圆形加速器以及粒子射线治疗系统技术方案

本发明专利技术提供一种能够照射大电流且高品质的射束、而且成本低的圆形加速器及粒子射线治疗系统。该圆形加速器将在磁场中环绕的带电粒子的射束以使射束的每个能量的闭环轨道偏心的方式加速，且具备：射束射出口，其从闭环轨道射出不同能量的射束；第一偏转电磁铁(21)及第二偏转电磁铁(22)，其使从射束射出口射出的射束偏转；以及控制部(40a)，其根据射出的射束的能量，控制第一偏转电磁铁及第二偏转电磁铁的励磁量，控制部(40a)在射出的射束的能量为圆形加速器(1)的设计上的最大能量的情况下，使第一偏转电磁铁(21)及第二偏转电磁铁(22)均励磁，使射束偏转。使射束偏转。使射束偏转。

【技术实现步骤摘要】
圆形加速器以及粒子射线治疗系统


[0001]本专利技术涉及一种对粒子射线进行加速的圆形加速器以及粒子射线治疗系统。

技术介绍

[0002]在通过在主磁场中施加高频，一边使轨道半径增加一边加速带电粒子射束的圆形加速器中，作为高精度地控制带电粒子射束的从圆形加速器的射出的技术的一例，在专利文献1中记载了如下技术：在通过在主磁场中施加高频，一边使轨道半径增加一边加速带电粒子射束的圆形加速器中，通过对带电粒子射束施加频率与用于加速的高频不同的高频，射出带电粒子射束。
[0003]作为粒子加速器的调整时间的缩短和运转参数文件的种类少，且能够大幅降低射程移位器的移动音及能量变更时间，并且粒子加速器的设备变动引起的系统停止的频度低、且带电粒子射束的能量、强度的变动小的粒子射线治疗装置的一例，在专利文献2中记载了如下技术，即，具备能量变更装置，该能量变更装置具备：射程移位器，其带电粒子射束透过的方向的厚度在与射束透过方向正交的一方向上不同，且将透过的带电粒子射束的能量降低与厚度成比例的量；上游侧偏转电磁铁对，其为了使带电粒子射束透过射程移位器的厚度不同的部分而在射程移位器的上游侧使带电粒子射束的轨道在厚度变化的方向上平行移动；下游侧偏转电磁铁对，其使透过了射程移位器的带电粒子射束的轨道平行移动到射入到上游侧偏转电磁铁对时的轨道的延长线上；以及变更控制装置，其对上游侧偏转电磁铁对和下游侧偏转电磁铁对进行控制，以使带电粒子射束在通过透过射程移位器而使带电粒子射束的能量降低到期望的值的轨道行进。
[0004]现有技术文献<br/>[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2019
‑
133745号公报
[0007]专利文献2：日本专利第4115468号

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]通过同步加速器、回旋加速器等加速器加速带电粒子射束(以下，简称为射束)，向癌等病变照射该进行了加速的射束，由此进行粒子射线治疗。
[0010]作为用于粒子射线治疗的加速器的一种，例如有专利文献1所记载的加速器。在专利文献1所记载的圆形加速器中，将在静磁场中动能(以下，简称为能量)不同的射束粒子所形成的圆状的闭环轨道(以下，称为中心轨道)以朝向射束从加速器的射出口偏心的方式配置，从同一射束射出口向加速器的外部射出不同能量的射束。
[0011]在专利文献1所记载的圆形加速器中，在将在加速器中环绕的射束(以下，称为环绕射束)加速至所希望的能量之后，对环绕射束施加与射束行进方向及磁极间隙方向(以下，称为铅垂方向)垂直的方向(以下，称为水平方向)的高频电压。被施加了高频电压的射
束粒子的以中心轨道为中心的振动(以下，称为电子感应加速岂荡)的水平方向的振幅逐渐增大，且与形成于中心轨道的周围的被称为剥离磁场及再生磁场的用于产生电子感应加速岂荡的共振的磁场分布接触。接触了剥离磁场和再生磁场的射束粒子的水平方向的电子感应加速岂荡的振幅急剧增大，射入射出用的隔膜线圈。隔膜线圈使射束向圆形加速器的外周方向偏转。偏转后的射束射出至作为圆形加速器的外部的高能量射束输送系统。
[0012]因此，专利文献1所记载的圆形加速器是在静磁场中加速射束的圆形加速器，并且能够将从圆形加速器射出的射束的能量在预定的范围(例如70MeV～230MeV的范围)切换。
[0013]另一方面，在专利文献1所记载的圆形加速器中，由于隔膜线圈设置于圆形加速器的磁极内的有限的空间，因此隔膜线圈所产生的磁场(隔膜磁场)的强度受到限制。隔膜线圈具有使能量不同的射束的轨道在圆形加速器的射出口一致的功能，因此在专利文献1所记载的圆形加速器中，由于隔膜磁场的不足，有可能从圆形加速器射出的射束的轨道随着能量的变化而变化。
[0014]在此，构成高能量射束输送系统的偏转电磁铁、四极电磁铁这样的设备需要以内置通过高能量射束输送系统的全部能量的射束轨道的方式制作。
[0015]因此，在专利文献1所记载的圆形加速器中，为了应对射出射束轨道的变化，恐怕高能量射束输送系统的构成设备会大型化，由高能量射束输送系统及圆形加速器和射束输送系统构成的加速器系统的设置面积、成本会增大，因此存在改善的余地。
[0016]专利文献2所记载的能量变更装置由根据与射束轨道垂直的平面内的场所而厚度不同的能量吸收体(射程移位器)、设置于比射程移位器靠上游侧的两个偏转电磁铁、以及设置于比射程移位器靠下游侧的两个偏转电磁铁构成。
[0017]在专利文献2所记载的能量变更装置中，通过利用上游侧的偏转电磁铁使从加速器射出的射束偏转，从而控制射束向射程移位器射入的位置、即射程移位器的厚度，将通过射程移位器之后的射束的能量变更为所希望的值。通过了射程移位器的射束通过下游侧的偏转电磁铁而偏转，在射入能量变更装置前的射束轨道的延长线上对齐。由此，专利文献2所记载的能量变更装置能够不使射束的轨道变化而将射束的能量调整为所希望的值，因此能够调整从回旋加速器等静磁场型的加速器射出的射束的能量，供于粒子射线治疗等用途。
[0018]另一方面，专利文献2所记载的能量变更装置由于在能量的变更中使用射程移位器，因此有可能因射束与射程移位器的散射而使能量变更后的射束的空间上的扩展(射束尺寸)扩大。
[0019]近年来，在粒子射线治疗中，利用细径的射束对患部三维地进行扫描的扫描照射法正在普及，在通过扫描照射法形成高精度的辐射剂量分布的方面，希望极力抑制射束尺寸的扩大。
[0020]因此，在使用专利文献2所记载的能量变更装置的情况下，恐怕在射束通过射程移位器时，射束粒子的能量的扩散(以下，动量分散)扩大，高能量射束输送系统的通过效率降低，有效的射束电流减少，因此难以直接应用该技术，要求改善。
[0021]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种圆形加速器及粒子射线治疗系统，能够照射大电流且高品质的射束，而且成本低。
[0022]用于解决课题的方案
[0023]本专利技术包含多个解决上述课题的方案，若列举其一例，则为一种圆形加速器，其将在磁场中环绕的带电粒子的射束以使上述射束的每个能量的闭环轨道偏心的方式加速，该圆形加速器的特征在于，具备：射束射出口，其从上述闭环轨道射出不同能量的射束；第一偏转电磁铁及第二偏转电磁铁，其使从上述射束射出口射出的上述射束偏转；以及控制部，其根据上述射出的射束的能量，控制上述第一偏转电磁铁及上述第二偏转电磁铁的励磁量，就上述控制部而言，在上述射出的射束的能量为上述圆形加速器的设计上的最大能量的情况下，使上述第一偏转电磁铁及上述第二偏转电磁铁均励磁，使上述射束偏转。
[0024]专利技术效果
[0025]根据本专利技术，能够提供一种圆形加速器及粒子射线治疗系统，能够照射大电流且高品质的射束，而且成本低。上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。
附图说明
[0026]图1是表示使用了本专利技术的实施方式1的圆形加速器的粒子射线治疗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形加速器，其将在磁场中环绕的带电粒子的射束以使所述射束的每个能量的闭环轨道偏心的方式加速，该圆形加速器的特征在于，具备：射束射出口，其从所述闭环轨道射出不同能量的射束；第一偏转电磁铁及第二偏转电磁铁，其使从所述射束射出口射出的所述射束偏转；以及控制部，其根据所述射出的射束的能量，控制所述第一偏转电磁铁及所述第二偏转电磁铁的励磁量，就所述控制部而言，在所述射出的射束的能量为所述圆形加速器的设计上的最大能量的情况下，使所述第一偏转电磁铁及所述第二偏转电磁铁均励磁，使所述射束偏转。2.根据权利要求1所述的圆形加速器，其特征在于，就所述控制部而言，在所述射出的射束的能量为所述圆形加速器的设计上的最小能量的情况下，使所述第一偏转电磁铁及所述第二偏转电磁铁均励磁，使所述射束偏转。3.根据权利要求1所述的圆形加速器，其特征在于，所述第一偏转电磁铁及所述第二偏转电磁铁所产生的磁场的强度被控制成，使所述第二偏转电磁铁的出口处的各能量的射束轨道与所述射束的能量为设计上的最大值的情况下的设计轨道一致。4.根据权利要求1所述的圆形加速器，其特征在于，对所述第一偏转电磁铁进行励磁的第一电源以及对所述第二偏转电磁铁进行励磁的第二电源由双极性的电源构成，该双极性的电源能够切换流通于构成所述第一偏转电磁铁或者所述第二偏转电磁铁的线圈的电流的朝向。5.根据权利要求4所述的圆形加速器，其特征在于，所述第一偏转电磁铁和所述第二偏转电磁铁产生的磁场的强度被控制成，使所述第二偏转电磁铁的出口处的各能量的射束轨道与所述射束的能量比设计上的最小值大且比设计上的最大值小的情况下的设计轨道一致。6.根据权利要求1所述的圆形加速器，其特征在于，还具备：设置于所述第二偏转电磁铁的上游侧且一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蝦名风太郎，野村拓也，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：