JP2011250910A - 粒子線治療装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粒子線治療装置100はシンクロトロン300と固定ビーム輸送装置400と回転ガントリー500と照射装置520を備え、固定ビーム輸送装置400に偏向電磁石430が設置され、固定ビーム輸送装置400は偏向電磁石430によって分割された二つの直線部410,420を持つ。上流の第一直線部410には3台の四極電磁石441〜443とプロファイルモニタ451、下流の第二直線部420には4台の四極電磁石444〜447と2台のプロファイルモニタ452,453、2台のステアリング電磁石463,464が設置され、これらの電磁石の励磁量を調整しビームのTwissパラメータと分散関数を回転ガントリー500との接続点530においてビームの進行方向を軸とした回転に対して不変となるように調整する。
【選択図】 図1
Description
以下、図面を参照しつつ本発明の第1の実施形態を説明する。
その状態から、六極電磁石360を励磁し、出射用高周波電極370に高周波電場を励起する。六極電磁石360が励磁されると、ビームを構成する粒子の水平方向の位置と勾配変位によっては、シンクロトロン300内を安定に周回せず、出射用セプタム電磁石310の位置に達する。安定に周回する粒子も、出射用高周波電極370に発生する高周波電場からのキックによって、時間経過とともに水平方向の位置と勾配変位が大きくなり、安定に周回できなくなり、出射用セプタム電磁石310に達する。この方法でシンクロトロン300からビームが取り出すと、電力を供給する出射用高周波電源610のON/OFF制御によってビームの出射と停止を制御できる。
以下、図面を参照しつつ本発明の第2の実施形態を説明する。ここでは第1の実施形態と異なる箇所のみ説明する。図2は本実施形態の粒子線治療装置100の全体構成である。第2の実施形態では第1の実施形態におけるビーム輸送装置の下流の第二直線部420にステアリング電磁石464が設置されている。本実施例の第二直線部420には、ビーム軌道に沿ってビーム進行方向の上流側から順に、ステアリング電磁石463,四極電磁石444,四極電磁石445,ステアリング電磁石464,四極電磁石447,四極電磁石446,プロファイルモニタ453,プロファイルモニタ452が配置される。本実施例のステアリング電磁石464は、四極電磁石445と四極電磁石446の間に配置される。
以下、図面を参照しつつ本発明の第3の実施形態を説明する。ここでは第2の実施形態と異なる箇所のみ説明する。図3は本実施形態の粒子線治療装置100の全体構成である。第2の実施形態での機器配置と比べ四極電磁石447とステアリング電磁石464の位置が交換されている。つまり、本実施例の第二直線部420には、ビーム軌道に沿ってビーム進行方向の上流側から順に、ステアリング電磁石463,四極電磁石444,四極電磁石445,四極電磁石447,ステアリング電磁石464,四極電磁石446,プロファイルモニタ453,プロファイルモニタ452が配置される。この配置でも、第1の実施例と第2の実施例で述べた効果が得られ、少ないステアリング電磁石励磁量で広い範囲でのビーム軌道調整が可能となる。
以下、図面を参照しつつ本発明の第4の実施形態を説明する。ここでは第1の実施形態と異なる箇所のみ説明する。本発明の第4の実施形態を図4に示す。図4は本実施形態の粒子線治療装置の機器構成である。本装置は前段加速器200,シンクロトロン300,固定ビーム輸送装置400,二つの回転ガントリー501〜502から構成される。回転ガントリー501及び502にはそれぞれ、ビームを照射対象に照射する照射装置が備えられる。
200 前段加速器
300 シンクロトロン
310 出射用セプタム電磁石
320 入射用セプタム電磁石
330,430〜432 偏向電磁石
340 高周波加速空胴
350,440〜447,560 四極電磁石
360 六極電磁石
370 出射用高周波電極
400 固定ビーム輸送装置
410,411 第一直線部
412,420 第二直線部
421 第三直線部
422 第四直線部
450〜453 プロファイルモニタ
460〜464 ステアリング電磁石
470 高速キッカ
480 ダンパ
500〜502 回転ガントリー
510 回転ビーム輸送装置
520 照射装置
530〜532 接続点
540〜542 回転軸
550〜552 照射点
600 電源
610 出射用高周波電源
620 偏向電磁石電源
630 四極電磁石電源
640 ステアリング電磁石電源
650 高速キッカ電源
700 制御装置
710 プロファイルモニタ信号処理装置
800 調整者用端末
Claims (18)
- 荷電粒子ビームを加速する加速器と、
前記荷電粒子ビームを照射対象に出射する照射装置と、
前記加速器から出射された前記荷電粒子ビームを前記照射装置まで輸送するビーム輸送装置を備え、
前記加速器は前記荷電粒子ビームを取り出す際に前記荷電粒子ビームを前記ビーム輸送装置に導く出射用ビーム偏向装置を備え、
前記ビーム輸送装置は建屋に対して固定された固定ビーム輸送装置と、前記固定ビーム輸送装置に接続され、前記荷電粒子ビームを照射する照射方向に応じて回転する回転ビーム輸送装置を有し、
前記固定ビーム輸送装置は前記荷電粒子ビームを偏向する偏向電磁石と、前記偏向電磁石よりもビーム進行方向の上流側に位置する第1の直線状ビーム輸送装置に配置される3台の四極電磁石と、前記偏向電磁石よりも前記ビーム進行方向の下流側に位置する第2の直線状ビーム輸送装置に配置される4台の四極電磁石を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項1に記載の粒子線治療装置において、
当該第1の直線状ビーム輸送装置は前記加速器の前記出射用ビーム偏向装置に接続され、
当該第2の直線状ビーム輸送装置は前記回転ビーム輸送装置に接続され、
当該第1及び第2の直線状ビーム輸送装置は、前記荷電粒子ビームの位置と広がりを計測する荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項2に記載の粒子線治療装置において、
前記第1の直線状ビーム輸送装置に配置される前記3台の四極電磁石のうち2台の四極電磁石は極性が互いに異なる四極電磁石であり、
前記第2の直線状ビーム輸送装置に配置される前記4台の四極電磁石のうち少なくとも2台の四極電磁石は極性が互いに異なる四極電磁石であることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項3に記載の粒子線治療装置において、
前記第1の直線状ビーム輸送装置には、2台の前記四極電磁石の下流側に少なくとも1台の前記荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項3に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置には、2台の前記四極電磁石の下流側に少なくとも2台の前記荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項4に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置には、2台の前記四極電磁石の下流側に少なくとも2台の前記荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項5に記載の粒子線治療装置において、
前記固定ビーム輸送装置には、ビーム軌道を調整するためのビーム軌道補正用電磁石を少なくとも2台備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項7に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置には、ビーム軌道補正用電磁石を少なくとも1台備え、
当該ビーム軌道補正用電磁石は前記下流の直線状ビーム輸送装置が備える少なくとも2台の前記荷電粒子ビーム計測装置の上流に備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項8に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置に2台の前記ビーム軌道補正用電磁石を備えていることを特徴とする粒子線治療装置。 - 荷電粒子ビームを加速する加速器と、
前記荷電粒子ビームを照射対象に出射する複数の照射装置と、
前記加速器から出射された前記荷電粒子ビームをいずれか一つの前記照射装置まで輸送するビーム輸送装置を備え、
前記加速器は前記荷電粒子ビームを取り出す際に、前記荷電粒子ビームを前記ビーム輸送装置に導く出射用ビーム偏向装置を備え、
前記ビーム輸送装置は建屋に対して固定された固定ビーム輸送装置と、前記荷電粒子ビームを照射する照射方向に応じて回転する複数の回転ビーム輸送装置を有し、
前記固定ビーム輸送装置は、選択されたいずれか一つの前記照射装置に前記荷電粒子ビームを輸送するための複数のコース切替電磁石と、最も上流側に位置する前記コース切替電磁石と前記出射用ビーム偏向装置の間に形成される第1の直線状ビーム輸送装置と、前記第1の直線状ビーム輸送装置よりもビーム進行方向の下流側に形成され、いずれか一つの前記回転ビーム輸送装置に接続される第2の直線状ビーム輸送装置を有し、
前記第1の直線ビーム輸送装置は3台の四極電磁石を有し、
前記第2の直線ビーム輸送装置は4台の四極電磁石を有することを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項10に記載の粒子線治療装置において、
前記第1及び第2の直線状ビーム輸送装置は、前記荷電粒子ビームの位置と広がりを計測する荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項11に記載の粒子線治療装置において、
前記直線状ビーム輸送装置には極性が互いに異なる四極電磁石2台を含む少なくとも2台の四極電磁石を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項11に記載の粒子線治療装置において、
前記第1の直線状ビーム輸送装置に配置される前記3台の四極電磁石のうち2台の四極電磁石は互いに極性が異なる四極電磁石であり、
前記第1の直線状ビーム輸送装置に配置される2台の前記四極電磁石の下流側に少なくとも1台の前記荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項11に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置に配置される前記4台の四極電磁石の少なくとも2台の四極電磁石は互いに極性が異なる四極電磁石であり、
前記第2の直線状ビーム輸送装置に配置される2台の前記四極電磁石の下流側に少なくとも2台の前記荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項13に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置には、2台の前記四極電磁石の下流側に少なくとも2台の前記荷電粒子ビーム計測装置を備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項14に記載の粒子線治療装置において、
前記ビーム輸送装置には、ビーム軌道を調整するためのビーム軌道補正用電磁石を少なくとも2台備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項16に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置には、ビーム軌道補正用電磁石を少なくとも1台備え、
当該ビーム軌道補正用電磁石は前記第2の直線状ビーム輸送装置が備える少なくとも2台の前記荷電粒子ビーム計測装置の上流に備えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項17に記載の粒子線治療装置において、
前記第2の直線状ビーム輸送装置に2台の前記ビーム軌道補正用電磁石を備えていることを特徴とする粒子線治療装置。
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