JP2001166098A - 荷電粒子照射装置 - Google Patents
荷電粒子照射装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軌道平面と垂直な方向に荷電粒子を偏向させ
ることのない荷電粒子照射装置を得ること。 【解決手段】 この発明に係る荷電粒子照射装置は、軌
道平面１１内で加速された荷電粒子を出射する円形加速
器１と、円形加速器１で加速された荷電粒子を軌道平面
１１内の所定経路を介して輸送する荷電粒子輸送手段３
と、荷電粒子輸送手段３で輸送された荷電粒子を照射対
象９ａに照射する照射装置７とを備えている。
ることのない荷電粒子照射装置を得ること。 【解決手段】 この発明に係る荷電粒子照射装置は、軌
道平面１１内で加速された荷電粒子を出射する円形加速
器１と、円形加速器１で加速された荷電粒子を軌道平面
１１内の所定経路を介して輸送する荷電粒子輸送手段３
と、荷電粒子輸送手段３で輸送された荷電粒子を照射対
象９ａに照射する照射装置７とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物理および化学の
研究または種々の治療などに用いられる荷電粒子照射装
置に関するものである。
研究または種々の治療などに用いられる荷電粒子照射装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の荷電粒子照射装置は、研究用に供
されることが多いため、可能な限り広範囲の患者を治療
可能なように、照射装置や照射室を多種設けていた。
されることが多いため、可能な限り広範囲の患者を治療
可能なように、照射装置や照射室を多種設けていた。
【０００３】図１２は、例えば文献「Proceedings of t
he 1999 Particle Accelerator Conference」第2520頁
に示された従来の荷電粒子照射装置である。図に示すよ
うに、加速器装置室１０１内には円形加速器１０３が配
置されており、荷電粒子は、この円形加速器１０３内に
おける水平方向の軌道平面内で加速されることにより、
治療ないし実験に必要な所定のエネルギーにまで加速さ
れる。
he 1999 Particle Accelerator Conference」第2520頁
に示された従来の荷電粒子照射装置である。図に示すよ
うに、加速器装置室１０１内には円形加速器１０３が配
置されており、荷電粒子は、この円形加速器１０３内に
おける水平方向の軌道平面内で加速されることにより、
治療ないし実験に必要な所定のエネルギーにまで加速さ
れる。
【０００４】この加速された荷電粒子は、荷電粒子輸送
系１０５によって、各治療室１０７ａ、１０７ｂまたは
実験室１０９に輸送される。このとき、荷電粒子は、荷
電粒子輸送系１０５に配置された偏向電磁石などによ
り、水平方向における縦、横方向、並びに、水平方向に
対して垂直な方向に偏向され所望の位置に輸送される。
系１０５によって、各治療室１０７ａ、１０７ｂまたは
実験室１０９に輸送される。このとき、荷電粒子は、荷
電粒子輸送系１０５に配置された偏向電磁石などによ
り、水平方向における縦、横方向、並びに、水平方向に
対して垂直な方向に偏向され所望の位置に輸送される。
【０００５】各治療室１０７ａ、１０７ｂに輸送された
荷電粒子は、固定照射装置１１１ａを介して患者の病巣
に照射され、例えば、目の治療、あるいは頭又は頚部の
治療に供されたり、回転ガントリー１１１ｂを介して患
者の病巣に照射され、例えば、複雑な形状の腫瘍の治療
に供される。一方、実験室１０９に輸送された荷電粒子
は、実験用照射装置を用いて生物学的な放射線の影響の
実験に供されている。
荷電粒子は、固定照射装置１１１ａを介して患者の病巣
に照射され、例えば、目の治療、あるいは頭又は頚部の
治療に供されたり、回転ガントリー１１１ｂを介して患
者の病巣に照射され、例えば、複雑な形状の腫瘍の治療
に供される。一方、実験室１０９に輸送された荷電粒子
は、実験用照射装置を用いて生物学的な放射線の影響の
実験に供されている。
【０００６】上記のように円形加速器で加速された各荷
電粒子の運動量は常に一定ではなく、それぞれにばらつ
きがあるため、運動量分散が生じる。そのため、偏向電
磁石等により荷電粒子が偏向される場合には、その中心
となる荷電粒子に合わせて偏向がなされるので、上記の
ような運動量分散があると、中心となる荷電粒子が有す
るエネルギーと異なるエネルギーを有する荷電粒子は、
中心軌道から外れた軌道をとることになる。
電粒子の運動量は常に一定ではなく、それぞれにばらつ
きがあるため、運動量分散が生じる。そのため、偏向電
磁石等により荷電粒子が偏向される場合には、その中心
となる荷電粒子に合わせて偏向がなされるので、上記の
ような運動量分散があると、中心となる荷電粒子が有す
るエネルギーと異なるエネルギーを有する荷電粒子は、
中心軌道から外れた軌道をとることになる。
【０００７】一般に、この運動量分散による軌道のずれ
は、軌道平面から垂直な方向では、軌道平面から離脱す
る方向に偏向電磁石等で荷電粒子を偏向させない限り発
生しない。一方、軌道平面内の方向では、偏向がなされ
なくても、運動量分散による軌道のずれが発生する場合
がある。
は、軌道平面から垂直な方向では、軌道平面から離脱す
る方向に偏向電磁石等で荷電粒子を偏向させない限り発
生しない。一方、軌道平面内の方向では、偏向がなされ
なくても、運動量分散による軌道のずれが発生する場合
がある。
【０００８】この軌道のずれは次式で表現される。
【０００９】χ（ｓ）＝η（△Ｐ／Ｐ） …（１）
【００１０】ここでχ（ｓ）は中心軌道からずれた距
離、ηは分散関数、Ｐは中心荷電粒子の運動量、△Ｐは
中心荷電粒子からずれた運動量の誤差である。
離、ηは分散関数、Ｐは中心荷電粒子の運動量、△Ｐは
中心荷電粒子からずれた運動量の誤差である。
【００１１】式（１）からわかるように、分散関数ηの
値を０にすることができれば、運動量分散による軌道の
ズレを消すことができる。ここで、この分散関数ηは定
性的偏向電磁石によって偏向されることで発生するが、
再度、逆方向に偏向することで０にすることができる。
値を０にすることができれば、運動量分散による軌道の
ズレを消すことができる。ここで、この分散関数ηは定
性的偏向電磁石によって偏向されることで発生するが、
再度、逆方向に偏向することで０にすることができる。
【００１２】医療用の装置では患者の位置で分散関数η
の値を０に（軌道のズレがないように）することが要求
されている。このため、図１２に示した従来の荷電粒子
照射装置における荷電粒子輸送系の偏向電磁石の中に
は、分散関数ηの値を０にするために逆方向に偏向する
偏向電磁石が配置されている。
の値を０に（軌道のズレがないように）することが要求
されている。このため、図１２に示した従来の荷電粒子
照射装置における荷電粒子輸送系の偏向電磁石の中に
は、分散関数ηの値を０にするために逆方向に偏向する
偏向電磁石が配置されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の荷電粒子照射装
置は上記のように円形加速器の軌道平面内から離脱する
方向に荷電粒子が偏向されており、この偏向によって運
動量分散による軌道のズレが発生するので、分散関数η
の値を０にし軌道のズレをなくすために、逆方向に偏向
する偏向電磁石を設ける必要が生じ、偏向電磁石の個数
が増大するという問題点があった。
置は上記のように円形加速器の軌道平面内から離脱する
方向に荷電粒子が偏向されており、この偏向によって運
動量分散による軌道のズレが発生するので、分散関数η
の値を０にし軌道のズレをなくすために、逆方向に偏向
する偏向電磁石を設ける必要が生じ、偏向電磁石の個数
が増大するという問題点があった。
【００１４】また、従来の荷電粒子照射装置は、円形加
速器の軌道平面が地表面と平行であるため、鉛直方向か
ら患者へ荷電粒子を照射する場合には、軌道平面から離
脱する方向（鉛直方向）に荷電粒子を偏向させる必要が
あるので、上記同様、逆方向に偏向する偏向電磁石を設
ける必要が生じ、偏向電磁石の個数が増大するという問
題点があった。さらに、軌道平面方向および軌道平面と
垂直な方向へ、荷電粒子輸送系を立体的に構成する必要
が生じるので、設置空間すなわち建屋容積が大きくな
り、建設費が増大するという問題点があった。
速器の軌道平面が地表面と平行であるため、鉛直方向か
ら患者へ荷電粒子を照射する場合には、軌道平面から離
脱する方向（鉛直方向）に荷電粒子を偏向させる必要が
あるので、上記同様、逆方向に偏向する偏向電磁石を設
ける必要が生じ、偏向電磁石の個数が増大するという問
題点があった。さらに、軌道平面方向および軌道平面と
垂直な方向へ、荷電粒子輸送系を立体的に構成する必要
が生じるので、設置空間すなわち建屋容積が大きくな
り、建設費が増大するという問題点があった。
【００１５】また、従来の荷電粒子照射装置は、円形加
速器の軌道平面が地表面と平行であるため、設置空間が
大きくなり、敷地の余裕のない病院等への設置が難しい
といった問題点があった。
速器の軌道平面が地表面と平行であるため、設置空間が
大きくなり、敷地の余裕のない病院等への設置が難しい
といった問題点があった。
【００１６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、軌道平面と垂直な方向に荷電粒
子を偏向させることのない荷電粒子照射装置を得ること
を目的とする。
ためになされたもので、軌道平面と垂直な方向に荷電粒
子を偏向させることのない荷電粒子照射装置を得ること
を目的とする。
【００１７】また、本発明は、設置空間を小さくできる
荷電粒子照射装置を得ることを目的とする。
荷電粒子照射装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る荷電粒子照
射装置は、軌道平面内で加速された荷電粒子を出射する
円形加速器と、上記円形加速器で加速された荷電粒子を
上記軌道平面内の所定経路を介して輸送する荷電粒子輸
送手段と、上記荷電粒子輸送手段で輸送された荷電粒子
を照射対象に照射する照射装置とを備えたものである。
射装置は、軌道平面内で加速された荷電粒子を出射する
円形加速器と、上記円形加速器で加速された荷電粒子を
上記軌道平面内の所定経路を介して輸送する荷電粒子輸
送手段と、上記荷電粒子輸送手段で輸送された荷電粒子
を照射対象に照射する照射装置とを備えたものである。
【００１９】また、軌道平面を地表面に対して垂直にし
てもよい。
てもよい。
【００２０】また、軌道平面内の一方向から入射された
荷電粒子が上記軌道平面内の他方向に出射されるよう
に、上記荷電粒子を偏向させる偏向電磁石を荷電粒子輸
送手段内に備えてもよい。
荷電粒子が上記軌道平面内の他方向に出射されるよう
に、上記荷電粒子を偏向させる偏向電磁石を荷電粒子輸
送手段内に備えてもよい。
【００２１】さらに、荷電粒子輸送系で輸送される荷電
粒子の進行方向を変える偏向電磁石を１台にしてもよ
い。
粒子の進行方向を変える偏向電磁石を１台にしてもよ
い。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。 実施の形態１．図１はこの実施の形態１による荷電粒子
照射装置を示す概略図で、図１（ａ）は平面図、図１
（ｂ）は側面図である。図において、１は軌道平面１１
内で荷電粒子を加速する円形加速器、３は軌道平面１１
内の所定経路を介して荷電粒子を輸送する荷電粒子輸送
手段である荷電粒子輸送系、５ａ、５ｂ、５ｃは荷電粒
子輸送系３に設けられ荷電粒子の進行方向を変える偏向
電磁石、７は鉛直方向から患者９ａの病巣に荷電粒子を
照射する固定照射装置、９は患者等の照射対象９ａを載
せる載置台である。
に基づいて説明する。 実施の形態１．図１はこの実施の形態１による荷電粒子
照射装置を示す概略図で、図１（ａ）は平面図、図１
（ｂ）は側面図である。図において、１は軌道平面１１
内で荷電粒子を加速する円形加速器、３は軌道平面１１
内の所定経路を介して荷電粒子を輸送する荷電粒子輸送
手段である荷電粒子輸送系、５ａ、５ｂ、５ｃは荷電粒
子輸送系３に設けられ荷電粒子の進行方向を変える偏向
電磁石、７は鉛直方向から患者９ａの病巣に荷電粒子を
照射する固定照射装置、９は患者等の照射対象９ａを載
せる載置台である。
【００２３】１１は円形加速器１の軌道平面で、この軌
道平面は地表面に対して垂直な面である。すなわち、円
形加速器１はその軌道平面１１が地表面に対して垂直と
なるように設置されている。なお、荷電粒子輸送系３に
おける偏向電磁石５ａ、５ｂ、５ｃ以外の構成要素（他
の電磁石等）は図中から省略している。
道平面は地表面に対して垂直な面である。すなわち、円
形加速器１はその軌道平面１１が地表面に対して垂直と
なるように設置されている。なお、荷電粒子輸送系３に
おける偏向電磁石５ａ、５ｂ、５ｃ以外の構成要素（他
の電磁石等）は図中から省略している。
【００２４】次に、図１で示した荷電粒子照射装置の動
作を説明する。荷電粒子は軌道平面１１が地表面に対し
て垂直となるように設置された円形加速器１によって、
所定のエネルギーまで加速される。このとき、荷電粒子
は円形加速器１の内部で、円形加速器１の電磁石が発生
する磁場と加速空洞が発生する高周波電圧の相互作用に
よって、軌道平面１１内で螺旋状の軌道を描いている。
加速中、荷電粒子は概ね軌道平面１１内から離れること
はない。
作を説明する。荷電粒子は軌道平面１１が地表面に対し
て垂直となるように設置された円形加速器１によって、
所定のエネルギーまで加速される。このとき、荷電粒子
は円形加速器１の内部で、円形加速器１の電磁石が発生
する磁場と加速空洞が発生する高周波電圧の相互作用に
よって、軌道平面１１内で螺旋状の軌道を描いている。
加速中、荷電粒子は概ね軌道平面１１内から離れること
はない。
【００２５】一般的に軌道平面１１内の方向には偏向が
なされなくても、運動量分散による軌道のズレが生じ分
散関数ηの値が０以外の所定値になるが、軌道平面１１
と交わる方向には運動量分散による軌道のズレがなく、
分散関数ηの値は０になるので、図１に示したように、
軌道平面１１が地表面に対して垂直となるように配置さ
れた円形加速器１では、円形加速器１から出射された荷
電粒子は、地表面と平行な方向では分散関数ηの値は０
となる。
なされなくても、運動量分散による軌道のズレが生じ分
散関数ηの値が０以外の所定値になるが、軌道平面１１
と交わる方向には運動量分散による軌道のズレがなく、
分散関数ηの値は０になるので、図１に示したように、
軌道平面１１が地表面に対して垂直となるように配置さ
れた円形加速器１では、円形加速器１から出射された荷
電粒子は、地表面と平行な方向では分散関数ηの値は０
となる。
【００２６】この円形加速器１から取り出された荷電粒
子は、荷電粒子輸送系３により、軌道平面１１内を進行
し、偏向電磁石５ａ、５ｂ、５ｃでそれぞれ軌道平面１
１内の一方向から他方向に偏向され、最後に偏向電磁石
５ｃにより地表面に対して鉛直な方向に偏向された後、
固定照射装置７を介して照射対象である患者９ａに照射
される。
子は、荷電粒子輸送系３により、軌道平面１１内を進行
し、偏向電磁石５ａ、５ｂ、５ｃでそれぞれ軌道平面１
１内の一方向から他方向に偏向され、最後に偏向電磁石
５ｃにより地表面に対して鉛直な方向に偏向された後、
固定照射装置７を介して照射対象である患者９ａに照射
される。
【００２７】ここで、医療用の装置では患者９ａの位置
で分散関数ηの値を０にすることが要求されているた
め、この荷電粒子輸送系３内で分散関数ηの値を０にす
る。図１では、荷電粒子輸送系３に配置された偏向電磁
石５ａ、５ｂ、５ｃを円形加速器１の軌道平面１１と同
一平面内に設置し、荷電粒子の軌道が軌道平面１１内で
収まる構成とした。
で分散関数ηの値を０にすることが要求されているた
め、この荷電粒子輸送系３内で分散関数ηの値を０にす
る。図１では、荷電粒子輸送系３に配置された偏向電磁
石５ａ、５ｂ、５ｃを円形加速器１の軌道平面１１と同
一平面内に設置し、荷電粒子の軌道が軌道平面１１内で
収まる構成とした。
【００２８】このように、荷電粒子は軌道平面１１と交
わる方向には偏向されていないので、軌道平面１１と交
わる方向の分散関数ηの値は０で、軌道平面１１内の方
向の分散関数ηの値は上記偏向電磁石５ａ、５ｂ、５ｃ
により０になるように偏向されるので、全体として、患
者９ａの位置で分散関数ηの値が０になる。
わる方向には偏向されていないので、軌道平面１１と交
わる方向の分散関数ηの値は０で、軌道平面１１内の方
向の分散関数ηの値は上記偏向電磁石５ａ、５ｂ、５ｃ
により０になるように偏向されるので、全体として、患
者９ａの位置で分散関数ηの値が０になる。
【００２９】この実施の形態の荷電粒子照射装置は、軌
道平面内で加速された荷電粒子を軌道平面内の所定経路
を介して輸送し、照射対象に照射するようにしているの
で、荷電粒子が軌道平面と交わる方向に偏向させられる
ことがない。そのため、荷電粒子輸送系で輸送される荷
電粒子が持つ分散関数ηの軌道平面と垂直な成分を０に
維持できる。すなわち、軌道平面と垂直な方向へ偏向す
る偏向電磁石が不要となり、偏向電磁石の個数を減らす
ことができる。このため、装置を小型化できる。
道平面内で加速された荷電粒子を軌道平面内の所定経路
を介して輸送し、照射対象に照射するようにしているの
で、荷電粒子が軌道平面と交わる方向に偏向させられる
ことがない。そのため、荷電粒子輸送系で輸送される荷
電粒子が持つ分散関数ηの軌道平面と垂直な成分を０に
維持できる。すなわち、軌道平面と垂直な方向へ偏向す
る偏向電磁石が不要となり、偏向電磁石の個数を減らす
ことができる。このため、装置を小型化できる。
【００３０】また、軌道平面から離脱する方向への荷電
粒子の偏向が不要となるので、照射装置全体の占める体
積を小さくできる。すなわち、設備の設置容積を低減で
きる。さらに、設置面積を小さくできるので、建設費を
低減できる。
粒子の偏向が不要となるので、照射装置全体の占める体
積を小さくできる。すなわち、設備の設置容積を低減で
きる。さらに、設置面積を小さくできるので、建設費を
低減できる。
【００３１】さらに、軌道平面が地表面に対して垂直に
なるように円形加速器を配置しているので、軌道平面が
地表面と平行になるように配置した円形加速器に比し、
円形加速器の設置空間を小さくすることができ、敷地の
余裕のない病院等へ設置することが容易になる。
なるように円形加速器を配置しているので、軌道平面が
地表面と平行になるように配置した円形加速器に比し、
円形加速器の設置空間を小さくすることができ、敷地の
余裕のない病院等へ設置することが容易になる。
【００３２】また、軌道平面内の一方向から入射された
荷電粒子が上記軌道平面内の他方向に出射されるよう
に、上記荷電粒子を偏向させるようにしているので、軌
道平面内の方向の分散関数ηの値を０にし軌道のズレを
なくすことができる。
荷電粒子が上記軌道平面内の他方向に出射されるよう
に、上記荷電粒子を偏向させるようにしているので、軌
道平面内の方向の分散関数ηの値を０にし軌道のズレを
なくすことができる。
【００３３】図２はこの実施の形態１の他の荷電粒子照
射装置を示す概略図で、図２（ａ）は平面図、図２
（ｂ）は側面図である。なお、図２は軌道平面１１内で
荷電粒子を偏向するように構成した荷電粒子照射装置
で、円形加速器１から荷電粒子が出射される方向が地表
面と平行になっている点と、偏向電磁石５ａ、５ｃの設
置場所及び偏向方向を変えている点以外は、実施の形態
１と同様であるので説明は省略する。
射装置を示す概略図で、図２（ａ）は平面図、図２
（ｂ）は側面図である。なお、図２は軌道平面１１内で
荷電粒子を偏向するように構成した荷電粒子照射装置
で、円形加速器１から荷電粒子が出射される方向が地表
面と平行になっている点と、偏向電磁石５ａ、５ｃの設
置場所及び偏向方向を変えている点以外は、実施の形態
１と同様であるので説明は省略する。
【００３４】図３、図４はこの実施の形態１の他の荷電
粒子照射装置を示す概略側面図である。なお、図３、図
４は地表面に対して垂直な軌道平面内で荷電粒子を偏向
するように構成した荷電粒子照射装置で、固定照射装置
７を地表面に対して４５度傾けて配置し、この方向から
患者の病巣に荷電粒子を照射するように構成した点以外
は図１、図２と同様であるので他の説明は省略する。
粒子照射装置を示す概略側面図である。なお、図３、図
４は地表面に対して垂直な軌道平面内で荷電粒子を偏向
するように構成した荷電粒子照射装置で、固定照射装置
７を地表面に対して４５度傾けて配置し、この方向から
患者の病巣に荷電粒子を照射するように構成した点以外
は図１、図２と同様であるので他の説明は省略する。
【００３５】図５はこの実施の形態１の他の荷電粒子照
射装置を示す概略側面図である。なお、図５は地表面に
対して垂直な軌道平面１１内で荷電粒子を偏向するよう
に構成した荷電粒子照射装置で、固定照射装置７を地表
面に対して水平になるように配置し、この方向から患者
の病巣に荷電粒子を照射するように構成した点、及び円
形加速器１から荷電粒子が出射される方向が地表面に対
して垂直な方向になっている点以外は図１と同様である
ので他の説明は省略する。
射装置を示す概略側面図である。なお、図５は地表面に
対して垂直な軌道平面１１内で荷電粒子を偏向するよう
に構成した荷電粒子照射装置で、固定照射装置７を地表
面に対して水平になるように配置し、この方向から患者
の病巣に荷電粒子を照射するように構成した点、及び円
形加速器１から荷電粒子が出射される方向が地表面に対
して垂直な方向になっている点以外は図１と同様である
ので他の説明は省略する。
【００３６】このように、円形加速器１の軌道平面１１
を地表面に対して垂直となるように円形加速器１を設置
することで、軌道平面１１から離脱する方向に荷電粒子
を偏向せずに、任意の角度から、患者の病巣に荷電粒子
を照射できる。
を地表面に対して垂直となるように円形加速器１を設置
することで、軌道平面１１から離脱する方向に荷電粒子
を偏向せずに、任意の角度から、患者の病巣に荷電粒子
を照射できる。
【００３７】実施の形態２．この実施の形態２の荷電粒
子照射装置では、偏向電磁石を一台用いて、円形加速器
内に設けられた電磁石が発生する磁場により荷電粒子が
偏向される方向と逆の方向に、荷電粒子を偏向させるよ
うにしたものである。
子照射装置では、偏向電磁石を一台用いて、円形加速器
内に設けられた電磁石が発生する磁場により荷電粒子が
偏向される方向と逆の方向に、荷電粒子を偏向させるよ
うにしたものである。
【００３８】図６はこの実施の形態２による荷電粒子照
射装置を示す側面図である。図において、５は円形加速
器１内の電磁石が発生する磁場により偏向させられる方
向と逆の方向に荷電粒子を偏向させる偏向電磁石で、こ
の偏向電磁石は、円形加速器１の方向から入射された荷
電粒子が照射対象９ａの方向に照射されるように配置さ
れている。
射装置を示す側面図である。図において、５は円形加速
器１内の電磁石が発生する磁場により偏向させられる方
向と逆の方向に荷電粒子を偏向させる偏向電磁石で、こ
の偏向電磁石は、円形加速器１の方向から入射された荷
電粒子が照射対象９ａの方向に照射されるように配置さ
れている。
【００３９】１３は円形加速器１内で荷電粒子が螺旋状
に加速される場合、荷電粒子が円形加速器１の電磁石が
発生する磁場によって偏向される偏向方向を示してい
る。その他は、図１と同様であるので説明は省略する。
なお、荷電粒子輸送系３における偏向電磁石５以外の電
磁石は図中から省略している。
に加速される場合、荷電粒子が円形加速器１の電磁石が
発生する磁場によって偏向される偏向方向を示してい
る。その他は、図１と同様であるので説明は省略する。
なお、荷電粒子輸送系３における偏向電磁石５以外の電
磁石は図中から省略している。
【００４０】次に動作について説明する。実施の形態１
と同様に、荷電粒子は円形加速器１によって、所定のエ
ネルギーまで加速される。このとき、荷電粒子は円形加
速器１の内部で、円形加速器１の電磁石が発生する磁場
と加速空洞が発生する高周波電圧の相互作用によって、
軌道平面１１内で螺旋状の軌道を描いている。
と同様に、荷電粒子は円形加速器１によって、所定のエ
ネルギーまで加速される。このとき、荷電粒子は円形加
速器１の内部で、円形加速器１の電磁石が発生する磁場
と加速空洞が発生する高周波電圧の相互作用によって、
軌道平面１１内で螺旋状の軌道を描いている。
【００４１】この円形加速器１から取り出された荷電粒
子は、荷電粒子輸送系３により、軌道平面１１内を進行
し、偏向電磁石５で進行方向を変えられた後、固定照射
装置７を介して照射対象９ａに照射される。このとき、
円形加速器１内で発生する荷電粒子の分散関数ηの値
は、円形加速器１内で荷電粒子を偏向する偏向方向１３
と逆の方向に偏向する偏向電磁石５によって０にされ
る。
子は、荷電粒子輸送系３により、軌道平面１１内を進行
し、偏向電磁石５で進行方向を変えられた後、固定照射
装置７を介して照射対象９ａに照射される。このとき、
円形加速器１内で発生する荷電粒子の分散関数ηの値
は、円形加速器１内で荷電粒子を偏向する偏向方向１３
と逆の方向に偏向する偏向電磁石５によって０にされ
る。
【００４２】このように、上記のように構成された荷電
粒子照射装置においては、図６に示すような荷電粒子輸
送系３を構成することで、円形加速器１の軌道平面１１
から離脱する方向に荷電粒子を偏向する必要がない。し
たがって、分散間数ηにおける軌道平面１１に対して垂
直な成分を０に維持できる。
粒子照射装置においては、図６に示すような荷電粒子輸
送系３を構成することで、円形加速器１の軌道平面１１
から離脱する方向に荷電粒子を偏向する必要がない。し
たがって、分散間数ηにおける軌道平面１１に対して垂
直な成分を０に維持できる。
【００４３】また、偏向電磁石５ｂにより、円形加速器
１の偏向方向１３と逆の方向に荷電粒子を偏向させてい
るので、分散関数ηにおける軌道平面方向の成分を０に
でき、全体として分散関数ηの値を０にできる。このよ
うに偏向電磁石を１個にすることができるため、装置を
小型化できる。
１の偏向方向１３と逆の方向に荷電粒子を偏向させてい
るので、分散関数ηにおける軌道平面方向の成分を０に
でき、全体として分散関数ηの値を０にできる。このよ
うに偏向電磁石を１個にすることができるため、装置を
小型化できる。
【００４４】また、軌道平面から離脱する方向に荷電粒
子を偏向しないので、照射装置全体の占める体積を小さ
くできる。すなわち、設備の設置容積を低減できる。さ
らに、設置面積を小さくできるので、建設費を低減でき
る。
子を偏向しないので、照射装置全体の占める体積を小さ
くできる。すなわち、設備の設置容積を低減できる。さ
らに、設置面積を小さくできるので、建設費を低減でき
る。
【００４５】図７はこの実施の形態２による他の荷電粒
子照射装置を示す側面図である。図６に示した荷電粒子
照射装置と同様に、荷電粒子輸送系３において偏向電磁
石５を一台で構成した荷電粒子照射装置で、地表面から
斜め４５度で患者９ａの病巣に荷電粒子を照射するよう
に構成したものである。なお、照射方向を変えた点以外
は図６と同様であるので他の説明は省略する。
子照射装置を示す側面図である。図６に示した荷電粒子
照射装置と同様に、荷電粒子輸送系３において偏向電磁
石５を一台で構成した荷電粒子照射装置で、地表面から
斜め４５度で患者９ａの病巣に荷電粒子を照射するよう
に構成したものである。なお、照射方向を変えた点以外
は図６と同様であるので他の説明は省略する。
【００４６】図８はこの実施の形態２による他の荷電粒
子照射装置を示す側面図である。図６に示した荷電粒子
照射装置と同様に、荷電粒子輸送系３において偏向電磁
石５を一台で構成した荷電粒子照射装置で、地表面と水
平な方向から患者９ａの病巣に荷電粒子を照射するよう
に構成したものである。なお、照射方向を変えた点以外
は図６と同様であるので他の説明は省略する。
子照射装置を示す側面図である。図６に示した荷電粒子
照射装置と同様に、荷電粒子輸送系３において偏向電磁
石５を一台で構成した荷電粒子照射装置で、地表面と水
平な方向から患者９ａの病巣に荷電粒子を照射するよう
に構成したものである。なお、照射方向を変えた点以外
は図６と同様であるので他の説明は省略する。
【００４７】実施の形態３．実施の形態１、２では、軌
道平面が地表に対して垂直になるように円形加速器を設
置しているが、この実施の形態３の荷電粒子照射装置で
は、軌道平面が地表面と平行になるように円形加速器を
設置するようにしたものである。
道平面が地表に対して垂直になるように円形加速器を設
置しているが、この実施の形態３の荷電粒子照射装置で
は、軌道平面が地表面と平行になるように円形加速器を
設置するようにしたものである。
【００４８】この実施の形態の荷電粒子照射装置では、
軌道平面内で加速された荷電粒子を軌道平面内の所定経
路を介して輸送し、照射対象に照射するようにしている
ので、荷電粒子が軌道平面と交わる方向に偏向させられ
ることがない。そのため、軌道平面と垂直な方向へ偏向
する偏向電磁石が不要となり、偏向電磁石の個数を減ら
すことができ、装置を小型化できる。
軌道平面内で加速された荷電粒子を軌道平面内の所定経
路を介して輸送し、照射対象に照射するようにしている
ので、荷電粒子が軌道平面と交わる方向に偏向させられ
ることがない。そのため、軌道平面と垂直な方向へ偏向
する偏向電磁石が不要となり、偏向電磁石の個数を減ら
すことができ、装置を小型化できる。
【００４９】実施の形態４．図９はこの実施の形態４に
よる荷電粒子照射装置を示す側面図である。図におい
て、１５は円形加速器１を設置する加速器装置室、１７
は患者等の照射対象９ａに荷電粒子を照射して治療を行
う照射室、１９は加速器装置室１５で発生する放射線を
遮蔽するとともに、偏向電磁石５ｂ、５ｃが固定される
放射線遮蔽壁である。その他は、図１と同様であるので
説明は省略する。
よる荷電粒子照射装置を示す側面図である。図におい
て、１５は円形加速器１を設置する加速器装置室、１７
は患者等の照射対象９ａに荷電粒子を照射して治療を行
う照射室、１９は加速器装置室１５で発生する放射線を
遮蔽するとともに、偏向電磁石５ｂ、５ｃが固定される
放射線遮蔽壁である。その他は、図１と同様であるので
説明は省略する。
【００５０】円形加速器１で荷電粒子を加速する時、及
び荷電粒子輸送系３内で荷電粒子を輸送する時には、照
射対象に照射する放射線以外の不要な放射線が発生す
る。このため、円形加速器１、荷電粒子輸送系３が配置
される加速器装置室１５内で発生した不要な放射線が照
射室１７内に到達することを防ぐために、加速器装置室
１５と照射室１７を遮蔽する必要がある。
び荷電粒子輸送系３内で荷電粒子を輸送する時には、照
射対象に照射する放射線以外の不要な放射線が発生す
る。このため、円形加速器１、荷電粒子輸送系３が配置
される加速器装置室１５内で発生した不要な放射線が照
射室１７内に到達することを防ぐために、加速器装置室
１５と照射室１７を遮蔽する必要がある。
【００５１】また、荷電粒子を偏向する偏向電磁石５
ｂ、５ｃは数トンの重量があり、これを固定するために
は堅牢な構造体を必要とする。そこで、この実施の形態
では、放射線を遮蔽する放射線遮蔽壁１９を堅牢な構造
にし、この放射線遮蔽壁１９で偏向電磁石５ｂ、５ｃを
も固定するようにした。
ｂ、５ｃは数トンの重量があり、これを固定するために
は堅牢な構造体を必要とする。そこで、この実施の形態
では、放射線を遮蔽する放射線遮蔽壁１９を堅牢な構造
にし、この放射線遮蔽壁１９で偏向電磁石５ｂ、５ｃを
も固定するようにした。
【００５２】このように構成された荷電粒子照射装置で
は、偏向電磁石を支持する構造が不要になるので、建設
費が低減でき、さらに、設置面積を低減できる。
は、偏向電磁石を支持する構造が不要になるので、建設
費が低減でき、さらに、設置面積を低減できる。
【００５３】図１０、図１１はこの実施の形態４による
荷電粒子照射装置である。図９に示した荷電粒子照射装
置と同様に、放射線遮蔽壁１９により、偏向電磁石５
ｂ、５ｃ、あるいは偏向電磁石５を支持するようにして
いる。その他は図２、図７と同様であるので説明は省略
する。
荷電粒子照射装置である。図９に示した荷電粒子照射装
置と同様に、放射線遮蔽壁１９により、偏向電磁石５
ｂ、５ｃ、あるいは偏向電磁石５を支持するようにして
いる。その他は図２、図７と同様であるので説明は省略
する。
【００５４】
【発明の効果】本発明に係る荷電粒子照射装置は、軌道
平面内で加速された荷電粒子を出射する円形加速器と、
上記円形加速器で加速された荷電粒子を上記軌道平面内
の所定経路を介して輸送する荷電粒子輸送手段と、上記
荷電粒子輸送手段で輸送された荷電粒子を照射対象に照
射する照射装置とを備えているので、荷電粒子が軌道平
面と交わる方向に偏向させられることがなく、荷電粒子
が持つ分散関数ηの軌道平面と垂直な成分を０に維持で
きる。そのため、軌道平面と垂直な方向へ偏向する偏向
電磁石が不要となり、偏向電磁石の個数を減らすことが
できる。
平面内で加速された荷電粒子を出射する円形加速器と、
上記円形加速器で加速された荷電粒子を上記軌道平面内
の所定経路を介して輸送する荷電粒子輸送手段と、上記
荷電粒子輸送手段で輸送された荷電粒子を照射対象に照
射する照射装置とを備えているので、荷電粒子が軌道平
面と交わる方向に偏向させられることがなく、荷電粒子
が持つ分散関数ηの軌道平面と垂直な成分を０に維持で
きる。そのため、軌道平面と垂直な方向へ偏向する偏向
電磁石が不要となり、偏向電磁石の個数を減らすことが
できる。
【００５５】また、軌道平面が地表面に対して垂直であ
る場合には、軌道平面が地表面と平行になるように配置
した円形加速器に比し、円形加速器の設置空間を小さく
することができる。
る場合には、軌道平面が地表面と平行になるように配置
した円形加速器に比し、円形加速器の設置空間を小さく
することができる。
【００５６】また、軌道平面内の一方向から入射された
荷電粒子が上記軌道平面内の他方向に出射されるよう
に、上記荷電粒子を偏向させる偏向電磁石を荷電粒子輸
送手段内に備えている場合には、軌道平面内の方向の分
散関数ηの値を０にし軌道のズレをなくすことができ
る。
荷電粒子が上記軌道平面内の他方向に出射されるよう
に、上記荷電粒子を偏向させる偏向電磁石を荷電粒子輸
送手段内に備えている場合には、軌道平面内の方向の分
散関数ηの値を０にし軌道のズレをなくすことができ
る。
【００５７】さらに、荷電粒子輸送系で輸送される荷電
粒子の進行方向を変える偏向電磁石を１台にした場合に
は、１台の偏向電磁石で円形加速器から出射される荷電
粒子を照射対象に照射させることができ、装置を小型化
できる。
粒子の進行方向を変える偏向電磁石を１台にした場合に
は、１台の偏向電磁石で円形加速器から出射される荷電
粒子を照射対象に照射させることができ、装置を小型化
できる。
【図１】 本発明の実施の形態１の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】 本発明の実施の形態１の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】 本発明の実施の形態１の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図４】 本発明の実施の形態１の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図５】 本発明の実施の形態１の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図６】 本発明の実施の形態２の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図７】 本発明の実施の形態２の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図８】 本発明の実施の形態２の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図９】 本発明の実施の形態４の荷電粒子照射装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図１０】 本発明の実施の形態４の荷電粒子照射装置
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図１１】 本発明の実施の形態４の荷電粒子照射装置
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図１２】 従来の荷電粒子照射装置を示す概略平面図
である。
である。
１ 円形加速器 ３ 荷電粒子輸送系 ５、５ａ、５ｂ、５ｃ 偏向電磁石 ７ 固定照射装置 ９ 載置台 ９ａ 照射対象 １１ 軌道平面 １３ 偏向方向 １５ 加速器装置室 １７ 照射室 １９ 放射線遮蔽壁 １０１ 加速器装置室 １０３ 円形加速器 １０５ 荷電粒子輸送系 １０７ａ、１０７ｂ
治療室 １０９ 実験室 １１１ａ 固定照射装
置 １１１ｂ 回転ガントリー
治療室 １０９ 実験室 １１１ａ 固定照射装
置 １１１ｂ 回転ガントリー
Claims (4)
- 【請求項１】 軌道平面内で加速された荷電粒子を出射
する円形加速器と、上記円形加速器で加速された荷電粒
子を上記軌道平面内の所定経路を介して輸送する荷電粒
子輸送手段と、上記荷電粒子輸送手段で輸送された荷電
粒子を照射対象に照射する照射装置とを備えた荷電粒子
照射装置。 - 【請求項２】 軌道平面が地表面に対して垂直である請
求項１記載の荷電粒子照射装置。 - 【請求項３】 軌道平面内の一方向から入射された荷電
粒子が上記軌道平面内の他方向に出射されるように、上
記荷電粒子を偏向させる偏向電磁石を荷電粒子輸送手段
内に備えた請求項１または請求項２記載の荷電粒子照射
装置。 - 【請求項４】 荷電粒子輸送系で輸送される荷電粒子の
進行方向を変える偏向電磁石を１台にしたことを特徴と
する請求項３記載の荷電粒子照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35269299A JP2001166098A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 荷電粒子照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35269299A JP2001166098A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 荷電粒子照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001166098A true JP2001166098A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18425790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35269299A Pending JP2001166098A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 荷電粒子照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001166098A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189643A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 中性子線回転照射装置 |
| JP2012083145A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Natl Inst Of Radiological Sciences | ビーム測定装置およびその測定方法、ビーム輸送システム |
| WO2013108534A1 (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線照射システム |
| JP2015000090A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 株式会社日立製作所 | 粒子線治療装置 |
| JP2016040776A (ja) * | 2015-10-28 | 2016-03-24 | 住友重機械工業株式会社 | 粒子線治療設備 |
-
1999
- 1999-12-13 JP JP35269299A patent/JP2001166098A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009189643A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 中性子線回転照射装置 |
| JP2012083145A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Natl Inst Of Radiological Sciences | ビーム測定装置およびその測定方法、ビーム輸送システム |
| WO2013108534A1 (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線照射システム |
| JPWO2013108534A1 (ja) * | 2012-01-16 | 2015-05-11 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線照射システム |
| JP2015000090A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 株式会社日立製作所 | 粒子線治療装置 |
| JP2016040776A (ja) * | 2015-10-28 | 2016-03-24 | 住友重機械工業株式会社 | 粒子線治療設備 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040630 |