粒子线照射装置及粒子线治疗系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供大照射野且高扫描速度、而且小型的粒子线照射装置及粒子线治疗系统。粒子线照射装置(1204)具备在相互正交的垂直方向(第一方向)或水平方向(第二方向)上扫描射束的三台以上的扫描电磁铁(101a、101b、102a、102b)，就三台以上的扫描电磁铁(101a、101b、102a、102b)而言，在垂直方向或水平方向中相同方向上扫描的扫描电磁铁(101a、101b)及扫描电磁铁(102a、102b)在射束的前进方向轴(103)上串联配置，且在前进方向轴(103)上越是设置于远离等中心(104)的位置的扫描电磁铁(101a、101b、102a、102b)，磁场施加区域(205)的体积越小。

Particle line irradiation device and particle line therapy system

【技术实现步骤摘要】
粒子线照射装置及粒子线治疗系统
本专利技术涉及粒子线照射装置及粒子线治疗系统。尤其涉及向靶点照射带电粒子束的粒子线照射装置及粒子线治疗系统。
技术介绍
作为能够抑制大型化并且能够确保充分的照射野的带电粒子束照射装置的一例，专利文献1记载了具备第一扫描电磁铁部和第二扫描电磁铁部，而且第一及第二扫描电磁铁部相对于第一方向并列配置的装置，其中，第一扫描电磁铁部使带电粒子束向与供带电粒子束入射的第一方向实质上正交的第二方向偏转，第二扫描电磁铁部使带电粒子束向与第一方向及第二方向实质上正交的第三方向偏转。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016－83344号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题作为癌症治疗法之一的粒子线治疗是向患部照射质子、碳离子等的带电粒子束。在这样的粒子线治疗使用的粒子线治疗系统中，调整带电粒子束的能量、空间上的宽度，形成符合患部形状的放射量分布。粒子线治疗系统包括加速器、射束输送系统、以及照射装置。加速器是将带电粒子加速至治疗使用的能量的装置，作为粒子线治疗使用的加速器，可以列举同步加速器、回旋加速器、同步回旋加速器等。射束输送系统使用设置于系统中的四极磁铁等调整粒子束的大小，并且输送至治疗室中的称为等中心的靶点位置。照射装置是使输送来的射束形成为符合靶点的患部形状的放射量分布的装置。放射量分布的形成方法具有使射束碰到散射体而使射束形状符合患部形状的散射体照射法、使用称为扫描电磁铁的电磁铁结合患部形状扫描细的射束的扫描照射法。在后者的扫描照射法上，靶点上的可扫描范围即照射野越大，越能够照射大范围的靶点。在扫描照射法中为了扩大照射野，具有使扫描电磁铁的设置位置远离等中心、延长扫描电磁铁的磁极长度、增大扫描电磁铁产生的磁场强度等方法。但是，远离设置位置、伸展磁极长度会导致粒子线治疗系统整体以及供其放置的房屋大型化，难以采用。在此，扫描电磁铁通常具备各一个进行某一方向的扫描和进行与其正交的一方向的扫描的双极电磁铁。在专利文献1中，通过并列设置该双极电磁铁的组，来抑制大型化，并且确保了充分的照射野。另外，在扫描照射法中，靶点上的射束的扫描速度也很重要。扫描速度依赖于扫描电磁铁产生的磁场强度的时间变化速度，磁场强度的时间变化速度取决于励磁电流的时间变化速度。其中，励磁电流的时间变化速度受线圈的电感的影响。因此，通过减轻电感，能够实现扫描速度的提高。这样，为了提高扫描速度，降低扫描电磁铁的电感是有效的，但为了该降低，需要降低线圈匝数、或者降低电磁铁的磁场施加体积。但是，降低线圈匝数会导致因磁动势的降低而引起的照射野的缩小。因此，为了降低磁场施加体积，需要降低磁极长度、磁极宽度、磁极间间隙，但分别会导致照射野缩小、扫描电磁铁中的射束可通过区域缩小，因此，需要通过新的结构来对应。本专利技术的目的在于，提供大照射野、高扫描速度，并且小型的粒子线照射装置及粒子线治疗系统。用于解决课题的方案本专利技术包括多个解决上述课题的方案，若列举其一例，则为一种粒子线照射装置，其特征在于，具备在相互正交的第一方向或第二方向上扫描射束的三台以上的扫描电磁铁，就上述三台以上的扫描电磁铁而言，在上述第一方向或上述第二方向中相同方向上进行扫描的至少两台以上的扫描电磁铁在上述射束的前进方向轴上串联配置，而且在上述前进方向轴上越是设置于远离等中心的位置的扫描电磁铁，磁场施加区域的体积越小。另外，若举出另外一例，则为一种粒子线照射装置，其特征在于，具备在相互正交的第一方向或第二方向上扫描射束的三台以上的扫描电磁铁，上述三台以上的扫描电磁铁中，在上述第一方向或上述第二方向中相同方向上扫描的至少两台以上的扫描电磁铁在上述射束的前进方向轴上串联配置，而且在上述前进方向轴上越远离等中心，在与上述前进方向轴垂直的面上的磁场施加区域的截面积越小。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供大照射野、高扫描速度，并且小型的粒子线照射装置及粒子线治疗系统。根据以下的实施方式的说明，将明了上述以外的课题、结构以及效果。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的整体结构图。图2是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁的与射束前进方向轴正交的平面的剖视图。图3是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁磁极及磁轭的中心平面的截面的立体图。图4是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁的中心平面的剖视图。图5是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁的与包含射束前进方向轴的中心平面正交的平面的剖视图。图6是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的垂直轴方向扫描电磁铁部的磁场施加区域和垂直轴方向射束扫描时的射束轨道的概略图。图7是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的水平轴方向扫描电磁铁部的磁场施加区域和垂直轴方向射束扫描时的射束轨道的概略图。图8是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁部的包含垂直轴和射束前进方向轴的平面的剖视图。图9是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁部的包含水平轴和射束前进方向轴的平面的剖视图。图10是本专利技术的第一实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁的比较磁场施加区域的截面积的图。图11是本专利技术的第二实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁部的包含垂直轴和射束前进方向轴的平面的剖视图。图12是本专利技术的第二实施方式的粒子线照射装置的扫描电磁铁部的包含水平轴和射束前进方向轴的平面的剖视图。图13是本专利技术的第三实施方式的粒子线治疗系统的整体结构图。图中：100、100A—扫描电磁铁部，101、101A—垂直轴方向扫描电磁铁部，101a、101Aa—第一垂直扫描电磁铁，101b、101Ab—第二垂直扫描电磁铁，102、102A—水平轴方向扫描电磁铁部，102a、102Aa—第一水平扫描电磁铁，102b、102Ab—第二水平扫描电磁铁，103—前进方向轴，104—等中心，105—水平轴，106—垂直轴，107—照射野，108—扫描轨道，109—射束照射位置，110—射束位置监视器，111a、111b、111c、111d—扫描电磁铁电源，112—射束位置监视器信号处理装置，113—照射装置控制部，113a—存储部，201a、201b—磁极，202a、202b—线圈，203—磁极间间隙，204—磁场，205—磁场施加区域，206—中心平面，207—磁轭，301—磁极面，302—磁极宽度，303—磁极长度，304—磁轭截面，401—扫描轨道，402—扫描距离，601—第一磁场施加区域，602—第一偏向角度，603—第一射束最大通过宽度，604—第一磁场施加宽度，605—第二磁场施加区域，606—第二偏向角度，607—第二射束最大通过宽度，608—第二磁场施加宽度，701—第一磁场施加区域，702—第一射束最大通过宽度，703—第一磁场施加宽度，704—第二磁场施加区域，705—第二射束最大通过宽度，706—第二磁场施加宽度，801、801A—垂直轴方向射束通过最大区域，901、901A—水平轴方向射束通过最大区域，1000—粒子线治疗系统，1204—粒子线照射装置。具体实施方式以下，使用附图，对本专利技术的粒子线照射装置及粒子线治疗系统的实施方式进行说明。例如，在以下说明的各实施方式中，虽然未对粒子线的照射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粒子线照射装置，其特征在于，具备在相互正交的第一方向或第二方向上扫描射束的三台以上的扫描电磁铁，就上述三台以上的扫描电磁铁而言，在上述第一方向或上述第二方向中相同方向上进行扫描的至少两台以上的扫描电磁铁在上述射束的前进方向轴上串联配置，而且在上述前进方向轴上越是设置于远离等中心的位置的扫描电磁铁，磁场施加区域的体积越小。

【技术特征摘要】
2018.04.26 JP 2018-0850061.一种粒子线照射装置，其特征在于，具备在相互正交的第一方向或第二方向上扫描射束的三台以上的扫描电磁铁，就上述三台以上的扫描电磁铁而言，在上述第一方向或上述第二方向中相同方向上进行扫描的至少两台以上的扫描电磁铁在上述射束的前进方向轴上串联配置，而且在上述前进方向轴上越是设置于远离等中心的位置的扫描电磁铁，磁场施加区域的体积越小。2.根据权利要求1所述的粒子线照射装置，其特征在于，就上述三台以上的扫描电磁铁而言，在各个扫描电磁铁内，磁极间间隙及磁极宽度的大小恒定。3.根据权利要求1所述的粒子线照射装置，其特征在于，就上述三台以上的扫描电磁铁中的至少两台以上而言，在各个扫描电磁铁内，在上述前进方向轴上随着远离上述等中...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛裕人，青木孝道，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP