JP2009502380A - 組織内照射療法及び術中照射療法の為の電子ビーム及びx線ビーム生成装置 - Google Patents
組織内照射療法及び術中照射療法の為の電子ビーム及びx線ビーム生成装置 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図1
Description
‐手術室周辺での治療
‐放射線を放出する正確な位置
‐最低限可能な照射時間及び一回のIORTにかかる時間内に治療を終えることが可能であること
‐ビームを一直線にする問題、つまり極小(数ミリメートル)の腫瘍を治療すること
‐治療中の組織へ伝達される低放射線量率
‐ビームの低放射線生物作用効果
‐放射線照射ヘッド部の扱いにくい大きさ
‐患者へのリスクを抑制及び制限することの困難性
‐各治療にかかる過度の時間
‐放射線の種類(X線或いは電子)が選べないこと
前方軸方向に放出される、低エネルギのX線ビーム及び陽子ビーム
エネルギ<1MeVである、エネルギビームあるいは相対論的電子(相対論的電子ビーム‐REB)エネルギビームあるいは相対論的電子は後方から放出される(6-7kJの機械の場合、電子の周波数〜0.5-5 mC/pulse)
生成したビームが高い放射線生物効果を有する点
発生ヘッド部が約20cm×30cmであることを考慮に入れると、制限が少ない点
境界明瞭にある制御部位へ放出される放射線量は、1平方センチメートルより小さく、2-3mmの深さである点
命令にかかる全処理時間が短い点
電子とX線ビームの両方を用いた治療が可能である点
プラズマフォーカスの技術を用いるIORT装置は、ある実施形態において、プラズマフォーカスを有し、IORT装置は、特徴的な電子誘導部を備える。この誘導部は、REB(相対論的電子ビーム)用のチャンバを有し、チャンバは切り替え可能なX線変換器とX線分光計を収容するように設計されている。
コンデンサバンクの総容量は44.4 μFである。各コンデンサは、以下の仕様となっている。
型:GA32899
容量:C=11.1 μF
最大使用電圧:Vmax= 36kV
最大障害電圧:Vdamage=40kV
最大作動電流:lc=150kA
動作時の反転電圧:60%
最大反転電圧:80%
作動寿命:1E6
インダクタンス:Lc= 30nH
寸法:31×41×68cm
重量:140Kg
動作電圧:20-26 KV
バンクエネルギ (Bank energy):10-15 KJ
総インダクタンス:100nH
電極の長さ:13.3 cm
内部電極の直径(銅):3 cm
外部電極の直径(銅):8 cm
擬似周期 τ: 10-12 μs
ステンレス鋼の真空チャンバの体積:2.5 dm3
電力供給部は以下の仕様となっている:
出力電圧:V0= 20-30 kV
提供可能なエネルギ:10-15 kJ
バンク充電時間:0.5÷0.8s
提供される平均電流:lPS = 2 A
提供される平均電圧:PPS=lPSVO=60 kVA
電力供給部はシングルパルスモードであっても、連続パルスモードであっても駆動する:なお、連続パルスモード時は高速スイッチトリガーユニットを利用する。
・型:REB3 SG-182 o SG-183 Montecuccolino型(すなわち、特に、R.E. Beverly III&Ass.の仕様により設計)
トリガータイプ:電界変歪
最小使用電圧:15kV
最大使用電圧:65kV
最大動作電流:lSG=160kA
最大電流:250kA
パルスごとの最大伝導電荷:0.36 C
インダクタンス:LSG=27nH
型閉時間:22 ns
破壊時間:600ns
作動ガス:合成空気
電極からの出力:スイッチごとに付される4つの同軸ケーブル
同軸ケーブル:ダイエレクトリック・サイエンス社によるDS 2248
マニホルドディスク(21)は直径45cmである。
Claims (19)
- 電子ビーム及びエックス線ビームを生成し、組織内照射療法及び術中照射療法に用いる装置であって、
前記装置は、
電子パルスを発生させるプラズマフォーカス装置のヘッド部(2)を備え、
前記ヘッド部は、真空チャンバ(4)を備え、該真空チャンバ(4)は、一組のシリンダ形の同軸電極(6,8)を備え、該電極は放電を行い、
前記ヘッド部(2)はさらに、1以上の反応ガスを真空チャンバ(4)へ導入する手段を備え、
前記装置は、さらに、
前記発生ヘッド部に対して給電する電子回路を備え、
前記電子回路は、高速スイッチ(14)を有するコンデンサ(12)と、導線(16,21)を備え、
前記導線(16,21)は前記真空チャンバ(4)内の電極(6,8)と接続し、
前記装置は、さらに、
電子誘導部(22)を備え、該電子誘導部は、前記電極と同軸上に存するとともに、前記発生ヘッド部から照射領域の近傍へと延出し、
前記装置は、さらに、
アーム付構台(26,28)を備え、該アーム付構台は、高電圧ケーブルと、ヘッド部(2)の一時停止や動作させる手段を備えることを特徴とする、組織内照射療法及び術中照射療法に用いる装置。 - メイザ型の前記発生ヘッド部を備えることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 前記発生ヘッド部(2)は真空チャンバ(4)を備え、
前記チャンバ内の2つの同軸電極(6,8)は、絶縁体によって分離されていることを特徴とする、請求項1記載の装置。 - 前記高速スイッチと前記チャンバにおける前記電極(6,8)との電気的接続は少なくとも1以上の同軸ケーブルによって行なわれることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- マニホルドを備え、
前記マニホルドは、同軸上に2つのディスクを有し、該2つのディスクは前記2つの電極(6,8)と電気的に接続され、
前記同軸ケーブルの外部導線は、前記マニホルドの上部ディスクに接続され、
前記同軸ケーブルの内部導線は、外側の前記上部ディスクを横切って、下部ディスクへと接続されることを特徴とする、請求項1記載の装置。 - 前記真空チャンバ(4)内の前記外部電極(8)はアースに接続されるとともに、少なくとも1つの同軸ケーブル(16)の外部導線に接続され、
前記内部電極(6)は少なくとも1つの同軸ケーブル(16)の内部導線に接続されることを特徴とする、請求項4記載の装置。 - 前記電子誘導部(22)は、シリンダ及び該シリンダの軸に沿った中空部を備え、
前記シリンダは、電子を通さない材質により形成されるとともに、発生ヘッド部の下方に位置するスラブに対して、真空状態を維持するように、接続され、
前記接続は、電子誘導部とスラブの中心穴が対応するように行なわれ、
前記スラブの反対側の端部において、要素部(24)が前記電子誘導部(22)を真空密閉することを特徴する、請求項1記載の装置。 - 前記電子誘導部(22)は、電子衝撃によるX線の生成能率が低い材質により、形成されることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 前記電子誘導部(22)は、プレキシグラスで形成されていることを特徴とする、請求項8記載の装置。
- 前記電子誘導部(22)は、ステンレス鋼で形成されていることを特徴とする、請求項8記載の装置。
- 前記フィッティング部(24)は、低原子番号が符された金属箔を有することを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記フィッティング部(24)は、ベリリウムを有することを特徴とする、請求項11記載の装置。
- 前記フィッティング部(24)は、チタンを有することを特徴とする、請求項11記載の装置。
- 前記フィッティング部(24)は、タンタルを有することを特徴とする、請求項11記載の装置。
- 前記フィッティング部(24)は、マイラーを有し、該マイラーはアルミニウムにより覆われていることを特徴とする、請求項11記載の装置。
- 前記フィッティング部(24)は、金属箔からなり、該金属箔は電子衝撃エネルギを特性X線に変換するのに適する材質であり、
前記X線は、電子衝撃により金属原子がイオン化されることにより、生成されることを特徴とする、請求項7記載の装置。 - 前記フィッティング部(24)は、K電子あるいはL電子の結合エネルギEkを有する材質で形成され、
前記結合エネルギは、前記電子衝撃によるエネルギの約1/3のエネルギであることを特徴とする、請求項16記載の装置。 - 前記フィッティング部(24)は、タングステンを有することを特徴とする、請求項17記載の装置。
- 前記構台は土台部(26)を有し、該土台部はコンデンサバンクと前記高速スイッチ(14)を有することを特徴とする、請求項1記載の装置。
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