JP2007267904A

JP2007267904A - Particle beam treatment device

Info

Publication number: JP2007267904A
Application number: JP2006096379A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akiyama; 浩秋山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-18

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle beam treatment device which can shorten the treatment period. SOLUTION: An irradiation device irradiates a patient with an ion beam emitted from a synchrotron. The irradiation device has the first scattering body, the second scattering body, a block collimator and a patient collimator. The second scattering body 23 has a high Z part 23A made of Pb and a low Z part 23B made of a resin. The second scattering body 23 is square in shape as viewed from the side of the first scattering body to make the ion beam passing through the second scattering body 23 square in the outline shape of the cross section orthogonal to the axial direction of the irradiation device. This can remarkably reduce the proportion of the ion beam removed with the block collimator having a square opening part, thereby improving the utilization efficiency of the ion beam thereby shortening the treatment time per patient. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、粒子線治療装置に係り、特に、陽子及び炭素イオン等のイオンビームを患部（がん病巣）に照射して治療する粒子線治療装置に関する。 The present invention relates to a particle beam therapy apparatus, and more particularly to a particle beam therapy apparatus that irradiates an affected area (cancer lesion) with an ion beam such as protons and carbon ions.

従来の粒子線治療装置は、イオンビーム発生装置，イオンビーム輸送系及び照射装置を備える。照射装置は回転ガントリーに設置されている。イオンビーム発生装置は、加速器としてシンクロトロン（またはサイクロトロン）を含んでいる。シンクロトロンで設定エネルギーまで加速されたイオンビームは、イオンビーム輸送系を経て照射装置に達する。そのイオンビームは、照射装置から患者のがんの患部に照射される。 A conventional particle beam therapy system includes an ion beam generator, an ion beam transport system, and an irradiation device. The irradiation device is installed in the rotating gantry. The ion beam generator includes a synchrotron (or cyclotron) as an accelerator. The ion beam accelerated to the set energy by the synchrotron reaches the irradiation device through the ion beam transport system. The ion beam is irradiated from the irradiation device to the affected part of the patient's cancer.

照射装置は、イオンビーム発生装置からのイオンビームを、照射目標である患部の立体形状に合わせて整形し照射野を形成するとともに、照射野内の照射線量を調整する装置である。このように所望の照射線量を照射対象形状に合わせて照射する方法として、二重散乱体法が知られている（特許文献１の図１１及び非特許文献１の図３９参照）。二重散乱体法は、第一散乱体及び第二散乱体の二種類の散乱体を用い、これらの散乱体によって照射装置の軸方向（イオンビームの進行方向）と直交する方向（以下、単に、直交方向という）において照射線量分布が一様でかつその方向に広げられたイオンビームを得るものである。二重散乱体法が適用された照射装置は、第一散乱体及び第二散乱体を有し、第一散乱体を第二散乱体よりも上流に配置している。イオンビームは、第一散乱体での散乱により直交方向において正規分布状に広げられ、その後、第二散乱体での散乱により直交方向における照射線量分布が一様化される。このように、照射線量分布が一様化されたイオンビームは、照射装置内に設置された第一コリメータ（ブロックコリメータ）及び第二コリメータ（患者コリメータ）を通過して患部に照射される。第一コリメータに形成された、イオンビームが通過する開口部（第１開口部）は、円形をしている。第２コリメータに形成された、イオンビームが通過する開口部（第２開口部）は、直交方向での患部の断面形状に対応して形成されている。 The irradiation device is a device that shapes the ion beam from the ion beam generator in accordance with the three-dimensional shape of the affected area that is the irradiation target to form an irradiation field and adjusts the irradiation dose in the irradiation field. A double scatterer method is known as a method for irradiating a desired irradiation dose in accordance with the irradiation target shape as described above (see FIG. 11 of Patent Document 1 and FIG. 39 of Non-Patent Document 1). The double scatterer method uses two types of scatterers, a first scatterer and a second scatterer, and these scatterers make a direction orthogonal to the axial direction of the irradiation device (the traveling direction of the ion beam). In this case, an ion beam having a uniform irradiation dose distribution and expanded in that direction is obtained. The irradiation apparatus to which the double scatterer method is applied has a first scatterer and a second scatterer, and the first scatterer is arranged upstream of the second scatterer. The ion beam is spread in a normal distribution in the orthogonal direction due to scattering by the first scatterer, and then the irradiation dose distribution in the orthogonal direction is made uniform by scattering by the second scatterer. In this way, the ion beam having a uniform irradiation dose distribution passes through the first collimator (block collimator) and the second collimator (patient collimator) installed in the irradiation apparatus and is irradiated to the affected part. The opening (first opening) formed in the first collimator and through which the ion beam passes has a circular shape. The opening (second opening) through which the ion beam passes formed in the second collimator is formed corresponding to the cross-sectional shape of the affected part in the orthogonal direction.

第二散乱体は、ｈｉｇｈＺの物質（例えば、Ｐｂ，Ｗ）によって構成されたｈｉｇｈＺ部、及びｌｏｗＺの物質（例えば、樹脂）によって構成されたｌｏｗＺ部を有する。Ｚは原子番号である。イオンビームの散乱度合いは、ｌｏｗＺ部よりもｈｉｇｈＺ部で大きい。ｈｉｇｈＺ部の作用により、第一散乱体により正規分布をしている中央部のイオンビームは、ｈｉｇｈＺ部の作用により外側に向かって散乱される。このため、第二散乱体を通過したイオンビームは、直交方向に広げられた状態でその方向でより一様な照射線量分布になっている。 The second scatterer includes a highZ portion made of a highZ material (eg, Pb, W) and a lowZ portion made of a lowZ material (eg, resin). Z is an atomic number. The degree of ion beam scattering is higher in the highZ portion than in the lowZ portion. Due to the action of the highZ part, the ion beam in the central part that is normally distributed by the first scatterer is scattered outward by the action of the highZ part. For this reason, the ion beam that has passed through the second scatterer has a more uniform irradiation dose distribution in that direction while being spread in the orthogonal direction.

特開２００４−６９６８３号公報JP 2004-69683 A レビューオブサイエンティフィックインスツルメンツ６４巻８号（１９９３年８月）の第２０７９〜２０８３頁（REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS VOLUME 64 NUMBER 8(AUGUST 1993)P2079-2083）Review of Scientific Instruments Vol. 64, No. 8 (August 1993), pages 2079-2083 (REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS VOLUME 64 NUMBER 8 (AUGUST 1993) P2079-2083)

最近、イオンビームの照射野を正方形したいとのニーズが寄せられる。発明者は、まず、照射野を正方形にするために、発明者は、第１コリメータの第１開口部の形状を正方形にすることを考えた。具体的には、第二散乱体を通過したイオンビームは照射装置の軸方向に直交する断面形状の輪郭が円形となっているため、第１開口部の形状は、その円形の輪郭に内接する正方形にすることである。しかしながら、第１開口部の形状を正方形にすることによって、その正方形よりも外側を進行するイオンビームは、第二散乱体によって遮られて患部に照射されなくなり、患部に照射されないイオンビームの割合が増大することになる。この結果、発明者は、イオンビーム発生装置から出射されたイオンビームの利用効率が低下し、患者一人当たりの治療時間が長くなることを見出した。 Recently, there is a need for a square ion beam field. The inventor first considered the shape of the first opening of the first collimator to be square in order to make the irradiation field square. Specifically, since the ion beam that has passed through the second scatterer has a circular outline with a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the irradiation device, the shape of the first opening is inscribed in the circular outline. To make it square. However, by making the shape of the first opening square, the ion beam traveling outside the square is blocked by the second scatterer and is not irradiated to the affected area, and the ratio of the ion beam not irradiated to the affected area is reduced. Will increase. As a result, the inventor has found that the use efficiency of the ion beam emitted from the ion beam generator is reduced and the treatment time per patient is increased.

本発明の目的は、治療時間を短縮できる粒子線治療装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a particle beam therapy system capable of shortening the treatment time.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、イオンビームを照射対象に照射するイオンビーム照射装置が、イオンビームが通過する第一散乱体と、第一散乱体を通過したイオンビームが導かれる第二散乱体と、実質的に四角形である開口部を形成し、第二散乱体を通過したイオンビームを、開口部で整形するコリメータとを有し、
第二散乱体は、第１散乱体から見た、外面形状の輪郭が、４つの角部、及び隣り合う角部を互いに連結する４つの線によって形成されていることにある。 The feature of the present invention that achieves the above-described object is that an ion beam irradiation apparatus that irradiates an irradiation target with an ion beam includes a first scatterer through which the ion beam passes and an ion beam through which the ion beam passes through the first scatterer. Two scatterers, and a collimator that forms an aperture that is substantially rectangular and shapes the ion beam that has passed through the second scatterer at the aperture;
The second scatterer is that the contour of the outer surface shape seen from the first scatterer is formed by four corners and four lines connecting adjacent corners to each other.

本発明は、上記したようにイオンビームが、第１散乱体から見た、外面形状の輪郭が、４つの角部、及び隣り合う角部を互いに連結する４つの線によって形成されている第二散乱体を通過するため、実質的に四角形である開口部を形成しているコリメータで除外されるイオンビームの割合が著しく低減される。これにより、照射対象に照射されるイオンビームの割合が著しく増大し、イオンビーム発生装置２から出射されたイオンビームの利用効率が著しく向上する。従って、患者一人当たりの治療時間を短縮することができ、一年間当りの治療人数を増大できる。 According to the present invention, as described above, the ion beam is formed by the second contour in which the contour of the outer surface viewed from the first scatterer is formed by four corners and four lines connecting adjacent corners to each other. Since it passes through the scatterer, the proportion of the ion beam that is excluded by the collimator forming the substantially rectangular aperture is significantly reduced. Thereby, the ratio of the ion beam irradiated to the irradiation object is remarkably increased, and the utilization efficiency of the ion beam emitted from the ion beam generator 2 is remarkably improved. Therefore, the treatment time per patient can be shortened, and the number of treatments per year can be increased.

本発明によれば、イオンビームの利用効率を向上させることができるので、治療時間を短縮することができる。 According to the present invention, the use efficiency of the ion beam can be improved, so that the treatment time can be shortened.

本発明の好適な一実施例である粒子線治療装置を、陽子線治療装置を例にとって図面を用いて詳細に説明する。 A particle beam therapy system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking a proton beam therapy system as an example.

本実施例の陽子線治療装置１は、図１に示すように、イオンビーム発生装置２、イオンビーム輸送系９及び照射装置（照射野形成装置，イオンビーム照射装置）１５を備える。イオンビーム発生装置２は、イオン源（図示せず）、前段加速器３及びシンクロトロン４を有する。照射装置１５は、回転ガントリー（図示せず）に設置されている。イオンビーム輸送系９は、シンクロトロン４と照射装置１５を連絡している。イオンビーム輸送系９の一部は、回転ガントリーに設置される。イオンビーム輸送系９の、回転ガントリーに設置される部分には、偏向電磁石１１，１２が設けられる。 As shown in FIG. 1, the proton beam therapy apparatus 1 of this embodiment includes an ion beam generator 2, an ion beam transport system 9, and an irradiation device (irradiation field forming device, ion beam irradiation device) 15. The ion beam generator 2 includes an ion source (not shown), a pre-accelerator 3 and a synchrotron 4. The irradiation device 15 is installed in a rotating gantry (not shown). The ion beam transport system 9 communicates the synchrotron 4 and the irradiation device 15. A part of the ion beam transport system 9 is installed in a rotating gantry. Deflection electromagnets 11 and 12 are provided in a portion of the ion beam transport system 9 installed in the rotating gantry.

イオン源で発生した陽子線であるイオンビームは、前段加速器（例えば直線加速器）３で加速されて、シンクロトロン４に入射される。このイオンビームは、シンクロトロン４で、高周波加速空胴５から印加される高周波電力によってエネルギーを与えられて更に加速される。シンクロトロン４内を周回するイオンビームのエネルギーが設定エネルギーまでに高められた後、出射用の高周波印加装置６から高周波が周回しているイオンビームに印加される。安定限界内で周回しているイオンビームは、この高周波の印加によって安定限界外に移行し、出射用デフレクタ７を通ってシンクロトロン４から出射される。イオンビームの出射の際には、シンクロトロン４に設けられた四極電磁石８及び偏向電磁石９等の電磁石に導かれる電流が設定値に保持され、安定限界もほぼ一定に保持されている。高周波印加装置６への高周波電力の印加を停止することによって、シンクロトロン４からのイオンビームの出射が停止される。シンクロトロン４から出射されたイオンビームは、イオンビーム輸送系９を経て照射装置１５に達する。イオンビームは照射装置１５より治療台（カウチ）１０上に横たわっている患者１４の患部（がんの患部）３５（図２）に照射される。 An ion beam, which is a proton beam generated by an ion source, is accelerated by a pre-accelerator (for example, a linear accelerator) 3 and is incident on a synchrotron 4. The ion beam is further accelerated by the synchrotron 4 by being given energy by the high-frequency power applied from the high-frequency acceleration cavity 5. After the energy of the ion beam that circulates in the synchrotron 4 is increased to the set energy, a high frequency is applied from the high frequency application device 6 for extraction to the ion beam that circulates. The ion beam orbiting within the stability limit moves outside the stability limit by the application of this high frequency, and is emitted from the synchrotron 4 through the extraction deflector 7. When the ion beam is emitted, the current guided to the electromagnets such as the quadrupole electromagnet 8 and the deflection electromagnet 9 provided in the synchrotron 4 is held at the set value, and the stability limit is also kept almost constant. By stopping the application of the high-frequency power to the high-frequency application device 6, the extraction of the ion beam from the synchrotron 4 is stopped. The ion beam emitted from the synchrotron 4 reaches the irradiation device 15 through the ion beam transport system 9. The ion beam is irradiated from the irradiation device 15 onto the affected part (cancer affected part) 35 (FIG. 2) of the patient 14 lying on the treatment table (couch) 10.

尚、イオンビーム発生装置にはサイクロトロンや線形加速器などのイオンビーム加速器を用いてもよい。 The ion beam generator may be an ion beam accelerator such as a cyclotron or a linear accelerator.

照射装置１５の詳細構造を、図２に基づいて説明する。 The detailed structure of the irradiation apparatus 15 is demonstrated based on FIG.

照射装置１５は、回転ガントリーに取り付けられるケーシング１６を有し、ケーシング１６内に、照射装置１５の軸方向（イオンビーム進行方向）の上流側より、第１散乱体装置１８，第２散乱体装置２２，ブラッグピーク拡大装置（ＳＯＢＰ形成装置）２５，飛程調整装置２７，ブロックコリメータ（第一コリメータ）３０，ボーラス３６及び患者コリメータ（第二コリメータ）３７を順次配置している。 The irradiation device 15 has a casing 16 attached to the rotating gantry, and the first scatterer device 18 and the second scatterer device are disposed in the casing 16 from the upstream side in the axial direction (ion beam traveling direction) of the irradiation device 15. 22, Bragg peak enlarging device (SOBP forming device) 25, range adjusting device 27, block collimator (first collimator) 30, bolus 36 and patient collimator (second collimator) 37 are sequentially arranged.

第１散乱体装置１８は、イオンビーム進行方向に直交する方向においてイオンビームを広げる第一散乱体１９、及び支持部材２０を有する。第一散乱体１９は、支持部材２０によってケーシング１６に設置される。第一散乱体１９は、一般にイオンビームを散乱させる能力が高い鉛やタングステン等の原子番号の大きい物質（ｈｉｇｈＺの物質）によって構成される材料が用いられる。第一散乱体１９は、照射装置１５の軸心（ケーシング１６内のビーム経路）２１に配置される。Ｚは原子番号である。 The first scatterer device 18 includes a first scatterer 19 that spreads the ion beam in a direction orthogonal to the ion beam traveling direction, and a support member 20. The first scatterer 19 is installed in the casing 16 by the support member 20. The first scatterer 19 is generally made of a material having a high atomic number (highZ material) such as lead or tungsten, which has a high ability to scatter an ion beam. The first scatterer 19 is disposed on the axis (the beam path in the casing 16) 21 of the irradiation device 15. Z is an atomic number.

第２散乱体装置１９Ａは第二散乱体２３及び支持部材２４を有する。第二散乱体２３は、ケーシング１６に取り付けられる支持部材２４に設置される。第二散乱体２３は、第一散乱体１９により直交方向で正規分布状に広げられたイオンビームをその方向で一様な線量分布とするためのものであり、後述するように、ｈｉｇｈＺの物質(例えば、Ｐｂ，Ｗ)によって構成されたｈｉｇｈＺ部２３Ａ（図４参照）、及びイオンビームを散乱させる能力が低い、原子番号の小さい物質（ｌｏｗＺの物質。例えば、樹脂）によって構成されたｌｏｗＺ部２３Ｂ（図４参照）を有する。第二散乱体２３はビーム経路２１に配置される。 The second scatterer device 19 A includes a second scatterer 23 and a support member 24. The second scatterer 23 is installed on a support member 24 attached to the casing 16. The second scatterer 23 is for making the ion beam spread in a normal distribution shape in the orthogonal direction by the first scatterer 19 into a uniform dose distribution in that direction. As will be described later, a highZ substance is used. (For example, Pb, W) a highZ portion 23A (see FIG. 4) and a lowZ portion composed of a substance having a low atomic number (lowZ substance, eg, resin) that has a low ability to scatter an ion beam. 23B (see FIG. 4). The second scatterer 23 is disposed in the beam path 21.

ＳＯＢＰ形成装置２５は、イオンビームのエネルギー分布幅を広げて患者１４の体内の深さ方向における線量分布を調節する装置であり、支持部材２６によってケーシング１６に取り付けられる。ＳＯＢＰ形成装置２５は、ＳＯＢＰフィルタ装置、エネルギー変調装置またはエネルギーフィルタ装置とも称される。ＳＯＢＰ形成装置２５は、一般には、イオンビームの散乱量が少ない樹脂系素材及びアルミニウム等の原子番号の小さい物質で構成され、軸方向の厚みが異なる複数の領域を形成している。それらの領域は、照射装置
１５の軸方向と直交方向に配置されている。厚みの異なるそれらの領域をイオンビームが通過することによって、ＳＯＢＰ形成装置２５を通過したイオンビームは、複数のエネルギー成分を有することになる。軸方向での厚みの異なる各領域に対して、直交方向における面積を決めることで、イオンビームにおける各エネルギー成分の重みが決定される。それら複数のエネルギー成分の重ね合せによって線量分布が調整され、患者１４の患部３９の深さ方向に一様性の高い線量分布を形成することができる。ＳＯＢＰ形成装置２５としては、本実施例ではリッジフィルタを使用している。 The SOBP formation device 25 is a device that adjusts the dose distribution in the depth direction in the body of the patient 14 by widening the energy distribution width of the ion beam, and is attached to the casing 16 by a support member 26. The SOBP formation device 25 is also referred to as an SOBP filter device, an energy modulation device, or an energy filter device. The SOBP forming apparatus 25 is generally made of a resin material having a small ion beam scattering amount and a material having a small atomic number such as aluminum, and forms a plurality of regions having different thicknesses in the axial direction. Those regions are arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the irradiation device 15. When the ion beam passes through these regions having different thicknesses, the ion beam that has passed through the SOBP forming apparatus 25 has a plurality of energy components. The weight of each energy component in the ion beam is determined by determining the area in the orthogonal direction for each region having a different thickness in the axial direction. The dose distribution is adjusted by superimposing these plural energy components, and a highly uniform dose distribution can be formed in the depth direction of the affected part 39 of the patient 14. As the SOBP forming apparatus 25, a ridge filter is used in this embodiment.

また、ＳＯＢＰ形成装置２０として、上記リッジフィルタ以外に、例えば階段状に加工した部材を羽根部に用いたプロペラ状の構造物（照射装置１５の軸方向と直交した平面内で回転させる）であるRange Modulator Wheel （回転ホイール）を用いてもよい。回転ホイールの構造は、非特許文献１に詳細に記載されている。 In addition to the ridge filter, the SOBP forming apparatus 20 is, for example, a propeller-like structure using a stepped member as a blade (rotates within a plane perpendicular to the axial direction of the irradiation device 15). A Range Modulator Wheel may be used. The structure of the rotating wheel is described in detail in Non-Patent Document 1.

飛程調整装置２７は、吸収体２８を有し、材料物質を通過する時のエネルギー損失によりイオンビームの飛程を減らし、そのときのエネルギー損失を変化させることで、体内でのイオンビームの最大到達深度、すなわち飛程を調整する装置である。飛程調整装置２７は、レンジシフタ、ファインデグレーダ、エネルギーデグレーダ等とも称される。吸収体２８は、一般に、エネルギー損失が少なくかつ散乱量が少ないアクリル及びルサイト等の、原子番号の小さい物質によって構成される。飛程調整装置２７は、支持部材２９によってケーシング１６に取り付けられる。ＳＯＢＰ形成装置２５及び飛程調整装置２７は、共に、ビーム経路２１に配置される。 The range adjusting device 27 has an absorber 28, reduces the range of the ion beam due to energy loss when passing through the material, and changes the energy loss at that time, so that the maximum of the ion beam in the body can be obtained. It is a device that adjusts the depth of reach, that is, the range. The range adjusting device 27 is also referred to as a range shifter, a fine degrader, an energy degrader, or the like. The absorber 28 is generally composed of a material having a small atomic number, such as acrylic and lucite, which has a small energy loss and a small amount of scattering. The range adjusting device 27 is attached to the casing 16 by a support member 29. Both the SOBP forming device 25 and the range adjusting device 27 are arranged in the beam path 21.

ブロックコリメータ３０は、放射線遮蔽体で構成され、照射野を粗くコリメートするものであり、ケーシング１６に取り付けられている。ブロックコリメータ３０は、イオンビームを通過させる、正方形の開口部（第１開口部）３１を形成している。ブロックコリメータ３０は、開口部３１よりも外側に達するイオンビームの通過を阻止し、開口部３１に到達したイオンビームのみを通過させる。ブロックコリメータ３０を通過したイオンビームの、照射装置１５の軸方向と直交する方向での断面形状が、開口部３１の形状と同様な正方形となる。このようにして、正方形の照射野が形成される。 The block collimator 30 is composed of a radiation shield and collimates the irradiation field roughly, and is attached to the casing 16. The block collimator 30 forms a square opening (first opening) 31 through which the ion beam passes. The block collimator 30 blocks the passage of the ion beam that reaches the outside of the opening 31 and allows only the ion beam that has reached the opening 31 to pass. The cross-sectional shape of the ion beam that has passed through the block collimator 30 in a direction orthogonal to the axial direction of the irradiation device 15 is a square that is similar to the shape of the opening 31. In this way, a square irradiation field is formed.

ブロックコリメータ３０は、具体的には、図３に示す構成を有している。すなわち、ブロックコリメータ３０は、放射線遮蔽部材３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ、及びガイドレール３４，３５を有する。一対のガイドレール３４は、ケーシング１６の対向する内面にそれぞれ取り付けられる。もう一対のガイドレール３５は、ガイドレール３４よりもボーラス３６側に配置され、ケーシング１６の対向する他の内面にそれぞれ取り付けられる。一対のガイドレール３４が延びている方向と一対のガイドレール３５が延びている方向は、互いに９０°ずれている。放射線遮蔽部材３２Ａ，３２Ｂが一対のガイドレール３４上に移動可能に設置されている。放射線遮蔽部材３３Ａ，３３Ｂは、一対のガイドレール３５上に移動可能に取り付けられており、ガイドレール３５とガイドレール３４との間に配置されている。放射線遮蔽部材３２Ａと放射線遮蔽部材３２Ｂの間隔、及び放射線遮蔽部材３３Ａと放射線遮蔽部材３３Ｂとの間隔を調節することによって、ブロックコリメータ３０の開口部３１の大きさが調節できる。前者の間隔と後者の間隔を同じ幅にすることによって、開口部３１は正方形となり、その幅を変えることによって正方形の大きさを変えることができる。正方形をした開口部３１の一対の対角線の交点は、照射装置１５の軸心と一致している。 Specifically, the block collimator 30 has a configuration shown in FIG. That is, the block collimator 30 includes radiation shielding members 32A, 32B, 33A, 33B, and guide rails 34, 35. The pair of guide rails 34 are respectively attached to the opposing inner surfaces of the casing 16. The other pair of guide rails 35 are disposed on the bolus 36 side with respect to the guide rail 34 and are respectively attached to the other opposing inner surfaces of the casing 16. The direction in which the pair of guide rails 34 extends and the direction in which the pair of guide rails 35 extend are shifted from each other by 90 °. The radiation shielding members 32A and 32B are movably installed on the pair of guide rails 34. The radiation shielding members 33 A and 33 B are movably attached on the pair of guide rails 35 and are disposed between the guide rail 35 and the guide rail 34. The size of the opening 31 of the block collimator 30 can be adjusted by adjusting the distance between the radiation shielding member 32A and the radiation shielding member 32B and the distance between the radiation shielding member 33A and the radiation shielding member 33B. By making the former interval and the latter interval the same width, the opening 31 becomes a square, and the size of the square can be changed by changing the width. The intersection of a pair of diagonal lines of the square opening 31 coincides with the axis of the irradiation device 15.

ボーラス３６は、患者１４の患部３９の最大深さに合わせてイオンビームの到達深度を調整するものであり、イオンビームの進行方向に垂直な各位置における飛程を、照射目標である患部３９の深さ形状に合わせて調整する。なお、多方向から照射を行う場合や、治療部位によってはボーラス３６を使用しない場合もある。 The bolus 36 adjusts the depth of arrival of the ion beam in accordance with the maximum depth of the affected area 39 of the patient 14, and the range at each position perpendicular to the traveling direction of the ion beam is determined based on the range of the affected area 39 that is the irradiation target. Adjust according to the depth shape. In some cases, irradiation may be performed from multiple directions, or depending on the treatment site, the bolus 36 may not be used.

患者コリメータ３７は、照射装置１５の軸方向と直交する方向での患部３９の断面形状に対応して形成された開口部（第２開口部）３８を有する。患者コリメータ３７は、開口部３８によってその断面形状に合わせてイオンビームを整形する。すなわち、患者コリメータ３７は、ブロックコリメータ３０で形成された断面形状が正方形のイオンビームのうち、開口部３８よりも外側に到達したイオンビームの通過を阻止する。イオンビームは開口部３８内のみを通過する。 The patient collimator 37 has an opening (second opening) 38 formed corresponding to the cross-sectional shape of the affected part 39 in a direction orthogonal to the axial direction of the irradiation device 15. The patient collimator 37 shapes the ion beam according to the cross-sectional shape by the opening 38. That is, the patient collimator 37 blocks the passage of the ion beam that has reached the outside of the opening 38 out of the ion beam having a square cross-sectional shape formed by the block collimator 30. The ion beam passes only through the opening 38.

次に、第二散乱体２３の詳細構成を、図４を用いて以下に説明する。第二散乱体２３は、ｈｉｇｈＺ部２３Ａ及びｌｏｗＺ部２３Ｂを有する（図４（Ｂ）参照）。第一散乱体
１９側から見た第二散乱体２３の形状の輪郭は、図４（Ｃ）に示すように正方形となっている。その輪郭は、４つの角部（本実施例では直角の角部）、及び隣り合う角部を互いに連結する４つの線によって形成されているとも言える。ｈｉｇｈＺ部２３Ａは、照射装置１５の軸方向において上流側に向かって凸となる形状を有している。このため、ｈｉｇｈＺ部２３Ａの軸方向の厚みは、図４（Ｂ）に示すように、第二散乱体２３の軸心で最も厚く、第二散乱体２３の周辺に向かって急激に減少してその周辺で最も薄くなっている。
ｌｏｗＺ部２３Ｂは、内部に、照射装置１５の軸方向において下流側に開放される凹部
２３Ｄが形成されている。このため、ｌｏｗＺ部２３Ｂの軸方向の厚みは、ｈｉｇｈＺ部２３Ａとは逆で、図４（Ｂ）に示すように、第二散乱体２３の周辺で最も厚く、第二散乱体２３の軸心に向かって急激に減少してその軸心で最も薄くなっている。ｈｉｇｈＺ部
２３Ａの同一レベルでの外面の輪郭（ｈｉｇｈＺ部２３Ａの外面の、照射装置１５の軸方向と直交する断面での輪郭）は、図４（Ｃ）に示す二点差線のように正方形になっている。図示されていないが、ｌｏｗＺ部２３Ｂは、同一レベルでの外面の輪郭（ｌｏｗＺ部
２３Ｂの外面の、照射装置１５の軸方向と直交する断面での輪郭）及びそのレベルでの内面の輪郭（ｌｏｗＺ部２３Ｂの内面の、照射装置１５の軸方向と直交する断面での輪郭）も、正方形になっている。第二散乱体２３の軸心は照射装置１５の軸心と一致している。第二散乱体２３の上記正方形の一対の対角線の各向きは、正方形をした開口部３１の一対の対角線の各向きと一致するように配置される。 Next, a detailed configuration of the second scatterer 23 will be described below with reference to FIG. The second scatterer 23 has a highZ portion 23A and a lowZ portion 23B (see FIG. 4B). The contour of the shape of the second scatterer 23 viewed from the first scatterer 19 side is a square as shown in FIG. It can be said that the outline is formed by four corners (right-angled corners in this embodiment) and four lines connecting adjacent corners to each other. The highZ portion 23 A has a shape that is convex toward the upstream side in the axial direction of the irradiation device 15. For this reason, the axial thickness of the highZ portion 23A is the thickest at the axial center of the second scatterer 23 and rapidly decreases toward the periphery of the second scatterer 23, as shown in FIG. It is the thinnest around it.
The lowZ portion 23 B has a recess 23 D that is opened downstream in the axial direction of the irradiation device 15. Therefore, the thickness of the lowZ portion 23B in the axial direction is opposite to that of the highZ portion 23A, and is the thickest around the second scatterer 23 as shown in FIG. It decreases sharply toward the center and becomes the thinnest at its axis. The contour of the outer surface at the same level of the highZ portion 23A (the contour of the outer surface of the highZ portion 23A in the cross section orthogonal to the axial direction of the irradiation device 15) is a square as shown by the two-dot chain line shown in FIG. It has become. Although not shown, the lowZ portion 23B includes an outer surface contour at the same level (contour of the outer surface of the lowZ portion 23B in a cross section orthogonal to the axial direction of the irradiation device 15) and an inner surface contour at the level (lowZ). The contour of the inner surface of the portion 23B in the cross section perpendicular to the axial direction of the irradiation device 15 is also a square. The axis of the second scatterer 23 coincides with the axis of the irradiation device 15. Each direction of the pair of diagonal lines of the square of the second scatterer 23 is arranged so as to coincide with each direction of the pair of diagonal lines of the opening 31 having a square shape.

第二散乱体２３におけるイオンビームのエネルギー損失が場所に寄らず一定になるように、直交方向における各位置でのｈｉｇｈＺ部２３Ａ及びｌｏｗＺ部２３Ｂの各軸方向の厚みが決定されている。ｈｉｇｈＺ部２３Ａの、イオンビームの散乱角度は、ｌｏｗＺ部２３Ｂのその散乱角度いよりも大きく、第２散乱体２３でイオンビームの散乱はｈｉｇｈＺ部２３Ａの影響を大きく受ける。第二散乱体２３の、直交方向における各位置(ｒ，θ)での散乱角度Ωは、実質的に、ｈｉｇｈＺ部２３Ａの軸方向の厚みによって定まる。ｒは第二散乱体２３の軸心から半径方向の位置、θはその軸心周りにおける位置を示している。 The thicknesses in the axial directions of the highZ portion 23A and the lowZ portion 23B at each position in the orthogonal direction are determined so that the energy loss of the ion beam in the second scatterer 23 is constant regardless of the location. The scattering angle of the ion beam of the highZ portion 23A is larger than the scattering angle of the lowZ portion 23B, and the scattering of the ion beam at the second scatterer 23 is greatly affected by the highZ portion 23A. The scattering angle Ω at each position (r, θ) in the orthogonal direction of the second scatterer 23 is substantially determined by the axial thickness of the highZ portion 23A. r represents a position in the radial direction from the axis of the second scatterer 23, and θ represents a position around the axis.

本実施例における第二散乱体２３の作用について詳細に説明する。ブロックコリメータ３０の正方形である開口部３１の大きさは、放射線遮蔽部材３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂをそれぞれ移動させ、イオンビームを照射する患者１４の患部３９に対応するように設定されている。第一散乱体１９を通過して正規分布状に広げられたイオンビームが、第二散乱体２３に入射される。第二散乱体２３のｈｉｇｈＺ部２３Ａの作用により、第二散乱体２３の軸心部に入射したイオンビームは散乱角度が大きくなって外側に向かって大きく散乱し、第二散乱体２３の周辺部に入射したイオンビームは散乱角度が小さく外側に向かって散乱する度合いが低減される。第二散乱体２３のｈｉｇｈＺ部２３Ａは、ｈｉｇｈＺ部２３Ａの底面（ｈｉｇｈＺ部２３ＡとｌｏｗＺ部２３Ｂの境界面）からの各レベルでの横断面の輪郭形状が正方形をしているため、第二散乱体２３を通過したイオンビームは、照射装置１５の軸方向と直交する断面の輪郭形状が実質的に正方形になっている。換言すれば、本実施例では、第二散乱体２３を通過したイオンビームの、その断面での輪郭形状が実質的に正方形になるように、直交方向における各位置（ｒ，θ）での散乱角度Ωは、実質的に、ｈｉｇｈＺ部２３Ａの、直交方向における各位置（ｒ，θ）での軸方向の厚みが設定されている。 The effect | action of the 2nd scatterer 23 in a present Example is demonstrated in detail. The size of the opening 31 that is a square shape of the block collimator 30 is set so as to correspond to the affected area 39 of the patient 14 to which the radiation shielding members 32A, 32B, 33A, and 33B are moved and irradiated with the ion beam. An ion beam that has passed through the first scatterer 19 and has been spread in a normal distribution is incident on the second scatterer 23. Due to the action of the highZ portion 23A of the second scatterer 23, the ion beam incident on the axial center portion of the second scatterer 23 has a large scattering angle and is greatly scattered toward the outside. The ion beam incident on the beam has a small scattering angle and the degree of scattering toward the outside is reduced. Since the highZ portion 23A of the second scatterer 23 has a square cross-sectional profile at each level from the bottom surface of the highZ portion 23A (the boundary surface between the highZ portion 23A and the lowZ portion 23B), the second scattering is performed. The ion beam that has passed through the body 23 has a substantially square outline in cross section perpendicular to the axial direction of the irradiation device 15. In other words, in this embodiment, the ion beam that has passed through the second scatterer 23 is scattered at each position (r, θ) in the orthogonal direction so that the contour shape in the cross section thereof is substantially square. For the angle Ω, the thickness in the axial direction at each position (r, θ) in the orthogonal direction of the highZ portion 23A is substantially set.

第二散乱体２３を通過したイオンビームの、照射装置１５の軸方向と直交する断面での輪郭形状である正方形は、ブロックコリメータ３０の正方形の開口部３１よりも若干大きい。このため、第二散乱体２３を通過したイオンビームのうち、開口部３１よりも外側に位置するイオンビームがブロックコリメータ３０に遮られて除外されるが、開口部３１に入射したイオンビームがボーラス３６に導かれる。 The square that is the contour shape of the ion beam that has passed through the second scatterer 23 in the cross section perpendicular to the axial direction of the irradiation device 15 is slightly larger than the square opening 31 of the block collimator 30. For this reason, out of the ion beam that has passed through the second scatterer 23, the ion beam located outside the opening 31 is excluded by being blocked by the block collimator 30, but the ion beam incident on the opening 31 is bolus. 36.

本実施例は、第二散乱体２３を通過したイオンビームの、その軸方向と直交する断面での輪郭形状が実質的に正方形であるため、イオンビームの、その断面での輪郭形状が円形である場合に比べて、ブロックコリメータ３０で除外されるイオンビームの割合が著しく低減される。換言すれば、イオンビームの、その断面での輪郭形状が円形である場合に比べて、本実施例は、開口部３１を通過するイオンビームの割合が著しく増大する。このため、患者コリメータ３７でもイオンビームの一部が除外されるが、患部３９に照射されるイオンビームの割合が、イオンビームの、その断面での輪郭形状が円形である場合に比べて、著しく増大し、イオンビーム発生装置２から出射されたイオンビームの利用効率が著しく向上する。このため、患者一人当たりの治療時間を短縮することができ、一年間当りの治療人数を増大できる。 In this embodiment, since the contour shape of the ion beam that has passed through the second scatterer 23 is substantially square in the cross section orthogonal to the axial direction, the contour shape of the ion beam in the cross section is circular. Compared with a certain case, the ratio of the ion beam excluded by the block collimator 30 is significantly reduced. In other words, the proportion of the ion beam passing through the opening 31 is significantly increased in the present embodiment as compared with the case where the contour shape of the cross section of the ion beam is circular. For this reason, a part of the ion beam is also excluded in the patient collimator 37, but the ratio of the ion beam irradiated to the affected part 39 is remarkably higher than that in the case where the contour shape of the cross section of the ion beam is circular. As a result, the utilization efficiency of the ion beam emitted from the ion beam generator 2 is remarkably improved. For this reason, the treatment time per patient can be shortened, and the number of treatments per year can be increased.

患者によっては、イオンビームの照射野を長方形（直角の角を挟む二辺の長さが異なる四角形）にする必要がある。このときは、ブロックコリメータ３０の、放射線遮蔽部材
３２Ａと放射線遮蔽部材３２Ｂとの間隔、及び放射線遮蔽部材３３Ａと放射線遮蔽部材
３３Ｂとの間隔を変えて、開口部３１の形状を長方形とする。ブロックコリメータ３０の開口部３１がそのように設定された場合に用いる第二散乱体２３は、第一散乱体１９側から見た形状が長方形となっている。この例においても、前述した正方形の場合と同様に、ブロックコリメータ３０によって除外されるイオンビームの量が著しく減少し、イオンビームの利用効率が増大するため、患者一人当たりの治療時間を短縮することができる。 Depending on the patient, it is necessary to make the irradiation field of the ion beam rectangular (a quadrilateral in which the lengths of two sides sandwiching a right angle are different). At this time, the shape of the opening 31 is made rectangular by changing the distance between the radiation shielding member 32A and the radiation shielding member 32B and the distance between the radiation shielding member 33A and the radiation shielding member 33B of the block collimator 30. The second scatterer 23 used when the opening 31 of the block collimator 30 is set as such has a rectangular shape as viewed from the first scatterer 19 side. Also in this example, as in the case of the square described above, the amount of ion beam excluded by the block collimator 30 is remarkably reduced and the use efficiency of the ion beam is increased, so that the treatment time per patient is shortened. Can do.

第二散乱体としては、第二散乱体２３以外に、図５（Ａ），（Ｂ）に示す第二散乱体
４０Ａ，４０Ｂを用いることも可能である。図５（Ａ）に示す第二散乱体４０Ａは、第二散乱体２３のｌｏｗＺ部２３Ｂの各外面、及びｈｉｇｈＺ部２３Ａの外面の輪郭を、それぞれ、内側に窪ませた形状を有する。第二散乱体４０Ａは、４つの外面に凹部４１をそれぞれ形成している。この第二散乱体４０Ａも、第二散乱体２３と同様に、第一散乱体１９側から見た形状の輪郭が正方形（または長方形）となっている。また、図５（Ｂ）に示す第二散乱体４０Ｂは、第二散乱体４０Ａとは逆に、４つの外面をそれぞれの中央部で外側に少し突出させた輪郭形状を有する。この第二散乱体４０Ｂも、第二散乱体２３と同様に、第一散乱体１９側から見た形状の輪郭が正方形（または長方形）となっている。これらの第二散乱体４０Ａ，４０Ｂは、いずれも、第一散乱体１９側から見た形状の輪郭が４つの角部、及び隣り合う前記角部を互いに連結する４つの線によって形成されていると言える。第二散乱体４０Ａ，４０ＢのそれぞれのｈｉｇｈＺ部は、ｈｉｇｈＺ部の底面
（ｈｉｇｈＺ部とｌｏｗＺ部の境界面）からの各レベルでの横断面の輪郭形状が二点差線で示される形状になっている。これらの二点差線で示される各形状は、第二散乱体４０Ａ，４０ＢのそれぞれのｈｉｇｈＺ部とｌｏｗＺ部の境界での各断面形状と同じである。第二散乱体４０Ａ，４０Ｂのいずれを照射装置１５に設置しても、第二散乱体２３を設置した場合と同様な効果を得ることができる。 As the second scatterer, in addition to the second scatterer 23, the second scatterers 40A and 40B shown in FIGS. 5A and 5B can be used. The second scatterer 40A shown in FIG. 5A has a shape in which the contours of the outer surfaces of the lowZ portion 23B and the outer surface of the highZ portion 23A of the second scatterer 23 are recessed inward. The second scatterer 40A has recesses 41 formed on four outer surfaces, respectively. Similarly to the second scatterer 23, the second scatterer 40A has a square shape (or a rectangle) as viewed from the first scatterer 19 side. Further, the second scatterer 40B shown in FIG. 5 (B) has a contour shape in which the four outer surfaces are slightly projected outward at the respective central portions, contrary to the second scatterer 40A. Similarly to the second scatterer 23, the second scatterer 40B has a square (or rectangular) outline as viewed from the first scatterer 19 side. As for these 2nd scatterers 40A and 40B, as for all, the outline of the shape seen from the 1st scatterer 19 side is formed by four lines which mutually connect the said corner | angular part with the four said corners. It can be said. Each of the high Z portions of the second scatterers 40A and 40B has a shape in which the contour shape of the cross section at each level from the bottom surface of the high Z portion (the boundary surface between the high Z portion and the low Z portion) is indicated by a two-dot chain line. Yes. Each shape indicated by these two-point difference lines is the same as each cross-sectional shape at the boundary between the highZ portion and the lowZ portion of each of the second scatterers 40A and 40B. Regardless of which of the second scatterers 40A and 40B is installed in the irradiation device 15, the same effect as when the second scatterer 23 is installed can be obtained.

以上に述べた第二散乱体はＣｏｎｔｏｕｒｅｄ構造の第二散乱体であるが、２重リング構造の第二散乱体を用いてもよい。上記した実施例における第二散乱体２３の替りに用いることができる２重リング構造の第二散乱体の一例を、図６を用いて説明する。２重リング構造の第二散乱体４０Ｃは、ｈｉｇｈＺ部２３Ｃ、及びｈｉｇｈＺ部２３Ｃに取り付けられたｌｏｗＺ部２３Ｄを有する。ｈｉｇｈＺ部２３Ｃ及びｌｏｗＺ部２３Ｄのそれぞれの軸方向の厚みは、エネルギー損失が等しくなるように設定されている。ｈｉｇｈＺ部
２３Ｃの軸方向での厚みは、図６（Ａ）に示すように、ｌｏｗＺ部２３Ｄのその厚みよりも薄くなっている。ｈｉｇｈＺ部２３Ｃは、ｌｏｗＺ部２３Ｄに取り囲まれている。第一散乱体１９側から見たｈｉｇｈＺ部２３Ｃ及びｌｏｗＺ部２３Ｄのそれぞれの輪郭形状は、正方形（または長方形）になっている。換言すれば、第一散乱体１９側から見たhighZ部２３Ｃ及びｌｏｗＺ部２３Ｄのそれぞれの輪郭形状は、４つの角部、及び隣り合う前記角部を互いに連結する４つの線によって形成されていると言える。ｈｉｇｈＺ部２３Ｃ及びｌｏｗＺ部２３Ｄのそれぞれの輪郭形状は、第二散乱体２３の替りに第二散乱体４０Ｃを設置した照射装置１５においても、ブロックコリメータ３０の開口部３１を通過するイオンビームの割合を著しく増大でき、イオンビーム発生装置２から出射されたイオンビームの利用効率が著しく向上する。このため、患者一人当たりの治療時間を短縮することができる。 The second scatterer described above is a second scatterer having a Contoured structure, but a second scatterer having a double ring structure may be used. An example of a second scatterer having a double ring structure that can be used in place of the second scatterer 23 in the above-described embodiment will be described with reference to FIG. The second scatterer 40C having a double ring structure includes a highZ portion 23C and a lowZ portion 23D attached to the highZ portion 23C. The thicknesses in the axial direction of the highZ portion 23C and the lowZ portion 23D are set so that the energy loss is equal. As shown in FIG. 6A, the thickness of the highZ portion 23C in the axial direction is thinner than that of the lowZ portion 23D. The highZ portion 23C is surrounded by the lowZ portion 23D. The contour shapes of the highZ portion 23C and the lowZ portion 23D viewed from the first scatterer 19 side are square (or rectangular). In other words, each contour shape of the highZ portion 23C and the lowZ portion 23D viewed from the first scatterer 19 side is formed by four corner portions and four lines connecting the adjacent corner portions to each other. It can be said. The contour shapes of the highZ portion 23C and the lowZ portion 23D are the ratios of the ion beams that pass through the opening 31 of the block collimator 30 even in the irradiation device 15 in which the second scatterer 40C is installed instead of the second scatterer 23. Can be remarkably increased, and the utilization efficiency of the ion beam emitted from the ion beam generator 2 is remarkably improved. For this reason, the treatment time per patient can be shortened.

第二散乱体２３，４０Ａ，４０Ｂは、ｈｉｇｈＺ部とｌｏｗＺ部の境界における断面形状が正方形（または長方形）となっている。第二散乱体４０Ｃは、少なくともｈｉｇｈＺ部２３Ｃの、照射装置１５の軸方向に直交する断面形状が正方形（または長方形）となっている。 The second scatterers 23, 40A, 40B have a square (or rectangular) cross-sectional shape at the boundary between the highZ portion and the lowZ portion. In the second scatterer 40C, at least the highZ portion 23C has a square (or rectangular) cross-sectional shape orthogonal to the axial direction of the irradiation device 15.

前述した実施例に用いた照射装置１５は、イオンビームとして炭素線等の重粒子線を用いる、粒子線治療装置の一種である重粒子線治療装置の照射装置として用いることも可能である。重粒子線治療装置も、イオンビーム発生装置２及びイオンビーム輸送系９を備えている。イオンビーム発生装置２は、重粒子線（例えば、炭素線）であるイオンビームを発生するイオン源を備えている。重粒子線治療装置の照射装置１５に、上記した第二散乱体２３，４０Ａ，４０Ｂ、４０Ｃのいずれかを用いることによって、前述した陽子線治療装置と同様な効果を得ることができる。 The irradiation device 15 used in the above-described embodiment can also be used as an irradiation device of a heavy particle beam therapy apparatus that uses a heavy particle beam such as a carbon beam as an ion beam, which is a kind of particle beam therapy apparatus. The heavy particle beam therapy system also includes an ion beam generator 2 and an ion beam transport system 9. The ion beam generator 2 includes an ion source that generates an ion beam that is a heavy particle beam (for example, a carbon beam). By using any of the second scatterers 23, 40A, 40B, and 40C described above as the irradiation device 15 of the heavy particle beam therapy device, the same effect as that of the proton beam therapy device described above can be obtained.

本発明の好適な一実施例である陽子線治療装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a proton beam therapy apparatus that is a preferred embodiment of the present invention. 図１に示す照射装置の詳細構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detailed structure of the irradiation apparatus shown in FIG. 図２のIII−III断面図で、ブロックコリメータの構成を示す説明図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 図２に示す第二散乱体の詳細構成図で、（Ａ）は第二散乱体の斜視図、(Ｂ)は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は第二散乱体の平面図である。It is a detailed block diagram of the 2nd scatterer shown in FIG. 2, (A) is a perspective view of a 2nd scatterer, (B) is BB sectional drawing of (A), (C) is a plane of a 2nd scatterer. FIG. （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ第二散乱体の他の実施例の平面図である。(A), (B) is a top view of other examples of the second scatterer, respectively. 第二散乱体の他の実施例の平面図である。It is a top view of other examples of the 2nd scatterer.

Explanation of symbols

１…陽子線治療装置、２…イオンビーム発生装置、４…シンクロトロン、９…イオンビーム輸送系、１５…照射装置、１６…ケーシング、１８…第一散乱体装置、１９…第一散乱体、２１…照射装置の軸心（ビーム経路）、２２…第二散乱体装置、２３，４０Ａ，
４０Ｂ，４０Ｃ…第二散乱体、２３Ａ，２３Ｃ…ｈｉｇｈＺ部、２３Ｂ，２３Ｄ…lowZ部、２５…ＳＯＢＰ形成装置、２７…飛程調整装置、３０…ブロックコリメータ、３１，
３８…開口部、３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ…放射線遮蔽部材、３４，３５…ガイドレール、３７…患者用コリメータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Proton beam treatment apparatus, 2 ... Ion beam generator, 4 ... Synchrotron, 9 ... Ion beam transport system, 15 ... Irradiation apparatus, 16 ... Casing, 18 ... First scatterer apparatus, 19 ... First scatterer, 21 ... Axis (beam path) of irradiation device, 22 ... Second scatterer device, 23, 40A,
40B, 40C ... second scatterer, 23A, 23C ... highZ portion, 23B, 23D ... lowZ portion, 25 ... SOBP formation device, 27 ... range adjustment device, 30 ... block collimator, 31,
38 ... opening, 32A, 32B, 33A, 33B ... radiation shielding member, 34, 35 ... guide rail, 37 ... patient collimator.

Claims

An ion beam generator, and an ion beam irradiation apparatus that irradiates an irradiation target with an ion beam emitted from the ion beam generator;
The ion beam irradiation apparatus includes:
A first scatterer through which the ion beam passes;
A second scatterer to which the ion beam that has passed through the first scatterer is guided;
A collimator that forms an opening that is substantially square and shapes the ion beam that has passed through the second scatterer at the opening;
The second scatterer is characterized in that the contour of the outer surface shape seen from the first scatterer is formed by four corners and four lines connecting the adjacent corners to each other. Particle beam therapy device.

A straight line connecting two corners of the contour facing each other with the axis of the second scatterer in between is oriented in the same direction as the diagonal of the opening in a plane orthogonal to the axial direction of the irradiation device. The particle beam therapy system according to claim 1.

The particle beam therapy system according to claim 2, wherein the line is located inside a circle drawn by the straight line.

The second scatterer has a highZ portion composed of a material having a low energy loss and a large atomic number, and a lowZ portion composed of a material having a small energy loss and a small atomic number, and the ions of the highZ portion The scattering angle of the beam is larger than that of the lowZ portion,
The outline in the cross section orthogonal to the said axial direction of each outer surface of the said highZ part and the said lowZ part is formed of the said 4 corner | angular part and the said 4 line | wire. The particle beam therapy apparatus according to item 1.

The particle beam therapy system according to claim 4, wherein the highZ portion is positioned upstream of the lowZ portion in the axial direction, and the lowZ portion is attached to the highZ portion.

An ion beam generator, and an ion beam irradiation apparatus that irradiates an irradiation target with an ion beam emitted from the ion beam generator;
The ion beam irradiation apparatus includes:
A first scatterer through which the ion beam passes;
A second scatterer to which the ion beam that has passed through the first scatterer is guided;
A collimator that forms an opening that is substantially square and shapes the ion beam that has passed through the second scatterer at the opening;
The second scatterer has a highZ portion composed of a material having a low energy loss and a large atomic number, and a lowZ portion composed of a material having a small energy loss and a small atomic number, and the ions of the highZ portion The scattering angle of the beam is larger than that of the lowZ portion,
The lowZ portion is attached to the highZ portion so as to surround the highZ portion in a plane orthogonal to the axial direction;
The high-Z portion has a contour shape, as viewed from the first scatterer, formed by four corners and four lines connecting the adjacent corners to each other. .

A straight line connecting two corners of the contour facing each other with the axis of the second scatterer in between is oriented in the same direction as the diagonal of the opening in a plane orthogonal to the axial direction of the irradiation device. The particle beam therapy system according to claim 6.

The particle beam therapy system according to claim 7, wherein the line is located inside a circle drawn by the straight line.

The particle beam therapy system according to claim 1 or 6, wherein the shape defined by the four corners and the four lines is a quadrangle in which the four corners are perpendicular.