TWI625144B - 重粒子線治療裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係取得重粒子線治療裝置，其係將超電導同步加速器及使用相位穩定性原理之圓形加速器予以組合，而能縮小加速器系統之地基面積。
本發明之重粒子線治療裝置係具備：離子源，係產生變換前荷電粒子；射入器，其係將上述離子源所產生之上述變換前荷電粒子予以初期加速至低能量為止；以及同步加速器，其係將由上述射入器所加速之上述變換前荷電粒子進行荷電變換而取得之變換後荷電粒子加速至高能量，上述射入器係使用相位穩定性原理之圓形加速器，上述同步加速器係將具有超電導線圈之超電導電磁鐵作為偏向電磁鐵而使用的同時，亦具有將上述變換前荷電粒子變換成荷電子數不同的上述變換後荷電粒子之正離子荷電變換裝置之超電導同步加速器，上述離子源及上述圓形加速器係設置於上述超電導同步加速器的內周側。
Description
本發明係有關於藉由加速器將重粒子，例如碳離子予以加速至高能量為止，進而照射於腫瘍部位的重粒子線治療裝置之相關技術。
習知之重粒子線治療裝置係具備：射入器，其係產生荷電粒子而進行預備加速；同步加速器，其係將由射入器進行預備加速後之低能量的荷電粒子加速成高能量的粒子射束；以及高能量搬送路徑，其係將由同步加速器加速後之粒子射束輸送至照射裝置為止(例如，參考專利文獻1)。該習知之重粒子線治療裝置中，射入器係設置於同步加速器的外側，使得將離子源及射入器包含於同步加速器之加速器系統的地基面積增大。
此外，同步加速器所使用之習知的偏向電磁鐵係使用銅製的常電導線圈之電磁鐵，最大磁場為軛之鐵材的磁場飽和以下，亦即2特斯拉(磁束密度)以下。因此，由於無法縮小荷電粒子的偏向半徑，故同步加速器係形成大徑化，且加速器系統之地基面積增大。
有鑑於如此之狀況，則提案將離子源及射
入器設置於多拿滋(環)型之同步加速器的內周側，而縮小加速器系統之地基面積的習知之重粒子線治療裝置(例如，參考非專利文獻1)。
另一方面，將H+離子加速至高能量為止而照射於腫瘍部位的習知之重粒子線治療裝置，其係使用不需要射入器之迴旋加速器或同步迴旋加速器，以取代同步加速器，而達成小型化之系統(例如，參考專利文獻2)。
此外，使用同步加速器的習知之質子線治療裝置，其係提案將同步加速器設置於多拿滋(環)型之同步加速器的內周側，且將該同步加速器作為射入器來使用而達成小型化之系統(例如，參考專利文獻3)。由於該習知之質子線治療裝置係將同步加速器作為射入器來使用故藉由同步加速器將離子源所產生之H-離子予以初期加速至同步加速器能加速之能量為止，且藉由設置於迴旋加速器和同步加速器之間的射束輸送路徑的荷電極性變換裝置，將H-離子的極性反轉成H+離子之後，射入於同步加速器。
專利文獻1：專利第3993338號公報
專利文獻2：專利第3472657號公報
專利文獻3：特開平10-50500號公報
非專利文獻1：E. Takashita, et. al., “COMMISSIONING REPORT OF KANAGAWA CANCER CENTER”, Proceedings of the 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan, Tsuruga, Japan, 2015, August 5-7, p. 361-364
非專利文獻1之習知之重粒子線治療裝置係將射入器設置於同步加速器的內周側，以達成加速器系統之地基面積的縮小。但是，由於射入器係線形加速器，且必需將荷電粒子加速至同步加速器能加速之能量為止，故射入器的全長係變長。此外，由於偏向電磁鐵係由使用常電導線圈的電磁鐵所構成，故荷電粒子的偏向半徑較大，而無法縮短同步加速器的周長。因此，非專利文獻1之習知之重粒子線治療裝置係無法達成加速器系統的小型化。
有鑑於如此之狀況，則嘗試由使用超電導線圈的電磁鐵而構成偏向電磁鐵，產生超過2特斯拉(磁束密度)的強磁場而縮小荷電粒子的偏向半徑，且縮短同步加速器的周長而達成加速器系統的小型化。
但是，由於藉由使用超電導線圈的電磁鐵而構成偏向電磁鐵，且能蓄積於周長被縮短的同步加速器(以下，作成超電導同步加速器)的荷電粒子數減少，故必需將離子源所產生的荷電粒子數增大。此外，在超電導同
步加速器內，為了防止增大的荷電粒子之間的反發力(空間荷電效果)所造成的射束損失，則必需將射入器之初期加速能量增大。基於此等因素，由離子產生源及線形加速器所構成之射入器的全長即增大。或者，必需將線形加速器的台數增多，使得射入器的全長增大。其結果，即使能實現超電導同步加速器的小型化，亦存在有無法將離子源及射入器設置於超電導同步加速器的內周側，且反而使加速器系統之地基面積增大之新的課題。
此處，迴旋加速器係能藉由作成連續射束而增加荷電粒子數。但，同步加速器在原理上係無法射入連續射束。此外，重粒子線治療裝置係無法將質子線治療裝置所進行之加速粒子的極性予以反轉。基於此等因素，習知之質子線治療裝置所使用之迴旋加速器係無法被採用於重粒子線治療裝置之加速器系統的射入器。
本發明係為了解決上述之課題而創作，其目的為取得重粒子線治療裝置，其係將使用超電導線圈的電磁鐵採用於偏向電磁鐵而縮短周長的超電導同步加速器、以及由使用相位穩定性原理的圓形加速器所構成的射入器予以組合，而能縮小加速器系統之地基面積。
本發明之重粒子線治療裝置係具備：離子源，其係產生變換前荷電粒子；射入器，其係將上述離子源所產生之上述變換前荷電粒子予以初期加速至低能量為止；同步加速器，其係將上述射入器所加速之上述變換前
荷電粒子進行荷電變換而取得之變換後荷電粒子加速至高能量；照射裝置，其係設置於治療室；以及高能量搬送路徑，其係自上述同步加速器將高能量的上述變換後荷電粒子搬送至上述治療室之上述照射裝置。上述射入器係使用相位穩定性原理之圓形加速器，上述同步加速器係將具有超電導線圈之超電導電磁鐵作為偏向電磁鐵而使用，並且具有將上述變換前荷電粒子變換成荷電子數不同的上述變換後荷電粒子之正離子荷電變換裝置之超電導同步加速器，上述離子源及上述圓形加速器係設置於上述超電導同步加速器的內周側。
根據本發明，由於使用超電導同步加速器作為同步加速器，故能縮短周長而達成小型化。此外，由於使用相位穩定性原理之圓形加速器作為射入器，故能將多數的粒子數射入超電導同步加速器。據此，即能將離子源及圓形加速器設置於超電導同步加速器的內周側，且達成將離子源及圓形加速器包含於超電導同步加速器而構成的加速器系統之小型化，能縮小加速器系統之地基面積。
1‧‧‧離子源
2‧‧‧圓形加速器
3‧‧‧超電導同步加速器
4‧‧‧真空導管
4a‧‧‧真空導管部
5、5A‧‧‧射入裝置
6‧‧‧間隔電磁鐵
7‧‧‧正離子荷電變換裝置
8、81、82、83、84、9、207‧‧‧偏向電磁鐵
10‧‧‧收束用電磁鐵
11‧‧‧高頻加速空洞
12‧‧‧射出裝置
13‧‧‧低能量搬送路徑
14‧‧‧偏向電磁鐵
20、21‧‧‧射束旁路
100‧‧‧重粒子線治療裝置
201‧‧‧加速器系統
202‧‧‧治療室
203‧‧‧照射裝置
204‧‧‧高能量輸送路徑
205‧‧‧真空導管
206‧‧‧切換電磁鐵
qc、qi‧‧‧荷電粒子
T、Tr‧‧‧週期
Tw‧‧‧時間範圍
第1圖說明本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的構成之示意圖。
第2圖表示使用於本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的加速器系統的構成之示意圖。
第3圖表示使用於本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的加速器系統之射入裝置的構成之示意圖。
第4圖說明使用於本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的加速器系統之射入裝置的荷電粒子之射入角度之圖示。
第5圖表示迴旋加速器、以及同步迴旋加速器的輸出射束波形之圖示。
第6圖表示施加於高頻加速空洞的高頻電壓波形之圖示。
第7圖表示使用於本發明之實施形態2的重粒子線治療裝置的加速器系統的構成之示意圖。
第1圖係說明本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的構成之示意圖，第2圖係表示使用於本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的加速器系統的構成之示意圖。
在第1圖當中，重粒子線治療裝置100係具備：加速器系統201，其係成為荷電粒子射束的供應源；照射裝置203，其係設置於各治療室202；以及高能量輸送路徑204，其係連結加速器系統201及照射裝置203，且自加速器系統201將荷電粒子射束搬送至各治療室202之照射裝置203。此處，為了方便於說明，以射入的荷電粒子之C4+離子，迴旋的荷電粒子之C6+離子為例而說明。此外，變換前荷電粒子為C4+離子，變換後荷電粒子為
C6+離子。
加速器系統201係由離子源1、作為射入器之圓形加速器2、以及超電導同步加速器3所構成。離子源1係例如由反射鏡線圈及6極電磁鐵所構成之ECR(Electron Cycrotron Resonance；電子迴旋共振)離子源，且導入甲烷而產生C4+離子。圓形加速器2係使用相位穩定性原理之同步迴旋加速器。C4+離子係射入於同步迴旋加速器的中心部，例如，初期加速至8Me V/u為止。
超電導同步加速器3係具備：環狀的真空導管4，其係使C6+離子迴旋；射入裝置5，其係將圓形加速器2所供應的C4+離子射入至真空導管4內的迴旋射束軌道A；偏向電磁鐵9，其係以C6+離子能沿著真空導管4內的迴旋射束軌道A而迴旋之方式，將C6+離子的軌道予以偏向；收束用電磁鐵10，其係以能不使將迴旋射束軌道A上迴旋之C6+離子不發散之方式而予以收束；高頻加速空洞11，其係供應同步於迴旋之C6+離子的高頻電壓；以及射出裝置12，其係將真空導管4內的迴旋射束軌道A予以迴旋而加速之C6+離子取出至真空導管4外側，且射出至高能量輸送路徑204。
偏向電磁鐵9係使用超電導線圈的超電導電磁鐵。偏向電磁鐵9係於圓周方向互相分離而設置複數台於真空導管4，產生超過2特斯拉(磁束密度)的強磁場而將迴旋真空導管4之C6+離子的軌道予以偏向，且沿著真空導管4內的迴旋射束軌道A而將C6+離子予以迴旋。
真空導管4係在偏向電磁鐵9的設置部將直線狀的真空導管部4a結合而構成環狀。收束用電磁鐵10係由四極電磁鐵所構成，且設置於相鄰之偏向電磁鐵9之間的各真空導管部4a。高頻加速空洞11係設置於相鄰之偏向電磁鐵9之間的真空導管部4a。
射入裝置5係由下列所構成：射束旁路20；間隔電磁鐵6，其係將圓形加速器2所供應的C4+離子的軌道予以偏向而射入至射束旁路20內；正離子荷電變換裝置7，其係將射入至射束旁路20內之C4+離子藉由正離子荷電變換法而變換成C6+離子；以及4個偏向電磁鐵8，其係將C4+離子的軌道予以偏向而導入於正離子荷電變換裝置7，並且將荷電變換之C6+離子的軌道予以偏向而回到真空導管4。該正離子荷電變換裝置7係將電子附加於C4+離子，不改變電荷的極性而改變電荷質量比。
繼而使用第3圖及第4圖而具體的說明有關於射入裝置5的構成。第3圖係表示使用於本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的加速器系統之射入裝置的構成之示意圖，第4圖係說明使用於本發明之實施形態1的重粒子線治療裝置的加速器系統之射入裝置的荷電粒子之射入角度之圖示。又，在第3圖及第4圖當中，qc係迴旋的荷電粒子，亦即C6+離子，qi係射入的荷電粒子，亦即C4+離子。此外，為了方便於說明，依射入裝置5的排列順序而將81、82、83、84附加於4個偏向電磁鐵8。
射束旁路20係自真空導管4的真空導管部
4a而分歧於內周側，和真空導管部4a平行而通過真空導管部4a的內周側，且自內周側而連結於真空導管部4a。4個偏向電磁鐵81~84係設置於射束旁路20的從真空導管部4a分歧之分歧部、和真空導管部4a平行的部分之兩端部、以及和真空導管部4a連結之連結部。
射束旁路20係將迴旋於射束軌道A之荷電粒子qc藉由偏向電磁鐵81而偏向於內周側，繼而藉由偏向電磁鐵82而偏向於外周側，形成和迴旋射束軌道A略為平行之軌道，繼而藉由偏向電磁鐵83而偏向於外周側，繼而藉由偏向電磁鐵84而偏向於內周側，且回到迴旋射束軌道A之構成。此外，藉由間隔電磁鐵6所偏向之荷電粒子qi係在偏向電磁鐵8的位置而射入於射束旁路20。正離子荷電變換裝置7係設置於射束旁路20的偏向電磁鐵83和偏向電磁鐵84之間，且將荷電粒子qi變換成荷電粒子qc。
荷電粒子qc係如第4圖所示，藉由磁場固定的偏向電磁鐵83而僅偏向角度θc於外周側。另一方面，荷電粒子qi係如第4圖所示，藉由磁場固定的偏向電磁鐵83而僅偏向角度θi於外周側。此處，由於荷電粒子qc和荷電粒子qi的價數並不相同，故偏向電磁鐵83所產生之相同磁場的偏向角度亦不相同。因此，藉由偏向電磁鐵83而偏向之荷電粒子qi係以能進入藉由偏向電磁鐵83所偏向之荷電粒子qc的軌道之方式，設定往荷電粒子qi的射束旁路20的射入角度。
由於荷電粒子qc(C6+離子)的價數係多於
荷電粒子qi(C4+離子)的價數，故荷電粒子qc之藉由偏向電磁鐵83而偏向之角度θc係大於荷電粒子qc之藉由偏向電磁鐵83而偏向之角度θi。因此，無法直接自內周側將荷電粒子qi射入於迴旋射束軌道A，亦即真空導管4。實施形態1係藉由4個偏向電磁鐵81~84，構成自真空導管4迂迴於內周側而回到真空導管4之射束旁路20，並實現來自荷電粒子qi的內周側之射入動作。
該加速器系統201中，自圓形加速器2輸出之C4+離子係藉由偏向電磁鐵14將軌道予以偏向而通過低能量搬送路徑13，且自超電導同步加速器3的內周側供應至射入裝置5。此外，供應至射入裝置5之C4+離子係藉由間隔電磁鐵6而偏向，且在偏向電磁鐵83的位置而射入於射束旁路20。因此，C4+離子係藉由偏向電磁鐵83而偏向於外周側，且進入射束旁路20內之C6+離子的軌道，並藉由正離子荷電變換裝置7而荷電變換成C6+離子。繼而C6+離子係藉由偏向電磁鐵84而偏向於內周側，且進入真空導管4內之迴旋射束軌道A。
另一方面，C6+離子係將真空導管4內之迴旋射束軌道A予以迴旋，且加速至高能量。此外，在C4+離子的射入時，將迴旋射束軌道A予以迴旋之C6+離子係藉由偏向電磁鐵81而偏向於內周側，且自迴旋射束軌道A分歧而進入射束旁路20。繼而藉由偏向電磁鐵82而偏向於外周側且將軌道角度返回原點，並且藉由偏向電磁鐵83而偏向於外周側。繼而藉由偏向電磁鐵84而偏向於內周側，
且回到真空導管4內之迴旋射束軌道A。
繼而說明有關於作為圓形加速器2而使用同步迴旋加速器的功效。第5圖係表示迴旋加速器、以及同步迴旋加速器的輸出射束波形之圖示。
迴旋加速器係如第5圖所示，輸出連續射束。另一方面，同步迴旋加速器係如第5圖所示，輸出1m秒等級間隔之脈衝射束。一般而言，由於同步迴旋加速器係使用高頻加速裝置的相位穩定性原理，故其輸出的電流峰值為高於迴旋加速器之輸出的電流峰值。
超電導同步加速器3係決定接收射入射束的時間。例如，第5圖中，Tw作成接收超電導同步加速器3之射入射束的時間範圍時，則來自同步迴旋加速器的一方即為能藉由來自同步迴旋加速器的輸出而射入的全部電流量，亦即粒子數變多。因此，若使用同步迴旋加速器作為圓形加速器2，則由於能射入於超電導同步加速器3之粒子數增大，故能解決起因於縮短超電導同步加速器3的周長而能蓄積之粒子數減少的課題。
繼而說明有關於使用相位穩定性原理之同步迴旋加速器的動作。第6圖係表示施加於高頻加速空洞的高頻電壓波形之圖示。在第6圖當中，縱軸為電壓值，橫軸為時間。
高頻加速空洞11係施加正弦波狀的高頻電壓。此處，將同步於該高頻電壓之同步粒子的相位作成s，將該週期作成Tr時，則該s係在π/2及π之間。此外，
由於在較s而相位更前進之a點，自高頻加速空洞11接收之能量係大於同步粒子所接收之能量，故該週期T係較週期Tr為更長。其結果，該粒子係在下一個週期的b點接收能量，同步粒子在下一個週期則接近接收能量之週期s。
相反的，雖未圖示，但是，由於粒子係在較s相位更遲緩之點，自高頻加速空洞11接收之能量係小於同步粒子所接收之能量，故該週期T係較週期Tr為更短。其結果，該粒子係在下一個週期接收能量的點，同步粒子係在下一個週期則接近接收能量之週期s。
如此，以同步相位s為中心而振動相位。亦即，某個範圍的相位之粒子係自動的和加速高頻取得同步。因此，在高頻的相位之範圍內，僅通過高頻加速空洞11之粒子係正常被加速，且同步迴旋加速器係能輸出脈衝射束。
高能量輸送路徑204係具備：真空導管205，其係形成自加速器系統201所取出之C6+離子的輸送路徑；切換電磁鐵206，其係切換C6+離子的射束軌道；以及偏向電磁鐵207，其係將C6+離子的射束軌道予以偏向。此外，進入真空導管205內之C6+離子係因應於需求而使用切換電磁鐵206改變該射束軌道，並導入設置於指定的治療室202之照射裝置203，且照射於腫瘍部位。
如此，由於實施形態1的加速器系統201係使用超電導同步加速器3作為同步加速器，故能縮短超
電導同步加速器3的周長，且達成小型化。此外，由於使用同步迴旋加速器作為同步加速器而作為圓形加速器2，故能將多數的粒子數射入於超電導同步加速器3。因此，能將離子源1、以及圓形加速器2設置於超電導同步加速器3的內周側，且達成加速器系統201的小型化。
此外，將荷電粒子的荷電子數予以變換之正離子荷電變換裝置7係設置於射束旁路20，且將射入於射束旁路20之C4+離子變換成C6+離子。因此，由於將迴旋之C6+離子、以及射入之C4+離子的固定磁場之偏向角度的差異利用於C4+離子的射入，故不會將射入裝置5作成複雜的構成，且能將C4+離子射入於周長縮短之超電導同步加速器3。
此外，由於離子源1係設置於圓形加速器2的外周側，故能僅選擇C4+離子而作為加速粒子，且能減低圓形加速器2內的放射污染。此外，由於重粒子線治療裝置100係使用加速器系統201，故能縮小加速器系統201的地基面積，且能減低重粒子線治療設施的建設成本。
第7圖係表示使用於本發明之實施形態2的重粒子線治療裝置的加速器系統的構成之示意圖。
在第7圖當中，加速器系統211係具備離子源1、作為射入器之圓形加速器2、以及超電導同步加速器3，自圓形加速器2所射出的C4+離子係藉由偏向電磁鐵14而偏向，且通過低能量輸送路徑13而自超電導同步加
速器3的外周側供應於射入裝置5A。此外，圓形加速器2係使用相位穩定性原理之同步迴旋加速器。
射入裝置5A係由下列所構成：射束旁路21；間隔電磁鐵6，其係將圓形加速器2所供應的C4+離子的軌道予以偏向而輸入於射束旁路21內；正離子荷電變換裝置7，其係將射入於射束旁路21內之C4+離子藉由正離子荷電變換法而變換成C6+離子；以及4個偏向電磁鐵81~84，其係將C4+離子的軌道予以偏向而導入於正離子荷電變換裝置7，並且將荷電變換之C6+離子的軌道予以偏向而回到真空導管4。
射束旁路21係自真空導管4的真空導管部4a而分歧於外周側，和真空導管部4a平行而通過真空導管部4a的外周側，且自外周側而連結於真空導管部4a。4個偏向電磁鐵81~84係設置於射束旁路21的從真空導管部4a分歧之分歧部、和真空導管部4a平行的部分之兩端部、以及和真空導管部4a連結之連結部。
射束旁路21係將迴旋射束軌道A予以迴旋之C6+離子為藉由偏向電磁鐵81而偏向於外周側，繼而藉由偏向電磁鐵82而偏向於內周側，形成和迴旋射束軌道A略為平行之軌道，繼而藉由偏向電磁鐵83而偏向於內周側，繼而藉由偏向電磁鐵84而偏向於外周側，且回到迴旋射束軌道A之構成。此外，藉由間隔電磁鐵6而予以偏向之C4+離子係在偏向電磁鐵83的位置而射入於射束旁路21。正離子荷電變換裝置7係設置於射束旁路21的偏向電磁鐵
83和偏向電磁鐵84之間，且將C4+離子變換成C6+離子。
又，其他的構成係和上述實施形態1相同。
在實施形態2當中，亦以藉由偏向電磁鐵83而偏向之C4+離子能進入藉由偏向電磁鐵83而偏向之C6+離子的軌道之方式，設定往C4+離子的射束旁路21的射入角度。
因此，在加速器系統211中，自圓形加速器2輸出之C4+離子係藉由偏向電磁鐵14將軌道予以偏向而通過低能量搬送路徑13，且自超電導同步加速器3的外周側而供應至射入裝置5A。此外，供應至射入裝置5A之C4+離子係藉由間隔電磁鐵6而偏向，且在偏向電磁鐵83的位置射入於射束旁路21。因此，C4+離子係藉由偏向電磁鐵83而偏向於內周側並進入射束旁路21內之C6+離子的軌道，且藉由正離子荷電變換裝置7荷電變換成C6+離子。繼而C6+離子係藉由偏向電磁鐵84而偏向於外周側，且進入真空導管4內之迴旋射束軌道A。
另一方面，C6+離子係將真空導管4內之迴旋射束軌道A予以迴旋且加速至高能量。此外，在C4+離子的射入時，將迴旋射束軌道A予以迴旋之C6+離子係藉由偏向電磁鐵81而偏向於外周側，且自迴旋射束軌道A分歧而進入射束旁路21。繼而藉由偏向電磁鐵82而偏向於內周側，並將軌道角度返回原點，且藉由偏向電磁鐵83而偏向於內周側。繼而藉由偏向電磁鐵84而偏向於外周側且回到真空導管4內之迴旋射束軌道A。
由於在實施形態2的加速器系統211中，亦使用超電導同步加速器3作為同步加速器，且使用同步迴旋加速器作為圓形加速器2，故能將離子源1、以及圓形加速器2設置於超電導同步加速器3的內周側，並達成加速器系統211的小型化。
又，上述各實施形態雖係使用同步迴旋加速器作為圓形加速器2，但，圓形加速器不限定於同步迴旋加速器，亦可為使用相位穩定性原理之圓形加速器，例如，亦可使用FFAG(Fixed Field Alternating Gradient：固定磁場高收束)加速器。
此外，上述各實施形態雖係說明使用C4+離子作為射入的荷電粒子，使用C6+離子作為荷電變換且迴旋的荷電粒子，但是，射入的荷電粒子及迴旋的荷電粒子並不限定碳離子，例如，亦可使用氦離子。
此外，上述各實施形態雖係將離子源1設置於圓形加速器2的外周側，但是，離子源1亦可設置於圓形加速器2的內周側。
Claims (5)
- 一種重粒子線治療裝置，具備：離子源，係產生變換前荷電粒子；射入器，係將上述離子源所產生之上述變換前荷電粒子予以初期加速至低能量；同步加速器，係將上述射入器所加速後之上述變換前荷電粒子進行荷電變換而取得之變換後荷電粒子加速至高能量；照射裝置，係設置於治療室；以及高能量搬送路徑，係自上述同步加速器將高能量的上述變換後荷電粒子搬送至上述治療室之上述照射裝置，上述射入器係使用相位穩定性原理之圓形加速器，上述同步加速器係將具有超電導線圈之超電導電磁鐵作為偏向電磁鐵而使用，並且具有將上述變換前荷電粒子變換成荷電子數不同的上述變換後荷電粒子之正離子荷電變換裝置之超電導同步加速器，上述離子源以及上述圓形加速器係設置於上述超電導同步加速器的內周側。
- 如申請專利範圍第1項所述之重粒子線治療裝置，其中，上述超電導同步加速器係具備射入裝置，上述射入裝置係具有：射束旁路，係自上述變換後荷電粒子所迴旋的環 狀之真空導管分歧於內周側，且將該真空導管的內周側延伸於該變換後荷電粒子之迴旋方向而連結於該真空導管；第1電磁鐵，係設置於上述射束旁路的從上述真空導管分歧的分歧部，將迴旋於該真空導管的上述變換後荷電粒子偏向於內周側而引入於該射束旁路內；第2電磁鐵，係設置於上述射束旁路的與上述真空導管連結的連結部，將上述射束旁路內的上述變換後荷電粒子偏向於內周側而回到上述真空導管；第3電磁鐵，係設置於上述射束旁路的上述第1電磁鐵和上述第2電磁鐵之間，且將上述變換後荷電粒子及上述變換前荷電粒子偏向於外周側；第4電磁鐵，係將藉由設置在前述圓形加速器與前述射入裝置之間的低能量搬送路徑而自上述圓形加速器搬送於上述射束旁路的內周側之上述變換前荷電粒子予以偏向，且射入於上述第3電磁鐵；以及上述正離子荷電變換裝置，係設置於上述射束旁路的上述第1電磁鐵和上述第3電磁鐵之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之重粒子線治療裝置，其中，上述超電導同步加速器係具備射入裝置，上述射入裝置係具有：射束旁路，係自上述變換後荷電粒子所迴旋的環狀之真空導管分歧於外周側，且將該真空導管的外周側延伸於該變換後荷電粒子之迴旋方向而連結於該真空導管；第1電磁鐵，係設置於上述射束旁路的從上 述真空導管分歧的分歧部，將迴旋於該真空導管的上述變換後荷電粒子偏向於外周側而引入於該射束旁路內；第2電磁鐵，係設置於上述射束旁路的與上述真空導管連結的連結部，將上述射束旁路內的上述變換後荷電粒子偏向於外周側而回到上述真空導管；第3電磁鐵，係設置於上述射束旁路的上述第1電磁鐵和上述第2電磁鐵之間，且將上述變換後荷電粒子及上述變換前荷電粒子偏向於內周側；第4電磁鐵，係將藉由設置在前述圓形加速器與前述射入裝置之間的低能量搬送路徑而自上述圓形加速器搬送於上述射束旁路的外周側之上述變換前荷電粒子予以偏向，且射入於上述第3電磁鐵；以及上述正離子荷電變換裝置，係設置於上述射束旁路的上述第1電磁鐵和上述第3電磁鐵之間。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之重粒子線治療裝置，其中，上述圓形加速器係同步迴旋加速器或FFAG加速器。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之重粒子線治療裝置，其中，上述離子源係設置於上述圓形加速器的外周側。
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