JPS5892367A - アクロマテイツク平行対平行装置のための4重極シングレツト集束 - Google Patents
アクロマテイツク平行対平行装置のための4重極シングレツト集束Info
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- JPS5892367A JPS5892367A JP57201224A JP20122482A JPS5892367A JP S5892367 A JPS5892367 A JP S5892367A JP 57201224 A JP57201224 A JP 57201224A JP 20122482 A JP20122482 A JP 20122482A JP S5892367 A JPS5892367 A JP S5892367A
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- magnetic field
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/08—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means
- G21K1/093—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means by magnetic means
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は、荷電粒子ビームの光学及び輸送に関する。特
に、放射線処置装置に使用するために特に適したアクロ
マチイックビーム偏向に関する。
に、放射線処置装置に使用するために特に適したアクロ
マチイックビーム偏向に関する。
アクロマチイック光学素子は商業的医用治療装置に必須
なものである。そのような治療装置の主要な特性は、比
較的高いビーム強度とその制御である。マイクロ波線形
加速器などの代表的な高いビーム電流の加速器が、要求
されるビーム強度を達成するが、エネルギー分布はむし
ろ広い。入手テキるビームを利用するために、ビームの
エネルギー分布に比較的鈍感な光学素子を導入すること
が必要である。特IK、X線装置に、2:っては、X線
ターゲット上の小さなピー、X〉ポットに強力なビーム
を集中させて、そのターゲット照射領域に関して充分に
小さいX線源を得ることが望まれる。
なものである。そのような治療装置の主要な特性は、比
較的高いビーム強度とその制御である。マイクロ波線形
加速器などの代表的な高いビーム電流の加速器が、要求
されるビーム強度を達成するが、エネルギー分布はむし
ろ広い。入手テキるビームを利用するために、ビームの
エネルギー分布に比較的鈍感な光学素子を導入すること
が必要である。特IK、X線装置に、2:っては、X線
ターゲット上の小さなピー、X〉ポットに強力なビーム
を集中させて、そのターゲット照射領域に関して充分に
小さいX線源を得ることが望まれる。
商業用照射及び医用治療への応用におけるビーム偏向装
置は、その装置の操作可能性、照射束の遮蔽及び規準並
びに装置構造の経済的考察などにより、機械的及び幾何
学的な束縛が課される。
置は、その装置の操作可能性、照射束の遮蔽及び規準並
びに装置構造の経済的考察などにより、機械的及び幾何
学的な束縛が課される。
従来技術の1つのアクロマチイックビーム偏向装置が、
本出願人に譲渡された米国特許第3.867J)55号
に記載されている。この装置においてビームは、うつの
一様磁場セクター磁石及び2つの中間ドリフト空間を横
切り、270の偏向を受けてX線ターゲットに入射する
。セクター磁石ボールは、セクター角度に関して正確に
特定される。各セクター及び複・線形状の分路に関する
ビームの入射角及び射出角が、偏向器の入射及び射出領
域だけでなく中間の空間も占めることになり、磁場のな
いドリフト空間を保証する。この装置の性能を発揮させ
るために、偏向器の全部品の内部相互整合が必須である
。
本出願人に譲渡された米国特許第3.867J)55号
に記載されている。この装置においてビームは、うつの
一様磁場セクター磁石及び2つの中間ドリフト空間を横
切り、270の偏向を受けてX線ターゲットに入射する
。セクター磁石ボールは、セクター角度に関して正確に
特定される。各セクター及び複・線形状の分路に関する
ビームの入射角及び射出角が、偏向器の入射及び射出領
域だけでなく中間の空間も占めることになり、磁場のな
いドリフト空間を保証する。この装置の性能を発揮させ
るために、偏向器の全部品の内部相互整合が必須である
。
他の従来技術が米国特許第17’1911号によって知
られる。そこでは、偏向の中間点(1sr)の付近に勾
配領域が導入され、その勾配領域内の磁場は偏向平面内
の半径方向に変化し軌跡通過可能な外方部分に向けて増
大する。かくして、太きな曲率半径によって特徴づけら
れる軌跡は、小さな曲率半径が受けるよりも強い磁場を
感する。勾配シムを適当に調整することにより、所望角
度の1次アクロマチイック偏向がもたらされる。
られる。そこでは、偏向の中間点(1sr)の付近に勾
配領域が導入され、その勾配領域内の磁場は偏向平面内
の半径方向に変化し軌跡通過可能な外方部分に向けて増
大する。かくして、太きな曲率半径によって特徴づけら
れる軌跡は、小さな曲率半径が受けるよりも強い磁場を
感する。勾配シムを適当に調整することにより、所望角
度の1次アクロマチイック偏向がもたらされる。
−これらの従来技術において、ビームの実質的運′動量
分散を導入すべきでなく、また装置の入射平面で生じた
状況を射出平面であシのまま再生することが望まれる。
分散を導入すべきでなく、また装置の入射平面で生じた
状況を射出平面であシのまま再生することが望まれる。
本発明の主目的は、4鴬粒子照射装置り1ける特に簡単
な1次アクロマデイラク偏向装置を提供″することであ
る。
な1次アクロマデイラク偏向装置を提供″することであ
る。
本発明の1特色において、偏向磁石が、第1の一様磁場
領域及びそこから離れて境界に沿った第2の一様磁場領
域を構成する。第1の領域を通過する粒子の軌跡は、大
きな曲率半径で管機づけられ、第2の領域内では小さな
曲率半径となり、再び第1の領域を横切る際には大きな
曲率半径となる。
領域及びそこから離れて境界に沿った第2の一様磁場領
域を構成する。第1の領域を通過する粒子の軌跡は、大
きな曲率半径で管機づけられ、第2の領域内では小さな
曲率半径となり、再び第1の領域を横切る際には大きな
曲率半径となる。
他の特色において、第1及び第2の領域内の磁場の比は
、一定であり、ステップボール面の間の第1の間隙(広
い)及び第2の間隙(狭い)によって定まる。
、一定であり、ステップボール面の間の第1の間隙(広
い)及び第2の間隙(狭い)によって定まる。
他の特色において第1の領域と第2の領域との間の境界
が直線である。
が直線である。
他の特色において、第2の領域の比較的狭い間隙内にエ
ネルギー選択スリットが配置される。それにより第2の
(狭い間隙の)磁場領域の磁性ポールピースの大きな質
量によって、スリットからの放射が効果的に遮蔽される
。
ネルギー選択スリットが配置される。それにより第2の
(狭い間隙の)磁場領域の磁性ポールピースの大きな質
量によって、スリットからの放射が効果的に遮蔽される
。
他の特色において、偏向磁石の屈曲平面が粒子加速器の
軸に対して正確に整合される。この整合性は、屈曲平面
を通る軸のまわりに磁石を回転することによって達成さ
れる。磁石部品の内部整合は必要ない。
軸に対して正確に整合される。この整合性は、屈曲平面
を通る軸のまわりに磁石を回転することによって達成さ
れる。磁石部品の内部整合は必要ない。
他の特色において、磁石の儂平面における中央軌道から
の軌跡の変位量は、磁石の入射平面における中央軌道か
らの軌跡の変位量に等しい。それにより入射平面での平
行線は、射出平面でも平行になる。
の軌跡の変位量は、磁石の入射平面における中央軌道か
らの軌跡の変位量に等しい。それにより入射平面での平
行線は、射出平面でも平行になる。
他の特色において、単一の4電極素子が用いられて、ア
クロマチイック荷電粒子ビーム偏光装置における半径方
向のウェストと横方向ウェストとを同一ターゲット平面
上に生じさせている。
クロマチイック荷電粒子ビーム偏光装置における半径方
向のウェストと横方向ウェストとを同一ターゲット平面
上に生じさせている。
本発明のさらに他の特色は、以下の記述からより明らか
となろう。
となろう。
第1図は、磁気偏向装置12を組入れたX線治療機−械
10を余す。治療機械10は、はぼC字状の回転可能な
ガントリー14から成る。ガントリーillは、水平方
向の回転軸線16のまわシに回転する。ガントリー14
は、支柱20を介して床18から支持される。支柱20
は、ガントリーillを回転可能に支持するためのトラ
ニオン22を有する。ガントリーIllは、はぼ水平方
向の一対の平行腕2Ll及び26を含む。4重極子28
に連なる線形電子加速器27が腕26内部に収容される
。
10を余す。治療機械10は、はぼC字状の回転可能な
ガントリー14から成る。ガントリーillは、水平方
向の回転軸線16のまわシに回転する。ガントリー14
は、支柱20を介して床18から支持される。支柱20
は、ガントリーillを回転可能に支持するためのトラ
ニオン22を有する。ガントリーIllは、はぼ水平方
向の一対の平行腕2Ll及び26を含む。4重極子28
に連なる線形電子加速器27が腕26内部に収容される
。
磁気偏向装置11及びターゲット29が、水平腕26の
外方端に配置されて、腕26の外方端と水平腕211の
外方端に支持されたX線吸収素子50との間にX線のビ
ームを4射する。治療処置のためターゲット2つから発
するX線のロープ内の寝台54に、患者52が支えられ
ている。
外方端に配置されて、腕26の外方端と水平腕211の
外方端に支持されたX線吸収素子50との間にX線のビ
ームを4射する。治療処置のためターゲット2つから発
するX線のロープ内の寝台54に、患者52が支えられ
ている。
次に第2及びう図を参照すると、本発明のポールピース
のボールキャップ(pole cap) 50が、示さ
れている。ステップ52が、ポールキャップ50を領域
511及び56へと分割している。領域56内のポール
キャップ50は、領域51Iのそれよりもステップ52
の高さhだけ厚い。故に、ポールキャップ50及び50
′から成る磁石は、領域56における幅dの比較的狭す
間隙及び領域51jにおける幅d+2hの比較的広い間
隙によって、特徴づけられる。従って、磁石は、比較的
低い磁場の一様領域51Iと比較的高い磁場の一様領域
56とを構成する。軸方向に離れたコイル構造半休58
及び5tに電流を供給することによって、磁石の励磁が
達成される。構造半休58及び58′はそれぞれ、各外
方ボール60及び60′のまわりに配置されている。ポ
ールキャップ50及び50′は、外方ボール60及び6
0′に固着されている。磁気回帰路はヨーク62により
もたらさ九る。トリムコイル(trim coil)
(、q及びも鱗′は、領域511及び5も内の磁場の比
を調節するためのバーニヤをもた、らす。
のボールキャップ(pole cap) 50が、示さ
れている。ステップ52が、ポールキャップ50を領域
511及び56へと分割している。領域56内のポール
キャップ50は、領域51Iのそれよりもステップ52
の高さhだけ厚い。故に、ポールキャップ50及び50
′から成る磁石は、領域56における幅dの比較的狭す
間隙及び領域51jにおける幅d+2hの比較的広い間
隙によって、特徴づけられる。従って、磁石は、比較的
低い磁場の一様領域51Iと比較的高い磁場の一様領域
56とを構成する。軸方向に離れたコイル構造半休58
及び5tに電流を供給することによって、磁石の励磁が
達成される。構造半休58及び58′はそれぞれ、各外
方ボール60及び60′のまわりに配置されている。ポ
ールキャップ50及び50′は、外方ボール60及び6
0′に固着されている。磁気回帰路はヨーク62により
もたらさ九る。トリムコイル(trim coil)
(、q及びも鱗′は、領域511及び5も内の磁場の比
を調節するためのバーニヤをもた、らす。
真空エンベロープ67が、磁石の両ボールの間に位置さ
れ、そして4電極子Qを通じてマイクロ波線形加速器空
胴68と連通している。
れ、そして4電極子Qを通じてマイクロ波線形加速器空
胴68と連通している。
以下に議論するように、他の重要なパラメータは、電子
が偏向器に進入するときの軌跡が磁場に対してもつ角度
(入射角度)である。入射領域に関しての外方の仮想的
磁場境界6つを所望の位置及び方向に維持するために、
フリンジ磁場を制御する。この制御は、アルミニウムス
ペーサ66′によってポールキャップから離れた磁場ク
ランプ66によって達成される。同様にして、出口磁場
境界の位置及び方向は、この領域の磁場クランプららの
適当な形状及び位置によって制御される。
が偏向器に進入するときの軌跡が磁場に対してもつ角度
(入射角度)である。入射領域に関しての外方の仮想的
磁場境界6つを所望の位置及び方向に維持するために、
フリンジ磁場を制御する。この制御は、アルミニウムス
ペーサ66′によってポールキャップから離れた磁場ク
ランプ66によって達成される。同様にして、出口磁場
境界の位置及び方向は、この領域の磁場クランプららの
適当な形状及び位置によって制御される。
内部の仮想的磁場境界55が、ステップ表面55及び5
3′の適切な曲率によって、ステップ52に関して画成
され得る。この曲率は、飽和が近づいたときの磁場の振
舞いを補償し、又この領域のフリンジ磁場を制御する。
3′の適切な曲率によって、ステップ52に関して画成
され得る。この曲率は、飽和が近づいたときの磁場の振
舞いを補償し、又この領域のフリンジ磁場を制御する。
このような形状は、当技術分野において周知である。
磁場境界6つ及び55はともに、場所的に明確に画成さ
れた構成ではなく、それ故それらを慣習どおり「仮想的
J (virtual) と呼ぶ。各仮想的磁場境界
に関連するパラメータが、1つの磁場領域から他の磁場
領域への遷移領域におけるフリンジ磁場を特徴づける。
れた構成ではなく、それ故それらを慣習どおり「仮想的
J (virtual) と呼ぶ。各仮想的磁場境界
に関連するパラメータが、1つの磁場領域から他の磁場
領域への遷移領域におけるフリンジ磁場を特徴づける。
かくして、パラメータK。
が、入射ドリフト空間1.から領域5qへの磁場の滑ら
かな遷移な記述する単一のパラメータである。この滑ら
かな遷移は、例えば中心軌道P0のように選択された軌
跡に沿っている。領域511と射出ドリフト空間t、と
の間も同様である。フリンジ磁場パラメータに、は、磁
場領域511と56との間の同様な振舞いを記述する。
かな遷移な記述する単一のパラメータである。この滑ら
かな遷移は、例えば中心軌道P0のように選択された軌
跡に沿っている。領域511と射出ドリフト空間t、と
の間も同様である。フリンジ磁場パラメータに、は、磁
場領域511と56との間の同様な振舞いを記述する。
双極磁気光学素子の議論において、座標系の2軸を参照
軌跡の接線に選び、入射平面でz = Q、射出平面で
z = lにとることは、在来の方法である。入射平面
及び射出平面は、一般的に、図示のようにドリフト空間
によって磁場境界から離れている。入射及び射出平面を
磁場境界であると認識すべきではない。屈曲平面の偏向
の平面内の変位軸としてX軸を選ぶ。次にy軸は、屈曲
平面を横切る方向にある。慣例的に、y軸方向は「垂直
」と、X軸方向は「水平」と呼ばれている。
軌跡の接線に選び、入射平面でz = Q、射出平面で
z = lにとることは、在来の方法である。入射平面
及び射出平面は、一般的に、図示のようにドリフト空間
によって磁場境界から離れている。入射及び射出平面を
磁場境界であると認識すべきではない。屈曲平面の偏向
の平面内の変位軸としてX軸を選ぶ。次にy軸は、屈曲
平面を横切る方向にある。慣例的に、y軸方向は「垂直
」と、X軸方向は「水平」と呼ばれている。
偏向の平面において、中心軌道軸が参照運動量の矢印P
。で水含れている。Poに平行な初期軌跡(屈曲平面内
にあり、そこを通過する)を有する変位された軌跡Cx
及びCyが、偏向器の出口のところでも同様な変位を生
ずることが、望まれる。磁場境界に対して角度β、をも
ってこの系に入射する軌跡が、角度βfをもって射出す
る。ここで議論する実施例においては、β、=β、=β
であることが望まれる。軌跡は、磁場B、である磁石の
領域5II内における曲率半径ρ1で特徴づけられる。
。で水含れている。Poに平行な初期軌跡(屈曲平面内
にあり、そこを通過する)を有する変位された軌跡Cx
及びCyが、偏向器の出口のところでも同様な変位を生
ずることが、望まれる。磁場境界に対して角度β、をも
ってこの系に入射する軌跡が、角度βfをもって射出す
る。ここで議論する実施例においては、β、=β、=β
であることが望まれる。軌跡は、磁場B、である磁石の
領域5II内における曲率半径ρ1で特徴づけられる。
領域56内においては、対応する曲率半径はρ2であり
、これは磁場B2に依存する。
、これは磁場B2に依存する。
記号ρ。、1(第2図参照)は、低磁場領域5社内の参
照軌跡P。の曲率半径を表わす。曲率半径ρ。5、及び
ρ。、2によって決定される直線が、仮想的磁場境界5
5と交差して、領域56への入射角β2を決定する。軌
跡が再び領域511へ入射するときの磁場境界55への
入射角も、対称性の理由によりβ2である。簡単のため
に添字「。」を省略する。
照軌跡P。の曲率半径を表わす。曲率半径ρ。5、及び
ρ。、2によって決定される直線が、仮想的磁場境界5
5と交差して、領域56への入射角β2を決定する。軌
跡が再び領域511へ入射するときの磁場境界55への
入射角も、対称性の理由によりβ2である。簡単のため
に添字「。」を省略する。
領域54にやってきたときのその領域内の偏向平面にお
ける偏向角は、α1である。同様に、領域54を出てい
くときのその領域内における偏向角は、やはりα電であ
る。高磁場領域56において、粒子は全偏角2α、だけ
偏向される。偏向系を通った総偏角は、v=2(α1
+α! )となる。アクロマチイック偏向素子のための
必要十分条件は、以下の通りである。初期の中心軌跡方
向にP0+ΔPの値を有する粒子は偏向角α重 +α宜
の中点くすなわち、対称平面)において、運動量分散軌
跡dxへと分散されて中心軌跡P。に平行である。
ける偏向角は、α1である。同様に、領域54を出てい
くときのその領域内における偏向角は、やはりα電であ
る。高磁場領域56において、粒子は全偏角2α、だけ
偏向される。偏向系を通った総偏角は、v=2(α1
+α! )となる。アクロマチイック偏向素子のための
必要十分条件は、以下の通りである。初期の中心軌跡方
向にP0+ΔPの値を有する粒子は偏向角α重 +α宜
の中点くすなわち、対称平面)において、運動量分散軌
跡dxへと分散されて中心軌跡P。に平行である。
さらに、屈曲平面において軌跡P。と平行に初期的に変
位した粒子の軌跡は、対称平面のところで軌跡P0に重
なるように集束される。これらの軌跡は、当技術におい
て「コサイン状」として知られ、CXで表わされる。こ
こに添字は屈曲平面を意味する。磁石の入射平面のとこ
ろで、初期的に軌跡P0から(屈曲平面内において)相
異している軌跡が、第2図に示されている。これらの軌
跡は当該技術において「サイン状」として知られ、、屈
曲平面内のSxで表わされる。最大分散及び平行から点
への集束の状況は、対称平面で生じる。
位した粒子の軌跡は、対称平面のところで軌跡P0に重
なるように集束される。これらの軌跡は、当技術におい
て「コサイン状」として知られ、CXで表わされる。こ
こに添字は屈曲平面を意味する。磁石の入射平面のとこ
ろで、初期的に軌跡P0から(屈曲平面内において)相
異している軌跡が、第2図に示されている。これらの軌
跡は当該技術において「サイン状」として知られ、、屈
曲平面内のSxで表わされる。最大分散及び平行から点
への集束の状況は、対称平面で生じる。
この平面内に画成スリット72が位置されて、運動量の
範囲及びこの系で許される角度変位を限界づける。同様
な他の光学系におけると同様に、輻射の2次源となるス
リット72は、ターゲットから離され、磁石のポールピ
ースによって遮蔽される。本発明においては、この領域
における間隙が狭く、そのため大きな質量のポールピー
ス50及び50′が環境をスリット輻射から効果的に遮
蔽する。
範囲及びこの系で許される角度変位を限界づける。同様
な他の光学系におけると同様に、輻射の2次源となるス
リット72は、ターゲットから離され、磁石のポールピ
ースによって遮蔽される。本発明においては、この領域
における間隙が狭く、そのため大きな質量のポールピー
ス50及び50′が環境をスリット輻射から効果的に遮
蔽する。
軌跡Cy及びSyは、垂直(y−2)平面内におけるコ
サイン状及びサイン状の軌跡を表わす。
サイン状及びサイン状の軌跡を表わす。
運動量分散軌跡が屈曲平面内において対称平面(偏向角
F/2)のところで角度変位が零である(δdx/θ2
−o)という条件の下で、曲率半径ρ菫とρ2との関係
、α1及びα2のパラメータに対する磁場B1及びB2
、Po、並びに仮想的磁場境界の磁場延在パラメータに
、及びに2を、得ることが要求される。対称平面のとこ
ろで課されるこの条件から、dX及びその発散d′工が
磁石の出口のところで零になることが示され得る。
F/2)のところで角度変位が零である(δdx/θ2
−o)という条件の下で、曲率半径ρ菫とρ2との関係
、α1及びα2のパラメータに対する磁場B1及びB2
、Po、並びに仮想的磁場境界の磁場延在パラメータに
、及びに2を、得ることが要求される。対称平面のとこ
ろで課されるこの条件から、dX及びその発散d′工が
磁石の出口のところで零になることが示され得る。
問題の簡単な解析的処置において、領域511へとやっ
てくる軌跡、領域56の部分に入シ対称乎面へ進み、次
に領域56から領域511との境界へ進み、再び領域5
1+を通る軌跡についての、移送行列(transfe
r matrix)が書き表わされる。屈曲平面に対す
る行列は、第4図に示す4つの領域511、 56..
56゜、511o、を、通るビームの伝播に対応する移
送行列の行列積として書き表わされる。
てくる軌跡、領域56の部分に入シ対称乎面へ進み、次
に領域56から領域511との境界へ進み、再び領域5
1+を通る軌跡についての、移送行列(transfe
r matrix)が書き表わされる。屈曲平面に対す
る行列は、第4図に示す4つの領域511、 56..
56゜、511o、を、通るビームの伝播に対応する移
送行列の行列積として書き表わされる。
ここで、CI%S、、C,、S、はそれぞれ、低磁場領
域(1)及び高磁場領域(2)におけるC0IIα及び
81αを表わす。βは、tanβを表わす。変数ρ1及
びρ2は、領域511及び56に対応する領域1及び2
における曲率半径である。C,及びS、のパラメータは
、在来的には参照軌跡に関しての変位として表現される
。(1)式は、以下のように約すことができる。
域(1)及び高磁場領域(2)におけるC0IIα及び
81αを表わす。βは、tanβを表わす。変数ρ1及
びρ2は、領域511及び56に対応する領域1及び2
における曲率半径である。C,及びS、のパラメータは
、在来的には参照軌跡に関しての変位として表現される
。(1)式は、以下のように約すことができる。
行列要素R11は、Cx軌跡の相対的空間的変位を記述
する係数を表現する。R12要素は、Sxの相対的変位
を記述する。同様にして、要素Rz+はCxの相対的角
度変位と、要素RZtはSxの軌跡の相対的角度変位を
記述する。要素RtXは、運動量分散軌跡dx(物干面
のところで初期的に中心軌跡と一致する)の屈曲平面に
おける変位を記述し、RHはその発散を記述する。光学
系を簡単にするような幾、つかの条件がある。(8)装
置は、入射平面における平行軌跡を射出平面における平
行軌跡に対応させる。このことは、行列要素R,,=0
を導く。(b)偏向磁石は、軌跡の向きに依存しない。
する係数を表現する。R12要素は、Sxの相対的変位
を記述する。同様にして、要素Rz+はCxの相対的角
度変位と、要素RZtはSxの軌跡の相対的角度変位を
記述する。要素RtXは、運動量分散軌跡dx(物干面
のところで初期的に中心軌跡と一致する)の屈曲平面に
おける変位を記述し、RHはその発散を記述する。光学
系を簡単にするような幾、つかの条件がある。(8)装
置は、入射平面における平行軌跡を射出平面における平
行軌跡に対応させる。このことは、行列要素R,,=0
を導く。(b)偏向磁石は、軌跡の向きに依存しない。
このことは、R12”’R11を導く(光学系の対称性
からも明らか)。(C)この行列の行列式は、リウヴイ
ルの定理により常に1である。条件(b)及び(C)よ
り、R11” 1が導か庇る〇 行列の最後の行は、両平面における運動量を記述する。
からも明らか)。(C)この行列の行列式は、リウヴイ
ルの定理により常に1である。条件(b)及び(C)よ
り、R11” 1が導か庇る〇 行列の最後の行は、両平面における運動量を記述する。
これらの要素は常に0.0及び1である。
何故ならば、倒れの静磁系を通過する際にもビームのエ
ネルギー(運動量の値)は、増減しないからである。
ネルギー(運動量の値)は、増減しないからである。
アクロマチイック系の場合には、分散変位環Ru及びそ
の発散Ramは、零でなければならない。上述したよう
に、光学系の設計パラメータの間の関係をもたらすため
に1.対称平面のところでのR1についての条件が解析
的に展開される。その結果として次の表現を得る。
の発散Ramは、零でなければならない。上述したよう
に、光学系の設計パラメータの間の関係をもたらすため
に1.対称平面のところでのR1についての条件が解析
的に展開される。その結果として次の表現を得る。
dx=−(−→(1−ci) (112+ A C2)
+(!! 81 + 02 A (1−C1)ρ2 + s * = o
(5)式これを解いて次の条件を得る。
+(!! 81 + 02 A (1−C1)ρ2 + s * = o
(5)式これを解いて次の条件を得る。
/jt l −’1
在来の手続に従って、領域54(入射)、56(入射)
、56(射出)及び54(射出)についての対応する垂
直平面行列を書き表わすことができ、それから、光学系
を通って伝播する横方向平面のための行列方程式が得ら
れる。
、56(射出)及び54(射出)についての対応する垂
直平面行列を書き表わすことができ、それから、光学系
を通って伝播する横方向平面のための行列方程式が得ら
れる。
Y(1)= Ryy(o)
ここにrlJは、入射平面Z≦0に対する射出平面の2
座標の位置である。射出平面において平行から平行に集
束することが、主要な設計条件である。磁石の幾何形状
から導かれる偏向平面の場合の条件と比較されたい。
座標の位置である。射出平面において平行から平行に集
束することが、主要な設計条件である。磁石の幾何形状
から導かれる偏向平面の場合の条件と比較されたい。
かくして、転移行列Rx及びRyは、磁場境界6つのと
ころで内方に方向づけられる運動量ベクトルP(it)
に演算して、磁石通過後の磁場境界6つのところに射出
運動量ベクトルp(zりを生成するという転移機能を記
述する。
ころで内方に方向づけられる運動量ベクトルP(it)
に演算して、磁石通過後の磁場境界6つのところに射出
運動量ベクトルp(zりを生成するという転移機能を記
述する。
好適実施例において、入射ドリフト空間及び射出ドリフ
ト空間として、それぞれドリフト空間1゜及びり、が含
まれる。ドリフト行列は以下の形をもつ。
ト空間として、それぞれドリフト空間1゜及びり、が含
まれる。ドリフト行列は以下の形をもつ。
ドリフト哲列は、R,y 行列に演算する。R,y行列
はともに(2)式の形を示し、すなわち以下の形をもつ
。
はともに(2)式の形を示し、すなわち以下の形をもつ
。
磁石転移行列は、等価なドリフト空間の形を有する。か
くして、ドリフト空間1.及びβ2を伴う全光学系を通
った変形は、以下のように与えられる屈曲平面及び横平
面についての全転警行列をもたらす。
くして、ドリフト空間1.及びβ2を伴う全光学系を通
った変形は、以下のように与えられる屈曲平面及び横平
面についての全転警行列をもたらす。
ここに、負の符号は行列R工、を、正の符号は行列Ry
、r を表わす。長さLx及びLyは、射出平面から
Sx及びSy軌跡の突出クロスオーツ(−(proje
cted crosaover) までの距離である
。
、r を表わす。長さLx及びLyは、射出平面から
Sx及びSy軌跡の突出クロスオーツ(−(proje
cted crosaover) までの距離である
。
第5図を参照すると、屈曲平面又は半径方向平面内のウ
ェスト(くびれ部分、waist)及び横方向平面(横
断面)内のつ、エストが、z軸上の異なる位置で達成さ
れている一般的状況が示されている。かくして、成る平
面においてビーム包絡線が収束していても、他の平面で
は収束しない。上述のように、複数の4電極素子が都合
良く配列されて、これらのつ゛エストを共通の位置2に
一致させる。好適実施例において、磁場出口境界におけ
るd 、=:Q の結果とともに、d’ 、 == O
及びC7=0の条件が対称平面のところで満足される。
ェスト(くびれ部分、waist)及び横方向平面(横
断面)内のつ、エストが、z軸上の異なる位置で達成さ
れている一般的状況が示されている。かくして、成る平
面においてビーム包絡線が収束していても、他の平面で
は収束しない。上述のように、複数の4電極素子が都合
良く配列されて、これらのつ゛エストを共通の位置2に
一致させる。好適実施例において、磁場出口境界におけ
るd 、=:Q の結果とともに、d’ 、 == O
及びC7=0の条件が対称平面のところで満足される。
さらに、このことがらC工が、磁石を通して屈曲平面内
で 。
で 。
平行対平行変換を特徴づける。横断面内における平行対
平行変換が、機械設計に条件づけられる。
平行変換が、機械設計に条件づけられる。
故に、横断面又は屈曲平面の何れかを記述する行列は、
上述のような形態をとる。本装置の入口における4電極
シングレット(quadrupole singlet
)の効果は、次の形態をとる。
上述のような形態をとる。本装置の入口における4電極
シングレット(quadrupole singlet
)の効果は、次の形態をとる。
ここで、f、は、4重極可嚢焦点距離に等しくとること
ができる。ビームのウェストは、以下の式の表現から得
られる。
ができる。ビームのウェストは、以下の式の表現から得
られる。
IX(旧2= ICXX(O112+1SXx’(0
)12IY(1)+2= IcyY(0)+2+IS
、y’(0)12Sx及びSyの軌跡は定義よシ、z
= 0のところで振幅が零なので、S工及びSyは4重
極子により影響されない。軌跡Cy及びCxの変位は、
逆の性質である。もし範囲1. +1.が適正に選択
されるならば、41極の焦点距離を都合良く調整するこ
とができ、半径方向ウェスト及び横方向ウェストを一致
させることが可能となる。
)12IY(1)+2= IcyY(0)+2+IS
、y’(0)12Sx及びSyの軌跡は定義よシ、z
= 0のところで振幅が零なので、S工及びSyは4重
極子により影響されない。軌跡Cy及びCxの変位は、
逆の性質である。もし範囲1. +1.が適正に選択
されるならば、41極の焦点距離を都合良く調整するこ
とができ、半径方向ウェスト及び横方向ウェストを一致
させることが可能となる。
以下の行列方程式は、垂直平面及び屈曲平面内において
−ドリフト空間を含む全光学系を記述する。
−ドリフト空間を含む全光学系を記述する。
X(1) = RxX(o)
Y(L)= RyTY(Q)
この行列方程式は、例えばcode TRANSPOR
T(使用方法は、スタンフォード線形加速器センターか
ら入手可能な5LACReport 91に記述°さ
れている)などの適切な磁気光学プログラムによって、
都合良く解くことができる。TRANSPORT co
deは、パラメータの調和した組を探すのに用いられる
。
T(使用方法は、スタンフォード線形加速器センターか
ら入手可能な5LACReport 91に記述°さ
れている)などの適切な磁気光学プログラムによって、
都合良く解くことができる。TRANSPORT co
deは、パラメータの調和した組を探すのに用いられる
。
パラメータとしては、以下のようなものがある。
ハ 、領域5鱗内でのP。の曲率半径。
ρ42.領域511内のP。の曲率半径の、領域56内
の曲率半径に対する比。
の曲率半径に対する比。
β1 、仮想的磁場境界への軌跡P0の入射角。
C2,高磁場領域56内での中心軌跡P。の回転角。C
2は、内方仮想的磁場境界へのPoの入射角β2を決定
する。
2は、内方仮想的磁場境界へのPoの入射角β2を決定
する。
α重 、低磁場領域5.−11−内での参照軌跡P0の
回″ 転角。
回″ 転角。
KI+低磁場領域51+と外方の自由磁場領域との間の
仮想的磁場境界についてのパラメータ。
仮想的磁場境界についてのパラメータ。
K4+高磁場領域と低磁場領域との間の仮想的内方磁場
境界を記述する相対的パラメータ。
境界を記述する相対的パラメータ。
好適実施例では、対称性が、条件とされている。
すなわち、v=2(α、+α2 )である。電子偏向2
70についての1組の代表的設計パラメータにおいては
、所望の平均電子エネルギーは6M、Vとll 0.5
MeVとの間で可変である。この範囲にわたって、1
次アクロマチイック条件が要求される。
70についての1組の代表的設計パラメータにおいては
、所望の平均電子エネルギーは6M、Vとll 0.5
MeVとの間で可変である。この範囲にわたって、1
次アクロマチイック条件が要求される。
軌跡の入射及び射出部分に対する入射角βは145であ
シ、外方仮想的磁場境界69は、入射コリメータ(z=
0)の開口に対してz=1ocrnのところに位置され
る。中心軌跡は、4.17キロガウスの磁場B、の影響
の下で11L5の角度αlだけ回転し、z=35cmの
ところでろ、うであるβ、=90−α、の角度をもって
つ方仮想的磁場境界55と交差し、Z = 57.4−
のところで対称平面に到達し、159キロガウスの磁場
Btの影響の下に角界の内で対称であシ、ターゲットは
外方仮想的磁場境界を越えて位置される。入射コリメー
タのところで、ビーム包絡線は、直径2.51111で
あり、2.4mr の両面において発散する性質を有す
る。
シ、外方仮想的磁場境界69は、入射コリメータ(z=
0)の開口に対してz=1ocrnのところに位置され
る。中心軌跡は、4.17キロガウスの磁場B、の影響
の下で11L5の角度αlだけ回転し、z=35cmの
ところでろ、うであるβ、=90−α、の角度をもって
つ方仮想的磁場境界55と交差し、Z = 57.4−
のところで対称平面に到達し、159キロガウスの磁場
Btの影響の下に角界の内で対称であシ、ターゲットは
外方仮想的磁場境界を越えて位置される。入射コリメー
タのところで、ビーム包絡線は、直径2.51111で
あり、2.4mr の両面において発散する性質を有す
る。
磁石の幾何形状は、偏向平面による平行対平行変換を保
証する。対称平面におけるd’ 、 = 0の条件は、
運動量独立をもたらす。横断面における平行対平行条件
は、拘束条件である。所望の設計パラメータの組を得る
ために、屈曲角αl及びα2並びに磁場強度比が変化さ
れる。
証する。対称平面におけるd’ 、 = 0の条件は、
運動量独立をもたらす。横断面における平行対平行条件
は、拘束条件である。所望の設計パラメータの組を得る
ために、屈曲角αl及びα2並びに磁場強度比が変化さ
れる。
270の偏向角についての1次アクロマチイック偏向系
が、くつ)式で示す種々の磁場比BI/B、とともに達
成され得る。
が、くつ)式で示す種々の磁場比BI/B、とともに達
成され得る。
さらに、水平及び垂直平面の両方についての対応する行
列要素の絶対値が得られ、それらはほとんど同一であり
、対称な像ビームスポットをもたらす。
列要素の絶対値が得られ、それらはほとんど同一であり
、対称な像ビームスポットをもたらす。
同様に建造された偏向系によって他の偏向角度が達成さ
れ得ることが、当業者に認識されるであろう。さらに、
内方磁場境界は、°所望の曲線の形態をとることもでき
る。従って、前述したところは本発明の単なる1実施例
であり、本廃明の真の範囲は特許請求の範囲によって定
まる。
れ得ることが、当業者に認識されるであろう。さらに、
内方磁場境界は、°所望の曲線の形態をとることもでき
る。従って、前述したところは本発明の単なる1実施例
であり、本廃明の真の範囲は特許請求の範囲によって定
まる。
第1図は、本発明の特色を用いたX線治療機械の概略側
面図である。 第2図は、本発明の屈曲平面における各軌跡を示す。 第5A図は、第2図のボールキャップを含6磁石の断面
図(屈曲平面に垂直)である。 第5B図は、好適実施例の磁場クランプを示す。 第4図は、全中心軌跡に沿って、折り曲げられていない
、横方向に張シ出した軌跡である。 第5図は、半径方向ウェスト及び横方向ウェストの関係
を示す。 〔主要符号の説明〕 10 X線治療機械 11 磁気偏向装置 11I ガントリー 16 回転軸線 1g床 20 支柱 22 トラニオン 24.26腕 27 線形電子加速器 28 11重極子 2つ ターゲット 50 X線吸収素子 32 患者 う4 寝台 50.50 ボールキャップ 52.52’ ステップ 53.55’ ステップ表面 511.56 領域 55 磁場境界 58.5ti コイル構造半休 60.60’ 外方ボール 62 ヨーク 66 磁場クランブ 67 真空エンベロープ− 68空胴 69 磁場境界 72 スリット
面図である。 第2図は、本発明の屈曲平面における各軌跡を示す。 第5A図は、第2図のボールキャップを含6磁石の断面
図(屈曲平面に垂直)である。 第5B図は、好適実施例の磁場クランプを示す。 第4図は、全中心軌跡に沿って、折り曲げられていない
、横方向に張シ出した軌跡である。 第5図は、半径方向ウェスト及び横方向ウェストの関係
を示す。 〔主要符号の説明〕 10 X線治療機械 11 磁気偏向装置 11I ガントリー 16 回転軸線 1g床 20 支柱 22 トラニオン 24.26腕 27 線形電子加速器 28 11重極子 2つ ターゲット 50 X線吸収素子 32 患者 う4 寝台 50.50 ボールキャップ 52.52’ ステップ 53.55’ ステップ表面 511.56 領域 55 磁場境界 58.5ti コイル構造半休 60.60’ 外方ボール 62 ヨーク 66 磁場クランブ 67 真空エンベロープ− 68空胴 69 磁場境界 72 スリット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 運動量ベクトルP0の荷電粒子の参照軌跡を画成し、荷
電粒子ビームに対して動作するため、の、荷電粒子ビー
ム搬送成分体であって:a)入射平面を画成する入射ド
リフト空間;b)少なくとも1次のアクロマチイックで
ある磁性搬送素子であり、前記入射平面のところゼ初期
的にP。に平行な入射軌跡部分を、前記参照運動量を含
む第1及び第2の平面の各々内の射出平面のところでT
。に平行な軌跡部分へと変換し、前記第1及び第2の平
面は相互に直交し、該磁性搬送素子は伝播する荷電粒子
ビームを前記第1の平面内でウェストを生じさせ前記第
2・の平面内で他のウェストを生じさせ、該ウェストは
互いに離れた位置に生ずる、ところの磁性搬送素子; C)前記射出平面から距離をおいた射出ドリフト空間;
並びに d)前記ウェストを一致させるために実質的に前記入射
平面のところに配置された、焦点距離の調節が可能な4
電極シングレット −素子; から成る荷電粒子搬送成分体。 υん千7佑臼)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US323009 | 1981-11-19 | ||
US06/323,009 US4455489A (en) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | Quadrupole singlet focusing for achromatic parallel-to-parallel devices |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5892367A true JPS5892367A (ja) | 1983-06-01 |
Family
ID=23257400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57201224A Pending JPS5892367A (ja) | 1981-11-19 | 1982-11-18 | アクロマテイツク平行対平行装置のための4重極シングレツト集束 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4455489A (ja) |
JP (1) | JPS5892367A (ja) |
CA (1) | CA1192677A (ja) |
DE (1) | DE3242853A1 (ja) |
FR (1) | FR2516695B1 (ja) |
GB (1) | GB2109988B (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5006759A (en) * | 1988-05-09 | 1991-04-09 | Siemens Medical Laboratories, Inc. | Two piece apparatus for accelerating and transporting a charged particle beam |
US5311028A (en) * | 1990-08-29 | 1994-05-10 | Nissin Electric Co., Ltd. | System and method for producing oscillating magnetic fields in working gaps useful for irradiating a surface with atomic and molecular ions |
US5401973A (en) * | 1992-12-04 | 1995-03-28 | Atomic Energy Of Canada Limited | Industrial material processing electron linear accelerator |
US5557178A (en) * | 1994-11-01 | 1996-09-17 | Cornell Research Foundation, Inc. | Circular particle accelerator with mobius twist |
JP3691020B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2005-08-31 | 株式会社日立製作所 | 医療用荷電粒子照射装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0966947A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-11 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 咬合具及び咬合具付き包装用袋 |
JP2002104440A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-10 | Hosokawa Yoko Co Ltd | ファスナーバッグ |
JP2002362635A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-12-18 | Morinaga & Co Ltd | ピロー包装体又はフィンシール包装体 |
JP2011121615A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Idemitsu Unitech Co Ltd | ジッパーテープ、及び、ジッパーテープ付き包装袋 |
JP2012136259A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Fuji Tokushu Shigyo Kk | 易開封手段を施したピロー包装袋における開口手段 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3379911A (en) * | 1965-06-11 | 1968-04-23 | High Voltage Engineering Corp | Particle accelerator provided with an adjustable 270deg. non-dispersive magnetic charged-particle beam bender |
US3541328A (en) * | 1969-03-12 | 1970-11-17 | Deuteron Inc | Magnetic spectrograph having means for correcting for aberrations in two mutually perpendicular directions |
FR2058485A1 (ja) * | 1969-09-10 | 1971-05-28 | Thomson Csf | |
FR2153575A6 (ja) * | 1971-09-16 | 1973-05-04 | Thomson Csf | |
FR2173752A1 (en) * | 1972-03-01 | 1973-10-12 | Thomson Csf | Electron beam diffuser - for homogeneous irradiation density esp of radiotherapy appts |
US3867635A (en) * | 1973-01-22 | 1975-02-18 | Varian Associates | Achromatic magnetic beam deflection system |
FR2357989A1 (fr) * | 1976-07-09 | 1978-02-03 | Cgr Mev | Dispositif d'irradiation utilisant un faisceau de particules chargees |
FR2453492A1 (fr) * | 1979-04-03 | 1980-10-31 | Cgr Mev | Dispositif de deviation magnetique achromatique d'un faisceau de particules chargees et appareil d'irradiation utilisant un tel dispositif |
-
1981
- 1981-11-19 US US06/323,009 patent/US4455489A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-11-18 JP JP57201224A patent/JPS5892367A/ja active Pending
- 1982-11-18 CA CA000415861A patent/CA1192677A/en not_active Expired
- 1982-11-19 DE DE19823242853 patent/DE3242853A1/de not_active Ceased
- 1982-11-19 FR FR8219435A patent/FR2516695B1/fr not_active Expired
- 1982-11-19 GB GB08233047A patent/GB2109988B/en not_active Expired
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0966947A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-11 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 咬合具及び咬合具付き包装用袋 |
JP2002104440A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-10 | Hosokawa Yoko Co Ltd | ファスナーバッグ |
JP2002362635A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-12-18 | Morinaga & Co Ltd | ピロー包装体又はフィンシール包装体 |
JP2011121615A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Idemitsu Unitech Co Ltd | ジッパーテープ、及び、ジッパーテープ付き包装袋 |
JP2012136259A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Fuji Tokushu Shigyo Kk | 易開封手段を施したピロー包装袋における開口手段 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3242853A1 (de) | 1983-05-26 |
US4455489A (en) | 1984-06-19 |
GB2109988B (en) | 1986-04-30 |
FR2516695A1 (fr) | 1983-05-20 |
CA1192677A (en) | 1985-08-27 |
FR2516695B1 (fr) | 1988-10-07 |
GB2109988A (en) | 1983-06-08 |
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