JP2000292600A - 荷電粒子ビーム照射方法及び装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム照射方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】照射対象における照射線量の制御精度の低下を
防ぐ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】荷電粒子ビームを円形に走査するための複
数のウォブラー電磁石５３，５４に磁場検出コイル５３
１，５４１を設け、磁場検出コイル５３１，５４１によ
り検出された電圧信号に基づいて、信号処理部４１がウ
ォブラー電磁石５３，５４により走査される荷電粒子ビ
ームの軌道が円形になっているか判定し、軌道が円形に
なっていない場合には荷電粒子ビームの照射を停止させ
る。
防ぐ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】荷電粒子ビームを円形に走査するための複
数のウォブラー電磁石５３，５４に磁場検出コイル５３
１，５４１を設け、磁場検出コイル５３１，５４１によ
り検出された電圧信号に基づいて、信号処理部４１がウ
ォブラー電磁石５３，５４により走査される荷電粒子ビ
ームの軌道が円形になっているか判定し、軌道が円形に
なっていない場合には荷電粒子ビームの照射を停止させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームを
照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射方法及び装置に
係り、特に、荷電粒子ビームを円形に走査することによ
り均一な照射線量分布を得る荷電粒子ビーム照射方法及
び装置に関する。
照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射方法及び装置に
係り、特に、荷電粒子ビームを円形に走査することによ
り均一な照射線量分布を得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】照射対象に荷電粒子ビーム（以下、ビー
ムという）を照射する荷電粒子ビーム照射方法として
は、均一な照射線量分布を得るために、複数のウォブラ
ー電磁石を用いてビームを円形に走査するウォブラー法
が知られている。
ムという）を照射する荷電粒子ビーム照射方法として
は、均一な照射線量分布を得るために、複数のウォブラ
ー電磁石を用いてビームを円形に走査するウォブラー法
が知られている。
【０００３】特開平10−33697 号公報に記載されている
ように、ウォブラー法では、互いに直交する方向にビー
ムを偏向する２つのウォブラー電磁石に位相が９０°ず
れた正弦波波形を有する交流電流を供給することによ
り、ビームを２つのウォブラー電磁石で偏向して円形に
走査している。また、ウォブラー電磁石によって偏向さ
れたビームを散乱体で散乱させることによりビームの照
射線量分布をガウス分布とし、そのビームを円形に走査
することで均一な照射線量分布を得ている。つまり、ガ
ウス分布の重ね合わせにより均一な照射線量分布を得て
いる。
ように、ウォブラー法では、互いに直交する方向にビー
ムを偏向する２つのウォブラー電磁石に位相が９０°ず
れた正弦波波形を有する交流電流を供給することによ
り、ビームを２つのウォブラー電磁石で偏向して円形に
走査している。また、ウォブラー電磁石によって偏向さ
れたビームを散乱体で散乱させることによりビームの照
射線量分布をガウス分布とし、そのビームを円形に走査
することで均一な照射線量分布を得ている。つまり、ガ
ウス分布の重ね合わせにより均一な照射線量分布を得て
いる。
【０００４】なお、ウォブラー電磁石に供給される交流
電流の振幅を調節することによって、走査されるビーム
の軌道やその大きさを調節することができる。
電流の振幅を調節することによって、走査されるビーム
の軌道やその大きさを調節することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したウォブラー法
では、２つのウォブラー電磁石が発する磁場の位相差が
９０°になっていない場合や磁場の最大値（振幅）が変
動する場合に、ビームが円形に走査されなくなり、その
結果、均一な照射線量分布が得られなくなる。このよう
に均一な照射線量分布が得られなくなると、照射対象に
おける照射線量の制御精度が低下してしまうという問題
が生じるが、従来技術ではこの照射線量の制御精度の低
下については対策がなされていなかった。
では、２つのウォブラー電磁石が発する磁場の位相差が
９０°になっていない場合や磁場の最大値（振幅）が変
動する場合に、ビームが円形に走査されなくなり、その
結果、均一な照射線量分布が得られなくなる。このよう
に均一な照射線量分布が得られなくなると、照射対象に
おける照射線量の制御精度が低下してしまうという問題
が生じるが、従来技術ではこの照射線量の制御精度の低
下については対策がなされていなかった。
【０００６】本発明の目的は、照射対象における照射線
量の制御精度の低下を防ぐ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。
量の制御精度の低下を防ぐ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。
【０００７】
【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、散乱体により荷電粒子ビームを散乱させる
と共に、複数のウォブラー電磁石を用いて荷電粒子ビー
ムを円形に走査しながら照射対象に照射する荷電粒子ビ
ーム照射方法において、前記複数のウォブラー電磁石に
より走査される荷電粒子ビームの軌道が円形になってい
ない場合に、前記照射対象に対する荷電粒子ビームの照
射を停止することにある。
明の特徴は、散乱体により荷電粒子ビームを散乱させる
と共に、複数のウォブラー電磁石を用いて荷電粒子ビー
ムを円形に走査しながら照射対象に照射する荷電粒子ビ
ーム照射方法において、前記複数のウォブラー電磁石に
より走査される荷電粒子ビームの軌道が円形になってい
ない場合に、前記照射対象に対する荷電粒子ビームの照
射を停止することにある。
【０００８】本発明の特徴によれば、走査される荷電粒
子ビームの軌道が円形になっていない場合には照射対象
への照射を停止するため、照射線量分布が均一な状態で
のみ荷電粒子ビームが照射され、よって、照射対象にお
ける照射線量の制御精度の低下を防ぐことができる。
子ビームの軌道が円形になっていない場合には照射対象
への照射を停止するため、照射線量分布が均一な状態で
のみ荷電粒子ビームが照射され、よって、照射対象にお
ける照射線量の制御精度の低下を防ぐことができる。
【０００９】
【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。
例を詳細に説明する。
【００１０】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におけるウォブラー電磁石と信号
処理手段を示す。また、図２は、荷電粒子ビーム照射装
置と、荷電粒子ビーム照射装置に荷電粒子ビーム（以
下、ビームという）を供給するシンクロトロンとを備え
た医療用システムを示す。なお、本実施例の医療用シス
テムは、照射対象である患者体内の患部（癌細胞）にビ
ームを照射することにより、患部を治療するためのシス
テムである。
電粒子ビーム照射装置におけるウォブラー電磁石と信号
処理手段を示す。また、図２は、荷電粒子ビーム照射装
置と、荷電粒子ビーム照射装置に荷電粒子ビーム（以
下、ビームという）を供給するシンクロトロンとを備え
た医療用システムを示す。なお、本実施例の医療用シス
テムは、照射対象である患者体内の患部（癌細胞）にビ
ームを照射することにより、患部を治療するためのシス
テムである。
【００１１】図２において、前段加速器１は低エネルギ
ー（例えば１０ＭｅＶ）のビームを出射する。前段加速
器１から出射されたビームは、ビーム輸送系２を構成す
る四極電磁石２１ａ〜２１ｄ及び偏向電磁石２２により
軌道が調節されて、シンクロトロン３の入射器３１に導
かれる。シンクロトロン３の入射器３１に導かれたビー
ムは、入射器３１によりシンクロトロン３に入射され
る。
ー（例えば１０ＭｅＶ）のビームを出射する。前段加速
器１から出射されたビームは、ビーム輸送系２を構成す
る四極電磁石２１ａ〜２１ｄ及び偏向電磁石２２により
軌道が調節されて、シンクロトロン３の入射器３１に導
かれる。シンクロトロン３の入射器３１に導かれたビー
ムは、入射器３１によりシンクロトロン３に入射され
る。
【００１２】入射器３１によりシンクロトロン３に入射
されたビームは、偏向電磁石３２ａ〜３２ｄが発する磁
場により軌道が曲げられると共に、四極電磁石33ａ〜33
ｈが発する磁場によりベータトロン振動が調節されるこ
とにより、シンクロトロン３の周回軌道に沿って安定に
周回する。高周波加速空胴３４は、周回中のビームに電
場を印加することによって、ビームを予め設定されたエ
ネルギーまで加速する。なお、偏向電磁石３２ａ〜３２
ｄと四極電磁石３３ａ〜３３ｈが発する磁場、及び高周
波加速空胴３４が発する電場は、図示しない電源から供
給される電流の大きさに応じて変化し、電源から供給さ
れる電流の大きさは制御装置４により制御される。
されたビームは、偏向電磁石３２ａ〜３２ｄが発する磁
場により軌道が曲げられると共に、四極電磁石33ａ〜33
ｈが発する磁場によりベータトロン振動が調節されるこ
とにより、シンクロトロン３の周回軌道に沿って安定に
周回する。高周波加速空胴３４は、周回中のビームに電
場を印加することによって、ビームを予め設定されたエ
ネルギーまで加速する。なお、偏向電磁石３２ａ〜３２
ｄと四極電磁石３３ａ〜３３ｈが発する磁場、及び高周
波加速空胴３４が発する電場は、図示しない電源から供
給される電流の大きさに応じて変化し、電源から供給さ
れる電流の大きさは制御装置４により制御される。
【００１３】出射用電源３６は、制御装置４から出力さ
れる高周波信号に応じた高周波電圧を出射用電極３５に
印加する。出射用電極３５は、印加された高周波電圧に
応じた高周波電磁場を発し、予め設定されたエネルギー
まで加速されたビームに高周波電磁場を印加することに
よって、ビームのベータトロン振動振幅を増加させる。
ベータトロン振動振幅が増加したビームは、共鳴の安定
限界内から安定限界外へと移動する。六極電磁石３７
ａ，３７ｂは、制御装置４により制御される電源（図示
せず）から供給される電流に応じた磁場を発生し、ビー
ムに印加する。安定限界外へと移動したビームは、六極
電磁石３７ａ，３７ｂにより印加される磁場によって共
鳴を起こし、周回する毎に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たビームは出射器
３８に導かれ、出射器３８によりシンクロトロン３から
出射される。
れる高周波信号に応じた高周波電圧を出射用電極３５に
印加する。出射用電極３５は、印加された高周波電圧に
応じた高周波電磁場を発し、予め設定されたエネルギー
まで加速されたビームに高周波電磁場を印加することに
よって、ビームのベータトロン振動振幅を増加させる。
ベータトロン振動振幅が増加したビームは、共鳴の安定
限界内から安定限界外へと移動する。六極電磁石３７
ａ，３７ｂは、制御装置４により制御される電源（図示
せず）から供給される電流に応じた磁場を発生し、ビー
ムに印加する。安定限界外へと移動したビームは、六極
電磁石３７ａ，３７ｂにより印加される磁場によって共
鳴を起こし、周回する毎に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たビームは出射器
３８に導かれ、出射器３８によりシンクロトロン３から
出射される。
【００１４】シンクロトロン３から出射されたビーム
は、照射装置５に導かれる。照射装置５において、四極
電磁石５１ａ〜５１ｆ及び偏向電磁石５２は、制御装置
４により制御される電源（図示せず）から供給される電
流に応じた磁場を発生する。照射装置５に導かれたビー
ムは、四極電磁石５１ａ〜５１ｆが発する磁場によりベ
ータトロン振動が調節されると共に、偏向電磁石５２が
発する磁場により軌道が曲げられて、ウォブラー電磁石
５３に導かれる。
は、照射装置５に導かれる。照射装置５において、四極
電磁石５１ａ〜５１ｆ及び偏向電磁石５２は、制御装置
４により制御される電源（図示せず）から供給される電
流に応じた磁場を発生する。照射装置５に導かれたビー
ムは、四極電磁石５１ａ〜５１ｆが発する磁場によりベ
ータトロン振動が調節されると共に、偏向電磁石５２が
発する磁場により軌道が曲げられて、ウォブラー電磁石
５３に導かれる。
【００１５】ウォブラー電磁石５３は、制御装置４によ
り制御される電源５５から出力された正弦波波形を有す
る交流電流（図３の３０１）に応じて、強度が正弦波的
に変化する磁場を発生する。一方、ウォブラー電磁石５
４にも電源５５から正弦波波形を有する交流電流（図３
の３０２）が供給されるので、ウォブラー電磁石５４も
供給された交流電流に応じて強度が正弦波的に変化する
磁場を発生するが、図３に示すように、ウォブラー電磁
石５４に供給される交流電流３０２はウォブラー電磁石
５３に供給される交流電流３０１と位相が９０°ずれて
いるため、ウォブラー電磁石５３とウォブラー電磁石５
４は位相が９０°ずれた磁場を発生する。ウォブラー電
磁石５３に導かれたビームは、ウォブラー電磁石５３が
発する磁場により偏向された後、ウォブラー電磁石５４
が発する磁場により偏向される。前述のように、ウォブ
ラー電磁石５３が発する磁場とウォブラー電磁石５４が
発する磁場とは位相が９０°ずれているので、ウォブラ
ー電磁石５３，５４が発する磁場により偏向されたビー
ムは円形に走査される。なお、ウォブラー電磁石５３，
５４に供給される交流電流の振幅は、ウォブラー電磁石
５３，５４各々の磁極間隔等を考慮した上で、ビームが
円形に走査されるように設定される。
り制御される電源５５から出力された正弦波波形を有す
る交流電流（図３の３０１）に応じて、強度が正弦波的
に変化する磁場を発生する。一方、ウォブラー電磁石５
４にも電源５５から正弦波波形を有する交流電流（図３
の３０２）が供給されるので、ウォブラー電磁石５４も
供給された交流電流に応じて強度が正弦波的に変化する
磁場を発生するが、図３に示すように、ウォブラー電磁
石５４に供給される交流電流３０２はウォブラー電磁石
５３に供給される交流電流３０１と位相が９０°ずれて
いるため、ウォブラー電磁石５３とウォブラー電磁石５
４は位相が９０°ずれた磁場を発生する。ウォブラー電
磁石５３に導かれたビームは、ウォブラー電磁石５３が
発する磁場により偏向された後、ウォブラー電磁石５４
が発する磁場により偏向される。前述のように、ウォブ
ラー電磁石５３が発する磁場とウォブラー電磁石５４が
発する磁場とは位相が９０°ずれているので、ウォブラ
ー電磁石５３，５４が発する磁場により偏向されたビー
ムは円形に走査される。なお、ウォブラー電磁石５３，
５４に供給される交流電流の振幅は、ウォブラー電磁石
５３，５４各々の磁極間隔等を考慮した上で、ビームが
円形に走査されるように設定される。
【００１６】ウォブラー電磁石５３，５４により偏向さ
れたビームは、照射ノズル５６に入力される。照射ノズ
ル５６は、散乱体５６１，リッジフィルタ５６２，ボー
ラス５６３及びコリメータ５６４を有する。散乱体５６
１は、照射ノズル５６に入力されたビームを散乱させ
る。散乱体５６１により散乱させられたビームの照射線
量分布はガウス分布となるので、前述のようにウォブラ
ー電磁石５３，５４によりビームが円形に走査されるこ
とにより、照射線量分布を均一化することができる。リ
ッジフィルタ５６２は、散乱体５６１を通過したビーム
の荷電粒子のエネルギーを減衰して、ビームのエネルギ
ーに幅を持たせる。そのことにより、照射対象である患
者体内におけるビーム進行方向に対する照射範囲を広げ
ることができ、患部全体を同時にかつ均一に照射するこ
とができる。ボーラス５６３は、リッジフィルター５６
２を通過したビームのエネルギーを患部の下部形状に合
わせて調節する。また、コリメータ５６４は、ビーム進
行方向に対して垂直な方向における患部の形状に合わせ
てビームを成形する。コリメータ５６４を通過したビー
ムは、照射ノズル５６から出力され、患者体内の患部に
照射される。
れたビームは、照射ノズル５６に入力される。照射ノズ
ル５６は、散乱体５６１，リッジフィルタ５６２，ボー
ラス５６３及びコリメータ５６４を有する。散乱体５６
１は、照射ノズル５６に入力されたビームを散乱させ
る。散乱体５６１により散乱させられたビームの照射線
量分布はガウス分布となるので、前述のようにウォブラ
ー電磁石５３，５４によりビームが円形に走査されるこ
とにより、照射線量分布を均一化することができる。リ
ッジフィルタ５６２は、散乱体５６１を通過したビーム
の荷電粒子のエネルギーを減衰して、ビームのエネルギ
ーに幅を持たせる。そのことにより、照射対象である患
者体内におけるビーム進行方向に対する照射範囲を広げ
ることができ、患部全体を同時にかつ均一に照射するこ
とができる。ボーラス５６３は、リッジフィルター５６
２を通過したビームのエネルギーを患部の下部形状に合
わせて調節する。また、コリメータ５６４は、ビーム進
行方向に対して垂直な方向における患部の形状に合わせ
てビームを成形する。コリメータ５６４を通過したビー
ムは、照射ノズル５６から出力され、患者体内の患部に
照射される。
【００１７】ウォブラー電磁石５３，５４には、ウォブ
ラー電磁石５３，５４が発する磁場の強度を測定するた
めの磁場検出コイルがそれぞれに設けられており、磁場
検出コイルで検出されたウォブラー電磁石５３，５４の
各々の磁場強度は、電圧信号として制御装置４に入力さ
れる。制御装置４は、入力された電圧信号に基づいて、
ウォブラー電磁石５３，５４が発している磁場の位相差
が９０°になっているか否か、また磁場強度の最大値
（振幅）がビームを円形に走査するために予め設定され
た値に一致しているか否かを判定する。なお、判定の具
体的手法については後述する。制御装置４は、磁場の位
相差が９０°になっていないと判定した場合、或いは磁
場の最大値が予め設定された値に一致していないと判定
した場合に、シャッターコントローラ５７にシャッター
閉指令信号を出力すると共に、出射用電源３６に対する
高周波信号の出力を停止する。制御装置４からシャッタ
ー閉指令信号が出力されると、シャッターコントローラ
５７はシャッター５８を閉じ、シンクロトロン３から出
射されるビームを遮断する。一方、制御装置４からの高
周波信号の出力が停止されると、出射用電源３６は出射
用電極３５に対する高周波電圧の印加を停止するので、
シンクロトロン３からのビームの出射が停止される。
ラー電磁石５３，５４が発する磁場の強度を測定するた
めの磁場検出コイルがそれぞれに設けられており、磁場
検出コイルで検出されたウォブラー電磁石５３，５４の
各々の磁場強度は、電圧信号として制御装置４に入力さ
れる。制御装置４は、入力された電圧信号に基づいて、
ウォブラー電磁石５３，５４が発している磁場の位相差
が９０°になっているか否か、また磁場強度の最大値
（振幅）がビームを円形に走査するために予め設定され
た値に一致しているか否かを判定する。なお、判定の具
体的手法については後述する。制御装置４は、磁場の位
相差が９０°になっていないと判定した場合、或いは磁
場の最大値が予め設定された値に一致していないと判定
した場合に、シャッターコントローラ５７にシャッター
閉指令信号を出力すると共に、出射用電源３６に対する
高周波信号の出力を停止する。制御装置４からシャッタ
ー閉指令信号が出力されると、シャッターコントローラ
５７はシャッター５８を閉じ、シンクロトロン３から出
射されるビームを遮断する。一方、制御装置４からの高
周波信号の出力が停止されると、出射用電源３６は出射
用電極３５に対する高周波電圧の印加を停止するので、
シンクロトロン３からのビームの出射が停止される。
【００１８】次に、ウォブラー電磁石５３，５４が発し
ている磁場の位相差が９０°になっているか否か、また
磁場強度の最大値（振幅）が予め設定された値になって
いるか否かの判定の具体的手法について、図１を用いて
説明する。
ている磁場の位相差が９０°になっているか否か、また
磁場強度の最大値（振幅）が予め設定された値になって
いるか否かの判定の具体的手法について、図１を用いて
説明する。
【００１９】図１は、鉄心５３２と励磁コイル５３３か
らなるウォブラー電磁石５３，鉄心５４２と励磁コイル
５４３からなるウォブラー電磁石５４，ウォブラー電磁
石５３に設けられた磁場検出コイル５３１，ウォブラー
電磁石５４に設けられた磁場検出コイル５４１、及び制
御装置４の信号処理部４１を示し、信号処理部４１にお
いて、ウォブラー電磁石５３，５４が発している磁場の
位相差が９０°になっているか否か、また磁場強度の最
大値（振幅）が予め設定された値になっているか否かの
判定が行われる。まずは、ウォブラー電磁石５３，５４
が発している磁場の位相差が９０°で、かつ磁場強度の
最大値が予め設定された値（ビームを円形に走査するた
めに必要とされる値）になっている場合について説明す
る。
らなるウォブラー電磁石５３，鉄心５４２と励磁コイル
５４３からなるウォブラー電磁石５４，ウォブラー電磁
石５３に設けられた磁場検出コイル５３１，ウォブラー
電磁石５４に設けられた磁場検出コイル５４１、及び制
御装置４の信号処理部４１を示し、信号処理部４１にお
いて、ウォブラー電磁石５３，５４が発している磁場の
位相差が９０°になっているか否か、また磁場強度の最
大値（振幅）が予め設定された値になっているか否かの
判定が行われる。まずは、ウォブラー電磁石５３，５４
が発している磁場の位相差が９０°で、かつ磁場強度の
最大値が予め設定された値（ビームを円形に走査するた
めに必要とされる値）になっている場合について説明す
る。
【００２０】図１において、磁場検出コイル５３１には
ウォブラー電磁石５３が発する磁場に比例した電圧Ｅｖ
が誘起される。また、磁場検出コイル５４１にもウォブ
ラー電磁石５４が発する磁場に比例した電圧Ｅｈが誘起
される。本実施例のウォブラー電磁石５３，５４は、正
弦波的に変化する磁場を発生するので、磁場検出コイル
５３１，５４１に誘起される電圧Ｅｖ，Ｅｈも、正弦波
波形を有する交流電圧となる。図４の４０１は磁場検出
コイル５３１に誘起される電圧Ｅｖの波形を示し、図４
の４０２は磁場検出コイル５４１に誘起される電圧Ｅｈ
の波形を示す。また、磁場検出コイル５３１に誘起され
る交流電圧Ｅｖ、及び磁場検出コイル５４１に誘起され
る交流電圧Ｅｈは、ぞれぞれ（数１）及び（数２）で表
わされる。
ウォブラー電磁石５３が発する磁場に比例した電圧Ｅｖ
が誘起される。また、磁場検出コイル５４１にもウォブ
ラー電磁石５４が発する磁場に比例した電圧Ｅｈが誘起
される。本実施例のウォブラー電磁石５３，５４は、正
弦波的に変化する磁場を発生するので、磁場検出コイル
５３１，５４１に誘起される電圧Ｅｖ，Ｅｈも、正弦波
波形を有する交流電圧となる。図４の４０１は磁場検出
コイル５３１に誘起される電圧Ｅｖの波形を示し、図４
の４０２は磁場検出コイル５４１に誘起される電圧Ｅｈ
の波形を示す。また、磁場検出コイル５３１に誘起され
る交流電圧Ｅｖ、及び磁場検出コイル５４１に誘起され
る交流電圧Ｅｈは、ぞれぞれ（数１）及び（数２）で表
わされる。
【００２１】
【数１】 Ｅｖ＝Ｖｖ・sin（ωｔ＋φ1） …（数１）
【００２２】
【数２】 Ｅｈ＝Ｖｈ・sin（ωｔ＋φ2） …（数２） ここで、Ｖｖ：Ｅｖの振幅、Ｖｈ：Ｅｈの振幅、ω：ウ
ォブラー周波数、ｔ：時間、φ1：Ｅｖの位相、φ2：Ｅ
ｈの位相である。
ォブラー周波数、ｔ：時間、φ1：Ｅｖの位相、φ2：Ｅ
ｈの位相である。
【００２３】磁場検出コイル５３１，５４１に誘起され
た交流電圧Ｅｖ，Ｅｈは、電圧信号として信号処理部４
１に入力される。信号処理部４１において、電圧信号Ｅ
ｖは振幅調整器４１１に入力され、電圧信号Ｅｈは振幅
調整器４１２に入力される。振幅調整器４１１，４１２
は、入力された電圧信号Ｅｖ，Ｅｈに予め設定された定
数ｋ１，ｋ２を乗算することにより、電圧信号Ｅｖ，Ｅ
ｈの振幅を調整する。なお、振幅調整器４１１に設定さ
れた定数ｋ１は（数３）で表わされ、振幅調整器４１２
に設定された定数ｋ２は（数４）で表わされる。
た交流電圧Ｅｖ，Ｅｈは、電圧信号として信号処理部４
１に入力される。信号処理部４１において、電圧信号Ｅ
ｖは振幅調整器４１１に入力され、電圧信号Ｅｈは振幅
調整器４１２に入力される。振幅調整器４１１，４１２
は、入力された電圧信号Ｅｖ，Ｅｈに予め設定された定
数ｋ１，ｋ２を乗算することにより、電圧信号Ｅｖ，Ｅ
ｈの振幅を調整する。なお、振幅調整器４１１に設定さ
れた定数ｋ１は（数３）で表わされ、振幅調整器４１２
に設定された定数ｋ２は（数４）で表わされる。
【００２４】
【数３】
【００２５】
【数４】
【００２６】なお、Ａはビームを円形に走査するために
必要とされるウォブラー電磁石５３の磁場強度の最大値
（振幅）に対応する電圧値として予め設定された値、Ｂ
はビームを円形に走査するために必要とされるウォブラ
ー電磁石５４の磁場強度の最大値（振幅）に対応する電
圧値として予め設定された値、ｋは定数である。
必要とされるウォブラー電磁石５３の磁場強度の最大値
（振幅）に対応する電圧値として予め設定された値、Ｂ
はビームを円形に走査するために必要とされるウォブラ
ー電磁石５４の磁場強度の最大値（振幅）に対応する電
圧値として予め設定された値、ｋは定数である。
【００２７】前述したように、磁場強度の最大値は予め
設定した値（ビームを円形に走査するために必要とされ
る値）になっているので、Ｖｖ＝Ａ，Ｖｈ＝Ｂである。
よって（数１）〜（数４）より、振幅調整器４１１，４
１２により定数ｋ１，ｋ２が乗算された交流信号Ｅｖ，
Ｅｈは、それぞれ（数５）及び（数６）で表わされるよ
うに、振幅の等しい電圧信号となる。なお、定数ｋ１が
乗算された交流信号Ｅｖの波形を図５の５０１に示し、
定数ｋ２が乗算された交流信号Ｅｈの波形を図５の５０
２に示す。
設定した値（ビームを円形に走査するために必要とされ
る値）になっているので、Ｖｖ＝Ａ，Ｖｈ＝Ｂである。
よって（数１）〜（数４）より、振幅調整器４１１，４
１２により定数ｋ１，ｋ２が乗算された交流信号Ｅｖ，
Ｅｈは、それぞれ（数５）及び（数６）で表わされるよ
うに、振幅の等しい電圧信号となる。なお、定数ｋ１が
乗算された交流信号Ｅｖの波形を図５の５０１に示し、
定数ｋ２が乗算された交流信号Ｅｈの波形を図５の５０
２に示す。
【００２８】
【数５】 Ｅｖ＝ｋ・sin（ωｔ＋φ1） …（数５）
【００２９】
【数６】 Ｅｈ＝ｋ・ｓｉｎ（ωｔ＋φ2） …（数
６） 振幅調整器４１１，４１２で振幅が調整された電圧信号
Ｅｖ，Ｅｈは、次に乗算器４１３，４１４にそれぞれ入
力される。乗算器４１３は、入力された電圧信号Ｅｖを
２乗し、乗算器４１４は、入力された電圧信号Ｅｈを２
乗する。乗算器４１３，４１４において電圧信号Ｅｖ，
Ｅｈを２乗した結果得られる信号は、（数７）及び（数
８）で示される。
６） 振幅調整器４１１，４１２で振幅が調整された電圧信号
Ｅｖ，Ｅｈは、次に乗算器４１３，４１４にそれぞれ入
力される。乗算器４１３は、入力された電圧信号Ｅｖを
２乗し、乗算器４１４は、入力された電圧信号Ｅｈを２
乗する。乗算器４１３，４１４において電圧信号Ｅｖ，
Ｅｈを２乗した結果得られる信号は、（数７）及び（数
８）で示される。
【００３０】
【数７】 Ｅｖ2＝ｋ2・sin2(ωｔ＋φ1） …（数７）
【００３１】
【数８】 Ｅｈ2＝ｋ2・sin2(ωｔ＋φ2） …（数８） 乗算器４１３，４１４により得られた信号は、加算器４
１５に入力される。加算器４１５は、入力された２つの
信号を加算して、その加算結果である信号Ｅａを出力す
る。加算器４１５から出力される信号Ｅａは（数９）で
示される。
１５に入力される。加算器４１５は、入力された２つの
信号を加算して、その加算結果である信号Ｅａを出力す
る。加算器４１５から出力される信号Ｅａは（数９）で
示される。
【００３２】
【数９】 Ｅａ＝Ｅｖ2＋Ｅｈ2＝ｋ2・sin2(ωｔ＋φ1)＋ｋ2・sin2(ωｔ＋φ2） ＝ｋ2{sin2(ωｔ＋φ1)＋sin2(ωｔ＋φ2)} …（数９） 前述のように、ウォブラー電磁石５３，５４から発生し
ている磁場の位相差は９０°であるので、電圧信号Ｅｖ
と電圧信号Ｅｈの位相差も９０°であり、よって、φ2
＝φ1＋９０である。従って、加算器４１５から出力さ
れる信号Ｅａは（数１０）で示すように直流の信号とな
る。
ている磁場の位相差は９０°であるので、電圧信号Ｅｖ
と電圧信号Ｅｈの位相差も９０°であり、よって、φ2
＝φ1＋９０である。従って、加算器４１５から出力さ
れる信号Ｅａは（数１０）で示すように直流の信号とな
る。
【００３３】
【数１０】 Ｅａ＝ｋ2｛sin2（ωｔ＋φ1）＋sin2（ωｔ＋φ1＋９０°)} =k2｛sin2（ωｔ＋φ1）＋cos2（ωｔ＋φ1)} ＝ｋ2 …（数１０） 加算器４１５から出力される信号Ｅａは、比較器４１
６，４１７の各々に入力される。比較器４１６には予め
ｋ2＋α の値が設定値として設定されており、比較器４
１６は入力された信号Ｅａと設定値ｋ2＋α とを比較す
る。比較器４１６は、比較の結果、入力信号Ｅａが設定
値ｋ2＋α を超えている場合に“１”を出力し、入力信
号Ｅａが設定値ｋ2＋α 以下である場合に“０”を出力
する。今、入力信号Ｅａ＝ｋ2 なので、比較器４１６か
らは“０”が出力される。一方の比較器４１７には予め
ｋ2−β の値が設定値として設定されており、比較器４
１７は入力された信号Ｅａと設定値ｋ2−β とを比較す
る。比較器４１７は、比較の結果、入力信号Ｅａが設定
値ｋ2−β を下回っている場合に“１”を出力し、入力
信号Ｅａが設定値以上である場合に“０”を出力する。
今、入力信号Ｅａ＝ｋ2 なので、比較器４１７からは
“０”が出力される。なお、ｋ2＋α及びｋ2−βとして
は、ビームが走査されることによって描く軌道（以下、
ビーム走査軌道という）の円形の歪みが許容される限界
の状態における信号Ｅａの値が設定される。つまり、信
号Ｅａがｋ2＋α〜ｋ2−βの範囲から外れるような場合
は、ビーム走査軌道の円形の歪みが大きすぎるために照
射線量分布の均一性が低下し、ビームを照射には使用で
きないことを示す。ｋ2＋α及びｋ2−βは、実験により
求められる。
６，４１７の各々に入力される。比較器４１６には予め
ｋ2＋α の値が設定値として設定されており、比較器４
１６は入力された信号Ｅａと設定値ｋ2＋α とを比較す
る。比較器４１６は、比較の結果、入力信号Ｅａが設定
値ｋ2＋α を超えている場合に“１”を出力し、入力信
号Ｅａが設定値ｋ2＋α 以下である場合に“０”を出力
する。今、入力信号Ｅａ＝ｋ2 なので、比較器４１６か
らは“０”が出力される。一方の比較器４１７には予め
ｋ2−β の値が設定値として設定されており、比較器４
１７は入力された信号Ｅａと設定値ｋ2−β とを比較す
る。比較器４１７は、比較の結果、入力信号Ｅａが設定
値ｋ2−β を下回っている場合に“１”を出力し、入力
信号Ｅａが設定値以上である場合に“０”を出力する。
今、入力信号Ｅａ＝ｋ2 なので、比較器４１７からは
“０”が出力される。なお、ｋ2＋α及びｋ2−βとして
は、ビームが走査されることによって描く軌道（以下、
ビーム走査軌道という）の円形の歪みが許容される限界
の状態における信号Ｅａの値が設定される。つまり、信
号Ｅａがｋ2＋α〜ｋ2−βの範囲から外れるような場合
は、ビーム走査軌道の円形の歪みが大きすぎるために照
射線量分布の均一性が低下し、ビームを照射には使用で
きないことを示す。ｋ2＋α及びｋ2−βは、実験により
求められる。
【００３４】比較器４１６，４１７より出力された信号
は、論理和回路４１８に入力され、論理和回路４１８
は、入力された信号のうちの少なくとも一方が“１”で
あった場合に、シャッター閉指令信号をシャッターコン
トローラ５７に、また出射停止指令信号を高周波信号発
生部４２にそれぞれ出力する。今、論理和回路４１８に
入力される信号は、２つとも“０”なので、シャッター
閉指令信号及び出射停止指令信号は出力されない。この
ように、ウォブラー電磁石５３，５４から発生している
磁場の位相差が９０°で、かつ磁場強度の最大値が予め
設定された値になっている場合には、ビームの照射が継
続される。すなわち、ビームが円形に走査されていて均
一な照射線量分布が得られているときには、照射対象に
対するビームの照射を継続することになる。
は、論理和回路４１８に入力され、論理和回路４１８
は、入力された信号のうちの少なくとも一方が“１”で
あった場合に、シャッター閉指令信号をシャッターコン
トローラ５７に、また出射停止指令信号を高周波信号発
生部４２にそれぞれ出力する。今、論理和回路４１８に
入力される信号は、２つとも“０”なので、シャッター
閉指令信号及び出射停止指令信号は出力されない。この
ように、ウォブラー電磁石５３，５４から発生している
磁場の位相差が９０°で、かつ磁場強度の最大値が予め
設定された値になっている場合には、ビームの照射が継
続される。すなわち、ビームが円形に走査されていて均
一な照射線量分布が得られているときには、照射対象に
対するビームの照射を継続することになる。
【００３５】次に、ウォブラー電磁石５３，５４が発し
ている磁場の最大値（振幅）が予め設定された値（ビー
ムを円形に走査するために必要とされる値）になってい
ない場合について説明する。
ている磁場の最大値（振幅）が予め設定された値（ビー
ムを円形に走査するために必要とされる値）になってい
ない場合について説明する。
【００３６】この場合、電圧信号Ｅｖの振幅Ｖｖ≠Ａ、
電圧信号Ｅｈの振幅Ｖｈ≠Ｂであるので、振幅調整器４
１１，４１２から出力される電圧信号Ｅｖ，Ｅｈはそれ
ぞれ（数１１）及び（数１２）となり、その結果、加算
器４１５から出力される信号Ｅａは（数１３）となる。
電圧信号Ｅｈの振幅Ｖｈ≠Ｂであるので、振幅調整器４
１１，４１２から出力される電圧信号Ｅｖ，Ｅｈはそれ
ぞれ（数１１）及び（数１２）となり、その結果、加算
器４１５から出力される信号Ｅａは（数１３）となる。
【００３７】
【数１１】
【００３８】
【数１２】
【００３９】
【数１３】
【００４０】（数１３）より分かるように、信号Ｅａは
時間と共にその値が変動する。つまり信号Ｅａは交流信
号である。その変動幅は、振幅ＶｖとＡとの差或いは振
幅ＶｈとＢとの差が大きいほど大きくなる。そして、振
幅ＶｖとＡとの差或いは振幅ＶｈとＢとの差が大きく、
信号Ｅａがｋ2＋αを超えるか若しくはｋ2−βを下回る
ような場合には比較器４１６或いは比較器４１７から
“１”が出力される。よって、論理和回路４１８は、シ
ャッター閉指令信号をシャッターコントローラ５７に出
力すると共に、出射停止指令信号を高周波信号発生部４
２に出力する。シャッター閉指令信号が入力されたシャ
ッターコントローラ５７は、シャッター５８を閉じる。
シャッター５８が閉じられることにより、シンクロトロ
ン３から出射されるビームはシャッター５８により遮断
される。一方、出射停止指令信号が入力された高周波信
号発生部４２は高周波信号の発生を停止し、制御装置４
からの出射用電源３６に対する高周波信号の出力が停止
される。高周波信号が入力されなくなった出射用電源３
６は出射用電極３５に対する高周波電圧の印加を停止す
るため、ビームに対する出射用電極３５からの高周波電
磁場の印加も停止され、シンクロトロン３からのビーム
の出射が停止される。
時間と共にその値が変動する。つまり信号Ｅａは交流信
号である。その変動幅は、振幅ＶｖとＡとの差或いは振
幅ＶｈとＢとの差が大きいほど大きくなる。そして、振
幅ＶｖとＡとの差或いは振幅ＶｈとＢとの差が大きく、
信号Ｅａがｋ2＋αを超えるか若しくはｋ2−βを下回る
ような場合には比較器４１６或いは比較器４１７から
“１”が出力される。よって、論理和回路４１８は、シ
ャッター閉指令信号をシャッターコントローラ５７に出
力すると共に、出射停止指令信号を高周波信号発生部４
２に出力する。シャッター閉指令信号が入力されたシャ
ッターコントローラ５７は、シャッター５８を閉じる。
シャッター５８が閉じられることにより、シンクロトロ
ン３から出射されるビームはシャッター５８により遮断
される。一方、出射停止指令信号が入力された高周波信
号発生部４２は高周波信号の発生を停止し、制御装置４
からの出射用電源３６に対する高周波信号の出力が停止
される。高周波信号が入力されなくなった出射用電源３
６は出射用電極３５に対する高周波電圧の印加を停止す
るため、ビームに対する出射用電極３５からの高周波電
磁場の印加も停止され、シンクロトロン３からのビーム
の出射が停止される。
【００４１】このように、ウォブラー電磁石５３，５４
が発している磁場の最大値（振幅）が予め設定された値
（ビームを円形に走査するために必要とされる値）にな
っておらず、その結果として信号Ｅａがｋ2＋αを超え
るか若しくはｋ2−βを下回るような場合には、シンク
ロトロン３からのビームの出射が停止され、患者の患部
に対するビームの照射が停止される。すなわち、ウォブ
ラー電磁石５３，５４が発している磁場の最大値が予め
設定された値になっていないために、ビーム走査軌道の
円形が歪んで、均一な照射線量分布が得られない場合に
は、患者の患部に対するビームの照射が停止される。
が発している磁場の最大値（振幅）が予め設定された値
（ビームを円形に走査するために必要とされる値）にな
っておらず、その結果として信号Ｅａがｋ2＋αを超え
るか若しくはｋ2−βを下回るような場合には、シンク
ロトロン３からのビームの出射が停止され、患者の患部
に対するビームの照射が停止される。すなわち、ウォブ
ラー電磁石５３，５４が発している磁場の最大値が予め
設定された値になっていないために、ビーム走査軌道の
円形が歪んで、均一な照射線量分布が得られない場合に
は、患者の患部に対するビームの照射が停止される。
【００４２】次に、ウォブラー電磁石５３，５４が発し
ている磁場の位相差が９０°になっていない場合につい
て説明する。
ている磁場の位相差が９０°になっていない場合につい
て説明する。
【００４３】この場合、φ2≠φ1＋９０であるので、加
算器４１５から出力される信号Ｅａは（数１４）に示す
通り、時間と共にその値が変動する交流信号となる。
算器４１５から出力される信号Ｅａは（数１４）に示す
通り、時間と共にその値が変動する交流信号となる。
【００４４】
【数１４】 Ｅａ＝ｋ2｛sin2（ωｔ＋φ1）＋sin2（ωｔ＋φ2）｝ …（数１４） 信号Ｅａの変動幅は、位相φ1と位相φ2との位相差が、
９０°から離れるほど大きくなる。そして、位相φ1と
位相φ2との位相差が９０°から大きく離れ、信号Ｅａ
がｋ2＋αを超えるか若しくはｋ2−βを下回るような場
合には、比較器４１６或いは比較器４１７から“１”が
出力される。よって、論理和回路４１８は、シャッター
閉指令信号をシャッターコントローラ５７に、また出射
停止指令信号を高周波信号発生部４２にそれぞれ出力す
る。
９０°から離れるほど大きくなる。そして、位相φ1と
位相φ2との位相差が９０°から大きく離れ、信号Ｅａ
がｋ2＋αを超えるか若しくはｋ2−βを下回るような場
合には、比較器４１６或いは比較器４１７から“１”が
出力される。よって、論理和回路４１８は、シャッター
閉指令信号をシャッターコントローラ５７に、また出射
停止指令信号を高周波信号発生部４２にそれぞれ出力す
る。
【００４５】ウォブラー電磁石５３，５４が発している
磁場の最大値（振幅）が予め設定された値になっていな
い場合と同様に、シャッター閉指令信号が入力されたシ
ャッターコントローラ５７は、シャッター５８を閉じ、
シンクロトロン３から出射されるビームはシャッター５
８により遮断される。一方、出射停止指令信号が入力さ
れた高周波信号発生部４２は高周波信号の発生を停止
し、制御装置４からの出射用電源３６に対する高周波信
号の出力が停止されるので、シンクロトロン３からのビ
ームの出射が停止される。
磁場の最大値（振幅）が予め設定された値になっていな
い場合と同様に、シャッター閉指令信号が入力されたシ
ャッターコントローラ５７は、シャッター５８を閉じ、
シンクロトロン３から出射されるビームはシャッター５
８により遮断される。一方、出射停止指令信号が入力さ
れた高周波信号発生部４２は高周波信号の発生を停止
し、制御装置４からの出射用電源３６に対する高周波信
号の出力が停止されるので、シンクロトロン３からのビ
ームの出射が停止される。
【００４６】このように、ウォブラー電磁石５３，５４
が発している磁場の位相差が９０°になっておらず、そ
の結果として信号Ｅａがｋ2＋αを超えるか若しくはｋ2
−βを下回るような場合には、シンクロトロン３からの
ビームの出射が停止され、患者の患部に対するビームの
照射が停止される。すなわち、ウォブラー電磁石５３，
５４が発している磁場の位相差が９０°になっていない
ために、ビーム走査軌道の円形が歪んで均一な照射線量
分布が得られない場合には、患者の患部に対するビーム
の照射が停止される。
が発している磁場の位相差が９０°になっておらず、そ
の結果として信号Ｅａがｋ2＋αを超えるか若しくはｋ2
−βを下回るような場合には、シンクロトロン３からの
ビームの出射が停止され、患者の患部に対するビームの
照射が停止される。すなわち、ウォブラー電磁石５３，
５４が発している磁場の位相差が９０°になっていない
ために、ビーム走査軌道の円形が歪んで均一な照射線量
分布が得られない場合には、患者の患部に対するビーム
の照射が停止される。
【００４７】なお、本実施例では、ウォブラー電磁石５
３，５４が発している磁場の最大値が予め設定された値
になっていないためにビーム走査軌道の円形が歪む場合
と、ウォブラー電磁石５３，５４が発している磁場の位
相差が９０°になっていないためにビーム走査軌道の円
形が歪む場合とを区別して説明したが、実際には磁場の
最大値が予め設定された値になっていないことと磁場の
位相差が９０°になっていないことの両方の影響により
ビーム走査軌道の円形が歪む場合もあり、その場合でも
制御装置４によりシンクロトロン３からのビームの出射
を停止することができる。
３，５４が発している磁場の最大値が予め設定された値
になっていないためにビーム走査軌道の円形が歪む場合
と、ウォブラー電磁石５３，５４が発している磁場の位
相差が９０°になっていないためにビーム走査軌道の円
形が歪む場合とを区別して説明したが、実際には磁場の
最大値が予め設定された値になっていないことと磁場の
位相差が９０°になっていないことの両方の影響により
ビーム走査軌道の円形が歪む場合もあり、その場合でも
制御装置４によりシンクロトロン３からのビームの出射
を停止することができる。
【００４８】以上説明したように、本実施例によれば、
ビームが円形に走査されて均一な照射線量分布が得られ
ている場合には、照射対象に対するビームの照射を継続
し、ビーム走査軌道の円形が予め定められた許容範囲以
上に歪んで均一な照射線量分布が得られない場合には、
照射対象に対するビームの照射を停止する。よって、照
射対象における照射線量の制御精度の低下を防ぐことが
できる。
ビームが円形に走査されて均一な照射線量分布が得られ
ている場合には、照射対象に対するビームの照射を継続
し、ビーム走査軌道の円形が予め定められた許容範囲以
上に歪んで均一な照射線量分布が得られない場合には、
照射対象に対するビームの照射を停止する。よって、照
射対象における照射線量の制御精度の低下を防ぐことが
できる。
【００４９】なお、本実施例では、磁場検出コイルに誘
起される交流電圧に基づいて、磁場の最大値が予め設定
された値になっていないことと磁場の位相差が９０°に
なっていないことの判定を行ったが、ウォブラー電磁石
５３，５４に供給される交流電流を検出して、その交流
電流に基づいて上記判定を行うことも可能である。しか
し、本実施例のように実際に発生した磁場に基づいて判
定を行うことにより、ウォブラー電磁石５３，５４の不
具合が原因である場合にも対応することができる。つま
り、ウォブラー電磁石５３，５４に供給される交流電流
に基づいて判定を行う場合には、交流電流が正しく供給
されているにもかかわらずウォブラー電磁石５３，５４
の不具合により磁場の位相や振幅が変動してしまうとき
に、位相や振幅の変動を検出することはできない。
起される交流電圧に基づいて、磁場の最大値が予め設定
された値になっていないことと磁場の位相差が９０°に
なっていないことの判定を行ったが、ウォブラー電磁石
５３，５４に供給される交流電流を検出して、その交流
電流に基づいて上記判定を行うことも可能である。しか
し、本実施例のように実際に発生した磁場に基づいて判
定を行うことにより、ウォブラー電磁石５３，５４の不
具合が原因である場合にも対応することができる。つま
り、ウォブラー電磁石５３，５４に供給される交流電流
に基づいて判定を行う場合には、交流電流が正しく供給
されているにもかかわらずウォブラー電磁石５３，５４
の不具合により磁場の位相や振幅が変動してしまうとき
に、位相や振幅の変動を検出することはできない。
【００５０】また、本実施例では、シャッター５８によ
るビームの遮断とシンクロトロン３からのビームの出射
の停止の両方を行っているため、どちらか一方を行う場
合に比べて、より安全性が高くなる。更に、この２つの
方法に加えて、シンクロトロン３における共鳴の安定限
界を大きくすることによりビームの出射を停止する方法
も併用すれば、更に安全性を高めることができる。
るビームの遮断とシンクロトロン３からのビームの出射
の停止の両方を行っているため、どちらか一方を行う場
合に比べて、より安全性が高くなる。更に、この２つの
方法に加えて、シンクロトロン３における共鳴の安定限
界を大きくすることによりビームの出射を停止する方法
も併用すれば、更に安全性を高めることができる。
【００５１】なお、本実施例では、シンクロトロン３か
ら出射されるビームを照射対象である患者の患部（癌細
胞）に照射する医療用システムについて説明したが、ビ
ームを加速する加速器としてサイクロトロンを用いた医
療用システムにも適用できる。また、照射対象が癌患者
に限られるものでないことは言うまでもない。
ら出射されるビームを照射対象である患者の患部（癌細
胞）に照射する医療用システムについて説明したが、ビ
ームを加速する加速器としてサイクロトロンを用いた医
療用システムにも適用できる。また、照射対象が癌患者
に限られるものでないことは言うまでもない。
【００５２】更に、本実施例では、磁場検出コイル５３
１，５４１の出力信号を制御装置４の信号処理部４１に
て処理しているが、信号処理部４１に相当する信号処理
回路を制御装置４と別に設けても良い。
１，５４１の出力信号を制御装置４の信号処理部４１に
て処理しているが、信号処理部４１に相当する信号処理
回路を制御装置４と別に設けても良い。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、照射線量分布が均一な
状態でのみ荷電粒子ビームが照射されるので、照射対象
における照射線量の制御精度の低下を防ぐことができ
る。
状態でのみ荷電粒子ビームが照射されるので、照射対象
における照射線量の制御精度の低下を防ぐことができ
る。
【図１】本発明の好適な一実施例である荷電粒子ビーム
照射装置におけるウォブラー電磁石と信号処理手段の構
成図である。
照射装置におけるウォブラー電磁石と信号処理手段の構
成図である。
【図２】本発明の好適な一実施例である荷電粒子ビーム
照射装置を用いた医療用システムの構成図である。
照射装置を用いた医療用システムの構成図である。
【図３】図２のウォブラー電磁石５３，５４に供給され
る交流電流の波形を示す図である。
る交流電流の波形を示す図である。
【図４】図１の磁場検出コイル５３１，５４１から出力
される電圧信号の波形を示す図である。
される電圧信号の波形を示す図である。
【図５】図１の振幅調整器４１１，４１２から出力され
る電圧信号の波形を示す図である。
る電圧信号の波形を示す図である。
１…前段加速器、２…ビーム輸送系、３…シンクロトロ
ン、４…制御装置、５…照射装置、４１…信号処理部、
５３,５４…ウォブラー電磁石、５３１,５４１…磁場検
出コイル。
ン、４…制御装置、５…照射装置、４１…信号処理部、
５３,５４…ウォブラー電磁石、５３１,５４１…磁場検
出コイル。
Claims (7)
- 【請求項１】散乱体により荷電粒子ビームを散乱させる
と共に、複数のウォブラー電磁石を用いて荷電粒子ビー
ムを円形に走査しながら照射対象に照射する荷電粒子ビ
ーム照射方法において、 前記複数のウォブラー電磁石により走査される荷電粒子
ビームの軌道が円形になっていない場合に、前記照射対
象に対する荷電粒子ビームの照射を停止することを特徴
とする荷電粒子ビーム照射方法。 - 【請求項２】散乱体により荷電粒子ビームを散乱させる
と共に、正弦波波形を有する第１の交流電流が供給され
る第１のウォブラー電磁石が発する磁場、及び正弦波波
形を有しかつ前記第１の交流電流との位相差が９０°で
ある第２の交流電流が供給される第２のウォブラー電磁
石が発する磁場により荷電粒子ビームを円形に走査しな
がら照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射方法におい
て、 前記第１のウォブラー電磁石が発する磁場と前記第２の
ウォブラー電磁石が発する磁場との位相差が９０°にな
っていない場合に、前記照射対象に対する荷電粒子ビー
ムの照射を停止することを特徴とする荷電粒子ビーム照
射方法。 - 【請求項３】散乱体により荷電粒子ビームを散乱させる
と共に、磁場により荷電粒子ビームを偏向する第１のウ
ォブラー電磁石及び第２のウォブラー電磁石に荷電粒子
ビームが円形に走査されるように振幅が設定された交流
電流を供給して、前記第１のウォブラー電磁石及び第２
のウォブラー電磁石が発する磁場により荷電粒子ビーム
を円形に走査しながら照射対象に照射する荷電粒子ビー
ム照射方法において、 前記第１のウォブラー電磁石が発する磁場の強度、或い
は前記第２のウォブラー電磁石が発する磁場の強度が、
予め設定された磁場強度になっていない場合に、前記照
射対象に対する荷電粒子ビームの照射を停止することを
特徴とする荷電粒子ビーム照射方法。 - 【請求項４】荷電粒子ビームを散乱させる散乱体と、荷
電粒子ビームを円形に走査するための複数のウォブラー
電磁石とを有し、前記複数のウォブラー電磁石により円
形に走査される荷電粒子ビームを出力する荷電粒子ビー
ム照射装置において、 前記複数のウォブラー電磁石毎に設けられた複数の磁場
検出コイルと、前記複数の磁場検出コイルにより検出さ
れた前記複数のウォブラー電磁石が発する磁場に基づい
て、前記複数のウォブラー電磁石により走査される荷電
粒子ビームの軌道が円形になっているか判定し、前記軌
道が円形になっていない場合に荷電粒子ビームの出力を
停止させる制御装置とを備えたことを特徴とする荷電粒
子ビーム照射装置。 - 【請求項５】荷電粒子ビームを散乱させる散乱体と、正
弦波波形を有する第１の交流電流が供給される第１のウ
ォブラー電磁石と、正弦波波形を有しかつ前記第１の交
流電流との位相差が９０°である第２の交流電流が供給
される第２のウォブラー電磁石とを有し、前記第１のウ
ォブラー電磁石及び前記第２のウォブラー電磁石により
円形に走査される荷電粒子ビームを出力する荷電粒子ビ
ーム照射装置において、 前記第１のウォブラー電磁石及び前記第２のウォブラー
電磁石に設けられた磁場検出コイルと、前記磁場検出コ
イルにより検出された前記第１のウォブラー電磁石が発
する磁場及び前記第２のウォブラー電磁石が発する磁場
に基づいて、前記第１のウォブラー電磁石が発する磁場
と前記第２のウォブラー電磁石が発する磁場との位相差
が９０°になっているか判定し、前記位相差が９０°に
なっていない場合に荷電粒子ビームの出力を停止させる
制御装置とを備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム照
射装置。 - 【請求項６】荷電粒子ビームを散乱させる散乱体と、荷
電粒子ビームが円形に走査されるように振幅が設定され
た交流電流が供給される第１のウォブラー電磁石及び第
２のウォブラー電磁石とを有し、前記第１のウォブラー
電磁石及び前記第２のウォブラー電磁石により円形に走
査される荷電粒子ビームを出力する荷電粒子ビーム照射
装置において、 前記第１のウォブラー電磁石及び前記第２のウォブラー
電磁石に設けられた磁場検出コイルと、前記磁場検出コ
イルにより検出された前記第１のウォブラー電磁石が発
する磁場及び前記第２のウォブラー電磁石が発する磁場
に基づいて、前記第１のウォブラー電磁石が発する磁場
の強度及び前記第２のウォブラー電磁石が発する磁場の
強度が予め設定された磁場強度になっているか判定し、
前記磁場の強度が予め設定された磁場強度になっていな
い場合に荷電粒子ビームの出力を停止させる制御装置と
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム照射装置。 - 【請求項７】荷電粒子ビームを加速した後、出射する加
速器と、 前記加速器から出射された荷電粒子ビームを散乱させる
散乱体と、前記加速器から出射された荷電粒子ビームを
円形に走査するための複数のウォブラー電磁石とを有
し、前記複数のウォブラー電磁石により円形に走査され
る荷電粒子ビームを出力する荷電粒子ビーム照射装置と
を有する医療用システムにおいて、 前記複数のウォブラー電磁石毎に設けられた複数の磁場
検出コイルと、 前記複数の磁場検出コイルにより検出された前記複数の
ウォブラー電磁石が発する磁場に基づいて、前記複数の
ウォブラー電磁石により走査される荷電粒子ビームの軌
道が円形になっているか判定し、前記軌道が円形になっ
ていない場合に前記加速器からの荷電粒子ビームの出射
を停止させることにより前記荷電粒子ビーム照射装置か
らの荷電粒子ビームの出力を停止させる制御装置とを備
えたことを特徴とする医療用システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10486699A JP3837957B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 荷電粒子ビーム照射方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10486699A JP3837957B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 荷電粒子ビーム照射方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292600A true JP2000292600A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3837957B2 JP3837957B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=14392164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10486699A Expired - Fee Related JP3837957B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 荷電粒子ビーム照射方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3837957B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4499185B1 (ja) * | 2009-08-27 | 2010-07-07 | 三菱電機株式会社 | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 |
| KR101083604B1 (ko) | 2008-03-28 | 2011-11-16 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 하전입자선 조사장치 |
| JP2011234960A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 偏向電磁石調整装置、粒子線照射装置、粒子線治療装置及び偏向電磁石調整方法 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP10486699A patent/JP3837957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101083604B1 (ko) | 2008-03-28 | 2011-11-16 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 하전입자선 조사장치 |
| JP4499185B1 (ja) * | 2009-08-27 | 2010-07-07 | 三菱電機株式会社 | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 |
| WO2011024278A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | 三菱電機株式会社 | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 |
| US8357911B2 (en) | 2009-08-27 | 2013-01-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Particle beam irradiation system and particle beam therapy system |
| US8598537B2 (en) | 2009-08-27 | 2013-12-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Particle beam irradiation system and particle beam therapy system |
| JP2011234960A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 偏向電磁石調整装置、粒子線照射装置、粒子線治療装置及び偏向電磁石調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3837957B2 (ja) | 2006-10-25 |
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