JP5653126B2 - ビームスキャニング照射装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明のビームスキャンニング照射装置を示す図である。ビームスキャンニング照射装置40は、荷電粒子ビーム9を出射する荷電粒子ビーム出射装置1と、荷電粒子ビーム9を偏向するスキャナ電磁石装置2と、スキャナ電磁石装置2を回転させるモータ3と、スキャナ電磁石装置2の回転角度を検出するロータリーエンコーダ4と、パターンメモリユニット(制御指令送信装置)5と、上流スキャナ電磁石電源6と、下流スキャナ電磁石電源7と、モータ回転速度制御装置8とを備える。スキャナ電磁石装置2は、荷電粒子ビーム9の上流側に位置する上流側偏向電磁石2aと、荷電粒子ビーム9の下流側に位置する下流側偏向電磁石2bと、円筒構造体(構造体)2cを有する。1組の偏向電磁石である上流側偏向電磁石2a及び下流側偏向電磁石2bは円筒構造体2cに固定される。
キャナ電磁石装置2の回転角度を判定し、保存された制御データに指定されたスキャナ電磁石装置2の回転角度になった場合に、当該データ(パターンデータセット)を1個づつポップアップし、各機器にパターンデータpdata1、pdata2、pdata3、pdata4を出力する例で説明したが、ロータリーエンコーダ4にメモリを内蔵し、ロータリーエンコーダ4の出力信号生成部に角度判定回路を設けて、所定の角度になった場合に、パターンメモリユニット5にパルス(トリガ信号)を出力するようにしてもよい。メモリには、パターンメモリユニット5に保存された制御データに対応して、パターンセットに設定されたスキャナ電磁石装置2の回転角度が保存される。ロータリーエンコーダ4はメモリに保存された回転角度になった場合に、パルス(トリガ信号)を出力する。判定する指定回転角度を次のデータに設定し、次の指定回転角度になった場合に、パルス(トリガ信号)を出力する。このようにすることで、パターンメモリユニット5において、スキャナ電磁石装置2の回転角度を判定する角度判定部を設けないので、構成を少なくでき、小型にすることができる。
実施の形態1では、上流側偏向電磁石2aと下流側偏向電磁石2bの連動した回転をスライスにおける照射中は一定速度としたが、実施の形態2では、スライスにおける内周側になるほど、回転を早くする。すなわち、回転軸12に近い側にて荷電粒子ビーム9を照射する内周側照射を実施する場合に、内周側照射よりも外周側にて荷電粒子ビーム9を照射する外周側照射を実施する場合よりもスキャナ電磁石装置2を早い回転速度で回転させる。スキャナ電磁石装置2の回転が一定速度の場合は、内周側の閉曲線の方が、単位回転当りのビームの照射位置の移動量が小さいため、大きい照射線量となってしまう。これとは異なり、内周側になるほど、回転を早くすることにより、外周側、内周側で単位面積当たりに同一の照射線量となるようにできる。
実施の形態1及び2では、スキャナ電磁石装置2の1回転による閉曲線を描く間は、一定の回転速度としていた。実施の形態3では、回転速度当りの上流側偏向電磁石2aと下流側偏向電磁石2bの励磁変化量が大きいほど回転速度が遅くなるよう回転速度に変調をかける。スキャナ電磁石装置2が一定の回転速度で回転する場合、回転速度当りの励磁変化量(励磁量変化率)が大きいとビームの移動速度が速くなってしまうため、単位面積当たりの照射線量が低くなってしまう。これとは異なり、回転速度当りの上流側偏向電磁石2aと下流側偏向電磁石2bの励磁変化量が大きいほど回転速度が遅くなるよう回転速度に変調をかける方法により、ビームの移動速度が一定となり、均一な線量分布を得ることができる。
実施の形態1乃至3では、スキャナ電磁石装置2の1回転中に上流側偏向電磁石2aと下流側偏向電磁石2bの励磁量を変化させることで任意の形状に照射していた。実施の形態4では、同一のスライスにおいて荷電粒子ビーム9をON及びOFF(出射及び停止)する、すなわち間欠照射を行うことで、任意形状に照射する。図3は本発明の実施の形態4による照射方法を説明する図であり、図4はビーム照射軌跡を説明する図である。同一のスライスにおいて荷電粒子ビーム9をON及びOFF(出射及び停止)することで、図3及び4に示すビーム照射軌跡11(11b)を得る。
Claims (8)
- 加速器により加速された荷電粒子ビームを走査し照射対象に照射するビームスキャニング照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する1組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置と、
前記スキャナ電磁石装置を前記一軸方向に垂直な回転軸を中心に回転させるモータと、
前記1組の偏向電磁石を制御するスキャナ電磁石電源と、
前記モータの回転を制御するモータ回転速度制御装置と、
前記モータ、前記スキャナ電磁石電源及び前記モータ回転速度制御装置に制御データを送信する制御指令送信装置とを備え、
前記制御指令送信装置は、前記荷電粒子ビームの照射中に、前記スキャナ電磁石装置を所定の速度で回転させながら、前記1組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データを送信することを特徴とするビームスキャニング照射装置。 - 前記制御指令送信装置は、前記荷電粒子ビームの照射中に、前記スキャナ電磁石装置を所定の一定速度で回転させながら、前記1組の偏向電磁石の励磁量を変更する制御データを送信することを特徴とする請求項1記載のビームスキャニング照射装置。
- 前記制御指令送信装置は、前記回転軸に近い側にて前記荷電粒子ビームを照射する内周側照射を実施する場合に、前記内周側照射よりも外周側にて前記荷電粒子ビームを照射する外周側照射を実施する場合よりも前記スキャナ電磁石装置を早い回転速度で回転させる制御データを送信することを特徴とする請求項1または2に記載のビームスキャニング照射装置。
- 前記制御指令送信装置は、前記1組の偏向電磁石の励磁量を前記スキャナ電磁石装置の回転速度で除した励磁量変化率が大きくなるにしたがって、前記スキャナ電磁石装置の回転速度を遅くする制御データを送信することを特徴とする請求項1または2に記載のビー
ムスキャニング照射装置。 - 加速器により加速された荷電粒子ビームを走査し照射対象に照射するビームスキャニング照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを出射及び停止させる荷電粒子ビーム出射装置と、
前記荷電粒子ビームを一軸方向に偏向する1組の偏向電磁石が構造体に固定されたスキャナ電磁石装置と、
前記スキャナ電磁石装置を前記一軸方向に垂直な回転軸を中心に回転させるモータと、
前記1組の偏向電磁石を制御するスキャナ電磁石電源と、
前記モータの回転を制御するモータ回転速度制御装置と、
前記荷電粒子ビーム出射装置、前記モータ、前記スキャナ電磁石電源及び前記モータ回転速度制御装置に制御データを送信する制御指令送信装置とを備え、
前記制御指令送信装置は、前記スキャナ電磁石装置を所定の一定速度で回転させながら、前記スキャナ電磁石装置の1回転中は前記1組の偏向電磁石の励磁量を第1の一定値にして前記荷電粒子ビームを出射及び停止を行いながら間欠照射を行い、かつ前記間欠照射の後に前記1組の偏向電磁石の励磁量を第2の一定値にして前記荷電粒子ビームを出射及び停止を行いながら間欠照射を行うことを特徴とするビームスキャニング照射装置。 - 前記制御指令送信装置は、前記回転軸に近い側にて前記荷電粒子ビームを照射する内周側照射を実施する場合に、前記内周側照射よりも外周側にて前記荷電粒子ビームを照射する外周側照射を実施する場合よりも前記スキャナ電磁石装置を早い回転速度で回転させる制御データを送信することを特徴とする請求項5記載のビームスキャニング照射装置。
- 前記制御指令送信装置は、前記1組の偏向電磁石の励磁量を前記スキャナ電磁石装置の回転速度で除した励磁量変化率が大きくなるにしたがって、前記スキャナ電磁石装置の回転速度を遅くする制御データを送信することを特徴とする請求項5または6に記載のビームスキャニング照射装置。
- 前記スキャナ電磁石装置の回転角度を検出するロータリーエンコーダを備え、
前記制御データは、前記スキャナ電磁石装置の回転角度毎に設定された複数のパターンデータを有し、
前記制御指令送信装置は、前記ロータリーエンコーダからのパルス情報に基づいて前記パターンデータを送信することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のビームスキャニング照射装置。
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