CN109982747B - 粒子束输送装置、旋转机架和粒子束照射治疗系统 - Google Patents

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Abstract

提供能使束传输路径简化且缩短的粒子束输送装置、旋转机架、和粒子束照射治疗系统。包括：真空导管(70)，使得粒子束(β)穿过真空导管行进，至少一个控制磁铁装置(31)，布置在真空导管(70)的弯曲部周围且被配置成控制粒子束(β)的行进方向或形状，和扫描磁铁(32)，布置在控制磁铁装置(31)的行进方向的下游侧且被配置成通过偏转粒子束(β)的各聚束来扫描粒子束(β)，控制磁铁装置(31)包括沿着弯曲部使粒子束的行进方向偏转的偏转磁铁(33)和使粒子束(β)会聚的四极磁铁(34)，偏转磁铁(33)和四极磁铁(34)构成布置在行进方向的相同位置处的功能结合型磁铁(38)。

Description

粒子束输送装置、旋转机架和粒子束照射治疗系统
技术领域
本发明的实施方式涉及通过用粒子束照射患病区域来对其进行治疗的粒子束治疗技术。
背景技术
人们对通过使用诸如重粒子离子束等粒子束照射患者的癌细胞来进行治疗的粒子束治疗技术越来越感兴趣。
粒子束治疗技术使得能在不损伤正常组织的情况下杀死精确定位的患处，由此使患者的负担相较于手术、药物治疗等变少。因而，还能期待患者在治疗后提早重返社会。
为了根据患处的形状、体内的目标深度而将具有最佳剂量值及剂量分布的粒子束照射到患处，用旋转机架旋转照射器的旋转方法近年来一直受到关注。
为了用旋转机架稳定地支撑粒子束输送装置，粒子束输送装置以蛇行进出旋转机架的方式连接至照射器。粒子束输送装置将粒子束引导至照射器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开JP2011-72717A
发明内容
发明要解决的问题
由于用于控制粒子束轨迹的各种电磁铁和监视器设置在射束传输路径中，因而束输送装置变得复杂且更长。
因此，在现有技术中，用于支撑束输送装置的旋转机架有可能增大而使旋转的可控性降低，从而降低了粒子束的照射精度。
鉴于上述问题，本发明的实施例的目的是提供一种能使束传输路径简化且缩短的粒子束输送装置、旋转机架、和粒子束照射治疗系统。
解决问题的技术手段
根据本发明的粒子束输送装置包括：真空导管，粒子束穿过所述真空导管行进；至少一个控制磁铁装置，布置在所述真空导管的弯曲部周围且配置成控制所述粒子束的行进方向或形状；和扫描磁铁，布置在所述至少一个控制磁铁装置的所述粒子束的行进方向的下游侧，且配置成通过偏转所述粒子束的各聚束来扫描所述粒子束，其中，所述至少一个控制磁铁装置包括配置成沿着所述弯曲部使所述粒子束的行进方向偏转的偏转磁铁、和配置成使所述粒子束会聚的四极磁铁，并且所述偏转磁铁和所述四极磁铁构成布置在所述粒子束的行进方向上的同一位置处的功能结合型磁铁。
优选地，所述至少一个控制磁铁装置包括多个控制磁铁装置，并且所述多个控制磁铁装置使所述粒子束的行进方向沿着所述弯曲部偏转，以使得所述多个控制磁铁装置中的至少两个的使所述粒子束的行进方向偏转的偏转角是相同的。
更优选地，所述至少一个控制磁铁装置包括多个控制磁铁装置，并且由所述四极磁铁或所述偏转磁铁构成的控制磁铁装置的口径，在所述多个控制磁铁装置的至少两个中是相同的。
在本发明的另一个实施方式中，粒子束输送装置包括真空导管，粒子束穿过所述真空导管行进；控制磁铁装置，布置在所述真空导管的弯曲部周围且配置成控制所述粒子束的行进方向或形状；和扫描磁铁，布置在所述控制磁铁装置的所述粒子束的行进方向的下游侧，且配置成通过偏转所述粒子束的各聚束来扫描所述粒子束，其中，所述控制磁铁装置包括配置成沿着所述弯曲部使所述粒子束的行进方向偏转的偏转磁铁、和配置成使所述粒子束会聚的四极磁铁，并且所述控制磁铁装置被配置成相互镜面对称地设置的二等分单位磁铁。
优选地，所述扫描磁铁包括配置成在垂直于所述粒子束的行进方向的第一方向上产生扫描磁场的第一扫描磁铁对、和配置成在垂直于所述粒子束的行进方向和所述第一方向的第二方向上产生扫描磁场的第二扫描磁铁对，并且所述第一扫描磁铁对和所述第二扫描磁铁对布置在所述粒子束的行进方向上的同一位置处。
理想地，所述控制磁铁装置包括超导磁铁。
根据本实施方式的旋转机架是配备有上述粒子束输送装置的旋转机架。
根据本实施方式的粒子束照射治疗系统是配备有上述粒子束输送装置的治疗系统。
发明效果
本发明提供一种能使束传输路径简化且缩短的粒子束输送装置、旋转机架和粒子束照射治疗系统。
附图说明
图1是粒子束照射治疗系统的示意性构造图。
图2是配备有根据第一实施方式的输送装置的治疗室周围的示意性剖面图。
图3是根据第二实施方式的输送装置中包含的功能结合型磁铁的XY平面的示意性剖面图。
图4是构成根据第三实施方式的输送装置的控制磁铁装置的一组超导线圈被线性展开的状态的分解图。
图5是根据第三实施方式的输送装置的XY平面的示意性剖面图。
图6是示出根据第三实施方式的输送装置的变形例的示意图。
图7(A)是构成根据第四实施方式的输送装置的扫描磁铁的X方向扫描磁铁对的侧视图。
图7(B)是示出该扫描磁铁的X方向扫描磁铁对和Y方向扫描磁铁对的配置的分解图。
具体实施方式
下文将参考附图描述本发明的实施方式。
在下面描述的每幅图和每个实施方式中，粒子束β(下文中简称为“束β”)的行进方向定义为S方向，与S方向正交的方向定义为X方向，并且与S方向和X方向两者都正交的方向被定义Y方向。
首先，将参照图1对粒子束照射治疗系统100进行描述。
图1是粒子束照射治疗系统100的示意性构造图。
如图1所示，粒子束照射治疗系统100的主要部件为治疗室200和加速装置300。
由加速装置300加速的一组重粒子离子ε，例如碳离子，被引导至治疗室200并照射到患者P的患处。
加速装置300的主要部件是离子发生器50、加速器60(即线性加速器60a和同步加速器(synchrotron accelerator)60b)、以及粒子束输送装置(即输送系统)30(以下简称为输送装置30)。
由离子发生器50产生的重粒子离子ε在加速器60内绕行约百万次的期间被加速到光速的约70％从而成为束β，随后束β经由输送装置30导引到治疗室200。
在加速装置300内部，设置真空导管(即束管)70，并且束β在该真空导管70内行进。线性加速器60a、同步加速器60b和输送装置30的真空导管70一体地形成连续空间并构成用于将束β从离子发生器50引导到治疗室200的束传输路径。
(第一实施方式)
图2是配备有根据第一实施方式的输送装置30的治疗室200的示意性剖面图。
如图2所示，输送装置30安装并支撑在旋转机架20上。
旋转机架20是安装在基座24上的圆柱形装置，使得其旋转轴(即圆柱中心)J在水平方向上延伸。旋转机架20的内部空间构成治疗空间21。
在治疗空间21中，以患者P位于旋转轴J上的方式安装治疗台23。
为了使旋转机架20稳定地支撑输送装置30，输送装置30沿着旋转轴J进入旋转机架20的内部，弯曲而从旋转机架20的侧壁先向外侧伸出，随后再次进入治疗空间21侧的内部空间从而被固定至其上。
在输送装置30的各个部分，布置有用于控制束β的行进方向或形状的控制磁铁装置31(31-31c)。
接下来，将继续参照图2描述根据第一实施方式的输送装置30。
在根据第一实施方式的输送装置30中，构造成使束β的各聚束(bunch)偏转并扫描束β的扫描磁铁32沿S方向设置在控制磁铁装置31的下游侧。
扫描磁铁32以聚束为单位使进入的重粒子离子ε偏转，使得各聚束照射于患处的适当位置。
由于扫描磁铁32以聚束单位扫描束β，因此XY平面中的束β的截面形状整体上扩大成患处的形状。
如图2所示，控制磁铁装置31通常设置于在旋转机架20的支承部位周边蜿蜒的束传输路径中的相应三个弯曲部处。
为方便起见，将控制磁铁装置31从S方向的上游侧起依次称为第一控制磁铁装置31a、第二控制磁铁装置31b和第三控制磁铁装置31c。
控制磁铁装置31沿着束传输路径以所有控制磁铁装置31(31a至31c)具有相同的偏转角的方式使束β偏转。在以下描述中，将偏转角设定为90°作为一种情形。
扫描磁铁32沿S方向设置在所有控制磁铁装置31(31a至31c)的下游。
在扫描磁铁32的下游侧，例如适当地布置有用于检查束β的特性的射束监控器、诸如为脊形滤波器(ridge filter)的滤波器、和束窗。
在现有技术中，扫描磁铁位于第二控制磁铁装置31b和第三控制磁铁装置31c之间。
在这种布置中，束β的轨迹平行于旋转机架20的旋转轴J，因而扫描磁铁的长边变成与旋转轴J平行。
相反，在根据第一实施方式的输送装置30中，扫描磁铁32位于束β的轨迹垂直于旋转轴J的位置。
换言之，由于大致水平布置的扫描磁铁32的长边旋转四分之一圈而变得基本上铅直，所以沿着旋转轴J的方向的输送装置30的占用长度可以缩短。
此外，当治疗空间21较大时，第三控制磁铁装置31c的S方向上的下游侧可布置成与扫描磁铁32一起突出到治疗空间21中，如图2所示。
在这种情况下，可以缩短输送装置30在沿着旋转轴J的方向上的占用长度，而不会增大输送装置30的旋转半径。
因此，在任何一种情况下，用于支撑控制磁铁装置31的旋转机架20都可以变得小型化且轻量化。
由于扫描磁铁32所进行的扫描使束β的直径变大，因此在现有技术中，下游侧的第三控制磁铁装置31c和此部分的真空导管70必须都将口径加大。
另外，由于口径增大，第三控制磁铁装置31c变得大型化，并且内部的磁铁之间的距离变长，这降低了磁场的生成效率。
然而，在根据第一实施方式的输送装置30中，扫描磁铁32布置在第三控制磁铁装置31c的下游侧，因而可使第三控制磁铁装置31c小型化并提高磁场生成效率。
此外，不需要增大第三控制磁铁装置31c的口径即可。因此，当在束传输路径中设置具有相同偏转角的多个控制磁铁装置31时，相同产品的数量增加并且可以提高生产效率。
每个控制磁铁装置31的口径是由布置在最内层(即靠近真空导管70的位置)的对置的磁铁对的距离(即对置的一对四极磁铁或对置的一对偏转磁铁)限定。
另外，当控制磁铁装置31配置成具有将90°除以自然数所得的数值的组合的不同偏转角时，例如45°或30°，第一、第二和第三控制磁铁装置31a，31b和31c可以是相同的产品，并且可以提高生产效率。
此外，束传输路径通常由三个弯曲部组成。因此，当偏转角设定为90°时，能够使控制磁铁装置31统一为同一产品且成为最小的产品数目，这进一步提高了生产效率。
根据如上所述的第一实施方式的输送装置30，能在旋转轴J的方向上缩短束传输路径。
另外，由于缩短了输送装置30，能使旋转机架20变得更小更轻。
此外，由于相同的产品可以以标准化的方式用于控制磁铁装置31(31a至31c)，因而简化了结构并且能提高生产效率。
(第二实施方式)
图3是根据第二实施方式的输送装置30中包含的功能结合型磁铁38(38a)的XY平面的示意性剖面图。
如图3所示，根据第二实施方式的输送装置30包括作为控制磁铁装置31的功能结合型磁铁38，其具有在同一位置使束β偏转的功能和对束β的会聚和发散进行控制的功能。
在许多情况下，每个控制磁铁装置31由偏转磁铁33和四极磁铁34组成。
四极磁铁34控制束β的会聚和发散。换言之，四极磁铁34控制垂直于S方向的截面(XY平面中的截面)中的束β的形状。
偏转磁铁33设置在真空导管70的弯曲部处并产生偏转磁场，以便按照弯曲部的曲率使束β偏转。
通常，偏转磁铁33由彼此面对的两个偏转线圈33a和33b组成，但偏转磁铁33可以由不是两个的线圈组成。
功能结合型磁铁38可通过在S方向上的相同位置处输出磁场形状的四极磁铁34和偏转磁铁33来实现。
下文将更详细地描述功能结合型磁铁38。
在四极磁铁34中，通常是将4个整形用励磁线圈341至344相对于作为束β的轨迹的轴线线对称地布置在真空导管70的圆周上。
当激励整形用励磁线圈341至344时，在真空导管70的内部间隙中产生四极磁场Bf。
图3中所示的四极磁铁34借助作用于各重粒子离子的洛伦兹力(Lorentz force)使束β在x方向发散并在y方向会聚。
譬如，四极磁铁34中的三组沿着S方向布置以形成一个控制磁铁装置31(例如第一控制磁铁装置31a)。通过使直流电流的流向相反，在每个四极磁铁34中产生的四极磁场Bf与相邻四极磁铁34的四极磁场相反地取向。
由于各个四极磁场Bf的方向通过相应的四极磁铁34变得彼此相反，所以束β的横截面通过在X方向和Y方向上反复会聚和发散而被整形。
在图3中，为了简化描述，未示出由偏转磁铁33产生的偏转磁场。实际的磁场为四极磁场Bf和偏转磁场的叠加。
尽管作为一种情形示出了由4个整形用励磁线圈341至344组成的四极磁铁34，但是励磁线圈的数量和极数可以是四个或更多。
对于使用常导线圈的每个偏转磁铁33和每个四极磁铁34，磁极35(35a和35b)布置在构成铁芯的旁轭(return yoke)36(36a和36b)中以便设计磁场形状。
在现有技术中，四极磁铁34和偏转磁铁33不是同心地布置，而是在S方向上向前或向后错开。
因此，每个控制磁铁装置31的长度变得更长，结果导致输送装置30也变得更长。
然而，在第二实施方式中，例如去除妨碍该配置的部分的铁芯(即旁轭36和磁极)或者将铁芯扩大。通过这种方式，四极磁铁34和偏转磁铁33在S方向上的同一位置处绕束β的轨迹同心地布置。
由于四极磁铁34和偏转磁铁33布置在S方向上的相同位置处，因而能实现在同一位置处使束β成形和偏转的功能结合型磁铁38。
由此，缩短了每个控制磁铁装置31。因而，在输送装置30中，与第一实施方式的效果类似，可以在旋转轴J的方向上缩短由旋转机架20支撑的部分。
在功能结合型磁铁38中，优选使用超导磁铁作为相应的结构磁铁33和34。使用超导磁铁的功能结合型磁铁38将在第三实施方式中描述。
只要功能结合型磁铁38具有束β的整形功能和偏转功能，就不需要在四极磁铁34和偏转磁铁33之间明确地区分励磁线圈。
由于除了使用功能结合型磁铁38之外，第二实施方式具有与第一实施方式相同的构造和操作过程，因此省略重复描述。
在每幅图中，相同的附图标记用于具有相同配置或功能的组件，并且省略重复的描述。
根据如上所述的第二实施方式的输送装置30，由于可以缩短每个控制磁铁装置31，因此除了第一实施方式的效果之外，还能够进一步缩短输送装置30。
(第三实施方式)
图4是示出构成根据第三实施方式的输送装置30的控制磁铁装置31的一组超导线圈的分解图。
尽管为了简化描述将束传输路径描述为图4中的直线，但实际的束传输路径是弯曲的，因此超导线圈实际上是根据束传输路径的曲线而弯曲的。
图5是根据第三实施方式的输送装置30的XY平面的示意性剖面图。
在根据如图4和图5所示的第三实施方式的输送装置30中，每个控制磁铁装置31的至少一部分由超导磁铁组成。
换句话说，四极磁铁34、偏转磁铁33、功能结合型磁铁38(38b)或这些磁铁中的至少一个由超导磁铁构成。
当扫描磁铁32设置在第三控制磁铁装置31c的下游侧时，输送装置30的旋转半径可能增大。
然而，通过减小束传输路径中控制磁铁装置31的布置位置的曲率半径，可以缩短该旋转半径。
为此，在第三实施方式中，结构磁铁33、34和38由超导磁铁组成，并且产生强偏转磁场从而以较小的曲率半径使束β偏转。
超导线圈由诸如NbTi、Nb3Sn、Nb3Al和MgB2的低温超导体、或诸如Bi2Sr2Ca2Cu3O10线材或REB2C3O7线材的高温超导体组成。这里，“REB2C3O7”中的“RE”代表稀土元素。
在使用低温超导体的情况下，低温超导体具有丰富的延展性并且可以容易地形成上述曲面。在使用高温超导体的情况下，在高温下发生向超导状态的转变，降低冷却负荷，并且提高了操作效率。
为了保持超导状态，结构磁铁33、34和38与未示出的制冷介质一起密封地容纳在隔热容器39中。
制冷介质是例如为液氮或液氦的液体介质，或将从冷冻机所供给的冷热热传导到结构磁铁33、34和38的例如为高纯度铝的固体介质。
在常导线圈中，磁极35(35a和35b)包围四极磁铁34和偏转磁铁33的各个周围空间，如第二实施方式所示。
因此，磁极35会占据空间，不能自由设计偏转磁铁33相对于四极磁铁34的配置。
然而，在使用超导磁铁41的情况下，考虑到铁等的磁饱和，通常超导线圈是以不使用磁极的方式来形成磁场的形状。
因此，当结构磁铁33和34由超导磁铁41构成时，结构磁铁33和34可以同心地布置在S方向上的相同位置处，以便形成功能结合型磁铁38(38B)。
换句话说，通过避免使用磁极，可以将偏转磁铁33层叠在四极磁铁34的外周上，如图5所示。
图6是示出根据第三实施方式的输送装置30的变形例的示意图。
通常，在一个控制磁铁装置31(如第一控制磁铁装置31a)中，三个四极磁铁34以束β成为会聚-发散-会聚、或发散-会聚-发散的方式沿S方向串联布置。
以下将三个四极磁铁34从S方向的上游侧依次称为第一四极磁铁34a、第二四极磁铁34b和第三四极磁铁34c。
如在第一实施方式中所述，为了有效地制造控制磁铁装置31，期望通过尽可能地将部件标准化来减少部件类型的数量。
从避免控制磁铁装置31的布置位置偏离的角度来看，还希望减少控制磁铁装置31的部件的数量。
为此，不是将每个控制磁铁装置31配置成具有三个单位磁铁，而是如图6所示，通过将第二四极磁铁34b等分为相互镜面对称布置的两个单位磁铁半部，而将第二四极磁铁34b配置成二等分单位磁铁。
结果，包含在一个二等分单位磁铁42中的第二四极磁铁34b沿着S方向的长度变为第一四极磁铁34a和第三四极磁铁34c沿着S方向的长度的一半。
由于两个第二四极磁铁34b(34b1和34b2)具有相同的布置使得图6中的横截面II-II和III-III中的相应磁场分布变得相同，因而第二四极磁铁34b即使在被分割布置时也整体上保持一个四极磁铁的功能。
由于相同产品的二等分单位磁铁42彼此镜面对称地布置，因此横截面I-I与横截面IV-IV相同。
如在第一实施方式中所述，通过将扫描磁铁32布置在第三控制器31c的下游侧，可以将相同的产品用于各控制磁铁装置31(31a至31c)。
换句话说，可以通过组合一种类型的二等分单位磁铁42来构成所有控制磁铁装置31。
由于除了每个控制磁铁装置31是使用超导磁铁并且使用超导磁铁来构成功能结合型磁铁38b之外，第三实施方式具有与第二实施方式相同的配置和操作程序，所以省略重复描述。
在每幅图中，相同的附图标记用于表示具有相同配置或功能的组件，并且省略重复的描述。
根据如上所述的第三实施方式的输送装置30，除了第二实施方式的效果之外，还能让较大的直流电流流过，由此缩小了输送装置30的待安装在旋转机架20上的部分的尺寸。
也就是说，即能在旋转轴J的方向上又能在旋转半径的方向上缩短输送装置30。
此外，通过将两个单独的二等分单位磁铁42组合成一个控制磁铁装置31，可高效率地生产控制磁铁装置31。
(第四实施方式)
图7(A)和图7(B)是根据第四实施方式的输送装置30的扫描磁铁32的示意性构造图。
图7(A)是用于沿X方向扫描束β的X方向扫描磁铁对(第一扫描磁铁对)44a的侧视图。
图7(B)是示出X方向扫描磁铁对44a和Y方向扫描磁铁对(第二扫描磁铁对)44b的布置的分解图。
尽管通常包括多个X方向扫描磁铁对44a和多个Y方向扫描磁铁对44b，但在图7(B)中为了简化描述仅示出了一对X方向扫描磁铁44a和一对Y方向扫描磁铁44b。
在如图7(A)和图7(B)所示的根据第四实施方式的输送装置30中，扫描磁铁32在S方向上的同一位置处同时使束β在X方向和Y方向上进行扫描。
扫描磁铁32由X方向扫描磁铁对44a和Y方向扫描磁铁对44b构成。
X方向扫描磁铁对44a设置成沿着Y方向且隔着真空导管70对置，并且在Y方向上产生扫描磁场Bs，从而在X方向上扫描束β。
Y方向扫描磁铁对44b设置成沿着X方向且隔着真空导管70对置，并且在X方向上产生扫描磁场Bs，从而在Y方向上扫描束β。
为了提高磁场的强度，多对扫描磁铁44同心地布置。
由于扫描磁铁32由与四极磁铁34等类似的电磁铁构成，因此通过磁极的形状来调整现有技术中扫描磁场Bs的形状。
因此，在现有技术中，X方向扫描磁铁对44a和Y方向扫描磁铁对44b的各个位置串联布置，以便在S方向上向前或向后错开。例如，在现有技术中，X方向扫描磁铁对44a布置在上游侧，而Y方向扫描磁铁对44b布置在下游侧。
然而，X方向上扫描磁场Bs会使束β在Y方向上扩展。因此，当扫描磁铁对44(44a和44b)被布置成在S方向上错开时，下游侧的Y方向扫描磁铁对44b的磁铁间距离会变大。也就是说，当X方向扫描磁铁对44a广泛地扫描束β时，Y方向扫描磁铁对44b的口径会增大。
因此，当通过在X方向上增强扫描磁场Bs而在Y方向上获得较大的照射场时，Y方向上的磁场的产生效率会相应地降低。
因此，为了在X方向上获得足够的照射场，必须使Y方向扫描磁铁对44b的尺寸变大。
此外，当扫描磁铁32布置在最下游位置时，增大Y方向扫描磁铁对44b的尺寸可能会由于旋转机架20的旋转而导致输送装置30的旋转半径增大。
为此，在第四实施方式中，将对配置造成阻碍的部分的磁极去除，并且将X方向扫描磁铁对44a和Y方向扫描磁铁对44b同心地布置在S方向上的同一位置处。
例如如图7(A)所示，由线圈组成的扫描磁铁32成形为鞍形形状，从而以不阻碍束β行进的方式布置在束β的附近。
鞍形形状是指，在通过将线圈的两个相对的圆弧部用直线部分连接而形成的所谓跑道(track)形状中，将圆弧部分弯曲成与直线部分不在同一平面上的形状。
该鞍形线圈设置在基座46的表面上，该基座由例如包围真空导管70的非磁性金属等不产生涡电流的材料制成。
此外，Y方向扫描磁铁对44b的线圈层叠在内侧扫描磁铁对44(例如X方向扫描磁铁对44a)的外侧，同时保持绝缘特性。
扫描磁铁对44的形状只要能保持束β的路径即可，并不限于鞍形。
由于除了X方向扫描磁铁对44a和Y方向扫描磁铁对44b布置在S方向上的同一位置之外，第四实施方式具有与第一实施方式相同的配置和操作过程，因此省略重复描述。
在每幅图中，相同的附图标记用于表示具有相同配置或功能的组件，并且省略重复的描述。
根据如上所述的第四实施方式的输送装置30，除了第一实施方式所获得的效果之外，还能缩短从扫描起始点到患处的距离以确保充分的照射场。
此外，能够抑制由旋转机架20支撑的输送装置30的旋转半径增大。
根据上述至少一种实施方式的输送装置30，通过在第三控制磁铁装置31c的S方向下游侧设置扫描磁铁32，能简化和缩短束传输路径。
虽然已经描述了某些实施方式，但这些实施方式仅作为示例呈现，并不旨在限制本发明的范围。
事实上，本文记载的新方法和系统可以以各种其他形式实现。并且，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本文描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和修改。
所附权利要求及其等同物旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。
例如，在输送装置30的各个部分中，安装在旋转机架20上的部分可以与旋转机架20一体制造。
附图标记说明
100 粒子束照射治疗系统
200 治疗室
300 加速装置
20 旋转机架
21 治疗空间
23 治疗台
24 基座
30 输送装置
31(31a-31c) 控制磁铁装置(第一控制磁铁装置、第二控制磁铁装置、第三控制磁铁装置)
32 扫描磁铁
33 偏转磁铁(结构磁铁)
33a、33b(33) 偏转磁铁
34(34a-34c) 四极磁铁
341-344(34) 整形用励磁线圈
35(35a,35b) 磁极
36(36a,36b) 旁轭
37 超导线圈
38(38a,38b) 功能结合型磁铁(结构磁铁)
39 隔热容器
41 超导磁铁
42 单位磁铁
44(44a,44b) 扫描磁铁对(x方向扫描磁铁对,y方向扫描磁铁对)
46 基座
50 离子发生器
60(60a,60b) 加速器(线性加速器、同步加速器)
70 真空导管
Bf 四极磁场
Bs 扫描磁场
J 旋转轴
P 患者
β 粒子束(束)
ε 重粒子离子

Claims (8)

1.一种粒子束输送装置，包括：
真空导管，粒子束在所述真空导管的内部行进；
控制磁铁装置，布置在所述真空导管的弯曲部周围且配置成控制所述粒子束的行进方向或形状；和
扫描磁铁，布置在所述控制磁铁装置的所述粒子束的行进方向的下游侧，且配置成通过偏转所述粒子束的各聚束来扫描所述粒子束，
其中，所述控制磁铁装置包括配置成沿着所述弯曲部使所述粒子束的行进方向偏转的偏转磁铁、和配置成使所述粒子束会聚的四极磁铁，并且
所述控制磁铁装置是被二等分为相互镜面对称地设置的二等分单位磁铁。
2.根据权利要求1所述的粒子束输送装置，
所述偏转磁铁和所述四极磁铁构成布置在所述粒子束的行进方向上的同一位置处的功能结合型磁铁。
3.根据权利要求2所述的粒子束输送装置，
设置有多个所述控制磁铁装置，并且
所述多个控制磁铁装置使所述粒子束的行进方向沿着所述弯曲部偏转，以使得所述多个控制磁铁装置中的至少两个的使所述粒子束的行进方向偏转的偏转角是相同的。
4.根据权利要求2所述的粒子束输送装置，
设置有多个所述控制磁铁装置，并且
由所述四极磁铁或所述偏转磁铁构成的所述控制磁铁装置的口径，在所述多个控制磁铁装置的至少两个中是相同的。
5.根据权利要求1所述的粒子束输送装置，
所述扫描磁铁包括配置成在垂直于所述粒子束的行进方向的第一方向上产生扫描磁场的第一扫描磁铁对、和配置成在垂直于所述粒子束的行进方向和所述第一方向的第二方向上产生扫描磁场的第二扫描磁铁对，并且
所述第一扫描磁铁对和所述第二扫描磁铁对布置在所述粒子束的行进方向上的同一位置处。
6.根据权利要求1所述的粒子束输送装置，
其中，所述控制磁铁装置包括超导磁铁。
7.一种旋转机架，包括权利要求1至6中任一项所述的粒子束输送装置。
8.一种粒子束照射治疗系统，包括权利要求1至6中任一项所述的粒子束输送装置。
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