JP4474549B2 - 照射野形成装置 - Google Patents
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Description
通常のX線やγ線等の放射線は、体の表面直下で線量が高く、体の深いところになるにつれて線量が低くなる。それに比べて、荷電粒子ビームは、体の浅いところでは線量が低く、一定の深さで急に線量が高くなるピーク(一般に「ブラッグピーク」という)があり、それより深部には進まないという性質がある。このブラッグピークの位置、高さを調節し、腫瘍の形に合わせた照射を行うことにより、がん病巣を狙い撃ちすることができる。
前記いずれの方法においても、被検体の患部の位置や形状に応じて、ビームの照射深度を調整している。照射深度の調整は、荷電粒子ビームのエネルギを制御することによって行うことができる。
1つの方法は、加速器の出力を制御することにより、荷電粒子に供給されるエネルギを制御する方法である。しかしながら、加速器は制御箇所が非常に多く、また、それぞれの制御部位においても厳密な制御を要求されるために、容易な作業ではない。
まず、第一の実施形態を説明する。この第一の実施形態は、スポットスキャン法により荷電粒子ビームを被検体に照射する場合の実施形態である。
次に、図1および図2を参照しつつ、図4を用いて本実施形態のスポットスキャン法を説明する。図4は、スポットスキャン法において、被検体の患部に照射スポットを走査する一例を説明するための概略図である。
軸方向とY軸方向に偏向させる偏向電磁石13によって、照射位置が決定される。
図5は、本実施形態の3つの4極電磁石12により一定に調整したビームの軌道を説明するための図であって、(a)はX軸方向のビームの軌道を示し、(b)はY軸方向のビームの軌道を示す。また、図5(a)、(b)のそれぞれにおいては、左端にレンジシフタ11が配設されており、3通りのレンジシフタ11の厚さに対応してビーム径が拡大された3本のビーム軌道L、M、Nが示されている。
また、図5のビーム軌道L、M、Nで示すように、レンジシフタの厚みが変わっても、一定なビーム径に調整することができる。
次に、第二の実施形態を説明する。この第二の実施形態は、ワブラ法により荷電粒子ビームを被検体6に照射する場合の実施形態である。なお、第二の実施形態の説明において、前記した第一の実施形態と重複する説明は省略する。
次に、図6を参照して、本実施形態のワブラ法を説明する。
図6において、ビームが偏向電磁石13に到達するまでは、前記したスポットスキャン法と同様であるので説明を省略する。
を描くように制御される。このような制御により、被検体6にビームが照射される際に、大きくかつ一様な照射野が形成される。
ここで、レンジシフタ11により拡大されるビーム径との違いを明記しておく。レンジシフタ11により拡大されるビーム径は、レンジシフタ11の厚さに対応して変化するために、4極電磁石12によってビーム径を一定に調整する必要がある。
一方で、散乱体14により拡大されるビーム径は、散乱体14に入射するビームのビーム径が前記した4極電磁石12により一定となっているために、散乱体14で拡大された後もビーム径は一定である。つまり、ビームが散乱体14を通過した後には、特にビーム径を調整する必要がない。
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されない。
本実施形態においては、照射野形成装置1を構成要素の配置順を規定して説明したが、照射野形成装置1は、レンジシフタ11の下流に4極電磁石12を配設していれば、その他の構成要素の配置順をどのように入れ替えてもよい。
2 加速器
3 ビーム輸送路
4 イオン源
5 出射デフレクタ
6 被検体
7 回転ガントリ
8 継ぎ手
11 レンジシフタ
12 4極電磁石(収束用電磁石)
12a、12c 4極電磁石
12b 4極電磁石
13 偏向電磁石
14 散乱体
15 リッジフィルタ
16 コリメータ
17 ボーラス
Z ビーム軸
Claims (2)
- 加速器で生成した荷電粒子ビームを被検体に照射する際に、照射野を形成する照射野形成装置であって、
前記荷電粒子ビームのビーム軸である第1軸上に配設され、前記荷電粒子ビームの照射深度を調整するレンジシフタと、
前記レンジシフタの下流に配設され、前記レンジシフタにより拡大された前記荷電粒子ビームのビーム径を、前記第1軸に直交する第2軸方向に集束させる第1の四極電磁石と、
前記レンジシフタの下流に配設され、前記レンジシフタにより拡大された前記荷電粒子ビームのビーム径を、前記第1軸および前記第2軸に直交する第3軸方向に集束させる第2の四極電磁石と、
前記レンジシフタの下流に配設され、前記レンジシフタにより拡大された前記荷電粒子ビームのビーム径の前記第2軸方向の成分と前記第3軸方向の成分とが所定の値になるようにする第3の四極電磁石とを備え、
前記第1・第2・第3の四極電磁石は、前記第1軸に直交し、かつ、前記第2の四極電磁石の中心を通る面を境にして、鏡面対称に配設される
ことを特徴とする照射野形成装置。 - 請求項1に記載の照射野形成装置を含むことを特徴とする回転ガントリ。
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