FR2634383A1

FR2634383A1 - Appareil d'irradiation par faisceau ionique

Info

Publication number: FR2634383A1
Application number: FR8908200A
Authority: FR
Inventors: Kazuhiro Ueda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1990-01-26
Anticipated expiration: 2009-06-20
Also published as: DE3919911A1; JPH078300B2; JPH01320073A; FR2634383B1; US5012111A

Abstract

L'appareil d'irradiation par faisceau ionique comprend un accélérateur de particules 1 destiné à former un faisceau ionique 2; des aimants 3, 4 de déviation respectivement suivant l'axe des x et des y et disposés dans la trajectoire dudit faisceau ionique 2; un premier et un second blocs d'alimentation 10, 11 destinés à fournir un courant d'excitation comprenant une composante de courant alternatif ainsi qu'une composante de polarisation de courant continu respectivement aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et aux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y; et une unité de commande 9 destinée à commander l'amplitude et la phase desdites composantes de courant alternatif ainsi que le signe et l'intensité desdites composantes de polarisation de courant continu.

Description

La présente invention concerne un appareil d'irradiation par faisceau

ionique, qui convient pour être

utilisé en radiothérapie du cancer.

L'irradiation par faisceau ionique est largement employée pour le traitement des tumeurs, en particulier des tumeurs qui ne sont pas facilement accessibles à la

chirurgie. Le faisceau ionique est produit par un accélé-

rateur de particules, dirigé vers la tumeur, et dont l'énergie est contrôlée de telle sorte que les ions se logent dans les cellules tumorales sans endommager les tissus environnants. La dimension de la tumeur dépasse souvent le diamètre du faisceau. Il est donc nécessaire d'étaler le faisceau d'une manière telle qu'il délivrera une dose ionique sensiblement uniforme a une zone suffisamment

large pour couvrir la totalité de la tumeur.

Un procéde efficace pour étaler un faisceau ionique consiste à effectuer une vobulation du faisceau au moyen d'une paire d'aimants de déviation, un aimant déviant le faisceau dans la direction de l'axe des x et l'autre le déviant dans la direction de l'axe des y. Un appareil de la technique antérieure utilisant ce procédé a été employé sur le dispositif Bevalac au Laboratoire Lawrence Berkeley de l'Université de Californie, comme décrit dans IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-32, no 5, Octobre 1985, et dans Medical Physics, Vol. 14, no 5, Septembre/Octobre 1987. Le bloc d'alimentation de l'appareil de la technique antérieure, qui comprend un alternateur triphasé et un autotransformateur, fournit des formes d'onde de courant sinusoïdales déphasées de 90 aux aimants de déviation suivant l'axe des x et suivant l'axe des y, en faisant dévier ainsi le faisceau suivant une trajectoire circulaire dont le rayon peut être réglé par l'ajustement de l'amplitude des formes d'onde. En faisant suivre au faisceau trois trajectoires circulaires concentriques, il est possible de -peindre" un champ circulaire de 30 cm de diamètre, par exemple, avec une

répartition sensiblement uniforme des radiations.

L'un des problèmes qui se pose avec l'appareil de la technique antérieure est que des tumeurs, en particulier des tumeurs difficiles nécessitant une radiothérapie, sont rarement de forme circulaire. Le champ circulaire doit donc être partiellement masqué pour éviter un bombardement des tissus sains, mais ceci gaspille un pourcentage important des ions émis par l'accélérateur et allonge le temps de

traitement nécessaire pour obtenir la dose désirée.

Un autre problème est que le champ circulaire peint par l'appareil de la technique antérieure est toujours

centré sur l'axe du faisceau, et ne peut pas être déplacé.

Pour irradier différents sites tumoraux, il est donc nécessaire de déplacer le patient, opération qui demande nécessairement un certain laps de temps. Le temps de traitement est un facteur important compte tenu à la fois de la gêne pour le patient et du coût élevé de l'accélérateur

de particules.

La présente invention a donc pour but d'irradier des domaines présentant une diversité de formes, y compris à la fois des formes circulaires et des formes de pistes

oblongues, avec une dose ionique uniforme.

Un autre but de la présente invention est d'irradier des champs situés à une certaine distance de

l'axe du faisceau ionique.

Un appareil d'irradiation par faisceau ionique conforme à la présente invention comprend un accélérateur de particules destiné à produire un faisceau ionique, des aimants de déviation suivant l'axe des x destinés à dévier le faisceau ionique dans la direction de l'axe des x, des aimants de déviation suivant l'axe des y destiné à dévier le faisceau ionique dans la direction de l'axe des y, un premier bloc d'alimentation destiné à fournir un courant d'excitation comprenant une composante de courant alternatif et une composante de polarisation de courant continu aux aimants de déviation suivant l'axe des x, un second bloc d'alimentation destiné à fournir un courant d'excitation comprenant une composante de courant alternatif et une composante de polarisation de courant continu aux aimants de déviation suivant l'axe des y, et une unité de commande pour commander l'amplitude et la phase des composantes de courant alternatif ainsi que le signe et l'intensité des composantes

de polarisation de courant continu.

Diverses autres caractéristiques de l'invention

ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui

suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif au dessins annexes. La Fig. 1 est un diagramme schématique illustrant

l'appareil d'irradiation par faisceau ionique.

La Fig. 2 est un schéma de réalisation des blocs

d'alimentation de la Fig.l.

La Fig. 3 est un tableau de temps montrant une séquence d'impulsions produite par le bloc d'alimentation

représenté à la Fig. 2.

La Fig. 4 montre comment ces impulsions sont assemblées pour s'approcher par approximation d'une forme

d'onde sinusoidale.

La Fig. 5 représente deux formes d'onde sinusoidales présentant une relation arbitraire d'amplitude

et de phase.

La Fig. 6 représente l'irradiation uniforme d'un

champ circulaire.

La Fig. 7 représente deux formes d'onde

sinusoidales avec une polarisation de courant continu.

La Fig. 8 représente la trace du faisceau produite

par les formes d'onde de la Fig. 7.

Les Figs. 9A à 9E représentent la formation d'une forme d'onde triangulaire avec une polarisation de courant

continu ajoutée à ses segments.

La Fig. 10 représente deux telles formes d'onde

avec addition de polarisations de courant continu opposées.

La Fig. 11 représente la trace du faisceau

résultant des formes d'onde de la Fig. 10.

La Fig. 12 représente un champ en forme de piste uniformément irradié a l'aide des formes d'onde de la

Fig. 11.

La Fig. 13 représente un champ en forme de piste analogue, irradié de façon uniforme, décalé par rapport à

l'axe du faisceau.

On va maintenant décrire un nouvel appareil d'irradiation par faisceau ionique avec référence aux dessins. La Fig. 1 représente la structure de base du

nouvel appareil d'irradiation par faisceau ionique.

L'appareil comprend un accélérateur de particules 1 pour accélérer des ions à des vitesses relativistes, en engendrant ainsi un faisceau ionique 2. Deux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x sont disposés sur la trajectoire du faisceau ionique 2, afin de le dévier dans la direction de l'axe des x, celle-ci étant une direction perpendiculaire à l'axe du faisceau. Deux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y sont disposés sur la trajectoire du faisceau ionique 2, en aval des aimants 3 de déviation suivant l'axe des x, pour dévier le faisceau dans la direction de l'axe des y, celle-ci étant une direction perpendiculaire à la fois à l'axe du faisceau et à la direction de l'axe des x. Les aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et les aimants 4 de déviation suivant l'axe des y sont, en conséquence, orientés en formant des angles droits entre eux. Un diffuseur 5 est disposé sur la trajectoire du faisceau ionique 2. en aval des aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, pour niveler la répartition d'énergie dans le faisceau ionique 2. Le faisceau est délivré à un plan cible 6, celui-ci étant l'emplacement

auquel le patient soumis à radiothérapie serait place.

La déviation du faisceau est commandée par une unité de commande 9 qui envoie des signaux de commande à un premier et à un second bloc d'alimentation, respectivement et 11. Le premier bloc d'alimentation 10 fournit un courant d'excitation, comprenant une composante de courant alternatif et une composante de polarisation de courant continu, aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x. Le

second bloc d'alimentation 11 fournit un courant d'excita-

tion, comprenant une composante de courant alternatif et une composante de polarisation de courant continu, aux deux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y. Les signaux de commande provenant de l'unité de commande 9 commandent l'amplitude et la phase des composantes de courant alternatif, ainsi que le signe et l'intensité des composantes de polarisation de courant continu. L'unité de commande 9 envoie également des signaux de commande à l'accélérateur de particules 1, comprenant des signaux pour

la commande de l'intensité du faisceau ionique 2.

Le fonctionnement général de l'appareil d'irradiation par faisceau ionique peut être décrit comme suit. L'accélérateur de particules 1 produit un faisceau ionique 2, lequel passe à son tour entre les aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et les aimants 4 de déviation suivant l'axe des y. Le faisceau ionique 2 est dévié dans une direction perpendiculaire au champ magnétique engendré par les aimants 3 de déviation suivant l'axe des x, d'une quantité proportionnelle a la force de ce champ magnétique ensuite, il est dévié dans une direction perpendiculaire au champ magnétique engendré par les aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, d'une quantité proportionnelle à la force de ce champ magnétique. Etant donné que les aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et les aimants 4 de déviation suivant l'axe des y sont orientés en formant des angles droits entre eux, leurs champs magnétiques sont, d'une façon analogue, orientés en formant des angles droits, d'ou il résulte que le faisceau ionique 2 peut être dévié suivant les directions des axes à la fois des x et des y, la déviation totale étant égale à la somme vectorielle des

déviations indépendantes.

On fait varier.les forces des champs magnétiques dans les aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et les aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, sous la commande de l'unité de commande 9. De cette manière, le faisceau ionique 2 peut être piloté pour suivre un lieu désiré sur le plan cible 6. Une caractéristique nouvelle de la présente invention est que le lieu peut présenter une forme de piste, comme cela sera illustré ci-après, et qu'il n'a pas besoin

d'être centré sur l'axe du faisceau.

La structure de l'accélérateur de particules 1,

des aimants 3 et 4 de déviation suivant les axes respecti-

vements des x et des y, et du diffuseur 5, est bien connue, et l'unité de commande 9 peut comprendre un dispositif bien

connu, tel qu'un calculateur universel. Les descriptions

détaillees de ces éléments seront ainsi omises. Le premier et le second bloc d'alimentation, respectivement 10 et 11, présentent une structure identique; leur configuration de

circuit sera décrite ci-après.

La Fig. 2 est un schéma de réalisation des premier

et second blocs d'alimentation respectivement 10 et 11.

Chacun est un bloc d'alimentation du type inverseur multiphasé, comprenant une source de tension de courant continu 12, des circuits inverseurs 131 à 13n, et des transformateurs de couplage 141 à 14n connectés aux circuits inverseurs respectifs 131 a 13n. Les transformateurs de couplage 141 à 14 sont connectés en série aux aimants 3 ou

4 de déviation suivant les axes des x ou des y.

Chaque circuit inverseur i31 à 13n comprend quatre transistors 15, 16, 17 et 18, connectés pour former un

inverseur se présentant sous la forme d'un pont monophasé.

Les deux transistors 15 et 16 sont connectés en série entre

les bornes positive et négative de la source de tension 12.

Les deux transistors 17 et 18 sont également connectés en série entre les bornes positive et négative de la source de

tension 12, en parallèle avec les deux transistors 15 et 16.

En d'autres termes, les bornes de courant continu du pont inverseur sont connectées aux bornes positive et négative de la source de tension 12. Les bornes de courant alternatif dupont inverseur, c'est-à-dire le noeud reliant les transistors 15 et 16, et le noeud reliant les transistors 17 et 18, sont connectées, par l'intermédiaire d'une résistance

variable VR1, aux bornes de sortie du circuit inverseur 131.

Les première et seconde extrémités A et B de l'enroulement primaire du transformateur de couplage 141 sont connectées

aux bornes de sortie du circuit inverseur 131.

Les deux transistors 15 et 18 sont mis en circuit

et mis hors circuit simultanément, et les deux transis-

tors 16 et 17 sont, de façon analogue, mis en circuit et mis hors circuit simultanément. Lorsque les transistors 15 et 18 sont en circuit, l'extrémité A du transformateur 141 est positive, et l'extrémité B est négative, alors que, lorsque les transistors 16 et 17 sont en circuit, l'extrémité A est négative et l'extrémité B est positive. La commutation des transistors 15, 16, 17 et 18 dans le circuit inverseur 131 crée ainsi des impulsions de tension positives et négatives dans l'enroulement primaire du transformateur de couplage 141, ce qui induit des impulsions de courant positives et négatives dans son enroulement secondaire. Les transistors des circuits inverseurs 132 a 13n sont, de la même façon, commutés pour créer des impulsions positives et négatives

dans les transformateurs de couplage 142 à 14n.

Les électrodes de base des transistors 15, 16, 17 et 18 sont connectées à l'unité de commande 9, ce qui commande ainsi la commutation des transistors. L'unité de commande 9 commande en conséquence le réglage dans le temps des impulsions obtenues à partir des transformateurs de couplage 141 à 14n, et peut choisir si chaque impulsion est

positive ou négative.

L'amplitude des impulsions obtenues à partir des transformateurs de couplage 141 à 14n dépend de la tension appliquée aux bornes de leurs enroulements primaires, laquelle, à son tour, dépend des valeurs de résistance des résistances variables VR1 à VRn dans les circuits inverseurs 131 à 13n. On fait varier légèrement ces valeurs de résistance d'un circuit inverseur au suivant, de telle sorte que des impulsions d'amplitudes différentes puissent être obtenues. Ceci permet à diverses formes d'onde d'être synthétisées sous la commande de l'unité de commande 9,

comme cela sera expliqué plus loin.

Tout d'abord, la synthèse d'une forme d'onde sinusoidale, qui peut fournir la composante de courant alternatif du courant fourni par le premier ou le second bloc d'alimentation 10 ou 11, sera décrite avec référence aux Fig. 3 et 4. Dans ces dessins, le nombre de circuits inverseurs 13 et de transformateurs de couplage 14 est supposé comme étant de 11 (n = 11), et les valeurs de résistance des résistances variables VR1 à VR1l sont réglées de telle sorte que l'amplitude des impulsions que les circuits inverseurs respectifs 131 à 1311 engendrent varie progressivement à partir d'une faible valeur dans le circuit inverseur 131 jusqu'à une valeur élevée dans le circuit inverseur 136, puis revient vers la faible valeur dans le

circuit inverseur 1311.

La Fig. 3 est un tableau de temps montrant les impulsions obtenues à partir des circuits inverseurs 131 à 13n. Le circuit inverseur 131 est commuté de façon à obtenir des impulsions alternées positives et négatives. Le circuit inverseur 132 est commuté de la même manière que le circuit inverseur 131, mais il est en retard par rapport à celui-ci d'une durée d'impulsion, de telle sorte que chaque impulsion positive ou négative provenant du circuit inverseur 131 est suivie par une impulsion légèrement plus grande du même signe provenant du circuit inverseur 132. De façon analogue, chacune de celles-ci est suivie par une impulsion legèrement plus grande du même signe provenant du circuit inverseur 133 et ainsi de suite jusqu'au circuit inverseur 136, après quoi la dimension des impulsions diminue progressivement dans les circuits inverseurs 137 à

1311.

Si les formes d'onde de sortie des circuits inver-

seurs 131 a 1311 sont combinées, elles s'approchent par approximation d'une forme d'onde sinusoïdale, comme représenté a la Fig. 4. Les impulsions de courant induites dans les enroulements secondaires des transformateurs de couplage 141 à 1411 montrent le même approchement par approximation d'une forme d'onde sinusoïdale. Etant donné que les enroulements secondaires des transformateurs de couplage 141 à 1411 sont connectés en série, il fournissent cette forme d'onde approximativement sinusoïdale aux aimants 3 ou 4 de déviation suivant les axes respectivement

des x ou des y.

On peut faire varier les courants sinusoïdaux fournis aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et aux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, à la fois en amplitude et en phase, comme représenté à la Fig. 5, en prévoyant un nombre suffisamment grand de circuits inverseurs avec des résistances variables présentant différentes valeurs de résistances et en les commutant à des moments appropriés par les signaux de commande provenant de l'unité de commande 9. Si le courant sinusoïdal représenté à la ligne supérieure de la Fig. 5 est fourni aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x, et si le courant sinusoïdal, représenté à la ligne inférieure de la Fig. 5, est fourni aux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, le faisceau ionique 2 sera alors dévié de façon à faire suivre le tracé d'une trajectoire elliptique. Si les deux formes d'onde sont égales en amplitude et déphasées de 90 ,

la trace du faisceau sera circulaire.

On peut obtenir des cercles de différents diamètres en faisant varier l'amplitude des formes d'onde sinusoidales. Par exemple, on peut faire suivre au faisceau quatre trajectoires circulaires concentriques, comme

représenté à la Fig. 6, centrées sur l'axe 0 du faisceau.

Avec une commande appropriée de l'intensité du faisceau, l'intensité étant la plus faible dans le cercle le plus à l'intérieur et la plus élevée dans le cercle le plus à l'extérieur, le résultat sera une irradiation sensiblement uniforme de la totalité du champ circulaire inscrit dans le cercle le plus à l'extérieur, comme dans la technique

antérieure.

Par une commutation appropriée des circuits inverseurs 131 à 13n il est également possible de s'approcher par approximation de formes d'onde présentant une polarisation de courant continu arbitraire, telles que les formes d'onde représentées à la Fig. 7. Pour obtenir la forme d'onde inférieure de la Fig. 7, par exemple, les circuits inverseurs 131 à 13n sont commutés de telle sorte que les transistors 16 et 17 sont toujours hors circuit et que seuls les transistors 15 et 18 sont mis en circuit, en

ne produisant ainsi que des impulsions positives.

La Fig. 8 représente le résultat des formes d'onde de la Fig. 7. Le faisceau suit le tracé d'une trajectoire circulaire, mais le cercle est décalé par rapport à l'axe O du faisceau. On peut faire varier la distance de décalage R et l'angle e en contrôlant les dimensions des deux polarisations de courant continu de la Fig. 7. On peut faire varier le diamètre d du cercle en contrôlant

l'amplitude des formes d'onde sinusoidales de la Fig. 7.

On peut également s'approcher par approximation de formes d'onde non sinusoidales. Par exemple, en ne commutant que l'un des circuits inverseurs 131 à 13n, il est

possible de fournir une onde carrée à l'un des transforma-

teurs de couplage 141 à 14n, comme représenté à la Fig. 9A.

La sortie de courant obtenue à partir de l'enroulement secondaire de ce transformateur de couplage a l'aspect représenté à la Fig. 9B. Bien que la forme d'onde de sortie comprenne une série de segments non-linéaires, elle est sensiblement linéaire pendant de courts intervalles, tels

que t1 et t2 au commencement de chaque segment.

En conséquence, il est possible d'obtenir une forme d'onde de sortie triangulaire en faisant alterner des séries d'impulsions positives augmentant en intensité avec des séries d'impulsions négatives diminuant en intensité, comme a la Fig. 9C. La Fig. 9C représente l'entrée de la

forme d'onde dans les enroulements primaires des transfor-

mateurs de couplage 141 à 14n. La Fig. 9D représente la sortie de la forme d'onde obtenue à partir des enroulements secondaires des transformateurs de couplage 141 à 14n et fournie comme composante de courant alternatif aux aimants 3 ou 4 de déviation suivant les axes respectivement des x ou des y. Si ce type de forme d'onde triangulaire est fourni à la fois aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et aux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, le faisceau ionique 2 se déplacera en va-et-vient sur une ligne droite inclinée suivant un angle qui dépend de l'amplitude relative des deux ondes triangulaires. L'aptitude à engendrer une forme d'onde triangulaire est une caractéristique utile de

la présente invention.

En modifiant legèrement la commutation des circuits inverseurs 131 à 13n, il est possible d'ajouter des polarisations de courant continu aux segments de la forme d'onde triangulaire de la Fig. 9D, en élevant ou abaissant ainsi chaque segment. On peut déplacer les segments ascendants dans une direction en ajoutant une polarisation de courant continu d'une polarité donnée; on peut déplacer les segments descendants dans la direction opposée en ajoutant une polarisation de courant continu de la polarité opposée. De cette manière, des formes d'onde analogues à celle illustrée a la Fig. 9E peuvent être obtanues; dans cet exemple, les segments ascendants sont élevés et les segments descendants sont abaissés. Ces formes d'onde triangulaires modifiées peuvent être utilisées pour obtenir le motif d'irradiation en forme de piste, ce qui est l'une des caractéristiques nouvelles de la présente invention,

comme cela sera expliqué plus loin.

Pour un motif d'irradiation.en forme de piste, deux formes d'onde triangulaires modifiées, présentant des polarisations de courant continu opposées, sont fournies aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et aux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, comme représenté à la Fig. 10. A la Fig. 10, dans la forme d'onde fournie aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x, une polarisation de courant continu négative est ajoutée aux segments

ascendants de la forme d'onde triangulaire, et une polari-

sation de courant continu positive, aux segments descendants, alors que, dans la forme d'onde fournie aux aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, une polarisation de courant continu positive est ajoutée aux segments ascendants et une polarisation de courant continu négative,

aux segments descendants.

La trace du faisceau ionique 2 sur le plan cible 6 devient alors deux lignes parallèles, comme représenté à la Fig. 11. Les valeurs A, AB, B, BB, Ad,, A,, B, et BBI, de la Fig. 10 correspondent aux valeurs marquées de façon analogue à la Fig. 11. Les segments ascendants des formes d'onde, tels que les segments marqués o et <' à la Fig. 10, correspondent au segment SP de la Fig. 11. Les segments descendants des formes d'onde, tels que les segments marqués B et B' de la Fig. 10, correspondent au segment QR de la Fig. 11. Les segments PQ et RS de la Fig. 11 sont des régions de transition,-dans lesquelles la forme d'onde du courant ne change pas instantanément d'une valeur à une autre, comme représenté à la Fig. 10, mais elle est en fait quelque peu arrondie, en amenant le faisceau à se déplacer sensiblement le long des trajectoires indiquées

par les flèches.

Le champ irradié par le faisceau présente ainsi la forme d'une piste oblongue représentée à la Fig. 12. On peut contrôler la longueur de la piste et son inclinaison en faisant varier les amplitudes des formes d'onde fournies aux aimants 3 et 4 de déviation suivant les axes respectivement des x et des y: par exemple, on peut augmenter la dimension suivant l'axe des x de la piste en augmentant Ai et AB de la Fig. 10, et en diminuant Bd et BB. On peut régler l'espacement entre les côtés de la piste et l'intensité du faisceau en faisant varier des différences, telles que la différence entre Ai et AB de la Fig. 10. Un réglage approprié de cet espacement permet a une dose de radiation sensiblement uniforme d'être délivrée sur toute la zone inscrite dans la piste, de telle sorte que des tumeurs qui sont de forme oblongue peuvent être traitées d'une manière efficace, en recevant sensiblement tous les ions produits

par l'accélérateur de particules 1.

La piste n'a pas besoin d'être centrée sur l'axe du faisceau. En superposant une polarisation de courant continu globale sur les formes d'onde fournies aux aimants 3 de déviation suivant l'axe des x et à la paire d'aimants 4 de déviation suivant l'axe des y, il est possible de déplacer la piste vers un emplacement désiré en l'éloignant de l'axe du faisceau, comme représenté à la Fig. 13. Le principe de base est le même que celui illustre aux Figs. 7 et 8. On peut traiter des tumeurs de forme irrégulière en dirigeant des motifs en forme de pistes multiples ou d'autres motifs d'irradiation, tels que le motif circulaire de la Fig. 8, sur différentes parties de la tumeur, pour obtenir une couverture complète. Pratiquement la totalité du faisceau ionique peut être délivrée à la zone de la

tumeur.

Le nouvel appareil d'irradiation par faisceau ionique peut se commuter entre différents motifs d'irradiation, tels que ceux des Figs. 6, 8, 12 et 13, et cela à vitesse élevée, de telle sorte qu'une seance de traitement puisse être réalisée de façon efficace en un

court laps de temps, sans nécessiter de déplacer le patient.

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Un unique appareil peut donc être utilisé pour traiter un nombre de patients supérieur a celui de la technique

antérieure, et cela à un coût par patient inférieur.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit en détail car diverses mofications peuvent y être apportées dans sortir de son cadre. Par exemple, les circuits inverseurs n'ont pas besoin d'avoir les résistances variables, et les bornes de courant alternatif du pont inverseur dans chaque circuit inverseur peuvent être connectées directement aux bornes de sortie du circuit inverseur, et l'on peut faire varier les tensions des signaux appliqués aux bases des transistors, de telle sorte que l'on puisse faire varier les résistances des transistors d'un circuit inverseur à un autre. Cette disposition présente les mêmes effets que les circuits

inverseurs ayant des résistances variables séparées.

Egalement, les premier et second blocs d'alimentation respectivement 10 et 11 peuvent être conçus pour produire des motifs d'irradiation plus complexes que les motifs circulaires et en forme de piste représentés aux Figs. 6, 8, 12 et 13. Plus généralement, les premier et second blocs d'alimentation peuvent présenter toute structure capable de produire des formes d'onde de courant avec des composantes de courant alternatif contrôlables en amplitude et en phase, et des composantes de polarisation de courant continu

contrôlables en signe et en intensité.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Appareil d'irradiation par faisceau ionique, caractérisé en ce qu'il comprend: - un accélérateur de particules (1) destiné à former un faisceau ionique (2); - des aimants (3) de déviation suivant l'axe des x, disposés dans la trajectoire dudit faisceau ionique (2) pour dévier ledit faisceau ionique (2) dans une

direction perpendiculaire à son axe;.

- des aimants (4) de déviation suivant l'axe des y, disposés dans la trajectoire dudit faisceau ionique (2) pour dévier ledit faisceau ionique (2) dans une direction perpendiculaire à son axe et perpendiculaire à la direction dans laquelle il est dévié par lesdits aimants (3) de déviation suivant l'axe des x; - un premier bloc d'alimentation (10) destiné à fournir un courant d'excitation comprenant une composante de courant alternatif et une composante de polarisation de courant continu auxdits aimants (3) de déviation suivant l'axe des x; - un second bloc d'alimentation (11) destiné à fournir un courant d'excitation comprenant une composante de courant alternatif et une composante de polarisation de courant continu auxdits aimants (4) de déviation suivant l'axe des y; et une unité de commande (9) destinée à commander l'amplitude et la phase desdites composantes de courant alternatif ainsi que le signe et l'intensité desdites

composantes de polarisation de courant continu.

2 - Appareil d'irradiation par faisceau ionique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites composantes de courant alternatif sont des formes d'onde triangulaires. 3 - Appareil d'irradiation par faisceau ionique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une polarisation de courant continu d'une polarité donnée est ajoutée aux segments ascendants desdites formes d'onde triangulaires, et qu'une polarisation de courant continu de la polarité opposée est ajoutée aux segments descendants

desdites formes d'onde triangulaires.

4 - Appareil d'irradiation par faisceau ionique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les formes d'onde triangulaires fournies auxdits aimants (3)'de déviation suivant l'axe des x et auxdits aimants (4) de déviation suivant l'axe des y présentent des polarisations

de courant continu opposées.

- Appareil d'irradiation par faisceau ionique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier bloc d'alimentation (10) et ledit second bloc d'alimentation (11) comprennent respectivement: - une source de tension (12); - une pluralité de circuits inverseurs (131 à 13n) connectés en parallèle à ladite source de tension (12) pour recevoir du courant provenant de ladite source de tension (12) et produire différentes tensions, dont la polarité peut être commutée sous la commande de ladite unité de commande (9); - une pluralité de transformateurs de couplage (141 à 14n), dont les enroulements primaires reçoivent les tensions engendrées par les circuits inverseurs respectifs (131 à 13n), et dont les enroulements

secondaires sont connectés en série.

6 - Appareil d'irradiation par faisceau ionique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les circuits inverseurs respectifs (131 à 13n) comprennent une première paire de transistors (15-16) connectés en série entre les bornes positive et négative de ladite source de tension (12) et une seconde paire de transistors (17-18) connectés en série entre les bornes positive et négative de ladite source

de tension (12) en parallèle avec ladite première paire (15-

16), une extrémité de l'enroulement primaire du transfor-

mateur de couplage respectif (141 à 14n) étant connectée à un point situé entre ladite première paire de transistors (15-16), l'autre extrémité de l'enroulement primaire du transformateur de couplage respectif (141 à 14n) etant connectée à un point situé entre ladite seconde paire de transistors (17-18), et les électrodes de base des deux paires de transistors (15-16; 17-18) étant connectées à

ladite unité de commande (9).