JP2019170705A - Neutron capture therapy apparatus and nuclear transmutation apparatus - Google Patents

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雄司 菊地
Yuji Kikuchi
雄司 菊地
貴史 片山
Takashi Katayama
貴史 片山
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Abstract

To detect whether or not an irradiation position on a target with a charged particle beam is normal and perform restoration in the case of detecting abnormality.SOLUTION: A neutron capture therapy apparatus 1A includes: an accelerator 10 for emitting a charged particle beam P; a target X for generating a neutron beam N using the charged particle beam P; a charged particle beam scan unit 34 for performing a scan with the charged particle beam P at a predetermined cycle along a predetermined orbit to change an irradiation position with the charged particle beam P; an annular current detection unit for detecting a current value of the charged particle beam P; an abnormality detection unit for detecting abnormality with respect to the irradiation position on the basis of a detection result of the current detection unit; and a beam adjustment unit 106 that on the basis of the detection result, performs adjustment of the charged particle beam P at a position closer to the accelerator 10 than the charged particle beam scan unit 34. The abnormality detection unit detects the abnormality with respect to the irradiation position for the target X with the charged particle beam P on the basis of a variation in the current value. The beam adjustment unit 106 adjusts a position or shape of the charged particle beam P on the basis of a result detected by the abnormality detection unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、中性子捕捉療法装置および核変換装置に関する。   The present invention relates to a neutron capture therapy apparatus and a transmutation apparatus.

荷電粒子線をターゲットに照射することで発生する中性子線を被照射体に対して照射する中性子捕捉療法装置では、ターゲットに対する荷電粒子線の照射位置が正しく設定されていることが求められる。例えば、特許文献1では、中性子線を生成する荷電粒子線のビーム輸送路の内壁に沿って設置された電流検出部により電流値を検出し、その結果が異常状態である場合には、荷電粒子線の照射を停止する構成が示されている。   In a neutron capture therapy apparatus that irradiates an irradiated object with a neutron beam generated by irradiating a target with a charged particle beam, the irradiation position of the charged particle beam with respect to the target is required to be set correctly. For example, in Patent Document 1, when a current value is detected by a current detector installed along the inner wall of a beam transport path of a charged particle beam that generates a neutron beam, and the result is an abnormal state, the charged particle beam A configuration for stopping the irradiation of the line is shown.

特開2015−217207号公報JP 2015-217207 A

しかしながら、特許文献1に記載の構成では、電流値が異常状態である場合に、何が原因であるかを特定することができない。そのため、装置の各部の点検を行いながら、異常状態を解消することが必要となる。そのため、異常状態からの復帰に時間がかかる可能性がある。   However, the configuration described in Patent Document 1 cannot identify what is the cause when the current value is abnormal. Therefore, it is necessary to eliminate the abnormal state while checking each part of the apparatus. For this reason, it may take time to recover from the abnormal state.

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、荷電粒子線のターゲットに対する照射位置が正常かどうかを検出し、異常であることを検出した場合に復帰させることが可能な中性子捕捉療法装置および核変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and detects whether or not the irradiation position of a charged particle beam target is normal, and is able to be restored when it is detected that it is abnormal. An object is to provide a conversion device.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る中性子捕捉療法装置は、荷電粒子線を出射する加速器と、前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を発生させるターゲットと、前記荷電粒子線を所定の周期で所定の周回軌道で走査して、前記ターゲットへの前記荷電粒子線の照射位置を変化させる荷電粒子線走査部と、前記荷電粒子線走査部と前記ターゲットとの間に配置され、前記荷電粒子線の電流値を検出する、前記荷電粒子線の照射軸を中心とした環状の電流検出部と、前記電流検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線走査部よりも前記加速器側での前記荷電粒子線の調整を行うビーム調整部と、を有し、前記異常検出部は、前記荷電粒子線走査部により前記荷電粒子線を走査した際に前記電流検出部で検出される電流値の変化に基づいて前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出し、前記ビーム調整部は、前記異常検出部で検出した結果に基づき、前記荷電粒子線の位置又は形状を調整する。   In order to achieve the above object, a neutron capture therapy apparatus according to an aspect of the present invention includes an accelerator that emits a charged particle beam, a target that generates a neutron beam when irradiated with the charged particle beam, and the charged particle beam. And a charged particle beam scanning unit that changes the irradiation position of the charged particle beam to the target, and is disposed between the charged particle beam scanning unit and the target. , Detecting a current value of the charged particle beam, an annular current detection unit centering on an irradiation axis of the charged particle beam, and the detection result of the current detection unit to the target of the charged particle beam An anomaly detector that detects an anomaly related to the irradiation position, and a beam adjustment unit that adjusts the charged particle beam on the accelerator side of the charged particle beam scanning unit based on a detection result of the anomaly detector And The abnormality detection unit is configured to irradiate the target with the charged particle beam based on a change in a current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned by the charged particle beam scanning unit. The beam adjusting unit adjusts the position or shape of the charged particle beam based on the result detected by the abnormality detecting unit.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る核変換装置は、荷電粒子線を出射する加速器と、前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を発生させるターゲットと、前記荷電粒子線を所定の周期で所定の周回軌道で走査して、前記ターゲットへの前記荷電粒子線の照射位置を変化させる荷電粒子線走査部と、前記荷電粒子線走査部と前記ターゲットとの間に配置され、前記荷電粒子線の電流値を検出する、前記荷電粒子線の照射軸を中心とした環状の電流検出部と、前記電流検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線走査部よりも前記加速器側での前記荷電粒子線の調整を行うビーム調整部と、を有し、前記異常検出部は、前記荷電粒子線走査部により前記荷電粒子線を走査した際に前記電流検出部で検出される電流値の変化に基づいて前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出し、前記ビーム調整部は、前記異常検出部で検出した結果に基づき、前記荷電粒子線の位置又は形状を調整する。   In order to achieve the above object, a transmutation apparatus according to an aspect of the present invention includes an accelerator that emits a charged particle beam, a target that generates a neutron beam upon irradiation with the charged particle beam, and the charged particle beam. It is arranged between a charged particle beam scanning unit that scans with a predetermined orbit at a predetermined cycle and changes the irradiation position of the charged particle beam to the target, and the charged particle beam scanning unit and the target, Based on the detection result of the annular current detection unit centering on the irradiation axis of the charged particle beam and detecting the current value of the charged particle beam, the charged particle beam to the target An anomaly detector that detects an anomaly related to the irradiation position; and a beam adjustment unit that adjusts the charged particle beam on the accelerator side of the charged particle beam scanning unit based on a detection result of the anomaly detector. Have, before The abnormality detection unit is configured to detect an abnormality related to an irradiation position of the charged particle beam on the target based on a change in a current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned by the charged particle beam scanning unit. The beam adjusting unit adjusts the position or shape of the charged particle beam based on the result detected by the abnormality detecting unit.

上記の中性子捕捉療法装置および核変換装置によれば、荷電粒子線走査部により前記周回軌道において荷電粒子線を前記所定の周期で走査した際に、電流検出部で検出される電流値の変化に基づいて荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を異常検出部において検出し、その結果に基づいてビーム調整部により荷電粒子線の位置又は形状が調整される。このように、異常検出部において荷電粒子線の異常が検出されてその結果に基づいて荷電粒子線の調整が行われるため、荷電粒子線のターゲットに対する照射位置が正常かどうかを検出し、異常であることを検出した場合に復帰させることが可能となる。   According to the neutron capture therapy device and the transmutation device described above, when a charged particle beam is scanned at the predetermined orbit in the orbit by the charged particle beam scanning unit, the current value detected by the current detection unit is changed. Based on the result, an abnormality relating to the irradiation position of the charged particle beam to the target is detected by the abnormality detecting unit, and the position or shape of the charged particle beam is adjusted by the beam adjusting unit based on the result. As described above, since the abnormality of the charged particle beam is detected in the abnormality detection unit and the charged particle beam is adjusted based on the result, whether the irradiation position of the charged particle beam with respect to the target is normal is detected. When it is detected, it can be restored.

ここで、前記異常検出部は、前記周回軌道において前記荷電粒子線を前記所定の周期で走査した際に、前記電流検出部で検出される前記電流値が周期的に変化し、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で前記電流値の最大値となる点が存在する場合に、前記荷電粒子線の形状に異常がある、と判断する態様とすることができる。   Here, the abnormality detection unit periodically changes the current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned at the predetermined cycle in the orbit. If there is a point at which the current value becomes the maximum value in a period ½ of the period, it can be determined that the charged particle beam has an abnormal shape.

上記のように、電流検出部で検出される電流値が周期的に変化し、且つ、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で前記電流値の最大値となる点が存在する場合に、荷電粒子線の形状に異常があると判断する構成とすることで、荷電粒子線の形状の異常を異常検出部において適切に検出し、その結果に基づいてビーム調整部による形状の調整を適切に行うことができる。   As described above, the current value detected by the current detection unit periodically changes, and there is a point where the maximum value of the current value is present in one period with a half of the period. In such a case, by determining that there is an abnormality in the shape of the charged particle beam, the abnormality detection unit appropriately detects an abnormality in the shape of the charged particle beam, and based on the result, the shape of the shape by the beam adjustment unit is detected. Adjustments can be made appropriately.

また、前記異常検出部は、前記周回軌道において前記荷電粒子線を前記所定の周期で走査した際に、前記電流検出部で検出される前記電流値が周期的に変化し、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で前記電流値の最大値となる点と、前記電流値の最小値となる点と、が存在する場合に、前記荷電粒子線の位置に異常がある、と判断する態様とすることができる。   In addition, the abnormality detection unit periodically changes the current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned at the predetermined cycle in the orbit. When there is a point that becomes the maximum value of the current value in a period ½ of the period and a point that becomes the minimum value of the current value, the position of the charged particle beam is abnormal. It can be set as the aspect judged.

上記のように、電流検出部で検出される電流値が周期的に変化し、且つ、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で前記電流値の最大値となる点と、前記電流値の最小値となる点と、が存在する場合に、荷電粒子線の位置に異常があると判断する構成とすることで、荷電粒子線の位置の異常を異常検出部において適切に検出し、その結果に基づいてビーム調整部による位置の調整を適切に行うことができる。なお、ここでの「荷電粒子線の位置の異常」とは、荷電粒子線の照射軸が移動したことに伴う照射位置の異常をいう。   As described above, the current value detected by the current detection unit periodically changes, and becomes the maximum value of the current value in a period ½ of the period in one period, When there is a point where the current value is the minimum value, it is determined that there is an abnormality in the position of the charged particle beam, so that an abnormality in the position of the charged particle beam is appropriately detected by the abnormality detection unit. Then, based on the result, the position adjustment by the beam adjustment unit can be appropriately performed. Here, “abnormality of the position of the charged particle beam” refers to an abnormality of the irradiation position due to the movement of the irradiation axis of the charged particle beam.

また、本発明の一形態に係る中性子捕捉療法装置は、荷電粒子線を出射する加速器と、前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を発生させるターゲットと、前記荷電粒子線を所定の周期で所定の周回軌道で走査して、前記ターゲットへの前記荷電粒子線の照射位置を変化させる荷電粒子線走査部と、前記荷電粒子線走査部と前記ターゲットとの間に配置され、前記荷電粒子線の電流値を検出する、前記荷電粒子線の照射軸を中心とした環状となるように配置された1以上の電流検出部と、前記電流検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線走査部よりも前記加速器側での前記荷電粒子線の調整を行うビーム調整部と、を有し、前記異常検出部は、前記荷電粒子線走査部により前記荷電粒子線を走査した際に前記1以上の電流検出部において検出された電流値に基づいて前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出し、前記ビーム調整部は、前記異常検出部で検出した結果に基づき、前記荷電粒子線の位置又は形状を調整する。   A neutron capture therapy apparatus according to an aspect of the present invention includes an accelerator that emits a charged particle beam, a target that generates a neutron beam upon irradiation with the charged particle beam, and the charged particle beam at a predetermined period. A charged particle beam scanning unit that scans in a predetermined orbit and changes the irradiation position of the charged particle beam to the target; and is disposed between the charged particle beam scanning unit and the target, and the charged particle beam One or more current detectors arranged to form a ring around the irradiation axis of the charged particle beam, and the charged particle beam based on the detection result of the current detector An abnormality detection unit for detecting an abnormality related to the irradiation position of the target, and adjustment of the charged particle beam on the accelerator side of the charged particle beam scanning unit based on a detection result in the abnormality detection unit Beam tone to perform And the abnormality detection unit is configured to detect the charged particle beam based on a current value detected by the one or more current detection units when the charged particle beam is scanned by the charged particle beam scanning unit. An abnormality related to the irradiation position on the target is detected, and the beam adjustment unit adjusts the position or shape of the charged particle beam based on the result detected by the abnormality detection unit.

上記の中性子捕捉療法装置によれば、荷電粒子線走査部により前記周回軌道において荷電粒子線を前記所定の周期で走査した際に、複数の電流検出部で検出される電流値に基づいて荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を異常検出部において検出し、その結果に基づいてビーム調整部により荷電粒子線の位置又は形状が調整される。このように、異常検出部において荷電粒子線の異常が検出されてその結果に基づいて荷電粒子線の調整が行われるため、荷電粒子線のターゲットに対する照射位置が正常かどうかを検出し、異常であることを検出した場合に復帰させることが可能となる。   According to the neutron capture therapy apparatus, when charged particle beams are scanned at the predetermined cycle in the orbit by a charged particle beam scanning unit, charged particles are based on current values detected by a plurality of current detection units. An abnormality relating to the irradiation position of the line to the target is detected by the abnormality detection unit, and the position or shape of the charged particle beam is adjusted by the beam adjustment unit based on the result. As described above, since the abnormality of the charged particle beam is detected in the abnormality detection unit and the charged particle beam is adjusted based on the result, whether the irradiation position of the charged particle beam with respect to the target is normal is detected. When it is detected, it can be restored.

本発明によれば、荷電粒子線のターゲットに対する照射位置が正常かどうかを検出し、異常であることを検出した場合に復帰させることが可能な中性子捕捉療法装置および核変換装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the neutron capture therapy apparatus and transmutation apparatus which can be returned when it detects that the irradiation position with respect to the target of a charged particle beam is normal, and are abnormal are provided.

第1実施形態の中性子捕捉療法装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the neutron capture therapy apparatus of 1st Embodiment. 図1の中性子捕捉療法装置における中性子線生成部を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the neutron beam production | generation part in the neutron capture therapy apparatus of FIG. 図2に示す電流検出部の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows schematic structure of the electric current detection part shown in FIG. 図3に示すIV-IV線に沿った横断面図である。FIG. 4 is a transverse sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 3. 図2に示す電流検出部の取付構造の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of the attachment structure of the electric current detection part shown in FIG. 荷電粒子線Pの照射位置と電流値Iの変化との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation position of the charged particle beam P, and the change of the electric current value I. FIG. 荷電粒子線Pの照射位置と電流値Iの変化との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation position of the charged particle beam P, and the change of the electric current value I. FIG. 荷電粒子線Pの照射位置と電流値Iの変化との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation position of the charged particle beam P, and the change of the electric current value I. FIG. 荷電粒子線Pの照射位置と電流値Iの変化との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the irradiation position of the charged particle beam P, and the change of the electric current value I. FIG. ターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射位置の異常の有無およびその具体的な内容を特定するためのフロー図である。FIG. 5 is a flowchart for specifying the presence / absence of an abnormality in the irradiation position of a charged particle beam P with respect to a target X and its specific content. ターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射位置の異常を特定する際の電流値Iの変化を分析する方法について説明する図である。It is a figure explaining the method of analyzing the change of the electric current value I at the time of specifying abnormality of the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X. FIG. 第2実施形態に係る中性子捕捉療法装置が備える電流検出部の図4に対応した横断面図である。It is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 of the electric current detection part with which the neutron capture therapy apparatus which concerns on 2nd Embodiment is provided.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)
まず、図1及び図2を用いて、第1実施形態に係る中性子捕捉療法装置の概要を説明する。本実施形態に係る中性子捕捉療法装置は、例えば、ホウ素中性子捕捉療法を用いたがん治療を行う中性子捕捉療法装置である。図1及び図2に示すように、中性子捕捉療法装置1Aは、ホウ素(10B)が投与された患者等の被照射体40へ中性子線Nを照射する。
(First embodiment)
First, the outline | summary of the neutron capture therapy apparatus which concerns on 1st Embodiment is demonstrated using FIG.1 and FIG.2. The neutron capture therapy apparatus according to the present embodiment is, for example, a neutron capture therapy apparatus that performs cancer treatment using boron neutron capture therapy. As shown in FIGS. 1 and 2, the neutron capture therapy apparatus 1 </ b> A irradiates an irradiated body 40 such as a patient to which boron ( 10 B) is administered with a neutron beam N.

中性子捕捉療法装置1Aは、加速器10を備える。加速器10は、陽子等の荷電粒子を加速して、陽子線(陽子ビーム)を荷電粒子線Pとして作り出す加速器である。本実施形態では、加速器10としてサイクロトロンが採用されている。加速器10は、例えば、ビーム半径40mm、60kW(=30MeV×2mA)の荷電粒子線Pを生成する能力を有している。なお、加速器10として、サイクロトロンに代えて、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン又はライナック等の他の加速器を用いてもよい。   The neutron capture therapy apparatus 1 </ b> A includes an accelerator 10. The accelerator 10 is an accelerator that accelerates charged particles such as protons to generate a proton beam (proton beam) as a charged particle beam P. In the present embodiment, a cyclotron is employed as the accelerator 10. The accelerator 10 has a capability of generating a charged particle beam P having a beam radius of 40 mm and 60 kW (= 30 MeV × 2 mA), for example. As the accelerator 10, other accelerators such as a synchrotron, a synchrocyclotron, or a linac may be used instead of the cyclotron.

加速器10から出射された荷電粒子線Pは、水平型ステアリング12、4方向スリット14、水平垂直型ステアリング16、四重極電磁石18,19,20、90度偏向電磁石22、四重極電磁石24、水平垂直型ステアリング26、四重極電磁石28、4方向スリット30、電流モニタ32、荷電粒子線走査部34を順次に通過し、中性子線生成部36に導かれる。この荷電粒子線Pは、中性子線生成部36においてターゲットXに照射され、これにより、中性子線Nが発生する。中性子線Nは、治療台38上の被照射体40へ照射される。   The charged particle beam P emitted from the accelerator 10 includes a horizontal steering 12, a four-direction slit 14, a horizontal vertical steering 16, a quadrupole electromagnet 18, 19, 20, a 90-degree deflection electromagnet 22, a quadrupole electromagnet 24, The light passes through the horizontal / vertical steering 26, the quadrupole electromagnet 28, the four-direction slit 30, the current monitor 32, and the charged particle beam scanning unit 34 sequentially, and is guided to the neutron beam generation unit 36. The charged particle beam P is irradiated to the target X in the neutron beam generation unit 36, whereby a neutron beam N is generated. The neutron beam N is applied to the irradiation object 40 on the treatment table 38.

水平型ステアリング12、水平垂直型ステアリング16,26は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Pのビーム軸調整を行うものである。同様に、四重極電磁石18,19,20,24,28は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Pのビームの発散を抑制するものである。4方向スリット14,30は、端のビームを切ることにより、荷電粒子線Pのビーム整形を行うものである。   The horizontal steering 12 and the horizontal / vertical steering 16, 26 perform beam axis adjustment of the charged particle beam P using, for example, an electromagnet. Similarly, the quadrupole electromagnets 18, 19, 20, 24, and 28 suppress the divergence of the beam of the charged particle beam P using, for example, an electromagnet. The four-direction slits 14 and 30 perform beam shaping of the charged particle beam P by cutting off the end beam.

90度偏向電磁石22は、荷電粒子線Pの進行方向を90度偏向するものである。なお、90度偏向電磁石22には、切替部42が設けられており、切替部42によって荷電粒子線Pを正規の軌道から外してビームダンプ44に導くことが可能になっている。ビームダンプ44は、治療前などにおいて荷電粒子線Pの出力確認を行う。   The 90-degree deflecting electromagnet 22 deflects the traveling direction of the charged particle beam P by 90 degrees. The 90-degree deflection electromagnet 22 is provided with a switching unit 42, and the switching unit 42 can remove the charged particle beam P from the normal trajectory and guide it to the beam dump 44. The beam dump 44 confirms the output of the charged particle beam P before treatment or the like.

電流モニタ32は、ターゲットXに照射される荷電粒子線Pの電流値(つまり、電荷,照射線量率)をリアルタイムで測定するものである。電流モニタ32は、荷電粒子線Pに影響を与えずに電流測定可能な非破壊型のDCCT(DC Current Transformer)が用いられている。この電流モニタ32には、コントローラ100が接続されている。なお、「線量率」とは、単位時間当たりの線量を意味する(以下、同じ)。   The current monitor 32 measures the current value (that is, charge, irradiation dose rate) of the charged particle beam P irradiated to the target X in real time. As the current monitor 32, a non-destructive DCCT (DC Current Transformer) capable of measuring current without affecting the charged particle beam P is used. A controller 100 is connected to the current monitor 32. “Dose rate” means a dose per unit time (the same applies hereinafter).

コントローラ100は、制御部102、表示部104、および、ビーム調整部106を含んで構成されている。   The controller 100 includes a control unit 102, a display unit 104, and a beam adjustment unit 106.

制御部102は、電流モニタ32により測定された荷電粒子線Pの電流値から中性子線Nの照射線量を求め、該照射線量に基づき中性子線Nの照射線量を制御するものであり、例えばCPU、ROM及びRAM等により構成されている。   The control unit 102 obtains the irradiation dose of the neutron beam N from the current value of the charged particle beam P measured by the current monitor 32, and controls the irradiation dose of the neutron beam N based on the irradiation dose. A ROM, a RAM, and the like are included.

表示部104は、制御部102で求められた中性子線Nの照射線量を表示するものであり、例えばディスプレイやモニタが用いられている。   The display unit 104 displays the irradiation dose of the neutron beam N obtained by the control unit 102. For example, a display or a monitor is used.

ビーム調整部106は、後述の電流検出部60(図2参照)における電流の検出結果に基づいて、荷電粒子線Pのターゲットへの照射位置に係る異常を検出する異常検出部としての機能を有する。ビーム調整部106による検出の対象となる異常とは、荷電粒子線Pのビーム形状の異常、および、ビーム軸の軸ずれである。   The beam adjustment unit 106 has a function as an abnormality detection unit that detects an abnormality related to the irradiation position of the charged particle beam P to the target based on a current detection result in a current detection unit 60 (see FIG. 2) described later. . The abnormality to be detected by the beam adjusting unit 106 is an abnormality in the beam shape of the charged particle beam P and an axial deviation of the beam axis.

また、ビーム調整部106は、異常を検出した場合に、加速器10および加速器10から出射された荷電粒子線Pに係る調整を行う各部(水平型ステアリング12、4方向スリット14、水平垂直型ステアリング16、四重極電磁石18,19,20、90度偏向電磁石22、四重極電磁石24、水平垂直型ステアリング26、四重極電磁石28、4方向スリット30)の少なくとも一部を制御するビーム調整部としての機能を有する。ビーム調整部106による制御の対象となる加速器10および加速器10から出射された荷電粒子線Pに係る調整を行う各部(水平型ステアリング12、4方向スリット14、水平垂直型ステアリング16、四重極電磁石18,19,20、90度偏向電磁石22、四重極電磁石24、水平垂直型ステアリング26、四重極電磁石28、4方向スリット30)は、ビーム調整部106からの指示に基づいて、荷電粒子線Pの照射位置または形状を調整する。   Further, the beam adjusting unit 106 performs adjustment related to the accelerator 10 and the charged particle beam P emitted from the accelerator 10 when an abnormality is detected (horizontal steering 12, four-direction slit 14, horizontal vertical steering 16). , Quadrupole electromagnets 18, 19, 20, 90-degree deflecting electromagnet 22, quadrupole electromagnet 24, horizontal / vertical steering 26, quadrupole electromagnet 28, and four-directional slit 30). As a function. The accelerator 10 to be controlled by the beam adjusting unit 106 and each unit for performing adjustment related to the charged particle beam P emitted from the accelerator 10 (horizontal steering 12, four-way slit 14, horizontal / vertical steering 16, quadrupole electromagnet 18, 19, 20, 90 degree deflection electromagnet 22, quadrupole electromagnet 24, horizontal / vertical steering 26, quadrupole electromagnet 28, 4-direction slit 30) are charged particles based on instructions from the beam adjustment unit 106. The irradiation position or shape of the line P is adjusted.

ビーム調整部106は、例えばCPU、ROM及びRAM等により構成されている。なお、ビーム調整部106において検出された異常に係る情報やビームの調整に係る情報についても、表示部104に表示する構成としてもよい。   The beam adjustment unit 106 is configured by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Note that information related to the abnormality detected by the beam adjustment unit 106 and information related to beam adjustment may be displayed on the display unit 104.

荷電粒子線走査部34は、荷電粒子線Pを走査し、ターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射制御を行うものである。ここでの荷電粒子線走査部34は、例えば、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置や、荷電粒子線Pのビーム径等を制御する。荷電粒子線走査部34によって、荷電粒子線Pがウォブリング動作をすることにより、又は、荷電粒子線Pのビーム径が大きくされることにより、ターゲットX上での荷電粒子線Pの照射領域が広げられる。なお、ウォブリング動作とは、一定のビーム径の荷電粒子線Pのビーム軸を周期的に移動させ、この周期的な移動によってターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射面積を広げる動作をいう。   The charged particle beam scanning unit 34 scans the charged particle beam P and performs irradiation control of the charged particle beam P with respect to the target X. The charged particle beam scanning unit 34 here controls, for example, the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X, the beam diameter of the charged particle beam P, and the like. When the charged particle beam P is wobbled by the charged particle beam scanning unit 34 or the beam diameter of the charged particle beam P is increased, the irradiation region of the charged particle beam P on the target X is expanded. It is done. The wobbling operation refers to an operation of periodically moving the beam axis of the charged particle beam P having a constant beam diameter and expanding the irradiation area of the charged particle beam P to the target X by this periodic movement.

本実施形態では、荷電粒子線走査部34による荷電粒子線Pのウォブリング動作を後段の電流検出部60で検出することで、ビーム調整部106において荷電粒子線Pの異常の検出を行い、その結果に基づいてビームの調整に係る制御を行う。この点については後述する。   In the present embodiment, the charged particle beam P is detected by the beam adjustment unit 106 by detecting the wobbling operation of the charged particle beam P by the charged particle beam scanning unit 34 by the current detection unit 60 in the subsequent stage. Based on the above, control related to beam adjustment is performed. This point will be described later.

中性子線生成部36は、図2に示すように、荷電粒子線PをターゲットXに照射することにより中性子線Nを発生させ、該中性子線Nをコリメータ46を介して出射する。中性子線生成部36は、荷電粒子線Pを輸送するビーム輸送路48の下流端部に配設されたターゲットXと、ターゲットXで発生した中性子線Nを減速させる減速材50と、これらを覆うように設けられた遮蔽体52と、を含んで構成されている。   As shown in FIG. 2, the neutron beam generator 36 generates a neutron beam N by irradiating the target X with a charged particle beam P, and emits the neutron beam N through a collimator 46. The neutron beam generation unit 36 covers the target X disposed at the downstream end of the beam transport path 48 that transports the charged particle beam P, the moderator 50 that decelerates the neutron beam N generated by the target X, and these. And a shield 52 provided as described above.

ターゲットXは、荷電粒子線Pの照射を受けて中性子線Nを発生するものである。ここでのターゲットXは、例えば、ベリリウム(Be)により形成され、直径160mmの円板状を成している。減速材50は、中性子線Nのエネルギを減速させるものであり、例えば異なる複数の材料から成る積層構造とされている。遮蔽体52は、発生した中性子線N、及び当該中性子線Nの発生に伴って生じたガンマ線等を外部へ放出されないように遮蔽するものであり、床54に取り付けられている。なお、ターゲットXは固体(板状)に限られず、液体であってもよい。   The target X generates a neutron beam N when irradiated with the charged particle beam P. The target X here is made of beryllium (Be), for example, and has a disk shape with a diameter of 160 mm. The moderator 50 decelerates the energy of the neutron beam N, and has, for example, a laminated structure made of a plurality of different materials. The shield 52 shields the generated neutron beam N and gamma rays generated by the generation of the neutron beam N so as not to be emitted to the outside, and is attached to the floor 54. The target X is not limited to a solid (plate shape) and may be a liquid.

本実施形態に係る中性子捕捉療法装置1Aでは、図2に示すように、ビーム輸送路48の内部に、荷電粒子線Pの電流値を検出する電流検出部60を備える。電流検出部60は、ビーム輸送路48の内部において、荷電粒子線走査部34と中性子線生成部36との間の位置に配設されている。電流検出部60には、例えば配線を介してオシロスコープが接続されている。オシロスコープは、電流検出部60により検出された電流値に対応した波形を表示する。このオシロスコープの波形に基づいて、電流検出部60により検出された電流値が観測される。   As shown in FIG. 2, the neutron capture therapy apparatus 1 </ b> A according to the present embodiment includes a current detection unit 60 that detects the current value of the charged particle beam P inside the beam transport path 48. The current detection unit 60 is disposed at a position between the charged particle beam scanning unit 34 and the neutron beam generation unit 36 inside the beam transport path 48. For example, an oscilloscope is connected to the current detection unit 60 via a wiring. The oscilloscope displays a waveform corresponding to the current value detected by the current detector 60. Based on the waveform of the oscilloscope, the current value detected by the current detector 60 is observed.

電流検出部60は、上述のビーム調整部106に接続されている。ビーム調整部106は、電流検出部60により検出された荷電粒子線Pの電流値に基づいて、ビーム調整部として機能する各部に対して指示を行うことで、荷電粒子線Pの調整を制御する。なお、ビーム調整部106による具体的な制御方法については、後述する。   The current detection unit 60 is connected to the beam adjustment unit 106 described above. The beam adjustment unit 106 controls the adjustment of the charged particle beam P by giving an instruction to each unit functioning as the beam adjustment unit based on the current value of the charged particle beam P detected by the current detection unit 60. . A specific control method by the beam adjusting unit 106 will be described later.

次に、電流検出部60の構成について、図3及び図4を参照して詳細に説明する。図3は、図2に示す電流検出部60の概略構成を示す側断面図である。図4は、図3に示すIV-IV線に沿った横断面図である。図3及び図4に示すように、電流検出部60は、内壁48aに沿って、環状に形成されている。   Next, the configuration of the current detection unit 60 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a side sectional view showing a schematic configuration of the current detection unit 60 shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the current detection unit 60 is formed in an annular shape along the inner wall 48 a.

電流検出部60は、略一定の幅で、内壁48aの周方向に沿って延び、内壁48aの曲率と略同じ曲率で曲げられた外周面及び内周面を有している。電流検出部60は、ビーム輸送路48の軸方向から見て内壁48aの内側で輪状を呈している(図4参照)。本実施形態では内壁48aは円筒状の形状であるため、電流検出部60は、真円形に形成されている。電流検出部60は、ビーム輸送路48の径方向における中央側の領域には、高電流の荷電粒子線が通過する開口として開口部60aを有している。   The current detection unit 60 has a substantially constant width, extends along the circumferential direction of the inner wall 48a, and has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface that are bent with substantially the same curvature as the curvature of the inner wall 48a. The current detection unit 60 has a ring shape inside the inner wall 48a when viewed from the axial direction of the beam transport path 48 (see FIG. 4). In the present embodiment, since the inner wall 48a has a cylindrical shape, the current detection unit 60 is formed in a true circle. The current detection unit 60 has an opening 60 a as an opening through which a high-current charged particle beam passes in a central region in the radial direction of the beam transport path 48.

電流検出部60の内径は、例えば14〜17cmであり、電流検出部60の外径は、例えば16〜19cmである。電流検出部60は、ビーム輸送路48内において、例えばターゲットXから35cm程度離れた位置に配置されている。   The inner diameter of the current detection unit 60 is, for example, 14 to 17 cm, and the outer diameter of the current detection unit 60 is, for example, 16 to 19 cm. The current detector 60 is arranged in the beam transport path 48 at a position separated from the target X by, for example, about 35 cm.

電流検出部60は、荷電粒子線Pと接触することで、荷電粒子線Pの電流を検出する。電流検出部60は、導電性を有し、且つ熱に溶融し難い物質によって形成されている。例えば、電流検出部60は、グラファイト等の炭素材、又は純銅等によって形成されている。   The current detection unit 60 detects the current of the charged particle beam P by contacting the charged particle beam P. The current detection unit 60 is made of a material that is conductive and hardly melts into heat. For example, the current detection unit 60 is made of a carbon material such as graphite or pure copper.

図3に示すように、ビーム輸送路48の内部を通過する荷電粒子線Pの分布には、電流値(照射線量率)が大きい高電流領域R1と、電流値(照射線量率)が小さい低電流領域R2とが含まれている。低電流領域R2は、高電流領域R1の周囲を囲繞しており、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常な状態の場合において、高電流領域R1よりも内壁48aに近い領域である。   As shown in FIG. 3, the distribution of the charged particle beam P passing through the inside of the beam transport path 48 includes a high current region R1 having a large current value (irradiation dose rate) and a low current value (irradiation dose rate). Current region R2. The low current region R2 surrounds the periphery of the high current region R1, and is a region closer to the inner wall 48a than the high current region R1 when the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is normal.

高電流領域R1は、例えば1〜1.5mA程度の電流値の領域である。低電流領域R2は、例えば2〜3μA程度の電流値の領域である。すなわち、低電流領域R2は、高電流領域R1の電流値の例えば約0.2%程度の大きさの電流値の領域である。   The high current region R1 is a region having a current value of about 1 to 1.5 mA, for example. The low current region R2 is a region having a current value of, for example, about 2 to 3 μA. That is, the low current region R2 is a region having a current value of about 0.2% of the current value of the high current region R1, for example.

電流検出部60は、内壁48a側からビーム輸送路48の内部に向かって突出するように設置されている。すなわち、電流検出部60の内径は、少なくとも内壁48aの内径よりも小さく設定されていることにより、ビーム輸送路48へ電流検出部60が内周側へ張り出したような構成となる。これにより、電流検出部60の環状の端面が、荷電粒子線Pの検出面としてビーム輸送路48内に露出した状態で配置されるような構成となる。   The current detection unit 60 is installed so as to protrude from the inner wall 48 a side toward the inside of the beam transport path 48. That is, since the inner diameter of the current detection unit 60 is set to be smaller than at least the inner diameter of the inner wall 48a, the current detection unit 60 protrudes toward the inner circumference side of the beam transport path 48. As a result, the annular end surface of the current detection unit 60 is arranged in a state exposed in the beam transport path 48 as a detection surface of the charged particle beam P.

電流検出部60は、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常な状態において低電流領域R2の荷電粒子線Pが接触するように形成されている。電流検出部60は、低電流領域R2の荷電粒子線Pが接触することにより、当該荷電粒子線Pの微小な電流値を検出する。   The current detection unit 60 is formed so that the charged particle beam P in the low current region R2 is in contact with the charged particle beam P in a normal irradiation position with respect to the target X. The current detection unit 60 detects a minute current value of the charged particle beam P when the charged particle beam P in the low current region R2 comes into contact therewith.

例えば、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常な状態において荷電粒子線走査部34により荷電粒子線Pのビーム径が広げられている場合には、電流検出部60は、電流検出部60における周方向のどの位置でも常に低電流領域R2の荷電粒子線Pと接触するように形成されている。また、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常な状態において荷電粒子線走査部34により荷電粒子線Pがウォブリング動作をしている場合には、電流検出部60は、電流検出部60における周方向のいずれかの位置で低電流領域R2の荷電粒子線Pと接触するように形成されている。   For example, when the beam diameter of the charged particle beam P is widened by the charged particle beam scanning unit 34 in a state where the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is normal, the current detection unit 60 includes the current detection unit 60. Is formed so as to be always in contact with the charged particle beam P in the low current region R2. Further, when the charged particle beam P is wobbling by the charged particle beam scanning unit 34 in a state where the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is normal, the current detection unit 60 It is formed so as to be in contact with the charged particle beam P in the low current region R2 at any position in the circumferential direction.

電流検出部60は、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常な状態において高電流領域R1の荷電粒子線Pとは接しないように形成されている。荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常な状態において、高電流領域R1の荷電粒子線Pは、電流検出部60の開口部60a内を通過する。   The current detection unit 60 is formed so as not to contact the charged particle beam P in the high current region R1 when the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is normal. When the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is normal, the charged particle beam P in the high current region R1 passes through the opening 60a of the current detection unit 60.

続いて、電流検出部60の取付構造の一例について、図5を参照して説明する。図5は、図2に示す電流検出部60の取付構造の一例を示す側断面図である。図5に示すように、電流検出部60は、ビーム輸送路48の内壁48aに形成された突部48bに、絶縁部材5を介して取り付けられている。電流検出部60は、突部48bとの間に絶縁部材5を挟んだ状態で、ネジ3によって突部48bに取り付けられている。すなわち、電流検出部60は、ビーム輸送路48の内壁48aとは絶縁された状態で設置されている。電流検出部60と突部48bとの固定箇所は、ビーム輸送路48が延びている方向から見て、それぞれ間隔を空けて複数設けられている。なお、内壁48aと電流検出部60の外周面とは、内壁48aと電流検出部60とを絶縁するために離間している。   Next, an example of the mounting structure of the current detection unit 60 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a side sectional view showing an example of the mounting structure of the current detection unit 60 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the current detection unit 60 is attached to the protrusion 48 b formed on the inner wall 48 a of the beam transport path 48 via the insulating member 5. The current detection unit 60 is attached to the projection 48b with the screw 3 in a state where the insulating member 5 is sandwiched between the current detection unit 60 and the projection 48b. That is, the current detection unit 60 is installed in a state insulated from the inner wall 48 a of the beam transport path 48. A plurality of fixing points between the current detection unit 60 and the protrusion 48b are provided at intervals from each other when viewed from the direction in which the beam transport path 48 extends. The inner wall 48a and the outer peripheral surface of the current detection unit 60 are separated from each other in order to insulate the inner wall 48a and the current detection unit 60 from each other.

次に、電流検出部60により検出された電流値に基いたビーム調整部106による異常検出および検出結果に基づくビームの調整方法について詳細に説明する。   Next, an abnormality detection by the beam adjustment unit 106 based on the current value detected by the current detection unit 60 and a beam adjustment method based on the detection result will be described in detail.

ビーム調整部106は、図2に示すように、荷電粒子線走査部34におけるウォブリング動作に係る制御の情報と、電流検出部60において検出された情報と、に基づいて、ビームの形状および軸ずれに係る評価を行う。そして、その結果に基づいてビームの形状および軸に係る調整に係る制御を行う。   As shown in FIG. 2, the beam adjustment unit 106 determines the beam shape and the axis deviation based on the control information related to the wobbling operation in the charged particle beam scanning unit 34 and the information detected in the current detection unit 60. The evaluation concerning is performed. Based on the result, control related to adjustment related to the shape and axis of the beam is performed.

荷電粒子線走査部34による荷電粒子線Pのウォブリング動作に係る制御とは、一定のビーム径の荷電粒子線Pのビーム軸を周期的に移動させることで、ターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射位置を周期的に変化させる制御である。より具体的には、本来の荷電粒子線Pのビーム軸を中心とした所定の径の円形(真円形)の経路を荷電粒子線Pのビーム軸が周回するように、電磁石等を用いてビーム軸の制御を行っている。したがって、荷電粒子線Pは、ビーム軸が所定の周期Tで円形の経路を周回することで、周期的に照射位置が変更される。   The control related to the wobbling operation of the charged particle beam P by the charged particle beam scanning unit 34 means that the target X is irradiated with the charged particle beam P by periodically moving the beam axis of the charged particle beam P having a constant beam diameter. This control is to change the position periodically. More specifically, the beam is generated using an electromagnet or the like so that the beam axis of the charged particle beam P circulates in a circular (true circular) path having a predetermined diameter centered on the beam axis of the original charged particle beam P. The axis is controlled. Therefore, the irradiation position of the charged particle beam P is periodically changed as the beam axis goes around a circular path with a predetermined period T.

ビーム調整部106は、この荷電粒子線走査部34における荷電粒子線Pの照射位置の変更周期Tに係る情報を荷電粒子線走査部34から取得する。すなわち、ビーム調整部106は、荷電粒子線走査部34から、時刻tにおける荷電粒子線Pの照射位置の制御に係る情報を取得する。また、ビーム調整部106は、電流検出部60から、時刻tにおいて検出した電流値に係る情報を取得する。ビーム調整部106は、これらを組み合わせて、荷電粒子線Pの形状に異常があるかを評価する。   The beam adjusting unit 106 acquires information related to the change period T of the irradiation position of the charged particle beam P in the charged particle beam scanning unit 34 from the charged particle beam scanning unit 34. That is, the beam adjustment unit 106 acquires information related to the control of the irradiation position of the charged particle beam P at the time t from the charged particle beam scanning unit 34. Further, the beam adjustment unit 106 acquires information related to the current value detected at time t from the current detection unit 60. The beam adjusting unit 106 evaluates whether there is an abnormality in the shape of the charged particle beam P by combining these.

図6〜図9を参照しながら、具体的に説明する。   This will be specifically described with reference to FIGS.

荷電粒子線走査部34による荷電粒子線Pのビーム軸の周回経路は、本来のビーム軸である照射軸(荷電粒子線走査部34によるビーム軸の制御が無い場合のビーム軸)となるビーム輸送路の中心軸を中心とした円周経路となっている。荷電粒子線Pのビーム軸を中心とする荷電粒子線Pの照射位置も上記の周回経路に対応するものとなる。また、ターゲットXに対する照射位置が正常な荷電粒子線Pのビーム形状は真円となっている。したがって、ビーム形状およびビーム軸が正常である(すなわち、ビーム形状が真円形状であって、ビーム軸の軸ずれ等が発生していない)荷電粒子線Pを荷電粒子線走査部34によりウォブリング動作させた場合、荷電粒子線Pの外周形状は、ビーム輸送路の中心の本来のビーム軸を中心とする真円となるはずである。   The beam transport around the beam axis of the charged particle beam P by the charged particle beam scanning unit 34 is an irradiation axis that is the original beam axis (the beam axis when the beam axis is not controlled by the charged particle beam scanning unit 34). It is a circumferential path around the center axis of the road. The irradiation position of the charged particle beam P around the beam axis of the charged particle beam P also corresponds to the above-described circulation path. Further, the beam shape of the charged particle beam P having a normal irradiation position with respect to the target X is a perfect circle. Therefore, the charged particle beam scanning unit 34 performs a wobbling operation on the charged particle beam P having a normal beam shape and beam axis (that is, the beam shape is a perfect circle and the beam axis is not misaligned). In this case, the outer peripheral shape of the charged particle beam P should be a perfect circle centered on the original beam axis at the center of the beam transport path.

図6(A)は、ターゲットXに対する照射位置が正常状態にある荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合の荷電粒子線Pの照射範囲を示したものである。図6(B)は、正常な荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合に電流検出部60において検出される電流値Iの変化を示したものである。図6(A)および図6(B)に示す例では、荷電粒子線Pを上記の周回経路に沿って周期Tで右回りに周回させた状態を示している。図6(A)では、荷電粒子線Pのビーム軸の周回経路C1を模式的に示している(周回経路C1の径は、図6に示すよりも大きい場合もある)。時刻t=0では、荷電粒子線Pのビーム軸が、ビーム輸送路48の中心Cを中心とした周回経路C1のうち、中心Cに対して上方となる位置となるように荷電粒子線走査部34により制御されている。時刻t=T/4では、荷電粒子線Pのビーム軸が、ビーム輸送路48の中心Cを中心とした周回経路C1のうち、中心Cに対して右側となる位置となるように荷電粒子線走査部34により制御されている。また、時刻t=T/2では、荷電粒子線Pのビーム軸が、ビーム輸送路48の中心Cを中心とした周回経路C1のうち、中心Cに対して下方となる位置となるように荷電粒子線走査部34により制御されている。時刻t=3T/4では、荷電粒子線Pのビーム軸が、ビーム輸送路48の中心Cを中心とした周回経路C1のうち、中心Cに対して左側となる位置となるように荷電粒子線走査部34により制御されている。   FIG. 6A shows an irradiation range of the charged particle beam P when the charged particle beam P in which the irradiation position with respect to the target X is in a normal state is operated. FIG. 6B shows a change in the current value I detected by the current detector 60 when a normal charged particle beam P is subjected to a wobbling operation. In the example shown in FIGS. 6A and 6B, a state in which the charged particle beam P is rotated clockwise in the period T along the above-described circulation path is shown. In FIG. 6A, the circular path C1 of the beam axis of the charged particle beam P is schematically shown (the diameter of the circular path C1 may be larger than that shown in FIG. 6). At time t = 0, the charged particle beam scanning unit is configured such that the beam axis of the charged particle beam P is positioned above the center C in the circulation path C1 centering on the center C of the beam transport path 48. 34. At time t = T / 4, the charged particle beam P is such that the beam axis of the charged particle beam P is positioned on the right side with respect to the center C in the circulation path C1 centered on the center C of the beam transport path 48. It is controlled by the scanning unit 34. At time t = T / 2, the charged particle beam P is charged so that the beam axis of the charged particle beam P is positioned below the center C in the circulation path C1 centered on the center C of the beam transport path 48. It is controlled by the particle beam scanning unit 34. At time t = 3T / 4, the charged particle beam P is such that the beam axis of the charged particle beam P is positioned on the left side with respect to the center C in the circulation path C1 centered on the center C of the beam transport path 48. It is controlled by the scanning unit 34.

荷電粒子線Pのビーム軸を周回経路に沿って1周させることで荷電粒子線Pの照射位置を変化させた場合の荷電粒子線Pの外形Sは、ビーム輸送路48の中心Cを中心とした円形となる。この場合、周回経路に沿って周回する荷電粒子線Pの照射位置と、電流検出部60とが重なる位置が、荷電粒子線Pの照射位置に関わらず一定となっている。したがって、荷電粒子線Pのビーム軸が周回経路のどの位置にあったとしても、電流検出部60において検出される電流値は変わらない。したがって、図6(B)に示すように、時刻tが0〜Tに変化する間、電流検出部60において検出される電流値Iは一定となる。   The outer shape S of the charged particle beam P when the irradiation position of the charged particle beam P is changed by making the beam axis of the charged particle beam P one round along the circulation path is centered on the center C of the beam transport path 48. It becomes a round shape. In this case, the position where the irradiation position of the charged particle beam P that circulates along the circulation path and the current detection unit 60 overlap is constant regardless of the irradiation position of the charged particle beam P. Accordingly, the current value detected by the current detector 60 does not change regardless of the position of the beam axis of the charged particle beam P in the circuit path. Therefore, as shown in FIG. 6B, the current value I detected by the current detector 60 is constant while the time t changes from 0 to T.

次に、図7(A)に示すようにビーム形状が変化した場合を考える。図7(A)は、ビーム形状が扁平円形状となった荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合の荷電粒子線Pの照射範囲を示したものである。図7(B)は、上記の荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合に電流検出部60において検出される電流値Iの変化を示したものである。   Next, consider a case where the beam shape changes as shown in FIG. FIG. 7A shows an irradiation range of the charged particle beam P when the wobbling operation is performed on the charged particle beam P whose beam shape is a flat circular shape. FIG. 7B shows a change in the current value I detected by the current detector 60 when the charged particle beam P is subjected to a wobbling operation.

図7(A)に示すように、ビーム形状が真円と比較して横長に変形した変形状になったとする。この変形した荷電粒子線Pのビーム軸を周回経路に沿って1周させて荷電粒子線Pの照射位置を変化させた場合の荷電粒子線Pの外形Sは、ビーム形状と同様に、ビーム輸送路48の中心Cを中心とした横長の扁平円形状となる。この場合、周回経路に沿って周回する荷電粒子線Pの照射位置と、電流検出部60とが重なる領域の大きさが、荷電粒子線Pの照射位置に応じて変化する。   As shown in FIG. 7A, it is assumed that the beam shape is deformed to be horizontally long compared to a perfect circle. The outer shape S of the charged particle beam P when the irradiation position of the charged particle beam P is changed by making the beam axis of the deformed charged particle beam P one round along the circulation path is similar to the beam shape. It becomes a horizontally long flat circular shape centering on the center C of the road 48. In this case, the size of the region where the irradiation position of the charged particle beam P that circulates along the circulation path and the current detection unit 60 overlap changes according to the irradiation position of the charged particle beam P.

具体的には、図7(A)に示すように、t=T/4およびt=3T/4の近傍では、電流検出部60と荷電粒子線Pとが重なる面積が大きくなるため、図7(B)に示すように、電流検出部60が検出する電流値Iが大きくなり、t=T/4およびt=3T/4で最大となる。一方、t=T/2およびt=Tの近傍では、電流検出部60と荷電粒子線Pとが重なる面積が小さくなるため、電流検出部60が検出する電流値Iが小さくなり、t=T/2およびt=Tで最小となる。   Specifically, as shown in FIG. 7A, in the vicinity of t = T / 4 and t = 3T / 4, the area where the current detection unit 60 and the charged particle beam P overlap with each other increases. As shown in (B), the current value I detected by the current detector 60 increases, and becomes maximum at t = T / 4 and t = 3T / 4. On the other hand, in the vicinity of t = T / 2 and t = T, the area where the current detection unit 60 and the charged particle beam P overlap with each other is small, so the current value I detected by the current detection unit 60 is small, and t = T Minimum at / 2 and t = T.

このように、ビーム形状が真円から扁平円形状に変化した場合には、間隔をT/2として2つの電流値Iのピーク(点)が生じる。すなわち、周回軌道における周回の周期に対する1/2の周期で、最大値となる点(ピーク:極大点)が繰り返し出現する。ピークが生じる位置は、どの方向にビームの長辺が生じているかに応じて変化する。荷電粒子線Pのビーム軸が本来の位置からずれていない場合には、2つのピークにおける電流値Iの最大値は、図7(B)に示すように略同一となる。   Thus, when the beam shape changes from a perfect circle to a flat circle shape, two current value I peaks (points) occur with the interval being T / 2. That is, a point (peak: local maximum point) having a maximum value repeatedly appears in a half period of the orbital period in the orbit. The position where the peak occurs varies depending on in which direction the long side of the beam is generated. When the beam axis of the charged particle beam P is not shifted from the original position, the maximum values of the current values I at the two peaks are substantially the same as shown in FIG.

次に、荷電粒子線Pのビーム軸が本来のビーム軸の位置(ビーム輸送路48の中心C)からずれた(移動した)場合を考える。図8(A)は、ビーム軸がビーム輸送路48の中心から左へずれた状態の荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合の荷電粒子線Pの照射範囲を示したものである。図8(B)は、上記の荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合に電流検出部60において検出される電流値Iの変化を示したものである。   Next, consider a case where the beam axis of the charged particle beam P is deviated (moved) from the original position of the beam axis (center C of the beam transport path 48). FIG. 8A shows an irradiation range of the charged particle beam P when the charged particle beam P in which the beam axis is shifted to the left from the center of the beam transport path 48 is operated. FIG. 8B shows a change in the current value I detected by the current detection unit 60 when the charged particle beam P is subjected to a wobbling operation.

上記のように、荷電粒子線Pのビーム形状が変形しておらず、ビーム軸のみがビーム輸送路48の中心Cから左へ移動したとする。このビーム軸が本来の位置からずれている荷電粒子線Pのビーム軸を周回経路に沿って1周させて荷電粒子線Pの照射位置を変化させた場合の荷電粒子線Pの外形Sは、図8(A)に示すように、ビーム輸送路48の中心Cではなくずれた位置を中心とした真円形状となる。この場合、周回経路に沿って周回する荷電粒子線Pの照射位置と、電流検出部60とが重なる領域の大きさが、荷電粒子線Pの照射位置に応じて変化する。   As described above, it is assumed that the beam shape of the charged particle beam P is not deformed and only the beam axis has moved to the left from the center C of the beam transport path 48. The outer shape S of the charged particle beam P when the irradiation position of the charged particle beam P is changed by making the beam axis of the charged particle beam P whose beam axis is deviated from the original position one round along the circulation path is as follows: As shown in FIG. 8 (A), it becomes a perfect circle shape centered on a shifted position rather than the center C of the beam transport path 48. In this case, the size of the region where the irradiation position of the charged particle beam P that circulates along the circulation path and the current detection unit 60 overlap changes according to the irradiation position of the charged particle beam P.

具体的には、図8(A)に示すように、t=T/2〜Tの間で、電流検出部60と荷電粒子線Pとが重なる面積が大きくなるため、図8(B)に示すように、電流検出部60が検出する電流値Iが大きくなり、t=3T/4で最大となる。一方、0〜T/2の間は、電流検出部60と荷電粒子線Pとが重なる面積が小さくなるため、電流検出部60が検出する電流値Iが小さくなり、t=T/4で最小となる。   Specifically, as shown in FIG. 8A, since the area where the current detection unit 60 and the charged particle beam P overlap is increased between t = T / 2 and T, the pattern shown in FIG. As shown, the current value I detected by the current detector 60 increases and becomes maximum at t = 3T / 4. On the other hand, since the area where the current detection unit 60 and the charged particle beam P overlap is small between 0 and T / 2, the current value I detected by the current detection unit 60 is small, and is minimum at t = T / 4. It becomes.

このように、ビーム軸が本来の位置(ビーム輸送路48の中心C)からずれた場合には、ずれた方向に応じて、大きな1つの電流値Iの最大値の点(ピーク:極大点)が生じ、当該ピークに対して間隔T/2を空けて、最小値の点(下向きのピーク:極小点)が生じる。すなわち、周回軌道における周回の周期に対する1/2の周期で、最大値の点と最小値の点とが交互に出現する。ピークが生じる位置は、ビーム軸の軸ずれ方向に応じて変化する。また、軸ずれ量に応じてピークの大きさが変わる。   Thus, when the beam axis is deviated from the original position (center C of the beam transport path 48), the point of the maximum value of one large current value I (peak: local maximum point) according to the deviated direction. And a minimum point (downward peak: local minimum point) is generated with an interval T / 2 from the peak. In other words, the maximum value point and the minimum value point appear alternately in a half period of the orbital period in the orbit. The position where the peak occurs changes according to the axial deviation direction of the beam axis. Further, the peak size changes according to the amount of axial deviation.

次に、荷電粒子線Pのビーム形状が変形し、且つ、ビーム軸が本来のビーム軸の位置(ビーム輸送路48の中心C)からずれた(移動した)場合を考える。図9(A)は、ビーム形状が横長の扁平円形状となり、且つ、ビーム軸がビーム輸送路48の中心から右へずれた状態の荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合の荷電粒子線Pの照射範囲を示したものである。図9(B)は、上記の荷電粒子線Pをウォブリング動作させた場合に電流検出部60において検出される電流値Iの変化を示したものである。   Next, consider a case where the beam shape of the charged particle beam P is deformed and the beam axis is deviated (moved) from the original position of the beam axis (center C of the beam transport path 48). FIG. 9A shows a charged particle beam P when a wobbling operation is performed on the charged particle beam P in a state where the beam shape is a horizontally long flat circle shape and the beam axis is shifted to the right from the center of the beam transport path 48. The irradiation range is shown. FIG. 9B shows a change in the current value I detected by the current detection unit 60 when the charged particle beam P is subjected to a wobbling operation.

上記のように、荷電粒子線Pのビーム形状が変形しておらず、ビーム軸のみがビーム輸送路48の中心Cから左へ移動したとする。このビーム形状が変形し、ビーム軸が本来の位置からずれている荷電粒子線Pのビーム軸を周回経路に沿って1周させて荷電粒子線Pの照射位置を変化させた場合の荷電粒子線Pの外形Sは、図9(A)に示すように、ビーム輸送路48の中心Cではなくずれた位置を中心とした扁平円形状となる。この場合、周回経路に沿って周回する荷電粒子線Pの照射位置と、電流検出部60とが重なる領域の大きさが、荷電粒子線Pの照射位置に応じて変化する。   As described above, it is assumed that the beam shape of the charged particle beam P is not deformed and only the beam axis has moved to the left from the center C of the beam transport path 48. Charged particle beam when the beam shape is deformed and the irradiation position of the charged particle beam P is changed by rotating the beam axis of the charged particle beam P whose beam axis is deviated from the original position along the circuit path. As shown in FIG. 9A, the outer shape S of P has a flat circular shape centered on a shifted position, not the center C of the beam transport path 48. In this case, the size of the region where the irradiation position of the charged particle beam P that circulates along the circulation path and the current detection unit 60 overlap changes according to the irradiation position of the charged particle beam P.

具体的には、図9(A)に示すように、t=0〜T/2の間で、電流検出部60と荷電粒子線Pとが重なる面積が大きくなるため、図9(B)に示すように、電流検出部60が検出する電流値Iが大きくなり、t=T/2で最大となる。一方、T/2〜Tの間は、電流検出部60と荷電粒子線Pとが重なる面積が小さくなるため、電流検出部60が検出する電流値Iが小さくなる。ただし、ビームの形状が扁平となっているため、t=3T/4においても、小さなピークが形成される。   Specifically, as shown in FIG. 9A, since the area where the current detection unit 60 and the charged particle beam P overlap is large between t = 0 and T / 2, FIG. As shown, the current value I detected by the current detector 60 increases and becomes maximum at t = T / 2. On the other hand, since the area where the current detection unit 60 and the charged particle beam P overlap is small between T / 2 and T, the current value I detected by the current detection unit 60 is small. However, since the shape of the beam is flat, a small peak is formed even at t = 3T / 4.

このように、ビーム形状が扁平となり、且つ、ビーム軸が本来の位置(ビーム輸送路48の中心C)からずれた場合には、図7および図8で説明した電流値Iの変化を組み合わせた状態となる。   As described above, when the beam shape is flat and the beam axis is deviated from the original position (center C of the beam transport path 48), the change in the current value I described in FIGS. 7 and 8 is combined. It becomes a state.

ビーム調整部106では、上記のように時刻tにおける電流値Iの変化から、ビーム形状の変化およびビーム軸のずれを検出する。また、上記したようにビームの形状がどのように変化しているか、および、ビーム軸がどのようにずれているかについても、電流値Iの変化から求めることができる。したがって、ビーム調整部106は、荷電粒子線Pの異常を特定し、その異常を修正するための調整を行う。   The beam adjusting unit 106 detects a change in the beam shape and a deviation of the beam axis from the change in the current value I at time t as described above. Further, as described above, how the beam shape is changed and how the beam axis is deviated can also be obtained from the change in the current value I. Therefore, the beam adjusting unit 106 identifies an abnormality of the charged particle beam P and performs adjustment for correcting the abnormality.

図10および図11を参照しながら、ビーム調整部106において荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置の異常の有無の特定および荷電粒子線Pの調整に係る具体的な手順について説明する。図10は、ターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射位置の異常の有無およびその具体的な内容を特定する(異常を検出する)ためのフロー図である。図11は、ターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射位置の異常を特定する際の電流値Iの変化を分析する方法について説明する図である。ビーム調整部106は、荷電粒子線走査部34におけるウォブリング動作に係る情報(時刻tにおいてビーム位置をどの方向に移動させているかを特定する情報)を保持し、電流検出部60から時刻tにおける電流値Iの検出情報を取得する、とする。本実施形態では、図6〜図9に示したように、荷電粒子線Pのビーム軸の中心がt=0に周回経路C1の最上位にあるとして、右回りで周回経路C1を周期Tで1周するように荷電粒子線走査部34がウォブリング動作を制御する場合について説明する。なお、図10に示すフロー図は一例であり、図10に示す手順に限定されるものではない。   With reference to FIG. 10 and FIG. 11, a specific procedure for specifying whether there is an abnormality in the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X in the beam adjusting unit 106 and adjusting the charged particle beam P will be described. FIG. 10 is a flow chart for specifying the presence / absence of abnormality of the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X and the specific content thereof (detecting the abnormality). FIG. 11 is a diagram for explaining a method for analyzing a change in the current value I when an abnormality in the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is specified. The beam adjustment unit 106 holds information related to the wobbling operation in the charged particle beam scanning unit 34 (information specifying in which direction the beam position is moved at time t), and the current detection unit 60 supplies the current at time t. It is assumed that detection information of value I is acquired. In the present embodiment, as shown in FIGS. 6 to 9, assuming that the center of the beam axis of the charged particle beam P is at the top of the circulation path C1 at t = 0, the circulation path C1 is rotated clockwise with the period T. A case where the charged particle beam scanning unit 34 controls the wobbling operation so as to make one round will be described. Note that the flowchart shown in FIG. 10 is an example, and is not limited to the procedure shown in FIG.

まず、ビーム調整部106では、t=0(またはそのN周期後)からの1周期に係る電流値Iの変化に係る情報を取得する。そして、1周期間の電流値Iに変化があり、最大値のピーク(極大点)が存在するか否かを確認する(S01)。ピークが存在しない場合(S01−NO)は、荷電粒子線Pに異常がないため、荷電粒子線Pに係る制御は行わない。一方、ピークが存在する場合(S01−YES)は、荷電粒子線Pに何らかの異常があるため、電流値Iに係るデータの解析を行う。   First, the beam adjustment unit 106 acquires information related to a change in the current value I related to one cycle from t = 0 (or after N cycles). Then, it is confirmed whether or not there is a change in the current value I during one cycle and there is a maximum peak (maximum point) (S01). When there is no peak (S01-NO), since there is no abnormality in the charged particle beam P, the control related to the charged particle beam P is not performed. On the other hand, when there is a peak (S01-YES), since there is some abnormality in the charged particle beam P, data relating to the current value I is analyzed.

まず、1周期T分の電流値Iを解析して、2つの領域のピーク値を得る(S02)。具体的には、図11(A)に示すように、1周期T分(時刻t=0〜T)の電流値Iに係るデータを2つの時間帯A,Bに分割する。時間帯Aは、t=0〜3T/8,7T/8〜T(t=−T/8〜3T/8に対応)であり、時間帯Bは、t=3T/8〜7T/8である。時間帯A,BのいずれもT/2の時間幅を有するデータとなる。電流値Iに係るデータを2つの時間帯A,Bに分割した後、各時間帯での電流値Iのピーク(極大点)を特定し、各ピークでの電流値IをそれぞれI,Iとする。 First, the current value I for one cycle T is analyzed to obtain peak values in two regions (S02). Specifically, as shown in FIG. 11A, data relating to the current value I for one period T (time t = 0 to T) is divided into two time zones A and B. The time zone A is t = 0 to 3T / 8, 7T / 8 to T (corresponding to t = −T / 8 to 3T / 8), and the time zone B is t = 3T / 8 to 7T / 8. is there. Both time zones A and B are data having a time width of T / 2. After the data related to the current value I is divided into two time zones A and B, the peak (maximum point) of the current value I in each time zone is specified, and the current value I at each peak is set to I A , I B.

ここで、ビーム調整部106では、I=Iであるかを判定する(S03)。I=Iである場合(S03−YES)には、電流値Iの変化には最大値の点(ピーク)が存在するが、2つの時間帯A,Bにおけるピーク値が同じであるため、図7に示す例と同様にピーク形状に異常が発生すると判定する。 Here, the beam adjustment unit 106 determines whether I A = I B (S03). When I A = I B (S03-YES), there is a maximum point (peak) in the change in the current value I, but the peak values in the two time zones A and B are the same. As in the example shown in FIG. 7, it is determined that an abnormality occurs in the peak shape.

そこで、ピーク形状の異常が具体的にどのように生じているかを判定するためにさらなるデータ解析を行う(S04)。具体的には、図11(B)に示すように、2つの時間帯A,Bの電流値Iに係るデータをそれぞれ2つに分割し、時間帯1,2,3,4とする。時間帯1は、t=0〜T/8,7T/8〜T(t=−T/8〜T/8に対応)であり、時間帯2は、t=T/8〜3T/8である。また、時間帯3は、t=3T/8〜〜5T/8であり、時間帯4は、t=5T/8〜7T/8である。時間帯1〜4のいずれもT/4の時間幅を有するデータとなる。電流値Iに係るデータを4つの時間帯1〜4に分割した後、各時間帯での電流値Iのピーク(極大点)を特定し、各ピークでの電流値IをそれぞれI,I,I,Iとする。 Therefore, further data analysis is performed to determine how the peak shape abnormality is specifically occurring (S04). Specifically, as shown in FIG. 11 (B), the data related to the current value I in the two time zones A and B are divided into two to be time zones 1, 2, 3, and 4, respectively. Time zone 1 is t = 0 to T / 8, 7T / 8 to T (corresponding to t = −T / 8 to T / 8), and time zone 2 is t = T / 8 to 3T / 8. is there. The time zone 3 is t = 3T / 8 to 5T / 8, and the time zone 4 is t = 5T / 8 to 7T / 8. All of the time zones 1 to 4 are data having a time width of T / 4. After the data related to the current value I is divided into four time zones 1 to 4, the peak (maximum point) of the current value I in each time zone is specified, and the current value I at each peak is set to I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 .

ここで、ビーム調整部106では、I>Iであるかを判定する(S05)。I>Iである場合(S05−YES)には、ビーム形状が縦長に変形している扁平円形状であると判定し、ピーク値Iに応じて変形要素の調整を行う(S06)。一方、I>Iではない場合(S05−NO)には、ビーム形状が横長に変形している扁平円形状であると判定し、ピーク値Iに応じて変形要素の調整を行う(S07)。 Here, the beam adjustment unit 106 determines whether I 1 > I 2 (S05). When I 1 > I 2 (S05-YES), it is determined that the beam shape is a flat circular shape deformed vertically and the deformation element is adjusted according to the peak value I 1 (S06). . On the other hand, if I 1 > I 2 is not satisfied (S05-NO), it is determined that the beam shape is a flat circular shape deformed horizontally, and the deformation element is adjusted according to the peak value I 2 ( S07).

なお、扁平円形状となっている場合には、ビーム調整部106は、例えば、四重極電磁石18,19,20,24,28等に対してビーム形状の調整に係る制御を行う。また、加速器10に対してビームの形状の調整に係る制御を行う場合も考えられる。ビーム調整部106では、ビーム形状の変形に影響すると想定される電磁石または加速器10等の情報を予め保持しておき、どのような異常が発生しているかおよびその異常の大きさ(例えば、変形量)等に応じて、荷電粒子線走査部34よりも前段の各部を制御することでビーム形状の補正を行う。   In the case of a flat circular shape, the beam adjustment unit 106 performs control related to the adjustment of the beam shape with respect to the quadrupole electromagnets 18, 19, 20, 24, 28, and the like, for example. A case where the control related to the adjustment of the beam shape is performed on the accelerator 10 is also conceivable. The beam adjusting unit 106 stores in advance information on the electromagnet or the accelerator 10 that is assumed to affect the deformation of the beam shape, and what kind of abnormality has occurred and the magnitude of the abnormality (for example, the deformation amount). ) And the like, the beam shape is corrected by controlling the respective units preceding the charged particle beam scanning unit 34.

次に、ビーム調整部106では、I=Iであるかを判定した(S03)結果、I=Iではない場合(S03−NO)には、2つの時間帯A,Bにおける電流値Iのピーク値(最大値)が同じではないため、ビーム軸に異常が発生すると判定する。 Then, the beam adjuster 106, determines whether the I A = I B (S03) the result, if not the I A = I B (S03- NO), 2 single time zone A, the current in the B Since the peak value (maximum value) of the value I is not the same, it is determined that an abnormality occurs in the beam axis.

そこで、ビーム軸の異常が具体的にどのように生じているかを判定するためにさらなるデータ解析を行う(S08)。具体的には、図11(B)に示すように、2つの時間帯A,Bの電流値Iに係るデータをそれぞれ2つに分割し、時間帯1,2,3,4とする。時間帯1は、t=0〜T/8,7T/8〜T(t=−T/8〜1T/8に対応)であり、時間帯2は、t=T/8〜3T/8である。また、時間帯3は、t=3T/8〜〜5T/8であり、時間帯4は、t=5T/8〜7T/8である。時間帯1〜4のいずれもT/4の時間幅を有するデータとなる。電流値Iに係るデータを4つの時間帯1〜4に分割した後、各時間帯での電流値Iのピーク(極大点)を特定し、各ピークでの電流値IをそれぞれI,I,I,Iとする。 Therefore, further data analysis is performed in order to determine how the beam axis abnormality is specifically occurring (S08). Specifically, as shown in FIG. 11 (B), the data related to the current value I in the two time zones A and B are divided into two to be time zones 1, 2, 3, and 4, respectively. Time zone 1 is t = 0 to T / 8, 7T / 8 to T (corresponding to t = −T / 8 to 1T / 8), and time zone 2 is t = T / 8 to 3T / 8. is there. The time zone 3 is t = 3T / 8 to 5T / 8, and the time zone 4 is t = 5T / 8 to 7T / 8. All of the time zones 1 to 4 are data having a time width of T / 4. After the data related to the current value I is divided into four time zones 1 to 4, the peak (maximum point) of the current value I in each time zone is specified, and the current value I at each peak is set to I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 .

ここで、ビーム調整部106では、I>Iであるかを判定する(S09)。I>Iではない場合(S05−NO)には、ビーム軸は左右方向に偏りが生じている(左右の何れかにずれている)と判断する(S10)。そして、左右のどちらにずれているかを判定するために、I>Iであるかを判定する(S11)。I>Iではない場合(S11−NO)には、ビーム軸がI側(t=3T/4側)、すなわち左側に偏っていると判定し、ピーク値Iに応じて変形要素の調整を行う(S12)。一方、I>Iである場合(S11−YES)には、ビーム軸がI側(t=T/4側)、すなわち右側に偏っていると判定し、ピーク値Iに応じて変形要素の調整を行う(S13)。 Here, the beam adjustment unit 106 determines whether I 1 > I 2 (S09). If I 1 > I 2 is not satisfied (S05-NO), it is determined that the beam axis is biased in the left-right direction (shifted to either the left or right) (S10). Then, in order to determine whether it is shifted to the left or right, it is determined whether I 2 > I 4 (S11). When I 2 > I 4 is not satisfied (S11-NO), it is determined that the beam axis is biased to the I 4 side (t = 3T / 4 side), that is, the left side, and the deformation element is determined according to the peak value I 4. (S12). On the other hand, when I 2 > I 4 (S11-YES), it is determined that the beam axis is biased to the I 2 side (t = T / 4 side), that is, the right side, and the peak value I 2 is determined. The deformation element is adjusted (S13).

次に、ビーム調整部106において、I>Iであるか判定した(S09)結果、I>Iである場合(S05−YES)には、電流値Iからビーム軸は上下方向に偏りが生じている(上下の何れかにずれている)と判断する(S14)。そして、上下のどちらにずれているかを判定するために、I>Iであるかを判定する(S15)。I>Iではない場合(S15−NO)には、電流値Iに基づいてビーム軸がI側(t=T/2側)、すなわち下側に偏っていると判定し、ピーク値Iに応じて変形要素の調整を行う(S16)。一方、I>Iである場合(S15−YES)には、電流値Iに基づいてビーム軸がI側(t=0側)、すなわち上側に偏っていると判定し、ピーク値Iに応じて変形要素の調整を行う(S17)。 Next, the beam adjustment unit 106 determines whether or not I 1 > I 2 (S09). If I 1 > I 2 (S05-YES), the beam axis is moved vertically from the current value I. It is determined that there is a bias (shifted up or down) (S14). Then, in order to determine whether the deviation above or below, and determines whether the I 1> I 3 (S15) . When I 1 > I 3 is not satisfied (S15-NO), it is determined that the beam axis is biased to the I 3 side (t = T / 2 side), that is, the lower side based on the current value I, and the peak value adjusting the deformation element according to I 3 (S16). On the other hand, if I 1 > I 3 (S15—YES), it is determined that the beam axis is biased to the I 1 side (t = 0 side), that is, the upper side based on the current value I, and the peak value I The deformation element is adjusted according to 1 (S17).

なお、ビーム軸の位置にずれが生じている場合には、ビーム調整部106は、例えば、水平型ステアリング12、水平垂直型ステアリング16,26等に対してビーム軸の調整に係る制御を行う。また、加速器10に対してビームの軸の調整に係る制御を行う場合も考えられる。ビーム調整部106では、ビーム軸の移動に影響すると想定されるステアリングまたは加速器10等の情報を予め保持しておき、どのような異常が発生しているかおよびその異常の大きさ(例えば、軸ずれ量)等に応じて、荷電粒子線走査部34よりも前段の各部を制御することでビーム軸の位置の補正を行う。   If there is a deviation in the position of the beam axis, the beam adjustment unit 106 performs control related to the adjustment of the beam axis, for example, with respect to the horizontal steering 12, the horizontal / vertical steering 16, 26, and the like. Further, a case where the control related to the adjustment of the beam axis is performed on the accelerator 10 can be considered. The beam adjustment unit 106 stores in advance information such as the steering or the accelerator 10 that is assumed to affect the movement of the beam axis, and what kind of abnormality has occurred and the magnitude of the abnormality (for example, an axis shift). The position of the beam axis is corrected by controlling each part of the stage prior to the charged particle beam scanning unit 34 according to the amount).

なお、一連の処理(S01〜S17)は、繰り返し行われる。したがって、ビーム形状およびビーム軸の両方に異常がある場合には、例えば、最初のビームに係る分析および補正により、上記の上下方向または左右方向のビーム軸の軸ずれの補正(S12,S13,S16,S17)により、軸ずれは補正される。補正後は、軸ずれに係る異常は解消されるが、ビーム形状に係る異常は依然として残っていると考えられる。そこで、ビーム形状の異常のみを検出(S03−YES)することになり、ビーム形状に係る調整を行うことができる。このように、一連の処理(S01〜S17)を繰り返すことで、ビーム形状およびビーム軸の調整を行うことができる。   A series of processes (S01 to S17) are repeatedly performed. Therefore, when there is an abnormality in both the beam shape and the beam axis, for example, correction of the above-described vertical or horizontal beam axis misalignment (S12, S13, S16) by analysis and correction related to the first beam. , S17), the axis deviation is corrected. After the correction, the abnormality related to the axis deviation is resolved, but it is considered that the abnormality related to the beam shape still remains. Therefore, only an abnormality in the beam shape is detected (S03-YES), and adjustment related to the beam shape can be performed. In this way, the beam shape and the beam axis can be adjusted by repeating a series of processes (S01 to S17).

以上のように、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置1Aによれば、荷電粒子線走査部34により周回軌道において荷電粒子線Pを所定の周期Tで走査した際に、電流検出部60で検出される電流値Iの変化に基づいて荷電粒子線PのターゲットXへの照射位置に係る異常を異常検出部としてのビーム調整部106において検出し、その結果に基づいてビーム調整部106により荷電粒子線の位置又は形状が調整される。このように、荷電粒子線Pの異常が検出されてその結果に基づいて荷電粒子線の調整が行われるため、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常かどうかを検出し、異常であることを検出した場合に復帰させることが可能となる。   As described above, according to the neutron capture therapy apparatus 1A according to the present embodiment, when the charged particle beam P is scanned at a predetermined period T in the orbit by the charged particle beam scanning unit 34, the current detection unit 60 detects the charged particle beam P. The beam adjustment unit 106 as an abnormality detection unit detects an abnormality related to the irradiation position of the charged particle beam P on the target X based on the change in the current value I, and the beam adjustment unit 106 detects the charged particle based on the result. The position or shape of the line is adjusted. As described above, since the abnormality of the charged particle beam P is detected and the charged particle beam is adjusted based on the result, whether or not the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is normal is detected. When this is detected, it can be restored.

また、異常検出部としてのビーム調整部106では、電流検出部60で検出される電流値Iが周期的に変化し、且つ、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で電流値Iの最大値となる点(極大点)が存在する場合に、荷電粒子線Pの形状に異常があると判断する構成とする。このような構成とすることで、荷電粒子線の形状の異常をビーム調整部106(異常検出部)において適切に検出し、その結果に基づいてビーム調整部106による形状の調整を適切に行うことができる。   Further, in the beam adjustment unit 106 serving as the abnormality detection unit, the current value I detected by the current detection unit 60 changes periodically, and the current has a period ½ of the period in one cycle. When there is a point (maximum point) having the maximum value I, it is determined that there is an abnormality in the shape of the charged particle beam P. By adopting such a configuration, abnormality in the shape of the charged particle beam is appropriately detected by the beam adjustment unit 106 (abnormality detection unit), and the shape adjustment by the beam adjustment unit 106 is appropriately performed based on the result. Can do.

また、異常検出部としてのビーム調整部106では、電流検出部60で検出される電流値Iが周期的に変化し、且つ、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で電流値Iの最大値となる点(極大点)と、電流値Iの最小値となる点(極小点)と、が存在する場合に、荷電粒子線Pの位置に異常があると判断する。このような構成とすることで、荷電粒子線の位置の異常をビーム調整部106(異常検出部)において適切に検出し、その結果に基づいてビーム調整部106による位置の調整を適切に行うことができる。   Further, in the beam adjustment unit 106 serving as the abnormality detection unit, the current value I detected by the current detection unit 60 changes periodically, and the current has a period ½ of the period in one cycle. If there is a point (maximum point) that is the maximum value I and a point (minimum point) that is the minimum value of the current value I, it is determined that the position of the charged particle beam P is abnormal. By adopting such a configuration, an abnormality in the position of the charged particle beam is appropriately detected by the beam adjustment unit 106 (abnormality detection unit), and the position adjustment by the beam adjustment unit 106 is appropriately performed based on the result. Can do.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る中性子捕捉療法装置の構成について説明する。本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the neutron capture therapy apparatus according to the second embodiment will be described. In the description of the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施形態に係る中性子捕捉療法装置1Bは、第1実施形態同様、加速器10と、ターゲットXと、ビーム輸送路48と、を備えている(図1参照)。この中性子捕捉療法装置1Bは、電流検出部を複数備えている点で、第1実施形態に係る中性子捕捉療法装置1Aとは異なる。以下、図12を参照して、本実施形態に係る電流検出部の構成を説明する。図12は、第2実施形態に係る中性子捕捉療法装置1Bが備える電流検出部の図4に対応した横断面図である。   Similar to the first embodiment, the neutron capture therapy apparatus 1B according to the present embodiment includes an accelerator 10, a target X, and a beam transport path 48 (see FIG. 1). This neutron capture therapy apparatus 1B is different from the neutron capture therapy apparatus 1A according to the first embodiment in that it includes a plurality of current detection units. Hereinafter, the configuration of the current detection unit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 of the current detection unit provided in the neutron capture therapy apparatus 1B according to the second embodiment.

図12に示すように、第2実施形態に係る中性子捕捉療法装置1Bは、例えば内壁48aに沿って4つの電流検出部61を備えている。電流検出部61は、環状となるように配置されている。隣接する電流検出部61の間は、それぞれ絶縁部材5によって絶縁されている。各電流検出部61は、それぞれで接触した低電流領域R2の荷電粒子線Pの電流値を検出する。   As shown in FIG. 12, the neutron capture therapy apparatus 1B according to the second embodiment includes, for example, four current detection units 61 along the inner wall 48a. The electric current detection part 61 is arrange | positioned so that it may become cyclic | annular. The adjacent current detectors 61 are insulated from each other by the insulating member 5. Each current detection unit 61 detects the current value of the charged particle beam P in the low current region R2 that is in contact therewith.

第2実施形態に係る中性子捕捉療法装置1Bでは、中性子捕捉療法装置1Aと同様に、荷電粒子線走査部34において荷電粒子線Pの照射位置を周期的に変化させた際に電流検出部61において検出された電流値Iに係る情報が異常検出部としてのビーム調整部106に送られ、ビーム調整部106において異常の有無に係る評価が行われる。   In the neutron capture therapy apparatus 1B according to the second embodiment, when the irradiation position of the charged particle beam P is periodically changed in the charged particle beam scanning unit 34, similarly to the neutron capture therapy apparatus 1A, in the current detection unit 61 Information related to the detected current value I is sent to a beam adjustment unit 106 as an abnormality detection unit, and the beam adjustment unit 106 evaluates whether there is an abnormality.

ただし、中性子捕捉療法装置1Aでは、ビーム調整部106において1つの電流検出部60からの電流値Iの変化を評価していたのに対して、中性子捕捉療法装置1Bでは、ビーム調整部106において複数の電流検出部61からの電流値Iの情報を組み合わせて、荷電粒子線Pの位置および形状に係る異常の有無が評価される。この場合に、中性子捕捉療法装置1Bでは、荷電粒子線走査部34からの情報は無くても、異常の有無に係る評価を行うことができる。   However, in the neutron capture therapy apparatus 1A, the beam adjustment unit 106 has evaluated the change in the current value I from one current detection unit 60, whereas in the neutron capture therapy apparatus 1B, the beam adjustment unit 106 has a plurality of changes. The presence / absence of an abnormality related to the position and shape of the charged particle beam P is evaluated by combining information on the current value I from the current detector 61. In this case, in the neutron capture therapy apparatus 1B, even if there is no information from the charged particle beam scanning unit 34, it is possible to evaluate whether there is an abnormality.

中性子捕捉療法装置1Bのように、複数の電流検出部61が環状に配置されている場合、荷電粒子線走査部34による荷電粒子線Pの走査が行われると、複数の電流検出部61のうち一部の電流検出部61に対してのみ荷電粒子線Pが照射される。また、複数の電流検出部61は互いに異なる位置に配置されている。したがって、ビーム調整部106では、荷電粒子線走査部34における走査の周期を把握しなくても、複数の電流検出部61からの電流値Iの情報に基づいて、荷電粒子線Pがどのように走査されているかを把握することができる。したがって、ターゲットXに対する荷電粒子線Pの照射位置に異常がある場合には、中性子捕捉療法装置1Bにおいても中性子捕捉療法装置1Aと同様にビーム調整部106において、荷電粒子線PのターゲットXへの照射位置に係る異常を異常検出部としてのビーム調整部106において検出し、その結果に基づいてビーム調整部106により荷電粒子線の位置又は形状が調整される。このように、荷電粒子線Pの異常が検出されてその結果に基づいて荷電粒子線の調整が行われるため、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常かどうかを検出し、異常であることを検出した場合に復帰させることが可能となる。   When the plurality of current detection units 61 are arranged in a ring shape as in the neutron capture therapy apparatus 1B, when the charged particle beam P is scanned by the charged particle beam scanning unit 34, among the plurality of current detection units 61 Only a part of the current detectors 61 are irradiated with the charged particle beam P. In addition, the plurality of current detection units 61 are arranged at different positions. Therefore, the beam adjustment unit 106 does not know the scanning period in the charged particle beam scanning unit 34, but how the charged particle beam P is based on the information of the current value I from the plurality of current detection units 61. It is possible to grasp whether the scanning is performed. Therefore, when there is an abnormality in the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X, also in the neutron capture therapy apparatus 1B, the beam adjustment unit 106 similarly applies the charged particle beam P to the target X as in the neutron capture therapy apparatus 1A. An abnormality related to the irradiation position is detected by the beam adjustment unit 106 as an abnormality detection unit, and the position or shape of the charged particle beam is adjusted by the beam adjustment unit 106 based on the result. As described above, since the abnormality of the charged particle beam P is detected and the charged particle beam is adjusted based on the result, whether or not the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is normal is detected. When this is detected, it can be restored.

なお、中性子捕捉療法装置1Bのビーム調整部106における異常の検出およびビームの調整に係る制御の具体的な手順は、中性子捕捉療法装置1Aと同様とすることができる。   In addition, the specific procedure of the control regarding abnormality detection and beam adjustment in the beam adjustment unit 106 of the neutron capture therapy apparatus 1B can be the same as that of the neutron capture therapy apparatus 1A.

また、複数の電流検出部61を配置する場合、例えば、4つの電流検出部61を環状に配置することで、荷電粒子線Pの位置又は形状の異常を適切に検出することができる。ただし、電流検出部61の数は4つより多くてもよい。その場合、荷電粒子線Pの位置又は形状の異常をより詳細に解析することができる。また、電流検出部61の数が少ない場合であっても、電流検出部61の配置や形状等を工夫することで、荷電粒子線Pの位置又は形状の異常の検出が可能となる。したがって、配置される電流検出部61の数は1以上であれば、特に限定されない。   Moreover, when arrange | positioning the several electric current detection part 61, the abnormality of the position or shape of the charged particle beam P can be detected appropriately by arrange | positioning the four electric current detection parts 61 cyclically | annularly, for example. However, the number of the current detection units 61 may be more than four. In that case, the abnormality of the position or shape of the charged particle beam P can be analyzed in more detail. Even when the number of the current detection units 61 is small, it is possible to detect an abnormality in the position or shape of the charged particle beam P by devising the arrangement and shape of the current detection unit 61. Therefore, the number of the current detection units 61 to be arranged is not particularly limited as long as it is 1 or more.

以上、本実施形態の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。   The preferred embodiments of the present embodiment have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention is not limited to the scope described in the claims and can be modified or applied to others. It may be what you did.

上記実施形態においてビーム輸送路48に設けられている電流検出部60,61は、情報の信頼性を高めるためにビーム輸送路48に沿って複数配置されていてもよい。   In the above embodiment, a plurality of current detectors 60 and 61 provided in the beam transport path 48 may be arranged along the beam transport path 48 in order to improve the reliability of information.

上記実施形態においては、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が異常状態である場合の制御をビーム調整部106により行うとしたが、これに限られない。例えば、中性子捕捉療法装置1A,1Bでは荷電粒子線Pの異常を検出すると共に、ビームを調整するために必要な情報(例えば、異常がどの程度発生しているかを示す情報)を出力する構成として、中性子捕捉療法装置1A,1Bの操作者が、荷電粒子線Pのビームの調整に係る電磁石の設定変更等の作業を行う構成としてもよい。   In the above embodiment, the beam adjustment unit 106 performs control when the irradiation position of the charged particle beam P with respect to the target X is in an abnormal state. However, the present invention is not limited to this. For example, the neutron capture therapy apparatus 1A, 1B detects an abnormality of the charged particle beam P and outputs information necessary for adjusting the beam (for example, information indicating how much abnormality has occurred). The operator of the neutron capture therapy devices 1A and 1B may perform a work such as changing the setting of the electromagnet related to the adjustment of the beam of the charged particle beam P.

上記実施形態においては、中性子捕捉療法装置1A,1Bについて述べたが、これに代えて、核破砕反応を利用した核変換装置であってもよい。核変換装置には、例えば放射性同位元素製造装置も含まれる。この場合、核変換装置は、中性子捕捉療法装置1A,1Bと同様に、荷電粒子線Pを出射する加速器10と、荷電粒子線Pの照射を受けて核破砕反応により種々の原子核又は中性子を発生させるターゲットXと、加速器10から出射された荷電粒子線Pを輸送するビーム輸送路48と、荷電粒子線Pの電流値を検出する電流検出部60と、を備え、電流検出部60は、ビーム輸送路48の内部に、内壁48aとは絶縁された状態で内壁48aに沿って設置されている。このような核変換装置においても、中性子捕捉療法装置1A,1Bと同様に、荷電粒子線Pの異常が検出されてその結果に基づいて荷電粒子線の調整が行われるため、荷電粒子線PのターゲットXに対する照射位置が正常かどうかを検出し、異常であることを検出した場合に復帰させることが可能となる。   In the said embodiment, although neutron capture therapy apparatus 1A, 1B was described, it replaced with this and the transmutation apparatus using a nuclear spallation reaction may be sufficient. The transmutation device includes, for example, a radioisotope production device. In this case, as in the neutron capture therapy apparatuses 1A and 1B, the transmutation apparatus generates various nuclei or neutrons by the fragmentation reaction upon receiving the charged particle beam P and the accelerator 10 that emits the charged particle beam P. A target X, a beam transport path 48 that transports the charged particle beam P emitted from the accelerator 10, and a current detector 60 that detects a current value of the charged particle beam P. The current detector 60 includes a beam Inside the transport path 48, it is installed along the inner wall 48a while being insulated from the inner wall 48a. In such a transmutation device, as in the neutron capture therapy devices 1A and 1B, an abnormality of the charged particle beam P is detected and the charged particle beam is adjusted based on the result. It is possible to detect whether or not the irradiation position with respect to the target X is normal, and to return when it is detected that the target X is abnormal.

1A,1B…中性子捕捉療法装置、10…加速器、48…ビーム輸送路、60,61…電流検出部、106…ビーム調整部、P…荷電粒子線、N…中性子線、X…ターゲット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B ... Neutron capture therapy apparatus, 10 ... Accelerator, 48 ... Beam transport path, 60, 61 ... Current detection part, 106 ... Beam adjustment part, P ... Charged particle beam, N ... Neutron beam, X ... Target.

Claims (5)

荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を発生させるターゲットと、
前記荷電粒子線を所定の周期で所定の周回軌道で走査して、前記ターゲットへの前記荷電粒子線の照射位置を変化させる荷電粒子線走査部と、
前記荷電粒子線走査部と前記ターゲットとの間に配置され、前記荷電粒子線の電流値を検出する、前記荷電粒子線の照射軸を中心とした環状の電流検出部と、
前記電流検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線走査部よりも前記加速器側での前記荷電粒子線の調整を行うビーム調整部と、
を有し、
前記異常検出部は、前記荷電粒子線走査部により前記荷電粒子線を走査した際に前記電流検出部で検出される電流値の変化に基づいて前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出し、
前記ビーム調整部は、前記異常検出部で検出した結果に基づき、前記荷電粒子線の位置又は形状を調整する、中性子捕捉療法装置。
An accelerator that emits a charged particle beam;
A target for generating a neutron beam upon irradiation with the charged particle beam;
A charged particle beam scanning unit that scans the charged particle beam in a predetermined orbit with a predetermined period and changes an irradiation position of the charged particle beam to the target; and
An annular current detection unit centered on an irradiation axis of the charged particle beam, which is disposed between the charged particle beam scanning unit and the target and detects a current value of the charged particle beam;
Based on the detection result in the current detection unit, an abnormality detection unit that detects an abnormality related to the irradiation position of the charged particle beam to the target; and
A beam adjusting unit that adjusts the charged particle beam on the accelerator side of the charged particle beam scanning unit based on the detection result in the abnormality detecting unit;
Have
The abnormality detection unit relates to an irradiation position of the charged particle beam to the target based on a change in a current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned by the charged particle beam scanning unit. Detect anomalies,
The beam adjustment unit is a neutron capture therapy apparatus that adjusts the position or shape of the charged particle beam based on a result detected by the abnormality detection unit.
前記異常検出部は、前記周回軌道において前記荷電粒子線を前記所定の周期で走査した際に、前記電流検出部で検出される前記電流値が周期的に変化し、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で前記電流値の最大値となる点が存在する場合に、前記荷電粒子線の形状に異常がある、と判断する、請求項1に記載の中性子捕捉療法装置。   The abnormality detection unit periodically changes the current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned at the predetermined cycle in the orbit, and the period is changed during one cycle. 2. The neutron capture therapy apparatus according to claim 1, wherein when there is a point that has a maximum value of the current value in a period of ½, the charged particle beam is determined to be abnormal. 前記異常検出部は、前記周回軌道において前記荷電粒子線を前記所定の周期で走査した際に、前記電流検出部で検出される前記電流値が周期的に変化し、一の周期中に当該周期に対して1/2の周期で前記電流値の最大値となる点と、前記電流値の最小値となる点と、が存在する場合に、前記荷電粒子線の位置に異常がある、と判断する、請求項1に記載の中性子捕捉療法装置。   The abnormality detection unit periodically changes the current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned at the predetermined cycle in the orbit, and the period is changed during one cycle. If there is a point where the current value becomes the maximum value and a point where the current value becomes the minimum value at a period ½ of the current value, it is determined that there is an abnormality in the position of the charged particle beam. The neutron capture therapy apparatus according to claim 1. 荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を発生させるターゲットと、
前記荷電粒子線を所定の周期で所定の周回軌道で走査して、前記ターゲットへの前記荷電粒子線の照射位置を変化させる荷電粒子線走査部と、
前記荷電粒子線走査部と前記ターゲットとの間に配置され、前記荷電粒子線の電流値を検出する、前記荷電粒子線の照射軸を中心とした環状となるように配置された1以上の電流検出部と、
前記電流検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線走査部よりも前記加速器側での前記荷電粒子線の調整を行うビーム調整部と、
を有し、
前記異常検出部は、前記荷電粒子線走査部により前記荷電粒子線を走査した際に前記1以上の電流検出部において検出した電流値に基づいて前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出し、
前記ビーム調整部は、前記異常検出部で検出した結果に基づき、前記荷電粒子線の位置又は形状を調整する、中性子捕捉療法装置。
An accelerator that emits a charged particle beam;
A target for generating a neutron beam upon irradiation with the charged particle beam;
A charged particle beam scanning unit that scans the charged particle beam in a predetermined orbit with a predetermined period and changes an irradiation position of the charged particle beam to the target; and
One or more currents arranged between the charged particle beam scanning unit and the target and arranged in an annular shape around the irradiation axis of the charged particle beam for detecting a current value of the charged particle beam A detection unit;
Based on the detection result in the current detection unit, an abnormality detection unit that detects an abnormality related to the irradiation position of the charged particle beam to the target; and
A beam adjusting unit that adjusts the charged particle beam on the accelerator side of the charged particle beam scanning unit based on the detection result in the abnormality detecting unit;
Have
The abnormality detection unit relates to an irradiation position of the charged particle beam to the target based on a current value detected by the one or more current detection units when the charged particle beam scanning unit scans the charged particle beam. Detect anomalies,
The beam adjustment unit is a neutron capture therapy apparatus that adjusts the position or shape of the charged particle beam based on a result detected by the abnormality detection unit.
荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線の照射を受けて中性子線を発生させるターゲットと、
前記荷電粒子線を所定の周期で所定の周回軌道で走査して、前記ターゲットへの前記荷電粒子線の照射位置を変化させる荷電粒子線走査部と、
前記荷電粒子線走査部と前記ターゲットとの間に配置され、前記荷電粒子線の電流値を検出する、前記荷電粒子線の照射軸を中心とした環状の電流検出部と、
前記電流検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部での検出結果に基づいて、前記荷電粒子線走査部よりも前記加速器側での前記荷電粒子線の調整を行うビーム調整部と、
を有し、
前記異常検出部は、前記荷電粒子線走査部により前記荷電粒子線を走査した際に前記電流検出部で検出される電流値の変化に基づいて前記荷電粒子線の前記ターゲットへの照射位置に係る異常を検出し、
前記ビーム調整部は、前記異常検出部で検出した結果に基づき、前記荷電粒子線の位置又は形状を調整する、核変換装置。
An accelerator that emits a charged particle beam;
A target for generating a neutron beam upon irradiation with the charged particle beam;
A charged particle beam scanning unit that scans the charged particle beam in a predetermined orbit with a predetermined period and changes an irradiation position of the charged particle beam to the target; and
An annular current detection unit centered on an irradiation axis of the charged particle beam, which is disposed between the charged particle beam scanning unit and the target and detects a current value of the charged particle beam;
Based on the detection result in the current detection unit, an abnormality detection unit that detects an abnormality related to the irradiation position of the charged particle beam to the target; and
A beam adjusting unit that adjusts the charged particle beam on the accelerator side of the charged particle beam scanning unit based on the detection result in the abnormality detecting unit;
Have
The abnormality detection unit relates to an irradiation position of the charged particle beam to the target based on a change in a current value detected by the current detection unit when the charged particle beam is scanned by the charged particle beam scanning unit. Detect anomalies,
The beam adjusting unit is a transmutation device that adjusts a position or a shape of the charged particle beam based on a result detected by the abnormality detection unit.
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