JPH07100220A - 放射線発生装置 - Google Patents

放射線発生装置

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JPH07100220A
JPH07100220A JP24799693A JP24799693A JPH07100220A JP H07100220 A JPH07100220 A JP H07100220A JP 24799693 A JP24799693 A JP 24799693A JP 24799693 A JP24799693 A JP 24799693A JP H07100220 A JPH07100220 A JP H07100220A
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JP
Japan
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dose
scatterer
electron gun
electron
current
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JP24799693A
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English (en)
Inventor
Yusuke Moriguchi
勇介 森口
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 出射線量の安定化と線量モニタの精度の向上
により、照射対象への実際の照射線量を一定に保つ。 【構成】 加速管12の一端に設けられた電子銃11は
2極管(陰極と陽極)で構成され、これより放射された
電子は加速管12中で加速される。加速管12の他端側
に、電子線を279度偏向するための偏向マグネット1
3を設け、さらに電子線入射方向から270度の方向
に、電子を散乱させるためのスキャッタラー15及び電
子線線量測定用の線量モニタ16を設ける。加速管12
の外側部に4極電磁石20を配置し、直流電源からの供
給電流により電子線14の電子束を変形させる。この変
形により、電子線の一部が加速管12の内壁に衝突し、
加速管12より出射する電子数すなわち電流値が変化し
て、患部への照射線量が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放射線発生装置に係わ
り、例えば医療用として用いられる放射線発生装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】医療分野等においては各種の放射線の利
用が盛んであり、例えば患部への放射線照射による治療
も広く行われている。このような放射線を発生させるた
めの装置としては、例えば図7に示すような放射線発生
装置が使用される。この図で、加速管12の一端に設け
られた電子銃11は2極管(陰極と陽極)で構成され、
これより放射された電子は、加速管12中で加速されて
電子線14となる。加速管12の他端側には、電子線を
279度偏向するための偏向マグネット13が設けら
れ、さらに電子線入射方向から270度の方向には、電
子を散乱させるためのスキャッタラー15及び電子線線
量測定用の線量モニタ16が設けられている。
【0003】図8に示すように、電子銃11には、高電
圧を出力する電子銃印加電圧源18(以下、単に電源1
8という)が接続され、この電源18と電子銃11との
間には、電子銃11からのエミッション電流を測定する
ためのカレントモニタ17が設けられている。カレント
モニタ17により検出されたエミッション電流は、比較
回路19に入力され、所定のプリセット値と比較される
ようになっている。
【0004】以上のような構成の放射線発生装置の動作
を説明する。
【0005】電子銃11は、電源18から印加される高
電圧に応じた数の電子を放出する。電子線14は、加速
管12内のマイクロ波電界によって加速され、偏向マグ
ネット13に入射する。偏向マグネット13に入力した
電子線は、患者の患部に一定強度の電子線を広範囲に照
射するために設けられたスキャッタラー15により散乱
され、線量モニタ16を通過して患部に照射される。
【0006】このような装置においては、電源18から
電子銃11への印加電圧パルスの繰り返し数を変えるこ
とにより線量を変化させることができるが、1パルス当
たりの線量の制御は、1パルス当たりの電子銃エミッシ
ョン電流をカレントモニタ17により測定し、これを比
較回路19によってプリセット値と比較して、その比較
結果に応じて電源18から電子銃11への印加電圧を制
御することにより行われる。具体的には、エミッション
電流がプリセット値以下の場合は印加電圧を高くし、エ
ミッション電流がプリセット値以上の場合は印加電圧を
低くするよう制御を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の放射線発生装置
は、以上のように構成されていたので、患部に照射され
る電子線の線量を一定とするためには、図8に示したカ
レントモニタ17により電子銃エミッション電流を検出
し、電子銃の印加電圧を制御して電子銃より放出される
電子数を制御する必要があった。このため、印加電圧の
変化に応じて加速管12に入射する電子の速度が変わ
り、これにより加速効率が変化してしまうという問題が
あった。
【0008】また、電子銃エミッション電流の検出にカ
レントモニタを必要としたので、装置を安価に構成する
ことが困難であった。
【0009】さらに、線量モニタ16においてはイオン
再結合が生じ、これによりモニタ検出される線量に誤差
が生じるため、これをできるだけ抑制すべく電子銃への
印加電圧を低くする必要がある。しかしながら、上記の
加速効率を考慮したときにはその限度値があることか
ら、電子銃への印加電圧をあまり小さくすることができ
ず、この結果イオン再結合をある値以下に抑えることが
できなかった。
【0010】この発明は、係る課題を解決するためにな
されたものであり、2極管タイプの電子銃を用いる放射
線発生装置において、出射線量の安定化と線量モニタの
精度の向上により、照射対象物への実際の照射線量を一
定に保つことができる放射線発生装置を得ることを目的
とする。
【0011】具体的には、印加電圧を変化させずに出力
線量を変化させることができる放射線発生装置、及び1
パルス当たりの電子銃エミッション電流の値を自在に小
さくすることにより加速効率を変えることなくイオン再
結合を抑制することができる放射線発生装置を得ること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る放射線発生装置は、(i) 印加される高電圧に応じた数
の電子を放出する2極型の電子銃と、(ii)この電子銃に
高電圧を印加する高電圧印加電源と、(iii) 前記電子銃
から放出された電子線を加速する加速管と、(iv)前記加
速管の外側にこれを囲むように配置された電磁石と、を
具備することを特徴とするものである。
【0013】請求項2記載の発明に係る放射線発生装置
は、請求項1において、前記電磁石によって前記加速管
内に生じる磁界強度を変化させることにより、前記加速
管からの出射線量を可変制御することを特徴とするもの
である。
【0014】請求項3記載の発明に係る放射線発生装置
は、請求項1において、さらに、前記電磁石に電流を供
給する直流電源と、前記加速管から出射された電子線を
散乱させるスキャッタラーと、このスキャッタラーから
得られるスキャッタラー電流値に基づき前記直流電源か
ら電磁石への供給電流を制御する電磁石制御手段と、を
具備することを特徴とするものである。
【0015】請求項4記載の発明に係る放射線発生装置
は、請求項1において、さらに、前記電磁石に電流を供
給する直流電源と、前記加速管から出射された電子線を
散乱させるスキャッタラーと、このスキャッタラーで散
乱された電子線の線量を測定する線量モニタと、この線
量モニタから得られるモニタ電流値に基づき前記直流電
流から電磁石への供給電流を制御する電磁石制御手段
と、を具備することを特徴とするものである。
【0016】請求項5記載の発明に係る放射線発生装置
は、(i) 印加される高電圧に応じた数の電子を放出する
2極型の電子銃と、(ii)この電子銃に高電圧を印加する
高電圧印加電源と、(iii) 前記電子銃から放出された電
子線を加速する加速管と、(iv)前記加速管から出射され
た電子線を散乱させるスキャッタラーと、(v) このスキ
ャッタラーから得られるスキャッタラー電流値に基づ
き、前記高圧印加電源から前記電子銃への印加電圧を制
御する高圧印加電源制御手段と、を具備することを特徴
とするものである。
【0017】請求項5記載の発明に係る放射線発生装置
は、(i) 印加される高電圧に応じた数の電子を放出する
2極型の電子銃と、(ii)この電子銃に高電圧を印加する
高電圧印加電源と、(iii) 前記電子銃から放出された電
子線を加速する加速管と、(iv)前記加速管から出射され
た電子線を散乱させるスキャッタラーと、(v) このスキ
ャッタラーで散乱された電子線の線量を測定する線量モ
ニタと、(vi)この線量モニタから得られるモニタ電流値
に基づき、前記高圧印加電源から前記電子銃への印加電
圧を制御する高圧印加電源制御手段と、を具備すること
を特徴とするものである。
【0018】
【作用】請求項1記載の発明では、加速管の外側にこれ
を囲むように配置された電磁石により、電子束の径や形
状が変化する。
【0019】請求項2記載の発明では、前記加速管内に
生じる磁界強度の変化に伴い、前記加速管からの出射線
量が変化する。
【0020】請求項3記載の発明では、スキャッタラー
からのスキャッタラー電流値に応じた電磁石への供給電
流制御により電子束の径や形状が変化し、加速管内壁へ
の電子の衝突量が変化し、加速管からの出射電流が変化
する。
【0021】請求項4記載の発明では、線量モニタから
のモニタ電流値に応じた電磁石への供給電流制御により
電子束の径や形状が変化し、加速管内壁への電子の衝突
量が変化し、加速管からの出射電流が変化する。
【0022】請求項5記載の発明では、スキャッタラー
からのスキャッタラー電流値に応じた電子銃への印加電
圧制御により、電子銃エミッション電流が変化し、照射
線量が制御される。
【0023】請求項6記載の発明では、線量モニタから
のモニタ電流値に応じた電子銃への印加電圧制御によ
り、電子銃エミッション電流が変化し、照射線量が制御
される。
【0024】
【実施例】以下図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【0025】図1は、本発明の一実施例における放射線
発生装置の要部を表わしたものである。この図で従来例
(図7)と同一部分には同一の符号を付し、適宜説明を
省略する。
【0026】加速管12の一端に設けられた電子銃11
は2極管(陰極と陽極)で構成され、これより放射され
た電子は、加速管12中で加速されて電子線14とな
る。加速管12の他端側には、電子線を279度偏向す
るための偏向マグネット13が設けられ、さらに電子線
入射方向から270度の方向には、電子を散乱させるた
めのスキャッタラー15及び電子線線量測定用の線量モ
ニタ16が設けられている。
【0027】本実施例で特徴とするのは、上記構成に加
えて、4つのポール22−1〜22−4からなる4極電
磁石20を、加速管12を囲むように配置し、図3に示
す直流電源24から4極電磁石20に電流を供給するこ
とにより、電子線14の電子束を変形させる。図2
(A)は、4極電磁石20に電流を供給しない状態にお
ける電子束11の断面を示し、図2(B)は4極電磁石
20に電流を供給した状態における電子束11′の断面
の一例を示す。この図に示すように、4極電磁石20に
よる磁界により電子束の径や断面形状が変化し、電子線
の一部が加速管12の内壁に衝突する。これにより、加
速管12より出射する電子数すなわち電流値が変化し
て、患部への照射線量が変化する。
【0028】また、4極電磁石20への供給電流を大き
くすることにより、1パルス当たりのエミッション電流
を少なくし、イオン再結合による線量モニタ16の線量
検出誤差を小さくすることができる。
【0029】4極電磁石20への供給電流の制御を行う
には、図3に示すように、スキャッタラー15からの電
流値(スキャッタラー電流値)とプリセット値とを比較
する比較回路23を設け、この比較結果に応じて直流電
源24から4極電磁石20への供給電流を制御する。な
お、比較回路23へのプリセット値は、患部への所要照
射線量に対応したスキャッタラー電流値である。
【0030】以上のような構成の放射線発生装置の動作
を説明する。
【0031】比較回路23は、スキャッタラー電流値と
プリセット値とを比較する。ここで、線量が低下し、そ
れに伴ってスキャッタラー電流値が低下すると、比較回
路23は、供給電流を減少させるための制御信号を直流
電源24に出力する。これにより4極電磁石20への供
給電流が低下して電子束の変形度が小さくなり、加速管
12内壁への電子線の衝突が少なくなって、加速管12
から出射する電子数すなわち電流値が増加する。一方、
線量が増加してスキャッタラー電流値が増加した場合に
は、比較回路23は、供給電流を増加させるための制御
信号を直流電源24に出力する。これにより4極電磁石
20による電子束の変形度が大きくなり、加速管12内
壁への電子線の衝突が多くなって、加速管12から出射
する電子数すなわち電流値が減少する。
【0032】本実施例によれば、電子銃印加電圧を変化
させることなく出力線量を制御できるので、加速効率が
一定となり、安定なビームを得ることができる。また、
従来必要であったカレントモニタ17(図8)が不要と
なり、装置を安価に構成することができる。
【0033】なお、上記実施例では、比較回路23に入
力する電流値としてスキャッタラー電流を用いることと
したが、図4に示すように、線量モニタ16からモニタ
電流値を直接取り出し、これを比較回路23でプリセッ
ト値と比較して、直流電源24の制御を行うようにして
も、同様の効果を得ることができる。なお、この場合の
プリセット値としては患部への所要照射線量に対応した
モニタ電流値である。また、図5に示すように、スキャ
ッタラー15のスキャッタラー電流値とプリセット値と
を比較する比較回路23からの制御信号によって電源1
8を制御し、電子銃印加電圧を変化させて線量の制御を
行うことも可能である。
【0034】さらに、図6に示すように、線量モニタ1
6のモニタ電流値とプリセット値とを比較する比較回路
23からの制御信号によって電源18を制御し、電子銃
印加電圧を変化させて線量の制御を行うことも可能であ
る。
【0035】上記図5または図6に示した実施例では、
従来必要であったカレントモニタ17(図8)が不要と
なり、装置を安価に構成することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜請求項
4記載の発明によれば、電子銃印加電圧を変化させるこ
となく出力線量を制御できるので、加速効率が一定とな
り、安定なビームを得ることができる。また、繰り返し
パルス数を多くし、かつ電磁石への供給電流を大きくす
ることにより、1パルス当たりのエミッション電流を少
なくでき、イオン再結合による線量モニタの線量検出誤
差を小さくすることができるという効果がある。従っ
て、照射対象物への実際の照射線量を高精度に一定化す
ることができる。
【0037】また、請求項1〜請求項6記載の発明によ
れば、従来必要であった電子銃エミッション電流モニタ
が不要となり、装置を安価に構成することができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における放射線発生装置の要
部を示す概略構成図である。
【図2】図1の加速管12の断面を示す説明図である。
【図3】図1の放射線発生装置における線量を自動制御
するための一実施例を示す図である。
【図4】図1の放射線発生装置における線量を自動制御
するための他の実施例を示す図である。
【図5】図1の放射線発生装置における線量を自動制御
するための他の実施例を示す図である。
【図6】図1の放射線発生装置における線量を自動制御
するための他の実施例を示す図である。
【図7】従来の放射線発生装置の要部を示す概略構成図
である。
【図8】図7の放射線発生装置における線量を自動制御
するための従来例を示す図である。
【符号の説明】
11 電子銃 12 加速管 13 偏向マグネット 14 電子線 15 スキャッタラー 16 線量モニタ 18 電子銃印加電圧源 20 4極電磁石 22−1〜22−4 ポール 23,25 比較回路 24 直流電源

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印加される高電圧に応じた数の電子を放
    出する2極型の電子銃と、 この電子銃に高電圧を印加する高電圧印加電源と、 前記電子銃から放出された電子線を加速する加速管と、 前記加速管の外側に、これを囲むように配置された電磁
    石と、 を具備することを特徴とする放射線発生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記電磁石によって前記加速管内に生じる磁界強度を変
    化させることにより、前記加速管からの出射線量を可変
    制御することを特徴とする放射線発生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、さらに、 前記電磁石に電流を供給する直流電源と、 前記加速管から出射された電子線を散乱させるスキャッ
    タラーと、 このスキャッタラーから得られるスキャッタラー電流値
    に基づき、前記直流電源から電磁石への供給電流を制御
    する電磁石制御手段と、 を具備することを特徴とする放射線発生装置。
  4. 【請求項4】 請求項1において、さらに、 前記電磁石に電流を供給する直流電源と、 前記加速管から出射された電子線を散乱させるスキャッ
    タラーと、 このスキャッタラーで散乱された電子線の線量を測定す
    る線量モニタと、 この線量モニタから得られるモニタ電流値に基づき、前
    記直流電流から電磁石への供給電流を制御する電磁石制
    御手段と、 を具備することを特徴とする放射線発生装置。
  5. 【請求項5】 印加される高電圧に応じた数の電子を放
    出する2極型の電子銃と、 この電子銃に高電圧を印加する高電圧印加電源と、 前記電子銃から放出された電子線を加速する加速管と、 前記加速管から出射された電子線を散乱させるスキャッ
    タラーと、 このスキャッタラーから得られるスキャッタラー電流値
    に基づき、前記高圧印加電源から前記電子銃への印加電
    圧を制御する高圧印加電源制御手段と、 を具備することを特徴とする放射線発生装置。
  6. 【請求項6】 印加される高電圧に応じた数の電子を放
    出する2極型の電子銃と、 この電子銃に高電圧を印加する高電圧印加電源と、 前記電子銃から放出された電子線を加速する加速管と、 前記加速管から出射された電子線を散乱させるスキャッ
    タラーと、 このスキャッタラーで散乱された電子線の線量を測定す
    る線量モニタと、 この線量モニタから得られるモニタ電流値に基づき、前
    記高圧印加電源から前記電子銃への印加電圧を制御する
    高圧印加電源制御手段と、 を具備することを特徴とする放射線発生装置。
JP24799693A 1993-10-04 1993-10-04 放射線発生装置 Pending JPH07100220A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113181565A (zh) * 2021-05-07 2021-07-30 中南大学 一种基于纵向磁约束的高能电子线多自由度调强放疗系统

Cited By (2)

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