JPH08257148A - 回転ガントリ - Google Patents
回転ガントリInfo
- Publication number
- JPH08257148A JPH08257148A JP6550595A JP6550595A JPH08257148A JP H08257148 A JPH08257148 A JP H08257148A JP 6550595 A JP6550595 A JP 6550595A JP 6550595 A JP6550595 A JP 6550595A JP H08257148 A JPH08257148 A JP H08257148A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnet
- irradiation
- scanning
- rotating gantry
- irradiation field
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Abstract
(57)【要約】
【構成】回転ガントリ４６の第２偏向電磁石の上流側に
照射野移動用電磁石１３を配置する。照射野移動用電磁
石１３の励磁量を変化させ、ビーム軌道を偏向面内で変
化させる。走査電磁石６，７の中心位置をビーム位置の
変化に合わせて移動し、走査用電磁石６，７でビームを
走査する。固定したビーム位置で走査可能な範囲を照射
し終えたら、照射野移動用電磁石１３の励磁量を変化さ
せてビーム位置をずらす。この操作を患部全体の照射を
終了するまで繰り返す。 【効果】従来のビーム軌道を変化させない照射装置と比
較して、走査用電磁石の磁場強度および照射距離は従来
のままで照射野が大きくなる。
照射野移動用電磁石１３を配置する。照射野移動用電磁
石１３の励磁量を変化させ、ビーム軌道を偏向面内で変
化させる。走査電磁石６，７の中心位置をビーム位置の
変化に合わせて移動し、走査用電磁石６，７でビームを
走査する。固定したビーム位置で走査可能な範囲を照射
し終えたら、照射野移動用電磁石１３の励磁量を変化さ
せてビーム位置をずらす。この操作を患部全体の照射を
終了するまで繰り返す。 【効果】従来のビーム軌道を変化させない照射装置と比
較して、走査用電磁石の磁場強度および照射距離は従来
のままで照射野が大きくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射線治療に使用する
回転ガントリに関する。
回転ガントリに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、医療用途として荷電粒子ビー
ムを照射するために回転ガントリが用いられている。
ムを照射するために回転ガントリが用いられている。
【０００３】加速器により、治療に必要なエネルギまで
加速されたビームは出射器から取り出され、ビーム輸送
系を通して回転ガントリへと運ばれる。図６に従来型の
回転ガントリを示す。ビームは回転ガントリに設置され
た四極電磁石２及び偏向電磁石３，４を用いて回転ガン
トリの出射口まで輸送される。輸送されたビームを、偏
向面に平行な方向と垂直な方向のビームを走査する１組
の走査用電磁石６，７によって二次元面内でビームを走
査する。
加速されたビームは出射器から取り出され、ビーム輸送
系を通して回転ガントリへと運ばれる。図６に従来型の
回転ガントリを示す。ビームは回転ガントリに設置され
た四極電磁石２及び偏向電磁石３，４を用いて回転ガン
トリの出射口まで輸送される。輸送されたビームを、偏
向面に平行な方向と垂直な方向のビームを走査する１組
の走査用電磁石６，７によって二次元面内でビームを走
査する。
【０００４】加速器から輸送されるビームの大きさは一
般に数mm程度であり、それに対してビームの照射範囲
は、医療の場合には数十cm四方の大きさが必要である。
細いビームで広い照射野を得るために、二次元面内でビ
ームを走査するラスター・スキャン法が用いられてい
る。ラスター・スキャン法については、“Instrumentat
ion for treatment of cancer using proton and light
-ion beams”Rev.Sci.Instrum.６４（１９９３)ｐｐ
２０８４−２０９０に論じられている。図７にラスター
・スキャン法を示す。ビームの進行方向をｓ、ビームの
進行方向に垂直な面内で偏向面に水平な方向をｘ、偏向
面に垂直な方向をｙとする。ラスター・スキャン法は、
二組の二極電磁石を用いてｘ方向に早く、ｙ方向に遅く
ビームを走査する。
般に数mm程度であり、それに対してビームの照射範囲
は、医療の場合には数十cm四方の大きさが必要である。
細いビームで広い照射野を得るために、二次元面内でビ
ームを走査するラスター・スキャン法が用いられてい
る。ラスター・スキャン法については、“Instrumentat
ion for treatment of cancer using proton and light
-ion beams”Rev.Sci.Instrum.６４（１９９３)ｐｐ
２０８４−２０９０に論じられている。図７にラスター
・スキャン法を示す。ビームの進行方向をｓ、ビームの
進行方向に垂直な面内で偏向面に水平な方向をｘ、偏向
面に垂直な方向をｙとする。ラスター・スキャン法は、
二組の二極電磁石を用いてｘ方向に早く、ｙ方向に遅く
ビームを走査する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べた走査
用電磁石のみでビームを走査する方法では、大きな照射
野を形成するのが困難であった。
用電磁石のみでビームを走査する方法では、大きな照射
野を形成するのが困難であった。
【０００６】本発明の目的は、走査用電磁石の磁場強度
を従来の強度のまま、大きな照射野を得る回転ガントリ
および照射方法を提供することにある。
を従来の強度のまま、大きな照射野を得る回転ガントリ
および照射方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、照射野移動用電磁石を回転ガントリの上
流側に設置し、走査電磁石の設置場所でのビーム中心位
置と走査用電磁石の中心を一致させる機構を設ける。
成するために、照射野移動用電磁石を回転ガントリの上
流側に設置し、走査電磁石の設置場所でのビーム中心位
置と走査用電磁石の中心を一致させる機構を設ける。
【０００８】
【作用】偏向電磁石の上流側に照射野移動用電磁石を設
置し励磁すると、ビームは照射野移動用電磁石の磁場強
度に応じて偏向面内で軌道が変わる。
置し励磁すると、ビームは照射野移動用電磁石の磁場強
度に応じて偏向面内で軌道が変わる。
【０００９】偏向電磁石の下流側のビーム位置が図８の
位置ａとなるように照射野移動電磁石１３を励磁する。
ａの位置が走査電磁石６，７の中心と一致するように走
査電磁石を移動させる。ビームがａの位置で照射可能な
領域Ａを照射終了したら、ビームが偏向電磁石の下流で
位置ｂを通過するように照射野移動電磁石１３を励磁す
る。次に位置ｂが走査電磁石６，７の中心となるように
走査電磁石６，７を移動させ、走査電磁石６，７を励磁
して領域Ｂを照射する。以上のように偏向電磁石の下流
側のビーム位置をずらすことでビームの照射範囲を大き
くすることができる。
位置ａとなるように照射野移動電磁石１３を励磁する。
ａの位置が走査電磁石６，７の中心と一致するように走
査電磁石を移動させる。ビームがａの位置で照射可能な
領域Ａを照射終了したら、ビームが偏向電磁石の下流で
位置ｂを通過するように照射野移動電磁石１３を励磁す
る。次に位置ｂが走査電磁石６，７の中心となるように
走査電磁石６，７を移動させ、走査電磁石６，７を励磁
して領域Ｂを照射する。以上のように偏向電磁石の下流
側のビーム位置をずらすことでビームの照射範囲を大き
くすることができる。
【００１０】以上の照射野移動電磁石１３の励磁と走査
電磁石６，７の移動を繰り返すことでさらに広い範囲を
照射することができ、走査用電磁石の強度を従来のまま
で偏向面に平行な方向の照射範囲を拡大することができ
る。
電磁石６，７の移動を繰り返すことでさらに広い範囲を
照射することができ、走査用電磁石の強度を従来のまま
で偏向面に平行な方向の照射範囲を拡大することができ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１２】図９は、本発明の実施例で癌治療を行う医
療用の粒子線照射施設の一部である。粒子線照射施設は
加速器制御室４０，加速器室４１，治療室４２等から成
る。加速器室４１には線型加速器４３，線型加速器４３
から入射したイオンビームを治療に必要なエネルギ２３
０ＭｅＶまで加速するイオンシンクロトロン４４を設置
する。イオンシンクロトロン４４で加速したビームは四
極電磁石を配置したビーム輸送系４５を通して治療室に
輸送され、治療室に設置した回転ガントリ４６を用いて
治療台に固定した患者に照射する。図１に本発明の実施
例である回転ガントリ４６を示す。
療用の粒子線照射施設の一部である。粒子線照射施設は
加速器制御室４０，加速器室４１，治療室４２等から成
る。加速器室４１には線型加速器４３，線型加速器４３
から入射したイオンビームを治療に必要なエネルギ２３
０ＭｅＶまで加速するイオンシンクロトロン４４を設置
する。イオンシンクロトロン４４で加速したビームは四
極電磁石を配置したビーム輸送系４５を通して治療室に
輸送され、治療室に設置した回転ガントリ４６を用いて
治療台に固定した患者に照射する。図１に本発明の実施
例である回転ガントリ４６を示す。
【００１３】回転ガントリ４６はビーム輸送系から入射
してきたビームを四極電磁石２によって回転ガントリ内
を安定に輸送し、また照射位置でのビームサイズを調節
する。第１偏向電磁石３と、第２偏向電磁石４によって
ビームの軌道を回転ガントリ入射時の角度から９０度偏
向する。回転ガントリ４６は回転軸２１を中心にして１
８０度回転可能で、患者に対して１８０度内の治療に適
した角度でビームを照射できる。
してきたビームを四極電磁石２によって回転ガントリ内
を安定に輸送し、また照射位置でのビームサイズを調節
する。第１偏向電磁石３と、第２偏向電磁石４によって
ビームの軌道を回転ガントリ入射時の角度から９０度偏
向する。回転ガントリ４６は回転軸２１を中心にして１
８０度回転可能で、患者に対して１８０度内の治療に適
した角度でビームを照射できる。
【００１４】第２偏向電磁石の下流に達したビームは走
査電磁石系によって照射範囲を走査する。
査電磁石系によって照射範囲を走査する。
【００１５】走査電磁石系は、ｙ方向走査電磁石６，ｘ
方向走査電磁石７，ビーム走査電磁石の位置を移動させ
るためのアクチュエータ９，走査電磁石支持台８で構成
する。
方向走査電磁石７，ビーム走査電磁石の位置を移動させ
るためのアクチュエータ９，走査電磁石支持台８で構成
する。
【００１６】照射野移動用電磁石１３は二極電磁石を用
い、照射野移動用電磁石１３の励磁量による偏向面内で
のビーム中心位置の変化はコンピュータ１０を用いて計
算する。コンピュータ１０の命令でビーム位置の変化に
合わせてアクチュエータ９を駆動し走査電磁石６，７の
位置をビーム位置に一致させる。コンピュータ１０は図
５に示す内容のプログラムを実行する。図５に示すプロ
グラムの内容は動作を行うためのものである。
い、照射野移動用電磁石１３の励磁量による偏向面内で
のビーム中心位置の変化はコンピュータ１０を用いて計
算する。コンピュータ１０の命令でビーム位置の変化に
合わせてアクチュエータ９を駆動し走査電磁石６，７の
位置をビーム位置に一致させる。コンピュータ１０は図
５に示す内容のプログラムを実行する。図５に示すプロ
グラムの内容は動作を行うためのものである。
【００１７】まず、図８でビーム軌道をＡの部分が照射
野となるように照射野移動用電磁石１３励磁量を調整す
る。照射形状にビーム走査範囲を一致させるために走査
範囲をコンピュータ１０に予めセットしておきビームを
走査する。走査電磁石は図７に示すようにｘ方向には速
く、ｙ方向には遅く照射面をジグザグに走査する。
野となるように照射野移動用電磁石１３励磁量を調整す
る。照射形状にビーム走査範囲を一致させるために走査
範囲をコンピュータ１０に予めセットしておきビームを
走査する。走査電磁石は図７に示すようにｘ方向には速
く、ｙ方向には遅く照射面をジグザグに走査する。
【００１８】照射開始のｙ方向で走査できる範囲を照射
し終えたら、照射野移動用電磁石１３の励磁量を変化さ
せｙ方向のビーム軌道を移動し、走査用電磁石６，７の
中心をビーム軌道の中心と一致するように走査電磁石
６，７を移動して領域Ｂを照射する。最後の照射野を照
射終了したらビームを停止する。
し終えたら、照射野移動用電磁石１３の励磁量を変化さ
せｙ方向のビーム軌道を移動し、走査用電磁石６，７の
中心をビーム軌道の中心と一致するように走査電磁石
６，７を移動して領域Ｂを照射する。最後の照射野を照
射終了したらビームを停止する。
【００１９】図２は実施例２の照射装置で、実施例１の
照射野移動用電磁石１３の代りに、第２偏向電磁石４の
磁場強度を上げるとビーム軌道の半径は大きくなり外側
を通る。また逆に偏向電磁石の磁場強度を下げるとビー
ム軌道の半径は小さくなりビームは内側を通る。励磁量
と走査電磁石６，７のビーム位置の関係は予め測定して
おき、励磁量に応じて走査電磁石６，７の位置をアクチ
ュエータで移動する。図３は実施例３の照射装置で実施
例１の照射野移動用電磁石１３の代りに、第２偏向電磁
石４に補助コイル１６を設置したものである。補助コイ
ル１６は二極磁場を発生し励磁量を変えることによりビ
ーム軌道を偏向面内で変化させる。励磁量と走査電磁石
でのビーム位置の関係は予め測定しておき、励磁量に応
じて走査電磁石６，７の位置をアクチュエータで移動す
る。
照射野移動用電磁石１３の代りに、第２偏向電磁石４の
磁場強度を上げるとビーム軌道の半径は大きくなり外側
を通る。また逆に偏向電磁石の磁場強度を下げるとビー
ム軌道の半径は小さくなりビームは内側を通る。励磁量
と走査電磁石６，７のビーム位置の関係は予め測定して
おき、励磁量に応じて走査電磁石６，７の位置をアクチ
ュエータで移動する。図３は実施例３の照射装置で実施
例１の照射野移動用電磁石１３の代りに、第２偏向電磁
石４に補助コイル１６を設置したものである。補助コイ
ル１６は二極磁場を発生し励磁量を変えることによりビ
ーム軌道を偏向面内で変化させる。励磁量と走査電磁石
でのビーム位置の関係は予め測定しておき、励磁量に応
じて走査電磁石６，７の位置をアクチュエータで移動す
る。
【００２０】図４は実施例４の照射装置で四極電磁石２
の励磁量を調節しビームサイズをｘ方向に拡大した平面
状のビームを走査する実施例である。実施例１と同様に
照射野移動用電磁石１３を用いてビーム軌道をずらす。
励磁量と走査電磁石でのビーム位置の関係は予め測定し
ておき、励磁量に応じてｙ方向走査電磁石６の位置をア
クチュエータで移動する。
の励磁量を調節しビームサイズをｘ方向に拡大した平面
状のビームを走査する実施例である。実施例１と同様に
照射野移動用電磁石１３を用いてビーム軌道をずらす。
励磁量と走査電磁石でのビーム位置の関係は予め測定し
ておき、励磁量に応じてｙ方向走査電磁石６の位置をア
クチュエータで移動する。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、走査用電磁石の磁場強
度は従来のままで広い照射野を持つ回転ガントリを提供
することができる。
度は従来のままで広い照射野を持つ回転ガントリを提供
することができる。
【図１】本発明の実施例１の回転ガントリを示す説明
図。
図。
【図２】本発明の実施例２の回転ガントリを示す説明
図。
図。
【図３】本発明の実施例３の回転ガントリを示す説明
図。
図。
【図４】本発明の実施例４の回転ガントリを示す説明
図。
図。
【図５】本発明の実施例１の粒子線照射の手順を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図６】従来の回転ガントリを示す説明図。
【図７】ビーム走査法の説明図。
【図８】ビーム走査手順を示す説明図。
【図９】粒子線治療照射施設の説明図。
１…出射ビーム、２…四極電磁石、３…第１偏向電磁
石、４…第２偏向電磁石、５…ビーム位置検出器、６…
ｙ方向走用電磁石、７…ｘ方向走査用電磁石、８…走査
電磁石支持台、９…アクチュエータ、１０…コンピュー
タ、１１…患者、１２…治療台、１３…照射野移動用電
磁石、１４…照射野移動用電磁石励磁電源。
石、４…第２偏向電磁石、５…ビーム位置検出器、６…
ｙ方向走用電磁石、７…ｘ方向走査用電磁石、８…走査
電磁石支持台、９…アクチュエータ、１０…コンピュー
タ、１１…患者、１２…治療台、１３…照射野移動用電
磁石、１４…照射野移動用電磁石励磁電源。
Claims (5)
- 【請求項１】回転ガントリにおいて、照射野形成用のビ
ーム走査用電磁石と照射野移動用電磁石を備え、前記照
射野移動用電磁石を用いて偏向面内でビーム軌道勾配を
変化させ、ビーム軌道の変化に応じて前記ビーム走査用
電磁石の位置を移動させることを特徴とする回転ガント
リ。 - 【請求項２】回転ガントリにおいて、照射野形成用のビ
ーム走査用電磁石を備え、ビームの軌道が偏向面内で変
化するように偏向電磁石の磁場強度を変化させ、ビーム
軌道の変化に応じて前記ビーム走査用電磁石の位置を移
動させることを特徴とする回転ガントリ。 - 【請求項３】回転ガントリにおいて、照射野形成用のビ
ーム走査用電磁石を備え、偏向電磁石に補助コイルを設
置し、前記補助コイルの励磁量を変化させビームの中心
軌道を偏向面内で変化させ、ビーム軌道の変化に応じて
前記ビーム走査用電磁石の位置を移動させることを特徴
とする回転ガントリ。 - 【請求項４】回転ガントリにおいて、ビームの照射面形
状を矩形にする手段と，矩形の長手方向と垂直にビーム
を走査するビーム走査電磁石と，照射野移動用電磁石と
を備え、偏向面内でビーム軌道勾配を変化させ、ビーム
の中心軌道の変化に対応して前記ビーム走査用電磁石を
移動させることを特徴とする回転ガントリ。 - 【請求項５】医療用の粒子線照射方法において、照射野
形成用のビーム走査用装置と照射野位置を変化させる手
段を備えた回転ガントリとを用い、ビーム軌道の変化に
応じて前記ビーム走査用装置を移動させて照射すること
を特徴とする粒子線照射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6550595A JPH08257148A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 回転ガントリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6550595A JPH08257148A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 回転ガントリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257148A true JPH08257148A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13289004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6550595A Pending JPH08257148A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 回転ガントリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257148A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002525135A (ja) * | 1998-09-11 | 2002-08-13 | ジー エス アイ ゲゼルシャフト フュア シュベールイオーネンフォルシュンク エム ベー ハー | イオンビーム治療システムおよび該システムを操作する方法 |
| JP2002537034A (ja) * | 1999-02-19 | 2002-11-05 | ゲゼルシャフト フュア シュヴェルイオーネンフォルシュング エム ベー ハー | イオンビーム治療システムの緊急遮断点検方法 |
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-
1995
- 1995-03-24 JP JP6550595A patent/JPH08257148A/ja active Pending
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