癌治療システム
【課題】癌細胞を高い選択性をもって破壊する。
【解決手段】薬剤投与手段１０は、患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して特定の同位体を含む薬剤１１を、例えば注射等によって投与する。次に、薬剤１１が患部に蓄積した患者Ａ、Ｂ、Ｃにおける各患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に、ガンマ線照射手段２０から発したガンマ線２１が照射される。ここで投与される薬剤１１には、ガンマ線２１を吸収することによって重粒子を発生する同位体が含まれる。ガンマ線照射手段２０として、特にレーザーコンプトンガンマ線源が特に好ましく用いられる。
【解決手段】薬剤投与手段１０は、患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して特定の同位体を含む薬剤１１を、例えば注射等によって投与する。次に、薬剤１１が患部に蓄積した患者Ａ、Ｂ、Ｃにおける各患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に、ガンマ線照射手段２０から発したガンマ線２１が照射される。ここで投与される薬剤１１には、ガンマ線２１を吸収することによって重粒子を発生する同位体が含まれる。ガンマ線照射手段２０として、特にレーザーコンプトンガンマ線源が特に好ましく用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を用いた癌の治療を行う癌治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
癌の治療方法として、放射線を用いて癌細胞を破壊するという方法が知られている。こうした治療方法としては、例えば加速器でイオンとして加速された粒子線（陽子線、炭素線や重粒子線）を患部に照射するという方法が用いられている。この治療方法においては、健康な細胞に対しても粒子線は悪影響を与えるため、患部（癌のある部位）に集中的に粒子線が照射されるように、ビームの位置やエネルギーが設定される。しかしながら、患部に対して選択的に粒子線を照射することは実際には困難である。
【０００３】
この点を改善した治療方法として、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Ｂｏｒｏｎ Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｔｈｅｒａｐｙ）が知られている。ＢＮＣＴは、例えば非特許文献１に記載されている。ＢＮＣＴにおいては、まず、体内の癌細胞に集まりやすいホウ素（１０Ｂ）化合物を患者に投与する。その後、患部に中性子線を照射する。１０Ｂは中性子の吸収断面積が大きいため、この中性子によって１０Ｂ（ｎ、α）７Ｌｉ反応が生ずる。すなわち、中性子ビームの照射によってα粒子とＬｉ原子核が生成される。このα粒子とＬｉ原子核が前記の粒子線（重粒子線）として機能する。すなわち、１０Ｂと中性子との間の反応によって生じたα粒子やＬｉ原子核によって癌細胞が破壊される。中性子線は、例えば原子炉から発生したものを用いることができる。また、原子炉から発せられる中性子線は制御が容易でないために、この中性子線を生成するのに適した加速器が特許文献１、２に記載されている。すなわち、こうした加速器を用いて中性子線の制御をより容易に行うことができる。
【０００４】
この治療方法においては、（１）１０Ｂが癌細胞近傍に集まりやすいこと、（２）体内におけるα粒子やＬｉ原子核の飛程は短いこと、のために、特に患部に集中的にα粒子やＬｉ原子核を照射することができる。すなわち、高い選択性をもって癌細胞にこれらの粒子を照射することができる。また、この治療方法においては、癌細胞に直接影響を及ぼすのは照射した中性子線ではなく、核反応によって生成されたα粒子やＬｉ原子核である。粒子線で癌細胞を破壊するに際しては、軽い粒子よりも重い粒子の方がより大きなエネルギーを癌細胞に吸収させることが可能であり、癌細胞における２重螺旋構造のＤＮＡを２本とも破壊できる確率が高い。このため、陽子線等を用いた場合と比べて、癌細胞を破壊する効果が大きい。
【０００５】
すなわち、ＢＮＣＴを用いて、正常な細胞との間の高い選択性をもって、体内の癌細胞を破壊することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９５５５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８７４１９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】独立行政法人日本原子力研究開発機構ＨＰ、平成１８年６月２６日、資料２、[２０１１年７月２２日検索]、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｅａ．ｇｏ．ｊｐ／０２／ｐｒｅｓｓ２００６／ｐ０６０６２６０１／ｔ２．ｐｄｆ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、陽子線等の粒子線は一般には電荷をもったイオンの形でビームとして生成され、このビームを電磁気的に制御することが容易であるのに対し、中性子は電荷をもたないために、陽子線等と比べると、ビームの制御が極めて困難である。一方、ＢＮＣＴで破壊すべき癌細胞のある箇所（悪性腫瘍）の大きさは数ｍｍ程度である場合が多い。このため、上記のＢＮＣＴにおいては、中性子ビームを充分小さなビーム径で患部に選択的に照射することは困難である。一方、中性子線は健康な細胞に対して悪影響を与える。このため、やはりＢＮＣＴによっても、癌細胞を高い選択性で破壊することは困難であった。
【０００９】
すなわち、癌細胞を高い選択性で破壊することのできる癌治療システムを得ることは困難であった。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の癌治療システムは、ガンマ線を吸収することによって重粒子を生成する核種を含み、かつ癌細胞が存在する箇所に蓄積される薬剤を、患者に投与する薬剤投与手段と、前記薬剤が投与された患者に対してガンマ線のビームを照射するガンマ線照射手段と、を具備することを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記ガンマ線照射手段はレーザーコンプトンガンマ線源であることを特徴とする。
本発明の癌治療システムは、前記レーザーコンプトンガンマ線源において、閉軌道を周回する電子が用いられ、前記閉軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする。
本発明の癌治療システムは、前記レーザーコンプトンガンマ線源において、開軌道を進行する電子が用いられ、前記開軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記核種には、少なくとも１９Ｆ、１７Ｏ、１８Ｏのいずれかが含まれることを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記薬剤はＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を主成分とすることを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記薬剤に１８Ｆが添加されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以上のように構成されているので、癌細胞を高い選択性をもって破壊することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る癌治療システムの構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る癌治療システムにおいて患者に投与される核種がガンマ線を吸収する反応の状況を示す図である。
【図３】体内において１９Ｆがガンマ線を吸収した際の状況を模式的に示す図である。
【図４】レーザーコンプトンガンマ線源の構成の一例を示す図である。
【図５】レーザーコンプトンガンマ線源におけるガンマ線発生部の詳細を示す構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る癌治療システムによる体内のエネルギー吸収密度を、粒子線照射、Ｘ線照射と比較した結果を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る癌治療システムについて説明する。図１は、この癌治療システムの構成を示す図である。この癌治療システムにおいては、薬剤投与手段１０と、ガンマ線照射手段２０が用いられる。
【００１５】
図１では、３人の患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して癌の治療が行われる例について記載している。患者Ａ、Ｂ、Ｃにおいては癌細胞のある患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１はそれぞれ異なる部位となっている。図１上側に示されるように、薬剤投与手段１０は、患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して特定の同位体を含む薬剤１１を、例えば注射等によって投与する。薬剤１１としては、患者Ａ、Ｂ、Ｃの体内における患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に集まりやすいものが用いられる。このため、投与後にはそれぞれの患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に薬剤１１が蓄積される。この点については前記のＢＮＣＴと同様である。薬剤１１の具体的内容については後述する。
【００１６】
次に、図１下側に示されるように、薬剤１１が患部に蓄積した患者Ａ、Ｂ、Ｃにおける各患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に、ガンマ線照射手段２０から発したガンマ線２１が照射される。ここで、単一のガンマ線照射手段２０から同時に複数の方向に対してガンマ線２１を照射することが可能である。このため、この照射を患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して同時に行うことができる。ガンマ線照射手段２０の詳細については後述する。
【００１７】
まず、ここで投与される薬剤１１について説明する。ここで投与される薬剤１１には、ガンマ線２１を吸収することによって重粒子を発生する同位体が含まれる。ここでいう重粒子とは、陽子と同等以上の重さをもつ粒子であり、具体的には、陽子、中性子、α粒子や、各種の原子核を意味する。また、人体を構成する主な元素としては、Ｈ、Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｃａ等があるが、これらに属しない元素の同位体がこの同位体として好ましい。例えばこの同位体としては、ガンマ線２１を吸収することによってα粒子と１５Ｎ原子核を放出する１９Ｆが有効である。
【００１８】
１９Ｆを含み、患部に蓄積されやすい薬剤１１としては、具体的には、１９Ｆを添加したＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を用いることができる。ＦＤＧは、ＰＥＴ（ポジトロン断層法）による診断を行う際に投与される薬剤であり、ブドウ糖におけるグルコースの水酸基の一つを陽電子（ポジトロン）を放射する核種で置換したものである。通常はこの核種としては１８Ｆが特に好ましく用いられる。ＰＥＴにおいては、１８Ｆが添加されたＦＤＧが患部（癌細胞のある部位）に蓄積され、１８Ｆから発せられる陽電子と電子との対消滅によって発生したガンマ線を検出することによって癌細胞の分布を測定する。ここで用いる薬剤１１としては、このＦＤＧにおける１８Ｆを１９Ｆで置換したものを好ましく用いることができる。１８Ｆと１９Ｆは化学的性質が同等であるため、この置換は容易である。
【００１９】
１９Ｆ原子核は、例えば６０８８ｋｅＶのエネルギーのガンマ線２１を共鳴吸収することによって励起状態になる。その後、α粒子（４Ｈｅ原子核）と１５Ｎ原子核に壊変する。この核反応におけるエネルギー準位の関係を図２左側に、これに対応したガンマ線２１のスペクトルを模式的に図２右側に示す。すなわち、スペクトルのピークがこの励起エネルギーと等しい準単色のガンマ線２１を照射することによって、この核反応を選択的に発生させることが可能である。
【００２０】
図３に模式的に示されるように、１９Ｆ原子核１００がこのエネルギーのガンマ線２１を吸収した場合には、α粒子１０１と１５Ｎ原子核１０２が生成される。α粒子１０１や１５Ｎ原子核１０２は、近傍の癌細胞２００における細胞核２０１中のＤＮＡ２０２を破壊する。重粒子であるα粒子１０１や１５Ｎ原子核は、単位体積当たりに与えるエネルギーが大きく、ＤＮＡ２０２の２重螺旋構造を２本とも破壊する確率が高い。より大きな１５Ｎ原子核においては、特にこの効果が大きい。すなわち、ＢＮＣＴと同様に、癌細胞２００を破壊することができる。この際、（１）ＦＤＧ（１９Ｆ）が癌細胞近傍に集まりやすいこと、（２）体内におけるα粒子１０１や１５Ｎ原子核１０２の飛程は短いこと、のために、特に癌細胞を効率的に破壊することができる点もＢＮＣＴと同様である。
【００２１】
しかしながら、ここでは、ＢＮＣＴにおいて中性子ビームが用いられた代わりに、ガンマ線を用いる点が異なる。ガンマ線を用いることの利点は、特定の領域に対して局所的に照射することが容易であることと、身体の深部に照射可能であること、単一の照射装置（ガンマ線照射手段２０）を用いて同時に多数の患者に対して照射が可能であること、である。以下に、ガンマ線照射手段２０の具体的構成について説明する。
【００２２】
ガンマ線照射手段２０としては、薬剤１１に含まれる同位体原子核の共鳴吸収エネルギーに対応した単色あるいは準単色のガンマ線２１を発することができるものが用いられる。このようなガンマ線照射手段２０として、特にレーザーコンプトンガンマ線源が特に好ましく用いられる。
【００２３】
図４は、レーザーコンプトンガンマ線源５０の構成を示す図である。このレーザーコンプトンガンマ線源５０においては、高エネルギー電子が閉軌道を周回し、照射されたレーザー光（可視光等）にこの高エネルギー電子からエネルギーが移動することにより、レーザー光が高エネルギー化し、ガンマ線となる。レーザー光は単色であるが、このガンマ線は、電子のエネルギーに応じてそのエネルギーが決まる準単色となる。このため、電子のエネルギーを調整することにより、ガンマ線のエネルギーを調整することが可能である。この構成は、例えば特開２００３−２３２８９２号公報等に記載されたものと同様である。
【００２４】
図４において、入射器５１から入射した比較的低エネルギーの電子線は、入射偏向磁石（図示せず）によって偏向され、所定の電子軌道上に投入される。電子軌道には、複数の偏向磁石５２が設けられることによって、電子が所定の電子軌道（閉軌道）を形成するように設定される。この構成では、電子軌道が８箇所の偏向磁石５２で曲げられる設定とされている。また、偏向磁石５２の間で軌道が直線となる箇所には、高周波（ＲＦ）加速空洞５３が設けられ、高周波加速空洞５３中の高周波電界で電子が加速され、電子が高エネルギー化される、あるいは、ガンマ線や放射光の発振に伴って電子が失うエネルギーが補給される。この際、高周波加速空洞５３で用いられる高周波は、電子の軌道が保たれるように設定される。なお、運転終了時にこの高エネルギー電子を消滅させるために、電子が上記の閉軌道を外れてビームダンプ５４で吸収される設定とされる。この構成は、電子シンクロトロンや、放射光を発生させるための電子蓄積リング、エネルギー回収型リニアックにおいても同様である。
【００２５】
このレーザーコンプトンガンマ線源５０においては、電子が偏向する箇所あるいは直線部に対応して６箇所にガンマ線発生部６０が設置されている。図５は、このガンマ線発生部６０の構成をより詳細に示す構成図であり、特に図４中の左上の破線で囲まれたガンマ線発生部６０の構成を示している。前記の通り、高エネルギーの電子ビーム７０は、図５中の黒矢印で示す方向に進行し、偏向磁石５２でその向きが変わる。一方、レーザー光源８０が設けられ、可視光であるレーザー光８１が発せされる。レーザー光８１は反射鏡８２で反射され、電子ビーム７０の直線軌道上の衝突点Ｐで電子ビーム７０と正面衝突する設定とされる。
【００２６】
レーザー光８１は、この衝突の際の（逆）コンプトン効果によって、高エネルギーの電子からエネルギーを受け取り、高エネルギー化する。これによって、ガンマ線２１が電子ビーム７０の直線軌道に沿った方向に発せられる。このガンマ線２１は、偏向磁石５２や反射鏡８２を透過して取り出される。なお、電子ビーム７０における電子はこの衝突によってエネルギーを失うが、この分のエネルギーは高周波加速空洞５３によって補給される。
【００２７】
このガンマ線発生部６０は、偏向磁石５２あるいは直線部分に対応して設けられる。このため、図４の構成では、ガンマ線２１が発せられる方向が異なる６箇所にガンマ線発生部６０が設けられている。すなわち、単一のレーザーコンプトンガンマ線源５０から、独立した６つのガンマ線２１を取り出すことが可能である。このため、ガンマ線源（レーザーコンプトンガンマ線源５０）やその維持管理が高コストであっても、治療に要するコストを低減することが可能である。この効果は、ガンマ線発生部６０を多く設けるほど顕著である。
【００２８】
また、このように高エネルギー電子を発生させてこれをレーザー光と衝突させてレーザーコンプトンガンマ線を発生させることのできる加速器であれば、電子が閉軌道を構成する加速器でなくとも同様である。例えば、電子が開軌道を構成するリニアックにおいても、同様にレーザーコンプトンガンマ線を発生させることができ、複数のガンマ線発生部を設けることができる。
【００２９】
また、電子ビーム７０とレーザー光８１とを正面衝突させる場合にはガンマ線３１は電子ビーム７０の進行方向をピークとした鋭い指向性をもつ。また、そのスペクトルには発散角依存性があるが、準単色とみなせる程度の狭いエネルギー帯域をもつ。また、電子ビーム７０とレーザー光８１との衝突を、正面衝突からわずかにずらせた設定とすることも可能であり、この場合においても、やはり準単色のスペクトルを得ることができる。このピークのエネルギーは電子のエネルギーを調整することによって設定が可能であり、図２右側に示されるように、原子核の共鳴エネルギーにそのピークを合わせることが可能である。
【００３０】
また、中性子線と異なり、発せられるガンマ線２１の指向性は強いため、これを２次元面内の特定の領域に照射することは容易であり、これを患部に局所的に照射することも容易である。このためには、ガンマ線発生部６０の位置やガンマ線２１が発せられる方向を固定した状態で、患者Ａ、Ｂ、Ｃの位置を正確に制御することが好ましい。また、ガンマ線２１のオンオフの制御は、レーザー光８１、電子ビーム７０のオンオフによって容易になされる。このため、従来のＢＮＣＴと比べて、癌細胞以外の正常な細胞に対する悪影響をより低減することができる。
【００３１】
従来より、癌治療方法として、ガンマ線やＸ線、粒子線の照射が行われている。これらの場合には、癌細胞を破壊するための尺度として、単位体積当たりの吸収エネルギーをとることができる。すなわち、癌細胞が存在する箇所において、この吸収エネルギーが大きいほど治療の効果が大きい。逆に、癌細胞が存在しない箇所においてはこの吸収エネルギーを小さくすることが好ましい。図６は、体の表面からのこの吸収エネルギーの分布を模式的に示した図である。ここで、点線は高エネルギー粒子線、破線はＸ線や低エネルギーガンマ線、実線は上記の癌治療システムによる場合をそれぞれ示す。
【００３２】
通常の高エネルギー粒子線（点線）では、粒子が最終的に留まる領域はある一定の深さとなる。このため、吸収エネルギーの分布も、これに対応し、ある深さでピークをもつ分布となる。ただし、このピーク深さに達する前における吸収エネルギーも無視できず、ピークの値の１／２〜１／３程度である。このため、正常な細胞に対して与える悪影響が無視できない。
【００３３】
また、単純にＸ線や低エネルギーガンマ線を照射した場合（破線）には、表面付近での吸収エネルギーが大きく、体内に進むにつれて吸収エネルギーは小さくなる。
【００３４】
これに対して、上記の癌治療システムにおいては、まず、薬剤１１に含まれる核種は患部以外に極微量しか存在しないと考えることができるため、患部が存在するまでの深さにおけるガンマ線２１の吸収は小さい。しかしながら、ガンマ線２１が患部に達した場合には、薬剤１１に含まれる核種（１９Ｆ）に吸収され、α粒子１０１、１５Ｎ原子核１０２が発生し、これらが患部近辺で吸収される。このため、上記の癌治療システムを用いた場合には、吸収エネルギーは体内の患部において特に高くなった鋭い分布をもつ。すなわち、上記の癌治療システムを用いた場合には、体内における深さ方向においても、患部に対する高い選択性をもってエネルギーを与えることができる。また、このエネルギーはガンマ線２１のエネルギーに対応するが、このエネルギーは電子ビーム７０ないしレーザー光８１によって調整することが可能である。
【００３５】
また、従来のＢＮＣＴにおいては、体内に多く存在する１４Ｎが中性子と反応して、１４Ｃが形成されることがある。１４Ｃは長寿命の放射性同位元素であり、体内被曝の原因となる。上記の癌治療システムにおいては、１４Ｃは生成されない。すなわち、この観点からも、ＢＮＣＴと比べて癌細胞以外に対する悪影響を低減することができる。
【００３６】
また、前記の通り、薬剤１１としては、１９Ｆが添加されたＦＤＧが好ましく用いられる。一方、陽電子放出核種である１８Ｆが添加されたＦＤＧはＰＥＴ診断の際に広く用いられており、１８Ｆから放出された陽電子を調べることにより、癌細胞のある部位を検出することができる。１８Ｆも１９Ｆもフッ素の同位体であり同様の化学的性質をもつため、これらが同時に添加されたＦＤＧを用いることも可能である。この場合には、ＰＥＴ診断を行って癌の存在を確認した直後に、上記の癌治療システムによって癌細胞を破壊することも可能である。
【００３７】
なお、上記の例では、１９Ｆを添加したＦＤＧを薬剤１１として患者に投与した場合について記載したが、１９Ｆの代わりに、他の核種を用いることも可能である。こうした核種としては、共鳴エネルギーをもつガンマ線を吸収することによって励起され、その後に重粒子を放出する核反応を起こす原子核をもつものが好ましい。この際、励起状態とされてから重粒子を放出するまでの時間はフェムト秒からナノ秒程度の短時間である。このため、実質的にはガンマ線を照射した直後に重粒子が発せられる。
【００３８】
重粒子は患部の近傍のみで発生することが好ましいため、この核種としては、人体における存在比率が小さいものが好ましい。具体的には、６Ｌｉ、７Ｌｉ、９Ｂｅ、１０Ｂ、１１Ｂ、１５Ｎ、１７Ｏ、１８Ｏ等を用いることができる。ここで、酸素は人体に極めて多く存在しているが、１７Ｏ、１８Ｏの天然の同位体存在比はそれぞれ０．０３８％、０．２０５％と小さい。このため、１７Ｏ、１８Ｏを例えば１００倍程度に濃縮した薬剤１１を用いることができる。現在、１８ＯはＰＥＴにも用いられるため、１００％近くの濃度の材料を安価に得ることが可能であり、１７Ｏについても安価に得ることが可能である。また、１７Ｏ、１８Ｏの化学的性質は通常の酸素と同様であるため、人体に対する悪影響も少ない。
【００３９】
表１は、こうした核種の共鳴エネルギー（励起エネルギー）Ｅ、スピン及びパリティ、この励起における遷移の種類、ΓＴ（励起状態から重粒子を放出する確率：エネルギーの次元で表示）、Γγ０（励起状態から１本のガンマ線を放出して基底状態に戻る確率：エネルギーの次元で表示）、ΓＴ／Ｅ、生成される核種（粒子）、を示したものである。ここで、Ｅは照射すべきガンマ線の（ピーク）エネルギーに相当する。また、ΓＴ＞＞Γγ０であることが、重粒子を効率的に発生する観点からは好ましい。また、Ｅ±ΓＴの範囲内のエネルギーのガンマ線によって共鳴吸収が起きやすくなる。従って、ΓＴ／Ｅが大きいほど反応自体は起きやすくなるという観点では好ましいが、他の核種や他の準位との選択性は悪くなるため、患部以外で重粒子やガンマ線が発生する原因となる場合がある。このため、ΓＴ／Ｅの上限は１０％程度とすることが好ましい。ガンマ線２１のエネルギーは使用する核種に応じて設定するが、この設定はレーザーコンプトンガンマ線源５０における電子ビーム７０のエネルギーや、レーザー光８１の波長の調整によりなされる。
【００４０】
【表１】
【００４１】
また、患部に蓄積されやすい薬剤１１の主成分となる物質として、ＦＤＧ以外にも、核種に応じて適宜設定が可能である。例えば、ホウ素の同位体である１０Ｂ、１１Ｂを用いる場合には、ＢＮＣＴにも用いられるＢＳＨ（Ｎａ２Ｂ１２Ｈ１１ＳＨ）を用いることができる。また、ＢＰＡ（パラボロフェニルアラニン）も同様に用いることができる。これらの物質におけるホウ素として１０Ｂ、１１Ｂを用いることにより、上記のＦＤＧと同様の効果を奏することは明らかである。その他、薬剤１１の主成分としては、人体に投与が可能でありかつ患部に蓄積されやすい物質を適宜選択して用いることができる。
【００４２】
また、上記の例では、ガンマ線発生手段として、レーザーコンプトンガンマ線源を用いた場合について記載したが、単色あるいは準単色のガンマ線を発することができるガンマ線源であれば、同様に用いることができる。例として、粒子や中性子の捕獲ガンマ線や、制動放射ガンマ線を発するガンマ線源も用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 薬剤投与手段
１１ 薬剤
２０ ガンマ線照射手段
２１ ガンマ線
５０ レーザーコンプトンガンマ線源
５１ 入射器
５２ 偏向磁石
５３ 高周波（ＲＦ）加速空洞
５４ ビームダンプ
６０ ガンマ線発生部
７０ 電子ビーム
８０ レーザー光源
８１ レーザー光
８２ 反射鏡
１００ １９Ｆ原子核
１０１ α粒子
１０２ １５Ｎ原子核
２００ 癌細胞
２０１ 細胞核
２０２ ＤＮＡ
Ａ、Ｂ、Ｃ 患者
Ａ１、Ｂ１、Ｃ１ 患部
Ｐ 衝突点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を用いた癌の治療を行う癌治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
癌の治療方法として、放射線を用いて癌細胞を破壊するという方法が知られている。こうした治療方法としては、例えば加速器でイオンとして加速された粒子線（陽子線、炭素線や重粒子線）を患部に照射するという方法が用いられている。この治療方法においては、健康な細胞に対しても粒子線は悪影響を与えるため、患部（癌のある部位）に集中的に粒子線が照射されるように、ビームの位置やエネルギーが設定される。しかしながら、患部に対して選択的に粒子線を照射することは実際には困難である。
【０００３】
この点を改善した治療方法として、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Ｂｏｒｏｎ Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｔｈｅｒａｐｙ）が知られている。ＢＮＣＴは、例えば非特許文献１に記載されている。ＢＮＣＴにおいては、まず、体内の癌細胞に集まりやすいホウ素（１０Ｂ）化合物を患者に投与する。その後、患部に中性子線を照射する。１０Ｂは中性子の吸収断面積が大きいため、この中性子によって１０Ｂ（ｎ、α）７Ｌｉ反応が生ずる。すなわち、中性子ビームの照射によってα粒子とＬｉ原子核が生成される。このα粒子とＬｉ原子核が前記の粒子線（重粒子線）として機能する。すなわち、１０Ｂと中性子との間の反応によって生じたα粒子やＬｉ原子核によって癌細胞が破壊される。中性子線は、例えば原子炉から発生したものを用いることができる。また、原子炉から発せられる中性子線は制御が容易でないために、この中性子線を生成するのに適した加速器が特許文献１、２に記載されている。すなわち、こうした加速器を用いて中性子線の制御をより容易に行うことができる。
【０００４】
この治療方法においては、（１）１０Ｂが癌細胞近傍に集まりやすいこと、（２）体内におけるα粒子やＬｉ原子核の飛程は短いこと、のために、特に患部に集中的にα粒子やＬｉ原子核を照射することができる。すなわち、高い選択性をもって癌細胞にこれらの粒子を照射することができる。また、この治療方法においては、癌細胞に直接影響を及ぼすのは照射した中性子線ではなく、核反応によって生成されたα粒子やＬｉ原子核である。粒子線で癌細胞を破壊するに際しては、軽い粒子よりも重い粒子の方がより大きなエネルギーを癌細胞に吸収させることが可能であり、癌細胞における２重螺旋構造のＤＮＡを２本とも破壊できる確率が高い。このため、陽子線等を用いた場合と比べて、癌細胞を破壊する効果が大きい。
【０００５】
すなわち、ＢＮＣＴを用いて、正常な細胞との間の高い選択性をもって、体内の癌細胞を破壊することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９５５５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８７４１９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】独立行政法人日本原子力研究開発機構ＨＰ、平成１８年６月２６日、資料２、[２０１１年７月２２日検索]、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｅａ．ｇｏ．ｊｐ／０２／ｐｒｅｓｓ２００６／ｐ０６０６２６０１／ｔ２．ｐｄｆ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、陽子線等の粒子線は一般には電荷をもったイオンの形でビームとして生成され、このビームを電磁気的に制御することが容易であるのに対し、中性子は電荷をもたないために、陽子線等と比べると、ビームの制御が極めて困難である。一方、ＢＮＣＴで破壊すべき癌細胞のある箇所（悪性腫瘍）の大きさは数ｍｍ程度である場合が多い。このため、上記のＢＮＣＴにおいては、中性子ビームを充分小さなビーム径で患部に選択的に照射することは困難である。一方、中性子線は健康な細胞に対して悪影響を与える。このため、やはりＢＮＣＴによっても、癌細胞を高い選択性で破壊することは困難であった。
【０００９】
すなわち、癌細胞を高い選択性で破壊することのできる癌治療システムを得ることは困難であった。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の癌治療システムは、ガンマ線を吸収することによって重粒子を生成する核種を含み、かつ癌細胞が存在する箇所に蓄積される薬剤を、患者に投与する薬剤投与手段と、前記薬剤が投与された患者に対してガンマ線のビームを照射するガンマ線照射手段と、を具備することを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記ガンマ線照射手段はレーザーコンプトンガンマ線源であることを特徴とする。
本発明の癌治療システムは、前記レーザーコンプトンガンマ線源において、閉軌道を周回する電子が用いられ、前記閉軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする。
本発明の癌治療システムは、前記レーザーコンプトンガンマ線源において、開軌道を進行する電子が用いられ、前記開軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記核種には、少なくとも１９Ｆ、１７Ｏ、１８Ｏのいずれかが含まれることを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記薬剤はＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を主成分とすることを特徴とする。
本発明の癌治療システムにおいて、前記薬剤に１８Ｆが添加されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以上のように構成されているので、癌細胞を高い選択性をもって破壊することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る癌治療システムの構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る癌治療システムにおいて患者に投与される核種がガンマ線を吸収する反応の状況を示す図である。
【図３】体内において１９Ｆがガンマ線を吸収した際の状況を模式的に示す図である。
【図４】レーザーコンプトンガンマ線源の構成の一例を示す図である。
【図５】レーザーコンプトンガンマ線源におけるガンマ線発生部の詳細を示す構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る癌治療システムによる体内のエネルギー吸収密度を、粒子線照射、Ｘ線照射と比較した結果を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る癌治療システムについて説明する。図１は、この癌治療システムの構成を示す図である。この癌治療システムにおいては、薬剤投与手段１０と、ガンマ線照射手段２０が用いられる。
【００１５】
図１では、３人の患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して癌の治療が行われる例について記載している。患者Ａ、Ｂ、Ｃにおいては癌細胞のある患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１はそれぞれ異なる部位となっている。図１上側に示されるように、薬剤投与手段１０は、患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して特定の同位体を含む薬剤１１を、例えば注射等によって投与する。薬剤１１としては、患者Ａ、Ｂ、Ｃの体内における患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に集まりやすいものが用いられる。このため、投与後にはそれぞれの患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に薬剤１１が蓄積される。この点については前記のＢＮＣＴと同様である。薬剤１１の具体的内容については後述する。
【００１６】
次に、図１下側に示されるように、薬剤１１が患部に蓄積した患者Ａ、Ｂ、Ｃにおける各患部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１に、ガンマ線照射手段２０から発したガンマ線２１が照射される。ここで、単一のガンマ線照射手段２０から同時に複数の方向に対してガンマ線２１を照射することが可能である。このため、この照射を患者Ａ、Ｂ、Ｃに対して同時に行うことができる。ガンマ線照射手段２０の詳細については後述する。
【００１７】
まず、ここで投与される薬剤１１について説明する。ここで投与される薬剤１１には、ガンマ線２１を吸収することによって重粒子を発生する同位体が含まれる。ここでいう重粒子とは、陽子と同等以上の重さをもつ粒子であり、具体的には、陽子、中性子、α粒子や、各種の原子核を意味する。また、人体を構成する主な元素としては、Ｈ、Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｃａ等があるが、これらに属しない元素の同位体がこの同位体として好ましい。例えばこの同位体としては、ガンマ線２１を吸収することによってα粒子と１５Ｎ原子核を放出する１９Ｆが有効である。
【００１８】
１９Ｆを含み、患部に蓄積されやすい薬剤１１としては、具体的には、１９Ｆを添加したＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を用いることができる。ＦＤＧは、ＰＥＴ（ポジトロン断層法）による診断を行う際に投与される薬剤であり、ブドウ糖におけるグルコースの水酸基の一つを陽電子（ポジトロン）を放射する核種で置換したものである。通常はこの核種としては１８Ｆが特に好ましく用いられる。ＰＥＴにおいては、１８Ｆが添加されたＦＤＧが患部（癌細胞のある部位）に蓄積され、１８Ｆから発せられる陽電子と電子との対消滅によって発生したガンマ線を検出することによって癌細胞の分布を測定する。ここで用いる薬剤１１としては、このＦＤＧにおける１８Ｆを１９Ｆで置換したものを好ましく用いることができる。１８Ｆと１９Ｆは化学的性質が同等であるため、この置換は容易である。
【００１９】
１９Ｆ原子核は、例えば６０８８ｋｅＶのエネルギーのガンマ線２１を共鳴吸収することによって励起状態になる。その後、α粒子（４Ｈｅ原子核）と１５Ｎ原子核に壊変する。この核反応におけるエネルギー準位の関係を図２左側に、これに対応したガンマ線２１のスペクトルを模式的に図２右側に示す。すなわち、スペクトルのピークがこの励起エネルギーと等しい準単色のガンマ線２１を照射することによって、この核反応を選択的に発生させることが可能である。
【００２０】
図３に模式的に示されるように、１９Ｆ原子核１００がこのエネルギーのガンマ線２１を吸収した場合には、α粒子１０１と１５Ｎ原子核１０２が生成される。α粒子１０１や１５Ｎ原子核１０２は、近傍の癌細胞２００における細胞核２０１中のＤＮＡ２０２を破壊する。重粒子であるα粒子１０１や１５Ｎ原子核は、単位体積当たりに与えるエネルギーが大きく、ＤＮＡ２０２の２重螺旋構造を２本とも破壊する確率が高い。より大きな１５Ｎ原子核においては、特にこの効果が大きい。すなわち、ＢＮＣＴと同様に、癌細胞２００を破壊することができる。この際、（１）ＦＤＧ（１９Ｆ）が癌細胞近傍に集まりやすいこと、（２）体内におけるα粒子１０１や１５Ｎ原子核１０２の飛程は短いこと、のために、特に癌細胞を効率的に破壊することができる点もＢＮＣＴと同様である。
【００２１】
しかしながら、ここでは、ＢＮＣＴにおいて中性子ビームが用いられた代わりに、ガンマ線を用いる点が異なる。ガンマ線を用いることの利点は、特定の領域に対して局所的に照射することが容易であることと、身体の深部に照射可能であること、単一の照射装置（ガンマ線照射手段２０）を用いて同時に多数の患者に対して照射が可能であること、である。以下に、ガンマ線照射手段２０の具体的構成について説明する。
【００２２】
ガンマ線照射手段２０としては、薬剤１１に含まれる同位体原子核の共鳴吸収エネルギーに対応した単色あるいは準単色のガンマ線２１を発することができるものが用いられる。このようなガンマ線照射手段２０として、特にレーザーコンプトンガンマ線源が特に好ましく用いられる。
【００２３】
図４は、レーザーコンプトンガンマ線源５０の構成を示す図である。このレーザーコンプトンガンマ線源５０においては、高エネルギー電子が閉軌道を周回し、照射されたレーザー光（可視光等）にこの高エネルギー電子からエネルギーが移動することにより、レーザー光が高エネルギー化し、ガンマ線となる。レーザー光は単色であるが、このガンマ線は、電子のエネルギーに応じてそのエネルギーが決まる準単色となる。このため、電子のエネルギーを調整することにより、ガンマ線のエネルギーを調整することが可能である。この構成は、例えば特開２００３−２３２８９２号公報等に記載されたものと同様である。
【００２４】
図４において、入射器５１から入射した比較的低エネルギーの電子線は、入射偏向磁石（図示せず）によって偏向され、所定の電子軌道上に投入される。電子軌道には、複数の偏向磁石５２が設けられることによって、電子が所定の電子軌道（閉軌道）を形成するように設定される。この構成では、電子軌道が８箇所の偏向磁石５２で曲げられる設定とされている。また、偏向磁石５２の間で軌道が直線となる箇所には、高周波（ＲＦ）加速空洞５３が設けられ、高周波加速空洞５３中の高周波電界で電子が加速され、電子が高エネルギー化される、あるいは、ガンマ線や放射光の発振に伴って電子が失うエネルギーが補給される。この際、高周波加速空洞５３で用いられる高周波は、電子の軌道が保たれるように設定される。なお、運転終了時にこの高エネルギー電子を消滅させるために、電子が上記の閉軌道を外れてビームダンプ５４で吸収される設定とされる。この構成は、電子シンクロトロンや、放射光を発生させるための電子蓄積リング、エネルギー回収型リニアックにおいても同様である。
【００２５】
このレーザーコンプトンガンマ線源５０においては、電子が偏向する箇所あるいは直線部に対応して６箇所にガンマ線発生部６０が設置されている。図５は、このガンマ線発生部６０の構成をより詳細に示す構成図であり、特に図４中の左上の破線で囲まれたガンマ線発生部６０の構成を示している。前記の通り、高エネルギーの電子ビーム７０は、図５中の黒矢印で示す方向に進行し、偏向磁石５２でその向きが変わる。一方、レーザー光源８０が設けられ、可視光であるレーザー光８１が発せされる。レーザー光８１は反射鏡８２で反射され、電子ビーム７０の直線軌道上の衝突点Ｐで電子ビーム７０と正面衝突する設定とされる。
【００２６】
レーザー光８１は、この衝突の際の（逆）コンプトン効果によって、高エネルギーの電子からエネルギーを受け取り、高エネルギー化する。これによって、ガンマ線２１が電子ビーム７０の直線軌道に沿った方向に発せられる。このガンマ線２１は、偏向磁石５２や反射鏡８２を透過して取り出される。なお、電子ビーム７０における電子はこの衝突によってエネルギーを失うが、この分のエネルギーは高周波加速空洞５３によって補給される。
【００２７】
このガンマ線発生部６０は、偏向磁石５２あるいは直線部分に対応して設けられる。このため、図４の構成では、ガンマ線２１が発せられる方向が異なる６箇所にガンマ線発生部６０が設けられている。すなわち、単一のレーザーコンプトンガンマ線源５０から、独立した６つのガンマ線２１を取り出すことが可能である。このため、ガンマ線源（レーザーコンプトンガンマ線源５０）やその維持管理が高コストであっても、治療に要するコストを低減することが可能である。この効果は、ガンマ線発生部６０を多く設けるほど顕著である。
【００２８】
また、このように高エネルギー電子を発生させてこれをレーザー光と衝突させてレーザーコンプトンガンマ線を発生させることのできる加速器であれば、電子が閉軌道を構成する加速器でなくとも同様である。例えば、電子が開軌道を構成するリニアックにおいても、同様にレーザーコンプトンガンマ線を発生させることができ、複数のガンマ線発生部を設けることができる。
【００２９】
また、電子ビーム７０とレーザー光８１とを正面衝突させる場合にはガンマ線３１は電子ビーム７０の進行方向をピークとした鋭い指向性をもつ。また、そのスペクトルには発散角依存性があるが、準単色とみなせる程度の狭いエネルギー帯域をもつ。また、電子ビーム７０とレーザー光８１との衝突を、正面衝突からわずかにずらせた設定とすることも可能であり、この場合においても、やはり準単色のスペクトルを得ることができる。このピークのエネルギーは電子のエネルギーを調整することによって設定が可能であり、図２右側に示されるように、原子核の共鳴エネルギーにそのピークを合わせることが可能である。
【００３０】
また、中性子線と異なり、発せられるガンマ線２１の指向性は強いため、これを２次元面内の特定の領域に照射することは容易であり、これを患部に局所的に照射することも容易である。このためには、ガンマ線発生部６０の位置やガンマ線２１が発せられる方向を固定した状態で、患者Ａ、Ｂ、Ｃの位置を正確に制御することが好ましい。また、ガンマ線２１のオンオフの制御は、レーザー光８１、電子ビーム７０のオンオフによって容易になされる。このため、従来のＢＮＣＴと比べて、癌細胞以外の正常な細胞に対する悪影響をより低減することができる。
【００３１】
従来より、癌治療方法として、ガンマ線やＸ線、粒子線の照射が行われている。これらの場合には、癌細胞を破壊するための尺度として、単位体積当たりの吸収エネルギーをとることができる。すなわち、癌細胞が存在する箇所において、この吸収エネルギーが大きいほど治療の効果が大きい。逆に、癌細胞が存在しない箇所においてはこの吸収エネルギーを小さくすることが好ましい。図６は、体の表面からのこの吸収エネルギーの分布を模式的に示した図である。ここで、点線は高エネルギー粒子線、破線はＸ線や低エネルギーガンマ線、実線は上記の癌治療システムによる場合をそれぞれ示す。
【００３２】
通常の高エネルギー粒子線（点線）では、粒子が最終的に留まる領域はある一定の深さとなる。このため、吸収エネルギーの分布も、これに対応し、ある深さでピークをもつ分布となる。ただし、このピーク深さに達する前における吸収エネルギーも無視できず、ピークの値の１／２〜１／３程度である。このため、正常な細胞に対して与える悪影響が無視できない。
【００３３】
また、単純にＸ線や低エネルギーガンマ線を照射した場合（破線）には、表面付近での吸収エネルギーが大きく、体内に進むにつれて吸収エネルギーは小さくなる。
【００３４】
これに対して、上記の癌治療システムにおいては、まず、薬剤１１に含まれる核種は患部以外に極微量しか存在しないと考えることができるため、患部が存在するまでの深さにおけるガンマ線２１の吸収は小さい。しかしながら、ガンマ線２１が患部に達した場合には、薬剤１１に含まれる核種（１９Ｆ）に吸収され、α粒子１０１、１５Ｎ原子核１０２が発生し、これらが患部近辺で吸収される。このため、上記の癌治療システムを用いた場合には、吸収エネルギーは体内の患部において特に高くなった鋭い分布をもつ。すなわち、上記の癌治療システムを用いた場合には、体内における深さ方向においても、患部に対する高い選択性をもってエネルギーを与えることができる。また、このエネルギーはガンマ線２１のエネルギーに対応するが、このエネルギーは電子ビーム７０ないしレーザー光８１によって調整することが可能である。
【００３５】
また、従来のＢＮＣＴにおいては、体内に多く存在する１４Ｎが中性子と反応して、１４Ｃが形成されることがある。１４Ｃは長寿命の放射性同位元素であり、体内被曝の原因となる。上記の癌治療システムにおいては、１４Ｃは生成されない。すなわち、この観点からも、ＢＮＣＴと比べて癌細胞以外に対する悪影響を低減することができる。
【００３６】
また、前記の通り、薬剤１１としては、１９Ｆが添加されたＦＤＧが好ましく用いられる。一方、陽電子放出核種である１８Ｆが添加されたＦＤＧはＰＥＴ診断の際に広く用いられており、１８Ｆから放出された陽電子を調べることにより、癌細胞のある部位を検出することができる。１８Ｆも１９Ｆもフッ素の同位体であり同様の化学的性質をもつため、これらが同時に添加されたＦＤＧを用いることも可能である。この場合には、ＰＥＴ診断を行って癌の存在を確認した直後に、上記の癌治療システムによって癌細胞を破壊することも可能である。
【００３７】
なお、上記の例では、１９Ｆを添加したＦＤＧを薬剤１１として患者に投与した場合について記載したが、１９Ｆの代わりに、他の核種を用いることも可能である。こうした核種としては、共鳴エネルギーをもつガンマ線を吸収することによって励起され、その後に重粒子を放出する核反応を起こす原子核をもつものが好ましい。この際、励起状態とされてから重粒子を放出するまでの時間はフェムト秒からナノ秒程度の短時間である。このため、実質的にはガンマ線を照射した直後に重粒子が発せられる。
【００３８】
重粒子は患部の近傍のみで発生することが好ましいため、この核種としては、人体における存在比率が小さいものが好ましい。具体的には、６Ｌｉ、７Ｌｉ、９Ｂｅ、１０Ｂ、１１Ｂ、１５Ｎ、１７Ｏ、１８Ｏ等を用いることができる。ここで、酸素は人体に極めて多く存在しているが、１７Ｏ、１８Ｏの天然の同位体存在比はそれぞれ０．０３８％、０．２０５％と小さい。このため、１７Ｏ、１８Ｏを例えば１００倍程度に濃縮した薬剤１１を用いることができる。現在、１８ＯはＰＥＴにも用いられるため、１００％近くの濃度の材料を安価に得ることが可能であり、１７Ｏについても安価に得ることが可能である。また、１７Ｏ、１８Ｏの化学的性質は通常の酸素と同様であるため、人体に対する悪影響も少ない。
【００３９】
表１は、こうした核種の共鳴エネルギー（励起エネルギー）Ｅ、スピン及びパリティ、この励起における遷移の種類、ΓＴ（励起状態から重粒子を放出する確率：エネルギーの次元で表示）、Γγ０（励起状態から１本のガンマ線を放出して基底状態に戻る確率：エネルギーの次元で表示）、ΓＴ／Ｅ、生成される核種（粒子）、を示したものである。ここで、Ｅは照射すべきガンマ線の（ピーク）エネルギーに相当する。また、ΓＴ＞＞Γγ０であることが、重粒子を効率的に発生する観点からは好ましい。また、Ｅ±ΓＴの範囲内のエネルギーのガンマ線によって共鳴吸収が起きやすくなる。従って、ΓＴ／Ｅが大きいほど反応自体は起きやすくなるという観点では好ましいが、他の核種や他の準位との選択性は悪くなるため、患部以外で重粒子やガンマ線が発生する原因となる場合がある。このため、ΓＴ／Ｅの上限は１０％程度とすることが好ましい。ガンマ線２１のエネルギーは使用する核種に応じて設定するが、この設定はレーザーコンプトンガンマ線源５０における電子ビーム７０のエネルギーや、レーザー光８１の波長の調整によりなされる。
【００４０】
【表１】
【００４１】
また、患部に蓄積されやすい薬剤１１の主成分となる物質として、ＦＤＧ以外にも、核種に応じて適宜設定が可能である。例えば、ホウ素の同位体である１０Ｂ、１１Ｂを用いる場合には、ＢＮＣＴにも用いられるＢＳＨ（Ｎａ２Ｂ１２Ｈ１１ＳＨ）を用いることができる。また、ＢＰＡ（パラボロフェニルアラニン）も同様に用いることができる。これらの物質におけるホウ素として１０Ｂ、１１Ｂを用いることにより、上記のＦＤＧと同様の効果を奏することは明らかである。その他、薬剤１１の主成分としては、人体に投与が可能でありかつ患部に蓄積されやすい物質を適宜選択して用いることができる。
【００４２】
また、上記の例では、ガンマ線発生手段として、レーザーコンプトンガンマ線源を用いた場合について記載したが、単色あるいは準単色のガンマ線を発することができるガンマ線源であれば、同様に用いることができる。例として、粒子や中性子の捕獲ガンマ線や、制動放射ガンマ線を発するガンマ線源も用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 薬剤投与手段
１１ 薬剤
２０ ガンマ線照射手段
２１ ガンマ線
５０ レーザーコンプトンガンマ線源
５１ 入射器
５２ 偏向磁石
５３ 高周波（ＲＦ）加速空洞
５４ ビームダンプ
６０ ガンマ線発生部
７０ 電子ビーム
８０ レーザー光源
８１ レーザー光
８２ 反射鏡
１００ １９Ｆ原子核
１０１ α粒子
１０２ １５Ｎ原子核
２００ 癌細胞
２０１ 細胞核
２０２ ＤＮＡ
Ａ、Ｂ、Ｃ 患者
Ａ１、Ｂ１、Ｃ１ 患部
Ｐ 衝突点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ線を吸収することによって重粒子を生成する核種を含み、かつ癌細胞が存在する箇所に蓄積される薬剤を、患者に投与する薬剤投与手段と、
前記薬剤が投与された患者に対してガンマ線のビームを照射するガンマ線照射手段と、を具備することを特徴とする癌治療システム。
【請求項２】
前記ガンマ線照射手段はレーザーコンプトンガンマ線源であることを特徴とする請求項１に記載の癌治療システム。
【請求項３】
前記レーザーコンプトンガンマ線源において、閉軌道を周回する電子が用いられ、前記閉軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする請求項２に記載の癌治療システム。
【請求項４】
前記レーザーコンプトンガンマ線源において、開軌道を進行する電子が用いられ、前記開軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする請求項２に記載の癌治療システム。
【請求項５】
前記核種には、少なくとも１９Ｆ、１７Ｏ、１８Ｏのいずれかが含まれることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の癌治療システム。
【請求項６】
前記薬剤はＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を主成分とすることを特徴とする請求項５に記載の癌治療システム。
【請求項７】
前記薬剤に１８Ｆが添加されたことを特徴とする請求項６に記載の癌治療システム。
【請求項１】
ガンマ線を吸収することによって重粒子を生成する核種を含み、かつ癌細胞が存在する箇所に蓄積される薬剤を、患者に投与する薬剤投与手段と、
前記薬剤が投与された患者に対してガンマ線のビームを照射するガンマ線照射手段と、を具備することを特徴とする癌治療システム。
【請求項２】
前記ガンマ線照射手段はレーザーコンプトンガンマ線源であることを特徴とする請求項１に記載の癌治療システム。
【請求項３】
前記レーザーコンプトンガンマ線源において、閉軌道を周回する電子が用いられ、前記閉軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする請求項２に記載の癌治療システム。
【請求項４】
前記レーザーコンプトンガンマ線源において、開軌道を進行する電子が用いられ、前記開軌道における複数の箇所から前記ガンマ線が取り出される構成とされたことを特徴とする請求項２に記載の癌治療システム。
【請求項５】
前記核種には、少なくとも１９Ｆ、１７Ｏ、１８Ｏのいずれかが含まれることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の癌治療システム。
【請求項６】
前記薬剤はＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を主成分とすることを特徴とする請求項５に記載の癌治療システム。
【請求項７】
前記薬剤に１８Ｆが添加されたことを特徴とする請求項６に記載の癌治療システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３１６００（Ｐ２０１３−３１６００Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９８９２（Ｐ２０１１−１６９８９２）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人日本原子力研究開発機構 (727)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人日本原子力研究開発機構 (727)
【Ｆターム（参考）】
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