JP2019126462A - Charged particle beam treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子線治療装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam therapy system.
従来、患者の患部に荷電粒子線を照射することによって治療を行う荷電粒子線治療装置として、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載の荷電粒子線治療装置では、加速器で加速された荷電粒子線を、減衰部（ディグレーダ）に入射させてエネルギーを減衰させてから、被照射体に照射している。 Conventionally, as a charged particle beam therapy apparatus that performs treatment by irradiating a patient's affected part with a charged particle beam, for example, a device described in Patent Document 1 is known. In the charged particle beam treatment apparatus described in Patent Document 1, a charged particle beam accelerated by an accelerator is incident on an attenuation unit (degrader) to attenuate energy, and then is irradiated to an irradiated object.
特許文献１に記載のような荷電粒子線治療装置においては、荷電粒子線が減衰部を通過すると、減衰部によって荷電粒子が散乱され、荷電粒子線のビームサイズが大きくなる。このため、高精度な照射を行うことが求められる場合には、コリメータ等を用いて荷電粒子線の一部をカットすることにより、荷電粒子線のビームサイズを調整する必要がある。しかしながら、このように荷電粒子線の一部をカットすると粒子利用効率が低下するので、荷電粒子線のビーム電流が低下するという問題が生じる。したがって、荷電粒子線のビームサイズの拡大を抑制することが要請されている。 In the charged particle beam therapy system described in Patent Literature 1, when the charged particle beam passes through the attenuation unit, the charged particle is scattered by the attenuation unit, and the beam size of the charged particle beam increases. For this reason, when it is required to perform irradiation with high accuracy, it is necessary to adjust the beam size of the charged particle beam by cutting a part of the charged particle beam using a collimator or the like. However, if a part of the charged particle beam is cut in this way, the particle utilization efficiency is reduced, which causes a problem that the beam current of the charged particle beam is reduced. Therefore, it is required to suppress the expansion of the beam size of the charged particle beam.
本発明、上記の課題を解決するためになされたものであり、荷電粒子線のビーム電流の低下を抑制しつつ、ビームサイズの拡大を抑制することが可能な荷電粒子線治療装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a charged particle beam therapy system capable of suppressing an increase in beam size while suppressing a decrease in beam current of the charged particle beam. With the goal.
本発明の一形態に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、加速器から出射された荷電粒子線を入射させることで、当該荷電粒子線のエネルギーを低下させる減衰部と、減衰部において、荷電粒子線の出射方向と同方向の成分を持つ磁場を発生させる磁場発生部と、磁場発生部を通過した荷電粒子線を被照射体に照射する照射部と、を備える。 A charged particle beam treatment apparatus according to an aspect of the present invention includes an accelerator that accelerates charged particles and emits the charged particle beam, and enters the charged particle beam emitted from the accelerator to make the energy of the charged particle beam incident. Attenuating unit for reducing, a magnetic field generating unit for generating a magnetic field having a component in the same direction as the emission direction of the charged particle beam, and an irradiating unit for irradiating the irradiated object with the charged particle beam that has passed through the magnetic field generating unit And comprising.
この荷電粒子線治療装置は、減衰部において、荷電粒子線の出射方向と同方向の成分を持つ磁場を発生させる磁場発生部を備えている。このように荷電粒子線の出射方向と同方向の磁場を減衰部に発生させることにより、減衰部で散乱された荷電粒子には、荷電粒子線の出射方向を軸とした回転方向に力が作用する。この結果、散乱された荷電粒子は、荷電粒子線の軸に巻き付くような軌道で出射方向に移動する。したがって、散乱された荷電粒子が荷電粒子線の軸から離間する方向に発散することが抑制され、ビームサイズの拡大が抑制される。よって、荷電粒子線のビーム電流の低下を抑制しつつ、ビームサイズの拡大を抑制することが可能である。 The charged particle beam therapy apparatus includes a magnetic field generation unit that generates a magnetic field having a component in the same direction as the emission direction of the charged particle beam in the attenuation unit. In this way, by generating a magnetic field in the same direction as the exit direction of the charged particle beam in the attenuation unit, a force acts on the charged particles scattered by the attenuation unit in the rotation direction about the exit direction of the charged particle beam. To do. As a result, the scattered charged particles move in the exit direction along an orbit that wraps around the axis of the charged particle beam. Therefore, the scattered charged particles are suppressed from diverging in the direction away from the axis of the charged particle beam, and the expansion of the beam size is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the expansion of the beam size while suppressing the decrease of the beam current of the charged particle beam.
一形態において、磁場発生部は、超伝導電磁石により磁場を発生させてもよい。この構成によれば、例えば１０Ｔ程度の強力な磁場を発生させることができるので、荷電粒子線のビームサイズの拡大を効果的に抑制することができる。 In one form, the magnetic field generator may generate a magnetic field by a superconducting electromagnet. According to this configuration, since a strong magnetic field of, for example, about 10 T can be generated, expansion of the beam size of the charged particle beam can be effectively suppressed.
一形態において、磁場発生部は、減衰部の上流側に配置された第１発生部と、減衰部の下流側に配置された第２発生部とを有してもよい。この構成によれば、減衰部において、出射方向に均一な磁場を発生させやすくなる。したがって、荷電粒子線のビームサイズの拡大を効果的に抑制することができる。 In one form, the magnetic field generation unit may include a first generation unit disposed on the upstream side of the attenuation unit and a second generation unit disposed on the downstream side of the attenuation unit. According to this configuration, in the attenuation section, it becomes easy to generate a uniform magnetic field in the emission direction. Therefore, expansion of the beam size of the charged particle beam can be effectively suppressed.
本発明によれば、荷電粒子線のビーム電流の低下を抑制しつつ、ビームサイズの拡大を抑制することが可能な荷電粒子線治療装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a charged particle beam therapy system capable of suppressing an increase in beam size while suppressing a decrease in beam current of a charged particle beam.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a charged particle beam therapy system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置１は、放射線療法によるがん治療などに利用される装置であり、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速して荷電粒子線として出射する加速器３と、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部２と、加速器３から出射された荷電粒子線を照射部２へ輸送するビーム輸送ライン４１と、ビーム輸送ライン４１上において加速器３と照射部２との間に設けられたエネルギー調整部２０と、を備えている。照射部２は、治療台４を取り囲むように設けられた回転ガントリ５に取り付けられている。照射部２は、回転ガントリ５によって治療台４の周りを回転可能に構成されている。 As shown in FIG. 1, a charged particle beam therapy apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is an apparatus used for cancer treatment by radiation therapy and the like, and charged particles generated by an ion source (not shown). Accelerator 3 which accelerates and emits as a charged particle beam, an irradiation unit 2 which irradiates a charged particle beam to an irradiation object, and a beam transport line 41 which transports a charged particle beam emitted from the accelerator 3 to the irradiation unit 2 And an energy adjustment unit 20 provided between the accelerator 3 and the irradiation unit 2 on the beam transport line 41. The irradiation unit 2 is attached to a rotating gantry 5 provided so as to surround the treatment table 4. The irradiation unit 2 is configured to be rotatable around the treatment table 4 by a rotating gantry 5.
図２は、図１の荷電粒子線治療装置の照射部付近の概略構成図である。なお、以下の説明においては、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」、「Ｚ方向」という語を用いて説明する。「Ｚ方向」とは、荷電粒子線Ｂの基軸ＡＸが延びる方向であり、荷電粒子線Ｂの照射の深さ方向である。なお、「基軸ＡＸ」とは、後述の走査電磁石６で偏向しなかった場合の荷電粒子線Ｂの照射軸とする。図２では、基軸ＡＸに沿って荷電粒子線Ｂが照射されている様子を示している。「Ｘ方向」とは、Ｚ方向と直交する平面内における一の方向である。「Ｙ方向」とは、Ｚ方向と直交する平面内においてＸ方向と直交する方向である。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram in the vicinity of the irradiation unit of the charged particle beam therapy system of FIG. In the following description, the terms “X direction”, “Y direction”, and “Z direction” are used. The “Z direction” is a direction in which the base axis AX of the charged particle beam B extends, and is a depth direction of irradiation of the charged particle beam B. The “base axis AX” is the irradiation axis of the charged particle beam B when not deflected by the scanning electromagnet 6 described later. FIG. 2 shows that the charged particle beam B is irradiated along the base axis AX. The “X direction” is one direction in a plane orthogonal to the Z direction. The “Y direction” is a direction orthogonal to the X direction in a plane orthogonal to the Z direction.
まず、図２を参照して、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１の概略構成について説明する。なお、以降の説明においては、荷電粒子線治療装置１がスキャニング法に係る照射装置である場合について説明する。なお、スキャニング方式は特に限定されず、ラインスキャニング、ラスタースキャニング、スポットスキャニング等を採用してよい。更に、荷電粒子線治療装置１の照射方法はスキャニング法に限定されず、ワブラー法、ブロードビーム法、原体照射法等、あらゆる照射方法を採用してよい。図２に示されるように、荷電粒子線治療装置１は、加速器３と、照射部２と、ビーム輸送ライン４１と、制御部７と、を備えている。 First, a schematic configuration of the charged particle beam therapy apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the case where the charged particle beam treatment apparatus 1 is an irradiation apparatus according to a scanning method will be described. The scanning method is not particularly limited, and line scanning, raster scanning, spot scanning or the like may be employed. Furthermore, the irradiation method of the charged particle beam therapy system 1 is not limited to the scanning method, and any irradiation method such as a wobbler method, a broad beam method, and an active substance irradiation method may be adopted. As shown in FIG. 2, the charged particle beam therapy system 1 includes an accelerator 3, an irradiation unit 2, a beam transport line 41, and a control unit 7.
加速器３は、荷電粒子を加速して予め設定されたエネルギーの荷電粒子線Ｂを出射する装置である。加速器３として、例えば、サイクロトロン、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等が挙げられる。この加速器３は、制御部７に接続されており、供給される電流が制御される。加速器３で発生した荷電粒子線Ｂは、ビーム輸送ライン４１によって照射ノズル９へ輸送される。ビーム輸送ライン４１は、加速器３と、エネルギー調整部２０と、照射部２と、を接続し、加速器３から出射されてエネルギー調整部２０にてエネルギー調整された荷電粒子線を照射部２へ輸送する。 The accelerator 3 is a device that accelerates charged particles and emits a charged particle beam B of preset energy. Examples of the accelerator 3 include a cyclotron, a synchrotron, a synchrocyclotron, a linac and the like. The accelerator 3 is connected to the control unit 7 and the supplied current is controlled. The charged particle beam B generated by the accelerator 3 is transported to the irradiation nozzle 9 by the beam transport line 41. The beam transport line 41 connects the accelerator 3, the energy adjustment unit 20, and the irradiation unit 2, and transports the charged particle beam emitted from the accelerator 3 and energy-adjusted by the energy adjustment unit 20 to the irradiation unit 2. To do.
荷電粒子線治療装置１は、加速器３内に配置され、イオン源から出た荷電粒子を遮断するビームチョッパ１６を更に備えている。ビームチョッパ１６の作動状態（ＯＮ）において、イオン源からでた荷電粒子は遮断され、荷電粒子線Ｂが加速器３から出射されない状態となる。ビームチョッパ１６の停止状態（ＯＦＦ）においては、イオン源から出た荷電粒子は遮断されることなく、荷電粒子線Ｂが加速器３から出射される状態となる。ビームチョッパ１６の作動状態及び停止状態は、ビームチョッパスイッチ（不図示）により切り替えられる。なお、荷電粒子線の照射、非照射を切り替える手段としてビームチョッパ以外が用いられてもよい。例えば、ビーム輸送ライン４１中にシャッターを設けてシャッターで荷電粒子線Ｂを遮断してもよい。あるいは、加速器３内に設けられたデフレクタ（電磁石）を用いて、照射するときのみ加速器３から荷電粒子線Ｂを出射させてもよい。 The charged particle beam therapy system 1 further includes a beam chopper 16 disposed in the accelerator 3 and blocking charged particles emitted from the ion source. In the operating state (ON) of the beam chopper 16, the charged particles emitted from the ion source are blocked, and the charged particle beam B is not emitted from the accelerator 3. When the beam chopper 16 is stopped (OFF), the charged particle beam B is emitted from the accelerator 3 without being interrupted by the charged particles emitted from the ion source. The operating state and the stopping state of the beam chopper 16 are switched by a beam chopper switch (not shown). A device other than a beam chopper may be used as means for switching between irradiation and non-irradiation of charged particle beams. For example, a shutter may be provided in the beam transport line 41 and the charged particle beam B may be blocked by the shutter. Alternatively, the charged particle beam B may be emitted from the accelerator 3 only when irradiation is performed using a deflector (electromagnet) provided in the accelerator 3.
照射部２は、患者１５の体内の腫瘍（被照射体）１４に対し、荷電粒子線Ｂを照射するものである。荷電粒子線Ｂとは、電荷を持った粒子を高速に加速したものであり、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線、電子線等が挙げられる。具体的に、照射部２は、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速する加速器３から出射されてビーム輸送ライン４１で輸送された荷電粒子線Ｂを腫瘍１４へ照射する装置である。照射部２は、走査電磁石（走査部）６、四極電磁石８，プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、フラットネスモニタ１３ａ,１３ｂ、及びディグレーダ３０を備えている。走査電磁石６、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂ、四極電磁石８、及びディグレーダ３０は、照射ノズル９内に収容されている。 The irradiation unit 2 irradiates the charged particle beam B to a tumor (irradiated body) 14 in the body of the patient 15. The charged particle beam B is obtained by accelerating charged particles at high speed, and examples thereof include a proton beam, a heavy particle (heavy ion) beam, and an electron beam. Specifically, the irradiation unit 2 is an apparatus that irradiates the tumor 14 with a charged particle beam B emitted from an accelerator 3 that accelerates charged particles generated by an ion source (not shown) and transported by a beam transport line 41. . The irradiation unit 2 includes a scanning electromagnet (scanning unit) 6, a quadrupole electromagnet 8, a profile monitor 11, a dose monitor 12, flatness monitors 13 a and 13 b, and a degrader 30. The scanning electromagnet 6, the monitors 11, 12, 13 a and 13 b, the quadrupole electromagnet 8, and the degrader 30 are accommodated in the irradiation nozzle 9.
走査電磁石６は、Ｘ方向走査電磁石６ａ及びＹ方向走査電磁石６ｂを含む。Ｘ方向走査電磁石６ａ及びＹ方向走査電磁石６ｂは、それぞれ一対の電磁石から構成され、制御部７から供給される電流に応じて一対の電磁石間の磁場を変化させ、当該電磁石間を通過する荷電粒子線Ｂを走査する。Ｘ方向走査電磁石６ａは、Ｘ方向に荷電粒子線Ｂを走査し、Ｙ方向走査電磁石６ｂは、Ｙ方向に荷電粒子線Ｂを走査する。これらの走査電磁石６は、基軸ＡＸ上であって、加速器３よりも荷電粒子線Ｂの出射方向の下流側にこの順で配置されている。 The scanning electromagnet 6 includes an X-direction scanning electromagnet 6 a and a Y-direction scanning electromagnet 6 b. The X-direction scanning electromagnet 6a and the Y-direction scanning electromagnet 6b are each composed of a pair of electromagnets, change the magnetic field between the pair of electromagnets according to the current supplied from the control unit 7, and pass between the electromagnets. Scan line B. The X-direction scanning electromagnet 6a scans the charged particle beam B in the X direction, and the Y-direction scanning electromagnet 6b scans the charged particle beam B in the Y direction. The scanning electromagnets 6 are disposed on the base axis AX and downstream of the accelerator 3 in the outgoing direction of the charged particle beam B in this order.
四極電磁石８は、Ｘ方向四極電磁石８ａ及びＹ方向四極電磁石８ｂを含む。Ｘ方向四極電磁石８ａ及びＹ方向四極電磁石８ｂは、制御部７から供給される電流に応じて荷電粒子線Ｂを絞って収束させる。Ｘ方向四極電磁石８ａは、Ｘ方向において荷電粒子線Ｂを収束させ、Ｙ方向四極電磁石８ｂは、Ｙ方向において荷電粒子線Ｂを収束させる。四極電磁石８に供給する電流を変化させて絞り量（収束量）を変化させることにより、荷電粒子線Ｂのビームサイズを変化させることができる。四極電磁石８は、基軸ＡＸ上であって加速器３と走査電磁石６との間にこの順で配置されている。なお、ビームサイズとは、ＸＹ平面における荷電粒子線Ｂの大きさである。また、ビーム形状とは、ＸＹ平面における荷電粒子線Ｂの形状である。 The quadrupole electromagnet 8 includes an X-direction quadrupole electromagnet 8a and a Y-direction quadrupole electromagnet 8b. The X-direction quadrupole electromagnet 8 a and the Y-direction quadrupole electromagnet 8 b squeeze and converge the charged particle beam B according to the current supplied from the control unit 7. The X direction quadrupole electromagnet 8a converges the charged particle beam B in the X direction, and the Y direction quadrupole electromagnet 8b converges the charged particle beam B in the Y direction. The beam size of the charged particle beam B can be changed by changing the current supplied to the quadrupole electromagnet 8 to change the throttling amount (convergence amount). The quadrupole electromagnet 8 is disposed on the base axis AX and between the accelerator 3 and the scanning electromagnet 6 in this order. The beam size is the size of the charged particle beam B in the XY plane. The beam shape is the shape of the charged particle beam B in the XY plane.
プロファイルモニタ１１は、初期設定の際の位置合わせのために、荷電粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出する。プロファイルモニタ１１は、基軸ＡＸ上であって四極電磁石８と走査電磁石６との間に配置されている。ドーズモニタ１２は、荷電粒子線Ｂの強度を検出する。ドーズモニタ１２は、基軸ＡＸ上であって走査電磁石６に対して下流側に配置されている。フラットネスモニタ１３ａ，１３ｂは、荷電粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出監視する。フラットネスモニタ１３ａ，１３ｂは、基軸ＡＸ上であって、ドーズモニタ１２よりも荷電粒子線Ｂの下流側に配置されている。各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂは、検出した検出結果を制御部７に出力する。 The profile monitor 11 detects the beam shape and position of the charged particle beam B for alignment at the time of initial setting. The profile monitor 11 is disposed on the base axis AX and between the quadrupole electromagnet 8 and the scanning electromagnet 6. The dose monitor 12 detects the intensity of the charged particle beam B. The dose monitor 12 is disposed on the base axis AX and downstream of the scanning electromagnet 6. The flatness monitors 13a and 13b detect and monitor the beam shape and position of the charged particle beam B. The flatness monitors 13 a and 13 b are disposed on the base axis AX and downstream of the charged particle beam B with respect to the dose monitor 12. Each of the monitors 11, 12, 13a, 13b outputs the detected detection result to the control unit 7.
ディグレーダ３０は、通過する荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させて当該荷電粒子線Ｂのエネルギーの微調整を行う。本実施形態では、ディグレーダ３０は、照射ノズル９の先端部９ａに設けられている。なお、照射ノズル９の先端部９ａとは、荷電粒子線Ｂの下流側の端部である。照射ノズル９内のディグレーダ３０は、省略することも可能である。 The degrader 30 reduces the energy of the passing charged particle beam B to finely adjust the energy of the charged particle beam B. In the present embodiment, the degrader 30 is provided at the distal end portion 9 a of the irradiation nozzle 9. The tip 9a of the irradiation nozzle 9 is the end on the downstream side of the charged particle beam B. The degrader 30 in the irradiation nozzle 9 can be omitted.
制御部７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。この制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂから出力された検出結果に基づいて、加速器３、走査電磁石６及び四極電磁石８を制御する。また、本実施形態においては、制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂの検出結果をフィードバックして、荷電粒子線Ｂのビームサイズが一定となるように、四極電磁石８を制御する。 The control unit 7 includes, for example, a CPU, a ROM, and a RAM. The control unit 7 controls the accelerator 3, the scanning electromagnet 6, and the quadrupole electromagnet 8 based on the detection results output from the monitors 11, 12, 13a, 13b. Moreover, in this embodiment, the control part 7 feeds back the detection result of each monitor 11, 12, 13a, 13b, and controls the quadrupole electromagnet 8 so that the beam size of the charged particle beam B becomes constant. .
また、荷電粒子線治療装置１の制御部７は、荷電粒子線治療の治療計画を行う治療計画装置１００と接続されている。治療計画装置１００は、治療前に患者１５の腫瘍１４をＣＴ等で測定し、腫瘍１４の各位置における線量分布（照射すべき荷電粒子線の線量分布）を計画する。具体的には、治療計画装置１００は、腫瘍１４に対して治療計画マップを作成する。治療計画装置１００は、作成した治療計画マップを制御部７へ送信する。 Further, the control unit 7 of the charged particle beam therapy apparatus 1 is connected to a treatment planning apparatus 100 for performing a treatment plan of charged particle beam therapy. The treatment planning apparatus 100 measures the tumor 14 of the patient 15 by CT or the like before treatment, and plans a dose distribution (dose distribution of charged particle beam to be irradiated) at each position of the tumor 14. Specifically, the treatment planning apparatus 100 creates a treatment planning map for the tumor 14. The treatment planning apparatus 100 transmits the created treatment plan map to the control unit 7.
スキャニング法による荷電粒子線の照射を行う場合、腫瘍１４をＺ方向に複数の層に仮想的に分割し、一の層において荷電粒子線を走査して照射する。そして、当該一の層における荷電粒子線の照射が完了した後に、隣接する次の層における荷電粒子線の照射を行う。 In the case of irradiation of charged particle beams by a scanning method, the tumor 14 is virtually divided into a plurality of layers in the Z direction, and the charged particle beams are scanned and irradiated in one layer. Then, after the irradiation of the charged particle beam in the one layer is completed, the charged particle beam is irradiated in the next adjacent layer.
図２に示す荷電粒子線治療装置１により、スキャニング法によって荷電粒子線Ｂの照射を行う場合、通過する荷電粒子線Ｂが収束するように四極電磁石８を作動状態（ＯＮ）とする。 When the charged particle beam B is irradiated by the scanning method by the charged particle beam treatment apparatus 1 shown in FIG. 2, the quadrupole electromagnet 8 is brought into an operating state (ON) so that the passing charged particle beam B converges.
続いて、加速器３から荷電粒子線Ｂを出射する。また、加速器３から出射された荷電粒子線Ｂをエネルギー調整部２０で調整することで、当該荷電粒子線Ｂの飛程を調整する。出射された荷電粒子線Ｂは、走査電磁石６の制御によって走査される。これにより、荷電粒子線Ｂは、腫瘍１４に対してＺ方向に設定された一の層における照射範囲内を走査されつつ照射されることとなる。一の層に対する照射が完了したら、次の層へ荷電粒子線Ｂを照射する。 Subsequently, a charged particle beam B is emitted from the accelerator 3. Further, the range of the charged particle beam B is adjusted by adjusting the charged particle beam B emitted from the accelerator 3 by the energy adjusting unit 20. The emitted charged particle beam B is scanned by the control of the scanning electromagnet 6. As a result, the charged particle beam B is irradiated while being scanned within the irradiation range of one layer set in the Z direction with respect to the tumor 14. When the irradiation of one layer is completed, the charged particle beam B is irradiated to the next layer.
制御部７の制御に応じた走査電磁石６の荷電粒子線照射イメージについて、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、深さ方向において複数の層に仮想的にスライスされた被照射体を、図３（ｂ）は、深さ方向から見た一の層における荷電粒子線の走査イメージを、それぞれ示している。 The charged particle beam irradiation image of the scanning electromagnet 6 according to control of the control part 7 is demonstrated with reference to Fig.3 (a) and (b). FIG. 3 (a) shows an irradiation object virtually sliced into a plurality of layers in the depth direction, and FIG. 3 (b) shows a scanning image of a charged particle beam in one layer viewed from the depth direction. , Respectively.
図３（ａ）に示すように、被照射体は照射の深さ方向において複数の層に仮想的にスライスされており、本例では、深い（荷電粒子線Ｂの飛程が長い）層から順に、層Ｌ１、層Ｌ２、…層Ｌｎ−１、層Ｌｎ、層Ｌｎ＋１、…層ＬＮ−１、層ＬＮとＮ層に仮想的にスライスされている。また、図３（ｂ）に示すように、荷電粒子線Ｂは、ビーム軌道ＴＬを描きながら層Ｌｎの複数の照射スポットに対して照射される。すなわち、制御部７に制御された照射ノズル９は、ビーム軌道ＴＬ上を移動する。 As shown in FIG. 3A, the irradiated object is virtually sliced into a plurality of layers in the irradiation depth direction, and in this example, from the deep layer (the range of the charged particle beam B is long). Layer L 1 , layer L 2 ,..., Layer L n-1 , layer L n , layer L n + 1 ,..., Layer L N-1 , layer L N -1 and layer L N and N layers are virtually sliced. Further, as shown in FIG. 3 (b), the charged particle beam B is irradiated to a plurality of irradiation spots of the layer L n while drawing the beam trajectory TL. That is, the irradiation nozzle 9 controlled by the control unit 7 moves on the beam trajectory TL.
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１が備えるエネルギー調整部２０の構成について説明する。エネルギー調整部２０は、荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させる減衰部２１と、減衰部２１において磁場を発生させる磁場発生部２２とを有している。 Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the structure of the energy adjustment part 20 with which the charged particle beam therapy apparatus 1 which concerns on this embodiment is provided is demonstrated. The energy adjustment unit 20 includes an attenuation unit 21 that reduces the energy of the charged particle beam B, and a magnetic field generation unit 22 that generates a magnetic field in the attenuation unit 21.
減衰部２１は、加速器３から出射された荷電粒子線Ｂを入射させることで、当該荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させる部材である。減衰部２１は、第１減衰材２１Ａ及び第２減衰材２１Ｂを有している。第１減衰材２１Ａ及び第２減衰材２１Ｂのぞれぞれは、直角三角柱状の突出部２３を複数有している。それぞれの突出部２３は、荷電粒子線Ｂに対して垂直な第１面２３ａと、荷電粒子線Ｂに対して傾斜した第２面２３ｂとを有している。第１減衰材２１Ａと第２減衰材２１Ｂとは互いに略同一の形状を呈しており、第１減衰材２１Ａの突出部２３と第２減衰材２１Ｂの突出部２３が向かい合うように配置されている。第１減衰材２１Ａの突出部２３の第２面２３ｂと第２減衰材２１Ｂの突出部２３の第２面２３ｂとは互いに平行であり、離間している。荷電粒子線Ｂは、第１減衰材２１Ａの突出部２３の第１面２３ａから減衰部２１内に入射し、第２減衰材２１Ｂの突出部２３の第１面２３ａから減衰部２１の外部へ出射する。 The attenuation unit 21 is a member that reduces the energy of the charged particle beam B by causing the charged particle beam B emitted from the accelerator 3 to be incident. The damping unit 21 includes a first damping material 21A and a second damping material 21B. Each of the first damping material 21A and the second damping material 21B has a plurality of right triangular triangular protrusions 23. Each protrusion 23 has a first surface 23 a perpendicular to the charged particle beam B and a second surface 23 b inclined to the charged particle beam B. The first damping material 21A and the second damping material 21B have substantially the same shape, and the protruding portion 23 of the first damping material 21A and the protruding portion 23 of the second damping material 21B are arranged to face each other. . The second surface 23b of the protrusion 23 of the first attenuation member 21A and the second surface 23b of the protrusion 23 of the second attenuation member 21B are parallel to each other and separated from each other. The charged particle beam B enters the attenuation portion 21 from the first surface 23a of the projection 23 of the first attenuation member 21A, and from the first surface 23a of the projection 23 of the second attenuation member 21B to the outside of the attenuation portion 21. Exit.
第１減衰材２１Ａ及び第２減衰材２１Ｂは、それぞれ不図示の駆動源に連結されており、荷電粒子線Ｂと直交する方向に変位可能に構成されている。これにより、荷電粒子線Ｂが通過する部分の厚さ（荷電粒子線Ｂの照射軸上の第１減衰材２１Ａの厚さ及び第２減衰材２１Ｂの厚さの合計）を調節し、減衰部２１による荷電粒子線Ｂのエネルギーの減衰量を調整可能にしている。 The first damping material 21 </ b> A and the second damping material 21 </ b> B are each connected to a drive source (not shown) and configured to be displaceable in a direction orthogonal to the charged particle beam B. Thereby, the thickness of the portion through which the charged particle beam B passes (the sum of the thickness of the first attenuating material 21A on the irradiation axis of the charged particle beam B and the thickness of the second attenuating material 21B) is adjusted. The amount of attenuation of the energy of the charged particle beam B by 21 can be adjusted.
減衰部２１（第１減衰材２１Ａ及び第２減衰材２１Ｂ）を構成する材料としては、例えばベリリウム（Ｂｅ）又は炭素（Ｃ）等、原子番号が小さい物質が挙げられる。本実施形態では、減衰部２１による荷電粒子線Ｂの散乱を抑制する観点から、ベリリウム（Ｂｅ）が好適に用いられる。なお、第１減衰材２１Ａ及び第２減衰材２１Ｂを構成する材料は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、第１減衰材２１Ａ及び第２減衰材２１Ｂの形状と特に限定されず、適宜変更可能である。 Examples of the material constituting the attenuation unit 21 (the first attenuation material 21A and the second attenuation material 21B) include substances having a small atomic number, such as beryllium (Be) or carbon (C). In the present embodiment, beryllium (Be) is preferably used from the viewpoint of suppressing the scattering of the charged particle beam B by the attenuation unit 21. The materials constituting the first damping material 21A and the second damping material 21B may be the same as or different from each other. Moreover, it is not specifically limited with the shape of 21 A of 1st damping materials and the 2nd damping material 21B, It can change suitably.
磁場発生部２２は、減衰部２１に磁場を発生させる部分であり、第１発生部２２Ａと第２発生部２２Ｂとを有している。第１発生部２２Ａは減衰部２１の上流側（加速器３側）に配置され、第２発生部２２Ｂは減衰部２１の下流側（照射部２側）に配置されている。第１発生部２２Ａ及び第２発生部２２Ｂのそれぞれは、超伝導電磁石２４と、超伝導電磁石２４を収容するクライオスタット２５とを有している。本実施形態では、第１発生部２２Ａ及び第２発生部２２Ｂは減衰部２１に隣接して設けられており、減衰部２１と第１発生部２２Ａとの間、及び減衰部２１と第２発生部２２Ｂとの間には、他の部品が配置されていない。 The magnetic field generation unit 22 is a portion that causes the attenuation unit 21 to generate a magnetic field, and includes a first generation unit 22A and a second generation unit 22B. The first generator 22A is disposed on the upstream side (accelerator 3 side) of the attenuation unit 21, and the second generator 22B is disposed on the downstream side (irradiation unit 2 side) of the attenuation unit 21. Each of the first generation unit 22A and the second generation unit 22B includes a superconducting electromagnet 24 and a cryostat 25 accommodating the superconducting electromagnet 24. In the present embodiment, the first generation unit 22A and the second generation unit 22B are provided adjacent to the attenuation unit 21, and between the attenuation unit 21 and the first generation unit 22A, and between the attenuation unit 21 and the second generation. No other parts are arranged between the portion 22B.
超伝導電磁石２４は、超伝導線材を円環状に巻回した電磁石であり、超伝導状態まで冷却した状態で超伝導線材に電流を流すことにより磁場を発生させるものである。第１発生部２２Ａの超伝導電磁石２４及び第２発生部２２Ｂの超伝導電磁石２４には、同一方向の電流が流される。これにより、第１発生部２２Ａと第２発生部２２Ｂとの間に位置する減衰部２１には磁場Ｈが形成される。より具体的には、超伝導電磁石２４は、その中心軸が荷電粒子線Ｂの軸と略一致するように配置されている。このように超伝導電磁石２４を配置することにより、減衰部２１において荷電粒子線Ｂが通過する部分には、荷電粒子線Ｂの出射方向と同方向の成分を持つ磁場Ｈが形成される。また、荷電粒子線Ｂの軸に沿った方向において、出射方向と同方向の磁場Ｈを発生させる範囲は、減衰部２１の上流側の一端部から減衰部２１の下流側の他端部までの領域を含んでいることが好ましい。なお、荷電粒子線Ｂの軸に沿った方向における磁場Ｈを発生させる範囲は、減衰部２１の一部のみを含んでいてもよい。また、磁場Ｈを発生させる範囲は減衰部２１の幅より広く設定してもよい。磁場Ｈの強度は、例えば０．５Ｔ〜１０Ｔ程度とすることができる。 The superconducting electromagnet 24 is an electromagnet in which a superconducting wire is wound in an annular shape, and generates a magnetic field by passing a current through the superconducting wire while being cooled to a superconducting state. A current in the same direction flows through the superconducting electromagnet 24 of the first generating unit 22A and the superconducting electromagnet 24 of the second generating unit 22B. Thereby, a magnetic field H is formed in the attenuation unit 21 located between the first generation unit 22A and the second generation unit 22B. More specifically, the superconducting electromagnet 24 is arranged so that its central axis substantially coincides with the axis of the charged particle beam B. By disposing the superconducting electromagnet 24 in this way, a magnetic field H having a component in the same direction as the emission direction of the charged particle beam B is formed in the portion through which the charged particle beam B passes in the attenuation unit 21. Further, in the direction along the axis of the charged particle beam B, the range for generating the magnetic field H in the same direction as the emission direction is from one end on the upstream side of the attenuation portion 21 to the other end on the downstream side of the attenuation portion 21 It preferably includes a region. The range in which the magnetic field H is generated in the direction along the axis of the charged particle beam B may include only a part of the attenuation portion 21. Further, the range in which the magnetic field H is generated may be set wider than the width of the attenuation unit 21. The intensity of the magnetic field H can be set to about 0.5T to 10T, for example.
また、磁場Ｈのうち、出射方向と同方向の磁場Ｈが形成される範囲の、荷電粒子線Ｂの出射方向に直交する方向における幅は、荷電粒子線Ｂの軸を中心として、少なくとも減衰部２１に入射する前の荷電粒子線Ｂのビームサイズｄより大きくすることができる。なお、出射方向と同方向の磁場Ｈが形成される範囲の、出射方向に直交する方向における幅は、減衰部２１から出射する際の荷電粒子線Ｂのビームサイズｄ（すなわち、荷電粒子が発散しうる範囲）よりも大きいことがより好ましく、減衰部２１全体を含んでいてもよい。 Further, the width of the magnetic field H in the direction orthogonal to the outgoing direction of the charged particle beam B in the range where the magnetic field H in the same direction as the outgoing direction is formed is at least attenuating part around the axis of the charged particle line B It can be made larger than the beam size d of the charged particle beam B before being incident on the laser beam 21. The width of the range in which the magnetic field H in the same direction as the emission direction is formed in the direction orthogonal to the emission direction is the beam size d of the charged particle beam B at the time of emission from the attenuation portion 21 It is more preferable to be larger than the possible range, and the entire attenuation portion 21 may be included.
クライオスタット２５は、円環状の容器である。超伝導電磁石２４は、クライオスタット２５内で冷却される。クライオスタット２５は、その中央部に開口２５ａが設けられている。開口２５ａの中心は荷電粒子線Ｂの軸と略一致しており、荷電粒子線Ｂはクライオスタット２５の開口２５ａを通過して減衰部２１に入射（又は出射）する。なお、クライオスタット２５の形状は特に限定されず、適宜変更可能である。 The cryostat 25 is an annular container. The superconducting electromagnet 24 is cooled in the cryostat 25. The cryostat 25 is provided with an opening 25a at the center thereof. The center of the opening 25 a substantially coincides with the axis of the charged particle beam B, and the charged particle beam B passes through the opening 25 a of the cryostat 25 and enters (or exits) the attenuation unit 21. The shape of the cryostat 25 is not particularly limited, and can be changed as appropriate.
次に図６を参照して、磁場発生部２２の効果について説明する。図６は、磁場発生部２２の効果を説明するための図である。図６に示されるように、荷電粒子線Ｂの出射方向と同方向の磁場Ｈを発生させることにより、減衰部２１（図４及び図５参照）で散乱された荷電粒子Ｐには、荷電粒子線Ｂの出射方向を軸とした回転方向Ｒに力が作用する。この結果、荷電粒子Ｐは、荷電粒子線Ｂの軸の周りを回転しながら、出射方向に移動する。すなわち、磁場Ｈの影響により、荷電粒子Ｐは荷電粒子線Ｂの軸に巻き付くような螺旋状の軌道を描きながら移動する。これにより、散乱された荷電粒子Ｐが荷電粒子線Ｂの軸から離間する方向に発散することが抑制されるので、荷電粒子線Ｂのビームサイズの拡大を抑制することができる。 Next, the effect of the magnetic field generation unit 22 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the magnetic field generation unit 22. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, by generating a magnetic field H in the same direction as the emission direction of the charged particle beam B, the charged particles P scattered by the attenuation unit 21 (see FIGS. 4 and 5) A force acts in a rotational direction R about the emission direction of the line B as an axis. As a result, the charged particles P move in the emission direction while rotating around the axis of the charged particle beam B. That is, under the influence of the magnetic field H, the charged particles P move while drawing a helical trajectory that winds around the axis of the charged particle beam B. Thereby, since the scattered charged particles P are prevented from divergence in the direction away from the axis of the charged particle beam B, an increase in the beam size of the charged particle beam B can be suppressed.
次に図７及び図８を参照して、荷電粒子線Ｂの散乱に関するシミュレーション結果について説明する。図７（ａ）は、磁場発生部２２を用いない場合の荷電粒子線Ｂの散乱を示すシミュレーション結果であり、図７（ｂ）は磁場発生部２２を用いた場合の荷電粒子線Ｂの散乱を示すシミュレーション結果である。図８（ａ）は、磁場発生部２２を用いない場合の荷電粒子の分布を示す図であり、図８（ｂ）は、磁場発生部２２を用いた場合の荷電粒子の分布を示す図である。 Next, simulation results regarding scattering of the charged particle beam B will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7A is a simulation result showing scattering of the charged particle beam B when the magnetic field generation unit 22 is not used, and FIG. 7B is a scattering result of the charged particle beam B when the magnetic field generation unit 22 is used. It is a simulation result which shows. FIG. 8A is a diagram showing a distribution of charged particles when the magnetic field generator 22 is not used, and FIG. 8B is a diagram showing a distribution of charged particles when the magnetic field generator 22 is used. is there.
荷電粒子線Ｂの散乱に関するシミュレーションでは、荷電粒子線Ｂの電流値、減衰部の材料、及び荷電粒子線Ｂのビームサイズｄの測定位置等のパラメータを一定の条件に設定し、磁場Ｈを用いた場合のビームサイズｄと磁場Ｈを用いない場合のビームサイズｄとを比較した。 In the simulation related to scattering of the charged particle beam B, parameters such as the current value of the charged particle beam B, the material of the attenuation part, and the measurement position of the beam size d of the charged particle beam B are set to certain conditions, and the magnetic field H is used. The beam size d was compared with the beam size d when the magnetic field H was not used.
図７（ａ）に示されるように、磁場発生部２２を用いない場合、減衰部２１内から荷電粒子線Ｂのビームサイズｄが徐々に拡大している。これに対し、図７（ｂ）に示されるように、磁場発生部２２を用いた場合、減衰部２１、及び磁場Ｈが形成されている範囲内においてはビームサイズｄの拡大が抑制されている。荷電粒子線Ｂのビームサイズｄは、磁場Ｈの範囲を通過した後に徐々に拡大している。測定位置における荷電粒子線Ｂのビームサイズｄは、磁場発生部２２を用いない場合のビームサイズｄに比べて小さくなっている。この結果から、磁場発生部２２が発生させる磁場Ｈによって減衰部２１における荷電粒子の発散が抑制され、荷電粒子線Ｂのビームサイズｄの拡大が抑制されていることが確認できる。 As shown in FIG. 7A, when the magnetic field generator 22 is not used, the beam size d of the charged particle beam B gradually increases from the attenuation unit 21. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the magnetic field generator 22 is used, the expansion of the beam size d is suppressed within the range where the attenuation unit 21 and the magnetic field H are formed. . The beam size d of the charged particle beam B gradually expands after passing through the range of the magnetic field H. The beam size d of the charged particle beam B at the measurement position is smaller than the beam size d when the magnetic field generator 22 is not used. From this result, it can be confirmed that the divergence of charged particles in the attenuation unit 21 is suppressed by the magnetic field H generated by the magnetic field generation unit 22 and the expansion of the beam size d of the charged particle beam B is suppressed.
また、図８は、図７に示されるシミュレーション結果に基づいて、荷電粒子線Ｂのビームサイズｄの測定位置における荷電粒子の分布を位相空間で示したものである。図８（ａ）及び図８（ｂ）において、Ｘ軸は荷電粒子線Ｂの軸に垂直な平面内のある方向の空間座標を示し、Ｘ’軸は、荷電粒子線Ｂの出射方向に対するＸ座標の変化（すなわち粒子角度）を示している。図８（ａ）及び図８（ｂ）においては、Ｘ軸方向の幅が荷電粒子線Ｂのビームサイズｄに相当する。図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すると、図８（ｂ）（磁場発生部２２を用いた場合）におけるＸ軸方向の幅は、図８（ａ）（磁場発生部２２を用いない場合）におけるＸ軸方向の幅よりも小さくなっている。したがって、図８（ａ）及び図８（ｂ）からも、磁場発生部２２が発生させる磁場Ｈによって減衰部２１における荷電粒子の発散が抑制され、荷電粒子線Ｂのビームサイズｄの拡大が抑制されていることが確認できる。なお、図８（ａ）におけるＸ’軸方向の幅と、図８（ｂ）におけるＸ’軸方向の幅はとは略同一になっている。このことから、減衰部２１による荷電粒子の散乱は同程度発生している（すなわち、減衰部２１の形状や減衰部２１を構成する材料は同じである）が、磁場Ｈによって荷電粒子線Ｂの軸から離間する方向への発散が磁場Ｈによって抑制されていることが確認できる。 Further, FIG. 8 shows the distribution of charged particles at the measurement position of the beam size d of the charged particle beam B in the phase space based on the simulation result shown in FIG. 8A and 8B, the X axis indicates spatial coordinates in a certain direction in a plane perpendicular to the axis of the charged particle beam B, and the X ′ axis indicates X with respect to the emission direction of the charged particle beam B. The change in coordinates (ie, the particle angle) is shown. In FIG. 8A and FIG. 8B, the width in the X-axis direction corresponds to the beam size d of the charged particle beam B. Comparing FIG. 8A and FIG. 8B, the width in the X-axis direction in FIG. 8B (when the magnetic field generator 22 is used) is the same as that in FIG. It is smaller than the width in the X-axis direction when not used. Therefore, also from FIGS. 8A and 8B, the divergence of the charged particles in the attenuator 21 is suppressed by the magnetic field H generated by the magnetic field generator 22, and the expansion of the beam size d of the charged particle beam B is suppressed. Can be confirmed. In addition, the width | variety of the X'-axis direction in Fig.8 (a) and the width | variety of the X'-axis direction in FIG.8 (b) are substantially identical. From this, the scattering of charged particles by the attenuating portion 21 occurs to the same extent (that is, the shape of the attenuating portion 21 and the material constituting the attenuating portion 21 are the same). It can be confirmed that the divergence in the direction away from the axis is suppressed by the magnetic field H.
以上説明したように、荷電粒子線治療装置１は、減衰部２１において、荷電粒子線Ｂの出射方向と同方向の磁場Ｈを発生させる磁場発生部２２を備えている。このように荷電粒子線Ｂの出射方向と同方向の磁場Ｈを減衰部２１に発生させることにより、減衰部２１で散乱された荷電粒子Ｐには、荷電粒子線Ｂの出射方向を軸とした回転方向Ｒに力が作用する（図６参照）。この結果、散乱された荷電粒子Ｐは、荷電粒子線Ｂの軸に巻き付くような軌道で出射方向に移動する。したがって、散乱された荷電粒子Ｐが荷電粒子線Ｂの軸から離間する方向に発散することが抑制され、ビームサイズｄの拡大が抑制される。よって、コリメータ等によってカットされる部分を低減できる（すなわち、粒子利用率の向上を図ることができる）ので、荷電粒子線Ｂのビーム電流の低下を抑制しつつ、ビームサイズの拡大を抑制することが可能である。 As described above, the charged particle beam therapy system 1 includes the magnetic field generation unit 22 that generates the magnetic field H in the same direction as the emission direction of the charged particle beam B in the attenuation unit 21. In this way, by generating the magnetic field H in the same direction as the emission direction of the charged particle beam B in the attenuation unit 21, the charged particle P scattered by the attenuation unit 21 has the emission direction of the charged particle beam B as an axis. A force acts in the rotation direction R (see FIG. 6). As a result, the scattered charged particles P move in the direction of emission in a trajectory that wraps around the axis of the charged particle beam B. Therefore, the scattered charged particles P are suppressed from diverging in the direction away from the axis of the charged particle beam B, and the expansion of the beam size d is suppressed. Therefore, since the portion cut by the collimator or the like can be reduced (that is, the particle utilization rate can be improved), the beam current of the charged particle beam B can be suppressed and the expansion of the beam size can be suppressed. Is possible.
また、磁場発生部２２は、超伝導電磁石２４により磁場Ｈを発生させている。これにより、例えば１０Ｔ程度の強力な磁場Ｈを発生させることができるので、荷電粒子線Ｂのビームサイズｄの拡大を効果的に抑制することができる。 Further, the magnetic field generating unit 22 generates a magnetic field H by the superconducting electromagnet 24. Thereby, for example, a strong magnetic field H of about 10 T can be generated, so that the expansion of the beam size d of the charged particle beam B can be effectively suppressed.
また、磁場発生部２２は、減衰部２１の上流側に配置された第１発生部２２Ａと、減衰部２１の下流側に配置された第２発生部２２Ｂとを有している。これにより、減衰部２１において、出射方向に均一な磁場Ｈを発生させやすくなる。したがって、荷電粒子線Ｂのビームサイズｄの拡大を効果的に抑制することができる。 The magnetic field generation unit 22 includes a first generation unit 22 </ b> A disposed on the upstream side of the attenuation unit 21 and a second generation unit 22 </ b> B disposed on the downstream side of the attenuation unit 21. As a result, the attenuation section 21 can easily generate a uniform magnetic field H in the emission direction. Therefore, expansion of the beam size d of the charged particle beam B can be effectively suppressed.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変形態様を採用可能である。例えば、上記の実施形態では、磁場発生部２２が超伝導電磁石２４によって磁場を発生させる例について説明が、磁場発生部２２は超伝導電磁石２４以外の手段によって磁場Ｈを発生させてもよい。例えば、超伝導電磁石２４に替えて永久磁石及び／又は常伝導電磁石が用いられてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation aspect is employable. For example, in the above embodiment, although an example in which the magnetic field generating unit 22 generates a magnetic field by the superconducting electromagnet 24 is described, the magnetic field generating unit 22 may generate the magnetic field H by means other than the superconducting electromagnet 24. For example, instead of the superconducting electromagnet 24, a permanent magnet and / or a normal conducting electromagnet may be used.
また、照射部２の構成は図２に示すものに限定されず、適宜変更可能である。 In addition, the configuration of the irradiation unit 2 is not limited to that shown in FIG.
また、上記の実施形態では、エネルギー調整部２０が加速器３の直下（荷電粒子線Ｂの出射方向に対してすぐ下流側）に配置されている例について説明したが、エネルギー調整部２０が配置される位置は特に限定されない。なお、粒子利用効率の向上を図る観点から、加速器３の直下にエネルギー調整部２０を配置し、磁場発生部２２によってビームサイズｄの拡大を抑制することが好ましい。 In the above embodiment, the energy adjusting unit 20 is disposed immediately below the accelerator 3 (immediately downstream with respect to the emission direction of the charged particle beam B). However, the energy adjusting unit 20 is disposed. There is no particular limitation on the position. From the viewpoint of improving the particle utilization efficiency, it is preferable to dispose the energy adjusting unit 20 immediately below the accelerator 3 and to suppress the expansion of the beam size d by the magnetic field generating unit 22.
また、上記の実施形態では、磁場発生部２２が第１発生部２２Ａ及び第２発生部２２Ｂの２つの発生部を備える例について説明したが、磁場発生部２２は１つの発生部のみを備えていてもよい。この場合、発生部は減衰部２１の上流側に配置されていてもよいし、下流側に配置されていてもよい。更に、磁場発生部２２は３つ以上の発生部を備えていてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the magnetic field generation unit 22 includes two generation units, the first generation unit 22A and the second generation unit 22B, has been described. However, the magnetic field generation unit 22 includes only one generation unit. May be. In this case, the generation unit may be arranged on the upstream side of the attenuation unit 21 or may be arranged on the downstream side. Furthermore, the magnetic field generation unit 22 may include three or more generation units.
１…荷電粒子線治療装置、２…照射部、３…加速器、１４…腫瘍（被照射体）、２０…エネルギー調整部、２１…減衰部、２２…磁場発生部、２２Ａ…第１発生部、２２Ｂ…第２発生部、２４…超伝導電磁石、Ｂ…荷電粒子線、Ｈ…磁場。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charged particle beam therapy apparatus, 2 ... Irradiation part, 3 ... Accelerator, 14 ... Tumor (irradiated body), 20 ... Energy adjustment part, 21 ... Attenuation part, 22 ... Magnetic field generation part, 22A ... 1st generation part, 22B: second generator, 24: superconducting electromagnet, B: charged particle beam, H: magnetic field.
Claims (3)
前記加速器から出射された前記荷電粒子線を入射させることで、当該荷電粒子線のエネルギーを低下させる減衰部と、
前記減衰部において、前記荷電粒子線の出射方向と同方向の成分を持つ磁場を発生させる磁場発生部と、
前記磁場発生部を通過した前記荷電粒子線を被照射体に照射する照射部と、
を備える、荷電粒子線治療装置。 An accelerator that accelerates charged particles and emits charged particle beams;
An attenuation unit that reduces the energy of the charged particle beam by making the charged particle beam emitted from the accelerator incident;
In the attenuation unit, a magnetic field generation unit that generates a magnetic field having a component in the same direction as the emission direction of the charged particle beam,
An irradiation unit for irradiating the object to be irradiated with the charged particle beam that has passed through the magnetic field generation unit;
A charged particle beam therapy apparatus comprising:
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