JPH07272900A - Microtron device for medical treatment - Google Patents

Microtron device for medical treatment

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Publication number
JPH07272900A
JPH07272900A JP6234594A JP6234594A JPH07272900A JP H07272900 A JPH07272900 A JP H07272900A JP 6234594 A JP6234594 A JP 6234594A JP 6234594 A JP6234594 A JP 6234594A JP H07272900 A JPH07272900 A JP H07272900A
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JP
Japan
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electron beam
microtron
therapeutic
patient
electron
Prior art date
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Application number
JP6234594A
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Japanese (ja)
Inventor
敦子 ▲高▼藤
Atsuko Takato
Katsuya Sugiyama
勝也 杉山
Katsuhiro Kuroda
勝広 黒田
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
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Publication of JPH07272900A publication Critical patent/JPH07272900A/en
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Abstract

PURPOSE:To take out an electron beam with high efficiency by carrying an electron beam brought under deflection control according to an irradiation angle of electron beam or X-rays for a patient up to an irradiation head and so decreasing floor space for device installation and the number of lenses. CONSTITUTION:An electron beam(EB) of electrons from an electron source 3, accelerated due to a uniform magnetic field made by an electromagnet 2 and a high-frequency acceleration electric field in a microtron electron accelerator 101 is carried by an EB carrying system 4a. EB reaching to an EB deflection means 5 is controlled for deflection by this means 5 according to irradiation angle of EB or X-rays 105 for a patient 102. The EB is then carried to an irradiation head 6 by an EB carrying system 4b. An EB carrying system 4b and the means 5, is disposed, the means 5 and the head 6 both being rotatable. Accordingly, EB carrying distance is short and device installation floor space is small, and further, Eb is taken out efficiently with a small number of lens means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は治療用マイクロトロン装
置に係り、特に、小型で電子ビーム搬送に好適な治療用
マイクロトロン装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a therapeutic microtron device, and more particularly to a therapeutic microtron device suitable for electron beam transportation.

【0002】[0002]

【従来の技術】治療用マイクロトロン装置は、マイクロ
トロン電子加速器により加速された電子ビームを、電子
ビームをそのままか、あるいはX線に変換して患者に照
射し、主にガン治療に用いる装置である。従来の治療用
マイクロトロン装置の構成は、図6に示すように、電子
を加速するマイクロトロン電子加速器101、加速器に
より加速された電子ビームを搬送する電子ビーム搬送系
4、電子ビームまたはX線105を患者102に照射す
る治療用ガントリ104、および治療台103とから構
成されている。
2. Description of the Related Art A therapeutic microtron device is a device mainly used for cancer treatment, in which an electron beam accelerated by a microtron electron accelerator is irradiated as it is or after being converted into an X-ray to irradiate a patient. is there. As shown in FIG. 6, the structure of a conventional therapeutic microtron device is as follows: a microtron electron accelerator 101 for accelerating electrons, an electron beam carrier system 4 for carrying an electron beam accelerated by the accelerator, an electron beam or an X-ray 105. It is composed of a treatment gantry 104 for irradiating the patient 102 with the treatment and a treatment table 103.

【0003】マイクロトロン電子加速器101は、マイ
クロ波の入力により高周波加速電界を作る加速空胴1を
電磁石2の一様磁界内に配置し、これらの電界と磁界に
より電子を円軌道運動させて加速する装置である。ま
た、電子ビーム搬送系4は、磁気シールド効果を部分的
に有する真空パイプ13、電子ビームを集束させるレン
ズ手段である四重極電磁石11a〜11d、および電子
ビームを偏向する偏向電磁石51a〜51cとから構成
されている。この電子ビーム搬送系4により、マイクロ
トロン電子加速器101で加速され取り出された電子ビ
ームは、治療用ガントリ104の照射ヘッド6まで搬送
される。治療用ガントリ104は回転支持体8に設置さ
れて回転可能に構成され、電子ビームまたはX線105
を様々な角度から患者102に照射できる構成になって
いる。
In the microtron electron accelerator 101, an accelerating cavity 1 for generating a high frequency accelerating electric field by inputting a microwave is arranged in a uniform magnetic field of an electromagnet 2, and the electric field and magnetic field cause electrons to move in a circular orbit to accelerate. It is a device that does. Further, the electron beam transport system 4 includes a vacuum pipe 13 partially having a magnetic shield effect, quadrupole electromagnets 11a to 11d which are lens means for focusing the electron beam, and deflection electromagnets 51a to 51c for deflecting the electron beam. It consists of By this electron beam transfer system 4, the electron beam accelerated and taken out by the microtron electron accelerator 101 is transferred to the irradiation head 6 of the therapeutic gantry 104. The therapeutic gantry 104 is installed on the rotary support 8 and is configured to be rotatable, and includes an electron beam or an X-ray 105.
Is configured to be able to irradiate the patient 102 from various angles.

【0004】なお、この種の従来技術が記載された文献
としては、日本放射線機器工業会編、医用画像・放射線
機器ハンドブック(1989)、200−205頁が挙
げられる。
Documents describing this type of conventional technique include pages 200-205, Medical Imaging and Radiation Equipment Handbook (1989), edited by Japan Radiation Equipment Industry Association.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術では、電子ビームまたはX線を患者へ照射する照射角
度に応じて治療用ガントリ104(重量:約4t)を機
械的に回転させており、その回転を支持するため、厚み
約500mmの回転支持体8を設置していた。そのた
め、装置の設置床面積が大きいという問題があった。ま
た、回転支持体8の内部を厚み方向に沿って電子ビーム
を搬送するので、電子ビーム搬送系4が長く、その間の
電子ビームの発散により生じる損失を防ぐためには、レ
ンズ手段である四重極電磁石11a〜11dを数多く設
置する必要があるという問題もあった。
However, in the above-mentioned conventional technique, the therapeutic gantry 104 (weight: about 4 t) is mechanically rotated according to the irradiation angle of irradiating the patient with the electron beam or the X-ray. In order to support the rotation, a rotary support 8 having a thickness of about 500 mm was installed. Therefore, there is a problem that the installation floor area of the device is large. Further, since the electron beam is carried inside the rotary support 8 along the thickness direction, the electron beam carrying system 4 is long, and in order to prevent a loss caused by the divergence of the electron beam during that time, a quadrupole as a lens means is used. There is also a problem that it is necessary to install many electromagnets 11a to 11d.

【0006】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、装置全体の設置床面積が小さく、か
つ、少ない数のレンズ手段で電子ビームを効率よく取り
出すことができる治療用マイクロトロン装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and has a small installation floor area of the entire apparatus and a therapeutic micro-machine capable of efficiently extracting an electron beam with a small number of lens means. An object is to provide a thoron device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明においては、従来技術の治療用マイクロトロ
ン装置で用いられている治療用ガントリとその回転支持
体との代りに、固定された電子ビーム搬送用支持体を設
置し、その内部に、電子ビームの偏向角度を、照射ヘッ
ドから放射される電子ビームまたはX線の患者への照射
角度に応じて制御する電子ビーム偏向手段と、この偏向
手段で偏向制御された電子ビームを照射ヘッドにまで搬
送する電子ビーム搬送手段とを設け、さらに、この支持
体に接して、患者の体軸を中心にして回転可能に構成さ
れた照射ヘッドを設ける。
In order to achieve this object, in the present invention, instead of the therapeutic gantry and its rotary support used in the prior art therapeutic microtron device, a fixed structure is used. And an electron beam deflecting means for controlling the deflection angle of the electron beam according to the irradiation angle of the electron beam or X-ray emitted from the irradiation head onto the patient. An irradiation head is provided which is provided with an electron beam transfer means for transferring the electron beam deflection-controlled by the deflection means to the irradiation head, and which is in contact with the support and rotatable about the patient's body axis. To provide.

【0008】ここで、上記の電子ビーム偏向手段は電磁
石で構成され、電子ビームまたはX線の患者への照射角
度に応じて機械的に回転される。そして、その電子ビー
ム偏向手段は、レンズ効果を有するように、必要に応じ
て、入出射面を電子ビームの入出射方向に対して傾斜さ
せた構造とする。一方、この電子ビーム偏向手段を複数
個の固定された電磁石で構成し、電磁気的に制御しても
よい。
Here, the electron beam deflecting means is composed of an electromagnet and is mechanically rotated according to the irradiation angle of the electron beam or X-ray to the patient. Then, the electron beam deflecting means has a structure in which the entrance / exit surface is inclined with respect to the entrance / exit direction of the electron beam as necessary so as to have a lens effect. On the other hand, the electron beam deflecting means may be composed of a plurality of fixed electromagnets and electromagnetically controlled.

【0009】さらに、電子ビームの経路中にはレンズ手
段を設け、電子ビームまたはX線の患者への照射角度に
応じて集束作用を調節する。また、高エネルギーの電子
ビームの発生手段であるマイクロトロン電子加速器に
は、円形のマイクロトロン電子加速器を用いる。
Furthermore, a lens means is provided in the path of the electron beam to adjust the focusing action according to the irradiation angle of the electron beam or X-ray to the patient. A circular microtron electron accelerator is used as the microtron electron accelerator that is a means for generating a high-energy electron beam.

【0010】[0010]

【作用】この治療用マイクロトロン装置においては、任
意の照射角度に応じて偏向制御された電子ビームを照射
ヘッドにまで搬送する電子ビーム搬送用支持体を固定し
て設置することにより、従来技術における治療用ガント
リの回転支持体が不要となり、設置床面積が小さい治療
用マイクロトロン装置が得られる。また、回転支持体が
不要であるため、電子ビーム搬送系の長さが従来技術と
比較して短くなるので、従来より少ないレンズ手段で、
取り出し効率が従来と同程度の電子ビーム搬送が可能と
なる。すなわち、設置床面積が小さく、かつ、少ないレ
ンズ手段で電子ビームを高効率に取り出すことができる
治療用マイクロトロン装置を実現することができる。
In this therapeutic microtron device, an electron beam carrying support for carrying an electron beam, the deflection of which is controlled according to an arbitrary irradiation angle, to the irradiation head is fixedly installed. The rotating support of the therapeutic gantry is unnecessary, and the therapeutic microtron device having a small installation floor area can be obtained. Further, since the rotation support is unnecessary, the length of the electron beam transport system is shorter than that of the conventional technique, so that the number of lens means is smaller than that of the conventional technique.
It is possible to carry out electron beam transportation with the same extraction efficiency as in the past. That is, it is possible to realize a therapeutic microtron device which has a small installation floor area and can extract an electron beam with high efficiency by a small number of lens means.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は、本発明に係る治療用マイクロトロ
ン装置の一実施例を示す装置断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a device sectional view showing an embodiment of a therapeutic microtron device according to the present invention.

【0012】本実施例は、電子を加速する円形のマイク
ロトロン電子加速器101、加速器から取り出された電
子ビームを搬送する第1の電子ビーム搬送系4a、電子
ビームまたはX線105の患者102への照射角度に応
じて電子ビームの偏向角度を制御する電子ビーム偏向手
段5、電子ビームまたはX線105を患者102に照射
する照射ヘッド6、任意の照射角度に応じて偏向制御さ
れた電子ビームを照射ヘッド6まで搬送する第2の電子
ビーム搬送系4bと、電子ビーム偏向手段5と第2の電
子ビーム搬送系4bとを内包する電子ビーム搬送用支持
体7とから構成されている。ここで、電子ビーム搬送用
支持体7は、固定して設置してある。また、電子ビーム
偏向手段5と照射ヘッド6は回転可能に設置してある。
In this embodiment, a circular microtron electron accelerator 101 for accelerating electrons, a first electron beam transport system 4a for transporting an electron beam taken out from the accelerator, and an electron beam or X-ray 105 to a patient 102. Electron beam deflection means 5 for controlling the deflection angle of the electron beam according to the irradiation angle, irradiation head 6 for irradiating the patient 102 with the electron beam or X-ray 105, and irradiation with the electron beam deflection-controlled according to the arbitrary irradiation angle. It is composed of a second electron beam transport system 4b for transporting to the head 6, and an electron beam transport support 7 including the electron beam deflecting means 5 and the second electron beam transport system 4b. Here, the electron beam carrying support 7 is fixedly installed. Further, the electron beam deflecting means 5 and the irradiation head 6 are rotatably installed.

【0013】次に、円形のマイクロトロン電子加速器1
01の内部構造を説明する。まず、マイクロトロン電子
加速器101の内部では、マイクロ波の入力で3GHz
の高周波加速電界をつくる加速空胴1が一様磁界(約
0.2T)をつくる電磁石2内に設けられている。この
加速空胴1の壁面の外側には、同軸状に形成されたカソ
ードとアノードより成る電子源3が設けられている。ま
た、図示してないが、加速空胴1には加速された電子ビ
ームが通過する電子ビーム通過孔が3か所設けられてい
る。また、一様磁界内には、電子ビームの軌道を変化さ
せるための移動可能な磁気シールドパイプ12と、磁気
シールドパイプ12によって円軌道から外された電子ビ
ームを一様磁界外部へ取り出すための、磁気シールド効
果を部分的に有する固定した真空パイプ13とが設けら
れている。
Next, a circular microtron electron accelerator 1
The internal structure of 01 will be described. First, inside the Microtron electron accelerator 101, a microwave of 3 GHz is input.
An accelerating cavity 1 that creates a high-frequency accelerating electric field is provided in an electromagnet 2 that creates a uniform magnetic field (about 0.2 T). On the outside of the wall surface of the acceleration cavity 1, an electron source 3 composed of a cathode and an anode formed coaxially is provided. Although not shown, the acceleration cavity 1 is provided with three electron beam passage holes through which the accelerated electron beam passes. In the uniform magnetic field, a movable magnetic shield pipe 12 for changing the orbit of the electron beam, and an electron beam deviated from the circular orbit by the magnetic shield pipe 12 to the outside of the uniform magnetic field, A fixed vacuum pipe 13 partially having a magnetic shield effect is provided.

【0014】次に、第1の電子ビーム搬送系4aから照
射ヘッド6までの内部構成を説明する。第1の電子ビー
ム搬送系4aには、電子ビームを集束させるレンズ手段
として四重極電磁石11が設置されている。その先に
は、電子ビームを所望の角度に偏向させる回転可能な電
子ビーム偏向手段5、第2の電子ビーム搬送系4bと、
それらを内包する二重円錐状で内部に空胴を有する電子
ビーム搬送用支持体7とが設置されている。電子ビーム
搬送用支持体7の形状を、図2に示す。本実施例では、
電子ビーム偏向手段5として電磁石を使用し、電子ビー
ムの電子ビーム偏向手段5への入射方向を中心軸とし
て、回転可能に構成してある。第2の電子ビーム搬送系
4bの端部には照射ヘッド6が移動可能に設けられ、患
者102の体軸を中心として回転できる構成となってい
る。照射ヘッド6は、電子ビームを偏向する電磁石52
やX線ターゲット、コリメータなどで構成され、コリメ
ータ部分は電子ビームまたはX線105の出射方向を中
心軸として、回転可能に設置されている。
Next, the internal structure from the first electron beam transport system 4a to the irradiation head 6 will be described. A quadrupole electromagnet 11 is installed in the first electron beam carrier system 4a as a lens means for focusing the electron beam. Beyond that, a rotatable electron beam deflector 5 for deflecting the electron beam to a desired angle, a second electron beam carrier system 4b,
An electron beam carrier 7 having a double-cone shape and having cavities inside is installed therein. The shape of the electron beam carrier 7 is shown in FIG. In this embodiment,
An electromagnet is used as the electron beam deflecting means 5 and is configured to be rotatable about the incident direction of the electron beam to the electron beam deflecting means 5 as a central axis. An irradiation head 6 is movably provided at an end of the second electron beam transport system 4b so that the irradiation head 6 can be rotated about the body axis of the patient 102. The irradiation head 6 includes an electromagnet 52 that deflects an electron beam.
And an X-ray target, a collimator, and the like, and the collimator portion is rotatably installed with the emission direction of the electron beam or the X-ray 105 as the central axis.

【0015】次に、本実施例での動作を説明する。電子
源3から出た電子は電磁石2のつくる一様磁界によって
円軌道を描いた後、電子ビーム通過孔から加速空胴1内
に入射する。加速空胴1内で、電子は一様磁界によって
偏向されると同時に高周波加速電界によって初期加速さ
れる。そして、他の電子ビーム通過孔から一様磁界領域
に出射する。出射した電子は円軌道を描いて再び加速空
胴1内に入射する。ここで電子は高周波加速電界によっ
てさらに加速され、第3の電子ビーム通過孔から一様磁
界領域に出射し、より大きな円軌道を描いて加速空胴1
内に再入射する。その後、加速空胴1による加速と一様
磁界における円軌道運動を繰り返し、電子は所望のエネ
ルギーに達する。ここで、電子が1回の加速で得るエネ
ルギーは約1MeVであり、n回加速後の電子のエネル
ギーは(約1MeV)×(n+1)になる。なお、図示
してないが、本構成によるマイクロトロン電子加速器で
は、最大30回まで加速可能である。所望のエネルギー
に達した電子は、その円軌道上に設置された移動可能な
磁気シールドパイプ12によって円軌道から外され、さ
らに、磁気シールド効果を部分的に有する固定された真
空パイプ13を通過して一様磁界の外部へ取り出され
る。取り出された電子ビームは四重極電磁石11によっ
て集束された後、回転可能な電子ビーム偏向手段5によ
って電子ビームまたはX線105の患者102への照射
方向に応じた角度に偏向され、電子ビーム搬送用支持体
7内部の第2の電子ビーム搬送系4bへ導かれる。そし
て、電子ビーム搬送系4bの端部にある照射ヘッド6の
偏向電磁石52により、電子ビームは患者102の体軸
に対して垂直な方向へ偏向され、電子ビーム搬送用支持
体7を出てターゲットやコリメータを経て、電子ビーム
そのままか、あるいはX線105となって患者102に
照射される。
Next, the operation of this embodiment will be described. The electrons emitted from the electron source 3 draw a circular orbit by the uniform magnetic field generated by the electromagnet 2, and then enter the acceleration cavity 1 through the electron beam passage hole. In the acceleration cavity 1, the electrons are deflected by the uniform magnetic field and at the same time initially accelerated by the high-frequency acceleration electric field. Then, it is emitted from another electron beam passage hole to a uniform magnetic field region. The emitted electrons draw a circular orbit and enter the acceleration cavity 1 again. Here, the electrons are further accelerated by the high-frequency acceleration electric field, emitted from the third electron beam passage hole to the uniform magnetic field region, and draw a larger circular orbit to accelerate the cavity 1.
Re-inject inside. After that, the electrons reach a desired energy by repeating the acceleration by the acceleration cavity 1 and the circular orbital motion in the uniform magnetic field. Here, the energy obtained by the electron in one acceleration is about 1 MeV, and the energy of the electron after n times acceleration is (about 1 MeV) × (n + 1). Although not shown, the Microtron electron accelerator according to this configuration can accelerate up to 30 times. The electrons having reached the desired energy are removed from the circular orbit by a movable magnetic shield pipe 12 installed on the circular orbit, and further pass through a fixed vacuum pipe 13 partially having a magnetic shield effect. Are taken out of the uniform magnetic field. The extracted electron beam is focused by the quadrupole electromagnet 11 and then deflected by the rotatable electron beam deflection means 5 at an angle according to the irradiation direction of the electron beam or the X-ray 105 to the patient 102, and the electron beam is transported. It is guided to the second electron beam carrier system 4b inside the supporting body 7. Then, the electron beam is deflected in a direction perpendicular to the body axis of the patient 102 by the deflection electromagnet 52 of the irradiation head 6 at the end of the electron beam transport system 4b, and exits from the electron beam transport support 7 to reach the target. The electron beam is passed through the collimator or the collimator as it is, or the X-ray 105 is irradiated onto the patient 102.

【0016】本実施例によれば、従来技術における回転
支持体8が不要となり、装置の設置床面積を小さくする
ことができる。また、電子ビームを搬送する距離が回転
支持体8の厚み分短くなり、また、電子ビームを鈍角に
偏向しているので、略直角に複数回偏向していた従来技
術と比較して、ビーム搬送距離をより一層短縮してい
る。これらの結果、電子ビームの搬送距離は全体で60
0mm以上短くすることができ、同時に電子ビームを集
束させるレンズ手段も従来の4個から1個へと減らすこ
とができた。すなわち、装置の設置床面積が小さく、少
ないレンズ手段で電子ビームを高効率に取り出すことが
できる治療用マイクロトロン装置を得ることができた。
According to this embodiment, the rotary support 8 in the prior art is not required, and the installation floor area of the device can be reduced. Further, since the distance for transporting the electron beam is shortened by the thickness of the rotary support 8 and the electron beam is deflected at an obtuse angle, the beam transport is performed in comparison with the conventional technique in which the electron beam is deflected a plurality of times at substantially right angles. The distance has been further shortened. As a result, the electron beam transport distance is 60 in total.
The length can be shortened by 0 mm or more, and at the same time, the number of lens means for focusing the electron beam can be reduced from the conventional four to one. That is, it was possible to obtain a therapeutic microtron device in which the installation floor area of the device is small and the electron beam can be extracted with high efficiency by a small number of lens means.

【0017】(実施例2)次に、本発明に係る治療用マ
イクロトロン装置の第2の実施例の装置構成を、図3に
示す。
(Embodiment 2) Next, FIG. 3 shows a device configuration of a second embodiment of the therapeutic microtron device according to the present invention.

【0018】第2の実施例は、第1の実施例におけるマ
イクロトロン電子加速器101の設置方向と、電子ビー
ム取り出し機構を変えたものである。図3に示すよう
に、加速空胴1の略真横に移動可能に設置した磁気シー
ルドパイプ12により電子を一様磁界の外へ取り出し、
磁気シールドパイプ12と一体となって移動する偏向電
磁石53によって、一方向へ導く。さらに、真空パイプ
13とレンズ手段である四重極電磁石11とからなる第
1の電子ビーム搬送系4aで、電子ビームを搬送する。
このタイプのマイクロトロン電子加速器101に対し
て、本発明による偏向制御可能な電子ビーム偏向手段
5、電子ビーム搬送系4b、電子ビーム搬送用支持体7
等を実施例1と同じように設けた。その結果、装置の設
置床面積の縮小と、電子ビーム搬送距離の短縮によるレ
ンズ手段の削減とが実現した。また、マイクロトロン電
子加速器101は、電子ビームを取り出す磁気シールド
パイプ12を加速空胴1の略真横に設置する構成である
ため、第1の実施例に比べて、磁気シールドパイプ12
の径を大きくすることができる。その結果、第1の実施
例に比べて、電子ビーム取り出し効率がさらに向上し
た。
In the second embodiment, the installation direction of the microtron electron accelerator 101 in the first embodiment and the electron beam extraction mechanism are changed. As shown in FIG. 3, electrons are taken out of the uniform magnetic field by a magnetic shield pipe 12 installed so as to be movable almost right next to the acceleration cavity 1.
A bending electromagnet 53 that moves integrally with the magnetic shield pipe 12 guides it in one direction. Further, an electron beam is transported by a first electron beam transport system 4a including a vacuum pipe 13 and a quadrupole electromagnet 11 which is a lens means.
For this type of microtron electron accelerator 101, deflection controllable electron beam deflecting means 5, electron beam transport system 4b, and electron beam transport support 7 according to the present invention are provided.
Etc. were provided in the same manner as in Example 1. As a result, reduction of the installation floor area of the device and reduction of the lens means by shortening the electron beam transport distance have been realized. Further, since the microtron electron accelerator 101 has a configuration in which the magnetic shield pipe 12 for extracting the electron beam is installed almost right next to the acceleration cavity 1, the magnetic shield pipe 12 is different from that in the first embodiment.
The diameter of can be increased. As a result, the electron beam extraction efficiency was further improved as compared with the first embodiment.

【0019】(実施例3)さらに、本発明に係る第3の
実施例を、図4により説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0020】本実施例3は、第1および第2の実施例に
比較して、患者102の体軸方向が90度変化するよう
に、治療台103の向きを変えている。しかし、マイク
ロトロン電子加速器101と、そこから出た電子を電子
ビーム搬送用支持体7へ導く第1の電子ビーム搬送系4
aとは、第1の実施例と同様に構成してある。そして、
第3の実施例では、電子ビーム搬送用支持体7は、図5
に示すように、円環を底面とする柱状で構成してある。
電子ビーム搬送用支持体7の両側面には、図示してない
が、電磁石を設置して、電子ビーム搬送用支持体7内部
に紙面に垂直な一様磁界をつくっている。電子ビーム搬
送用支持体7の内部には、患者102への電子ビームま
たはX線105の照射角度に応じて電磁気的に制御可能
な固定された電子ビーム偏向手段5と、偏向電磁石52
を含む移動可能な照射ヘッド6とが設けられている。本
構成によって、マイクロトロン電子加速器101から出
た電子ビームは、第1の電子ビーム搬送系4aを通過し
て電子ビーム偏向手段5で電磁気的に偏向制御され、電
子ビーム搬送用支持体7内部を円軌道を描いて進む。患
者102への所望の照射角度に応じて、支持体7内部を
回転する偏向電磁石52によって電子ビームは偏向さ
れ、電子ビーム搬送用支持体7の外へ取り出され、患者
102へ電子ビームあるいはX線105が照射される。
なお、電子ビームの発散を押さえるために第1の電子ビ
ーム搬送系4aに設けたレンズ手段である四重極電磁石
11は、患者102への照射角度に応じて制御され、レ
ンズ効果を有するように構成されている。この第3の実
施例による治療用マイクロトロン装置では、患者102
の体軸方向と電子ビーム搬送系4aの軸方向とが直交し
ている。これにより、第1、第2の実施例に比べて、電
子ビーム搬送系4aの軸方向の装置寸法が短い治療用マ
イクロトロン装置が得られた。
In the third embodiment, the direction of the treatment table 103 is changed so that the body axis direction of the patient 102 changes by 90 degrees as compared with the first and second embodiments. However, the microtron electron accelerator 101 and the first electron beam transport system 4 for guiding the electrons emitted therefrom to the electron beam transport support 7
"a" has the same structure as in the first embodiment. And
In the third embodiment, the support 7 for electron beam transportation is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the columnar shape is formed with a circular ring as the bottom surface.
Although not shown, electromagnets are installed on both sides of the electron beam carrying support 7 to create a uniform magnetic field inside the electron beam carrying support 7 perpendicular to the plane of the drawing. Inside the electron beam carrying support 7, a fixed electron beam deflecting means 5 that can be electromagnetically controlled according to the irradiation angle of the electron beam or the X-ray 105 to the patient 102, and a deflection electromagnet 52.
And a movable irradiation head 6 including With this configuration, the electron beam emitted from the microtron electron accelerator 101 passes through the first electron beam transport system 4a and is electromagnetically deflected and controlled by the electron beam deflecting means 5 to move inside the electron beam transport support 7. Draw a circular orbit to proceed. The electron beam is deflected by the deflecting electromagnet 52 rotating inside the support body 7 according to a desired irradiation angle to the patient 102, taken out of the electron beam carrying support body 7, and then delivered to the patient 102. 105 is irradiated.
The quadrupole electromagnet 11 that is a lens means provided in the first electron beam transport system 4a for suppressing the divergence of the electron beam is controlled according to the irradiation angle to the patient 102 so that it has a lens effect. It is configured. In the therapeutic microtron device according to the third embodiment, the patient 102
The body axis direction and the axis direction of the electron beam transport system 4a are orthogonal to each other. As a result, a therapeutic microtron device having a shorter device size in the axial direction of the electron beam transport system 4a than in the first and second embodiments was obtained.

【0021】以上、本発明の実施例について述べたが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、電子ビームの加速に使うマイクロトロン電子加速器
101はレーストラック型でもよい。また、以上の実施
例に示した数値は単なる一例であって、本発明はこれに
限定されるものではない。例えば、マイクロトロン電子
加速器101の1回の加速エネルギー、最大加速回数な
どはどのような数値にしてもよいし、一様磁界強度とマ
イクロ波周波数は、マイクロトロンの同期条件を満たす
ものであれば、どのような数値でもよい。またマイクロ
トロン電子加速器101の加速方式も、上記実施例に限
定するものではなく、例えば、加速空胴1に電子ビーム
通過孔を2つ有して初期加速を行わない加速方式のマイ
クロトロン電子加速器を使用することもできる。第2の
電子ビーム搬送系4bは、ほぼ直角の偏向を複数回行う
ものであってもよく、その場合、電子ビーム搬送用支持
体7は空胴状の円柱形状、または円錐台形状で構成すれ
ばよい。また、第1、第2の実施例において、患者10
2への電子ビームまたはX線105の照射角度によって
電子ビームの偏向角度を制御する電子ビーム偏向手段5
は、永久磁石であってもよいし、あるいは固定された電
磁石で電磁気的な制御を行うものであってもよい。ただ
し、電磁気的な制御の場合には、水平方向の偏向と垂直
方向の偏向とをそれぞれ単独に行う複数の偏向器の組合
せによって偏向制御する。また、本発明に用いた電子ビ
ーム偏向手段5および偏向器52、53は、それ自体が
レンズ効果を有するように、電子ビームの入出射方向に
対して入出射面が所望の角度を有するように構成しても
よい。要は、電子ビームを患者102への照射角度に応
じて偏向制御可能な電子ビーム偏向手段と、任意の照射
角度に応じて偏向制御された電子ビームを照射ヘッドま
で搬送可能な固定された電子ビーム搬送用支持体を有す
る治療用マイクロトロン装置であればよい。また、上記
実施例では、電子ビーム偏向手段、レンズ手段は、それ
ぞれ電磁石、四重極電磁石で構成したが、これらも他の
構成であってもよく、その個数も上記実施例に限定され
るものではない。
The embodiments of the present invention have been described above.
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the microtron electron accelerator 101 used for accelerating the electron beam may be a race track type. The numerical values shown in the above embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, the acceleration energy for one time of the microtron electron accelerator 101, the maximum number of times of acceleration, etc. may be any numerical values, and the uniform magnetic field strength and the microwave frequency may satisfy the synchronization condition of the microtron. , Any number is acceptable. Further, the acceleration method of the microtron electron accelerator 101 is not limited to the above embodiment, and for example, the acceleration method microtron electron accelerator having two electron beam passage holes in the acceleration cavity 1 and not performing initial acceleration. Can also be used. The second electron beam transport system 4b may be configured to perform deflection at substantially right angles a plurality of times. In that case, the electron beam transport support 7 may have a hollow cylindrical shape or a truncated cone shape. Good. In addition, in the first and second embodiments, the patient 10
Electron beam deflection means 5 for controlling the deflection angle of the electron beam depending on the irradiation angle of the electron beam or X-ray 105 onto the beam 2.
May be a permanent magnet, or may be one that performs electromagnetic control with a fixed electromagnet. However, in the case of electromagnetic control, deflection control is performed by a combination of a plurality of deflectors that individually perform horizontal deflection and vertical deflection. Further, the electron beam deflecting means 5 and the deflectors 52 and 53 used in the present invention are so arranged that the entrance / exit surface has a desired angle with respect to the entrance / exit direction of the electron beam so as to have a lens effect itself. You may comprise. In short, an electron beam deflecting means capable of controlling the deflection of the electron beam according to the irradiation angle to the patient 102, and a fixed electron beam capable of carrying the deflection controlled electron beam according to the irradiation angle to the irradiation head. Any therapeutic microtron device having a carrier for transportation may be used. Further, in the above embodiment, the electron beam deflecting means and the lens means are constituted by electromagnets and quadrupole electromagnets, respectively, but they may have other configurations, and the numbers thereof are not limited to those in the above embodiment. is not.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る治療
用マイクロトロン装置では、固定された電子ビーム搬送
用支持体を設置し、その内部に、患者への電子ビームや
X線の照射角度に応じて偏向制御された電子ビームを照
射ヘッドにまで搬送する手段を設けたことにより、電子
ビームの搬送距離を短かく、したがって、装置の設置床
面積を小さくすることができ、かつ、少ないレンズ手段
で電子ビームを高効率に取り出すことができるようにな
った。
As described above, in the therapeutic microtron device according to the present invention, the fixed electron beam carrier is installed and the irradiation angle of the electron beam or the X-ray to the patient is provided therein. By providing a means for transporting the electron beam, the deflection of which is controlled according to the above, to the irradiation head, the transport distance of the electron beam can be shortened, and therefore, the installation floor area of the device can be reduced and the number of lenses is small. The electron beam can be extracted with high efficiency by the means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る治療用マイクロトロン装置の一実
施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a therapeutic microtron device according to the present invention.

【図2】図1中の電子ビーム搬送用支持体の構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of an electron beam carrying support in FIG.

【図3】本発明に係る治療用マイクロトロン装置の第2
の実施例を示す構成断面図である。
FIG. 3 is a second therapeutic microtron device according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration cross-sectional view showing the example of FIG.

【図4】本発明に係る治療用マイクロトロン装置の第3
の実施例を示す構成断面図である。
FIG. 4 is a third therapeutic microtron device according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration cross-sectional view showing the example of FIG.

【図5】図4中の電子ビーム搬送用支持体の構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of an electron beam carrying support in FIG.

【図6】従来の治療用マイクロトロン装置の構成断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of a conventional therapeutic microtron device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加速空胴 2…電磁石 3…電子源 4、4a、4b…電子ビーム搬送系 5…電子ビーム偏向手段 51a〜51d、52、53…偏向電磁石 6…照射ヘッド 7…電子ビーム搬送用
支持体 8…回転支持体 11、11a〜11d…四重極電磁石 12…磁気シールドパイプ 13…真空パイプ 101…マイクロトロン電子加速器 102…患者 103…治療台 104…治療用ガントリ 105…電子ビームま
たはX線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Accelerating cavity 2 ... Electromagnet 3 ... Electron source 4, 4a, 4b ... Electron beam conveyance system 5 ... Electron beam deflection means 51a-51d, 52, 53 ... Deflection electromagnet 6 ... Irradiation head 7 ... Electron beam conveyance support 8 ... Rotating support 11, 11a to 11d ... Quadrupole electromagnet 12 ... Magnetic shield pipe 13 ... Vacuum pipe 101 ... Microtron electron accelerator 102 ... Patient 103 ... Treatment table 104 ... Treatment gantry 105 ... Electron beam or X-ray

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マイクロトロン電子加速器により加速され
た電子ビームを偏向、搬送して照射ヘッドに導き、該照
射ヘッドより上記電子ビームをそのまま、あるいはX線
に変換して患者に照射して治療を行なう治療用マイクロ
トロン装置において、上記電子ビームの偏向角度を上記
電子ビームまたはX線の患者への照射角度に応じて制御
する電子ビーム偏向手段と、上記偏向制御された電子ビ
ームを上記照射ヘッドにまで搬送する電子ビーム搬送手
段とを内包する固定された電子ビーム搬送用支持体を有
することを特徴とする治療用マイクロトロン装置。
1. A treatment by deflecting and transporting an electron beam accelerated by a microtron electron accelerator and guiding it to an irradiation head, and the electron beam is irradiated from the irradiation head as it is or converted into an X-ray and irradiated to a patient. In a therapeutic microtron device to be performed, an electron beam deflection means for controlling a deflection angle of the electron beam according to an irradiation angle of the electron beam or X-ray to a patient, and the deflection-controlled electron beam to the irradiation head. A therapeutic microtron device having a fixed support for electron beam transport, which includes an electron beam transport means for transporting to.
【請求項2】上記照射ヘッドは、上記電子ビーム搬送用
支持体に接して設けられ、患者の体軸を中心として回転
可能であるように構成されたことを特徴とする請求項1
に記載の治療用マイクロトロン装置。
2. The irradiation head is provided so as to be in contact with the electron beam carrying support, and is configured to be rotatable about the body axis of the patient.
The therapeutic microtron device according to 1.
【請求項3】上記電子ビーム偏向手段が、電子ビームの
上記電子ビーム偏向手段への入射方向を中心軸として、
上記患者への照射角度に応じて機械的に回転可能に設置
されていることを特徴とする請求項1または2に記載の
治療用マイクロトロン装置。
3. The electron beam deflecting means has a center axis in the incident direction of the electron beam to the electron beam deflecting means.
The therapeutic microtron device according to claim 1 or 2, wherein the therapeutic microtron device is installed so as to be mechanically rotatable according to an irradiation angle to the patient.
【請求項4】上記電子ビーム偏向手段が電磁石で構成さ
れていることを特徴とする請求項1、2または3に記載
の治療用マイクロトロン装置。
4. The therapeutic microtron device according to claim 1, 2 or 3, wherein said electron beam deflecting means comprises an electromagnet.
【請求項5】上記電子ビーム偏向手段が固定された1個
または複数個の電磁石で構成され、上記電子ビームの偏
向角度を上記患者への照射角度に応じて電磁気的に制御
することを特徴とする請求項1または、2に記載の治療
用マイクロトロン装置。
5. The electron beam deflecting means is composed of one or a plurality of fixed electromagnets, and the deflection angle of the electron beam is electromagnetically controlled according to the irradiation angle to the patient. 3. The therapeutic microtron device according to claim 1 or 2.
【請求項6】上記電子ビーム偏向手段がレンズ効果を有
するように、上記電子ビーム偏向手段の入出射面を電子
ビームの入出射方向に対して傾斜させたことを特徴とす
る請求項1から5までのいずれかの項に記載の治療用マ
イクロトロン装置。
6. The entrance / exit surface of the electron beam deflector is inclined with respect to the entrance / exit direction of the electron beam so that the electron beam deflector has a lens effect. The therapeutic microtron device according to any of the above items.
【請求項7】上記電子ビームの経路中にレンズ手段を設
け、上記電子ビームまたはX線の患者への照射角度に応
じて、上記電子ビームに対する集束作用を調節すること
を特徴とする請求項1から6までのいずれかの項に記載
の治療用マイクロトロン装置。
7. A lens means is provided in the path of the electron beam, and the focusing action on the electron beam is adjusted according to the irradiation angle of the electron beam or X-ray to the patient. The therapeutic microtron device according to any one of items 1 to 6.
【請求項8】上記マイクロトロン電子加速器が円形のマ
イクロトロン電子加速器であることを特徴とする請求項
1から7までのいずれかの項に記載の治療用マイクロト
ロン装置。
8. The therapeutic microtron device according to claim 1, wherein the microtron electron accelerator is a circular microtron electron accelerator.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113903492A (en) * 2020-06-22 2022-01-07 四川智研科技有限公司 Electron beam irradiation treatment method for inner and outer surfaces of barrel-shaped container
CN113903493A (en) * 2020-06-22 2022-01-07 四川智研科技有限公司 Irradiation method for container

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