JP2000124000A

JP2000124000A - 荷電粒子ビーム出射方法

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Publication number: JP2000124000A
Application number: JP10294900A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hiramoto; 和夫平本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: EP0994638A1; JP3864581B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な制御で荷電粒子ビームを出射できる荷電
粒子ビーム出射方法を提供することにある。【解決手段】シンクロトロン１内を周回する荷電粒子ビ
ームに高周波印加装置１１により高周波電磁場を印加す
ることにより、シンクロトロン１から荷電粒子ビームを
出射する場合に、シンクロトロン１から出射する荷電粒
子ビームのエネルギーに基づいて、高周波印加装置１１
が発生する高周波電磁場の強度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速器から荷電粒
子ビームを出射する荷電粒子ビーム出射方法に係り、特
に簡単な制御で荷電粒子ビームを出射できる荷電粒子ビ
ーム出射方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】荷電粒子ビーム（以下、ビームという）
を出射する加速器としては、一般にシンクロトロンが知
られており、シンクロトロンにおけるビームの出射方法
については、特開平5−198397 号公報において次のよう
に述べられている。シンクロトロンを周回するビームの
安定限界を四極電磁石を制御することにより一定に保
ち、その状態で荷電粒子ビームに高周波印加装置から高
周波電磁場を印加して安定限界内の荷電粒子ビームを安
定限界外に移動させ、安定限界外へ移動したビームを共
鳴を用いてシンクロトロンから出射する。

【０００３】また、高周波電磁場を用いた上記出射方法
においては、ビームのエネルギーによって高周波電磁場
の周波数を変化させなければビームを効率よく出射でき
ないことも既に知られている。特開平7−14699号公報
は、出射するビームのエネルギーに応じて、ビームに印
加する高周波電磁場の中心周波数と周波数幅を制御する
ことを記載している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
はビームに印加する高周波電磁場の強度の決定方法につ
いて何ら述べられていないが、シンクロトロンからエネ
ルギーの異なるビームを出射する場合に、例えばビーム
に印加する高周波電磁場の強度を一定とすると、ビーム
のエネルギーが高いほどシンクロトロン内を周回するビ
ームを全て出射するのにかかる時間が長くなるというこ
とが新たに分かった。すなわち、ビームのエネルギーが
高いほど単位時間に出射される粒子数が低下することが
分かった。ビームのエネルギーによって、シンクロトロ
ン内を周回するビームを全て出射するのにかかる時間が
変化してしまうと、図８に示すように、シンクロトロン
の運転サイクルのうちビームを出射する期間の長さをビ
ームのエネルギーによって変更しなければならず、シン
クロトロンの制御が複雑になるという問題がある。な
お、図８において、Ｔ１＜Ｔ２である。

【０００５】本発明の目的は、簡単な制御で荷電粒子ビ
ームを出射できる荷電粒子ビーム出射方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、加速器内を周回する荷電粒子ビームに高周
波電磁場を印加することにより、加速器から荷電粒子ビ
ームを出射する荷電粒子ビーム出射方法において、加速
器から出射する荷電粒子ビームのエネルギーに基づい
て、前記高周波電磁場の強度を設定することにある。

【０００７】単位時間に出射される粒子数（ビームの出
射量）は、荷電粒子ビームのベータトロン振動が安定限
界をこえる速さ、すなわち荷電粒子ビームに印加される
高周波電磁場の強度に比例する。従って、荷電粒子ビー
ムのエネルギーに基づいて高周波電場の強度を設定する
ことにより、ビームの出射量を調整し、荷電粒子ビーム
のエネルギーによらずビームの出射量を一定に保つこと
ができる。よって、シンクロトロンの運転サイクルにお
けるビームを出射する期間の長さをビームのエネルギー
によらず一定にすることができ、簡単な制御で荷電粒子
ビームを出射することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下、図面を用いて
本発明の実施例を詳細に説明する。

【０００９】図１は、本発明の好適な一実施例である加
速器システムを示す。

【００１０】本実施例の加速器システムは、約２０Ｍｅ
Ｖの荷電粒子ビーム（以下、ビームという）を入射し、
予め設定されたエネルギーまで加速後、出射するシンク
ロトロン１を有する。

【００１１】図１において、制御装置３からの指示に従
って前段加速器４は約２０ＭｅＶのビームを出射する。
前段加速器４から出射されたビームは、ビーム輸送系を
介して入射器１６に導かれ、入射器１６によりシンクロ
トロン１に入射される。

【００１２】シンクロトロン１は、ビームに高周波の磁
場及び電場（以下、高周波電磁場という）を印加するこ
とによりビームのベータトロン振動振幅を増加させる高
周波印加装置１１，ビームの軌道を曲げる偏向電磁石１
２，ビームのベータトロン振動を制御する四極電磁石１
３，ビーム出射時の共鳴を励起するための六極電磁石１
４，ビームにエネルギーを与える、すなわちビームを加
速する高周波加速空胴１５，ビームをシンクロトロン１
に入射する入射器１６及びビームをシンクロトロン１か
ら出射する出射用デフレクター１７により構成される。
これらの機器のうち、六極電磁石１４，高周波印加装置
１１及び出射用デフレクター１７は、ビームを出射する
過程でのみ使用する。

【００１３】制御装置３は、シンクロトロン１内を周回
中のビームのエネルギーに応じて、電源２１から偏向電
磁石１２に供給する電流の値を電源２１に指示する。電
源２１は制御装置３から指示された値の電流を偏向電磁
石１２に供給する。偏向電磁石１２は電源２１より供給
された電流に応じて磁場を発生する。なお、図１では、
電源２１から１つの偏向電磁石１２にのみ電流が供給さ
れているように示しているが、その他の偏向電磁石１２
にも同じ電流が供給される（後述する四極電磁石１３及
び六極電磁石１４も同様）。入射器１６によりシンクロ
トロン１に入射されたビームは、シンクロトロン１内を
周回する過程で偏向電磁石１２により軌道が曲げられ
る。

【００１４】四極電磁石１３には、水平方向にビームを
収束させて垂直方向にビームを発散させるようにビーム
の軌道勾配をかえる四極電磁石と、水平方向にビームを
発散させて垂直方向にビームを収束させるようにビーム
の軌道勾配をかえる四極電磁石とがある。この四極電磁
石１３にも偏向電磁石１２と同様に電源２１から電流が
供給されるが、この電流値は制御装置３がシンクロトロ
ン１内を周回中のビームのエネルギーに応じて指示して
いる。このような四極電磁石１３により、ビームはシン
クロトロン１内をベータトロン振動をしながら周回し、
そのベータトロン振動の振動数は、四極電磁石１３の励
磁量により制御される。入射と加速の過程でビームを安
定に周回させるには、シンクロトロン１における１周あ
たりのベータトロン振動数（以下、チューンという）を
共鳴が生じない値にしておく必要があり、特に次数の低
い共鳴を起こすチューンから離しておく必要がある。本
実施例では水平方向チューンνｘが１.７５、垂直方向
チューンνｙが１.２５になるように四極電磁石１３の
励磁量を制御装置３及び電源２１により制御する。

【００１５】この状態でビームはシンクロトロン１内を
安定に周回するが、その過程で高周波加速空胴１５から
ビームに高周波電場が印加されることにより、ビームに
エネルギーが与えられ、ビームは加速される。高周波加
速空胴１５から印加される高周波電場の周波数は、周回
するビームの周波数の整数倍（ｎ倍）に設定される。こ
の高周波加速空胴１５にも制御装置３により指示された
値の電流が、電源２１より供給される。ビームはこの高
周波電場の周波数に同期するように、周回方向にｎ個の
塊状（バンチ状）になってシンクロトロン１内を周回す
る。

【００１６】また、高周波加速空胴１５によりビームを
加速していくときには、偏向電磁石１２及び四極電磁石
１３各々の磁場強度比を一定に保ちつつ磁場強度を増加
させる。そのことにより、偏向電磁石１２では、ビーム
のエネルギー増加による遠心力の増加と、偏向電磁石１
２の磁場強度の増加による向心力増加とが釣り合い、エ
ネルギーが増加してもビームは同一軌道上を周回する。

【００１７】シンクロトロン１内を周回するビームのエ
ネルギーが、オペレータが制御装置３に入力した目標エ
ネルギーまで増加したら、次にシンクロトロン１からビ
ームを出射する。ビームを出射するまでの手順を図２の
フローチャートに示す。まず、高周波加速空胴１５によ
るビームへのエネルギーの付与を停止する（ステップ２
１）。エネルギーの付与を停止することによりビームは
バンチ状から連続状ビームになる。次に電源２１により
四極電磁石１３を制御して、水平方向チューンνｘを
１.６７６に設定する（ステップ２２）。続いて、六極
電磁石１４にビームを共鳴させるための電流を流す（ス
テップ２３）。六極電磁石１４に流す電流は、シンクロ
トロン１内を周回中のビームのうちベータトロン振動振
幅の大きな粒子が安定限界内に納まる程度の値とし、そ
の値は予め計算により求めておくか、或いは出射の運転
の繰返しを通じて求める。次に、高周波印加装置１１に
よりビームに高周波電磁場を印加する（ステップ２
４）。なお、高周波印加装置１１については後述する。
高周波電磁場が印加されることによりビームの軌道勾配
が変化し、ビームのベータトロン振動振幅が増加する。
ベータトロン振動振幅が増加して安定限界をこえたビー
ムは、共鳴によりベータトロン振動振幅が急激に増加す
る。ベータトロン振動振幅が増加したビームは出射用デ
フレクター１７によりシンクロトロン１から出射される
（ステップ２５）。

【００１８】図３は、高周波印加装置１１，電源２２及
び制御装置３を示す。図３において、制御装置３は、出
射するビームのエネルギーＥ及びビームの出射を開始し
てから終わるまでの時間Ｔに基づいて、高周波印加装置
１１に供給する交流電圧の振幅の２乗平均の平方根Ｖ
（以下、電圧振幅Ｖという）、交流電圧の中心周波数ｆ
ｃ及び周波数幅ΔＢＷを決定する。電圧振幅Ｖ，中心周
波数ｆｃ及び周波数幅ΔＢＷは、エネルギーＥ及び時間
Ｔの様々な値に対応づけて制御装置３に記憶しておき、
制御装置３は、オペレータにより入力されるエネルギー
Ｅ及び時間Ｔに基づいて電圧振幅Ｖ，中心周波数ｆｃ及
び周波数幅ΔＢＷを決める。なお、電圧振幅Ｖは、時間
の経過に応じてその値が増加するよう設定されている。
また、電圧振幅Ｖと高周波電磁場の強度とは比例関係に
ある。

【００１９】ここで、制御装置３に記憶される電圧振幅
Ｖ，中心周波数ｆｃ及び周波数幅ΔＢＷの値について説
明する。ビームのエネルギーがＥの時の周回周波数をfr
sとすると、高周波印加装置１１に供給する交流電圧に
は０.６６frs から０.７０frs 程度の周波数帯域を含む
周波数スペクトルを持たせる。即ち、中心周波数ｆｃを
０.６８frs とし周波数幅ΔＢＷが０.０２frs となる周
波数スペクトルを持たせる。高周波印加装置１１に供給
する交流電圧にこのような周波数成分を持たせる理由
を、以下に説明する。なお、周回周波数frs は、エネル
ギーＥから求められる。

【００２０】シンクロトロン１内を周回するビームのう
ち、ベータトロン振動振幅が極めて小さいビ−ムのチュ
ーンは四極電磁石１３で設定した１.６７６となってい
るが、共鳴発生用の六極電磁石１４の作用によって安定
限界近くのベータトロン振動振幅をもったビームのチュ
ーンは１.６６６となっている。従って、シンクロトロ
ン１内を周回するビームのチューンは１.６６６〜１.６
７６の間に連続的に分布する。一方、ビームのベータト
ロン振動振幅を増加させるためには、高周波電磁場の周
波数が以下の（数１）或いは（数２）の周波数である必
要がある。

【００２１】ｆ＝周回周波数×（整数＋チューンの小数部） …（数１）ｆ＝周回周波数×（整数−チューンの小数部） …（数２）本実施例では、上記（数１）において整数＝０として高
周波電磁場の周波数を決定している。すなわち、チュー
ンが１.６６６のビームに必要とされる高周波電磁場の
周波数ｆは、ｆ＝frs×（０＋０.６６６）＝０.６６６f
rsとなる。また、チューンが１.６７６のビームに必要
とされる高周波電磁場の周波数ｆは、ｆ＝frs×（０＋
０.６７６）＝０.６７６frsとなる。前述の通り、本実
施例の高周波印加装置１１に供給する交流電圧は０.６
６frsから０.７０frs程度の周波数帯域を含む周波数ス
ペクトルを持つので、チューンが０.６６６〜０.６７６
のビームのベータトロン振動振幅を増加させるのに必要
な周波数成分を含んでいる。すなわち、シンクロトロン
１内を周回する全てのビームのベータトロン振動振幅を
増加させることができる。なお、高周波印加装置１１に
供給される交流電圧の周波数成分は、高周波印加装置１
１が発生する高周波電磁場の周波数成分と等しい。

【００２２】また、ベータトロン振動の共鳴に２次共鳴
を用いる場合には、中心周波数ｆｃを０.５frsとし、周
波数幅ΔＢＷは前述の周波数幅ΔＢＷと同様に０.０２f
rsにすればよい。

【００２３】一方、高周波印加装置１１に供給する交流
電圧の電圧振幅Ｖは、シンクロトロン１内を周回するビ
ームの出射を開始してから終わるまでの時間をＴ、ビー
ムのエネルギーをＥ、ビームの周回周波数をfrs 、高周
波電磁場の周波数幅をΔＢＷ、高周波印加装置１１を構
成する平板電極１１１及び１１２の間隔をｄとして、
（数３）で表わせることが新たに分かった。

【００２４】Ｖ²∝（ｄ²ＥΔＢＷ）／（Ｔfrs²） …（数３）（数３）において、間隔ｄは実測値、エネルギーＥはオ
ペレータにより入力された設定値、周波数幅ΔＢＷは前
述の値、時間Ｔも設定値、周回周波数frs はエネルギー
Ｅに基づいて計算した値をそれぞれ用いれば、電圧振幅
Ｖを求めることができる。この（数３）より、エネルギ
ーＥが高いほど、電圧振幅Ｖを大きくしなければならな
いことがわかる。

【００２５】しかしながら、上記（数３）に基づいて求
めた電圧振幅Ｖの交流電圧を高周波印加装置１１に供給
し続けても、シンクロトロン１から単位時間に出射され
る粒子数（以下、ビームの出射量という）は時間の経過
とともに減少する。すなわち、（数３）は、安定限界内
に十分な数の粒子が存在することを前提に求められた数
式であり、時間の経過とともに安定限界内の粒子数が減
少すると、シンクロトロン１からのビームの出射量も減
少する。そこで本実施例では、時間の経過とともに電圧
振幅Ｖを増加させる。つまり、ビームの出射量は安定限
界内にある粒子数とビームのベータトロン振動が安定限
界をこえる速さの積に比例するから、時間の経過ととも
に安定限界内にある粒子数が減っても、ビームに加える
高周波電磁場の強度（電圧振幅Ｖ）を増加していくこと
でビームのベータトロン振動が安定限界をこえる速さを
速くし、単位時間当たりに出射される粒子数を一定に保
つことができる。なお、この電圧振幅Ｖを増加させるパ
ターンは、予め計算によって求めておく。

【００２６】このようにして求められた電圧振幅Ｖのパ
ターンは、間隔ｄ，エネルギーＥ，周波数幅ΔＢＷ，時
間Ｔ及び周回周波数frs の様々な値に対応づけて制御装
置３に複数記憶される。

【００２７】制御装置３は、決定した電圧振幅Ｖを増幅
器２２４へ、中心周波数ｆｃを発振器２２１へ、そして
周波数幅ΔＢＷを発振器２２２へそれぞれ出力する。発
振器２２１は入力された中心周波数ｆｃと等しい周波数
の交流電圧（正弦波）を乗算器２２３に出力する。一
方、発振器２２２は、入力された周波数幅ΔＢＷに基づ
いて、０〜±ΔＢＷの周波数成分を有する交流電圧を乗
算器２２３に出力する。乗算器２２３は、入力された２
つの交流電圧を乗算し、その結果を増幅器224に出力す
る。この出力電圧は、ｆｃ−ΔＢＷ〜ｆｃ＋ΔＢＷの周
波数成分を有する交流電圧となる。増幅器２２４は、乗
算器２２３から入力された交流電圧の振幅が、制御装置
３から入力される電圧振幅Ｖのパターンと等しくなるよ
うに、交流電圧を増幅していき、その交流電圧を高周波
印加装置１１の平板電極１１１及び１１２に出力する。
なおこの交流電圧は、平板電極１１１及び１１２に対し
逆位相で供給される。

【００２８】平板電極１１１，１１２は、供給された交
流電圧に応じて高周波電磁場を発生し、シンクロトロン
１内を周回するビームに印加する。平板電極１１１及び
112により発生される電場及び磁場の向きは、それぞれ
図３に示す方向となる。なお、電場及び磁場の強度は、
交流電圧の振幅の増加に伴って強くなっていく。

【００２９】以上説明したように、ビームのエネルギー
Ｅに基づいて平板電極１１１，１１２に印加する交流電
圧の周波数成分を決めることにより、ビームのエネルギ
ーが変わっても、シンクロトロン１内を周回する全ての
ビームを効率よく出射することができる。また、ビーム
のエネルギーＥ及びビームの出射にかける時間Ｔに基づ
いて交流電圧の電圧振幅Ｖのパターンを決めることによ
って、ビームのエネルギーＥが変わっても、時間Ｔの間
にシンクロトロン１内のビームを全て出射でき、つまり
ビームのエネルギーＥが変わっても、ビームの出射量を
一定にすることができる。すなわち、図７に示すよう
に、ビームのエネルギーＥによらず、シンクロトロン１
内を周回するビームを同じ時間Ｔで出射することができ
る。図７において、Ｔ１＝Ｔ２である。よって、シンク
ロトロン１から出射するビームのエネルギーによらず、
シンクロトロンの運転サイクルのうちビームを出射する
期間の長さＴを一定にすることができ、シンクロトロン
の制御が簡単になるなお、以上説明した本実施例では、
交流電圧の周波数成分を２つの発振器２２１，２２２と
乗算器２２３により得たが、広い周波数成分からフィル
タで必要周波数成分を選ぶ方法や、多周波数成分を同時
に加える方法、ほかには、単一周波数を時間的に変化さ
せる方法等を用いても良い。

【００３０】（実施例２）図４は、実施例１の加速器シ
ステムを用いて、がん患者の治療を行う治療システムを
示す。以下、本実施例について、実施例１の加速器シス
テムに新たに付加した構成を中心に説明する。

【００３１】図４において、回転照射装置５は、シンク
ロトロン１から出射されたビームを入射する。回転照射
装置５に入射されたビームは、偏向電磁石５１，５２，
四極電磁石５３により軌道が調節され、走査電磁石５
４，５５に導かれる。なお、偏向電磁石５１，５２，四
極電磁石５３には、制御装置３からの指示に従って電源
５７から電流が供給される。

【００３２】走査電磁石５４，５５には、電源５８から
位相が９０度ずれた正弦波の電流がそれぞれ供給され
る。そのため走査電磁石５４，５５に導かれたビームは
がん患者の患部位置において円形に走査されて照射され
る。線量モニタ５６は、ビームの照射線量を測定し、測
定結果を制御装置３に出力する。線量モニタ５６の出力
は、制御装置３において予め設定された目標照射線量と
比較され、ビームの照射線量が目標照射線量に達したか
否かの判定に用いられる。

【００３３】また、本実施例の治療システムは、回転照
射装置５に電流モニタ５９を備えている。電流モニタ５
９はシンクロトロン１から出射されたビームの電流を測
定し、電流測定値を電源２２に出力する。図５に示すよ
うに、電流モニタ５９の出力である電流測定値は、電源
２２において比較器２２５に入力される。比較器225に
は予めオペレータにより設定された電流目標値も入力さ
れ、電流測定値と比較される。比較の結果、電流目標値
の方が大きかった場合には増幅器２２４による増幅度を
上げ、電流目標値の方が小さかった場合には増幅器２２
４の増幅度を下げるように増幅器２２４を制御する。

【００３４】本実施例のように、患部位置でビームを円
形に走査して照射する照射方法に、実施例１で説明した
シンクロトロン１が出射するビームを用いることによ
り、走査電磁石５４，５５によるビームの走査速度をビ
ームのエネルギーによらず一定にすることができる。す
なわち、従来のシンクロトロンでは、前述したように出
射するビームのエネルギーによってビームの出射量が異
なっていたため、ビームのエネルギーが低くてビームの
出射量が多い場合には、その分走査電磁石によるビーム
の走査速度を早くしなければならなかった。しかしなが
ら、本実施例のシンクロトロン１は、ビームのエネルギ
ーによらずビームの出射量が一定であるため、走査電磁
石５４，５５による走査速度を変化させる必要がなく、
従って、走査電磁石５４，５５に供給する電流も変えな
くて良い。よって、簡単な制御で患部にビームを照射す
ることができる。

【００３５】なお、本実施例ではビームを円形に走査す
る場合について説明したが、円形に走査する場合に限ら
ず、ビームを走査するものであればどのような方法に対
しても同様の効果を生じる。

【００３６】（実施例３）本実施例の治療システムにつ
いて、実施例２と異なる点を説明する。本実施例では、
図６に示すように、ビームを患部に照射する際に患部を
ビームの進行方向に複数の層状の領域Ｌ１〜Ｌ９（以
下、層Ｌ１〜Ｌ９と呼ぶ）に分け、更にその層Ｌ１〜Ｌ
９を複数の領域Ａ１１，Ａ１２…に分けて、その領域毎
にビームを照射する。なお、本治療システムの装置構成
は、実施例２の治療システムと同様である。

【００３７】本実施例において、各層にビームを照射す
る場合には、その層の位置にブラッグピークが来るよう
なエネルギーのビームを照射する。従って、層Ｌ９から
層Ｌ１へと層の位置が浅くなるにつれて、照射されるビ
ームのエネルギーは低くなる。このようにビームを照射
する層によってビームのエネルギーを変更する場合で
も、本実施例によればビームの出射量を一定にできる。

【００３８】各層において、ビームを照射する領域Ａ１
１，Ａ１２…を変更する場合には、高周波印加装置１１
からビームに印加する高周波電磁場の強度を低下させ
て、シンクロトロン１から出射されるビームの量を例え
ば１／１０に減少させる。そうすることにより、ビーム
を照射する領域を変更しているときに照射される照射線
量を減少させることができ、余分な照射を低減できる。

【００３９】また、ビームを照射する領域を変更する場
合に、ビームに対する高周波電磁場の印加を停止して、
シンクロトロン１からのビームの出射を停止すれば、照
射領域を変更する際の余分な照射をなくすことができ
る。

【００４０】本実施例のように、照射領域を変更する際
にビームの出射量を低下させる、或いはビームの出射を
停止させる場合に、ビームのエネルギーによらずビーム
の出射量が一定ならば、ビームの照射線量をより正確に
制御可能である。すなわち、出射量を低下、或いは出射
を停止するのにも、ある一定の時間が必要であり、その
間にも多少はビームが照射される。従来のシンクロトロ
ンのように、ビームのエネルギーによってビームの出射
量が異なると、出射量を低下、或いは出射を停止させる
間に照射されるビームの量がエネルギーによって異なっ
てしまうため、その点も考慮してビームの照射を行わな
ければならない。しかし、本実施例によれば、ビームの
エネルギーによらずビームの出射量を一定にできるた
め、出射量を低下、或いは出射を停止する間に照射され
るビームの量もエネルギーによらず一定となり、その値
も予め求めることが可能なので、照射線量を正確に制御
できる。

【００４１】以上説明した各実施例では、ビームの出射
を開始してから終了するまでの時間Ｔは、０.５秒程度
とする。ただし、呼吸に同期して移動する肺や肝臓を治
療する場合には、呼吸の静止期にのみビームを出射する
必要があるので、時間Ｔは、０.２秒程度に設定するの
が望ましい。本実施例では、このような時間の設定も容
易に行うことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な制御で荷電粒子ビームを出射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例である加速器システム
の構成図である。

【図２】荷電粒子ビームを出射するまでの手順を示すフ
ローチャートである。

【図３】図１の高周波印加装置１１及び電源２２の構成
図である。

【図４】本発明の他の実施例である治療システムの構成
図である。

【図５】図４の高周波印加装置１１及び電源２２の構成
図である。

【図６】本発明の他の実施例である治療システムにおけ
る、患部への荷電粒子ビームの照射方法を示す図であ
る。

【図７】本発明によるシンクロトロンの運転サイクルを
示す図である。

【図８】従来のシンクロトロンの運転サイクルを示す図
である。

【符号の説明】

１…シンクロトロン、３…制御装置、４…前段加速器、
１１…高周波印加装置、１２…偏向電磁石、１３…四極
電磁石、１４…六極電磁石、１５…高周波加速空胴、１
６…入射器、１７…出射用デフレクター、２１，２２…
電源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加速器内を周回する荷電粒子ビームに高周
波電磁場を印加することにより、加速器から荷電粒子ビ
ームを出射する荷電粒子ビーム出射方法において、加速器から出射する荷電粒子ビームのエネルギーに基づ
いて、前記高周波電磁場の強度を設定することを特徴と
する荷電粒子ビーム出射方法。
【請求項２】前記高周波電磁場の強度は、前記エネルギ
ーが高いほど強くすることを特徴とする請求項１記載の
荷電粒子ビーム出射方法。
【請求項３】前記高周波電磁場の強度は、荷電粒子ビー
ムの出射を開始してから終了するまでの間、徐々に増加
することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム出
射方法。
【請求項４】加速器から出射された荷電粒子ビームを患
部に照射する際に、荷電粒子ビームを患部位置において
走査する荷電粒子ビーム照射方法であって、前記加速器からの荷電粒子ビームの出射を、請求項１乃
至３のいずれかに記載の荷電粒子ビーム出射方法により
行うことを特徴とする荷電粒子ビーム照射方法。
【請求項５】加速器から出射された荷電粒子ビームを患
部に照射する際に、前記患部を複数の領域に分けてその
領域毎に荷電粒子ビームを照射し、かつ荷電粒子ビーム
を照射する領域を変更するときに荷電粒子ビームの照射
を停止する荷電粒子ビーム照射方法であって、前記加速器からの荷電粒子ビームの出射を、請求項１乃
至３のいずれかに記載の荷電粒子ビーム出射方法により
行うことを特徴とする荷電粒子ビーム照射方法。