下、ＢＮＣＴと記す）用治療計画システム、ＢＮＣＴシステム及びＢＮＣＴに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
放射線の種類は大きく分けてアルファ（α）線、ベータ（β）線、ガンマ（γ）線、エックス（Ｘ）線、陽子線、重イオンなどの荷電粒子線、および中性子線があり、ここで後に列記されたものほど物質を透過する能力（透過力）が大きい。
【０００３】
放射線の有効利用の代表的なものが医療分野への応用である。特に癌治療にこれら放射線が用いられており、Ｘ線を用いるＸ線治療、陽子、炭素などの粒子を用いる“粒子線治療”などがある。
放射線を使って癌治療を行う際には、できるだけ癌病巣に放射線を集中させる一方、周囲の正常組織に対しては極力放射線が当たらないようにし、癌病巣と正常組織とにそれぞれ付与される放射線量の差を利用して治療を行う。
現状の放射線療法では医療効果を得るため、癌病巣と正常組織とが近接しているような癌や正常組織の中に癌が浸潤しているような癌の場合、正常組織にも多くの放射線が付与されてしまい、副作用や晩期障害が生じる恐れもある。
【０００４】
近年、こうした副作用や晩期障害を生じさせないために、放射線を癌にピンポイントで当てる方法が研究されている。その例として、立体照射による正確な癌部位への高線量照射である“強度変調放射線治療法（ＩＭＲＴ）”、患者の呼吸や心臓の動きなど体内の動きに合わせて放射線を照射する“動体追跡放射線治療法”、治療効果の高い重粒子線や陽子線などを集中的に当てる“粒子線治療法”などを挙げることができる。
【０００５】
これらのＸ線治療、粒子線治療に加えて、近年、特に、注目されているのが中性子線とホウ素化合物とを組み合わせて、細胞レベルで癌を選択的に破壊して治療する“ホウ素中性子捕捉療法（Boron Neutron Capture Therapy：ＢＮＣＴ）”である。
放射線の中で一番透過力が大きい中性子線は、更に保持するエネルギーレベルに応じて、例えば以下のように分類される。括弧内は各種中性子線の持つエネルギーを示しており、その数値が大きいほど透過力が大きいことを示している。
【０００６】
透過力が小さい方から、冷中性子（～０．００５ｅＶ）、熱中性子（～０．０２５ｅＶ）、熱外中性子（０．０２５ｅＶ～１０ｋｅＶ）、高速中性子（１０ｋｅＶ以上）に分類される。
ただし、中性子線の分類にはいろいろな説があり、括弧内のエネルギーの値は厳密なものではなく、例えば、熱中性子のエネルギー領域を０．５ｅＶ以下とし、熱外中性子のエネルギーの範囲として、０．５ｅＶから１０ｋｅＶ以下、もしくは４０ｋｅＶ以下と記す説もある。
【０００７】
また、中性子は電荷を持たず、そのため原子核と衝突した時に吸収されやすく、この様に中性子を吸収することを中性子捕獲と言う。特にホウ素の同位体であるホウ素１０は、熱中性子を捕獲する確率（断面積という）が他の元素と比べて非常に高いという性質を有している。
熱中性子を捕獲したホウ素１０は以下のような核反応を起こす。
１０
Ｂ＋ｎ→
７
Ｌi＋
４
Ｈe
核反応を起こして殺細胞効果の高いヘリウム原子核（α線）とリチウム原子核を放出する。さらに発生したα線とリチウム原子核は、正常組織の中では数マイクロメートルだけ進行して止まる。
【０００８】
ＢＮＣＴはこの物理特性を利用する。治療前に注射や点滴などによって癌細胞内にホウ素１０を含有する化合物（以下、ホウ素化合物と記す）を取り込ませておき、その状態で癌病巣に熱中性子を照射することによって、癌細胞内で中性子捕獲反応を生じさせ、発生するヘリウム原子核（α線）とリチウム原子核によって癌のＤＮＡを破壊する。癌細胞の大きさは１０マイクロメートル程度であるため、α線とリチウム原子核は癌細胞内で止まるため、周囲の正常組織には影響を及ぼさない。
この原理によりＢＮＣＴは、癌を細胞レベルで破壊し、正常組織を温存できるという極めて優れた特徴を備えている。
【０００９】
癌細胞は、盛んに増殖する過程でホウ素化合物をその細胞内に取り込みやすく、ＢＮＣＴでは、この性質を利用して効果的に癌細胞だけを破壊する治療を行う。
この原理は米国のLocherにより約８０年前に提唱され、患者の健全部への影響が少ないなど、極めて優れた放射線療法として以前から注目され、各国で研究開発がなされてきた。
しかしながら、中性子線発生装置、治療に有効な中性子線種の選定を行う選定装置の開発、患者の患部以外の健全部への影響の除去（すなわち、ホウ素化合物を癌細胞にだけ形成させること）など、多岐に渡る重要な開発課題が存在しており、未だ一般的な治療法として普及するには至っていない。
【００１０】
中性子線を医療用、特にＢＮＣＴにおいて効果的に利用するための中性子線種の選定の一例を以下に示す。
身体に悪影響のある高エネルギーの中性子線（例えば、高速中性子線）をまずは極力除外し、さらに生体内への深達性がほとんどない低エネルギーの中性子線（例えば、熱中性子線、冷中性子線）を減らし、生体内への深達性のある中程度のエネルギーの中性子線（例えば、“熱外中性子線（０．５ｅＶ～１０ｋｅＶ）”）の割合を高める。
（【００１１】以降は省略されています）

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