JP5641857B2 - 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 - Google Patents
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Description
射部の上流部分に設けられる2台の偏向電磁石を用いて、粒子線ビームをドーナツ状に走査させ、このドーナツ状に走査される粒子線ビームを散乱体に照射して、横方向照射野を拡大する方法である。
図1は本発明の実施の形態1における粒子線治療装置の概略構成図である。図2は粒子線照射装置を示す構成図であり、図3は粒子線照射装置の鳥瞰図である。図3(b)は図3(a)のAで示された部分を拡大した図である。粒子線治療装置51は、イオンビーム発生装置52と、イオンビーム輸送系59と、粒子線照射装置58a、58bとを備える。イオンビーム発生装置52は、イオン源(図示せず)と、前段加速器53と、シンクロトロン54とを有する。粒子線照射装置58bは回転ガントリー(図示せず)に設置される。粒子線照射装置58aは回転ガントリーを有しない治療室に設置される。イオンビーム輸送系59の役割はシンクロトロン54と粒子線照射装置58a、58bの連絡にある。イオンビーム輸送系59の一部は回転ガントリー(図示せず)に設置され、その部分には複数の偏向電磁石55a、55b、55cを有する。
ビーム1を偏向する偏向器2と、荷電粒子ビーム1がリッジフィルタ6の前記厚さ分布を通過するように偏向器2を制御する制御器を備えるので、リッジフィルタ6を駆動することに伴う騒音をなくし、患者に対して不快感や不安感を与えることなく、均一な線量分布を達成することができる。
図5は、本発明の実施の形態2における粒子線照射装置を示す構成図である。実施の形態1の粒子線照射装置とはペンシルビーム走査法で用いる照射系21を有する点で異なる。ペンシルビーム走査法で用いる照射系21は、横方向照射野拡大部20と、荷電粒子ビーム1の通過位置を検出する位置モニタ12a、12bと荷電粒子ビーム1の線量を検出する線量モニタ13を有する。横方向照射野拡大部20は、X方向スキャニング電磁石10とY方向スキャニング電磁石11と、X方向スキャニング電磁石10及びY方向スキャニング電磁石11への制御入力を出力するスキャニング電源(図示せず)を有する。X方向スキャニング電磁石10及びY方向スキャニング電磁石11は、ビーム走査手段である。深さ方向照射野拡大部14は、偏向電磁石2乃至4と、リッジフィルタ6と、図示しない制御器を有する。深さ方向照射野拡大部14は実施の形態1で説明した粒子線照射装置の構成である。
図6は、本発明の実施の形態3における粒子線照射装置を示す構成図である。実施の形
態2の粒子線照射装置とはワブラー法で用いる照射系23を有する点で異なる。ワブラー法で用いる照射系23は、横方向照射野拡大部22と、荷電粒子ビーム1の通過位置を検出する位置モニタ12a、12bと荷電粒子ビーム1の線量を検出する線量モニタ13を有する。横方向照射野拡大部22は、X方向ワブラー電磁石15とY方向ワブラー電磁石16と、X方向ワブラー電磁石15及びY方向ワブラー電磁石16への制御入力を出力するスキャニング電源(図示せず)を有する。X方向ワブラー電磁石15及びY方向ワブラー電磁石16は、ビーム走査手段である。図示しないが、散乱体、コリメータ、レンジシフタ、ボーラス等も配置される。
図7は、本発明の実施の形態4における粒子線照射装置を示す構成図である。実施の形態2の粒子線照射装置とは、ペンシルビーム走査法で用いる照射系24にX方向スキャニング電磁石10がない点で異なる。深さ方向照射野拡大部14の下流側の偏向電磁石4、5をペンシルビーム走査法で用いるX方向スキャニング電磁石としても用い、兼用したものである。この場合、偏向電磁石5はX方向スキャニング電磁石に相当し、偏向電磁石4はX方向スキャニング電磁石に導くように偏向するX方向下流側偏向器に相当する。
図8は、本発明の実施の形態5における粒子線照射装置を示す構成図である。実施の形態3の粒子線照射装置とは、ワブラー法で用いる照射系25にX方向ワブラー電磁石15がない点で異なる。深さ方向照射野拡大部14の下流側の偏向電磁石4、5をワブラー法で用いるX方向ワブラー電磁石としても用い、兼用したものである。この場合、偏向電磁石5はX方向ワブラー電磁石に相当し、偏向電磁石4はX方向ワブラー電磁石に導くように偏向するX方向下流側偏向器に相当する。
1b 荷電粒子ビーム 2 偏向電磁石
3 偏向電磁石 4 偏向電磁石
5 偏向電磁石 6 リッジフィルタ
7 ビーム軸 10 X方向スキャニング電磁石
11 Y方向スキャニング電磁石 15 X方向ワブラー電磁石
16 Y方向ワブラー電磁石 52 イオンビーム発生装置
54 シンクロトロン 58 粒子線照射装置
58a 粒子線照射装置 58b 粒子線照射装置
59 イオンビーム輸送系
Claims (12)
- 加速器により加速された荷電粒子ビームを照射対象に照射する粒子線照射装置であって、
前記荷電粒子ビームが通過する位置によって失うエネルギーが異なる厚さ分布を有するリッジフィルタと、前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、前記荷電粒子ビームが前記リッジフィルタの前記厚さ分布を直線状に通過するように、かつ前記荷電粒子ビームが前記リッジフィルタの少なくともリッジ1山分の位置関係にある二つの状態を繰り返すように、前記偏向器を制御する制御器を備えた粒子線照射装置。 - 前記偏向器は、前記荷電粒子ビームが入射するビーム軸から離れる向きに偏向する第1の上流側偏向器と、前記第1の上流側偏向器の下流側に配置され、前記荷電粒子ビームを前記ビーム軸に平行な向きに偏向する第2の上流側偏向器を有することを特徴とする請求項1記載の粒子線照射装置。
- 前記リッジフィルタの下流側に前記荷電粒子ビームを偏向する下流側偏向器を有し、
前記下流側偏向器は、前記荷電粒子ビームを該荷電粒子ビームが入射するビーム軸の方へ偏向する第1の下流側偏向器と、前記第1の下流側偏向器の下流に配置され、前記荷電粒子ビームを前記ビーム軸に平行な向きに偏向する第2の下流側偏向器を有することを特徴とする請求項1または2に記載の粒子線照射装置。 - 前記下流側偏向器は、前記荷電粒子ビームを該荷電粒子ビームが入射するビーム軸に一致させることを特徴とする請求項3記載の粒子線照射装置。
- 前記リッジフィルタの下流側に、前記荷電粒子ビームを該荷電粒子ビームが入射するビーム軸に交差するXY面内で走査するビーム走査手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の粒子線照射装置。
- 前記下流側偏向器の下流側に、前記荷電粒子ビームを該荷電粒子ビームが入射するビーム軸に交差するXY面内で走査するビーム走査手段を有することを特徴とする請求項3または4に記載の粒子線照射装置。
- 前記ビーム走査手段は、前記荷電粒子ビームをX方向に走査するX方向スキャニング電磁石と、前記荷電粒子ビームをY方向に走査するY方向スキャニング電磁石を有することを特徴とする請求項5または6に記載の粒子線照射装置。
- 前記ビーム走査手段は、前記荷電粒子ビームが前記ビーム軸を中心に回転させるX方向ワブラー電磁石及びY方向ワブラー電磁石を有することを特徴とする請求項5または6に記載の粒子線照射装置。
- 前記リッジフィルタの下流側に、前記荷電粒子ビームを該荷電粒子ビームが入射するビーム軸に交差するXY面内で走査するビーム走査手段を有し、
前記ビーム走査手段は、前記リッジフィルタの側に配置され、前記荷電粒子ビームをX方向に走査するX方向ビーム走査手段と、前記荷電粒子ビームをY方向に走査するY方向スキャニング電磁石を有し、
前記X方向ビーム走査手段は、前記荷電粒子ビームをX方向に走査するX方向スキャニング電磁石と、前記X方向スキャニング電磁石の上流に配置され、前記リッジフィルタを通過した荷電粒子ビームを前記X方向スキャニング電磁石に導くように偏向するX方向下流側偏向器を有する請求項1または2に記載の粒子線照射装置。 - 前記リッジフィルタの下流側に、前記荷電粒子ビームを該荷電粒子ビームが入射するビーム軸に交差するXY面内で走査するビーム走査手段を有し、
前記ビーム走査手段は、前記荷電粒子ビームが前記ビーム軸を中心に回転させるX方向ワブラー電磁石及びY方向ワブラー電磁石を有し、
前記X方向ワブラー電磁石は前記リッジフィルタの側に配置され、
前記X方向ワブラー電磁石の上流に配置され、前記リッジフィルタを通過した荷電粒子ビームを前記X方向ワブラー電磁石に導くように偏向するX方向下流側偏向器を有する請求項1または2に記載の粒子線照射装置。 - 前記リッジフィルタは前記異なる厚さ分布の山を複数有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の粒子線照射装置。
- 荷電粒子ビームを発生させ、前記加速器により所定のエネルギーまで加速するイオンビーム発生装置と、前記イオンビーム発生装置により加速された荷電粒子ビームを輸送するイオンビーム輸送系と、前記イオンビーム輸送系で輸送された荷電粒子ビームを照射対象に照射する粒子線照射装置とを備え、
前記粒子線照射装置は、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の粒子線照射装置であることを特徴とする粒子線治療装置。
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