JPH08117351A - 粒子ビーム照射方法および粒子ビーム装置並びにそれを用いた医療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型にして粒子ビームが十分に広げられ、かつ
その粒子分布が充分に平坦化される粒子ビーム装置を提
供する。 【構成】荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系を介して
目標に照射するように形成されている粒子ビーム装置に
おいて、前記粒子ビーム制御系の上流側に、粒子ビーム
を扁平状に拡大成形する粒子ビーム拡大手段と、該粒子
ビーム拡大手段により扁平状に拡大された粒子ビームを
その扁平面に直角方向に移動させる粒子ビーム移動手段
とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子ビームを目標
に向けて輸送・照射するための粒子ビーム装置およびそ
れを用いた医療装置および粒子ビーム照射方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に採用されている荷電粒子ビー
ム装置を用いた医療装置は、図２にも示されているよう
に、荷電粒子ビーム制御系を介して照射目標に照射する
ようにしている。すなわち加速器１０１で高エネルギー
まで加速された荷電粒子ビームを各治療室１０３へ輸送
し、治療室１０３内で治療，すなわち患者の患部に照射
するようにしている。

【０００３】この場合の加速器１０１は、シンクロトロ
ンで、前段加速器１６０からのビームを入射器１５０を
使ってこのシンクロトロンへ入射し、シンクロトロンで
は、偏向電磁石３および４極電磁石５，７、それに加速
空洞８を使って粒子ビームを周回させるとともに、高エ
ネルギーまで加速する。

【０００４】そして加速された粒子ビームは、治療室１
０３へ輸送されるわけであるが、この輸送過程で真空ダ
クトに衝突しないように、４極電磁石１０４により粒子
ビーム径を小さく抑えるとともに偏向電磁石１０５によ
り粒子ビームが適切なコースを通るように調整される。

【０００５】図３には、この輸送された粒子ビームを患
者に照射する照射装置が示されている。この装置は、最
上流部に偏向電磁石１１を備え、この偏向電磁石１１を
出た粒子ビームは、散乱体４２の作用により、ｘ方向、
ｙ方向（図中の方向記号参照）にそれぞれ広げられると
同時に粒子ビームの粒子分布が平坦化される。なお、散
乱体４２より下の部分には、エネルギー調整器４５が配
置されている。

【０００６】粒子の分布が平坦化された粒子ビームは、
さらにコリメーター４３により粒子ビームの広がりおよ
びその形状が適切に調整され、その後患者４４に照射さ
れるように形成されている。なお、このような技術に関
連するものとしては、原子力工業第３２巻第３号（１９
８６）第３３頁「重粒子線治療装置」などが挙げられ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように形成されて
いる従来の粒子ビーム装置では、照射位置において、散
乱体により粒子ビームを十分広げるとともに粒子数分布
を平坦化させるために、散乱体から照射位置まで十分な
距離が必要であり、この距離を確保するために粒子ビー
ム装置が大型化し、さらに粒子ビームを広げるために散
乱体が使用されていることからビーム損失が大きい嫌い
があった。

【０００８】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、小型にして粒子ビームが十分に広
げられ、かつその粒子分布が充分に平坦化される荷電粒
子ビーム装置およびそれを用いた医療装置を提供するに
ある。

【０００９】さらに本発明のもう一つの目的は、小型に
して粒子ビーム損失を充分低減することが可能な荷電粒
子ビーム装置およびそれを用いた医療装置を提供するに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、荷電
粒子ビームを、粒子ビーム制御系を介して目標の所定範
囲に照射するように形成されている粒子ビーム装置にお
いて、前記粒子ビーム制御系の上流側に、粒子ビームを
扁平状に拡大成形する粒子ビーム拡大手段と、該粒子ビ
ーム拡大手段により扁平状に拡大された粒子ビームをそ
の扁平面に直角方向に移動させる粒子ビーム移動手段と
を設けるようになし所期の目的を達成するようにしたも
のである。

【００１１】

【作用】すなわちこのように形成された粒子ビーム装置
であると、粒子ビーム制御系の上流側に粒子ビームを扁
平状に拡大成形する粒子ビーム拡大手段装置が設けられ
ていることから、粒子ビーム制御系の粒子ビームサイズ
は進行方向距離の増加とともに増加はするものの、扁平
状，すなわちシート状をなしており、粒子ビーム制御系
の偏向電磁石なども扁平な形状となり全体的に薄型のも
のとなり、またこの扁平状に拡大された粒子ビームが、
粒子ビーム移動手段によりその扁平面に直角方向に移動
させられるので、その照射範囲を充分覆うことが可能で
あり、したがって小型にして十分に拡大された粒子ビー
ムの照射範囲とすることができるのである。

【００１２】

【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図１には、その粒子ビーム装置を用いた医
療装置の例が示されている。図中２０が照射目標（患
者）で１０がプロトンを輸送する粒子ビームダクトであ
る。加速器でエネルギーおよそ２５０ＭｅＶまで加速さ
れたプロトンは、粒子ビームダクト１０内を流通し、収
束４極電磁石１３の前側，すなわち図中Ａで示す箇所に
到達する。

【００１３】この収束４極電磁石１３の前側から照射目
標２０に至るまでの間には、収束４極電磁石１３、発散
４極電磁石１４、粒子数分布平坦化用８極電磁石２１、
偏向電磁石１１、さらに、粒子ビーム移動用の２極電磁
石２３などの粒子ビーム制御系が設置されている。

【００１４】収束４極電磁石１３、発散４極電磁石１
４、粒子数分布平坦化用８極電磁石２１、偏向電磁石１
１、さらに、粒子ビーム移動用の２極電磁石２３は、そ
れぞれ電源装置２０２、２０３、２０４、２０５、２０
６に接続され、各電源装置は、制御装置２０１で制御さ
れる。この制御装置２０１は、照射範囲・形状設定装置
２００の出力信号に基づき、必要な範囲を正しくビーム
を照射できるように前記電源装置を制御する。

【００１５】前記４極電磁石（１３、１４）は、粒子ビ
ームの収束、発散を行うように内部に電磁石を備えてお
り、そのｘｙ面内の磁極構造が図６に示されている。収
束用４極電磁石１３および発散用４極電磁石１４の磁極
構造は、いずれもこのようにコイルＣを有する磁極Ｐが
Ｓ極Ｎ極交互に配置された構造になっているが、収束用
４極電磁石１３の場合には、磁極１と磁極３がＳ極、磁
極２と磁極４がＮ極になるようにコイルに電流が流さ
れ、また発散用４極電磁石１４の場合には、この逆の極
性となるように電流が流される。

【００１６】前記収束用４極電磁石１３は、磁石中心か
らｘ方向変位が大きくなるとｘ方向変位に比例した力で
粒子ビームの軌道勾配を変えて、粒子ビームに収束する
作用を与え、ｙ方向についてはｙ方向変位に比例した力
で発散する作用を与える。一方、発散用４極電磁石１４
の場合は、前記収束用４極電磁石１３と反対の作用を粒
子ビームに与える。

【００１７】この結果、プロトン粒子ビームは、発散用
４極電磁石１４と収束用４極電磁石１３の強度を適切に
選ぶ事により、偏向電磁石１１の偏向面に垂直に収束作
用を受け、また、前記の偏向面に平行に発散作用を受
け、照射目標に近づくにつれ偏向面に平行方向に広が
り、また偏向面に垂直方向には収束していく。

【００１８】図１に戻り、プロトン粒子ビームは８極電
磁石２１を通過することにより、照射目標２０の位置
で、偏向面内の粒子数分布が平坦化される。すなわち８
極電磁石２１はその磁極断面が図７に示されているよう
に、磁極１がＮ極で磁極２がＳ極で磁極８まで同様の極
性が繰り返され形成されている。８極電磁石では、ｙ方
向変位の３乘に比例した力で軌道勾配を変化させる。

【００１９】この軌道勾配の変化量が変位に比例する場
合は、粒子ビームの粒子数分布の形状は相似形である
が、軌道勾配の変化量と変位との関係を非線形にする
と、変位の大きな粒子の軌道勾配をより大きく変化させ
て、粒子ビームの粒子数分布の形状を変化させることが
できるようになる。この効果を用いて、８極電磁石２１
の磁石強度を適切に選択することにより、照射目標の位
置で偏向面の粒子数分布を平坦化するのである。

【００２０】プロトン粒子ビームは８極電磁石２１の作
用を受けたあと、偏向電磁石１１でｘ面内の軌道が曲げ
られる。偏向電磁石１１で軌道を曲げるのに必要な電流
は、偏向電磁石１１のｙ方向のギャップサイズに比例す
るため、偏向電磁石のギャップはできるだけ小さく抑え
る事が望ましい。本発明では、収束用４極電磁石１３と
発散用４極電磁石１４の作用により、ｙ方向の粒子ビー
ムサイズは小さく抑えたままでｘ方向の粒子ビームサイ
ズを拡大するため、偏向電磁石１１のギャップは小さく
抑えられる。

【００２１】偏向電磁石１１の作用を受けた後、プロト
ン粒子ビームは、２極電磁石２３でｙ方向に移動させら
れる。２極電磁石２３による作用と照射目標上での粒子
ビームの様子が概念的に図４に示されている。２極電磁
石の磁場強度を変化させることにより、プロトン粒子ビ
ームは、図中ｙ方向に移動する。なお、この場合２極電
磁石を作用させる前に照射目標２０の上で、ｘ方向には
広く、かつ平坦（扁平）な粒子ビームを得ることができ
ており、２極電磁石２３により、ｙ方向に粒子ビームを
移動させることにより、２次元的に広がりのある目標を
照射できる。

【００２２】このビーム移動用の２極電磁石２３には、
図８に示されているように、大きさ、極性が正弦波状に
変化する電流ｉが加えられ、これにより簡単に粒子ビー
ムを移動させることができる。粒子ビームのｙ方向の移
動範囲は、２極電磁石２３の電流の大きさにより決ま
り、移動速さは２極電磁石２３の電流の変化速さにより
決まる。

【００２３】また、ｘ方向の粒子ビームサイズ、平坦化
度は、発散用４極電磁石１４、収束用４極電磁石１３、
さらに粒子数分布平坦化用８極電磁石２１の強度で決ま
るため、これらの強度についても、照射目標の大きさに
より適切に選択する。

【００２４】すなわち照射範囲・形状設定装置２００に
入力する患者の患部情報に基づきこの装置２００で自動
的に算出し、これに基づき必要な範囲を照射できるよう
に制御装置２０１では４極電磁石１３、１４の電源（２
０２、２０３）の強度を設定するとともに、制御装置２
０１でビームの強度分布を平坦化するための８極電磁石
２０４の電流を求め、８極電磁石２０４を制御する。さ
らに、ビーム移動用の２極電磁石２３についても、患部
の情報を照射範囲・形状設定装置２００から得て、必要
な範囲を照射できる電流値を制御装置２０１で算出し、
電源装置２０６を制御する。

【００２５】上記の実施例では、照射目標上の概ね長方
形状の領域を照射する。複雑な形状を照射する場合につ
いては、最終的にコリメーターで粒子ビーム形状を整形
するか、粒子ビームサイズ拡大手段である４極電磁石１
４の電源装置２０３とビーム平坦手段８極電磁石２１の
電源装置２０４とビーム移動用電磁石２３の電源装置２
０６を連係制御して、必要な形状を照射する。

【００２６】また、上記の実施例は、２極電磁石によ
り、粒子ビームをｙ方向に移動させたが、粒子ビームの
ｙ方向位置は一定にしておき、照射目標をｙ方向に移動
させても全く同様の作用を持たせることができる。

【００２７】次に、本発明の動作および作用について図
を用いてもうすこし詳しく説明すると、図５は、加速器
から出射した粒子ビームを輸送し目標に照射するための
本発明の装置の概要を示す図である。この図のｚ軸は、
粒子ビームの進行方向に沿って変化する軸とし、ｘ、ｙ
軸はｚ軸に垂直であるとする。

【００２８】加速器から出射した粒子ビームは、粒子ビ
ームダクト１０内を通過して、偏向電磁石１１により曲
げられ目標１２に照射される。この時、手段の第１で述
べたように、粒子ビーム装置の上流側に粒子ビームサイ
ズ拡大装置５０を設け、偏向面内の粒子ビームサイズを
進行方向距離の増加とともに増加させ、照射点では、偏
向面に沿ったシート状にする。この時の粒子ビーム形状
を図４に示す。

【００２９】図４のｚ＝０は、照射目標上の面を示し、
ｘ方向、即ち、偏向面に沿った方向の粒子ビームサイズ
は、ｙ方向、即ち、偏向面に垂直方向の粒子ビームサイ
ズより大きい。ここで、最下流の偏向面内の粒子ビーム
サイズを増加させているが、偏向面に垂直方向の粒子ビ
ームサイズを増加させた場合、粒子ビームを失うことな
く輸送するためには、偏向電磁石のギャップを増加させ
る必要があり、その結果、電磁石のサイズや必要な電流
が増加する等の問題が生じる。

【００３０】従って、偏向面に垂直方向の粒子ビームサ
イズの増加は最小限に留める。この粒子ビーム拡大に
は、具体的には、発散用４極電磁石を使用する。４極電
磁石は、電磁石中心からの変位に比例した力で軌道勾配
を変化させる。発散用４極電磁石は、偏向電磁石１１の
偏向面に一致する面内で粒子ビームを発散させる作用を
持ち、偏向面内に垂直な面内で収束させる作用を持つ。

【００３１】次に、図５の装置１５により粒子ビームを
図２のｙ方向に移動させる、即ち、偏向電磁石の偏向面
に垂直に移動させるか、あるいは、図５の照射目標１２
をｙ方向に移動させる。

【００３２】ここで、偏向面に垂直に、粒子ビームの移
動もしくは照射目標の移動をするのは、前述のように、
電磁石の小型化、低コスト化のために、偏向面に垂直方
向には、粒子ビームサイズを小さく抑えておくことが必
要だからである。前者の粒子ビームの移動は、電磁石で
行ない、電磁石に流す電流の大きさを変化させて移動
量、移動速さを制御する。

【００３３】以上のように粒子ビームの長軸方向に垂
直、即ち、最下流の偏向面に垂直に、粒子ビームを移動
させるか照射目標を移動させるかにより、広がりのある
目標を照射することができる。即ち、照射範囲は、粒子
ビームあるいは照射目標の移動距離と移動方向に垂直の
粒子ビームサイズにより決まる。

【００３４】従って、粒子ビームの長軸方向のサイズを
増加させておけば、長軸方向に垂直方向のみの移動によ
り、広がりのある目標を照射できる。広い範囲を照射す
るためには、粒子ビームサイズは、およそ１０ｍｍ以上
にしておくことが必要である。いろいろなサイズの目標
を照射する場合については、粒子ビームサイズ拡大手
段、即ち、図５の粒子ビーム拡大装置５０と粒子ビーム
移動装置１５を調整することにより、照射範囲を調整す
る。

【００３５】粒子分布については、粒子数分布平坦化装
置１６を、図５に示すように、輸送系の上流側に設け
る。この装置１６により、図２のｘ方向、即ち、粒子ビ
ームの偏向面内の粒子数分布を平坦化させる。この粒子
数分布平坦化装置１６には、８極以上の多極電磁石を用
いる。

【００３６】多極電磁石を用いた粒子数分布平坦化装
置、例えば８極電磁石では、粒子ビーム中心からの距離
の３乘に比例した力で軌道勾配を変えることができ、粒
子ビーム中心からの距離が大きい粒子を中心部に集める
ことができ、粒子数分布を平坦化できる。さらに多極の
電磁石を使用した場合にも同様の効果を持たせることが
でき、粒子数分布を平坦化できる。

【００３７】次に本発明の第２の実施例を図９に基づき
説明する。本実施例では、ビーム拡大用に発散用４極電
磁石１４を使用し、また、粒子数分布平坦化用に１２極
電磁石２４を使用する。１２極電磁石では、ｙ方向の変
位の５乘に比例した力で軌道勾配を変化させる。したが
って、実施例１と同様に粒子数分布を平坦化させること
ができる。

【００３８】これらにより、図９のｙ方向に粒子ビーム
を広げると同時にｙ方向の粒子数分布を平坦化する。さ
らに、２極電磁石２３を用いて粒子ビームをｘ方向に移
動させ、目標２０を照射する。また、これらの電磁石の
電源装置２０３、２０４、２０５は、照射範囲設定装置
２００からの情報に基づき、制御装置２０１で制御す
る。

【００３９】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。図２と同様にシンクロトロン１０１でプロトン粒子
ビームを加速し、出射器３１からプロトン粒子ビームを
輸送、治療室１０３へ出射する。出射器３１から出射さ
れる粒子ビームは、患者の患部状況に応じて、粒子ビー
ムエネルギーを変化させる。治療室１０３内の輸送・照
射装置を図１０に示す。輸送・照射装置は、図に示され
ているように患者の患部位置に応じて、回転軸ＲＣの周
りを回転できるようになっている。

【００４０】シンクロトロンから出射された粒子ビーム
は、偏向電磁石３３で軌道を曲げられ、その後、粒子ビ
ーム収束用４極電磁石１３、発散用４極電磁石１４で最
終粒子ビーム偏向電磁石１１の偏向面内の粒子ビームサ
イズを拡大させる。ただし、実施例１と同様に、偏向面
に垂直方向の粒子ビームサイズは小さく抑えておく。ま
た、偏向面内の粒子数分布は、粒子数分布平坦化用８極
電磁石２１により、平坦化する。その後、偏向電磁石２
２で軌道を曲げたあと、２極電磁石２３により、偏向面
に垂直方向に粒子ビームを移動させる。

【００４１】したがって、前述した実施例１と同様に照
射範囲・形状設定装置２００で自動的に算出し、これに
基づき必要な範囲を照射できるように制御装置２０１で
４極電磁石１３、１４の電源（２０２、２０３）の強度
を設定する。制御装置２０１でビームの強度分布を平坦
化するための８極電磁石の電流を求め、８極電磁石の電
源を制御する。さらに、ビーム移動用の電磁石２３につ
いても、必要な範囲を照射できる電流値を制御装置２０
１で算出し電源装置２０６を制御する。なお、患部の状
況によっては、シンクロトロンからは、異なるエネルギ
ーのビームを出射する。

【００４２】粒子ビームのエネルギーを変える場合につ
いても収束用４極電磁石１３、発散用４極電磁石１４、
偏向電磁石３３、偏向電磁石２２、２極電磁石２３が同
様の効果を持つように制御装置２０１で必要な電磁石の
電流を求め、電源装置２０２、２０３、２０４、２０
５、２０６を制御する。

【００４３】また、上記の実施例では、加速器にシンク
ロトロンを使用しているが、加速器をサイクロトロンに
した場合でも図１０の粒子ビーム装置をそのまま使用す
ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、粒子ビーム制御系の上流側に粒子ビームを扁平状に
拡大成形する粒子ビーム拡大手段装置が設けられている
ことから、粒子ビームは扁平状をなしており、粒子ビー
ム制御系の偏向電磁石なども扁平な形状となり全体的に
薄型のものとなり、またこの扁平状に拡大された粒子ビ
ームが、粒子ビーム移動手段によりその扁平面に直角方
向に移動するように形成されているので、その照射範囲
を充分覆うことが可能であり、したがって小型にして十
分に拡大された粒子ビームの照射範囲のこの種粒子ビー
ム装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の医療装置の一実施例を示す線図であ
る。

【図２】本発明の医療装置の一実施例を示す線図であ
る。

【図３】従来の粒子ビーム装置を示す縦断側面図であ
る。

【図４】本発明の粒子ビーム形状と粒子ビーム移動の関
連を示す図である。

【図５】本発明の医療装置の一実施例を示す線図であ
る。

【図６】４極電磁石の断面図である。

【図７】８極電磁石の断面図である。

【図８】粒子ビーム移動用電磁石の電流の時間変化を示
す図である。

【図９】本発明の医療装置の他の実施例を示す線図であ
る。

【図１０】本発明の医療装置の他の実施例を示す線図で
ある。

【符号の説明】

１０…粒子ビームダクト、１０１…荷電粒子加速器、１
０５…偏向電磁石、１０３…治療室、１０４…４極電磁
石、１６０…前段加速器、１５０…入射器、５，７，４
０…４極電磁石、８…加速空洞、４２…散乱体、１０３
…治療室１０３、１５…粒子ビーム移動装置、５０…粒
子ビームサイズ拡大装置、１６…粒子数分布平坦化装
置、３，１１，２２，３３，４１…偏向電磁石、１２，
２０…照射目標、２３…粒子ビーム移動用２極電磁石、
１３…収束４極電磁石、１４…発散４極電磁石、２１…
８極電磁石、２４…１２極電磁石２４、３０…シンクロ
トロン、３１…出射器、３２…照射装置。

フロントページの続き (72)発明者 西 政嗣 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 桜畠 広明 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照射目標の所定範囲に荷電粒子ビームを
   照射する粒子ビーム照射方法において、 前記照射する粒子ビームを扁平状となるように制御し、
   かつ該扁平状に形成された粒子ビームをその扁平面に直
   角方向に移動させ、目標の所定の範囲に粒子ビームを照
   射するようにしたことを特徴とする粒子ビーム照射方
   法。
2. 【請求項２】 照射目標の所定の部分で、かつ所定の範
   囲に荷電粒子ビームを照射するようになした粒子ビーム
   照射方法において、 前記粒子ビームを扁平状となるように制御形成して目標
   に照射するとともに、その照射した状態で、前記照射目
   標を前記粒子ビームの扁平面に直角な方向に移動させ、
   目標の所定の範囲に荷電粒子ビームを照射するようにし
   たことを特徴とする粒子ビーム照射方法。
3. 【請求項３】 荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系を
   介して目標の所定範囲に照射するようになした粒子ビー
   ム装置において、 前記粒子ビーム制御系に、粒子ビームを扁平状に拡大成
   形する粒子ビーム拡大手段と、該粒子ビーム拡大手段に
   より扁平状に拡大された粒子ビームをその扁平面に直角
   方向に移動させる粒子ビーム移動手段とを備えているこ
   とを特徴とする粒子ビーム装置。
4. 【請求項４】 荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系を
   介して目標の所定範囲照射するようになした粒子ビーム
   装置において、 前記粒子ビーム制御系に、粒子ビームを扁平状に拡大す
   る拡大電磁装置と、該拡大電磁装置により扁平状に拡大
   された粒子ビームを、その扁平面に直角方向に移動させ
   る粒子ビーム移動用電磁装置とを設けたことを特徴とす
   る粒子ビーム装置。
5. 【請求項５】 荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系を
   介して目標の所定範囲照射するようになした粒子ビーム
   装置において、 前記粒子ビーム制御系に、粒子ビームを扁平状に拡大す
   る拡大電磁装置を設けるとともに、前記粒子ビーム輸送
   系の最下流部に前記扁平状の粒子ビームをその扁平面に
   直角方向に移動させる粒子ビーム移動用電磁装置を設け
   るようにしたことを特徴とする粒子ビーム装置。
6. 【請求項６】 荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系を
   介して目標の所定範囲照射するようになした粒子ビーム
   装置において、 前記粒子ビーム制御系に、粒子ビームを扁平状に拡大す
   る拡大電磁装置を設け、かつ前記照射される目標が乗置
   されている台が、前記扁平状をなした粒子ビームの扁平
   面に直角方向に移動するように形成されていることを特
   徴とする粒子ビーム装置。
7. 【請求項７】 前記拡大電磁装置が、４極電磁石で形成
   されてなる請求項４、５若しくは６記載の粒子ビーム装
   置。
8. 【請求項８】 荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系を
   介して目標の所定範囲照射するようになした粒子ビーム
   装置において、 前記粒子ビーム制御系に、粒子ビームを扁平状に拡大す
   る拡大電磁装置を設け、かつその下流部に、扁平状に拡
   大された粒子ビームの粒子数分布を平坦化する粒子分布
   平坦化装置を設けるとともに、前記粒子ビーム輸送系の
   最下流部に、前記扁平状の粒子ビームをその扁平面に直
   角方向に移動させる粒子ビーム移動用電磁装置を設ける
   ようにしたことを特徴とする粒子ビーム装置。
9. 【請求項９】 前記粒子分布平坦化装置が、極数８以上
   の多重極磁石である請求項８記載の粒子ビーム装置。
10. 【請求項１０】 前記扁平状に拡大された粒子ビームの
    照射位置におけるビームの長軸方向の大きさが１０ｍｍ
    以上である請求項３、４、５、６、７、８若しくは９記
    載の粒子ビーム装置。
11. 【請求項１１】 荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系
    を介して目標の所定範囲照射するようになした粒子ビー
    ム装置において、 前記粒子ビームの進行方向に概ね垂直方向で、かつ最下
    流の偏向面に平行な方向のビームサイズをビーム中心位
    置を移動することなく拡大させる手段と、前記偏向面に
    垂直方向にビームを移動させる手段、若しくは前期偏向
    面に垂直方向に照射目標を移動させる手段とを備えてい
    ることを特徴とする粒子ビーム装置。
12. 【請求項１２】 荷電粒子ビームを、粒子ビーム制御系
    を介して目標の所定範囲照射するようになした粒子ビー
    ム装置において、 前記粒子ビームの進行方向に概ね垂直で、かつ最下流の
    偏向面に平行な方向のビームサイズをビーム中心位置を
    移動することなく拡大させる手段と、前期偏向面内の粒
    子数分布を平坦化する手段と、偏向面に垂直方向に、ビ
    ームを移動させる、若しくは照射目標を移動させる手段
    を備えたことを特徴とする粒子ビーム装置。
13. 【請求項１３】 前記ビームサイズ拡大手段、および粒
    子数分布平坦化手段が、ビーム移動手段より上流側にあ
    る請求項１１若しくは１２記載の粒子ビーム装置。
14. 【請求項１４】 前記ビームサイズ拡大手段、および粒
    子数分布平坦化手段が、最下流の偏向電磁石より上流側
    にある請求項１１若しくは１２記載の粒子ビーム装置。
15. 【請求項１５】 請求項３、４、５、６、７、８、９、
    １１、１２、１３若しくは１４に記載された粒子ビーム
    装置を使用したことを特徴とする医療装置。
16. 【請求項１６】 加速された荷電粒子ビームを、粒子ビ
    ーム制御系を介して患者の所定範囲照射するようになし
    た医療装置において、 前記粒子ビーム制御系に、粒子ビームを扁平状に拡大す
    る拡大電磁装置を設け、かつその下流部に、扁平状に拡
    大された粒子ビームの粒子数分布を平坦化する粒子分布
    平坦化装置を設けるとともに、前記粒子ビーム輸送系の
    最下流部に、前記扁平状の粒子ビームをその扁平面に直
    角方向に移動させる粒子ビーム移動用電磁装置を設ける
    ようにしたことを特徴とする医療装置。
17. 【請求項１７】 加速された荷電粒子ビームを、粒子ビ
    ーム制御系を介して患者の所定範囲照射するようになし
    た医療装置において、 前記粒子ビーム制御系に、粒子ビームを扁平状に拡大す
    る拡大電磁装置を設けるとともに、その下流部に、扁平
    状に拡大された粒子ビームの粒子数分布を平坦化する粒
    子分布平坦化装置を設け、かつ前記患者が乗せられてい
    る台を、前記扁平状をなした粒子ビームの扁平面に直角
    方向に移動するように形成したことを特徴とする医療装
    置。