WO2013065762A1

WO2013065762A1 - 放射線照射装置、放射線照射方法、及びプログラム記憶媒体

Info

Publication number: WO2013065762A1
Application number: PCT/JP2012/078244
Authority: WO
Inventors: 俊孝阿賀野; 孝夫桑原; 清水　仁
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-05-10
Also published as: CN103907402A; EP2775804A4; EP2775804A1; US9079027B2; US20140241508A1

Abstract

　電子ビームが照射されると制動Ｘ線を放射線ビームとして出射する金属ターゲットと、スリット状の放射線透過部を有し、前記放射線ビームの一部分が前記放射線透過部を透過し、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームを遮蔽するように、前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側に配置された放射線遮蔽体と、出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを前記金属ターゲットに照射する電子ビーム発生装置と、を具備する放射線照射装置を提供する。

Description

放射線照射装置、放射線照射方法、及びプログラム記憶媒体

　本願は２０１１年１１月２日出願の日本出願第２０１１－２４１５２０号及び２０１１年１２月２８日出願の日本出願第２０１１－２８９４６８号の優先権を主張すると共に、その全文を参照により本明細書に援用する。
　本発明は、放射線を照射する放射線照射装置、当該放射線照射装置における放射線照射方法、及びプログラム記憶媒体に関する。

　放射線を用いた治療法として、特開２０１０－６８９０８号公報には、多葉コリメータを用いた粒子線治療装置において、多葉コリメータのリーフ開口部の形状を容易に精度良く確認することが可能な粒子線治療装置が開示されている。この粒子線治療装置は、粒子線の照射方向に対して多葉コリメータの上流側に第一照明手段と第二照明手段及び撮影手段を設け、回転角度検出手段により検出された多葉コリメータの回転角度情報をもとに２つの照明手段の入り切りを照明制御手段により制御することにより、リーフによる照明光の強い乱反射を抑制することができるようにしている。

　また、近年、がんの治療法として、放射線ビームを幅がμｍ単位のスリットを透過させて得られるマイクロビームを生成し、このマイクロビームを腫瘍に対して照射する治療法（ＭＲＴ；MicrobeamRadiation Therapy）が提案されている。この治療法では、正常細胞を破壊せずにがん細胞のみを破壊することができるという優れた治療効果が得られることが様々な実験により報告されている。

　このＭＲＴに関する技術として、”スリット状マイクロビームに対する細胞致死効果とその回復現象におけるがん抑制遺伝子p53正常型がん細胞と以上型がん細胞の違い”、［online］、平成２２年、［平成２３年９月３０日検索］、インターネット＜ URL ：http://www.spring8.or.jp/pdf/ja/MBTU/H20/14.pdf＞、及び”マイクロビーム治療に関する基礎研究”、放医研ニュース, No. 134,、［online］、平成２０年、［平成２３年９月３０日検索］、インターネット＜ URL ：http://www.nirs.go.jp/report/nirs_news/200801/hik10p.htm＞に紹介される技術がある。これら文献には、高エネルギーの電子等の荷電粒子が磁場中でローレンツ力により曲がるときに電磁波を放射する現象を利用し、この放射された電磁波である放射光（放射線ビーム）を複数の線状の放射線遮蔽スリットを透過させることで、ＭＲＴ用の放射線ビームを生成する手法が開示されている。

　一方、特開平６－７６９９１号公報には、電子ビームを加速する線形加速器において、電子ビームのビーム電流、ビーム速度及びビーム径を測定し、それらの測定値に応じてソレノイドコイルによる磁場を制御し、電子ビームを低エミッタンス化する方法が開示されている。

　上記文献に開示されている技術を実施するためには放射光を生成するための大規模な放射光施設が必要となるため、当該技術を実施できる場所が限定されてしまう。日本において最も多い死亡原因となっているがんの患者が、当該技術を利用したＭＲＴを受けるためには、大規模な放射光施設に行かなければならず、不便である。そのため、ＭＲＴ治療用の装置が一般病院に設置されることが望まれている。

　しかしながら、ＭＲＴ用の放射線ビームを生成するためには奥行きが長く幅の狭い放射線遮蔽スリットが用いられるが、上記放射光から得られる並行な放射線ビーム等を除き、一般的な放射線源から得られる放射線ビーム（コーンビーム）ではスリットの透過効率が減少する。そのため、治療に供する線量を得るためには、莫大な線源出力を必要とし、発熱や遮蔽など、装置を構成するための問題が多く発生する。

　また、上記文献に開示されているＭＲＴの技術では、上述したように正常細胞をほとんど破壊せずにがん細胞を破壊することはできるが、生成可能な放射線ビームの進行方向に対して垂直な方向における断面視形状の大きさには制限がある。よって、ＭＲＴによる放射線治療を行う場合に、腫瘍の大きさが上記断面視形状よりも広範囲である状況が考えられ、このような状況では、腫瘍全体に対する放射線治療を行うことができない。

　本発明は上記に鑑みてなされたものであり、大規模な施設を要することなくＭＲＴ用の放射線ビームを生成することができる放射線照射装置及び放射線照射方法を提供する。

　また、正常細胞の破壊を軽減しつつ、治療効果の高い放射線ビームを広範囲に照射することができる放射線照射装置、放射線照射方法、及びプログラム記憶媒体を提供する。

　本発明の第１の態様は、放射線照射装置であって、電子ビームが照射されると制動Ｘ線を放射線ビームとして出射する金属ターゲットと、スリット状の放射線透過部を有し、前記Ｘ線ビームの一部分が前記放射線透過部を透過し、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームを遮蔽するように、前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側に配置された放射線遮蔽体と、出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを前記金属ターゲットに照射する電子ビーム発生装置と、を具備している。

　第１の態様によれば、金属ターゲットにより、電子ビームが照射されると制動Ｘ線が放射線ビームとして出射され、スリット状の放射線透過部を有し前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側に配置された放射線遮蔽体により、前記放射線ビームの一部分が前記放射線透過部で透過され、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームが遮蔽される。ここで、本態様では、電子ビーム発生装置により、出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームが前記金属ターゲットに照射される。

　このように、第１の態様によれば、放射線ビームの発生点の径が放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを金属ターゲットに照射することにより放射線ビームを生成し、当該放射線ビームをスリット状の放射線透過部に入射させているので、高線量の線状の放射線ビームを生成することができる結果、大規模な施設を要することなくＭＲＴ用の放射線ビームを生成することができる。

　ところで、上記放射線遮蔽体を用いて放射線ビームの形状を絞る場合、上記放射線透過部の変換効率を高くするためには、放射線ビームの放射線発生点（以下、単に焦点とも言う。）の大きさを極力小さくすることが望ましい。

　しかし、現状では、入口部の幅が小さく奥行き方向に長いスリットを使用している等の理由により、当該変換効率を高くすることは難しいため、高輝度の放射線ビームを発生させる必要が生じてしまう。この場合には、金属ターゲットにおけるＸ線の焦点での発熱が非常に大きくなり、ターゲットにおけるＸ線の焦点部分が破壊されてしまう場合がある。

　そこで、本態様において、前記電子ビーム発生装置により出射された前記電子ビームの形状を、前記金属ターゲットに照射される前段階で、前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った方向に長い形状になるように制御する制御手段をさらに具備するようにしても良い。これにより、金属ターゲットにおける電子エネルギーの集中を回避でき、金属ターゲットの破壊を防止することができる。

　また、本態様において、前記電子ビーム発生装置から出射される前記電子ビームの、前記金属ターゲットへの照射位置が、前記放射線透過部の入口部の長手方向に対応する方向に移動するように制御する制御手段、または、前記電子ビーム発生装置から出射される前記電子ビームの出射角度を変化させることにより、前記電子ビームの前記金属ターゲットへの照射位置が移動するように制御する制御手段を備えるようにしても良い。

　また、本態様において、前記制御手段は、前記電子ビームの出射角度を変化させる際、当該変化の速度に応じて電荷量が変化するように前記電子ビームを制御するようにしても良い。これにより、線量が均一な電子ビームを生成することができる。

　また、本態様において、前記金属ターゲットを、前記電子ビームが照射された場合に前記電子ビームにより前記金属ターゲットが損傷しない最小限の厚さとなるように形成するようにしても良い。これにより、金属ターゲット内での電子拡散の影響を低くすることができる結果、より変換効率を向上させることができる。

　また、本態様において、前記電子ビーム発生装置の筐体または外部筐体に熱結合され、前記金属ターゲットの少なくとも一部に接するように設けられた熱伝導部材をさらに具備するようにしても良い。これにより、ターゲットの高温化を抑制することができる結果、金属ターゲットの破壊を防止することができる。

　また、本態様において、前記熱伝導部材は、前記金属ターゲットにおいて前記放射線ビームが照射される領域を囲むように設けられるようにしても良い。これにより、より効果的に金属ターゲットの破壊を防止することができる。

　また、本態様において、前記放射線透過部は、入口部の幅が２０μｍ以上１ｍｍ以下であるようにしても良い。これにより、ＭＲＴに適した放射線ビームを生成することができる。

　また、本態様において、前記電子ビームの線量は、前記放射線透過部を透過した前記放射線ビームの線量が１Ｇｙ以上１０００Ｇｙ以下となるとともに、前記放射線遮蔽体の前記放射線透過部以外の領域で遮蔽されずに透過した前記放射線ビームの線量が前記放射線透過部を透過した前記放射線ビームの線量の１／１０００以上１／１０以下となるように決定されるようにしても良い。これにより、ＭＲＴに適した放射線ビームを生成することができる。

　また、本態様において、前記金属ターゲットから出射される放射線ビームはコーン状に拡がる放射線ビームであり、前記放射線遮蔽体は、前記放射線透過部の奥行き方向の延長上に前記放射線ビームの発生点が位置するように各々異なる位置に前記放射線透過部が複数設けられているようにしても良い。これにより、金属ターゲットから出射された放射線ビームから効率的にＭＲＴ用のＸ線ビームを生成することができる。

　また、本態様において、前記放射線遮蔽体は、複数の平板状の遮蔽部材が組み合わされて形成されるようにしても良い。これにより、簡易に放射線遮蔽体を製作することができる。

　また、本態様において、前記複数の前記放射線透過部の各々を、各々前記放射線ビームが入射する入口部から出射される出口部に向かって徐々に広くなるように形成するようにしても良い。これにより、放射線遮蔽体に入射した放射線ビームの放射線透過部における透過率を向上させることができる。

　また、本態様において、前記複数の前記放射線透過部の入口部の幅を調整する第１の調整手段をさらに備えるようにしても良い。これにより、放射線ビームの線量等に応じて放射線透過部の入口部の幅を調整することができる。

　また、本態様において、前記放射線ビームの発生点及び前記放射線遮蔽体の前記複数の前記放射線透過部の相互の位置関係を調整する第２の調整手段をさらに備えるようにしても良い。これにより、放射線ビームの発生点及び放射線透過部の相互の位置関係を調整することができる。

　また、本態様において、隣り合う遮蔽部材の対応する面との間に前記放射線透過部を形成する面を各々備えた複数の遮蔽部材を、形成された放射線透過部の各々の奥行き方向の延長上に前記放射線ビームの発生点が位置するように配列して前記放射線遮蔽体を構成するようにしても良い。これにより、簡易に放射線遮蔽体を製作することができる。

　第１の態様において、放射線遮蔽体が入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有する構成である場合、前記放射線ビームの照射対象である第１領域に対して、前記放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域が相対的に移動し、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方を移動させる制御を行う制御手段と、を具備していてもよい。

　本構成では、制御手段により、前記放射線ビームの照射対象である第１領域に対して、前記放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域が相対的に移動し、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方を移動させる制御が行われる。

　すなわち、ＭＲＴ用の放射線ビームは、複数のスリットを通過することにより複数の面状の放射線ビームにより構成されるため、当該放射線ビームのビームプロファイルにおいて山（放射線遮蔽体のスリットの部分に相当し、入射した放射線ビームが複数のスリットを通過することにより相対放射線強度が高い部分；以下、ピーク部分ともいう。）と谷（放射線遮蔽体のスリット以外の部分に相当し、入射した放射線ビームが遮蔽されることにより相対放射線強度が低い部分；以下、バレイ部分ともいう。）が複数形成され、この山と谷との比（以下、ＰＶ比という。）が大きいほど治療効果が高いことが近年のＭＲＴ技術の研究により見出されている。そこで、本構成では、前記放射線ビームの照射対象である第１領域に対して、前記放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域が相対的に移動し、かつ、移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方を移動させる制御が行われ、この制御によって複数の第２領域が重なり合った領域においてもＰＶ比が大きくなるようにしている。

　このように、複数の第２領域が重なり合った領域においてもＰＶ比を大きくすることができる結果、正常細胞の破壊を軽減しつつ、治療効果の高い放射線ビームを広範囲に照射することができる。

　なお、本構成において、前記制御手段が、前記移動する制御を行う際に、当該移動の前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が前記スリットの長手方向に重なるように制御を行うようにしても良い。これにより、治療対象領域における放射線ビームの非照射領域の発生を防止することができる結果、治療効果をより高めることができる。

　ところで、第２領域の位置を移動する際、上述したように、ＰＶ比を大きくするために、各分割領域に対して連続的かつスリットを通過した放射線ビームの当該スリットの長手方向に対する位置が重なるように、正確に移動させることが望ましい

　しかし、機械的な誤差や患者の体動等により必ずしもスリットを通過した放射線ビームの当該スリットの長手方向に対する位置が重なるように移動できるとは限らない。位置がずれた場合には第２領域が重なり合う領域においてピークが分散してしまい、位置がずれない場合と比較して、ピーク部分の放射線強度が低くなりバレイ部分の放射線強度が高くなることによりＰＶ比が低下してしまう。

　そこで、本構成において、前記制御手段が、前記移動する制御を行う際に、当該移動の前後で前記第２領域を前記放射線ビームの出射方向を中心として９０度ずつ回転させるように制御を行うようにしても良い。これにより、隣接する第２領域間でスリットの長手方向に対する位置がずれた場合であっても、ピーク部分の放射線強度を高くしバレイ部分の放射線強度を低くすることができるため、より確実に治療効果の高い治療用放射線ビームを照射することができる。

　特に、前記制御手段が、前記放射線遮蔽体を回転させることにより前記第２領域の回転の制御を行うようにしても良い。これにより、放射線ビームの被照射体を回転させる場合と比較して、より簡易に第２領域を回転させることができる。

　また、前記制御手段が、前記放射線ビームの照射対象者が保持される保持体を移動させることにより前記第２領域の移動の制御を行うようにしても良い。これにより、放射線ビームの位置を移動させる場合と比較して、より簡易に第２領域を移動させることができる。

　また、前記複数のスリットが、当該スリット面の延長面上に前記放射線ビームの焦点が位置するように前記放射線遮蔽体に形成されているようにしても良い。これにより、スリット面の延長面上に放射線ビームの焦点が位置しない場合と比較して、出射された放射線ビームをより有効に利用することができる。

　また、前記放射線遮蔽体が、前記第２領域を矩形状の領域となるように形成するようにしても良い。これにより、第２領域が重なり合う領域を小さくすることができる。

　また、前記第１領域が前記第２領域より広いか否かを判定する判定手段をさらに備え、前記制御手段が、前記判定手段により前記第１領域が前記第２領域より広いと判定された場合、前記第１領域を、前記第２領域に対応する大きさの複数の領域に、隣接する当該複数の領域が各々重なり合うように分割した各分割領域が前記第２領域となるように、前記移動する制御を行うようにしても良い。これにより、治療対象領域における放射線ビームの非照射領域の発生を防止することができる結果、治療効果をより高めることができる。

　本発明の第２の態様は、放射線照射装置であって、放射線ビームを出射する放射線出射装置と、前記放射線出射装置に対して前記放射線ビームの出射方向下流側に配置され、入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有するとともに前記複数のスリット以外に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体と、前記放射線ビームの照射対象である第１領域に対して、前記放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域が相対的に移動し、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方を移動させる制御を行う制御手段と、を具備している。

　第２の態様によれば、放射線出射装置により、放射線ビームが出射される。また、前記放射線出射装置に対して前記放射線ビームの出射方向下流側に配置され、入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有する放射線遮蔽体により、入射した前記放射線ビームのうち、前記複数のスリットに入射した放射線ビームが通過されるとともに前記複数のスリット以外に入射した放射線ビームが遮蔽される。

　このように、第２の態様によれば、複数の第２領域が重なり合った領域においてもＰＶ比を大きくすることができる結果、正常細胞の破壊を軽減しつつ、治療効果の高い放射線ビームを広範囲に照射することができる。

　本発明の第３の態様は、電子ビームが照射されると制動Ｘ線を放射線ビームとして出射する金属ターゲットと、前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側において前記放射線ビームが入射する際のビーム径より入口部の幅が小さいスリット状の放射線透過部を有し、前記放射線ビームの一部分が前記放射線透過部を透過し、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体と、前記電子ビームを前記金属ターゲットに照射する際、出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを前記ターゲットに照射する電子ビーム発生装置とを具備する放射線照射装置における放射線照射方法であって、前記電子ビーム発生装置により出射された電子ビームの形状を、前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った方向に長い形状になるように制御する制御ステップと、前記制御ステップにて形状が制御された前記電子ビームを、前記金属ターゲットに照射することで前記放射線ビームを出射させる出射ステップと、前記出射ステップにて出射された放射線ビームを、前記放射線透過部を透過させる透過ステップと、を備えた放射線照射方法である。

　本態様によれば、大規模な施設を要することなくＭＲＴ用の放射線ビームを生成することができると共に、金属ターゲットの破壊を防止することができる。

　本発明の第４の態様は、電子ビームが照射されると制動Ｘ線を放射線ビームとして出射する金属ターゲットと、前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側において前記放射線ビームが入射する際のビーム径より入口部の幅が小さいスリット状の放射線透過部を有し、前記放射線ビームの一部分が前記放射線透過部を透過し、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体と、前記電子ビームを前記金属ターゲットに照射する際、出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを前記ターゲットに照射する電子ビーム発生装置とを具備する放射線照射装置における放射線照射方法であって、前記電子ビーム発生装置により出射された前記電子ビームの、前記金属ターゲットへの照射位置が、前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った方向に移動するように制御する制御ステップと、前記制御ステップにて制御された前記電子ビームを、前記金属ターゲットに照射することで前記放射線ビームを出射する出射ステップと、前記出射ステップにて出射された放射線ビームを、前記放射線透過部を透過させる透過ステップと、を備えた放射線照射方法である。

　本発明の第５の態様は、放射線照射方法であって、放射線出射装置から出射された放射線ビームの照射対象とする第１領域と、前記放射線出射装置に対して前記放射線ビームの出射方向下流側に配置され、入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有するとともに前記複数のスリット以外に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域との少なくとも一方を相対的に移動させ、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び第２領域の少なくとも一方を移動させることを含む。

　第５の態様は、第２の態様と同様に作用するので、正常細胞の破壊を軽減しつつ、治療効果の高い放射線ビームを広範囲に照射することができる。

　なお、第５の態様において、前記移動の際、前記第２領域の位置の移動前後で前記放射線遮蔽体を前記放射線ビームの出射方向を中心として９０°ずつ回転させる回転制御ステップをさらに備えるようにしても良い。これにより、より確実に治療効果の高い治療用放射線ビームを照射することができる。

　本発明の第６の態様は、コンピュータに放射線照射処理を実行させるプログラムを記憶した持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記放射線照射処理が、放射線出射装置から出射された放射線ビームの照射対象とする第１領域と、前記放射線出射装置に対して前記放射線ビームの出射方向下流側に配置され、入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有するとともに前記複数のスリット以外に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域との少なくとも一方を相対的に移動させ、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び第２領域の少なくとも一方を移動させること、を含む。

　第６の態様によれば、コンピュータを第２の態様と同様に作用させることができるので、正常細胞の破壊を軽減しつつ、治療効果の高い放射線ビームを広範囲に照射することができる。

　なお、第６の態様において、前記移動の際、前記第２領域の位置の移動前後で前記放射線遮蔽体を前記放射線ビームの出射方向を中心として９０°ずつ回転させる回転制御手段としてさらに機能させるようにしても良い。これにより、より確実に治療効果の高い治療用放射線ビームを照射することができる。

　上記の各態様によれば、大規模な施設を要することなくＭＲＴ用の放射線ビームを生成することができる。

　また、正常細胞の破壊を軽減しつつ、治療効果の高い放射線ビームを広範囲に照射することができる。

実施形態に係る放射線照射装置の全体の構成を示す上面図である。実施形態に係る遮蔽体を示す斜視図である。第１実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体を透過した放射線ビームの位置と相対線量との関係を示すグラフである。第１実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体を透過した放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第１実施形態に係る放射線照射装置１の要部を示す上面概略図である。第１実施形態に係る放射線照射装置１の要部を示す側面概略図である。第１実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す斜視図である。第１実施形態に係る放射線照射装置における遮蔽体に入射する直前の放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第１実施形態に係る放射線照射装置における遮蔽体を透過した直後の放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第２実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す上面概略図である。第２実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す側面概略図である。第２実施形態に係る放射線照射装置における偏向磁石の配置例を示す図である。第２実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す斜視図である。第２実施形態に係る放射線照射装置における遮蔽体に入射する直前の放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第２実施形態に係る放射線照射装置における遮蔽体を透過した直後の放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第３実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す上面概略図である。第３実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す側面概略図である。第３実施形態に係る放射線照射装置における交流磁石の構成を示す斜視図である。第３実施形態に係る放射線照射装置における交流磁石の構成を示す側面概略図である。第３実施形態に係る放射線照射装置により実行されるＸ線制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。第３実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す斜視図である。第３実施形態に係る放射線照射装置における遮蔽体に入射する直前の放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第３実施形態に係る放射線照射装置における遮蔽体を透過した直後の放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第３実施形態に係る放射線照射装置において、交流磁石に加える電圧の一例を示すグラフである。第４実施形態に係る放射線照射装置のターゲットの構成を示す正面図である。第４実施形態に係る放射線照射装置のターゲットの構成を示す拡大側面図である。第５実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す上面概略図である。第５実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す側面概略図である。第５実施形態に係る放射線照射装置の遮蔽体を示す斜視図である。第５実施形態に係る放射線照射装置の要部を示す概略上面図である。第５実施形態に係る放射線照射装置の要部の別例を示す概略上面図である。第５実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体を透過した放射線ビームの位置と相対線量との関係を示すグラフである。第５実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体を透過した放射線ビームの出射方向から見た形状を示す図である。第５実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体を透過した放射線ビームのビームプロファイルを示す図である。第６の実施形態に係る放射線照射装置の全体の構成を示す構成図である。第６の実施形態に係る放射線照射装置において、電子ビームがターゲットに衝突して生成された放射線ビームが遮蔽体の複数のスリットを通過する様子を示す概略上面図である。実施形態に係る放射線照射装置において、電子ビームがターゲットに衝突して生成された放射線ビームが遮蔽体の複数のスリットを通過する様子を示す概略側面図である。第６実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体の複数のスリットを通過した放射線ビームの進行方向に対して垂直な方向における断面視形状の一例を示す図である。第６実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体の複数のスリットを通過した放射線ビームのｘ軸方向における位置と相対Ｘ線強度との関係を示すグラフである。第６実施形態に係る放射線照射装置において、遮蔽体の複数のスリットを通過した放射線ビームのビームプロファイルの一例を示す図である。第６実施形態に係る放射線照射処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。第６実施形態に係る放射線照射処理の説明に供する概略上面図である。第６実施形態に係る放射線照射装置において、腫瘍において放射線ビームが複数回に分割して照射される様子を示す正面図である。第６実施形態に係る放射線照射装置において、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回に）分割して面状の放射線ビームの位置が各々重なるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。第６実施形態に係る放射線照射装置において、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回の４回に）分割して面状の放射線ビームの位置が各々スリット間ピッチの半分の距離だけずれるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。第７実施形態に係る放射線照射処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。第７実施形態に係る放射線照射処理の説明に供する概略上面図である。第７実施形態に係る放射線照射装置において、腫瘍に対して放射線ビームが複数回に分割されて照射される様子を示す図である。第７実施形態に係る放射線照射装置において、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回の４回に）分割して面状の放射線ビームの位置が各々重なるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。第７実施形態に係る放射線照射装置において、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回の４回に）分割して面状の放射線ビームの位置が各々スリット間ピッチの半分の距離だけずれるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。別の実施形態に係る放射線照射装置において、腫瘍に対して放射線ビームＸが照射される様子を示す正面図である。当該別の実施形態において使用される遮蔽体の外観の一例を示す斜視図である。

〔第１実施形態〕
　以下、第１実施形態に係る放射線（Ｘ線）照射装置について添付図面を用いて詳細に説明する。

　図１は、第１実施形態に係る放射線照射装置１の全体の構成を示す上面図である。

　図１に示すように、放射線照射装置１は、電子ビームｅを生成する電子銃２ａ、生成された電子ビームｅを低エミッタンス化しつつ加速させる低エミッタンス加速器２ｂ、及び、加速された低エミッタンス電子ビーム（以下、単に電子ビームｅとも言う。）を外部に誘導するビームダクト２を備えている。また、放射線照射装置１は、制御装置３を備えていて、制御装置３は、電子銃２ａによる電子ビームｅの生成、低エミッタンス加速器２ｂにより加速される電子ビームｅのビーム電流、ビーム速度及びビーム径の測定、及びそれらの測定値に応じたソレノイドコイルによる磁場調整等の制御を行う。

　ビームダクト２の内部に到達した電子ビームｅは、電子出射窓４を介して外部に出射される。電子出射窓４は、Ｔｉ、Ｂｅ等の薄い金属板で形成されている。ビームダクト２の内部は真空に保たれており、電子出射窓４は、ビームダクト２の内部に空気が進入して電子の動きを極力妨げないようにビームダクト２の内部と外界とを仕切っている。

　ビームダクト２の電子ビームｅの出射方向の下流側には、ターゲット５が設けられている。ターゲット５は、Ｗ、Ｔａ等の重金属で形成され、電子出射窓４を介して照射された電子ビームｅが衝突した際に、当該衝突に応じて制動Ｘ線を発生させる。発生した制動Ｘ線は、衝突点の前方に円錐状に広がって放射線ビームとして放射される。

　また、ターゲット５は、ビームダクト２から出射された電子ビームｅが照射された場合に損傷しない最小限の厚さとなるように形成されている。これにより、ターゲット５内での電子拡散の影響を小さくすることでターゲット５の損傷を防止しつつ、ターゲット５の厚さを極力薄く形成することができる。

　ターゲット５の放射線ビームＸの出射方向の下流側には、放射線ビームＸの一部を透過させるスリット６ａを有する遮蔽体６が設けられている。スリット６ａは、入口部の幅が、放射線ビームＸのビーム径より小さくなるように形成されている。

　図２は、第１実施形態に係る遮蔽体６を示す斜視図である。図２に示すように、本実施形態に係る遮蔽体６は、概略直方体とされ、各々放射線ビームＸを遮蔽する能力が高い重金属（本実施形態では、Ｗ）で構成された複数（本実施形態では、２つ）の遮蔽ユニット６ｂが組み合わされて構成されている。

　本実施形態に係る遮蔽体６では、２つの遮蔽ユニット６ｂが、互いの１つの面が所定の間隙を空けて対向するように配置されており、当該間隙によって放射線ビームＸを透過させるスリット６ａが形成されている。

　このように、本実施形態に係る放射線照射装置１では、放射線ビームＸをスリット６ａが形成された遮蔽体６に照射し、照射された放射線ビームＸのうちのスリット６ａを透過した線状の放射線ビームＸを患者に照射することにより、ＭＲＴに利用することができる。

　本発明者らの鋭意検討の結果、放射線ビームＸを用いてＭＲＴを行う場合、照射する放射線ビームの幅が２０μｍ以上１ｍｍ以下とすると組織に破壊を発生させることなく細胞の核のみが消失する現象が発生することが判明しているので、スリット６ａの幅を２０μｍ以上１ｍｍ以下とすることが好ましい。

　また同様に、本発明者らの鋭意検討の結果、ＭＲＴを行う場合には、電子ビームｅの線量は、スリット６ａを透過した放射線ビームＸの線量が１Ｇｙ以上１０００Ｇｙ以下となるとともに、遮蔽体６のスリット６ａ以外の領域で遮蔽されずに透過した放射線ビームＸの線量がスリット６ａを透過した放射線ビームＸの線量の１／１０００以上１／１０以下となるように決定されると良いことが判明している。

　なお、遮蔽体６は、上記構成に限定されず、遮蔽ユニット６ｂが各々１つ以上の平面部（本実施形態では、図２の平面部６ｃ）を有する形状で形成され、各々の遮蔽ユニット６ｂの平面部６ｃが略平行になるように対面し、かつ間隙ができるように配置されることによりスリット６ａが形成されていれば良い。あるいは、遮蔽体６が１つの遮蔽ユニット６ｂで構成され、当該遮蔽ユニット６ｂに奥行き方向に貫通するスリットが設けられていても良い。

　また、スリット６ａは、上記間隙に限定されず、放射線に透過性を有する素材により形成されていても良い。この場合には、隣接する遮蔽ユニット６ｂ間に、上記間隙の代わりに当該素材が配置される。

　図３Ａは、第１実施形態に係る放射線照射装置１において、遮蔽体６を透過した放射線ビームＸの位置と相対線量との関係を示すグラフであり、図３Ｂは、第１実施形態に係る放射線照射装置１において、遮蔽体６を透過した放射線ビームＸの出射方向から見た形状の一例を示す図である。

　図３Ａに示すように、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは、スリット６ａに入射したＸ線のみが透過するため、ｘ方向におけるスリット６ａが設けられている位置において鋭いピークを有し、図３Ｂに示すように、スリット６ａの入口部の形状に略合致した形状である線状となる放射線ビームＸが形成される。

　次に、本実施形態の作用を説明する。

　なお、本実施形態に係る放射線照射装置１では、スリット６ａを一つのみ有する遮蔽体６を用いて１本の線状の放射線ビームＸを生成し、患者の照射対象領域に対して位置をずらしつつ複数回照射することによりＭＲＴを実施する場合について説明する。

　図４Ａは、第１実施形態に係る放射線照射装置１の要部を示す上面概略図であり、図４Ｂは側面概略図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ターゲット５により放射された放射線ビームＸは、放射線ビームＸの下流に配置されている遮蔽体６に入射し、当該遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは遮蔽体６によりｘ方向について絞られた後、これによって得られた線状の放射線ビームＸが腫瘍Ｃに照射される。

　図５は、第１実施形態に係る放射線照射装置１の要部を示す斜視図である。また、図６Ａは、第１実施形態に係る放射線照射装置１における遮蔽体６に入射する直前の放射線ビームＸの出射方向から見た形状を示す図であり、図６Ｂは、第１実施形態に係る放射線照射装置１における遮蔽体６を透過した直後の放射線ビームＸの出射方向から見た形状を示す図である。

　図５に示すように、ターゲット５に衝突することで放射された放射線ビームＸは円錐状に拡がるため、図６Ａに示すように、遮蔽体６に入射する直前の放射線ビームＸの出射方向から見た形状は円状となる。一方、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは、遮蔽体６により線状に絞られるため、図６Ｂに示すように、遮蔽体６に入射した直後の放射線ビームＸの出射方向から見た形状は線状となる。

　なお、本実施形態に係る放射線照射装置１では、スリット６ａを一つのみ有する遮蔽体６を用いて１本の線状の放射線ビームＸを生成し、患者の照射対象領域に対して位置をずらしつつ複数回照射することによりＭＲＴ実施する場合について説明したが、これに限定されず、スリットを複数有する遮蔽体を用いて複数本の線状の放射線ビームを生成して、１度に広範囲の領域に放射線ビームＸを照射する形態としても良い。

　また、電子ビームを低エミッタンス化しない電子線加速器を使用した場合、電子ビームのビーム径が大きくなってしまうため、ターゲットにおける焦点が大きくなり、同一電荷の焦点輝度が低下し、スリットを透過するＸ線量が低下してしまう。

　そこで、本実施形態に係る放射線照射装置１では、電子出射窓４から出射される電子ビームｅのビーム径、すなわちこれに対応する放射線ビームＸの焦点の径がスリット６ａの入口部の長手方向（ｙ方向）に沿った長さより短くなるよう制御装置３により制御される。また、放射線ビームＸの焦点は、スリット６ａの幅（短手方向すなわちｘ方向に沿った長さ）の２倍以下となるように制御されることが好ましい。これにより、同一電荷の焦点輝度が低下するのを防ぐことでスリットを透過するＸ線量の低下を防止でき、放射線ビームＸを患者に照射することにより優れた治療効果が得られる。

　〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａについて添付図面を用いて詳細に説明する。第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａは、第１実施形態に係る放射線照射装置１におけるビームダクト２の周囲に偏向磁石７が設けられたものである。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図７Ａは、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａの要部を示す上面概略図であり、図７Ｂは側面概略図である。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第２実施形態の放射線照射装置１Ａは、ビームダクト２の周囲に、偏向磁石７が設けられている。

　図８は、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａにおける偏向磁石７の配置例を示す図である。図８に示すように、偏向磁石７は、４重極電磁石であり、２つのＮ磁石７ａ、２つのＳ磁石７ｂを備えている。電子ビームｅの出射方向に対して垂直な同一面上において、Ｎ磁石７ａは、ｘ方向から角度を４５度傾けた方向で電子ビームｅを挟んで各々対向するように配置されると共に、Ｓ磁石７ｂは、Ｎ磁石７ａに対して垂直となる方向に電子ビームｅを挟んで各々対向するように配置される。偏向磁石７により電子ビームｅをｘ方向に収束させることにより、電子ビームｅはｙ方向に引き伸ばされ、ｙ方向に長い線状の形状となる。

　図９は、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａの要部を示す斜視図である。また、図１０Ａは、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａにおける遮蔽体６に入射する直前の放射線ビームＸの出射方向から見た形状を示す図であり、図１０Ｂは、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａにおける遮蔽体６を透過した直後の放射線ビームＸの出射方向から見た形状を示す図である。

　図９に示すように、電子ビームｅが偏向磁石７によりｙ方向に引き伸ばされた状態でターゲット５に衝突し、これによってターゲット５から放射された放射線ビームＸは円錐状に拡がるため、図１０Ａに示すように、遮蔽体６に入射する直前の放射線ビームＸの出射方向から見た形状は、ｙ方向に引き伸ばされた楕円状となる。一方、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは、遮蔽体６により線状に絞られるため、図１０Ｂに示すように、遮蔽体６に入射した直後の放射線ビームＸの出射方向から見た形状は線状となる。

　このように、放射線ビームＸの焦点の径がスリット６ａの入口部の長手方向に沿った長さより短くなるように調整された電子ビームｅを、ターゲット５に衝突する手前でスリット６ａの形状に合わせてｙ方向に引き伸ばすことにより、ターゲット５における電子エネルギーの集中が低減され、ターゲット５の損傷を防止することができる。

　また、放射線ビームＸの出射方向から見た形状を遮蔽体６のスリット６ａの入口部の形状に近づけることにより、遮蔽ユニット６ｂに遮蔽されて無駄に捨てられる放射線ビームＸを少なくすることでスリット６ａを透過する放射線ビームＸが増加する結果、より高線量の放射線ビームＸを腫瘍Ｃに照射させることができる。さらに、放射線ビームＸの焦点（電子ビームｅのビーム径に対応）を小さく（本実施形態では、電子ビームｅの径がスリット６ａの長手方向に沿った長さより短い）することで、スリット６ａを透過する放射線ビームＸの生成に寄与する電子ビームｅの電子量を増加させることにより、単位時間当たりの電子密度を下げても平板ビーム変換効率を落とすことなく、高出力な放射線ビームを発生させることができる。

　なお、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａでは、偏向磁石７として４極電磁石を有する物を適用したが、これに限定されず、偏向磁石７として永久磁石を有するものを適用しても良い。この場合、２つのＮ磁石及び２つのＳ磁石により上記と同様に構成される。

〔第３実施形態〕
　以下、第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂについて添付図面を用いて詳細に説明する。第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂは、第２実施形態に係る放射線照射装置１Ａにおけるビームダクト２の周囲に、偏向磁石７の代わりに交流磁石８が設けられたものである。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１１Ａは、第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂの要部を示す上面概略図であり、図１１Ｂは側面概略図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、第２実施形態の放射線照射装置１Ｂは、ビームダクト２の周囲に、制御装置３に接続された交流磁石８が設けられている。なお、制御装置３は、少なくともＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。

　図１２Ａは、第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂにおける交流磁石８の構成を示す斜視図であり、図１２Ｂは側面概略図である。図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、交流磁石８は、制御装置３の制御に基づいてコイル８ｂに電流を流すことにより交流磁石８は磁化し、一方の端部がＮ極、他方の端部がＳ極の極性を帯びる。

　本実施形態に係る放射線照射装置１Ｂの交流磁石８は、電子ビームｅの出射方向に対して垂直な同一面において、双方の端部がｙ方向において電子ビームｅを挟んで各々対向するように配置される。交流磁石８に電流が流れていない状態では、図１２Ｂに示す（ａ）のように、電子ビームｅは入射方向に沿ってそのまま直進するが、制御装置３により交流磁石８の一方の端部がＮ極、他方の端部がＳ極になるようにコイル８ｂに電流が流れるように制御されると、図１２Ｂに示す（ｂ）のように、電子ビームｅの進行方向はフレミングの左手の法則に従って曲げられる。

　また、この状態から、制御装置３により上記一方の端部をＮ極からＳ極に、上記他方の端部がＳ極からＮ極になるようにコイル８ｂに流れる電流が変化するように制御させると、図１２Ｂに示す（ｃ）のように、電子ビームｅの進行方向は、フレミングの法則に従って入射方向に対して上記（ｂ）の反対側に曲げられる。このように交流磁石８の極性を変化させることにより、電子ビームｅの出射角度をｙ方向に掃引するように変化させ、電子ビームｅのターゲット５における照射位置をｙ方向に掃引させる。

　ここで、本実施形態に係る放射線照射装置１Ｂが、放射線制御処理を行う際の流れについて説明する。図１３は、本実施形態に係る放射線照射装置１Ｂの交流磁石８の制御装置３のＣＰＵにより実行される放射線制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは制御装置３に備えられた記録媒体であるＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。

　ステップＳ１０１において、制御装置３は、コイル８ｂの一方向に所定の電圧値の電圧を印加する。当該所定の電圧値は、予め定められた電圧値であり、当該電圧値を示す情報が制御装置３のＲＯＭに記憶されている。

　ステップＳ１０３において、制御装置３は、コイル８ｂの他方向に所定の電圧値の電圧を印加する。当該所定の電圧値は、予め定められた電圧値（本実施形態では、ステップＳ１０１における所定の電圧値と同一の値）であり、当該電圧値を示す情報が制御装置３のＲＯＭに記憶されている。

　ステップＳ１０５において、制御装置３は、電圧制御終了のタイミングが到来したか否かを判定する。本実施形態に係る放射線照射装置１Ｂでは、電圧制御終了のタイミングは、患者に対して放射線ビームＸを照射する期間として予め定められた期間が予め設定されて制御装置３のＲＯＭに記憶されている。なお、電圧制御終了のタイミングは、これに限定されず、例えばユーザの指示入力に基づいて電圧制御終了のタイミングを特定しても良い。

　このように、本実施形態に係る放射線照射装置１Ｂでは、上記ステップＳ１０１乃至Ｓ１０５の処理により、交流磁石８に磁場を発生させるとともに両端部の極性を連続的に切り替えることで、電子ビームｅをｙ方向に掃引させる。

　図１４は、第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂの要部を示す斜視図である。また、図１５Ａは、第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂにおける遮蔽体６に入射する直前の放射線ビームＸの出射方向から見た形状を示す図であり、図１５Ｂは、第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂにおける遮蔽体６を透過した直後の放射線ビームＸの出射方向から見た形状を示す図である。

　図１４に示すように、電子ビームｅが交流磁石８によりｙ方向に掃引された状態でターゲット５に衝突し、これによってターゲット５から放射された放射線ビームＸは円錐状に拡がるため、図１５Ａに示すように、遮蔽体６に入射する直前の放射線ビームＸの出射方向から見た形状は、円状の形状がｙ方向に掃引された形状となる。一方、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは、遮蔽体６により線状に絞られるため、図１５Ｂに示すように、遮蔽体６に入射した直後の放射線ビームＸの形状はスリット６ａの入口の形状に合致した線状となる。

　このように、放射線ビームＸの焦点の径がスリット６ａの入口部の長手方向に沿った長さより短くなるように調整された電子ビームｅを、ターゲット５に衝突する手前でスリット６ａの形状に合わせてｙ方向に掃引することにより、ターゲット５における電子エネルギーの集中が低減され、ターゲット５の損傷を防止することができる。

　また、第２実施形態と同様に、放射線ビームＸの出射方向から見た形状を遮蔽体６のスリット６ａの入口部の形状に近づけることにより、遮蔽ユニット６ｂに遮蔽されて無駄に捨てられる放射線ビームＸを少なくすることでスリット６ａを透過する放射線ビームＸが増加する結果、より高線量の放射線ビームＸを腫瘍Ｃに照射させることができる。さらに、放射線ビームＸの焦点を小さく（本実施形態では、電子ビームｅの径がスリット６ａの長手方向に沿った長さより短い）することで、スリット６ａを透過する放射線ビームＸの生成に寄与する電子ビームｅの電子量を増加させることにより、単位時間当たりの電子密度を下げても平板ビーム変換効率を落とすことなく、高出力な放射線ビームを発生させることができる。

　ところで、電子ビームｅをｙ方向に掃引した場合、一般的に、電子ビームｅの掃引範囲における中心側が両端側に比べて電子密度が高くなる。一方で、コイル８ｂにサイン波の電圧を加えると、電子ビームｅの掃引範囲における両端側の電子密度が高くなる。

　そこで、本実施形態に係る放射線照射装置１Ｂでは、電子ビームｅの出射角度の変化の速度に応じて電荷量が変化するように、コイル８ｂに三角波の電圧を加えることにより、ｙ電子ビームｅの掃引範囲において電子密度が均一になるように電子ビームｅの掃引を行う。

　図１６は、第３実施形態に係る放射線照射装置１Ｂにおいて、交流磁石に加える電圧の一例を示すグラフである。図１６に示すように、交流磁石８のコイル８ｂに、通常のサイン波ではなく三角波の電圧が加えられる。これにより、電子密度が均一な電子ビームｅが得られる。

〔第４実施形態〕
　以下、第４実施形態に係る放射線照射装置１について添付図面を用いて詳細に説明する。第４実施形態に係る放射線照射装置１は、第１実施形態に係る放射線照射装置１におけるターゲット５に熱伝導部材９が設けられたものである。なお、第１実施形態乃至第３実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１７Ａは、第４実施形態に係る放射線照射装置１のターゲット５の構成を示す正面図であり、図１７Ｂは、第４実施形態に係る放射線照射装置１のターゲット５の構成を示す拡大側面図である。

　図１７Ａに示すように、ターゲット５における電子ビームｅが照射される領域の周囲を囲むように、熱伝導部材９が設けられている。熱伝導部材９は、熱伝導率が高いＣｕ、Ａｇ、ＡｕまたはＡｌ等で形成されている。また、図１７Ｂに示すように、熱伝導部材９は、例えばターゲット５の端部の一部を挟み込むようにしてターゲット５とともに鋳込まれることにより、ターゲット５と一体的に形成される。また、熱伝導部材９は、外部筐体（本実施形態では、低エミッタンス加速器２ｂまたはビームダクト２）に熱結合されることにより、ターゲット５に発生した熱を吸収して外部筐体に逃がすことでターゲット５の高熱化を抑制する。

　このように、第４実施形態に係る放射線照射装置１Ｂは、熱伝導部材９によってターゲット５の高熱化を抑制することにより、ターゲット５の損傷を防止することができる。

〔第５実施形態〕
　以下、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃについて添付図面を用いて詳細に説明する。第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃは、第１実施形態に係る放射線照射装置１において、単一のスリット６ａを有する遮蔽体６の代わりに、複数のスリット６ａを有する遮蔽体６’を設けたものである。なお、第１実施形態乃至第４実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１８Ａは、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃの要部を示す上面概略図であり、図１８Ｂは側面概略図である。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、ターゲット５により放射された放射線ビームＸは、下流にある遮蔽体６’に入射し、当該遮蔽体６’に入射した放射線ビームＸは遮蔽体６’の複数のスリット６ａによりｘ方向において絞られ、スリット６ａに入射し遮蔽体６’を透過した複数の線状の放射線ビームＸが腫瘍Ｃに照射される。

　図１９は、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃの遮蔽体６’を示す斜視図である。図１９に示すように、遮蔽体６’は、Ｗ等のＸ線に対する遮蔽能力に優れた重金属で形成された複数（本実施形態では、６つ）の遮蔽ユニット６ｂで構成されている。遮蔽体６’では、当該複数の遮蔽ユニット６ｂが各々間隙ができるように配置されることにより、複数のスリット６ａが形成されている。遮蔽体６’に入射した放射線ビームＸのうちのスリット６ａに入射した放射線ビームＸは、遮蔽体６’を透過して遮蔽体６’の背部に到達するが、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸのうちの遮蔽ユニット６ｂに入射した放射線ビームＸは、当該遮蔽ユニット６ｂに遮蔽されるため遮蔽体６’の背部まで到達しない。

　図２０Ａは、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃの要部を示す概略上面図である。図２０Ａに示すように、遮蔽体６’の各々のスリット６ａは、スリット面の延長面上に放射線ビームＸの焦点が位置するように各々異なる位置に設けられることで、遮蔽体６’は全体として扇状に形成されている。このように放射線ビームの放射方向に合わせてスリット６ａが設けられることにより、放射線ビームＸがコーン状に拡がっていても、平行ビームと同等の板状ビーム変換効率が得られる。

　また、図１９及び図２０Ａに示すように、遮蔽体６’の各々のスリット６ａは、放射線ビームＸの出射方向において、放射線ビームＸが入射する入口部から放射線ビームＸ出射する出口部に向かってスリット６ａの広さが広く（短手方向における長さが長く）なるように形成されている。これにより、スリット６ａに入射した放射線ビームＸの一部がスリット６ａ内を進むにつれて入射時の直進方向から逸れる場合であっても、当該逸れたＸ線もスリット６ａを透過できる可能性が高くなるため、極力多くのＸ線についてスリット６ａを透過させることができる。

　なお、本実施形態に係る放射線照射装置１Ｃでは、複数のスリット６ａが、各々隣接する遮蔽ユニット６ｂの平面部６ｃにより形成される間隙である例を示したが、これに限定されない。

　特に、放射線ビームを放射線がん治療に利用するためには透過性の高い高エネルギーの放射線ビームＸが必要となり、ＭＲＴ用の板状ビームを生成するためにタングステンなどの重金属を用いても厚さ１０ｃｍ程度の遮蔽体が必要となる。その厚みを幅１００μｍ以下で通り抜けるスリットを製作することは非常に難しい。そこで、以下に示すような複数の平板を組み合わせる製作法を用いると良い。

　図２０Ｂは、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃの要部の別例を示す概略上面図である。図２０Ｂに示すように、遮蔽体６’は、平板状の遮蔽ユニット６ｄと平板状の補助部材６ｅとを複数組み合わせることで、形成されても良い。補助部材６ｅは、Ｘ線に対する遮蔽効果が低い素材で形成されていて、遮蔽体６’のうちの補助部材６ｅが設けられた領域に入射した放射線ビームＸは、遮蔽されずに遮蔽体６’の背部に到達する。これにより、より簡易に遮蔽体６’を製作することができる。

　図２１Ａは、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃにおいて、遮蔽体６’を透過した放射線ビームＸの位置と相対線量との関係を示すグラフであり、図２１Ｂは、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃにおいて、遮蔽体６’を透過した放射線ビームＸの形状を示す図である。

　図２１Ａに示すように、遮蔽体６’に入射した放射線ビームＸは、スリット６ａに入射した放射線ビームＸのみが透過するため、ｘ方向においてスリット６ａが設けられている複数の位置において鋭いピークを有し、図２１Ｂに示すように、スリット６ａの入口部の形状に略合致した複数の線状の放射線ビームＸが形成される。

　図２２は、第５実施形態に係る放射線照射装置１Ｃにおいて、遮蔽体６’を透過した放射線ビームＸのビームプロファイルの一例を示す図である。一例として図２２に示すように、遮蔽体６’を透過した後の複数の線状の放射線ビームＸにおいて、各ピークの幅は２５μｍ、各ピーク間のピッチは２００μｍ、放射線ビームＸにおける最小の線量（遮蔽体６’により遮蔽された領域の線量）がピークの線量の１％となる。

　なお、本実施形態に係る放射線照射装置１Ｃでは、遮蔽体６’における遮蔽ユニット６ｄが固定されているが、これに限定されず、放射線ビームＸの線量や最終的に生成したい放射線ビームＸの形状に応じて各々の遮蔽ユニット６ｄの位置を調整する調整手段を備えていても良い。これにより、各々のスリット６ａの位置、及び各々のスリット６ａの放射線ビームの入口部の幅等が調整される。

　また、各スリット６ａの延長上に放射線ビームＸの焦点が位置するように、ターゲット５における放射線ビームＸの焦点の位置、及び、各遮蔽ユニット６ｂの位置を調整できるようにしても良い。これにより、放射線ビームＸの焦点の位置、及び各々のスリット６ａの位置が調整される。

　ＭＲＴに必要な平板状の放射線ビームは、太い放射線ビームを遮蔽体のスリットを通すことによって生成される。板状の放射線ビームを効率よく生成するためには、スリットのマルチ化が考えられる、通常の放射線ビームはコーン状に拡がるが、複数のスリットが各々平行になるように設けられたマルチスリットを用いた場合には、中央側に位置するスリットはＸ線を透過させるが、両端側に位置するスリットはＸ線を透過できないため、マルチスリットの利点を有効活用できなかった。

　本実施形態に係る放射線照射装置１では、各スリット６ａの放射線ビームＸの奥行き方向を、放射線ビームのコーン状の拡がりに合わせて決定することで、中央側に位置するスリット６ａのみならず両端側に位置するスリット６ａがＸ線を透過させるため、マルチスリットの利点を有効活用することができる。

〔第６実施形態〕
　以下、第６実施形態に係る放射線照射装置について添付図面を用いて詳細に説明する。なお、第６実施形態では放射線照射装置として、第１の実施形態で説明した、電子ビームを金属ターゲットに衝突させることにより発生する制動Ｘ線を放射線ビームとして照射する放射線照射装置１を採用しているが、実施形態はこれに限定されず、他の方法で生成したＸ線ビームを照射する放射線照射装置であっても、Ｘ線ビーム以外の他の放射線ビームを照射する放射線照射装置であっても良い。

　図２３は、第６実施形態に係る放射線照射装置１の全体の構成を示す構成図である。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　本実施形態の放射線照射装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を有する制御装置３を備えている。制御装置３は、ＣＰＵの制御により、電子銃２ａによる電子ビームｅの生成、加速器２ｂにより加速される電子ビームｅのビーム電流、ビーム速度及びビーム径の測定、及びそれらの測定値に応じたソレノイドコイルによる磁場調整等の制御を行うとともに、後述する遮蔽体６の回転の制御、寝台１７の移動の制御を行う。なお、電子銃２ａ及び加速器２ｂに関する制御は一般的な電子銃及び加速器において現在行われている制御であるため、説明を省略する。

　ターゲット５の放射線ビームＸの出射方向の下流側には、放射線ビームＸの一部を通過させる複数のスリット６ａを有する遮蔽体６が設けられている。複数のスリット６ａは、各々のスリット６ａの入口部の幅（短手方向の長さ）が、放射線ビームＸのビーム径より小さく、複数のスリット６ａ全体として放射線ビームのビーム径より大きくなり、かつ各々が放射線ビームＸの出射方向に対して略平行になるように形成されている。

　また、遮蔽体６は、遮蔽体６を放射線ビームＸの出射方向の中心線を中心軸として回転駆動させる、モータを主構成とする回転駆動装置１６を備えており、回転駆動装置１６は制御装置３により制御される。

　遮蔽体６としては、例えば図１９に示した第５実施形態の遮蔽体６’を使用する。第５実施形態において前述したように、遮蔽体６の複数のスリット６ａの各々は、スリット面の延長面上に放射線ビームＸの焦点が位置するとともに各々スリット面が異なる方向となるように設けられている。このように放射線ビームＸの放射方向に合わせてスリット６ａが設けられることにより、放射線ビームＸがコーン状に拡がっていても、平行ビームと同等の面状ビーム変換効率が得られる。

　なお、本実施形態に係る放射線照射装置１では、複数のスリット６ａが、各々隣接する遮蔽ユニット６ｂ間の間隙である例を示したが、これに限定されず、放射線透過性を有する素材をストライプ状に設けることにより形成されていても良い。この場合には、隣接する遮蔽ユニット６ｂ間に、上記間隙の代わりに当該素材が配置される。

　放射線ビームを人のがん治療に用いる場合には高エネルギーの放射線ビームが必要となるが、放射された放射線ビームをＭＲＴ用の面状ビームとするためにはタングステンなどの重金属を用いても厚さ（放射線ビームＸの出射方向における長さ）１０ｃｍ程度の遮蔽体が必要となる。その厚みの遮蔽体にμｍ単位の幅（短手方向における長さ）で通り抜けるスリットを製作することは現在の技術では非常に難しい。そこで、この問題を解決するために、遮蔽体６を、平板状の遮蔽ユニットと平板状の補助部材とを複数組み合わせることで形成しても良い。当該補助部材は、ポリイミドフィルム等のＸ線に対する遮蔽効果が低い素材で形成されていて、遮蔽体６のうちの補助部材が設けられた領域に入射した放射線ビームＸは、遮蔽されずに遮蔽体６の背部に到達する。これにより、遮蔽体６に間隙を設ける場合と比較して、より簡易に遮蔽体６を製作することができる。

　遮蔽体６の放射線ビームＸの出射方向の下流側には、放射線ビームＸによる放射線治療を受ける患者Ｋを横たわらせるための寝台１７（照射対象者を保持する保持体に対応）が設置されている。また、寝台１７は、放射線ビームＸの出射方向に対して垂直な平面上において寝台１７を移動させるためのモータを主構成とする移動駆動装置１７ａを備えていて、移動駆動装置１７ａは制御装置３により制御される。本実施形態に係る放射線照射装置１では、移動駆動装置１７ａは、寝台１７を、放射線ビームＸの出射方向に対して垂直な予め定められた方向（以下、ｘ軸方向という。）、及び放射線ビームＸの出射方向に対して垂直でかつ当該予め定められた方向に対して垂直な方向（以下、ｙ軸方向という。）に移動させることができる。

　なお、本実施形態に係る放射線照射装置１では、放射線ビームＸの出射方向が重力方向であり、寝台１７の移動方向が、寝台１７が設けられた床面に対して平行な方向（水平方向）であるものとする。本実施形態に係る放射線照射装置１では、患者Ｋが寝台１７に載置された状態で寝台１７を移動させながら患者Ｋの腫瘍Ｃに対して放射線ビームＸを照射することにより、腫瘍Ｃの全体領域に対するＭＲＴが行われる。

　このように、本実施形態に係る放射線照射装置１では、放射線ビームＸをスリット６ａを有する遮蔽体６に照射し、照射された放射線ビームＸのうちのスリット６ａを通過した面状の放射線ビームＸを患者Ｋに照射することにより、ＭＲＴによる放射線治療を行うことができる。

　図２４Ａは、第６実施形態に係る放射線照射装置１において、電子ビームｅがターゲット５に衝突して生成された放射線ビームＸが遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過する様子を示す概略上面図であり、図２４Ｂは、概略側面図である。図２４Ａ及び２４Ｂに示すように、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは、複数のスリット６ａを通過することにより、ｙ軸方向及びｚ軸方向に伸びた面状の放射線ビームＸとして、遮蔽体６の放射線ビームＸの下流側に照射される。

　図２５Ａは、第６実施形態に係る放射線照射装置１において、遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過した放射線ビームＸの当該放射線ビームＸの進行方向に対して垂直な方向における断面視形状の一例を示す図である。図２５Ｂは、第６実施形態に係る放射線照射装置１において、遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過した放射線ビームＸのｘ軸方向における位置と相対Ｘ線強度との関係を示すグラフである。

　図２５Ａに示すように、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは、当該放射線ビームＸのうちスリット６ａに入射した放射線ビームＸのみが遮蔽体６を通過するため、断面形状がスリット６ａの入口部の形状に略合致した形状である面状の放射線ビームＸが形成される。また、図２５Ｂに示すように、遮蔽体６に入射した放射線ビームＸは、ｘ軸方向において、スリット６ａが設けられている位置において鋭いピークを有する。さらに、放射線ビームＸは、コーン状に拡がる際にビームの断面視中央側に多く放射される。そのため、図２５Ｂに示すように、断面視中央部のピーク部分における相対Ｘ線強度が高くなり、断面視端部側に向かってピーク部分における相対Ｘ線強度が低くなる。

　図２６は、第１実施形態に係る放射線照射装置１において、遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過した放射線ビームＸのビームプロファイルの一例を示す図である。なお、図２６に示した例では、遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過した後の複数の面状の放射線ビームＸが、各ピークの半値幅が２５μｍ、各ピーク間のピッチが２００μｍ、遮蔽体６により遮蔽された位置における相対Ｘ線強度が相対Ｘ線強度のピーク値の１％となっている。

　ＭＲＴを行う場合には、通常の放射線治療と異なり、治療に使用される放射線ビームが予め定められた要件を満たす必要がある。当該予め定められた要件は、具体的には、ピーク部分とバレイ部分との比であるＰＶ比が１０：１以上であることである。

　この予め定められた要件を満たすような放射線ビームを照射することにより、腫瘍細胞はバイスタンダー（bystander）効果（低線量の放射線を照射した場合に、放射線が直接当たっていない細胞にも影響が現れる効果）によりバレイ部分を含めて死滅し、正常細胞はピーク部分の死滅を除き、正常機能を保つような放射線治療を行うことができる。

　また、ＭＲＴ用の放射線ビームを生成する際、放射線ビームの上記断面視形状には制限があるため、腫瘍細胞が上記断面視形状より大きい場合には、放射線ビームＸを腫瘍細胞の全体に対して一度に照射することは困難であるが、照射対象とする領域（以下、「第１領域」ともいう。）を分割して複数回に分けて照射を行うことで、腫瘍細胞の全体に対して照射を行うことができる。そこで、本実施形態に係る放射線照射装置１では、遮蔽体６のスリット６ａを通過した放射線ビームＸの照射領域（以下、「第２領域」ともいう。）の位置をずらしながら複数回に分割して照射を行うこと（以下、「分割照射」ともいう。）で、腫瘍Ｃの全体に放射線ビームＸを照射する。

　この分割照射を行う際、隣接する各々の第２領域の間に隙間があった場合には、当該隙間には放射線ビームＸが照射されないため当該隙間部分においては治療効果が得られないこと、及び上述したように遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過した放射線ビームＸは、ビームの断面視端部側に向かってピーク部分におけるＸ線強度が低くなっていくことを考慮し、互いに隣接する第２領域の端部の一部領域を部分的に重ねることにより、照射ムラ（治療対象領域における非照射領域の発生や、上述したＭＲＴの要件を満たさない照射領域の発生）を低減することができる。

　次に、本実施形態の作用を説明する。

　図２７は、第１実施形態に係る放射線照射処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは制御装置３に備えられた記録媒体であるＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。また、図２８は、第１実施形態に係る放射線照射処理の説明に供する概略上面図である。図２８において、第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…の位置の移動をわかりやすくするため、患者Ｋ及び腫瘍Ｃの描画を省略している。

　制御装置３のＣＰＵは、予め定められたタイミング（本実施形態では、実行する旨の指示入力が行なわれたタイミング）で、当該放射線照射処理プログラムを実行する。なお、ここでは、錯綜を回避するために、患者Ｋを寝台１７の上部に横たわらせた状態で治療を行う場合について説明する。

　放射線照射処理の実行に先立ち、放射線技師、医師等の放射線照射装置１の操作者は、患者Ｋを寝台１７の上で、かつ寝台１７の移動駆動装置１７ａによる移動可能範囲で寝台１７を移動することにより、治療対象とする腫瘍Ｃの全域に放射線ビームＸが照射可能な位置に横たわらせる。その後、操作者は、放射線照射処理の実行を指示する指示情報を制御装置３に入力する。これにより、放射線照射処理プログラムの実行が開始される。

　放射線照射処理プログラムの実行が開始されると、ステップＳ１１０１において、ＣＰＵは、放射線ビームＸの照射対象とする第１領域（本実施形態では、腫瘍Ｃの全体の領域）が、第２領域より広いか否かを判定する。この際、ＣＰＵは、患者Ｋの治療対象とする腫瘍Ｃの平面視外接矩形枠を第１領域とし、遮蔽体６のスリット６ａを通過した放射線ビームＸの照射領域の平面視外接矩形枠を第２領域として相互に比較し、第２領域の少なくとも一つの辺が、当該辺に対応する第２領域の辺よりも長い場合には、第１領域が第２領域より狭いと判定する。

　ステップＳ１１０１において第１領域が第２領域より広くないと判定された場合、ステップＳ１１０３において、ＣＰＵは、患者Ｋの治療対象とする腫瘍Ｃに対して通常のＭＲＴの放射線照射を行って、放射線照射処理を終了する。

　ステップＳ１１０１において第１領域が第２領域より広いと判定された場合、分割照射を行うために、ステップＳ１１０５において、ＣＰＵは、寝台１７の位置が予め定められた基準位置（以下、「ホームポジション」という。）に位置されるように移動駆動装置１７ａを制御する。なお、本実施の形態に係る放射線照射装置１では、上記ホームポジションとして、患者Ｋの治療対象とする腫瘍Ｃの平面視外接矩形枠の左上角点が放射線照射装置１によって照射された放射線ビームＸの照射領域に含む位置を適用しているが、これに限るものではない。

　ステップＳ１１０７において、ＣＰＵは、ＭＲＴの放射線照射を開始するように放射線照射装置１を制御し、次のステップＳ１１０９において、腫瘍Ｃの種類や形状に応じて予め定められた１照射単位の照射が終了するまで待機する。この待機している間、図２８の（１）に示すように、寝台１７に横たえられている患者Ｋの腫瘍Ｃに対するホームポジションにおける第２領域Ｒ１に放射線ビームＸが照射される。

　１照射単位の照射が終了すると、次のステップＳ１１１１において、ＣＰＵは、ステップＳ１１０７にて開始させた放射線照射を停止させる。放射線照射を停止させる方法は、電子出射窓４から出射される放射線ビームＸを停止させる方法でも良く、あるいは、電子出射窓４とターゲット５との間に電子ビームｅを遮蔽する遮蔽体を一時的に設けたり、ターゲット５と遮蔽体６との間または遮蔽体６と患者Ｋとの間に放射線ビームＸを遮蔽する遮蔽体を一時的に設けたりする方法でも良い。

　ステップＳ１１１３において、ＣＰＵは、患者Ｋの腫瘍Ｃの全体の領域において放射線ビームＸの照射が終了したか否かを判定する。この際、ＣＰＵは、制御装置３の入力装置により終了指示が入力されたことに基づいて照射が終了したものと判定する。あるいは、第２領域の形状に基づいて予め計算されて記憶されている照射回数と、その時点における照射回数と比較することで、照射が終了したものと判定しても良い。

　ステップＳ１１１３において照射が終了していないと判定された場合、ステップＳ１１１５において、ＣＰＵは、寝台１７の位置が移動するように移動駆動装置１７ａを制御した上で、ステップＳ１１０７に移行する。この際、ＣＰＵは、第２領域の位置を、第１領域を複数の領域に分割した各分割領域に対して、連続的かつ遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過した放射線ビームＸの当該スリットの長手方向に対応する位置が重なるように移動する。すなわち、前回のステップＳ１１０７における第２領域と今回の第２領域とにおいて端部の一部分が重なり、かつ腫瘍Ｃの一部が今回の第２領域に含まれ、かつ各々の第２領域における面状の放射線ビームＸが重なるように、寝台１７の位置を移動させる。ステップＳ１１０７において、ＣＰＵは、再び放射線ビームＸの照射を行うことで、図２８の（２）に示すように、今回の第２領域Ｒ２が前回の第２領域Ｒ１と一部重なるように放射線ビームＸが照射される。

　ステップＳ１１１３において照射が終了するまでステップＳ１１０７乃至Ｓ１１１５の処理を繰り返すことで、図２８の（３）に示すように、互いに隣接する第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…が各々重なるように放射線ビームＸの照射が順次行われる。

　そして、ステップＳ１１１３において照射が終了したと判定された場合、ＣＰＵは、放射線照射処理プログラムの実行を終了する。

　図２９は、腫瘍Ｃにおいて放射線ビームＸが複数回に分割して照射される様子を示す正面図である。図２９に示すように、各々の第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…において互いに隣接する第２領域の一部が各々重なるようにして第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…の位置をずらしながら複数回に分割して照射を行うことで、腫瘍Ｃの全体について放射線ビームＸの照射が行われる。また、各々の第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…間で、スリット６ａを通過することにより面状に形成された各々の放射線ビームＸがそれぞれ重なって一つの面状の放射線ビームＸとなるように放射線ビームＸが照射される。

　図３０は、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回に）分割して面状の放射線ビームＸの位置が各々重なるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。図３０に示すように、複数の第２領域が重なり合った領域において、スリット６ａを通過することにより面状に形成された各々の放射線ビームＸが各々繋がって一つの面状の放射線ビームＸとなるようにして照射された場合、図３０に示すグラフにおいて、当該複数の第２領域が重なり合った領域において、各々の第２領域における放射線ビームＸのピークに対応する位置に、それぞれピーク部分が表れ、隣接する各々のピーク部分の間にバレイ部分が表れている。

　ＭＲＴにおいて、放射線ビームＸの相対Ｘ線強度は、ピーク部分のＸ線強度が適切で、かつバレイ部分のＸ線強度が低ければ低いほど優れた治療効果が得られる。よって、放射線ビームＸの照射を分割して行う際に、各々の第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…間で、スリット６ａを通過することにより面状に形成された各々の放射線ビームＸがそれぞれ重なって一つの面状の放射線ビームＸとなるように放射線ビームＸが照射されることにより、正常細胞の破壊を軽減しつつ、ＭＲＴの優れた治療効果を得ることができる。

　〔第７実施形態〕
　以下、第７実施形態に係る放射線照射装置１について添付図面を用いて詳細に説明する。第７実施形態に係る放射線照射装置１は、第６実施形態に係る放射線照射装置１と同様に図２３及び図１９に示す構成を有している。なお、第６実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図３１は、第６実施形態に係る放射線照射装置において、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回の４回に）分割して面状の放射線ビームＸの位置が各々スリット間ピッチの半分の距離だけずれるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。放射線ビームＸの照射を分割して行う際に、図３１に示すように、隣接する第２領域が重なり合った領域において、スリット６ａを通過することにより面状に形成された各々の放射線ビームＸがそれぞれ重ならずに複数の面状の放射線ビームＸとなった場合には、当該第２領域が重なり合った位置において、面状の放射線ビームＸが重なり合った場合と比較して、ピーク部分の相対Ｘ線強度が低くなると共にバレイ部分の相対Ｘ線強度が高くなってしまう可能性がある。上述したように、ＭＲＴを行う際には、放射線ビームのＰＶ比が１０：１以上であることが好ましいが、図３１に示す例では３：１程度となっている。また、隣接する第２領域間において面状の放射線ビームＸが重なっていないために、各々の第２領域における各々の面状の放射線ビームＸによりそれぞれピーク部分が形成されるために、各ピーク部分間の間隔が狭くなってしまう。

　そこで、第７実施形態では、複数回に分割して放射線ビームＸの照射を行う際に第２領域の位置を移動する場合に、放射線ビームＸの出射方向の中心線を回転軸として遮蔽体６を所定角度（本実施形態では、９０°または略９０°）回転させて、隣接する第２領域において、放射線ビームＸがスリット６ａを通過することにより面状に形成される放射線ビームＸの方向を変更させている。なお、ここでいう略９０°とは、回転駆動装置１６の機械的なあそびや誤差を含めた形での９０°を意味する。

　次に、本実施形態の作用を説明する。

　図３２は、第７実施形態に係る放射線照射処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは制御装置３に備えられた記録媒体であるＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。また、図３３は、第７実施形態に係る放射線照射処理の説明に供する概略上面図である。なお、図３３において、第２領域の位置の移動をわかりやすくするため、患者Ｋ及び腫瘍Ｃの描画を省略している。

　制御装置３のＣＰＵは、予め定められたタイミング（本実施形態では、実行する旨の指示入力が行なわれたタイミング）で、当該放射線照射処理プログラムを実行する。なお、第６実施形態と同様に、患者Ｋを寝台１７の上部に横たわらせた状態で治療を行う場合について説明する。

　ＣＰＵは、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０９において、第６実施形態のステップＳ１１０１乃至Ｓ１１０９と同様の処理を行う。ステップＳ２０９において待機している間、図３３の（１）に示すように、寝台１７に横たえられている患者Ｋの腫瘍Ｃに対するホームポジションにおける第２領域Ｒ１に放射線ビームＸが照射される。

　そして、ＣＰＵは、ステップＳ２１１及びＳ２１３において、第６実施形態のステップＳ１１１１及びＳ１１１３と同様の処理を行う。

　ステップＳ２１３において照射が終了していないと判定された場合、ステップＳ２１５において、ＣＰＵは、遮蔽体６を放射線ビームＸの出射方向における中心線を回転軸として回転させるように回転駆動装置１６を制御する。この際、ＣＰＵは、前回の第２領域における面状の放射線ビームＸと次回の第２領域における面状の放射線ビームＸとの角度とが略９０°になるように遮蔽体６を回転させるように回転駆動装置１６を制御する。

　ステップＳ２１７において、ＣＰＵは、寝台１７の位置が移動するように移動駆動装置１７ａを制御した上で、ステップＳ２０７に移行する。この際、ＣＰＵは、第２領域の位置を、第１領域を複数の領域に分割した各分割領域に対して連続的になるように移動させる。すなわち、前回のステップＳ２０７における第２領域と次回の第２領域とにおいて端部の一部分が重なり、かつ腫瘍Ｃの一部が今回の第２領域に含まれるように、寝台１７の位置を移動させる。ステップＳ２０７において、ＣＰＵは、再び放射線ビームＸの照射を行うことで、図３３の（２）に示すように、今回の第２領域Ｒ２が前回の第２領域Ｒ１と一部重なり、かつ第２領域Ｒ１における面状の放射線ビームＸと第２領域Ｒ２における面状の放射線ビームＸとが相互に９０°の角度をなすように放射線ビームＸが照射される。

　ステップＳ２１３において照射が終了するまでステップＳ２０７乃至Ｓ２１７の処理を繰り返すことで、図３３の（３）に示すように、互いに隣接する第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…が各々重なり、かつ隣接する第２領域間において各々面状の放射線ビームＸとが相互に９０°の角度をなすように放射線ビームＸの照射が順次行われる。

　そして、ステップＳ２１３において照射が終了したと判定された場合、ＣＰＵは、放射線照射処理プログラムの実行を終了する。

　図３４は、腫瘍Ｃに対して放射線ビームＸが複数回に分割されて照射される様子を示す図である。図３４に示すように、複数回に分割して放射線ビームＸを照射する際に、各々の第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…が一部重なるように第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…の位置をずらしながら、かつ隣接する第２領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…間において、放射線ビームＸが遮蔽体６の複数のスリット６ａと通過することにより面状に形成された放射線ビームＸの各々の向きが相互に９０°となるように遮蔽体６を放射線ビームＸの出射方向における中心線を回転軸として回転させながら照射することで、腫瘍Ｃの全体に対する放射線ビームＸの照射が行われる。

　図３５は、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回の４回に）分割して面状の放射線ビームＸの位置が各々重なるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。図３５に示すように、複数の第２領域が重なり合った領域における面状の放射線ビームＸが、各々の第２領域において繋がって一つの面状の放射線ビームＸとなるようにして照射された場合、図３５のグラフに示すように、複数の第２領域が重なり合った位置において、各々の第２領域における放射線ビームＸのピークに対応する位置に相対Ｘ線強度のピークが表れている。

　放射線ビームＸの照射を分割して行う際に、複数の第２領域が重なり合っている領域で、各々の第２領域における面状の放射線ビームＸがそれぞれ繋がって一つの面状の放射線ビームＸとなるように放射線ビームＸの第２領域の位置を調節して照射することにより、ＭＲＴの優れた治療効果を得ることができる。

　また、図３６は、一例として複数回に（照射対象領域を縦２回×横２回の４回に）分割して面状の放射線ビームＸの位置が各々スリット間ピッチの半分の距離だけずれるように照射を行った場合の重なり部分のｘ軸方向における相対Ｘ線強度を示す図である。放射線ビームＸの照射を分割して行う際に、図３６に示すように、複数の第２領域が重なり合った領域において各々の第２領域における面状の放射線ビームＸの位置がずれて重ならない場合であっても、複数の第２領域が重なり合った領域において、ピーク部分の相対Ｘ線強度が一定以上の値で確保できると共にバレイ部分についても相対Ｘ線強度が一定以下の値で抑えることが可能性となる。

　なお、第６実施形態及び第７実施形態では、電子ビームｅとターゲット５とが衝突することにより生成された放射線ビームＸを、そのまま遮蔽体６の複数のスリット６ａを通過させた状態で腫瘍Ｃに照射しているので、第２領域の形状は放射線ビームＸの出射方向に対して垂直な面における断面視形状すなわち円状となるが、第２領域の形状は、これに限定されない。

　図３７Ａは、第６実施形態及び第７実施形態において、腫瘍Ｃに対して放射線ビームＸが照射される様子の別例を示す正面図であり、図３７Ｂは、当該別例において使用される遮蔽体の外観の一例を示す斜視図である。図３７Ａ及び３７Ｂでは、上記別例の形態を第７実施形態に適用した場合について描画している。第２領域の形状は、図３７Ａに示すように、矩形状に形成されても良い。この場合には、遮蔽体６とは別個に設けられた図３７Ｂに示す遮蔽体６６が、遮蔽体６の放射線ビームＸの出射方向に対する上流側あるいは下流側に配置される。遮蔽体６６は、放射線ビームＸを通過させる矩形状の放射線通過部６ｄが設けられていて、遮蔽体６６に入射した放射線ビームＸは、上記断面視形状を矩形状にコリメートされて遮蔽体６６から出射される。

　なお、遮蔽体６６を遮蔽体６とは別個に設ける形態に限定されず、遮蔽体６において矩形状の領域のみにスリット６ａを設けることで、遮蔽体６に入射する放射線ビームＸを矩形状にコリメートした上で複数のスリット６ａにより面状の放射線ビームＸを形成するようにしても良い。この場合、複数のスリット６ａに入射し、かつ予め定められた矩形状の領域に入射した放射線ビームＸのみを通過させることで、患者Ｋに照射する放射線ビームＸの出射方向に対して垂直な面における断面視形状が矩形状となり、複数の第２領域が重なり合う領域を狭くしつつ隙間なく放射線ビームＸを照射することができる。

　また、第６実施形態及び第７実施形態では、遮蔽体６を回転させることにより放射線ビームＸを放射線ビームＸの出射方向における中心線を回転軸として回転させるが、これに限定されず、寝台１７を移動駆動させる際に併せて回転駆動させるようにしても良い。

　また、第６実施形態及び第７実施形態では、寝台１７を移動させることにより第２領域の位置を移動させるが、これに限定されず、電子出射窓４から出射される電子ビームｅの出射位置や出射方向を変更することで第２領域の位置を移動させても良い。または、遮蔽体６の複数のスリット６ａの位置や角度を変更することで、第２領域の位置を移動させても良い。

　また、第６実施形態及び第７実施形態では、電子ビームｅをターゲット５に衝突させて制動Ｘ線を発生させ、この制動Ｘ線をＭＲＴ用の放射線ビームＸとして使用するが、これに限定されず、上述した放射光や、ガンマ線であっても良い。

Claims

　電子ビームが照射されると制動Ｘ線を放射線ビームとして出射する金属ターゲットと、
　スリット状の放射線透過部を有し、前記放射線ビームの一部分が前記放射線透過部を透過し、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームを遮蔽するように、前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側に配置された放射線遮蔽体と、
　出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを前記金属ターゲットに照射する電子ビーム発生装置と、
　を具備する放射線照射装置。
　前記電子ビーム発生装置により出射された前記電子ビームの形状を、前記金属ターゲットに照射される前段階で、前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った方向に長い形状になるように制御する制御手段をさらに具備する
　請求項１記載の放射線照射装置。
　前記電子ビーム発生装置から出射される前記電子ビームの、前記金属ターゲットへの照射位置が、前記放射線透過部の入口部の長手方向に対応する方向に移動するように制御する制御手段をさらに具備する
　請求項１記載の放射線照射装置。
　前記制御手段は、前記電子ビーム発生装置から出射される前記電子ビームの出射角度を変化させることにより、前記電子ビームの前記金属ターゲットへの照射位置が移動するように制御する
　請求項３記載の放射線照射装置。
　前記制御手段は、前記電子ビームの出射角度を変化させる際、当該変化の速度に応じて電荷量が変化するように前記電子ビームを制御する
　請求項４記載の放射線照射装置。
　前記金属ターゲットを、前記電子ビームが照射された場合に前記電子ビームにより前記金属ターゲットが損傷しない最小限の厚さとなるように形成した
　請求項１乃至５の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記電子ビーム発生装置の筐体または外部筐体に熱結合され、前記金属ターゲットの少なくとも一部に接するように設けられた熱伝導部材をさらに具備する
　請求項１乃至６の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記熱伝導部材は、前記金属ターゲットにおいて前記放射線ビームが照射される領域を囲むように設けられた
　請求項７記載の放射線照射装置。
　前記放射線透過部は、入口部の幅が２０μｍ以上１ｍｍ以下である
　請求項１乃至８の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記電子ビームの線量は、前記放射線透過部を透過した前記放射線ビームの線量が１Ｇｙ以上１０００Ｇｙ以下となるとともに、前記放射線遮蔽体の前記放射線透過部以外の領域で遮蔽されずに透過した前記放射線ビームの線量が前記放射線透過部を透過した前記放射線ビームの線量の１／１０００以上１／１０以下となるように決定される
　請求項１乃至９の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記金属ターゲットから出射される放射線ビームはコーン状に拡がる放射線ビームであり、
　前記放射線遮蔽体は、前記放射線透過部の奥行き方向の延長上に前記放射線ビームの発生点が位置するように各々異なる位置に前記放射線透過部が複数設けられている
　請求項１乃至１０の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記放射線遮蔽体は、複数の平板状の遮蔽部材が組み合わされて形成される
　請求項１１記載の放射線照射装置。
　前記複数の前記放射線透過部の各々を、各々前記放射線ビームが入射する入口部から出射される出口部に向かって徐々に広くなるように形成した
　請求項１１または１２記載の放射線照射装置。
　前記複数の前記放射線透過部の入口部の幅を調整する第１の調整手段をさらに備えた
　請求項１１乃至１３の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記放射線ビームの発生点及び前記放射線遮蔽体の前記複数の前記放射線透過部の相互の位置関係を調整する第２の調整手段をさらに備えた
　請求項１１乃至１４の何れか１項記載の放射線照射装置。
　隣り合う遮蔽部材の対応する面との間に前記放射線透過部を形成する面を各々備えた複数の遮蔽部材を、形成された放射線透過部の各々の奥行き方向の延長上に前記放射線ビームの発生点が位置するように配列して前記放射線遮蔽体を構成した
　請求項１１乃至１５の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記放射線ビームの照射対象である第１領域に対して、前記放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域が相対的に移動し、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方を移動させる制御を行う制御手段と、
　を具備する、請求項１１乃至１６の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記制御手段は、前記移動する制御を行う際に、当該移動の前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が前記スリットの長手方向に重なるように制御を行う
　請求項１７記載の放射線照射装置。
　前記制御手段は、前記移動する制御を行う際に、当該移動の前後で前記第２領域を前記放射線ビームの出射方向を中心として９０度ずつ回転させるように制御を行う
　請求項１７記載の放射線照射装置。
　前記制御手段は、前記放射線遮蔽体を回転させることにより前記第２領域の回転の制御を行う
　請求項１９記載の放射線照射装置。
　前記制御手段は、前記放射線ビームの照射対象者が保持される保持体を移動させることにより前記第２領域の移動の制御を行う
　請求項１７乃至２０のいずれか１項記載の放射線照射装置。
　前記複数のスリットは、当該スリット面の延長面上に前記放射線ビームの焦点が位置するように前記放射線遮蔽体に形成されている
　請求項１７乃至２１の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記放射線遮蔽体は、前記第２領域を矩形状の領域となるように形成する
　請求項１７乃至２２の何れか１項記載の放射線照射装置。
　前記第１領域が前記第２領域より広いか否かを判定する判定手段をさらに備え、
　前記制御手段は、前記判定手段により前記第１領域が前記第２領域より広いと判定された場合、前記第１領域を、前記第２領域に対応する大きさの複数の領域に、隣接する当該複数の領域が各々重なり合うように分割した各分割領域が前記第２領域となるように、前記移動する制御を行う
　請求項１７乃至２３の何れか１項記載の放射線照射装置。
　放射線ビームを出射する放射線出射装置と、
　前記放射線出射装置に対して前記放射線ビームの出射方向下流側に配置され、入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有するとともに前記複数のスリット以外に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体と、
　前記放射線ビームの照射対象である第１領域に対して、前記放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域が相対的に移動し、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び前記第２領域の少なくとも一方を移動させる制御を行う制御手段と、
　を具備する放射線照射装置。
　電子ビームが照射されると制動Ｘ線を放射線ビームとして出射する金属ターゲットと、前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側において前記放射線ビームが入射する際のビーム径より入口部の幅が小さいスリット状の放射線透過部を有し、前記放射線ビームの一部分が前記放射線透過部を透過し、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体と、前記電子ビームを前記金属ターゲットに照射する際、出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを前記ターゲットに照射する電子ビーム発生装置とを具備する放射線照射装置における放射線照射方法であって、
　前記電子ビーム発生装置により出射された電子ビームの形状を、前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った方向に長い形状になるように制御する制御ステップと、
　前記制御ステップにて形状が制御された前記電子ビームを、前記金属ターゲットに照射することで前記放射線ビームを出射させる出射ステップと、
　前記出射ステップにて出射された放射線ビームを、前記放射線透過部を透過させる透過ステップと、
　を備えた放射線照射方法。
　電子ビームが照射されると制動Ｘ線を放射線ビームとして出射する金属ターゲットと、前記金属ターゲットの前記放射線ビームの出射方向下流側において前記放射線ビームが入射する際のビーム径より入口部の幅が小さいスリット状の放射線透過部を有し、前記放射線ビームの一部分が前記放射線透過部を透過し、前記放射線透過部以外の領域に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体と、前記電子ビームを前記金属ターゲットに照射する際、出射される前記放射線ビームの発生点の径が前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った長さより短い電子ビームを前記ターゲットに照射する電子ビーム発生装置とを具備する放射線照射装置における放射線照射方法であって、
　前記電子ビーム発生装置により出射された前記電子ビームの、前記金属ターゲットへの照射位置が、前記放射線透過部の入口部の長手方向に沿った方向に移動するように制御する制御ステップと、
　前記制御ステップにて制御された前記電子ビームを、前記金属ターゲットに照射することで前記放射線ビームを出射する出射ステップと、
　前記出射ステップにて出射された放射線ビームを、前記放射線透過部を透過させる透過ステップと、
　を備えた放射線照射方法。
　放射線出射装置から出射された放射線ビームの照射対象とする第１領域と、前記放射線出射装置に対して前記放射線ビームの出射方向下流側に配置され、入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有するとともに前記複数のスリット以外に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域との少なくとも一方を相対的に移動させ、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び第２領域の少なくとも一方を移動させること
　を含む、放射線照射方法。
　前記移動の際、前記第２領域の位置の移動前後で前記放射線遮蔽体を前記放射線ビームの出射方向を中心として９０°ずつ回転させること
　をさらに含む、請求項２８記載の放射線照射方法。
　コンピュータに、放射線照射処理を実行させるプログラムを記憶した持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記放射線照射処理が、
　放射線出射装置から出射された放射線ビームの照射対象とする第１領域と、前記放射線出射装置に対して前記放射線ビームの出射方向下流側に配置され、入射した放射線ビームを通過させる複数のスリットを有するとともに前記複数のスリット以外に入射した放射線ビームを遮蔽する放射線遮蔽体を通過した前記放射線ビームの照射領域である第２領域との少なくとも一方を相対的に移動させ、かつ移動前後で前記スリットを通過した放射線ビームの一部が重なるように前記第１領域及び第２領域の少なくとも一方を移動させること
　を含む、記憶媒体。
　前記放射線照射処理が、
　前記移動の際、前記第２領域の位置の移動前後で前記放射線遮蔽体を前記放射線ビームの出射方向を中心として９０°ずつ回転させること
　を更に含む、請求項３０記載の記憶媒体。