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
- Prior art date
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- Radiation-Therapy Devices (AREA)
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 |
---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-03-24 JP JP6550595A patent/JPH08257148A/ja active Pending
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