JP2005237730A - Desktop type radiation therapy/diagnosis apparatus and method of using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a desktop type radiation therapy/diagnosis apparatus capable of simultaneously performing the X-ray diagnosis and the therapy by generating about 6 MeV high-energy electrons, rotating the electrons and hitting the electrons at a target to generate X rays.
SOLUTION: The desktop type radiation therapy/diagnosis apparatus consists of a device of generating about 6 MeV high-energy electrons, a conversion device with the target whose section size is not more than 100 microns for converting the electronic energy to X rays, a device of rotating electrons so that the electrons having penetrated the target hit at the target again, and a device of shielding regions other than the treated region. The apparatus can make the size of an X-ray generating point extremely small with an extremely small target, and X rays with great intensity can be generated by rotating electrons having penetrated again. As a result, a very minute X-ray diagnosis is possible, and a pinpoint treatment of a lesion is possible.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は放射線治療及び診断及び非破壊検査及び滅菌や殺菌に関わる産業分野において有用な卓上型放射光治療診断装置およびその使用方法に関するものである。 The present invention relates to useful tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus and methods for their use in the industrial field related to radiation therapy and diagnostics and nondestructive inspection and sterilization and disinfection.

従来、放射線治療にはライナックまたはマイクロトロン等の電子加速器を用い、診断には、NMR、レントゲン、CT、PETなど別の装置を用いている。 Conventionally, the radiation therapy using electron accelerator such as linac or microtron, Diagnosis, uses NMR, X-ray, CT, another device such as a PET.
放射線治療するためには、通常、ライナックを使用し、数MeV以上の高エネルギー電子を発生し、これをX線に変換して使用しているが、変換するためのターゲットは大きくなければ変換効率が小さい。 To radiotherapy typically uses linac, to generate high-energy electrons of several MeV, but are used to convert it to the X-ray conversion efficiency if there is no target is large for converting It is small. ところが、大きな標的を使用した場合には、診断用の精細X線像を撮ることができない。 However, when using a large target can not take resolution X-ray image for diagnosis. このため、癌などの照射部位を正確にピンポイントで照射することが出来なかった。 Therefore, it was not possible to irradiate exactly pinpoint irradiation area, such as cancer. 即ち不必要な放射線被爆を余儀なくしていた。 That had been forced to unnecessary radiation exposure. 一方、周回電子軌道内に標的を設置することによりX線を発生する手段は、山田廣成により発明されたものである(特許文献1)。 Meanwhile, it means for generating X-rays by placing a target in circulating electron orbit is one that was invented by Yamada HiroshiNaru (Patent Document 1).

特開平08−195300号公報 しかし、当時発生X線の特性は不明で有ったことと、さらに、前記公報の発明は、特定の部位だけを治療するために用いる遮蔽装置を具備していなかったことと、X線の方向を変えるための回転機構を具備していなかったことと、X線イメージング装置を同時には具備していなかったために、卓上型放射光治療診断装置として成立しなかった。 SUMMARY 08-195300 However, the characteristics of the time generated X-rays that there unknown, further, the invention of the publication, did not include a shielding apparatus used to treat only specific sites it and the it was not provided with a rotating mechanism for changing the direction of the X-ray, to the X-ray imaging apparatus has not been provided at the same time, it was not established as a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic device.

本発明は、周回電子軌道内に標的を設置することにより、治療と診断双方に利用できる卓上型放射光治療診断装置を提供することを目的としている。 The present invention, by placing the targets in the circumferential electronic orbits, and its object is to provide a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic device available for diagnosing both and treatment.
放射線治療と診断を同じ装置で行うことが出来れば、診断後に人体を動かすことなく続けて治療を行うことが出来、かつ正確に方向を定めて照射できるために、不必要な放射線被爆を避けて、治療効果を上げることができる。 If it is possible to perform diagnosis and radiotherapy at the same device, it is possible to perform the treatment on without moving the body after diagnosis, and precisely in order to be illuminated defining a direction, to avoid unnecessary radiation exposure , it is possible to increase the therapeutic effect. 治療と診断を同時に行う装置を開発することが本発明の目的である。 It is an object of the present invention to develop a device for performing diagnosis and treatment at the same time.

このため、本発明が採用した技術解決手段は、 Therefore, the technical solution of the present invention is employed,
高エネルギーX線を用いて診断及び治療の双方を一台の装置で行うことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置であって、同装置は、高エネルギー電子を発生する電子発生手段と電子エネルギーをX線に変換するX線発生手段とX線発生手段を構成する標的を透過した電子が再び前記標的に衝突するように電子を周回させる電子周回装置とX線イメージを検出するX線画像装置と治療部位以外を遮蔽する遮蔽手段とを備えていることを特徴とする卓上型放射光治療診断装置である。 A tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by performing both diagnosis and treatment by a single apparatus using a high-energy X-ray, the device electron generating means and the electronic for generating high-energy electrons X-ray image energy was transmitted through the target constituting the X-ray generating means and the X-ray generating means for converting the X-ray electron to detect an electronic circulator and the X-ray image to orbiting electrons to impinge on the target again it is tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus according to claim that a shielding means for shielding device and the non-treatment area.
また、前記高エネルギー電子を発生する電子発生手段は少なくとも1MeV程度の電子を発生し、また前記標的はその断面サイズが100ミクロン以下であることを特徴とする卓上型放射光治療診断装置である。 Further, the electron generating means for generating the high-energy electrons generate electron of about at least 1 MeV, also the target is a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by its cross-sectional size is less than 100 microns.
また、前記標的をなるべく小さくしてX線イメージの解像度を上げるために、標的を軽元素で支持したことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置である。 Further, in order to increase the resolution of the X-ray image of the target as small as possible, a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by supporting the target with light elements.
また、前記標的は、支持材としてベリリューム等の軽元素でできた薄膜またはワイヤーを用い、その支持部材に支持材より重いアルミ、シリコン、銅、白金、金、鉛、タングステン、ビスマス等の微少元素片を固定して構成したことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置である。 Also, the target is a thin film or wire made of light elements beryllium, etc. as a support, its support member heavier than the support material of aluminum, silicon, copper, platinum, gold, lead, tungsten, small elements of bismuth a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by being configured to secure the pieces.
また、前記卓上型放射光治療診断装置において、X線照射方向を変えるために、X線発生部を回転駆動機構に載せたことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置である。 Further, in the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic device, in order to change the X-ray irradiation direction, a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by carrying the X-ray generation unit to a rotary drive mechanism.
また、前記卓上型放射光治療診断装置において、X線像を拡大するために、X線画像装置と患者もしくは被写体の間隔を調整する機構を有する卓上型放射光治療診断装置である。 Further, in the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic device, in order to enlarge the X-ray image, a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus having a mechanism for adjusting the distance of the X-ray image apparatus and the patient or subject.
また、前記卓上型放射光治療診断装置を使用し、標的に厚さ及び材質の異なる標的を準備し、これを取り替えることにより発生X線の線質を変更して治療及び診断を最適化したことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置の使用方法である。 Moreover, said using bench-top synchrotron radiation therapy diagnostic device prepares a different target thicknesses and material to the target, and optimize treatment and diagnosis by changing the radiation quality of the generated X-rays by replacing this which is the use of the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized.

本発明は、6Mev程度の高エネルギー電子を発生して周回させ、標的にぶつけてX線を発生し、X線診断と治療を同時に行うことの出来る卓上型放射光治療診断装置である。 The present invention is to orbit by generating high-energy electrons of about 6 meV, the X-ray generated in hit a target, a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus capable of performing the treatment with X-ray diagnostic simultaneously. 従来のライナック等で発生する高エネルギー電子を用いる治療装置は、X線発生点の大きさを小さくすることが出来ず、小さくしてもX線量が不足するために、診断と治療を同時に行うことはできなかった。 Treatment device using high energy electrons generated in the conventional linac such, can not be to reduce the size of the X-ray generation point, to insufficient X-ray dose even it is reduced, by performing diagnosis and treatment at the same time could not. 本発明の卓上型放射光治療診断装置は、微少標的でX線発生点の大きさを極めて小さくできる上に、透過した電子を再度周回することにより大強度のX線を発生できる。 Tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention, on which can significantly reduce the size of the X-ray generation point a minute target, can generate X-rays of high-intensity by circling the transmitted electrons again. このため、極めて精細なX線診断が出来、かつピンポイントで病巣を治療できるという効果が有る。 For this reason, it is extremely fine X-ray diagnosis, and the effect of being able to treat lesions in the pin point there. 被写体とX線画像装置の間隔を開くことにより、拡大X線像を撮像できる。 By opening the distance between the object and the X-ray imaging apparatus, capable of capturing a magnified X-ray image. さらには、標的の厚さを変えることにより、X線の線質を変えることが出来るために、病巣の部位や、深さにより線質を最適化できるという効果がある。 Further, by changing the thickness of the target, in order to be able to change the radiation quality of the X-ray, disease site or an effect that can be optimized radiation quality by depth. さらには、透過性の高い線質のX線を用いることにより、X線診断における被爆量を1/10以下に下げることが出来るという特有の作用効果を奏することができる。 Furthermore, by using the X-ray of high permeability radiation quality, the exposure amount in the X-ray diagnosis can be obtained a unique effect that can be lowered to 1/10 or less.

本発明は、高エネルギーX線を用いて診断及び治療の双方を一台の装置で行うことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置であり、6MeV程度の高エネルギー電子を発生する装置と電子エネルギーをX線に変換する標的の断面サイズが100ミクロン以下である変換装置と標的を透過した電子が再び標的に衝突するように電子を周回させる装置とX線イメージを検出する装置と治療部位以外を遮蔽する装置からなる卓上型放射光治療診断装置である。 The present invention is a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by performing both diagnosis and treatment by a single apparatus using a high-energy X-ray apparatus and the electronic for generating high-energy electrons of the order 6MeV other than apparatus and treatment site to detect the device and the X-ray image to orbiting electrons as the cross-sectional size of the target to be converted into X-ray electron passing through the converter device and the target is less than 100 microns collide again the target energy a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus comprising a device for shielding.

本発明の実施例を、図1、2、3を用いて詳細に説明する。 The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1, 2 and 3. 図1は本発明の卓上型放射光治療診断装置の全体概念図であり、本装置は、マイクロトロン高エネルギー電子発生装置と電子周回装置と電子エネルギーのX線への変換装置とX線画像装置と照射野を限定する遮蔽装置からなっている。 Figure 1 is an overall conceptual diagram of a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention, the apparatus, microtron high energy electron generator and the electronic circulator and conversion apparatus and the X-ray imaging apparatus of the X-ray electron energy It is made from the shielding device to limit the irradiation field with. X線は上から患者に照射される。 X-rays are irradiated to the patient from the top. 照射する方向を変えるために、装置全体が図1側面図に示すように患者を中心に回転する機構を有する。 To change the direction of irradiation, it has a mechanism for the whole device is rotated about the patient as illustrated in 1 a side view FIG.
図2は標的の構造であり、縦長のベリリュームの薄膜に、タングステンのワイヤーを張り付けたものと、縦長のベリリュームのワイヤーにビスマスをデポジットした図である。 Figure 2 is a structure of the target, a thin film of elongated beryllium, and those affixed tungsten wire, which is a diagram obtained by depositing bismuth wires of elongated beryllium.
図3は本発明の卓上型放射光治療診断装置を用いて撮像した鶏のX線写真である。 Figure 3 is an X-ray photograph of chickens were imaged using a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention. 鶏の内臓を全て観察することができる。 It is possible to observe all the internal organs of chickens. 肺胞、食道、血管、羽根などが識別できる。 Alveoli, esophagus, blood vessels, feathers and the like can be identified.
図4は電子エネルギーをX線に変換する標的の厚さを変えたときのX線スペクトルである。 Figure 4 is a X-ray spectrum when varying the thickness of the target for converting electron energy X-ray. (a)はアルミ標的の場合であり、(b)は白金標的の場合である。 (A) for the aluminum target, (b) shows the case of a platinum target. 厚さによりスペクトルのピークが異なる。 Peak of the spectrum by different thicknesses.
図5はX線を水で吸収させた時、水の各深さによる吸収率を示した図である。 5 when imbibed with X-rays in water is a diagram showing an absorption rate by the depth of water. 110KevのX線管と、本発明の卓上型放射光治療診断装置から出るX線を比較したものである。 And X-ray tube of 110 keV, a comparison of the X-rays emanating from the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention.

図1において、本卓上型放射光治療診断装置は、高エネルギー電子発生手段としてのマイクロトロン電子加速器1、電子周回装置2、電子エネルギーをX線に変換する標的(X線発生手段)3、ベッドに横たわった患者4、レントゲンフィルム、イメージングプレート、フラットパネル等のX線画像装置5、装置を回転させるための回転駆動機構6、照射視野を限定するための遮蔽コリメータ(遮蔽手段)7から構成されている。 In Figure 1, the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus, microtron electron accelerator 1 as a high-energy electron generating means, the electronic circulator 2, a target for converting electron energy X-ray (X-ray generating means) 3, Bed patients lying 4, X-ray film, an imaging plate, X-rays image device 5 such as a flat panel, is composed of a shielding collimator (shielding means) 7 for limiting the rotation drive mechanism 6, the irradiation field for rotating the device ing. ベッドの足及びX線画像装置には、患者とX線画像装置の間隔を変えることの出来る駆動機構8があり、拡大像を撮像できる。 The bed of the foot and the X-ray imaging apparatus, there is a drive mechanism 8 capable of varying the distance between the patient and the X-ray imaging apparatus, capable of capturing a magnified image.

前記マイクロトロン電子加速器1は従来公知の電子加速器であり、ここでは6MeV電子ボルトを発生している。 The microtron electron accelerator 1 are known electron accelerator, here is generating 6MeV electron volts. マイクロトロン電子加速器1以外に、ライナックやベータトロン等、電子加速器一般を使用できる。 Besides microtron electron accelerator 1, linac and betatron like, an electron accelerator generally be used. また、エネルギーも6MeV電子ボルトに限定されているわけではなく例えば1メガ電子ボルト〜20メガ電子ボルト程度のエネルギーでもよい。 Further, energy may be the energy of about limited not mean that e.g. 1 MeV to 20 MeV to 6MeV eV. 電子周回装置2も公知であり、この装置は電子を特定の軌道に沿って周回させる装置なら何でも良く、所謂、シンクロトロン、電子蓄積リング、ベータトロン、FFAG等を使用できるが、ここでは、完全円形の電子蓄積リングを使用している。 Also known electronic circulator 2, the device whatever may if device which circulates along the electrons to a particular track, so-called synchrotron, electron storage ring, the betatron, can be used to FFAG like, here, full using circular electron storage ring. 前記電子蓄積リングも公知の装置であり、通常加速空洞を内蔵している。 The electron storage ring is also a known device incorporates a normal acceleration cavity. しかし通常加速空洞を内蔵していることは必須ではない。 However, it has a built-in normal acceleration cavity is not essential. また、ここでは完全円形の電子蓄積リングを使用しているが、完全円形である必要はない。 Although we are using the full circular electron storage ring, you need not be perfectly circular.

電子軌道内に標的を設置することによりX線を発生するX線発生手段は、ターゲット(標的)の大きさ及び材質を適切に選択してX線の特性を変えることにより、診断及び治療を行うことのできるX線を発生できるようにしている。 X-ray generating means for generating X-rays by placing the target in an electronic track, by changing the characteristics of the X-ray the size and the material of the target (target) Select appropriate, the diagnosis and treatment and to be able to generate X-rays that can be.
電子エネルギーをX線に変換するための標的であるが、その断面積が小さければ小さいほど精細なX線画像を撮ることができる。 Is a target for converting electron energy X-ray, it is possible to take a small enough fine X-ray image the smaller the cross-sectional area. 標的の断面サイズは、100ミクロン以下であることが望ましい。 Cross-sectional size of the target is desirably less than 100 microns. 100ミクロン以下の標的を電子軌道中に投入するには幾つかの困難が有る。 Some of the difficulties there is a less of a target 100 microns to put in an electronic orbit. 標的を保持する方法であるが、例えば10ミクロン径のタングステンワイヤーを使用した場合、ワイヤーの径方向には高い解像度が出るが、長手方向には数mmである電子ビームの大きさにより解像度が決まる。 If it is a method for holding a target, using a tungsten wire of, for example, 10 microns diameter, although the resolution is high out in the radial direction of the wire, the resolution is determined by the size of the electron beam is several mm in the longitudinal direction . そこで、軽元素で出来た縦長の支持材に、ボール状あるいは柱状の標的を固定する事である。 Therefore, in support of the portrait made of light elements, it is to secure the ball-like or columnar target.
図2は標的の構造を詳細に説明した図である。 Figure 2 is a diagram for explaining the structure of the target in detail. 50ミクロン厚、幅1mmのベリリューム箔11に10ミクロン幅のタングステン棒12を、その長さ方向が電子の進行方向13になるように接着した図である。 50 microns thick, the tungsten rod 12 of the 10 micron width beryllium foil 11 having a width 1 mm, is adhered FIG as its longitudinal direction is the traveling direction 13 of the electrons. 長さは、50ミクロンから1mmのものである。 Length is from the 50 micron 1 mm.
標的をさらに小さくする方法は、ベリリュームのワイヤー14に鉛、ビスマス、等の重元素15をデポジットする方法である。 How to further reduce the target is a method of depositing lead, bismuth, heavy elements 15 equal to the wire 14 of beryllium.

前記標的は電子軌道内に適宜手段で設置することができるが、本例では、コの字型の開いた先端にベリリュームワイヤを張り、その中心に標的を固定し、直線導入器で電子軌道中心に挿入する。 Although the target may be installed in suitable means in an electronic track, in this example, tension the Beri Liu arm wire to the tip an open U-shape, the target was fixed at the center, electrons orbit around a straight line introducer It is inserted into. 幾つかを用意して、回転機構を用いて交換するのも良い。 Prepared several, also good to replace with a rotating mechanism.
また、前記卓上型放射光治療診断装置は装置全体を回転するための回転機構を具備することにより、治療と診断の両方を可能にしたものである。 Furthermore, the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus by comprising a rotation mechanism for rotating the entire apparatus, is obtained by allowing both the diagnosis and treatment. 回転機構は、図1側面図に示すように患者を中心に回転する機構となっており、現在公知の種々の回転機構を採用することができる。 Rotating mechanism is a mechanism which rotates about the patient as shown in Figure 1 a side view, it is possible to adopt a current known various rotation mechanisms.

高エネルギー電子を用いて、精細な医療用診断を行うには、まず、電子エネルギーを数MeVから6MeV程度に設定する事である。 Using high energy electrons, to do precise medical diagnosis, first is to set to about 6MeV electron energy from a few MeV. 電子エネルギーが6MeV程度の時、X線の広がりは、縦横160mrad程度となり、3m離れた位置で48cm程度の被写体を診断できるので、医療装置として成り立つ。 When the electron energy of about 6 MeV, the spread of X-rays, becomes about aspect 160Mrad, since diagnose a subject of about 48cm at a distance 3m, established as a medical device. 電子エネルギーが8MeVを越えると中性子を発生するために危険が伴う。 It is dangerous because the electron energy to generate neutrons exceeds 8 MeV.

6MeV電子蓄積リングの電子軌道に上記のようにして製作した標的を挿入してX線を発生して撮像した鶏のX線イメージが図3である。 X-ray image of 6MeV electron storage ring electron trajectory to insert the target fabricated as described above generates X-rays chickens imaging is FIG. フィルムは通常の医療用X線フィルムである。 The film is an ordinary medical X-ray film. 発生するX線は高エネルギーX線であるために透過力が強く、骨なども透過像であり、そのエッジのみが強調される。 The X-ray generated strong transmission power because of the high energy X-rays, it is also transmitted image such as bone, only that edge is emphasized. 視野が広く、標的から2mの場所で15cmの視野がある。 Field of view is wide, there is a field of view of 15cm in place of 2m from the target. 標的が小さいために解像度が高く、鶏の内蔵が観察できる。 High resolution to the target is small, built-in chicken can be observed. 食道や腸、肛門、肺臓、肝臓などの形が見える。 Esophagus and intestines, anus, lungs, is the form of such as the liver look. 羽根が見えるのも驚異的である。 Even the wings look is phenomenal. 本X線写真は従来のX線写真と異なり、吸収像ではなく、造影剤無しで撮ることができる。 This X-ray photograph is different from the conventional X-ray photograph, not the absorption image can take in without a contrast agent. 解像度が高く、肺胞を一つ一つ見ることができる。 The resolution is high, it is possible to see one by one the alveoli. しかも高エネルギーX線は透過力が強いために、従来のレントゲン写真より被爆量は1/15以下であることが明らかになった。 Moreover for high energy X-ray has a strong penetrating power, the exposure amount than conventional radiographs was found to be 1/15 or less.

X線撮像は、約0.1秒で行うことができ、数mGyの照射線量で1枚の写真が撮れる。 X-ray imaging can be performed in about 0.1 seconds, one can take pictures at an irradiation dose of a few mGy. 癌治療に必要な線量は、数Gyから数10Gyであり、従って数10秒から数分で行うことができる。 Dose required for cancer treatment can be performed several Gy is the number 10 Gy, thus at or minutes 10 seconds. コリメータは照射野を限定するための装置である。 The collimator is a device for limiting the irradiation field. 即ち、本発明の卓上型放射光治療診断装置から発生するX線は、極めて指向性が高くかつ大強度であるために、診断して病巣の位置を特定し、その場で、病巣以外の部分を遮蔽して、診断しながらピンポイントで治療が出来る装置である。 Ie, X-rays generated from the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention, because of the very high directivity and high intensity, diagnose and identify the location of the lesion, in situ, a portion other than the lesion shields the, it is the treatment can be device pin point while diagnosis. 従って、不必要な放射線被爆を避けて、効果的な治療のできる装置である。 Therefore, to avoid unnecessary radiation exposure, an apparatus capable of effective treatment.

照射に当たっては、癌の種類や位置及び深さによりX線の線質を変えることが出来る。 Irradiation when can alter the radiation quality of the X-ray by the type and location and depth of the cancer. 本発明の特徴は、この線質を変更する方法である。 Feature of the present invention is a method of changing the radiation quality. 利用しているX線は、制動放射により発生している。 X-rays are available, are generated by the braking radiation. 理論によれば、制動放射の強度は、原子番号が大きいほど大きい。 According to theory, the intensity of the bremsstrahlung is large enough atomic number is larger. 制動放射のスペクトルは標的の材質にはあまり依存しないとされる。 The spectrum of braking radiation is not so much dependent on the material of the target. しかしながら、発生したX線は、標的内で吸収散乱を受けるために、実際には、標的の材質と電子進行方向の厚さにより異なる。 However, it generated X-rays, in order to receive the absorbing scattering in the target, in fact, varies according to the thickness of the target material and the electron traveling direction. 現在、X線スペクトルは、シミュレーションにより、正確に計算ができ、かつ、X線が人体内のどの程度の深さで吸収されるかも計算が出来る。 Currently, X-rays spectrum, by simulation, it is accurately calculated, and, X-rays can be calculated may be absorbed at what depth within the body. 従って、癌の部位により、主にはその深さにより、X線の線質を変えることが本発明の一つであり、かつ、適切な標的の材質と厚さを変えることにより線質を変える手段を有することが本発明の特長である。 Therefore, the site of cancer, mainly by its depth, is one thing the present invention to change the radiation quality of the X-ray, and changing the radiation quality by changing the material and thickness of appropriate targets it has a means is a feature of the present invention.

図4は、異なる標的を用いた場合の、スペクトルの違いである。 4, when using different target is the difference of the spectrum. 図4(a)は、厚さの異なるAlを標的とした場合であり、図4(b)は、厚さの異なる白金をターゲットした場合である。 Figure 4 (a) is a case where the different Al thicknesses targeted, FIG. 4 (b) is a case where the target different platinum thicknesses. Alの場合50ミクロンの標的は10KeV近辺にピークを作り、10ミクロンは4から5KeVにピークをつくる。 50 microns of the target when the Al creates a peak near 10 KeV, 10 microns make a peak at 5KeV from 4. これに対して白金の50ミクロンは60KeVにピークを作り、10ミクロンは12KeVにピークを作る。 On the other hand to make a 50 microns peak to 60KeV of platinum, 10 micron make a peak in 12KeV. 100ミクロンではピークは100KeV近くになる。 Peak at 100 microns is near 100KeV. この様にして、標的の厚さを変えて治療及び診断を最適化するのが本発明の重要な手段である。 In this way, to optimize the treatment and diagnosis by changing the thickness of the target is an important means of the present invention.

低エネルギーのX線は人体の表面で吸収され、高エネルギーのX線は内部に浸透する。 Low energy X-rays are absorbed by the human body surface, X-rays of high energy penetrating into. その様子を図5に示す。 This is shown in Figure 5. 図5(a)は110KeVのX線管から発生するX線を水に吸収させたときに各深さでのX線吸収率を示している。 Figure 5 (a) shows the X-ray absorption rate in each depth when imbibed with X-rays generated from the X-ray tube of 110KeV water. 図5(b)は、6MeV電子、1mm厚鉛標的から発生するX線を水に吸収させた時、各深さでのX線吸収率を示している。 FIG. 5 (b), when 6MeV electrons, X-rays generated from 1mm Atsunamari target is taken up in water, shows a X-ray absorption rate in each depth. 図5はX線診断における被爆量を表していて、X線写真を1枚撮るのに必要な被爆量が、本発明の卓上型放射光治療診断装置では、通常のレントゲン写真に比べて1/15であることをも示している。 Figure 5 is represents the exposure amount in the X-ray diagnosis, radiation exposure required to take one piece of X-ray photos, by a bench synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention, compared to conventional radiograph 1 / also it shows that it is 15. 重金属でできた厚い標的を用いることにより、深部の癌を治療するのに適していることも示している。 By using a thick target made of heavy metal, it is also shown to be suitable for treating cancer deep.

本発明の卓上型放射光治療診断装置の利用形態について、以上、主に医療に関わり記述したが、本発明の装置は非破壊検査に用いることもできる。 The usage of the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention, above, has been mainly described relates to a medical device of the present invention can also be used for non-destructive testing. 検査対象により、線質をかえるという本発明は、そのまま非破壊検査にも適用することができる。 The inspection object, the present invention that changing the radiation quality can be directly applied to non-destructive inspection. 構造物の非破壊検査には、エネルギーの高いX線を用い、柔らかい試料には、エネルギーの低いX線を用いる。 The non-destructive inspection of the structure, using a high X-ray energy, the soft sample, having a low X-ray energy. このように本発明の卓上型放射光治療診断装置は様々な分野に利用できるので、X線の発生方向は、図1の様に上下方向に限る物ではない。 Since the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention can be used in various fields, generating direction of the X-ray is not limited in the vertical direction as in FIG. 被写体も人間とは限らず、動物、細菌あるいは生物試料、あるいは無機物や構造物を対照とすることができる。 Subject is not limited to the human, animal, bacterial or biological samples, or inorganic or structure may be a control. 従って、非破棄検査や、滅菌や殺菌にも使うことができる。 Therefore, it is possible to use non-discarded inspection and, also in sterilization or disinfection.

また本発明はその精神また主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。 The present invention without departing from the spirit The main features may be embodied in other specific forms. そのため前述の実施例は単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。 The above-described embodiment therefor merely exemplary and should not be construed restrictively. 更に特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。 Further patents modifications and changes belonging to equivalents scope of the claims are within the scope of the present invention.

本発明の卓上型放射光治療診断装置の利用形態について、主に医療に関わり記述したが、本発明の装置は非破壊検査に用いることもできる。 The usage of the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention primarily has been described relates to a medical device of the present invention can also be used for non-destructive testing. 検査対象により、線質をかえるという本発明は、そのまま非破壊検査にも適用することができる。 The inspection object, the present invention that changing the radiation quality can be directly applied to non-destructive inspection. 構造物の非破壊検査には、エネルギーの高いX線を用い、柔らかい試料には、エネルギーの低いX線を用いる。 The non-destructive inspection of the structure, using a high X-ray energy, the soft sample, having a low X-ray energy. このように本発明の卓上型放射光治療診断装置は様々な分野に利用できるので、X線の発生方向は、図1の様に上下方向に限る物ではない。 Since the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention can be used in various fields, generating direction of the X-ray is not limited in the vertical direction as in FIG. 被写体も人間とは限らず、動物、細菌あるいは生物試料、あるいは無機物や構造物を対照とすることができる。 Subject is not limited to the human, animal, bacterial or biological samples, or inorganic or structure may be a control. 従って、非破棄検査や、滅菌や殺菌にも使うことができる。 Therefore, it is possible to use non-discarded inspection and, also in sterilization or disinfection.

本発明の卓上型放射光治療診断装置の全体概念図である。 It is an overall schematic view of a tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention. 標的の構造である。 It is the structure of the target. 本発明の放射線診断治療装置を用いて撮像した鶏のX線写真である。 It is an X-ray photograph of chickens were imaged using a radiation diagnosis and treatment device of the present invention. 電子エネルギーをX線に変換する標的の厚さを変えたときのX線スペクトルである。 It is an X-ray spectrum when varying the thickness of the target for converting electron energy X-ray. (a)はアルミ標的の場合であり、(b)は白金標的の場合である。 (A) for the aluminum target, (b) shows the case of a platinum target. X線を水で吸収させた時、水の各深さによる吸収率を示した図である。 When the X-ray was absorbed in water, is a diagram showing the absorption rate by the depth of water. 110KeVのX線管と、本発明の卓上型放射光治療診断装置から出るX線を比較したものである。 And X-ray tube of 110 KeV, a comparison of the X-rays emanating from the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 マイクロトロン電子加速器 2 電子周回装置 3 標的(X線発生手段) 1 microtron electron accelerator 2 electronic circulator 3 target (X-ray generating means)
4 患者 5 X線画像装置 6 回転機構 7 遮蔽コリメータ11 ベリリューム泊12 タングステン棒13 電子の進行方向14 ワイヤー15 微少重元素 4 patients 5 X-ray image device 6 rotating mechanism 7 shielding collimator 11 beryllium Night 12 tungsten rod 13 traveling direction 14 wires 15 minute heavy elements of the electronic

Claims (7)

  1. 高エネルギーX線を用いて診断及び治療の双方を一台の装置で行うことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置であって、同装置は、高エネルギー電子を発生する電子発生手段と電子エネルギーをX線に変換するX線発生手段とX線発生手段を構成する標的を透過した電子が再び前記標的に衝突するように電子を周回させる電子周回装置とX線イメージを検出するX線画像装置と治療部位以外を遮蔽する遮蔽手段とを備えていることを特徴とする卓上型放射光治療診断装置。 A tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by performing both diagnosis and treatment by a single apparatus using a high-energy X-ray, the device electron generating means and the electronic for generating high-energy electrons X-ray image energy was transmitted through the target constituting the X-ray generating means and the X-ray generating means for converting the X-ray electron to detect an electronic circulator and the X-ray image to orbiting electrons to impinge on the target again tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by comprising a shielding means for shielding device and the non-treatment area.
  2. 前記高エネルギー電子を発生する電子発生手段は少なくとも1MeV程度の電子を発生し、また前記標的はその断面サイズが100ミクロン以下であることを特徴とする請求項1に記載の卓上型放射光治療診断装置。 The high energy electron generating means electrons generated generates electrons of about at least 1 MeV, also the target tabletop synchrotron radiation therapy diagnosis according to claim 1, characterized in that the cross-sectional size is less than 100 microns apparatus.
  3. 前記標的をなるべく小さくしてX線イメージの解像度を上げるために、標的を軽元素で支持したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の卓上型放射光治療診断装置。 To increase the resolution of the X-ray image of the target as small as possible, tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that supporting the target with light elements.
  4. 前記標的は、支持材としてベリリューム等の軽元素でできた薄膜またはワイヤーを用い、その支持部材に支持材より重いアルミ、シリコン、銅、白金、金、鉛、タングステン、ビスマス等の微少元素片を固定して構成したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の卓上型放射光治療診断装置。 The target, using a thin film or wire made of light elements beryllium, etc. as a support, heavier aluminum from the support member to the support member, silicon, copper, platinum, gold, lead, tungsten, a small element pieces, such as bismuth tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized by being configured fixed to.
  5. 前記卓上型放射光治療診断装置において、X線照射方向を変えるために、X線発生部を回転駆動機構に載せたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかの卓上型放射光治療診断装置。 In the tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic device, in order to change the X-ray irradiation direction, either tabletop synchrotron radiation of claims 1 to 4, characterized in that carrying the X-ray generation unit to a rotary drive mechanism treatment diagnostic equipment.
  6. 前記請求項1〜請求項5に記載の卓上型放射光治療診断装置において、X線像を拡大するために、X線画像装置と患者もしくは被写体の間隔を調整する機構を有する卓上型放射光治療診断装置。 In tabletop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus according to claims 1 to 5, in order to enlarge the X-ray image, tabletop synchrotron radiation therapy with a mechanism for adjusting the spacing of the X-ray image apparatus and the patient or subject diagnostic equipment.
  7. 前記請求項1〜請求項6に記載の卓上型放射光治療診断装置を使用し、標的に厚さ及び材質の異なる標的を準備し、これを取り替えることにより発生X線の線質を変更して治療及び診断を最適化したことを特徴とする卓上型放射光治療診断装置の使用方法。 Using the bench-top synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus according to claims 1 to 6, to prepare a different target thicknesses and material to the target, by changing the radiation quality of the generated X-rays by replacing this using benchtop synchrotron radiation therapy diagnostic apparatus characterized by optimizing the treatment and diagnosis.
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