JP2000075100A - 荷電粒子照射装置 - Google Patents

荷電粒子照射装置

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JP2000075100A
JP2000075100A JP10245201A JP24520198A JP2000075100A JP 2000075100 A JP2000075100 A JP 2000075100A JP 10245201 A JP10245201 A JP 10245201A JP 24520198 A JP24520198 A JP 24520198A JP 2000075100 A JP2000075100 A JP 2000075100A
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electromagnet
irradiation
charged particle
rotating
irradiation position
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JP10245201A
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English (en)
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Takafumi Nakagawa
▲たか▼文 中川
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Mitsubishi Electric Corp
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077Beam delivery systems
    • A61N5/1079Sharing a beam by multiple treatment stations

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のビーム照射室を小さいスペースに配置
し、偏向電磁石等の構成機器の数を削減して、経済的で
利用効率の高い荷電粒子照射装置を提供する。 【解決手段】 荷電粒子加速装置と荷電粒子ビーム分岐
用電磁石と、多極磁界発生電磁石と、偏向電磁石と、放
射状に配置された複数の治療室と、前記治療室に設置す
るビーム照射用の回転ガントリとを備え、前記回転ガン
トリから出射されたビームを照射する複数の照射位置が
前記ビーム分岐用電磁石を概中心とする円周面上に配置
された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子を照射して
ガン治療を行う装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は例えば「THE TERA PR
OJECT AND THE CENTORE FOR
ONCOLOGICAL HADRON THERA
PY」THE TERA COLLABORATION
second edition(1994)に記載さ
れた従来の荷電粒子照射装置の構成の例を示す図であ
る。図において、11は直線加速装置、12はシンクロ
トロン、13は回転ガントリ照射室、14は固定照射
室、15は別の回転ガントリ照射室、16は偏向電磁
石、17は患者固定用ベッド、18はビーム分岐用電磁
石、19は他の用途の実験室である。
【0003】次に、動作について説明する。直線加速器
11から出射された荷電粒子をシンクロトロン12で所
定のエネルギーまで加速する。所定のエネルギーまで加
速された荷電粒子はシンクロトロン12から放射状にの
びる真空ダクトを通って、患者に荷電粒子ビームを照射
するための部屋(以下、ビーム照射室と記す)13,1
4,15の各部屋へ導かれる。このうち、回転ガントリ
照射室13,15内に設置された回転ガントリでは、偏
向電磁石16でビームの向きを変え、患者固定用ベッド
17の周囲で360度の回転照射することができる。こ
れによって患者を動かさずに患者の照射部位に対して全
方向から照射することができる。照射のコストパフォー
マンスをあげるためにはビーム照射室の数をできるだけ
多くする必要がある。この例では、加速器12を大型に
して、その周囲にビーム照射室を設置することによって
合計6部屋(実験室19を含む)で治療することを可能
にしている。13,14および15のそれぞれの照射室
へは分岐用電磁石18を用いてビームを時間的に振り分
けている。また、通常は同じビーム輸送系を用いるので
13,14および15の照射室でベッドの位置17はほ
ぼ同一平面内になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来は、複数の回転ガ
ントリでの照射位置がほぼ同一平面上で対称になるよう
にビーム輸送系を設計していた。即ち、分岐用電磁石1
8に対して回転ガントリ照射室13と15が対称になる
ように配置するので、分岐用電磁石18から照射位置ま
での距離が長くなり、ビームを輸送するための電磁石の
数が増えたりする。また、設置するのに広いスペースが
要求されるなどの問題点があった。
【0005】また、従来は照射ビームをつくるための加
速器は固定されていたので、複数の照射室へビームを導
く場合、その方向を変えるための電磁石と偏向に伴うビ
ームの変化調整するための電磁石の調整が必要であっ
た。また、分岐用電磁石の偏向角度には限界があるので
分岐する角度が大きくなると複数の分岐電磁石が必要で
あった。このために複数の電磁石とそれを置く広いスペ
ースが必要になり、電磁石の調整が複雑になるという問
題点があった。
【0006】本発明は、従来の荷電粒子照射装置の前記
のような問題点を解決するためになされたものであり、
複数のビーム照射室を小さいスペースに配置し、偏向電
磁石等の構成機器の数を削減して、経済的で利用効率の
高い荷電粒子照射装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成によ
る荷電粒子照射装置は、荷電粒子加速装置と荷電粒子ビ
ーム分岐用電磁石と、多極磁界発生電磁石と、偏向電磁
石と、放射状に配置された複数の治療室と、前記治療室
に設置するビーム照射用の回転ガントリとを備え、前記
回転ガントリから出射されたビームを照射する複数の照
射位置が前記ビーム分岐用電磁石を概中心とする円周面
上に配置されたものである。
【0008】また、本発明の第2の構成による荷電粒子
照射装置は、荷電粒子加速装置と荷電粒子ビーム分岐用
電磁石と、多極磁界発生電磁石と、偏向電磁石と、複数
の治療室と、前記治療室に設置するビーム照射用回転ガ
ントリと、前記荷電粒子加速装置を回転させる装置とを
備え、前記荷電粒子加速装置を回転することによって前
記複数の治療室へ荷電粒子を導くものである。
【0009】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明の第
1の実施の形態による荷電粒子照射装置の構成を示す図
である。図において、41はサイクロトロン等の荷電粒
子加速器、42はビーム分岐用電磁石、43は照射室、
44は照射位置、45は照射位置を含む円筒曲面、46
は回転ガントリ、47は遮蔽壁、48は4極電磁石、4
9は偏向電磁石である。
【0010】次に、動作について説明する。荷電粒子加
速器41で所定のエネルギーに加速された荷電粒子は電
磁石42で治療室43へ分岐される。分岐する場合は磁
場の向きを変えるか、磁場をゼロにして行う。また、分
岐されたビームは照射位置44を中心として垂直面内で
回転する。回転ガントリ46を通して照射位置44へ導
かれる。照射位置44に到達するまでに4極電磁石48
を用いてビーム形状を調整する。また、複数の偏向電磁
石でビームの向きを変えて、照射位置44までビームを
輸送する。図では照射室43は3箇所あるが、これらの
照射装置44はビーム分岐用電磁石42をほぼ中心とす
る円筒曲面45内に配置されている。このような配置に
よれば、ビーム分岐用電磁石42から先のビーム経路長
を短くすることができ、照射装置の設置スペースを小さ
くすることができる。また、ビーム偏向用電磁石の偏向
角を小さくすることができ、電磁石の数も少なくするこ
とができるので、装置の規模をを小さくできることがで
き、調整も容易に行うことができる。
【0011】実施の形態2.図2は本発明の第2の実施
の形態による荷電粒子照射装置の構成を示す図であり、
図1と同じシステムを2つ対向して設置したものであ
る。
【0012】実施の形態3.図3は本発明の第3の実施
の形態による荷電粒子照射装置の構成を示す図であり、
図2と同じガントリ配置であるが、サイクロトロンを1
台にしている。治療のために加速器を稼動する時間は、
治療全体に要する総時間に対して短いので、1台の加速
器を多くの照射室で共用することは大きな利益を生じ
る。
【0013】実施の形態4.図4は本発明の第4の実施
の形態による荷電粒子照射装置の構成を示す図である。
図において、51はサイクロトロン、52はサイクロト
ロン51を回転させるためのテーブルである。サイクロ
トロン51のビーム出射部および各照射室へのビーム輸
送系のビーム入射部には、真空を遮断するビーム透過窓
を設け、それぞれを独立した真空排気系とする。図では
回転ガントリ46はテーブル52を中心に6台配置して
いる。テーブル52の上に乗ったサイクロトロンはテー
ブル52を回転させることによって回転させることがで
きる。サイクロトロン51はテーブル52の中心から偏
芯した位置に取り付ける。患者の搬入や準備で時間がか
かるので、必要な照射室43へサイクロトロン51を回
転することによってビームを供給する。
【0014】このように、加速器51を回転させる構成
は、照射位置44を円筒面上に配置する構成の利点に加
えて、多数の照射室43を更に近接配置することを可能
にし、施設全体をコンパクトに構成することができる。
また、偏向電磁石の数を少なくすることができ、調整が
容易になるので、経済性と稼動率を改善することができ
る。
【0015】実施の形態5.図5は本発明の第5の実施
の形態による荷電粒子照射装置の構成を示す図である。
図において、71はサイクロトロン回転テーブル52を
回転させるための回転機構であり、サイクロトロン51
を垂直面で回転させて3箇所に振り分ける。1箇所は回
転ガントリを設置する治療室、他の2つは固定照射装置
を有する部屋である。サイクロトロン51を回転させて
垂直方向へ導く、また、回転ガントリと反対側の固定照
射室へもサイクロトロン51を回転してビームを導く。
【0016】
【発明の効果】本発明の第1の構成による荷電粒子照射
装置によれば、荷電粒子加速装置と荷電粒子ビーム分岐
用電磁石と、多極磁界発生電磁石と、偏向電磁石と、放
射状に配置された複数の治療室と、前記治療室に設置す
るビーム照射用の回転ガントリとを備え、前記回転ガン
トリから出射されたビームを照射する複数の照射位置が
前記ビーム分岐用電磁石を概中心とする円周面上に配置
されたので、複数のビーム照射室を近接配置して照射装
置の設置スペースを小さくすることができ、偏向電磁石
の数を少なくすることができるので照射装置の経済性と
稼動率を改善することができる。
【0017】また、本発明の第2の構成による荷電粒子
照射装置によれば、荷電粒子加速装置と荷電粒子ビーム
分岐用電磁石と、多極磁界発生電磁石と、偏向電磁石
と、複数の治療室と、前記治療室に設置するビーム照射
用回転ガントリと、前記荷電粒子加速装置を回転させる
装置とを備え、前記荷電粒子加速装置を回転することに
よって前記複数の治療室へ荷電粒子を導くようにしたの
で、第1の構成の効果に加えて複数のビーム照射室を更
に近接配置することができ、偏向電磁石の数を更に減少
させることができるので照射装置の設置スペース、経済
性および稼動率を更に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態による荷電粒子照
射装置の構成を示す図である。
【図2】 本発明の第2の実施の形態による荷電粒子照
射装置の構成を示す図である。
【図3】 本発明の第3の実施の形態による荷電粒子照
射装置の構成を示す図である。
【図4】 本発明の第4の実施の形態による荷電粒子照
射装置の構成を示す図である。
【図5】 本発明の第5の実施の形態による荷電粒子照
射装置の構成を示す図である。
【図6】 従来の荷電粒子照射装置の構成の例を示す図
である。
【符号の説明】
41 サイクロトロン等の荷電粒子加速器、42 ビー
ム分岐用電磁石、43照射室、44 照射位置、45
円筒曲面、46 回転ガントリ、47 遮蔽壁、48
4極電磁石、49 偏向電磁石、51 サイクロトロ
ン、52 テーブル、71 回転機構。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷電粒子加速装置と荷電粒子ビーム分岐
    用電磁石と、多極磁界発生電磁石と、偏向電磁石と、放
    射状に配置された複数の治療室と、前記治療室に設置す
    るビーム照射用の回転ガントリとを備え、前記回転ガン
    トリから出射されたビームを照射する複数の照射位置が
    前記ビーム分岐用電磁石を概中心とする円周面上に配置
    されたことを特徴とする荷電粒子照射装置。
  2. 【請求項2】 荷電粒子加速装置と荷電粒子ビーム分岐
    用電磁石と、多極磁界発生電磁石と、偏向電磁石と、複
    数の治療室と、前記治療室に設置するビーム照射用回転
    ガントリと、前記荷電粒子加速装置を回転させる装置と
    を備え、前記荷電粒子加速装置を回転することによって
    前記複数の治療室へ荷電粒子を導くことを特徴とする荷
    電粒子照射装置。
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