JP2000202047A - 荷電粒子ビ―ム照射方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】荷電粒子ビームを照射する方向を変えたときで
も、患部（標的）に対して正確に荷電粒子ビームを照射
することができる荷電粒子ビーム照射方法及び装置を提
供することにある。 【解決手段】シンクロトロン１から出射された荷電粒子
ビームを、回転照射装置２により照射対象の内部にある
標的に対して複数の方向から照射する場合において、回
転照射装置２により標的に対する荷電粒子ビームの照射
の方向を変更するときに、シンクロトロン１において荷
電粒子ビームのエネルギーを照射対象における標的の深
さ位置に応じて変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームを
照射対象の内部にある標的に対して複数の方向から照射
する荷電粒子ビーム照射方法及び装置に係り、特に荷電
粒子ビームを照射する方向を変えたときでも標的に対し
て正確に荷電粒子ビームを照射することができる荷電粒
子ビーム照射方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】荷電粒子ビーム（以下、ビームという）
を照射対象の内部にある標的に照射する代表的な例とし
ては、患者の体内にあるがん細胞（以下、患部という）
にビームを照射する場合が挙げられる。なお、この場
合、照射対象が患者に相当し、標的が患部に相当する。

【０００３】ビームを患者体内に位置する患部に対して
照射する場合、ビームが患部に達するまでに通過する正
常な部位にもビームは照射される。ビームが多量に照射
されると正常な部位の細胞が破壊されてしまうため、正
常な部位へのビームの照射線量はできるだけ低くするこ
とが望まれている。

【０００４】正常な部位へのビームの照射線量を低下さ
せる照射方法として、回転照射装置を用いた照射方法が
知られている。この照射方法によれば、患部を中心に患
部の周りを回転可能な回転照射装置により、患部に対し
て複数の方向からビームを照射することができる。複数
の方向からビームを照射することにより、ビームが照射
される正常な部位の範囲は広がるが、正常な部位に照射
される線量を広範囲に分散させることにより、正常な部
位における照射線量を低下させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のよう
に、ビームを複数の方向から照射するときには、ほとん
どの場合、ビームを照射する方向（以下、照射方向とい
う）を変更すると体表からの患部の深さ方向の位置が変
化してしまう。すなわち、どの方向からでも体表からの
深さ位置が等しいという患部は実際にはほとんどなく、
照射方向を変更すると体表からの患部の深さ位置は変化
する。

【０００６】このように照射方向を変更すると体表から
の患部の深さ位置が変化するため、照射方向を変更した
ときに、変更前と同様のビームでは患部に対して正確に
ビームを照射することができない。従来技術ではこの問
題について何ら考慮されていなかった。

【０００７】本発明の目的は、荷電粒子ビームを照射す
る方向を変えたときでも、患部（標的）に対して正確に
荷電粒子ビームを照射することができる荷電粒子ビーム
照射方法及び装置を提供することにある。

【０００８】

【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、照射対象の内部にある標的に対して複数の
方向から荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム照射
方法において、前記標的に対する荷電粒子ビームの照射
の方向を変更するときに、荷電粒子ビームのエネルギー
を変更することことにある。

【０００９】本発明によれば、標的に対して複数の方向
から荷電粒子ビームを照射するため、照射対象において
荷電粒子ビームが標的に到達するまでに照射されてしま
う標的以外の部分の照射線量を分散させることができ、
また、標的に対する荷電粒子ビームの照射方向を変更す
るときに荷電粒子ビームのエネルギーを変更するため、
標的に対する荷電粒子ビームの照射方向を変更したこと
による照射対象表面からの標的の位置の変化に対応する
ことができ、標的を正確に照射することができる。

【００１０】具体的な例として患者体内に位置する患部
に荷電粒子ビームを照射する場合について説明すると、
患部に対して複数の方向から荷電粒子ビームを照射する
ため、荷電粒子ビームが患部に到達するまでに照射され
てしまう正常な部位における照射線量を分散させること
ができ、また、患部に対する荷電粒子ビームの照射方向
を変更するときに荷電粒子ビームのエネルギーを変更す
るため、荷電粒子ビームの照射方向を変更したことによ
る患部の深さ方向の位置の変化に対応することができ、
患部を正確に照射することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を詳細に説明する。

【００１２】（実施例１）図１は、本発明の好適な一実
施例である荷電粒子ビーム照射装置を示す。本実施例の
荷電粒子ビーム照射装置は、シンクロトロン１で加速し
た荷電粒子ビーム（以下、ビームという）を回転照射装
置２から出力して患者の患部にビームを照射するもので
あり、回転照射装置２は回転軸を中心に回転することに
よって複数の方向から患部にビームを照射可能である。

【００１３】図１において、まず治療計画装置５が、Ｃ
Ｔ装置（図示せず）により患者の患部を撮影した画像か
ら、患者体内における患部の位置及び患部の３次元形状
を求め、求めた位置及び３次元形状に基づいて、患部に
ビームを照射する方向（以下、照射方向という）と照射
線量の目標値を決定する。なお、本実施例では、図２に
示すように照射方向Ａ及び照射方向Ｂの２方向から患部
にビームを照射する。更に治療計画装置５は、照射方向
Ａの基準位置からの傾斜角度φＡ，照射方向Ａにおける
患部の下部形状，患部の水平方向形状，患部の深さ位
置、及び患部の厚みを求めると共に、照射方向Ｂの基準
位置からの傾斜角度φＢ，照射方向Ｂにおける患部の下
部形状，患部の水平方向形状，患部の深さ位置、及び患
部の厚みを求める。なお、ここでいう患部の水平方向形
状とは、ビームの進行方向に対して垂直な方向における
患部の形状であり、患部の深さ位置とは、体表から患部
下部までの最長距離である。

【００１４】治療計画装置５によって求められた患部の
厚みに応じて、照射方向Ａ，Ｂ各々に対してリッジフィ
ルタ２０４Ａ，２０４Ｂが作製される。また、求められ
た患部の下部形状に応じて、照射方向Ａ,Ｂ各々に対し
てボーラス２０６Ａ,２０６Ｂが作製され、更に、患部
の水平方向形状に応じてコリメータ２０７Ａ，２０７Ｂ
が作製される。作製されたリッジフィルタ２０４Ａ，２
０４Ｂは回転テーブル２０４Ｃに設置され、ボーラス２
０６Ａ，２０６Ｂとコリメータ２０７Ａ，207Bは回転テ
ーブル２０６Ｃに設置される。治療計画装置５は、制御
装置３に対して、照射方向Ａ，Ｂの基準位置からの傾斜
角度φＡ，φＢ，照射方向Ａ，Ｂに対応した患部の深さ
位置及び照射線量の目標値を出力する。

【００１５】制御装置３は、治療計画装置５から入力さ
れた患部の深さ位置に基づいて、照射方向Ａから患部に
照射するビームのエネルギーＥＡ、及び照射方向Ｂから
患部に照射するビームのエネルギーＥＢを決定する。ま
た、シンクロトロン１においてビームをエネルギーＥ
Ａ，ＥＢまで加速するために必要とされる、偏向電磁石
１２，四極電磁石１３，高周波加速空胴１５の各々に供
給する電流値のパターン、及びエネルギーＥＡ，ＥＢの
ビームを出射するために必要とされる、高周波印加装置
１１，六極電磁石１４に供給する電流値を計算する。計
算された各電流値は、各装置毎にエネルギーＥＡ，ＥＢ
に対応させて制御装置３に記憶され、加速時や出射時に
電源１８或いは電源１９に出力される。

【００１６】本実施例の荷電粒子ビーム照射装置では、
まず照射方向Ａから患部に対してビームを照射する。最
初に、制御装置３からモータ２１に傾斜角度φＡが出力
され、モータ２１はガントリー２２を傾斜角度φＡまで
回転する。よって、回転照射装置２は照射方向Ａから患
部にビームを照射できる位置に移動される。また、制御
装置３は、回転テーブル２０４Ｃ，２０６Ｃの各々に対
して、リッジフィルタ２０４Ａ，ボーラス２０６Ａ、及
びコリメータ２０７Ａをビームの軌道上に配置するよう
に指示を送る。指示を受けた回転テーブル２０４Ｃ，２
０６Ｃは、リッジフィルタ２０４Ａ，ボーラス２０６
Ａ、及びコリメータ２０７Ａがビームの軌道上に配置さ
れるように回転する。

【００１７】図３は、回転テーブル２０６Ｃと、回転テ
ーブル２０６Ｃに設置されたボーラス２０６Ａ，２０６
Ｂ及びコリメータ２０７Ａ，２０７Ｂを示す。図３に示
されるように、回転テーブル２０６Ｃの回転軸とビーム
の軌道とはずれており、回転テーブル２０６Ｃが回転す
ることにより、ボーラス２０６Ａ及びコリメータ207A
と、ボーラス２０６Ｂ及びコリメータ２０７Ｂとをビー
ムの軌道上に配置することができる。なお、回転テーブ
ル２０４Ｃも回転テーブル２０６Ｃと同様の構成となっ
ている。

【００１８】次に、制御装置３は前段加速器４に出射指
令を出力する。前段加速器４は、制御装置３からの出射
指令に従って低エネルギー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
シンクロトロン１の入射器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。

【００１９】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。

【００２０】制御装置３は、エネルギーＥＡに対応づけ
て記憶されている偏向電磁石１２に供給する電流値のパ
ターンに基づいて、偏向電磁石１２に供給する電流の値
を電源１８に指示する。電源１８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１８より供給された電流に応じて磁場を発
生する。なお、偏向電磁石１２に供給される電流の値
は、シンクロトロン１内を周回するビームのエネルギー
に応じて変化するように設定されている。また、図１で
は、電源１８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１
３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、偏向電磁石１２に
より軌道が曲げられることによりシンクロトロン１内を
周回する。

【００２１】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１８から電流が
供給されるが、この電流値は制御装置３が記憶している
エネルギーＥＡに対する電流値のパターンに基づいて決
められている。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，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１８により制御す
る。

【００２２】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においてエネル
ギーＥＡに対応づけて記憶された電流値が電源１８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。

【００２３】なお、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の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
１２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。

【００２４】シンクロトロン１内を周回するビームのエ
ネルギーが、エネルギーＥＡ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
ときには、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。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１８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。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電源
１８より流す。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られて、制御装置３に記憶さ
れている。次に、制御装置３からの指示により電源１９
から高周波印加装置１１に電流が供給され、高周波印加
装置１１はビームに高周波電磁場を印加する。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超えたビームは、
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。

【００２５】シンクロトロン１から出射されたビーム
は、回転照射装置２に入力される。回転照射装置２にお
いて、入力されたビームは偏向電磁石２３により軌道が
曲げられ、かつ四極電磁石２４によってベータトロン振
動が調節されて出射ノズル２０に導かれる。出射ノズル
２０に導かれたビームは、まず走査電磁石２０１，202
の磁極間を通過する。走査電磁石２０１，２０２には位
相の９０度ずれた正弦波交流電流が電源２０１Ａ，２０
２Ａより供給されており、走査電磁石２０１，２０２の
磁極間を通過するビームは、走査電磁石２０１，２０２
が発生する磁場により偏向され、患部位置において円形
に走査される。

【００２６】走査電磁石２０１，２０２を通過したビー
ムは、次に散乱体２０３により散乱されて、ビームの径
が拡大される。続いて、ビームはリッジフィルタ２０４
Ａを通過する。リッジフィルタ２０４Ａはビームのエネ
ルギーを決められた割合で減衰させ、ビームのエネルギ
ーに患部の厚さに応じた分布をもたせる。次にビームは
線量モニタ２０５により線量が計測される。線量モニタ
２０５により計測されたビームの線量は、制御装置３に
出力される。線量モニタ２０５を通過したビームは、ボ
ーラス２０６Ａに入力され、ビームは患部の下部形状に
応じたエネルギー分布となる。ボーラス２０６Ａを通過
したビームはコリメータ２０７Ａにより患部の水平方向
形状に成形された後、患部に照射される。このようにし
てビームは患部に対して照射方向Ａから照射される。

【００２７】ビームを患部に照射中、制御装置３は、線
量モニタ２０５から入力される線量の計測値と、治療計
画装置５で決定された照射線量の目標値とを比較する。
制御装置３は、入力された線量の計測値が目標値と等し
くなった時点で、シンクロトロン１からのビームの出射
を停止するよう、電源１９に停止指令を出力する。停止
指令が入力された電源１９は、高周波印加装置１１への
電流の出力を停止する。よって、シンクロトロン１から
のビームの出射が停止される。

【００２８】以上のように、照射方向Ａから目標とする
線量が照射された時点で患部に対するビームの照射は停
止し、次に照射方向Ｂから患部に対してビームを照射す
る。まず制御装置３からモータ２１に傾斜角度φＢが出
力され、モータ２１はガントリー２２を傾斜角度φＢま
で回転する。よって、回転照射装置２は照射方向Ｂから
患部にビームを照射できる位置に移動される。また制御
装置３は、回転テーブル２０４Ｃ，２０６Ｃ各々に、リ
ッジフィルタ２０４Ｂ，ボーラス２０６Ｂ、及びコリメ
ータ２０７Ｂをビームの軌道上に配置するように指示を
送る。指示を受けた回転テーブル２０４Ｃ，２０６Ｃ
は、リッジフィルタ２０４Ｂ，ボーラス２０６Ｂ、及び
コリメータ２０７Ｂがビームの軌道上に配置されるよう
に回転する。

【００２９】次に、制御装置３は前段加速器４に出射指
令を出力する。前段加速器４は、制御装置３からの指示
に従って低エネルギー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。

【００３０】制御装置３は、エネルギーＥＢに対応づけ
て記憶されている各装置に供給する電流値のパターンに
基づいて、偏向電磁石１２，四極電磁石１３，六極電磁
石１４及び高周波加速空胴１５に供給する電流の値を電
源１８に、高周波印加装置１１に供給する電流値を電源
１９にそれぞれ指示する。電源１８及び電源１９は、制
御装置３から指示された値の電流を各装置に供給し、シ
ンクロトロン１では前段加速器４から入射されたビーム
がエネルギーＥＢまで加速された後、出射される。な
お、この加速及び出射の過程は、エネルギーＥＡの場合
と同様である。シンクロトロン１から出射されたビーム
は、傾斜角度φＢまで回転された回転照射装置２に入力
され、照射ノズル２０から患者の患部に対して照射され
る。この照射装置２からエネルギーＥＢのビームが出力
される過程も、エネルギーＥＡの場合と同様である。

【００３１】以上説明したように、本実施例では、患部
に対して照射方向Ａ，Ｂの２方向からビームを照射する
ので、正常な部位に照射される線量を分散させることが
でき、正常な部位における照射線量を低下できるととも
に、ビームの照射方向を変更する際に照射するビームの
エネルギーを体表からの患部の深さ位置に応じて変更す
るので、照射方向が変わっても患部を正確に照射するこ
とができる。

【００３２】また、本実施例では、リッジフィルタ２０
４Ａ，２０４Ｂ，ボーラス２０６Ａ，２０６Ｂ、及びコ
リメータ２０７Ａ，２０７Ｂを、回転テーブル２０４
Ｃ，２０６Ｃにより交換するため、人が交換する場合と
比較して、短時間で交換を行うことができ、患者の待ち
時間を短縮することができる。また、交換の際に、誤っ
てボーラス等を落とすというような危険もない。

【００３３】（実施例２）本発明の他の実施例である荷
電粒子ビーム照射装置を図４及び図５を用いて以下に説
明する。本実施例は、実施例１におけるコリメータ２０
７Ａ，２０７Ｂに代えて、多葉コリメータ２０７Ｃを用
いた荷電粒子ビーム照射装置である。本実施例の構成に
ついて、実施例１の構成と異なる箇所について説明す
る。

【００３４】図４は、実施例１と構成の異なる照射ノズ
ル２０のみを示す。本実施例では、図４に示すように、
ボーラスの下流側に多葉コリメータ２０７Ｃを備える。
図５は、多葉コリメータ２０７Ｃを上方から見た図であ
る。図５に示すように、多葉コリメータ２０７Ｃはビー
ムを遮断する多数の薄板２０７Ｄを有しており、この多
数の薄板２０７Ｄを横方向へ移動させることにより、ビ
ームが通過する部分を任意の形状に成形できる。

【００３５】本実施例において、治療計画装置５は、照
射方向Ａ，Ｂの各々における患部の水平方向形状から、
多葉コリメータ２０７Ｃの多数の薄板２０７Ｄの配置を
照射方向Ａ，Ｂそれぞれに対して決定する。決定した薄
板２０７Ｄの配置は制御装置３に出力され、制御装置３
は、入力された薄板２０７Ｃの配置を照射方向Ａ，Ｂに
対応づけて記憶する。

【００３６】制御装置３は、照射方向Ａからのビームの
照射を開始する前に、多葉コリメータ２０７Ｃに対して
照射方向Ａに対応づけて記憶した薄板２０７Ｄの配置を
出力する。多葉コリメータ２０７Ｃは、入力された配置
通りに２０７Ｄを配置する。従って、多葉コリメータ２
０７Ｃを通過したビームは、照射方向Ａにおける患部の
水平方向形状に形成される。照射方向Ａからの照射が終
了したら、制御装置３は、多葉コリメータ２０７Ｃに対
して照射方向Ｂに対応づけて記憶した薄板207Dの配置を
出力し、多葉コリメータ２０７Ｃは、入力された配置通
りに２０７Ｄを配置する。従って、多葉コリメータ２０
７Ｃを通過したビームは、照射方向Ｂにおける患部の水
平方向形状に形成される。以上説明した点以外は、実施
例１と同様である。

【００３７】本実施例のように、多葉コリメータを用い
ても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

【００３８】（実施例３）本発明の他の実施例である荷
電粒子ビーム照射装置を図６を用いて以下に説明する。
本実施例は、実施例１における回転テーブル２０６Ｃ
に、Ｘ線管２０８Ａ及びＸ線用十字マーカー２０８Ｂを
設け、患者の下方にＸ線カメラ２０８Ｃを設けた荷電粒
子ビーム照射装置である。本実施例の構成について、実
施例１の構成と異なる箇所について説明する。

【００３９】図６は、実施例１と構成の異なる照射ノズ
ル２０のみを示す。ビームを照射する前に、Ｘ線管２０
８Ａ及びＸ線用十字マーカー２０８Ｂは、回転テーブル
206Cによりビームの中心軌道となる位置に配置される。
配置が終了したら、Ｘ線管２０８Ａは患者に向かってＸ
線を照射する。その際、照射されたＸ線は、金属のワイ
ヤを十字形に張ってなるＸ線用十字マーカー２０８Ｂを
通過する。Ｘ線カメラは、Ｘ線用十字マーカー２０８Ｂ
及び患者を通過してきたＸ線を検出して患者の患部を撮
影するが、その透視像にはＸ線用十字マーカー２０８Ｂ
も撮影される。よって、このＸ線用十字マーカー２０８
Ｂの像に基づいて、患者の位置を調節することができ
る。

【００４０】患者の位置の調整が終了したら、Ｘ線管２
０８ＡからのＸ線の照射を停止するとともに、回転テー
ブル２０６Ｃを回転して線量モニタ２０５，ボーラス20
6A及びコリメータ２０７Ａをビームの軌道上に配置す
る。その後、実施例１と同様にビームの照射を行う。

【００４１】本実施例によれば、患者の位置合わせをす
るための装置と、ビームを照射するための装置との交換
を短時間でできるため、患者の待ち時間をより一層短縮
することができる。

【００４２】（実施例４）本発明の他の実施例である荷
電粒子ビーム照射装置を図７を用いて以下に説明する。
本実施例は、実施例１における照射ノズル２０に荷電粒
子ビームのエネルギーを変更可能なデグレーダ２０９を
設けた荷電粒子ビーム照射装置である。本実施例の構成
について、実施例１の構成と異なる箇所について説明す
る。

【００４３】図７に示すように、本実施例では、回転テ
ーブル２０４Ｃと線量モニタ２０５の間にデグレーダ２
０９を設ける。

【００４４】デグレーダ２０９は、図に示すように、水
平方向において厚さが異なる構造物２０９Ａ，２０９Ｂ
からなる。この構造物２０９Ａ，２０９Ｂは、ビームの
エネルギーをその厚さに応じて減衰させる材料からな
り、水平方向に移動させることによりビームが通過する
位置における厚さを変えてビームのエネルギーを調節す
る。

【００４５】このようなデグレーダ２０９を用いる場合
は、照射方向によらずシンクロトロン１から出射するビ
ームのエネルギーを一定にし、照射方向Ａ，Ｂに対して
求められたビームのエネルギーＥＡ，ＥＢをレンジシフ
ター７の駆動装置(図示せず)に与えて、エネルギーＥ
Ａ，ＥＢに合わせて駆動装置により構造物２０９Ａ，２
０９Ｂの位置を調節する。このようにして、ビームのエ
ネルギーを変更することもできる。

【００４６】本実施例によれば、シンクロトロン１から
出射するビームのエネルギーを一定にできるため、シン
クロトロン１の制御が簡単になる。

【００４７】以上説明した各実施例では、照射方向を
Ａ，Ｂの２方向としていたが、２方向に限られるもので
はなく、より多くの方向からビームを照射しても良い。
より多くの方向からビームを照射することにより、正常
な部位における照射線量を更に分散することができ、正
常な部位における照射線量をより低下することができ
る。なお、照射方向を増やす場合には、それに合わせて
リッジフィルタ，ボーラス，コリメータも増やす必要が
ある。

【００４８】また、各実施例では、ビームを生成する加
速器としてシンクロトロン１を用いているが、ビームを
生成する加速器としてサイクロトロンや線型加速器を用
いても良い。

【００４９】更に、各実施例では、ビームを患部位置で
円形に走査する場合について説明したが、他の走査方法
（例えばジグザグに走査する等）を用いても良い。

【００５０】また、回転テーブル２０４Ｃ，２０６Ｃに
代えて、水平方向に移動可能なテーブルを用いたり、回
転照射装置２を用いる代りに、患者を乗せる治療台を回
転させ、照射装置を固定することも可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
照射対象において荷電粒子ビームが標的に到達するまで
に照射されてしまう標的以外の部分の照射線量を分散さ
せることができ、また、標的に対する荷電粒子ビームの
照射方向を変更したことによる照射対象表面からの標的
の位置の変化に対応することができ、標的を正確に照射
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荷電粒子ビーム
照射装置の構成図である。

【図２】図１の実施例における患部に対する荷電粒子ビ
ームの照射方向を示す図である。

【図３】図１のボーラス２０６Ａ，２０６Ｂ，コリメー
タ２０７Ａ，２０７Ｂ、及び回転テーブル２０６Ｃを示
す図である。

【図４】本発明の他の実施例である荷電粒子ビーム照射
装置の照射ノズル２０の構成図である。

【図５】図４の多葉コリメータ２０７Ｃの構成を示す図
である。

【図６】本発明の他の実施例である荷電粒子ビーム照射
装置の照射ノズル２０の構成図である。

【図７】本発明の他の実施例である荷電粒子ビーム照射
装置のデグレーダ２０９を示す図である。

【符号の説明】

１…シンクロトロン、２…回転照射装置、３…制御装
置、４…前段加速器、５…治療計画装置、１１…高周波
印加装置、１２，２３…偏向電磁石、１３，２４…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、１８，１９，
２０１Ａ，２０２Ａ…電源、２０…照射ノズル、２１…
モータ、２２…ガントリー、２０１，２０２…走査電磁
石、２０３…散乱体、２０４Ａ，２０４Ｂ…リッジフィ
ルタ、２０４Ｃ，２０６Ｃ…回転テーブル、２０５…線
量モニタ、２０６Ａ，２０６Ｂ…ボーラス、２０７Ａ，
207B…コリメータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 浩二 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 鈴木 啓之 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 Ｆターム(参考） 4C082 AA01 AC02 AC04 AC05 AC06 AE03 AG02 AG12 AG13 AG42 AG52 AJ08 AN02 AP02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照射対象の内部にある標的に対して複数の
   方向から荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム照射
   方法において、 前記標的に対する荷電粒子ビームの照射の方向を変更す
   るときに、荷電粒子ビームのエネルギーを変更すること
   を特徴とする荷電粒子ビーム照射方法。
2. 【請求項２】前記エネルギーは、前記照射対象の表面か
   ら前記標的までの距離に応じて設定されることを特徴と
   する請求項１記載の荷電粒子ビーム照射方法。
3. 【請求項３】荷電粒子ビームを加速した後、出射する加
   速器と、加速器から出射された荷電粒子ビームを照射対
   象の内部にある標的に対して複数の方向から照射する回
   転照射装置とを備えた荷電粒子ビーム照射装置におい
   て、 前記加速器は、前記標的に対する荷電粒子ビームの照射
   の方向を変更するときに、出射する荷電粒子ビームのエ
   ネルギーを変更することを特徴とする荷電粒子ビーム照
   射装置。
4. 【請求項４】荷電粒子ビームを加速した後、出射する加
   速器と、加速器から出射された荷電粒子ビームを照射対
   象の内部にある標的に対して複数の方向から照射する回
   転照射装置とを備えた荷電粒子ビーム照射装置におい
   て、 前記加速器から出射される荷電粒子ビームの軌道上に設
   けられ、かつ前記標的に対する荷電粒子ビームの照射の
   方向を変更したときに荷電粒子ビームのエネルギーを変
   更するデグレーダを備えることを特徴とする荷電粒子ビ
   ーム照射装置。
5. 【請求項５】前記回転照射装置は、荷電粒子ビームの軌
   道上に設けられ複数のボーラスが配置された回転テーブ
   ルを備えることを特徴とする請求項３及び４のいずれか
   に記載の荷電粒子ビーム照射装置。
6. 【請求項６】前記回転照射装置は、荷電粒子ビームの軌
   道上に設けられ複数のコリメータが配置された回転テー
   ブルを備えることを特徴とする請求項３乃至５のいずれ
   かに記載の荷電粒子ビーム照射装置。