JP5409428B2 - 荷電粒子照射システム及び照射計画装置 - Google Patents
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Description
標的を一様に照射する。
エネルギーフィルタ26は楔形をしており、ブラッグピークと呼ばれる深さ方向のイオンビームの線量分布を緩やかにする。散乱体25は通過するイオンビームのビーム径を拡大する。モニタ22及び28はイオンビームの線量分布の平坦度,照射線量,ビーム位置,ビーム強度(ビーム電流値)を計測する。エネルギー吸収体27はビームエネルギーの微調整に使用する。コリメータ30はイオンビームの横方向の線量分布形状を照射標的の形に一致させ、ボーラス31は標的の形状に合わせて横方向の位置毎にイオンビームの飛程を調整する。
変化に関係する。
本実施例の荷電粒子照射システム(照射方法)によれば、一面照射の途中で照射を中断しないことにより横方向に一様な線量分布を形成し、エネルギーフィルタ26によるブラッグピークの緩和とリペイント照射によるブラッグピーク位置の揺らぎの減少により深さ方向に一様な線量分布を形成することができる。
照射標的52に所望の線量が照射されるように、エネルギー毎にイオンビームの電荷量を決定する。照射計画装置64は、決定したイオンビームのエネルギー情報及び各エネルギーでの電荷量の情報を記憶装置に記憶する。
次に、層Liを照射するのに必要となるトータルの電荷量(第2電荷量)を、ステップ104で求めた照射に必要なスピル数で割った値を、層Liに対して一スピルあたりに必要な電荷量とする。この一スピル当たりに必要な電荷量を出射時間で割りビーム電流値とする。このビーム電流値が、層Liに対してイオンビームを照射する際のビーム電流値となる。また、1スピルあたりの最大リペイント照射回数は、ステップ103で求めた1スピルあたりのリペイント照射回数とする。中央制御装置61は、ここで求めたビーム電流値とスピルあたりの最大リペイント照射回数を記憶装置に記憶する。本実施例のように最大リペイント照射回数を設定することで、照射中に電荷が不足して必要なビーム電流が得られないようなことが起きることを防ぐことができる。ある層Liに対するビーム電流値及び最大リペイント照射回数を記憶装置に記憶すると、ステップ106にて、中央制御装置61は、次のエネルギーに対応する層(Li+1)があるかを判断する。次の層があると判断した場合、中央制御装置61は、ステップ102にもとり、ステップ102からステップ105を実施して、層Li+1に対するビーム電流値及び最大リペイント照射回数を求める。以上の計算を全てのエネルギー(全ての層Li(i=1,2‥N))について実施し、ステップ106にて、次のエネルギーに相当する層がないと判断した場合、中央制御装置61は、ビーム電流値及び最大リペイント照射回数の計算を終了する。
また、散乱体25を使用することにより、横方向の単位距離あたりの線量変化は小さくなり照射対象の動きやイオンビームの位置が揺らぐ場合にも一様な分布を得易くなる。また、一面照射時間が短くなることで一定の時間内に可能なリペイント照射回数を増やすことができる。
2 ビーム輸送系
3 ライナック
4 シンクロトロン
5 高周波印加装置
6 加速装置
7 高周波印加電極
8 高周波電源
11 出射用デフレクタ
12 ビーム経路
14,18 四極電磁石
15,19,20 偏向電磁石
17 照射室
21 照射装置
22,28 モニタ
27,35 X線発生装置
23 Y軸走査電磁石
24 X軸走査電磁石
25 散乱体
26 エネルギーフィルタ
27 エネルギー吸収体
30 コリメータ
31 ボーラス
41 カウチ
51 照射対象
52 照射標的
60 制御システム
61 中央制御装置
62 加速器制御装置
63 照射制御装置
64 照射計画装置
65 照射対象監視制御装置
66 照射対象監視装置
Claims (11)
- 目標ビーム電流値を設定してイオンビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、
通過するイオンビームを走査する走査電磁石及び前記イオンビームによって形成されるブラックピークの深さ方向における幅を増大させるエネルギーフィルタを有し、前記イオンビームを照射対象に出射する照射装置と、
前記照射対象の位置を測定し、前記照射対象の移動によって時間変化する信号を出力する照射対象監視装置を備え、
前記エネルギーフィルタは、楔形の形状を有し、前記イオンビームのビーム軸に垂直な方向の位置でその厚みが異なるように前記照射装置内に配置され、
前記照射対象監視装置から出力される前記信号に基づいて、イオンビームの出射タイミングを決定し、前記イオンビームのエネルギーを順次変更して少なくともひとつのエネルギーでリペイント照射することを特徴とする荷電粒子照射システム。 - 前記照射対象監視装置は指定された範囲内に照射対象があるときゲート信号を出力し、前記出射タイミングの出射開始は照射対象監視装置が出力するゲート信号の開始により開始され、前記イオンビームの出射停止はゲート信号の終了後、単位照射終了により停止されることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射システム。
- 前記荷電粒子ビーム発生装置は、前記イオンビームを加速するシンクロトロンを備え、
前記シンクロトロンは、前記各エネルギーで照射に必要な電荷量,前記エネルギー毎に指定されたリペイント照射回数,前記照射対象監視装置から出力される前記信号が所定範囲にあるゲート時間の平均値,前記シンクロトロンの一運転周期あたりに出射可能な電荷量、及び一面照射時間に基づいて決定された前記目標ビーム電流値でイオンビームを出射することを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子照射システム。 - 前記荷電粒子ビーム発生装置は、前記イオンビームを加速するサイクロトロンを備え、
前記サイクロトロンは、前記各エネルギーで照射に必要な電荷量,前記エネルギー毎に指定されたリペイント照射回数,前記照射対象監視装置から出力される前記信号が所定範囲にあるゲート時間の平均値、及び一面照射時間に基づいて決定された前記目標ビーム電流値でイオンビームを出射することを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子照射システム。 - 前記照射装置は、通過するイオンビームの径を拡大する散乱体を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の荷電粒子照射システム。
- 前記走査電磁石は、前記イオンビームの進行方向に対して上流側に設置される第一走査電磁石と、前記第一走査電磁石の下流側に設置される第二走査電磁石を備え、
前記第一走査電磁石は、前記第二走査電磁石よりも短い時間で照射対象上の走査位置を変更することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の荷電粒子照射システム。 - 前記イオンビームの前記エネルギー毎に指定されたリペイント照射回数以上の回数でリペイント照射することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の荷電粒子照射システム。
- 前記走査電磁石はビーム出射中に走査を停止しないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の荷電粒子照射システム。
- 前記荷電粒子ビーム発生装置は、照射計画装置で決定した前記目標ビーム電流値に基づいて、エネルギー毎に前記イオンビームを出射することを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射システム。
- 前記シンクロトロンは、照射計画装置で決定した前記目標ビーム電流値で、前記エネルギー毎に前記イオンビームを出射することを特徴とする請求項3に記載の荷電粒子照射システム。
- 前記照射装置は、前記イオンビームのビーム軸に垂直な方向の線量分布を前記照射標的の形状に一致させるためのコリメータと、前記イオンビームのビーム軸に垂直な方向に前記イオンビームの飛程を調整するボーラスを備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の荷電粒子照射システム。
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