放射線治療システム
【課題】放射線の線量をより高精度に制御すること。
【解決手段】高周波源５から加速管６４に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管７４、７５、８６、８７と、導波路のうちの加速管６４と自由導波管７４、７５、８６、８７との間に介設される非可逆回路素子７７とを備えている。加速管６４は、高周波を用いて治療用放射線２３を生成するための荷電粒子５７を加速する。本発明による放射線治療システム１は、非可逆回路素子７７が導波路を高周波源５から加速管６４に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管６４から高周波源５に向かって進行する高周波反射分を減衰させるときに、その高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、その伝送効率の変動を低減させることができ、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【解決手段】高周波源５から加速管６４に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管７４、７５、８６、８７と、導波路のうちの加速管６４と自由導波管７４、７５、８６、８７との間に介設される非可逆回路素子７７とを備えている。加速管６４は、高周波を用いて治療用放射線２３を生成するための荷電粒子５７を加速する。本発明による放射線治療システム１は、非可逆回路素子７７が導波路を高周波源５から加速管６４に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管６４から高周波源５に向かって進行する高周波反射分を減衰させるときに、その高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、その伝送効率の変動を低減させることができ、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療システムに関し、特に、患部に放射線を照射することにより患者を治療するときに利用される放射線治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
患部（腫瘍）に治療用放射線を照射することにより患者を治療する放射線治療が知られている。その治療用放射線としては、制動放射により生成される放射線が例示される。その放射線治療は、その患部に所定の線量をより高精度に照射されることが望まれ、その治療用放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動がより小さいことが望まれている。
【０００３】
特開２００５−０３３４６３号公報には、機械的精度が要求されるチョーク構造を不要とし、それにより、円形導波管内での電磁波の減衰を抑制するとともに、円形導波管からの放電の虞も低減できるようにした導波管ロータリージョイントが開示されている。その導波管ロータリージョイントは、回転結合部を有し両端部が軸心線周りに相対回転可能な円形導波管の各端部に方形導波管が接合された導波管ロータリージョイントにおいて、入力側方形導波管内をＴＥ１０モードで伝送される電磁波を上記入力側方形導波管と上記円形導波管との接合部でＴＥ０１モードに変換して上記円形導波管内を伝送し、上記円形導波管と出力側方形導波管との接合部で上記電磁波を再びＴＥ０１モードからＴＥ１０モードに変換して上記出力側方形導波管に出力することを特徴としている。
【０００４】
特許３７４６７４４号公報には、優れた治療性能を有する放射線治療装置が開示されている。その放射線治療装置は、電子銃、線形加速器及びターゲットからなる治療用放射線発生部と同治療用放射線発生部を首振りさせるジンバル機構を有する照射ヘッドと、この照射ヘッドを予め定めた球面座標上で支持し且つ移動させる支持移動機構と、前記照射ヘッドに供給すべきマイクロ波を発生する、静止位置に配置されるマイクロ波発振器と、一端部が前記マイクロ波発振器に電磁気的に接続され、他端部が前記線形加速器に電磁気的に接続される導波管部とを具備する放射線治療装置において、前記ジンバル機構に搭載される前記導波管部の導波管と、前記マイクロ波発振器からの前記導波管部の導波管とを、フレキシブル導波管により連結したことを特徴としている。
【０００５】
特開昭６２−２０６７９８号公報には、加速器本体に超小型、軽量の加速管を搭載し、マイクロ波源とを自在導波管で接合する等ことにより、小型で安価な精度の高い線形加速装置が開示されている。その線形加速器は、線形加速器本体とそのマイクロ波源とを伸縮折曲げ自在な導波管で回転及び上下自由に接合したことを特徴としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０３３４６３号公報
【特許文献２】特許３７４６７４４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２０６７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、放射線の線量をより高精度に制御する放射線治療システムを提供することにある。
本発明の他の課題は、放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減する放射線治療システムを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、放射線を照射する方向を移動させるときに、その放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減する放射線治療システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明による放射線治療システム（１）は、高周波源（５）から加速管（６４）に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管（７４、７５、８６、８７）と、導波路のうちの加速管（６４）と自由導波管（７４、７５、８６、８７）との間に介設される非可逆回路素子（７７）とを備えている。加速管（６４）は、高周波を用いて治療用放射線（２３）を生成するための荷電粒子（５７）を加速する。本発明による放射線治療システム（１）は、その高周波が自由導波管（７４、７５、８６、８７）で反射する程度が導波路の変形に依存する場合で、非可逆回路素子（７７）が導波路を高周波源（５）から加速管（６４）に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管（６４）から高周波源（５）に向かって進行する高周波反射分を減衰させるときに、その高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、本発明による放射線治療システムは、加速管（６４）により生成される荷電粒子（５７）のエネルギーの変動を低減することができ、治療用放射線（２３）のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができ、治療用放射線（２３）の線量をより高精度に制御することができる。
【００１０】
自由導波管（７４、７５、８６、８７）は、回転機構に対応する場合には自由度が大きく取れ且つ健全性も担保できることから一端（９１）に対して他端（９２）が回転可能であるロータリージョイント（７５）を少なくとも一つ用いることが好ましい。
【００１１】
非可逆回路素子（７７）は、サーキュレータ（７７）であることが熱除去能力が大きい点で好ましい。
【００１２】
本発明による放射線治療システム（１）は、導波路のうちの一部と高周波源（５）との間の他の一部を変形する他の自由導波管（８）と、導波路のうちの一部と他の一部との間に介設される他の非可逆回路素子とをさらに備えていることが、さらに好ましい。
【００１３】
本発明による放射線治療システム（１）は、導波路の状態を出力する装置（２、６）と、高周波を用いて加速管（６４）に所定電力が供給されるように、状態に基づいて高周波源（５）を制御する制御装置（７）とをさらに備えている。装置（２、６）としては、その状態を計測するセンサ（６）、加速管（６４）を移動させる駆動装置（１１、１５）を制御する放射線治療装置制御装置（２）が例示される。本発明による放射線治療システム（１）は、導波路の状態により導波管（８）が高周波を伝送する伝送効率が変化するときに、加速管（６４）により生成される荷電粒子（５７）のエネルギーの変動を低減することができ、治療用放射線（２３）のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができる。その結果、本発明による放射線治療システム（１）は、治療用放射線（２３）の線量をより高精度に制御することができる。
【００１４】
本発明による加速装置は、高周波源（５）から加速管（６４）に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管（７４、７５、８６、８７）と、導波路のうちの加速管（６４）と自由導波管（７４、７５、８６、８７）との間に介設されるサーキュレータ（７７）とを備えている。加速管（６４）は、高周波を用いて荷電粒子（５７）を加速する。本発明による加速装置は、その高周波が自由導波管（７４、７５、８６、８７）で反射する程度が導波路の変形に依存する場合で、非可逆回路素子（７７）が導波路を高周波源（５）から加速管（６４）に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管（６４）から高周波源（５）に向かって進行する高周波反射分を減衰させるときに、その高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、本発明による放射線治療システムは、加速管（６４）により生成される荷電粒子（５７）のエネルギーの変動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による放射線治療システムおよび加速装置は、導波路により伝送される高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、伝送効率の変動を低減させることができ、加速管により生成される荷電粒子のエネルギーの変動を低減することができる。その結果、本発明による放射線治療システムは、治療用放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができ、治療用放射線の線量をより高精度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照して、本発明による放射線治療システムの実施の形態を記載する。その放射線治療システム１は、図１に示されているように、放射線治療装置制御装置２と放射線治療装置３とクライストロン５とセンサ６と制御装置７とを備えている。放射線治療装置制御装置２は、パーソナルコンピュータに例示されるコンピュータである。放射線治療装置制御装置２は、双方向に情報を伝送することができるように放射線治療装置３に接続されている。クライストロン５は、制御装置７により発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流が制御されて所定の電力の高周波を生成し、導波管８を介してその高周波を放射線治療装置３に出力する。なお、制御対象は、その３項目の全てを対象とする必要はなく、そのうちの一部でも全部でも構わない。以下、記載の各制御対象についても特に記載しない限り同様である。センサ６は、導波管８の状態を計測する装置から形成されている。その装置は、旋回角センサ６−１と走行角センサ６−２とパン角センサ６−３とチルト角センサ６−４と伝送効率センサ６−５とを含んでいる。制御装置７は、センサ６により計測された状態に基づいて、クライストロン５を制御する。
【００１７】
図２は、放射線治療装置３を示している。放射線治療装置３は、旋回駆動装置１１とＯリング１２と走行ガントリ１４と首振り機構１５と治療用放射線照射装置１６とを備えている。旋回駆動装置１１は、回転軸１７を中心に回転可能にＯリング１２を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させる。回転軸１７は、鉛直方向に平行である。Ｏリング１２は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、回転軸１８を中心に回転可能に走行ガントリ１４を支持している。回転軸１８は、鉛直方向に垂直であり、回転軸１７に含まれるアイソセンタ１９を通る。回転軸１８は、さらに、Ｏリング１２に対して固定され、すなわち、Ｏリング１２とともに回転軸１７を中心に回転する。走行ガントリ１４は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、Ｏリング１２のリングと同心円になるように配置されている。放射線治療装置３は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えている。その走行駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させる。
【００１８】
首振り機構１５は、走行ガントリ１４のリングの内側に固定され、治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置１６を走行ガントリ１４に支持している。首振り機構１５は、パン軸２１およびチルト軸２２を有している。チルト軸２２は、走行ガントリ１４に対して固定され、回転軸１８に交差しないで回転軸１８に平行である。パン軸２１は、チルト軸２２に直交している。首振り機構１５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、パン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させ、チルト軸２２を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させる。
【００１９】
治療用放射線照射装置１６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、治療用放射線２３を放射する。治療用放射線２３は、パン軸２１とチルト軸２２とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線２３は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線２３は、さらに、一部が遮蔽されて治療用放射線２３が患者に照射されるときの照射野の形状が制御されている。
【００２０】
治療用放射線２３は、このように治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４に支持されることにより、首振り機構１５で治療用放射線照射装置１６がアイソセンタ１９に向かうように一旦調整されると、旋回駆動装置１１によりＯリング１２が回転し、または、その走行駆動装置により走行ガントリ１４が回転しても、常に概ねアイソセンタ１９を通る。即ち、走行・旋回を行うことで任意方向からアイソセンタ１９に向けて治療用放射線２３の照射が可能になる。
【００２１】
放射線治療装置３は、さらに、複数のイメージャシステムを備えている。すなわち、放射線治療装置３は、診断用Ｘ線源２４、２５とセンサアレイ３２、３３とを備えている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２４を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２４は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３５を放射する。診断用Ｘ線３５は、診断用Ｘ線源２４が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２５は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３６を放射する。診断用Ｘ線３６は、診断用Ｘ線源２５が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。
【００２２】
センサアレイ３２は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３２は、診断用Ｘ線源２４により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３５を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３３は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３３は、診断用Ｘ線源２５により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３６を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３２、３３としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。
【００２３】
このようなイメージャシステムによれば、センサアレイ３２、３３により得た画像信号に基づき、アイソセンタ１９を中心とする透過画像を生成することができる。
【００２４】
放射線治療装置３は、さらに、センサアレイ３１を備えている。センサアレイ３１は、センサアレイ３１と治療用放射線照射装置１６とを結ぶ線分がアイソセンタ１９を通るように配置されて、走行ガントリ１４のリングの内側に固定されている。センサアレイ３１は、治療用放射線照射装置１６により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した治療用放射線２３を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３１としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。
【００２５】
放射線治療装置３は、さらに、カウチ４１とカウチ駆動装置４２とを備えている。カウチ４１は、放射線治療システム１により治療される患者４３が横臥することに利用される。カウチ４１は、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、その患者が動かないように、その患者をカウチ４１に固定する。カウチ駆動装置４２は、カウチ４１を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されてカウチ４１を移動させる。
【００２６】
図３は、治療用放射線照射装置１６を示している。治療用放射線照射装置１６は、電子ビーム加速装置５１とＸ線ターゲット５２と１次コリメータ５３とフラットニングフィルタ５４と線量計６１と２次コリメータ５５とマルチリーフコリメータ５６とを備えている。電子ビーム加速装置５１は、電子を加速して生成される電子ビーム５７をＸ線ターゲット５２に照射する。Ｘ線ターゲット５２は、高原子番号材(タングステン、タングステン合金等)から形成され、電子ビーム５７が照射された際の制動放射により生成される放射線５９を放出する。放射線５９は、Ｘ線ターゲット５２が内部に有する点である仮想的点線源５８を通る直線に概ね沿って放射される。１次コリメータ５３は、高原子番号材(鉛、タングステン等)から形成され、所望の部位以外に放射線５９が照射されないように放射線５９を遮蔽する。フラットニングフィルタ５４は、アルミニウム等から形成され、概ね円錐形の突起が形成される板に形成されている。フラットニングフィルタ５４は、その突起がＸ線ターゲット側に面するように配置される。フラットニングフィルタ形状は、本フラットニングフィルタを通過した後に、その放射方向に垂直である平面の所定領域における線量が概ね一様に分布するように形成される。２次コリメータ５５は、高原子番号材(鉛、タングステン等)から形成され、放射線６０が所望の部位以外に照射されないように放射線６０を遮蔽する。このようにして形成された一様強度分布を持つ放射線６０は、放射線治療装置制御装置２により制御を受けたマルチリーフコリメータ５６により、一部が遮蔽されて、別途構築した治療計画に基づく性状である治療用放射線２３を生成することになる。すなわち、マルチリーフコリメータ５６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、放射線６０の一部を遮蔽して治療用放射線２３が患者に照射されるときの照射野の形状を制御する。
【００２７】
線量計６１は、透過する放射線の強度を測定する透過型電離箱であり、放射線６０が透過するように、１次コリメータ５３と２次コリメータ５５との間に配置されている。線量計６１は、透過する放射線６０の線量を測定し、その線量を放射線治療装置制御装置２に出力する。このような線量計６１は、非破壊的検証可能である点で好ましい。なお、線量計６１は、透過型電離箱と異なる他のＸ線強度検出器を適用することもできる。そのＸ線強度検出器としては、半導体検出器、シンチレーション検出器が例示される。半導体検出器またはシンチレーション検出器は、透過型電離箱のように放射線軌道上に代替設置することが困難であるためにその軌道外に配置することが好ましく、たとえば、アイソセンタ１９を隔てて治療用放射線照射装置１６に対向する位置に配置されるように走行ガントリ１４に固定される。電離箱は、一般に、時定数が数秒程度であり、応答性が悪い。半導体検出器またはシンチレーション検出器は、軌道外に配置されるときに電離箱より信号強度が低いという欠点があるが、電離箱より応答性がよくなり、好ましい。
【００２８】
電子ビーム加速装置５１は、電子線発生部６３と加速管６４とを備えている。電子線発生部６３は、カソード６６とグリッド６７とを備えている。加速管６４は、円筒形に形成され、その円筒の内部に適切な間隔で並ぶ複数の電極６８を備えている。放射線治療装置３は、さらに、カソード電源７０とグリッド電源６９とを備えている。カソード電源７０は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、カソード６６が加熱されてカソード６６から所定の量の電子が放出されるように（すなわち、カソード６６が所定の温度で維持されるように）、カソード６６に電力を供給する。グリッド電源６９は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、電子線発生部６３から所定の量の電子だけが放出されるように、グリッド６７とカソード６６との間に所定の電圧を印加する。クライストロン５は、導波管８を介して加速管６４に接続されている。クライストロン５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、加速管６４が電子線発生部６３から放出される電子を所定のエネルギーを有するまで加速するように、導波管８を介して加速管６４にマイクロ波を入射する。
【００２９】
クライストロン５は、図４に示されているように、放射線治療装置３が支持される土台に支持されている。導波管８は、クライストロン５により生成される高周波が伝播する導波路を形成している。導波管８は、固定導波管７１、７２、７３とフレキシブル導波管７４とロータリージョイント７５とを備えている。固定導波管７１は、変形しない導波路を形成し、その土台に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。固定導波管７２は、変形しない導波路を形成し、回転台７６に支持されている。回転台７６は、旋回駆動装置１１により、回転軸１７を中心に回転可能に支持され、Ｏリング１２と同体に回転軸１７を中心に回転される。このため、固定導波管７２は、Ｏリング１２と同体に回転軸１７を中心に回転する。固定導波管７３は、変形しない導波路を形成し、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４と同体に運動する。
【００３０】
フレキシブル導波管７４は、蛇腹構造（べローズ）に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管７４は、一端が固定導波管７１に接続され、他端が固定導波管７２に接続されている。フレキシブル導波管７４は、土台に対してＯリング１２が回転することにより変形し、フレキシブル導波管７４の形状は、土台に対するＯリング１２の旋回角に概ね対応している。すなわち、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角は、フレキシブル導波管７４の変形が可能な範囲により制限されている。
【００３１】
ロータリージョイント７５は、変形可能である導波路を形成し、回転軸１８に重なるように配置されている。ロータリージョイント７５は、一端が固定導波管７２に接続され、他端が固定導波管７３に接続されている。
【００３２】
固定導波管７３は、図５に示されているように、ロータリージョイント７５に接続されている端の反対側の端が首振り機構１５の近傍に配置されている。導波管８は、さらに、図５に示されているように、サーキュレータ７７を備えている。サーキュレータ７７は、固定導波管７３の途中に配置されている。サーキュレータ７７は、固定導波管７３をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。
加速管６４に入射したマイクロ波の一部は、反射する。この反射率は、加速管の共振度により一定である。また、ロータリージョイント７５などの自由導波管では、マイクロ波の一部が反射する。このため、加速管６４からの反射波の一部は、ロータリージョイント７５で再度反射された後に加速管６４に向かう。しかし、サーキュレータ７７を配したことで、加速管６４からの反射波を系外に配することが可能となるため、結果的にクライストロン５から供給したマイクロ波が、反射マイクロ波と重畳することによる打ち消し・歪みを抑制することが可能となる。
【００３３】
図６は、首振り機構１５を示している。首振り機構１５は、照射装置支持体８１と中間体８２とを備えている。照射装置支持体８１は、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４と同体に運動する。チルト軸２２は、照射装置支持体８１に対して固定されている。中間体８２は、チルト軸２２を中心に回転可能に照射装置支持体８１に支持されている。パン軸２１は、中間体８２に対して固定されている。治療用放射線照射装置１６は、パン軸２１を中心に回転可能に中間体８２に支持されている。なお、首振り機構１５は、治療用放射線２３がアイソセンタ１９に向かうように調整するために用いることから、パン軸２１とチルト軸２２は両軸の交点が仮想的点線源５８にほぼ一致するように、配することが望ましい。
【００３４】
首振り機構１５は、さらに、図示されていないパン軸駆動装置とチルト軸駆動装置とを備えている。そのパン軸駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されてパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させる。そのチルト軸駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されてチルト軸２２を中心に中間体８２を回転させる。
【００３５】
導波管８は、さらに、固定導波管８４と固定導波管８５とフレキシブル導波管８６とフレキシブル導波管８７とを備えている。固定導波管８４は、変形しない導波路を形成し、中間体８２に支持され、中間体８２と同体に運動する。固定導波管８５は、変形しない導波路を形成し、治療用放射線照射装置１６に支持され、治療用放射線照射装置１６と同体に運動する。固定導波管８５は、一端が加速管６４に接続されている。フレキシブル導波管８６とフレキシブル導波管８７とは、蛇腹構造（べローズ）に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管８６は、チルト軸２２に重なるように配置され、一端が固定導波管７３に接続され、他端が固定導波管８４に接続されている。フレキシブル導波管８６は、中間体８２に対して治療用放射線照射装置１６が回転することにより変形し、フレキシブル導波管８６の形状は、中間体８２に対する治療用放射線照射装置１６のチルト角に概ね対応している。フレキシブル導波管８７は、パン軸２１に重なるように配置され、一端が固定導波管８４に接続され、他端が治療用放射線照射装置１６の加速管６４に接続されている。フレキシブル導波管８７は、照射装置支持体８１に対して中間体８２が回転することにより変形し、フレキシブル導波管８７の形状は、照射装置支持体８１に対する中間体８２のパン角に概ね対応している。
【００３６】
図７は、ロータリージョイント７５を示している。ロータリージョイント７５は、第１筒部分９１と第２筒部分９２とを備えている。第１筒部分９１は、回転軸９３を中心とする筒状に形成されている。第２筒部分９２は、回転軸９３を中心とする筒状に形成され、回転軸９３を中心に回転可能に第１筒部分９１に支持されている。第１筒部分９１は、その筒の側面の一部が固定導波管７２の一端に接続されている。第２筒部分９２は、その筒の側面の一部が固定導波管７３の一端に接続されている。ロータリージョイント７５は、回転軸９３が回転軸１８に重なるように、放射線治療装置３に配置されている。すなわち、ロータリージョイント７５は、Ｏリング１２に対して走行ガントリ１４が回転することにより、第１筒部分９１に対して第２筒部分９２が回転する。このとき、第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の角度は、Ｏリング１２に対する走行ガントリ１４の走行角に対応している。
【００３７】
ロータリージョイント７５は、固定導波管７２と固定導波管７３とを回転可能に連結し、固定導波管７２と固定導波管７３との間を高周波が伝送可能に連結している。このようなロータリージョイント７５は、周知であり、たとえば、特開２００５−０３３４６３号公報に開示されている。
【００３８】
ここで、旋回角センサ６−１は、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。走行角センサ６−２は、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。パン角センサ６−３は、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。チルト角センサ６−４は、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。伝送効率センサ６−５は、導波管８のうちの加速管６４に近い部分（たとえば、固定導波管８５の途中）に配置され、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを計測し、導波管８が高周波を伝送する伝送効率を生成する。このような伝送効率センサ６−５は、周知であり、たとえば、方向性結合器を備えたものが例示される。
なお、加速管６４の共振度が一定と見做せる場合には、伝送効率センサ６−５は、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力のみを計測することで、導波管８が高周波を伝送する伝送効率に相当する物理量の間接評価も可能である。
【００３９】
図８は、制御装置７を示している。制御装置７は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、制御装置７にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵに利用される情報を記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を記録する。その入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより生成された情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、そのＣＰＵにより生成された画面を表示するディスプレイが例示される。そのインターフェースは、制御装置７に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、クライストロン５とセンサ６とを含んでいる。
【００４０】
制御装置７は、コンピュータプログラムである制御データベース１０１と状態収集部１０２と制御部１０３とを備えている。
【００４１】
制御データベース１０１は、センサ６により計測される計測値とクライストロン５を制御する制御値との関係を示す制御テーブルを他のコンピュータプログラムにより検索可能に記憶装置に記録している。
【００４２】
状態収集部１０２は、センサ６により計測される計測値をセンサ６から収集する。すなわち、状態収集部１０２は、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角を旋回角センサ６−１から収集する。状態収集部１０２は、さらに、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する走行角を走行角センサ６−２から収集する。状態収集部１０２は、さらに、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転するパン角をパン角センサ６−３から収集する。状態収集部１０２は、さらに、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転するチルト角をチルト角センサ６−４から収集する。状態収集部１０２は、さらに、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ６−５から収集する。
【００４３】
制御部１０３は、制御データベース１０１により記録される制御テーブルを参照して、状態収集部１０２により収集された計測値に基づいてクライストロン５を制御する。
【００４４】
図９は、制御データベース１０１により記録される制御テーブルを示している。その制御テーブル１０４は、旋回角１０５と走行角１０６とパン角１０７とチルト角１０８とを制御量１０９に対応付けている。すなわち、旋回角１０５のうちの任意の要素と走行角１０６のうちの任意の要素とパン角１０７のうちの任意の要素とチルト角１０８のうちの任意の要素との組み合わせは、制御量１０９のうちの１つの要素に対応している。旋回角１０５は、フレキシブル導波管７４の形状を示し、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する回転角を示している。走行角１０６は、ロータリージョイント７５の形状を示し、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する回転角を示している。パン角１０７は、フレキシブル導波管８７の形状を示し、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転する回転角を示している。チルト角１０８は、フレキシブル導波管８６の形状を示し、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転する回転角を示している。制御量１０９は、センサ６により旋回角と走行角とパン角とチルト角とが計測された時に、クライストロン５を制御するときに用いられる制御量を示し、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流を示している。
【００４５】
このとき、制御部１０３は、制御テーブル１０４を参照して、状態収集部１０２により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出し、クライストロン５の発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン５を制御する。制御部１０３は、さらに、状態収集部１０２により収集される高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管６４に所定の電力が供給されるように、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。
【００４６】
すなわち、制御テーブル１０４は、制御装置７が状態収集部１０２により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量に基づいてクライストロン５を制御するときに、加速管６４に一定の電力が供給されるように、作成される。
【００４７】
放射線治療システム１を用いた放射線治療では、ユーザが、まず、放射線治療装置制御装置２を用いて治療計画を作成する。その治療計画は、患者４３の患部に治療用放射線２３を照射する照射角度と、その各照射角度から照射する治療用放射線２３の線量および性状とを示している。放射線治療装置制御装置２は、追尾動作と照射動作とを繰り返して実行する。その追尾動作では、放射線治療装置制御装置２は、放射線治療装置３のイメージャシステムにより撮像された画像に基づいて患部位置を算出する。その患部位置算出は、患部と異なるランドマークの位置に基づくものでもよい。そのランドマークとしては、その患部と連動して運動する臓器、物体が例示される。その臓器としては、骨（肋骨）、横隔膜、膀胱が例示される。その物体は、イメージャシステムにより検出される材料から形成され、その患部と連動して運動するようにその患者の体内に埋め込まれる。その物体としては、金から形成される球である金マーカが例示される。放射線治療装置制御装置２は、治療用放射線２３がその患部位置を透過するように、首振り機構１５を用いて治療用放射線照射装置１６を移動させる。その照射動作では、放射線治療装置制御装置２は、その追尾動作により治療用放射線照射装置１６が移動した直後に治療用放射線照射装置１６を用いて治療用放射線２３をその患部に照射する。
【００４８】
制御装置７は、その照射動作と並行して動作する。制御装置７は、まず、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角を旋回角センサ６−１から収集する。制御装置７は、さらに、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する走行角を走行角センサ６−２から収集する。制御装置７は、さらに、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転するパン角をパン角センサ６−３から収集する。制御装置７は、さらに、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転するチルト角をチルト角センサ６−４から収集する。制御装置７は、さらに、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ６−５から収集する。
【００４９】
制御装置７は、制御テーブル１０４を参照して、センサ６により計測された旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出する。制御装置７は、クライストロン５の発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン５を制御する。制御装置７は、さらに、伝送効率センサ６−５により計測された高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管６４に所定の電力が供給されるように、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。制御装置７は、このような動作を定期的に繰り返し実行する。
【００５０】
図１０は、ロータリージョイント７５の第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その関係１１１は、任意の整数ｎを用いて、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ＋２πｎに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する伝送効率と異なる場合があることを示している。すなわち、関係１１１は、ロータリージョイント７５の第１筒部分９１と第２筒部分９２とが回転することにより、伝送効率が変化することを示している。また、本変動量の絶対値は、逆位相でも同一とは限らず、一般にΔａとΔｂは、異なる。このような伝送効率の変化は、理論的に起こり得ないが、構成要素の機械的精度及び組立精度のため、その回転により、ロータリージョイント７５の一部（たとえば、第１筒部分９１と第２筒部分９２との隙間の程度）が変化すること、両筒部分の間の結合係数が変化すること等により発生する。
【００５１】
なお、フレキシブル導波管７４、８６、８７に関してもロータリージョイント７５と同様にして、その変形に伴って伝送効率が変化する。すなわち、フレキシブル導波管７４は、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、その旋回角に対応している。フレキシブル導波管８６は、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、そのチルト角に対応している。フレキシブル導波管８７は、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、そのパン角に対応している。
【００５２】
図１１は、導波管８がサーキュレータ７７を備えていないときのロータリージョイント７５の第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その伝送効率は、導波管８のうちの自由導波管（フレキシブル導波管７４、８６、８７、ロータリージョイント７５）より加速管６４に近い部分（たとえば、固定導波管８５の途中）で計測される。その関係１２１は、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ＋２πｎに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する伝送効率と異なる場合があることを示している。すなわち、関係１２１は、ロータリージョイント７５の第１筒部分９１と第２筒部分９２とが回転することにより、伝送効率が変化することを示している。このような伝送効率の変化は、理論的に起こり得ないが、構成要素の機械的精度及び組立精度のため、その回転により、ロータリージョイント７５の一部（たとえば、第１筒部分９１と第２筒部分９２との隙間の程度）が変化すること、両筒部分の間の結合係数が変化すること等により発生する。
【００５３】
図１１は、さらに、導波管８がサーキュレータ７７を備えているときのロータリージョイント７５の第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その関係１２２は、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ＋２πｎに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する伝送効率と異なる場合があることを示し、さらに、伝送効率の変動の大きさが関係１２１により示される伝送効率の大きさより小さいことを示している。すなわち、図１１は、導波管８がサーキュレータ７７を備えることにより、導波管８により伝送される高周波の伝送効率の変動の大きさを低減することができることを示している。
【００５４】
図１２は、制御装置７がセンサ６の計測値に基づいてクライストロン５を制御しないときのロータリージョイント７５の回転角とクライストロン５から出力される高周波の電力との関係を示している。その関係１１２は、その高周波の電力がその回転角に独立であることを示し、その高周波の電力が一定であることを示している。図１２は、さらに、フレキシブル導波管７４、８６、８７が変形しない場合で制御装置７がセンサ６の計測値に基づいてクライストロン５を制御するときのロータリージョイント７５の回転角とクライストロン５から出力される高周波の電力との関係を示している。その関係１１３は、その高周波の電力がその回転角に対応していることを示し、回転角度θに対応する高周波の電力が、回転角度θ＋２πｎに対応する高周波の電力に等しいことを示している。すなわち、制御装置７は、その高周波の電力がその回転角に対応し、回転角度θに対応する高周波の電力が回転角度θ＋２πｎに対応するように、クライストロン５を制御する。
【００５５】
図１３は、クライストロン５が関係１１２に示されるように高周波を出力するときのロータリージョイント７５の回転角と加速管６４に入力される電力との関係を示している。その関係１１４は、回転角度θに対応する電力が回転角度θ＋２πｎに対応する電力に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する電力と異なる場合があることを示している。図１２は、さらに、クライストロン５が関係１１３に示されるように高周波を出力するときのロータリージョイント７５の回転角と加速管６４に入力される電力との関係を示している。その関係１１５は、その電力がその回転角に独立であることを示し、その電力が一定であることを示している。
【００５６】
本発明による放射線治療システム１は、加速管６４がクライストロン５に対して移動する場合であっても、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。その結果、本発明による放射線治療システム１は、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００５７】
本発明による放射線治療システムの実施の他の形態は、既述の実施の形態における状態収集部１０２が他の状態収集部に置換されている。その状態収集部は、放射線治療装置制御装置２から旋回駆動装置１１と走行駆動装置とパン軸駆動装置とチルト軸駆動装置とに伝達される状態制御信号を放射線治療装置制御装置２から収集し、その制御信号に基づいて導波管８の状態を算出する。すなわち、その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する走行角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転するパン角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転するチルト角を算出する。その状態収集部は、さらに、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ６−５から収集する。
【００５８】
このような放射線治療システムは、放射線治療システム１と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。このような放射線治療システムは、さらに、旋回角センサ６−１と走行角センサ６−２とパン角センサ６−３とチルト角センサ６−４とを備える必要がなく、より安価に製造することができる。
【００５９】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における制御部１０３が他の制御部に置換されている。その制御部は、制御テーブル１０４を参照して、状態収集部１０２により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出し、クライストロン５の発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン５を制御する。
【００６０】
このような放射線治療システムは、放射線治療システム１と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。このような放射線治療システムは、さらに、伝送効率センサ６−５を備える必要がなく、より安価に製造することができる。
【００６１】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における制御部１０３が他の制御部に置換されている。その制御部は、状態収集部１０２により収集される高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管６４に所定の電力が供給されるように、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。
【００６２】
このような放射線治療システムは、導波管８により形成される導波路の形状に基づいてフィードバック制御に用いられる初期値が決定されていないために、放射線治療システム１と比較して応答が遅くなることがあるが、このような放射線治療システムは、放射線治療システム１と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。
【００６３】
なお、クライストロン５は、他の高周波源に置換することができる。その高周波源としては、マグネトロン、多極管が例示される。そのマグネトロンは、マグネトロン電流が制御されて所定の電力の高周波を生成する。このとき、制御装置７は、そのマグネトロン電流を制御することにより、電子ビーム５７のエネルギーの変動を低減し、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができる。その多極管は、発振ＲＦ強度または多極管加速電圧または多極管電流が制御されて所定の電力の高周波を生成する。このとき、制御装置７は、発振ＲＦ強度または多極管加速電圧または多極管電流を制御することにより、電子ビーム５７のエネルギーの変動を低減し、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができる。
【００６４】
なお、制御テーブル１０４は、導波管８による導波路の形状と異なる他の状態の集合を制御量１０９にさらに対応付けることができる。その状態としては、導波管８の各部分の温度が例示される。このとき、制御装置７は、その導波路の形状とその状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、放射線治療システム１より増して、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。
【００６５】
なお、制御テーブル１０４は、フレキシブル導波管７４、８６、８７の変形に独立して、ロータリージョイント７５の回転角の集合だけを制御量１０９にさらに対応付けることができる。フレキシブル導波管は、一般に、ロータリージョイントに比較して、可撓・伸縮範囲、即ち状態変化可能範囲が小さく、変形による伝送効率の変動が十分に小さい。このため、制御装置７は、フレキシブル導波管７４、８６、８７の変形による伝送効率の変動が無視しえるほど十分に小さいときに、ロータリージョイント７５の回転角に基づいてクライストロン５を制御することにより、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。このとき、放射線治療システムは、さらに、旋回角センサ６−１とパン角センサ６−３とチルト角センサ６−４とを備える必要がなく、より安価に製造することができる。
【００６６】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における制御装置７を備えていない。このような放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療システム１より、導波管８の伝送効率の変動の程度を低減することができないが、サーキュレータ７７により伝送効率の変動の程度が十分に低減されるときに、好適である。
【００６７】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における導波管８が他の導波管に置換されている。その導波管は、複数のロータリージョイントと複数のサーキュレータを備えている。その複数のサーキュレータのうちの１つは、複数のロータリージョイントのうちの加速管６４に最も近いロータリージョイントと加速管６４との間に介設されている。その複数のサーキュレータのうちの残りのサーキュレータは、その複数のロータリージョイントのうちの隣接する２つのロータリージョイントの間に介設されている。その導波管は、複数のロータリージョイントを備えているときに、その複数のロータリージョイントごとに高周波の打ち消しあいおよび波形歪みが発生する。導波管は、複数のロータリージョイントと複数のサーキュレータをこのように備えることにより、その複数のロータリージョイントごとに発生する打ち消しあいおよび波形歪みを防止し、加速管６４に供給される電力の変動を低減することができる。
【００６８】
なお、サーキュレータ７７は、導波管８をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管６４からクライストロン５に向かって進行する高周波反射分を減衰させる他の非可逆回路素子に置換することができる。その非可逆回路素子としては、アイソレータが例示される。そのアイソレータは、サーキュレータと同様にして、伝送効率の変動の程度を低減することができる。サーキュレータは、そのアイソレータに比較して熱除去能力が大きいために、本発明による放射線治療システム１に適用されることがアイソレータより好ましい。
【００６９】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における導波管８が他の導波管に置換されている。その導波管１２１は、図１４に示されているように、既述の実施の形態における導波管８のうちの固定導波管７１、７２とフレキシブル導波管７４とが、固定導波管１２２、１２３とロータリージョイント１２４とサーキュレータ１２５、１２６とに置換されている。固定導波管１２２は、変形しない導波路を形成し、その土台に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。固定導波管１２３は、変形しない導波路を形成し、回転台７６に支持されている。ロータリージョイント１２４は、回転軸１７上に配置されている。ロータリージョイント１２４は、一端が固定導波管１２２に接続され、他端が固定導波管１２３に接続されている。ロータリージョイント１２４は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１２２と固定導波管１２３とを回転軸１７を中心に回転可能に連結し、固定導波管１２２と固定導波管１２３との間に高周波が伝送可能に連結している。
【００７０】
サーキュレータ１２５は、固定導波管１２２の途中に配置されている。サーキュレータ１２５は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１２２をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１２６は、固定導波管１２３の途中に配置されている。サーキュレータ１２６は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１２３をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。
【００７１】
ロータリージョイント７５、１２４は、入射される高周波の一部を反射する。その反射する程度は、固定導波管より大きく、ロータリージョイント７５、１２４による導波路の変形の程度（回転角度）に依存している。サーキュレータ１２５は、クライストロン５に入射する反射波を低減し、クライストロン５に高周波が入射することによる悪影響を防止している。サーキュレータ１２６とサーキュレータ７７とは、加速管６４に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、導波管１２１の伝送効率の変動を低減させることができる。すなわち、サーキュレータ１２６とサーキュレータ７７とを設置する目的は、サーキュレータ１２５を設置する目的と異なっている。
【００７２】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管１２１を備えるときも、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にしてクライストロン５を制御することができ、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００７３】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における放射線治療装置３が他の放射線治療装置に置換されている。その放射線治療装置１３１は、図１５に示されているように、支持体１３２、１３３とベアリング１３４と照射ヘッド１３５とを備えている。支持体１３２は、クライストロン５を支持する土台に支持されている。ベアリング１３４は、支持体１３２に対して、回転軸１３６を中心に回転可能に支持体１３３を支持している。回転軸１３６は、水平方向に平行である。支持体１３３は、照射ヘッド１３５を支持している。
【００７４】
照射ヘッド１３５は、加速部１３７と偏向磁石１３８とターゲット１３９とを備えている。加速部１３７は、加速された電子線１４１を放出する。電子線１４１が放出される方向は、回転軸１３６に平行である。偏向磁石１３８は、磁界を生成し、その電子線１４１の向きを偏向する。その向きは、回転軸１３６に垂直である。ターゲット１３９は、高原子番号材(タングステン、タングステン合金等)から形成され、電子線１４１が照射された際の制動放射により生成される治療用放射線１４２を放出する。
【００７５】
放射線治療装置１３１は、さらに、導波管１５１を備えている。導波管１５１は、固定導波管１５２、１５３とロータリージョイント１５４とサーキュレータ１５５とを備えている。固定導波管１５２は、変形しない導波路を形成し、支持体１３２に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。固定導波管１５３は、変形しない導波路を形成し、支持体１３３に支持されている。ロータリージョイント１５４は、回転軸１３６に重なるように配置されている。ロータリージョイント１５４は、一端が固定導波管１５２に接続され、他端が固定導波管１５３に接続されている。ロータリージョイント１５４は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１５２と固定導波管１５３とを回転軸１３６を中心に回転可能に連結し、固定導波管１５２と固定導波管１５３との間に高周波が伝送可能に連結している。
【００７６】
サーキュレータ１５５は、固定導波管１５３の途中に配置されている。サーキュレータ１５５は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１５３をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１５５は、加速管６４に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、導波管１５１の伝送効率の変動を低減させることができる。
【００７７】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にして、導波管１５１の状態を収集し、その状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００７８】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における放射線治療装置３が他の放射線治療装置に置換されている。その放射線治療装置１６１は、図１６に示されているように、支持体１６２、１６３、１６４とベアリング１６５、１６６と照射ヘッド１６７とを備えている。支持体１６２は、クライストロン５を支持する土台に支持されている。ベアリング１６５は、支持体１６２に対して回転可能に支持体１６３を支持している。ベアリング１６６は、支持体１６３に対して回転可能に支持体１６４を支持している。支持体１６４は、照射ヘッド１６７を支持している。
【００７９】
放射線治療装置１６１は、さらに、導波管１７１を備えている。導波管１７１は、固定導波管１７２、１７３、１７４とロータリージョイント１７５、１７６とを備えている。固定導波管１７２は、変形しない導波路を形成し、支持体１６２に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。ロータリージョイント１７５は、ベアリング１６５の回転軸に重なるように配置されている。ロータリージョイント１７５は、一端が固定導波管１７２に接続され、他端が固定導波管１７３に接続されている。ロータリージョイント１７５は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１７２と固定導波管１７３とをベアリング１６５の回転軸を中心に回転可能に連結し、固定導波管１７２と固定導波管１７３との間に高周波が伝送可能に連結している。
【００８０】
固定導波管１７３は、変形しない導波路を形成し、支持体１６３に支持されている。ロータリージョイント１７６は、ベアリング１６６の回転軸に重なるように配置されている。ロータリージョイント１７６は、一端が固定導波管１７３に接続され、他端が固定導波管１７４に接続されている。ロータリージョイント１７６は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１７３と固定導波管１７４とをベアリング１６６の回転軸を中心に回転可能に連結し、固定導波管１７３と固定導波管１７４との間に高周波が伝送可能に連結している。固定導波管１７４は、変形しない導波路を形成し、支持体１６４に支持され、一端が照射ヘッド１６７に接続されている。照射ヘッド１６７は、クライストロン５から導波管１７１を介して伝送される高周波を用いて、治療用放射線１６８を放出する。
【００８１】
導波管１７１は、さらに、サーキュレータ１７７とサーキュレータ１７８とを備えている。サーキュレータ１７７は、固定導波管１７３の途中に配置されている。サーキュレータ１７７は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１７３をクライストロン５から照射ヘッド１６７に向かって進行する高周波に比較して、照射ヘッド１６７からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１７８は、固定導波管１７４の途中に配置されている。サーキュレータ１７８は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１７４をクライストロン５から照射ヘッド１６７に向かって進行する高周波に比較して、照射ヘッド１６７からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１７７とサーキュレータ１７８とは、加速管６４に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、導波管１７１の伝送効率の変動を低減させることができる。
【００８２】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にして、導波管１７１の状態を収集し、その状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００８３】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における放射線治療装置３が他の放射線治療装置に置換されている。その放射線治療装置１８１は、図１７に示されているように、支持体１８２、１８３、１８４とベアリング１８５、１８６と照射ヘッド１８７とを備えている。支持体１８２は、クライストロン５を支持する土台に支持されている。ベアリング１８５は、支持体１８２に対して回転可能に支持体１８３を支持している。ベアリング１８６は、支持体１８３に対して回転可能に支持体１８４を支持している。支持体１８４は、照射ヘッド１８７を支持している。
【００８４】
放射線治療装置１８１は、さらに、フレキシブル導波管１９１とサーキュレータ１９２とを備えている。フレキシブル導波管１９１は、蛇腹構造（べローズ）に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管１９１は、一端がクライストロン５に接続され、他端が照射ヘッド１８７に接続されている。サーキュレータ１９２は、支持体１８３に支持され、フレキシブル導波管１９１の途中に配置されている。サーキュレータ１９２は、サーキュレータ７７と同様にして、フレキシブル導波管１９１をクライストロン５から照射ヘッド１８７に向かって進行する高周波に比較して、照射ヘッド１８７からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。
【００８５】
サーキュレータ１９２は、照射ヘッド１８７に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、フレキシブル導波管１９１の伝送効率の変動を低減させることができる。
【００８６】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にして、フレキシブル導波管１９１の状態を収集し、その状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、本発明による放射線治療システムの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、放射線治療装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、治療用放射線照射装置を示す断面図である。
【図４】図４は、導波管を示す側面図である。
【図５】図５は、導波管を示す正面図である。
【図６】図６は、首振り機構を示し、導波管を示す斜視図である。
【図７】図７は、ロータリージョイントを示す斜視図である。
【図８】図８は、制御装置を示すブロック図である。
【図９】図９は、制御テーブルを示す図である。
【図１０】図１０は、ロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、導波管がサーキュレータを備えていないときのロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示し、導波管がサーキュレータを備えているときのロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、ロータリージョイントの回転角とクライストロンから出力される高周波の電力との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、ロータリージョイントの回転角と加速管に入力される電力との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、他の導波管を示す側面図である。
【図１５】図１５は、他の放射線治療装置を示す側面図である。
【図１６】図１６は、さらに他の放射線治療装置を示す側面図である。
【図１７】図１７は、さらに他の放射線治療装置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ ：放射線治療システム
２ ：放射線治療装置制御装置
３ ：放射線治療装置
５ ：クライストロン
６ ：センサ
６−１：旋回角センサ
６−２：走行角センサ
６−３：パン角センサ
６−４：チルト角センサ
６−５：伝送効率センサ
７ ：制御装置
８ ：導波管
１１：旋回駆動装置
１２：Ｏリング
１４：走行ガントリ
１５：首振り機構
１６：治療用放射線照射装置
１７：回転軸
１８：回転軸
１９：アイソセンタ
２１：パン軸
２２：チルト軸
２３：治療用放射線
２４：診断用Ｘ線源
２５：診断用Ｘ線源
３１：センサアレイ
３２：センサアレイ
３３：センサアレイ
３５：診断用Ｘ線
３６：診断用Ｘ線
４１：カウチ
４２：カウチ駆動装置
４３：患者
５１：電子ビーム加速装置
５２：Ｘ線ターゲット
５３：１次コリメータ
５４：フラットニングフィルタ
５５：２次コリメータ
５６：マルチリーフコリメータ
５７：電子ビーム
５８：仮想的点線源
５９：放射線
６０：放射線
６１：線量計
６３：電子線発生部
６４：加速管
６６：カソード
６７：グリッド
６８：複数の電極
６９：グリッド電源
７０：カソード電源
７１：固定導波管
７２：固定導波管
７３：固定導波管
７４：フレキシブル導波管
７５：ロータリージョイント
７６：回転台
７７：サーキュレータ
８１：照射装置支持体
８２：中間体
８４：固定導波管
８５：固定導波管
８６：フレキシブル導波管
８７：フレキシブル導波管
９１：第１筒部分
９２：第２筒部分
９３：回転軸
１０１：制御データベース
１０２：状態収集部
１０３：制御部
１０４：制御テーブル
１０５：旋回角
１０６：走行角
１０７：パン角
１０８：チルト角
１０９：制御量
１２１：導波管
１２２：固定導波管
１２３：固定導波管
１２４：ロータリージョイント
１２５：サーキュレータ
１２６：サーキュレータ
１３１：放射線治療装置
１３２：支持体
１３３：支持体
１３４：ベアリング
１３５：照射ヘッド
１３６：回転軸
１３７：加速部
１３８：偏向磁石
１３９：ターゲット
１４１：電子線
１４２：治療用放射線
１５１：導波管
１５２：固定導波管
１５３：固定導波管
１５４：ロータリージョイント
１５５：サーキュレータ
１６１：放射線治療装置
１６２：支持体
１６３：支持体
１６４：支持体
１６５：ベアリング
１６６：ベアリング
１６７：照射ヘッド
１６８：治療用放射線
１７１：導波管
１７２：固定導波管
１７３：固定導波管
１７４：固定導波管
１７５：ロータリージョイント
１７６：ロータリージョイント
１７７：サーキュレータ
１７８：サーキュレータ
１８１：放射線治療装置
１８２：支持体
１８３：支持体
１８４：支持体
１８５：ベアリング
１８６：ベアリング
１８７：照射ヘッド
１９１：フレキシブル導波管
１９２：サーキュレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療システムに関し、特に、患部に放射線を照射することにより患者を治療するときに利用される放射線治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
患部（腫瘍）に治療用放射線を照射することにより患者を治療する放射線治療が知られている。その治療用放射線としては、制動放射により生成される放射線が例示される。その放射線治療は、その患部に所定の線量をより高精度に照射されることが望まれ、その治療用放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動がより小さいことが望まれている。
【０００３】
特開２００５−０３３４６３号公報には、機械的精度が要求されるチョーク構造を不要とし、それにより、円形導波管内での電磁波の減衰を抑制するとともに、円形導波管からの放電の虞も低減できるようにした導波管ロータリージョイントが開示されている。その導波管ロータリージョイントは、回転結合部を有し両端部が軸心線周りに相対回転可能な円形導波管の各端部に方形導波管が接合された導波管ロータリージョイントにおいて、入力側方形導波管内をＴＥ１０モードで伝送される電磁波を上記入力側方形導波管と上記円形導波管との接合部でＴＥ０１モードに変換して上記円形導波管内を伝送し、上記円形導波管と出力側方形導波管との接合部で上記電磁波を再びＴＥ０１モードからＴＥ１０モードに変換して上記出力側方形導波管に出力することを特徴としている。
【０００４】
特許３７４６７４４号公報には、優れた治療性能を有する放射線治療装置が開示されている。その放射線治療装置は、電子銃、線形加速器及びターゲットからなる治療用放射線発生部と同治療用放射線発生部を首振りさせるジンバル機構を有する照射ヘッドと、この照射ヘッドを予め定めた球面座標上で支持し且つ移動させる支持移動機構と、前記照射ヘッドに供給すべきマイクロ波を発生する、静止位置に配置されるマイクロ波発振器と、一端部が前記マイクロ波発振器に電磁気的に接続され、他端部が前記線形加速器に電磁気的に接続される導波管部とを具備する放射線治療装置において、前記ジンバル機構に搭載される前記導波管部の導波管と、前記マイクロ波発振器からの前記導波管部の導波管とを、フレキシブル導波管により連結したことを特徴としている。
【０００５】
特開昭６２−２０６７９８号公報には、加速器本体に超小型、軽量の加速管を搭載し、マイクロ波源とを自在導波管で接合する等ことにより、小型で安価な精度の高い線形加速装置が開示されている。その線形加速器は、線形加速器本体とそのマイクロ波源とを伸縮折曲げ自在な導波管で回転及び上下自由に接合したことを特徴としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０３３４６３号公報
【特許文献２】特許３７４６７４４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２０６７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、放射線の線量をより高精度に制御する放射線治療システムを提供することにある。
本発明の他の課題は、放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減する放射線治療システムを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、放射線を照射する方向を移動させるときに、その放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減する放射線治療システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明による放射線治療システム（１）は、高周波源（５）から加速管（６４）に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管（７４、７５、８６、８７）と、導波路のうちの加速管（６４）と自由導波管（７４、７５、８６、８７）との間に介設される非可逆回路素子（７７）とを備えている。加速管（６４）は、高周波を用いて治療用放射線（２３）を生成するための荷電粒子（５７）を加速する。本発明による放射線治療システム（１）は、その高周波が自由導波管（７４、７５、８６、８７）で反射する程度が導波路の変形に依存する場合で、非可逆回路素子（７７）が導波路を高周波源（５）から加速管（６４）に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管（６４）から高周波源（５）に向かって進行する高周波反射分を減衰させるときに、その高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、本発明による放射線治療システムは、加速管（６４）により生成される荷電粒子（５７）のエネルギーの変動を低減することができ、治療用放射線（２３）のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができ、治療用放射線（２３）の線量をより高精度に制御することができる。
【００１０】
自由導波管（７４、７５、８６、８７）は、回転機構に対応する場合には自由度が大きく取れ且つ健全性も担保できることから一端（９１）に対して他端（９２）が回転可能であるロータリージョイント（７５）を少なくとも一つ用いることが好ましい。
【００１１】
非可逆回路素子（７７）は、サーキュレータ（７７）であることが熱除去能力が大きい点で好ましい。
【００１２】
本発明による放射線治療システム（１）は、導波路のうちの一部と高周波源（５）との間の他の一部を変形する他の自由導波管（８）と、導波路のうちの一部と他の一部との間に介設される他の非可逆回路素子とをさらに備えていることが、さらに好ましい。
【００１３】
本発明による放射線治療システム（１）は、導波路の状態を出力する装置（２、６）と、高周波を用いて加速管（６４）に所定電力が供給されるように、状態に基づいて高周波源（５）を制御する制御装置（７）とをさらに備えている。装置（２、６）としては、その状態を計測するセンサ（６）、加速管（６４）を移動させる駆動装置（１１、１５）を制御する放射線治療装置制御装置（２）が例示される。本発明による放射線治療システム（１）は、導波路の状態により導波管（８）が高周波を伝送する伝送効率が変化するときに、加速管（６４）により生成される荷電粒子（５７）のエネルギーの変動を低減することができ、治療用放射線（２３）のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができる。その結果、本発明による放射線治療システム（１）は、治療用放射線（２３）の線量をより高精度に制御することができる。
【００１４】
本発明による加速装置は、高周波源（５）から加速管（６４）に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管（７４、７５、８６、８７）と、導波路のうちの加速管（６４）と自由導波管（７４、７５、８６、８７）との間に介設されるサーキュレータ（７７）とを備えている。加速管（６４）は、高周波を用いて荷電粒子（５７）を加速する。本発明による加速装置は、その高周波が自由導波管（７４、７５、８６、８７）で反射する程度が導波路の変形に依存する場合で、非可逆回路素子（７７）が導波路を高周波源（５）から加速管（６４）に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管（６４）から高周波源（５）に向かって進行する高周波反射分を減衰させるときに、その高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、本発明による放射線治療システムは、加速管（６４）により生成される荷電粒子（５７）のエネルギーの変動を低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による放射線治療システムおよび加速装置は、導波路により伝送される高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、伝送効率の変動を低減させることができ、加速管により生成される荷電粒子のエネルギーの変動を低減することができる。その結果、本発明による放射線治療システムは、治療用放射線のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができ、治療用放射線の線量をより高精度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照して、本発明による放射線治療システムの実施の形態を記載する。その放射線治療システム１は、図１に示されているように、放射線治療装置制御装置２と放射線治療装置３とクライストロン５とセンサ６と制御装置７とを備えている。放射線治療装置制御装置２は、パーソナルコンピュータに例示されるコンピュータである。放射線治療装置制御装置２は、双方向に情報を伝送することができるように放射線治療装置３に接続されている。クライストロン５は、制御装置７により発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流が制御されて所定の電力の高周波を生成し、導波管８を介してその高周波を放射線治療装置３に出力する。なお、制御対象は、その３項目の全てを対象とする必要はなく、そのうちの一部でも全部でも構わない。以下、記載の各制御対象についても特に記載しない限り同様である。センサ６は、導波管８の状態を計測する装置から形成されている。その装置は、旋回角センサ６−１と走行角センサ６−２とパン角センサ６−３とチルト角センサ６−４と伝送効率センサ６−５とを含んでいる。制御装置７は、センサ６により計測された状態に基づいて、クライストロン５を制御する。
【００１７】
図２は、放射線治療装置３を示している。放射線治療装置３は、旋回駆動装置１１とＯリング１２と走行ガントリ１４と首振り機構１５と治療用放射線照射装置１６とを備えている。旋回駆動装置１１は、回転軸１７を中心に回転可能にＯリング１２を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させる。回転軸１７は、鉛直方向に平行である。Ｏリング１２は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、回転軸１８を中心に回転可能に走行ガントリ１４を支持している。回転軸１８は、鉛直方向に垂直であり、回転軸１７に含まれるアイソセンタ１９を通る。回転軸１８は、さらに、Ｏリング１２に対して固定され、すなわち、Ｏリング１２とともに回転軸１７を中心に回転する。走行ガントリ１４は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、Ｏリング１２のリングと同心円になるように配置されている。放射線治療装置３は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えている。その走行駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させる。
【００１８】
首振り機構１５は、走行ガントリ１４のリングの内側に固定され、治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置１６を走行ガントリ１４に支持している。首振り機構１５は、パン軸２１およびチルト軸２２を有している。チルト軸２２は、走行ガントリ１４に対して固定され、回転軸１８に交差しないで回転軸１８に平行である。パン軸２１は、チルト軸２２に直交している。首振り機構１５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、パン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させ、チルト軸２２を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させる。
【００１９】
治療用放射線照射装置１６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、治療用放射線２３を放射する。治療用放射線２３は、パン軸２１とチルト軸２２とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線２３は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線２３は、さらに、一部が遮蔽されて治療用放射線２３が患者に照射されるときの照射野の形状が制御されている。
【００２０】
治療用放射線２３は、このように治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４に支持されることにより、首振り機構１５で治療用放射線照射装置１６がアイソセンタ１９に向かうように一旦調整されると、旋回駆動装置１１によりＯリング１２が回転し、または、その走行駆動装置により走行ガントリ１４が回転しても、常に概ねアイソセンタ１９を通る。即ち、走行・旋回を行うことで任意方向からアイソセンタ１９に向けて治療用放射線２３の照射が可能になる。
【００２１】
放射線治療装置３は、さらに、複数のイメージャシステムを備えている。すなわち、放射線治療装置３は、診断用Ｘ線源２４、２５とセンサアレイ３２、３３とを備えている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２４を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２４は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３５を放射する。診断用Ｘ線３５は、診断用Ｘ線源２４が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２５は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３６を放射する。診断用Ｘ線３６は、診断用Ｘ線源２５が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。
【００２２】
センサアレイ３２は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３２は、診断用Ｘ線源２４により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３５を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３３は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３３は、診断用Ｘ線源２５により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３６を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３２、３３としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。
【００２３】
このようなイメージャシステムによれば、センサアレイ３２、３３により得た画像信号に基づき、アイソセンタ１９を中心とする透過画像を生成することができる。
【００２４】
放射線治療装置３は、さらに、センサアレイ３１を備えている。センサアレイ３１は、センサアレイ３１と治療用放射線照射装置１６とを結ぶ線分がアイソセンタ１９を通るように配置されて、走行ガントリ１４のリングの内側に固定されている。センサアレイ３１は、治療用放射線照射装置１６により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した治療用放射線２３を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３１としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。
【００２５】
放射線治療装置３は、さらに、カウチ４１とカウチ駆動装置４２とを備えている。カウチ４１は、放射線治療システム１により治療される患者４３が横臥することに利用される。カウチ４１は、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、その患者が動かないように、その患者をカウチ４１に固定する。カウチ駆動装置４２は、カウチ４１を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されてカウチ４１を移動させる。
【００２６】
図３は、治療用放射線照射装置１６を示している。治療用放射線照射装置１６は、電子ビーム加速装置５１とＸ線ターゲット５２と１次コリメータ５３とフラットニングフィルタ５４と線量計６１と２次コリメータ５５とマルチリーフコリメータ５６とを備えている。電子ビーム加速装置５１は、電子を加速して生成される電子ビーム５７をＸ線ターゲット５２に照射する。Ｘ線ターゲット５２は、高原子番号材(タングステン、タングステン合金等)から形成され、電子ビーム５７が照射された際の制動放射により生成される放射線５９を放出する。放射線５９は、Ｘ線ターゲット５２が内部に有する点である仮想的点線源５８を通る直線に概ね沿って放射される。１次コリメータ５３は、高原子番号材(鉛、タングステン等)から形成され、所望の部位以外に放射線５９が照射されないように放射線５９を遮蔽する。フラットニングフィルタ５４は、アルミニウム等から形成され、概ね円錐形の突起が形成される板に形成されている。フラットニングフィルタ５４は、その突起がＸ線ターゲット側に面するように配置される。フラットニングフィルタ形状は、本フラットニングフィルタを通過した後に、その放射方向に垂直である平面の所定領域における線量が概ね一様に分布するように形成される。２次コリメータ５５は、高原子番号材(鉛、タングステン等)から形成され、放射線６０が所望の部位以外に照射されないように放射線６０を遮蔽する。このようにして形成された一様強度分布を持つ放射線６０は、放射線治療装置制御装置２により制御を受けたマルチリーフコリメータ５６により、一部が遮蔽されて、別途構築した治療計画に基づく性状である治療用放射線２３を生成することになる。すなわち、マルチリーフコリメータ５６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、放射線６０の一部を遮蔽して治療用放射線２３が患者に照射されるときの照射野の形状を制御する。
【００２７】
線量計６１は、透過する放射線の強度を測定する透過型電離箱であり、放射線６０が透過するように、１次コリメータ５３と２次コリメータ５５との間に配置されている。線量計６１は、透過する放射線６０の線量を測定し、その線量を放射線治療装置制御装置２に出力する。このような線量計６１は、非破壊的検証可能である点で好ましい。なお、線量計６１は、透過型電離箱と異なる他のＸ線強度検出器を適用することもできる。そのＸ線強度検出器としては、半導体検出器、シンチレーション検出器が例示される。半導体検出器またはシンチレーション検出器は、透過型電離箱のように放射線軌道上に代替設置することが困難であるためにその軌道外に配置することが好ましく、たとえば、アイソセンタ１９を隔てて治療用放射線照射装置１６に対向する位置に配置されるように走行ガントリ１４に固定される。電離箱は、一般に、時定数が数秒程度であり、応答性が悪い。半導体検出器またはシンチレーション検出器は、軌道外に配置されるときに電離箱より信号強度が低いという欠点があるが、電離箱より応答性がよくなり、好ましい。
【００２８】
電子ビーム加速装置５１は、電子線発生部６３と加速管６４とを備えている。電子線発生部６３は、カソード６６とグリッド６７とを備えている。加速管６４は、円筒形に形成され、その円筒の内部に適切な間隔で並ぶ複数の電極６８を備えている。放射線治療装置３は、さらに、カソード電源７０とグリッド電源６９とを備えている。カソード電源７０は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、カソード６６が加熱されてカソード６６から所定の量の電子が放出されるように（すなわち、カソード６６が所定の温度で維持されるように）、カソード６６に電力を供給する。グリッド電源６９は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、電子線発生部６３から所定の量の電子だけが放出されるように、グリッド６７とカソード６６との間に所定の電圧を印加する。クライストロン５は、導波管８を介して加速管６４に接続されている。クライストロン５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、加速管６４が電子線発生部６３から放出される電子を所定のエネルギーを有するまで加速するように、導波管８を介して加速管６４にマイクロ波を入射する。
【００２９】
クライストロン５は、図４に示されているように、放射線治療装置３が支持される土台に支持されている。導波管８は、クライストロン５により生成される高周波が伝播する導波路を形成している。導波管８は、固定導波管７１、７２、７３とフレキシブル導波管７４とロータリージョイント７５とを備えている。固定導波管７１は、変形しない導波路を形成し、その土台に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。固定導波管７２は、変形しない導波路を形成し、回転台７６に支持されている。回転台７６は、旋回駆動装置１１により、回転軸１７を中心に回転可能に支持され、Ｏリング１２と同体に回転軸１７を中心に回転される。このため、固定導波管７２は、Ｏリング１２と同体に回転軸１７を中心に回転する。固定導波管７３は、変形しない導波路を形成し、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４と同体に運動する。
【００３０】
フレキシブル導波管７４は、蛇腹構造（べローズ）に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管７４は、一端が固定導波管７１に接続され、他端が固定導波管７２に接続されている。フレキシブル導波管７４は、土台に対してＯリング１２が回転することにより変形し、フレキシブル導波管７４の形状は、土台に対するＯリング１２の旋回角に概ね対応している。すなわち、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角は、フレキシブル導波管７４の変形が可能な範囲により制限されている。
【００３１】
ロータリージョイント７５は、変形可能である導波路を形成し、回転軸１８に重なるように配置されている。ロータリージョイント７５は、一端が固定導波管７２に接続され、他端が固定導波管７３に接続されている。
【００３２】
固定導波管７３は、図５に示されているように、ロータリージョイント７５に接続されている端の反対側の端が首振り機構１５の近傍に配置されている。導波管８は、さらに、図５に示されているように、サーキュレータ７７を備えている。サーキュレータ７７は、固定導波管７３の途中に配置されている。サーキュレータ７７は、固定導波管７３をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。
加速管６４に入射したマイクロ波の一部は、反射する。この反射率は、加速管の共振度により一定である。また、ロータリージョイント７５などの自由導波管では、マイクロ波の一部が反射する。このため、加速管６４からの反射波の一部は、ロータリージョイント７５で再度反射された後に加速管６４に向かう。しかし、サーキュレータ７７を配したことで、加速管６４からの反射波を系外に配することが可能となるため、結果的にクライストロン５から供給したマイクロ波が、反射マイクロ波と重畳することによる打ち消し・歪みを抑制することが可能となる。
【００３３】
図６は、首振り機構１５を示している。首振り機構１５は、照射装置支持体８１と中間体８２とを備えている。照射装置支持体８１は、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４と同体に運動する。チルト軸２２は、照射装置支持体８１に対して固定されている。中間体８２は、チルト軸２２を中心に回転可能に照射装置支持体８１に支持されている。パン軸２１は、中間体８２に対して固定されている。治療用放射線照射装置１６は、パン軸２１を中心に回転可能に中間体８２に支持されている。なお、首振り機構１５は、治療用放射線２３がアイソセンタ１９に向かうように調整するために用いることから、パン軸２１とチルト軸２２は両軸の交点が仮想的点線源５８にほぼ一致するように、配することが望ましい。
【００３４】
首振り機構１５は、さらに、図示されていないパン軸駆動装置とチルト軸駆動装置とを備えている。そのパン軸駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されてパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させる。そのチルト軸駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されてチルト軸２２を中心に中間体８２を回転させる。
【００３５】
導波管８は、さらに、固定導波管８４と固定導波管８５とフレキシブル導波管８６とフレキシブル導波管８７とを備えている。固定導波管８４は、変形しない導波路を形成し、中間体８２に支持され、中間体８２と同体に運動する。固定導波管８５は、変形しない導波路を形成し、治療用放射線照射装置１６に支持され、治療用放射線照射装置１６と同体に運動する。固定導波管８５は、一端が加速管６４に接続されている。フレキシブル導波管８６とフレキシブル導波管８７とは、蛇腹構造（べローズ）に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管８６は、チルト軸２２に重なるように配置され、一端が固定導波管７３に接続され、他端が固定導波管８４に接続されている。フレキシブル導波管８６は、中間体８２に対して治療用放射線照射装置１６が回転することにより変形し、フレキシブル導波管８６の形状は、中間体８２に対する治療用放射線照射装置１６のチルト角に概ね対応している。フレキシブル導波管８７は、パン軸２１に重なるように配置され、一端が固定導波管８４に接続され、他端が治療用放射線照射装置１６の加速管６４に接続されている。フレキシブル導波管８７は、照射装置支持体８１に対して中間体８２が回転することにより変形し、フレキシブル導波管８７の形状は、照射装置支持体８１に対する中間体８２のパン角に概ね対応している。
【００３６】
図７は、ロータリージョイント７５を示している。ロータリージョイント７５は、第１筒部分９１と第２筒部分９２とを備えている。第１筒部分９１は、回転軸９３を中心とする筒状に形成されている。第２筒部分９２は、回転軸９３を中心とする筒状に形成され、回転軸９３を中心に回転可能に第１筒部分９１に支持されている。第１筒部分９１は、その筒の側面の一部が固定導波管７２の一端に接続されている。第２筒部分９２は、その筒の側面の一部が固定導波管７３の一端に接続されている。ロータリージョイント７５は、回転軸９３が回転軸１８に重なるように、放射線治療装置３に配置されている。すなわち、ロータリージョイント７５は、Ｏリング１２に対して走行ガントリ１４が回転することにより、第１筒部分９１に対して第２筒部分９２が回転する。このとき、第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の角度は、Ｏリング１２に対する走行ガントリ１４の走行角に対応している。
【００３７】
ロータリージョイント７５は、固定導波管７２と固定導波管７３とを回転可能に連結し、固定導波管７２と固定導波管７３との間を高周波が伝送可能に連結している。このようなロータリージョイント７５は、周知であり、たとえば、特開２００５−０３３４６３号公報に開示されている。
【００３８】
ここで、旋回角センサ６−１は、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。走行角センサ６−２は、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。パン角センサ６−３は、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。チルト角センサ６−４は、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置７に出力する。伝送効率センサ６−５は、導波管８のうちの加速管６４に近い部分（たとえば、固定導波管８５の途中）に配置され、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを計測し、導波管８が高周波を伝送する伝送効率を生成する。このような伝送効率センサ６−５は、周知であり、たとえば、方向性結合器を備えたものが例示される。
なお、加速管６４の共振度が一定と見做せる場合には、伝送効率センサ６−５は、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力のみを計測することで、導波管８が高周波を伝送する伝送効率に相当する物理量の間接評価も可能である。
【００３９】
図８は、制御装置７を示している。制御装置７は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、制御装置７にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵに利用される情報を記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を記録する。その入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより生成された情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、そのＣＰＵにより生成された画面を表示するディスプレイが例示される。そのインターフェースは、制御装置７に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、クライストロン５とセンサ６とを含んでいる。
【００４０】
制御装置７は、コンピュータプログラムである制御データベース１０１と状態収集部１０２と制御部１０３とを備えている。
【００４１】
制御データベース１０１は、センサ６により計測される計測値とクライストロン５を制御する制御値との関係を示す制御テーブルを他のコンピュータプログラムにより検索可能に記憶装置に記録している。
【００４２】
状態収集部１０２は、センサ６により計測される計測値をセンサ６から収集する。すなわち、状態収集部１０２は、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角を旋回角センサ６−１から収集する。状態収集部１０２は、さらに、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する走行角を走行角センサ６−２から収集する。状態収集部１０２は、さらに、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転するパン角をパン角センサ６−３から収集する。状態収集部１０２は、さらに、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転するチルト角をチルト角センサ６−４から収集する。状態収集部１０２は、さらに、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ６−５から収集する。
【００４３】
制御部１０３は、制御データベース１０１により記録される制御テーブルを参照して、状態収集部１０２により収集された計測値に基づいてクライストロン５を制御する。
【００４４】
図９は、制御データベース１０１により記録される制御テーブルを示している。その制御テーブル１０４は、旋回角１０５と走行角１０６とパン角１０７とチルト角１０８とを制御量１０９に対応付けている。すなわち、旋回角１０５のうちの任意の要素と走行角１０６のうちの任意の要素とパン角１０７のうちの任意の要素とチルト角１０８のうちの任意の要素との組み合わせは、制御量１０９のうちの１つの要素に対応している。旋回角１０５は、フレキシブル導波管７４の形状を示し、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する回転角を示している。走行角１０６は、ロータリージョイント７５の形状を示し、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する回転角を示している。パン角１０７は、フレキシブル導波管８７の形状を示し、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転する回転角を示している。チルト角１０８は、フレキシブル導波管８６の形状を示し、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転する回転角を示している。制御量１０９は、センサ６により旋回角と走行角とパン角とチルト角とが計測された時に、クライストロン５を制御するときに用いられる制御量を示し、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流を示している。
【００４５】
このとき、制御部１０３は、制御テーブル１０４を参照して、状態収集部１０２により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出し、クライストロン５の発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン５を制御する。制御部１０３は、さらに、状態収集部１０２により収集される高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管６４に所定の電力が供給されるように、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。
【００４６】
すなわち、制御テーブル１０４は、制御装置７が状態収集部１０２により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量に基づいてクライストロン５を制御するときに、加速管６４に一定の電力が供給されるように、作成される。
【００４７】
放射線治療システム１を用いた放射線治療では、ユーザが、まず、放射線治療装置制御装置２を用いて治療計画を作成する。その治療計画は、患者４３の患部に治療用放射線２３を照射する照射角度と、その各照射角度から照射する治療用放射線２３の線量および性状とを示している。放射線治療装置制御装置２は、追尾動作と照射動作とを繰り返して実行する。その追尾動作では、放射線治療装置制御装置２は、放射線治療装置３のイメージャシステムにより撮像された画像に基づいて患部位置を算出する。その患部位置算出は、患部と異なるランドマークの位置に基づくものでもよい。そのランドマークとしては、その患部と連動して運動する臓器、物体が例示される。その臓器としては、骨（肋骨）、横隔膜、膀胱が例示される。その物体は、イメージャシステムにより検出される材料から形成され、その患部と連動して運動するようにその患者の体内に埋め込まれる。その物体としては、金から形成される球である金マーカが例示される。放射線治療装置制御装置２は、治療用放射線２３がその患部位置を透過するように、首振り機構１５を用いて治療用放射線照射装置１６を移動させる。その照射動作では、放射線治療装置制御装置２は、その追尾動作により治療用放射線照射装置１６が移動した直後に治療用放射線照射装置１６を用いて治療用放射線２３をその患部に照射する。
【００４８】
制御装置７は、その照射動作と並行して動作する。制御装置７は、まず、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角を旋回角センサ６−１から収集する。制御装置７は、さらに、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する走行角を走行角センサ６−２から収集する。制御装置７は、さらに、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転するパン角をパン角センサ６−３から収集する。制御装置７は、さらに、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転するチルト角をチルト角センサ６−４から収集する。制御装置７は、さらに、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ６−５から収集する。
【００４９】
制御装置７は、制御テーブル１０４を参照して、センサ６により計測された旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出する。制御装置７は、クライストロン５の発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン５を制御する。制御装置７は、さらに、伝送効率センサ６−５により計測された高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管６４に所定の電力が供給されるように、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。制御装置７は、このような動作を定期的に繰り返し実行する。
【００５０】
図１０は、ロータリージョイント７５の第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その関係１１１は、任意の整数ｎを用いて、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ＋２πｎに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する伝送効率と異なる場合があることを示している。すなわち、関係１１１は、ロータリージョイント７５の第１筒部分９１と第２筒部分９２とが回転することにより、伝送効率が変化することを示している。また、本変動量の絶対値は、逆位相でも同一とは限らず、一般にΔａとΔｂは、異なる。このような伝送効率の変化は、理論的に起こり得ないが、構成要素の機械的精度及び組立精度のため、その回転により、ロータリージョイント７５の一部（たとえば、第１筒部分９１と第２筒部分９２との隙間の程度）が変化すること、両筒部分の間の結合係数が変化すること等により発生する。
【００５１】
なお、フレキシブル導波管７４、８６、８７に関してもロータリージョイント７５と同様にして、その変形に伴って伝送効率が変化する。すなわち、フレキシブル導波管７４は、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、その旋回角に対応している。フレキシブル導波管８６は、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、そのチルト角に対応している。フレキシブル導波管８７は、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、そのパン角に対応している。
【００５２】
図１１は、導波管８がサーキュレータ７７を備えていないときのロータリージョイント７５の第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その伝送効率は、導波管８のうちの自由導波管（フレキシブル導波管７４、８６、８７、ロータリージョイント７５）より加速管６４に近い部分（たとえば、固定導波管８５の途中）で計測される。その関係１２１は、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ＋２πｎに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する伝送効率と異なる場合があることを示している。すなわち、関係１２１は、ロータリージョイント７５の第１筒部分９１と第２筒部分９２とが回転することにより、伝送効率が変化することを示している。このような伝送効率の変化は、理論的に起こり得ないが、構成要素の機械的精度及び組立精度のため、その回転により、ロータリージョイント７５の一部（たとえば、第１筒部分９１と第２筒部分９２との隙間の程度）が変化すること、両筒部分の間の結合係数が変化すること等により発生する。
【００５３】
図１１は、さらに、導波管８がサーキュレータ７７を備えているときのロータリージョイント７５の第１筒部分９１に対する第２筒部分９２の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その関係１２２は、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ＋２πｎに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する伝送効率と異なる場合があることを示し、さらに、伝送効率の変動の大きさが関係１２１により示される伝送効率の大きさより小さいことを示している。すなわち、図１１は、導波管８がサーキュレータ７７を備えることにより、導波管８により伝送される高周波の伝送効率の変動の大きさを低減することができることを示している。
【００５４】
図１２は、制御装置７がセンサ６の計測値に基づいてクライストロン５を制御しないときのロータリージョイント７５の回転角とクライストロン５から出力される高周波の電力との関係を示している。その関係１１２は、その高周波の電力がその回転角に独立であることを示し、その高周波の電力が一定であることを示している。図１２は、さらに、フレキシブル導波管７４、８６、８７が変形しない場合で制御装置７がセンサ６の計測値に基づいてクライストロン５を制御するときのロータリージョイント７５の回転角とクライストロン５から出力される高周波の電力との関係を示している。その関係１１３は、その高周波の電力がその回転角に対応していることを示し、回転角度θに対応する高周波の電力が、回転角度θ＋２πｎに対応する高周波の電力に等しいことを示している。すなわち、制御装置７は、その高周波の電力がその回転角に対応し、回転角度θに対応する高周波の電力が回転角度θ＋２πｎに対応するように、クライストロン５を制御する。
【００５５】
図１３は、クライストロン５が関係１１２に示されるように高周波を出力するときのロータリージョイント７５の回転角と加速管６４に入力される電力との関係を示している。その関係１１４は、回転角度θに対応する電力が回転角度θ＋２πｎに対応する電力に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´（θ´≠θ＋２πｎ）に対応する電力と異なる場合があることを示している。図１２は、さらに、クライストロン５が関係１１３に示されるように高周波を出力するときのロータリージョイント７５の回転角と加速管６４に入力される電力との関係を示している。その関係１１５は、その電力がその回転角に独立であることを示し、その電力が一定であることを示している。
【００５６】
本発明による放射線治療システム１は、加速管６４がクライストロン５に対して移動する場合であっても、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。その結果、本発明による放射線治療システム１は、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００５７】
本発明による放射線治療システムの実施の他の形態は、既述の実施の形態における状態収集部１０２が他の状態収集部に置換されている。その状態収集部は、放射線治療装置制御装置２から旋回駆動装置１１と走行駆動装置とパン軸駆動装置とチルト軸駆動装置とに伝達される状態制御信号を放射線治療装置制御装置２から収集し、その制御信号に基づいて導波管８の状態を算出する。すなわち、その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、土台に対して回転軸１７を中心にＯリング１２が回転する旋回角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、第１筒部分９１に対して回転軸９３を中心に第２筒部分９２が回転する走行角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、中間体８２に対してパン軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６が回転するパン角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、照射装置支持体８１に対してチルト軸２２を中心に中間体８２が回転するチルト角を算出する。その状態収集部は、さらに、導波管８により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ６−５から収集する。
【００５８】
このような放射線治療システムは、放射線治療システム１と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。このような放射線治療システムは、さらに、旋回角センサ６−１と走行角センサ６−２とパン角センサ６−３とチルト角センサ６−４とを備える必要がなく、より安価に製造することができる。
【００５９】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における制御部１０３が他の制御部に置換されている。その制御部は、制御テーブル１０４を参照して、状態収集部１０２により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出し、クライストロン５の発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン５を制御する。
【００６０】
このような放射線治療システムは、放射線治療システム１と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。このような放射線治療システムは、さらに、伝送効率センサ６−５を備える必要がなく、より安価に製造することができる。
【００６１】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における制御部１０３が他の制御部に置換されている。その制御部は、状態収集部１０２により収集される高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管６４に所定の電力が供給されるように、発振ＲＦ強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。
【００６２】
このような放射線治療システムは、導波管８により形成される導波路の形状に基づいてフィードバック制御に用いられる初期値が決定されていないために、放射線治療システム１と比較して応答が遅くなることがあるが、このような放射線治療システムは、放射線治療システム１と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。
【００６３】
なお、クライストロン５は、他の高周波源に置換することができる。その高周波源としては、マグネトロン、多極管が例示される。そのマグネトロンは、マグネトロン電流が制御されて所定の電力の高周波を生成する。このとき、制御装置７は、そのマグネトロン電流を制御することにより、電子ビーム５７のエネルギーの変動を低減し、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができる。その多極管は、発振ＲＦ強度または多極管加速電圧または多極管電流が制御されて所定の電力の高周波を生成する。このとき、制御装置７は、発振ＲＦ強度または多極管加速電圧または多極管電流を制御することにより、電子ビーム５７のエネルギーの変動を低減し、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を低減することができる。
【００６４】
なお、制御テーブル１０４は、導波管８による導波路の形状と異なる他の状態の集合を制御量１０９にさらに対応付けることができる。その状態としては、導波管８の各部分の温度が例示される。このとき、制御装置７は、その導波路の形状とその状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、放射線治療システム１より増して、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。
【００６５】
なお、制御テーブル１０４は、フレキシブル導波管７４、８６、８７の変形に独立して、ロータリージョイント７５の回転角の集合だけを制御量１０９にさらに対応付けることができる。フレキシブル導波管は、一般に、ロータリージョイントに比較して、可撓・伸縮範囲、即ち状態変化可能範囲が小さく、変形による伝送効率の変動が十分に小さい。このため、制御装置７は、フレキシブル導波管７４、８６、８７の変形による伝送効率の変動が無視しえるほど十分に小さいときに、ロータリージョイント７５の回転角に基づいてクライストロン５を制御することにより、電力の変動が小さい高周波を加速管６４に供給することができ、加速管６４により生成される電子ビーム５７のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線２３のエネルギー（エネルギー分布）の変動を小さくすることができる。このとき、放射線治療システムは、さらに、旋回角センサ６−１とパン角センサ６−３とチルト角センサ６−４とを備える必要がなく、より安価に製造することができる。
【００６６】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における制御装置７を備えていない。このような放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療システム１より、導波管８の伝送効率の変動の程度を低減することができないが、サーキュレータ７７により伝送効率の変動の程度が十分に低減されるときに、好適である。
【００６７】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における導波管８が他の導波管に置換されている。その導波管は、複数のロータリージョイントと複数のサーキュレータを備えている。その複数のサーキュレータのうちの１つは、複数のロータリージョイントのうちの加速管６４に最も近いロータリージョイントと加速管６４との間に介設されている。その複数のサーキュレータのうちの残りのサーキュレータは、その複数のロータリージョイントのうちの隣接する２つのロータリージョイントの間に介設されている。その導波管は、複数のロータリージョイントを備えているときに、その複数のロータリージョイントごとに高周波の打ち消しあいおよび波形歪みが発生する。導波管は、複数のロータリージョイントと複数のサーキュレータをこのように備えることにより、その複数のロータリージョイントごとに発生する打ち消しあいおよび波形歪みを防止し、加速管６４に供給される電力の変動を低減することができる。
【００６８】
なお、サーキュレータ７７は、導波管８をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管６４からクライストロン５に向かって進行する高周波反射分を減衰させる他の非可逆回路素子に置換することができる。その非可逆回路素子としては、アイソレータが例示される。そのアイソレータは、サーキュレータと同様にして、伝送効率の変動の程度を低減することができる。サーキュレータは、そのアイソレータに比較して熱除去能力が大きいために、本発明による放射線治療システム１に適用されることがアイソレータより好ましい。
【００６９】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における導波管８が他の導波管に置換されている。その導波管１２１は、図１４に示されているように、既述の実施の形態における導波管８のうちの固定導波管７１、７２とフレキシブル導波管７４とが、固定導波管１２２、１２３とロータリージョイント１２４とサーキュレータ１２５、１２６とに置換されている。固定導波管１２２は、変形しない導波路を形成し、その土台に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。固定導波管１２３は、変形しない導波路を形成し、回転台７６に支持されている。ロータリージョイント１２４は、回転軸１７上に配置されている。ロータリージョイント１２４は、一端が固定導波管１２２に接続され、他端が固定導波管１２３に接続されている。ロータリージョイント１２４は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１２２と固定導波管１２３とを回転軸１７を中心に回転可能に連結し、固定導波管１２２と固定導波管１２３との間に高周波が伝送可能に連結している。
【００７０】
サーキュレータ１２５は、固定導波管１２２の途中に配置されている。サーキュレータ１２５は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１２２をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１２６は、固定導波管１２３の途中に配置されている。サーキュレータ１２６は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１２３をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。
【００７１】
ロータリージョイント７５、１２４は、入射される高周波の一部を反射する。その反射する程度は、固定導波管より大きく、ロータリージョイント７５、１２４による導波路の変形の程度（回転角度）に依存している。サーキュレータ１２５は、クライストロン５に入射する反射波を低減し、クライストロン５に高周波が入射することによる悪影響を防止している。サーキュレータ１２６とサーキュレータ７７とは、加速管６４に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、導波管１２１の伝送効率の変動を低減させることができる。すなわち、サーキュレータ１２６とサーキュレータ７７とを設置する目的は、サーキュレータ１２５を設置する目的と異なっている。
【００７２】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管１２１を備えるときも、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にしてクライストロン５を制御することができ、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００７３】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における放射線治療装置３が他の放射線治療装置に置換されている。その放射線治療装置１３１は、図１５に示されているように、支持体１３２、１３３とベアリング１３４と照射ヘッド１３５とを備えている。支持体１３２は、クライストロン５を支持する土台に支持されている。ベアリング１３４は、支持体１３２に対して、回転軸１３６を中心に回転可能に支持体１３３を支持している。回転軸１３６は、水平方向に平行である。支持体１３３は、照射ヘッド１３５を支持している。
【００７４】
照射ヘッド１３５は、加速部１３７と偏向磁石１３８とターゲット１３９とを備えている。加速部１３７は、加速された電子線１４１を放出する。電子線１４１が放出される方向は、回転軸１３６に平行である。偏向磁石１３８は、磁界を生成し、その電子線１４１の向きを偏向する。その向きは、回転軸１３６に垂直である。ターゲット１３９は、高原子番号材(タングステン、タングステン合金等)から形成され、電子線１４１が照射された際の制動放射により生成される治療用放射線１４２を放出する。
【００７５】
放射線治療装置１３１は、さらに、導波管１５１を備えている。導波管１５１は、固定導波管１５２、１５３とロータリージョイント１５４とサーキュレータ１５５とを備えている。固定導波管１５２は、変形しない導波路を形成し、支持体１３２に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。固定導波管１５３は、変形しない導波路を形成し、支持体１３３に支持されている。ロータリージョイント１５４は、回転軸１３６に重なるように配置されている。ロータリージョイント１５４は、一端が固定導波管１５２に接続され、他端が固定導波管１５３に接続されている。ロータリージョイント１５４は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１５２と固定導波管１５３とを回転軸１３６を中心に回転可能に連結し、固定導波管１５２と固定導波管１５３との間に高周波が伝送可能に連結している。
【００７６】
サーキュレータ１５５は、固定導波管１５３の途中に配置されている。サーキュレータ１５５は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１５３をクライストロン５から加速管６４に向かって進行する高周波に比較して、加速管６４からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１５５は、加速管６４に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、導波管１５１の伝送効率の変動を低減させることができる。
【００７７】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にして、導波管１５１の状態を収集し、その状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００７８】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における放射線治療装置３が他の放射線治療装置に置換されている。その放射線治療装置１６１は、図１６に示されているように、支持体１６２、１６３、１６４とベアリング１６５、１６６と照射ヘッド１６７とを備えている。支持体１６２は、クライストロン５を支持する土台に支持されている。ベアリング１６５は、支持体１６２に対して回転可能に支持体１６３を支持している。ベアリング１６６は、支持体１６３に対して回転可能に支持体１６４を支持している。支持体１６４は、照射ヘッド１６７を支持している。
【００７９】
放射線治療装置１６１は、さらに、導波管１７１を備えている。導波管１７１は、固定導波管１７２、１７３、１７４とロータリージョイント１７５、１７６とを備えている。固定導波管１７２は、変形しない導波路を形成し、支持体１６２に支持され、一端がクライストロン５に接続されている。ロータリージョイント１７５は、ベアリング１６５の回転軸に重なるように配置されている。ロータリージョイント１７５は、一端が固定導波管１７２に接続され、他端が固定導波管１７３に接続されている。ロータリージョイント１７５は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１７２と固定導波管１７３とをベアリング１６５の回転軸を中心に回転可能に連結し、固定導波管１７２と固定導波管１７３との間に高周波が伝送可能に連結している。
【００８０】
固定導波管１７３は、変形しない導波路を形成し、支持体１６３に支持されている。ロータリージョイント１７６は、ベアリング１６６の回転軸に重なるように配置されている。ロータリージョイント１７６は、一端が固定導波管１７３に接続され、他端が固定導波管１７４に接続されている。ロータリージョイント１７６は、ロータリージョイント７５と同様にして、固定導波管１７３と固定導波管１７４とをベアリング１６６の回転軸を中心に回転可能に連結し、固定導波管１７３と固定導波管１７４との間に高周波が伝送可能に連結している。固定導波管１７４は、変形しない導波路を形成し、支持体１６４に支持され、一端が照射ヘッド１６７に接続されている。照射ヘッド１６７は、クライストロン５から導波管１７１を介して伝送される高周波を用いて、治療用放射線１６８を放出する。
【００８１】
導波管１７１は、さらに、サーキュレータ１７７とサーキュレータ１７８とを備えている。サーキュレータ１７７は、固定導波管１７３の途中に配置されている。サーキュレータ１７７は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１７３をクライストロン５から照射ヘッド１６７に向かって進行する高周波に比較して、照射ヘッド１６７からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１７８は、固定導波管１７４の途中に配置されている。サーキュレータ１７８は、サーキュレータ７７と同様にして、固定導波管１７４をクライストロン５から照射ヘッド１６７に向かって進行する高周波に比較して、照射ヘッド１６７からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。サーキュレータ１７７とサーキュレータ１７８とは、加速管６４に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、導波管１７１の伝送効率の変動を低減させることができる。
【００８２】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にして、導波管１７１の状態を収集し、その状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【００８３】
本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における放射線治療装置３が他の放射線治療装置に置換されている。その放射線治療装置１８１は、図１７に示されているように、支持体１８２、１８３、１８４とベアリング１８５、１８６と照射ヘッド１８７とを備えている。支持体１８２は、クライストロン５を支持する土台に支持されている。ベアリング１８５は、支持体１８２に対して回転可能に支持体１８３を支持している。ベアリング１８６は、支持体１８３に対して回転可能に支持体１８４を支持している。支持体１８４は、照射ヘッド１８７を支持している。
【００８４】
放射線治療装置１８１は、さらに、フレキシブル導波管１９１とサーキュレータ１９２とを備えている。フレキシブル導波管１９１は、蛇腹構造（べローズ）に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管１９１は、一端がクライストロン５に接続され、他端が照射ヘッド１８７に接続されている。サーキュレータ１９２は、支持体１８３に支持され、フレキシブル導波管１９１の途中に配置されている。サーキュレータ１９２は、サーキュレータ７７と同様にして、フレキシブル導波管１９１をクライストロン５から照射ヘッド１８７に向かって進行する高周波に比較して、照射ヘッド１８７からクライストロン５に向かって進行する反射波を減衰させる。
【００８５】
サーキュレータ１９２は、照射ヘッド１８７に向かって進行する高周波とその反射波との打ち消し合いを防止し、その高周波の波形歪みの発生を防止し、フレキシブル導波管１９１の伝送効率の変動を低減させることができる。
【００８６】
制御装置７は、放射線治療システム１が導波管８を備えるときと同様にして、フレキシブル導波管１９１の状態を収集し、その状態に基づいてクライストロン５を制御することにより、治療用放射線２３の線量をより高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、本発明による放射線治療システムの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、放射線治療装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、治療用放射線照射装置を示す断面図である。
【図４】図４は、導波管を示す側面図である。
【図５】図５は、導波管を示す正面図である。
【図６】図６は、首振り機構を示し、導波管を示す斜視図である。
【図７】図７は、ロータリージョイントを示す斜視図である。
【図８】図８は、制御装置を示すブロック図である。
【図９】図９は、制御テーブルを示す図である。
【図１０】図１０は、ロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、導波管がサーキュレータを備えていないときのロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示し、導波管がサーキュレータを備えているときのロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、ロータリージョイントの回転角とクライストロンから出力される高周波の電力との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、ロータリージョイントの回転角と加速管に入力される電力との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、他の導波管を示す側面図である。
【図１５】図１５は、他の放射線治療装置を示す側面図である。
【図１６】図１６は、さらに他の放射線治療装置を示す側面図である。
【図１７】図１７は、さらに他の放射線治療装置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ ：放射線治療システム
２ ：放射線治療装置制御装置
３ ：放射線治療装置
５ ：クライストロン
６ ：センサ
６−１：旋回角センサ
６−２：走行角センサ
６−３：パン角センサ
６−４：チルト角センサ
６−５：伝送効率センサ
７ ：制御装置
８ ：導波管
１１：旋回駆動装置
１２：Ｏリング
１４：走行ガントリ
１５：首振り機構
１６：治療用放射線照射装置
１７：回転軸
１８：回転軸
１９：アイソセンタ
２１：パン軸
２２：チルト軸
２３：治療用放射線
２４：診断用Ｘ線源
２５：診断用Ｘ線源
３１：センサアレイ
３２：センサアレイ
３３：センサアレイ
３５：診断用Ｘ線
３６：診断用Ｘ線
４１：カウチ
４２：カウチ駆動装置
４３：患者
５１：電子ビーム加速装置
５２：Ｘ線ターゲット
５３：１次コリメータ
５４：フラットニングフィルタ
５５：２次コリメータ
５６：マルチリーフコリメータ
５７：電子ビーム
５８：仮想的点線源
５９：放射線
６０：放射線
６１：線量計
６３：電子線発生部
６４：加速管
６６：カソード
６７：グリッド
６８：複数の電極
６９：グリッド電源
７０：カソード電源
７１：固定導波管
７２：固定導波管
７３：固定導波管
７４：フレキシブル導波管
７５：ロータリージョイント
７６：回転台
７７：サーキュレータ
８１：照射装置支持体
８２：中間体
８４：固定導波管
８５：固定導波管
８６：フレキシブル導波管
８７：フレキシブル導波管
９１：第１筒部分
９２：第２筒部分
９３：回転軸
１０１：制御データベース
１０２：状態収集部
１０３：制御部
１０４：制御テーブル
１０５：旋回角
１０６：走行角
１０７：パン角
１０８：チルト角
１０９：制御量
１２１：導波管
１２２：固定導波管
１２３：固定導波管
１２４：ロータリージョイント
１２５：サーキュレータ
１２６：サーキュレータ
１３１：放射線治療装置
１３２：支持体
１３３：支持体
１３４：ベアリング
１３５：照射ヘッド
１３６：回転軸
１３７：加速部
１３８：偏向磁石
１３９：ターゲット
１４１：電子線
１４２：治療用放射線
１５１：導波管
１５２：固定導波管
１５３：固定導波管
１５４：ロータリージョイント
１５５：サーキュレータ
１６１：放射線治療装置
１６２：支持体
１６３：支持体
１６４：支持体
１６５：ベアリング
１６６：ベアリング
１６７：照射ヘッド
１６８：治療用放射線
１７１：導波管
１７２：固定導波管
１７３：固定導波管
１７４：固定導波管
１７５：ロータリージョイント
１７６：ロータリージョイント
１７７：サーキュレータ
１７８：サーキュレータ
１８１：放射線治療装置
１８２：支持体
１８３：支持体
１８４：支持体
１８５：ベアリング
１８６：ベアリング
１８７：照射ヘッド
１９１：フレキシブル導波管
１９２：サーキュレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波源から加速管に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管と、
前記導波路のうちの前記加速管と前記自由導波管との間に介設される非可逆回路素子とを具備し、
前記加速管は、前記高周波を用いて治療用放射線を生成するための荷電粒子を加速する
放射線治療システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記自由導波管は、一端に対して他端が回転可能であるロータリージョイントである
放射線治療システム。
【請求項３】
請求項１において、
前記非可逆回路素子は、サーキュレータである
放射線治療システム。
【請求項４】
請求項１において、
前記導波路のうちの前記一部と前記高周波源との間の他の一部を変形する他の自由導波管と、
前記導波路のうちの前記一部と前記他の一部との間に介設される他の非可逆回路素子
とを更に具備する放射線治療システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記導波路の状態を出力する装置と、
前記高周波を用いて前記加速管に所定電力が供給されるように、前記状態に基づいて前記高周波源を制御する制御装置
とを更に具備する放射線治療システム。
【請求項６】
高周波源から加速管に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管と、
前記導波路のうちの前記加速管と前記自由導波管との間に介設されるサーキュレータとを具備し、
前記加速管は、前記高周波を用いて荷電粒子を加速する
加速装置。
【請求項１】
高周波源から加速管に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管と、
前記導波路のうちの前記加速管と前記自由導波管との間に介設される非可逆回路素子とを具備し、
前記加速管は、前記高周波を用いて治療用放射線を生成するための荷電粒子を加速する
放射線治療システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記自由導波管は、一端に対して他端が回転可能であるロータリージョイントである
放射線治療システム。
【請求項３】
請求項１において、
前記非可逆回路素子は、サーキュレータである
放射線治療システム。
【請求項４】
請求項１において、
前記導波路のうちの前記一部と前記高周波源との間の他の一部を変形する他の自由導波管と、
前記導波路のうちの前記一部と前記他の一部との間に介設される他の非可逆回路素子
とを更に具備する放射線治療システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記導波路の状態を出力する装置と、
前記高周波を用いて前記加速管に所定電力が供給されるように、前記状態に基づいて前記高周波源を制御する制御装置
とを更に具備する放射線治療システム。
【請求項６】
高周波源から加速管に高周波を伝送する導波路の一部を変形する自由導波管と、
前記導波路のうちの前記加速管と前記自由導波管との間に介設されるサーキュレータとを具備し、
前記加速管は、前記高周波を用いて荷電粒子を加速する
加速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−１７３１８１（Ｐ２００８−１７３１８１Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７３３１（Ｐ２００７−７３３１）
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]