荷電粒子線照射制御装置及び荷電粒子線照射方法
【課題】荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ると共に、出射される荷電粒子線の安定化を図ることが可能な荷電粒子線照射制御装置及び荷電粒子線照射方法を提供することを目的としている。
【解決手段】荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を、基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線の軌道を変更して、他の物体に荷電粒子線Ｒ０を衝突させ、荷電粒子線を非照射状態とする。加速電圧を大きく又は小さく切り替えるだけで、非照射状態とすることが可能であるため、照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。また、イオン源２１のアーク放電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う必要がないため、アーク放電の立ち上がりにおける不安定さの影響を受けることがなく、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【解決手段】荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を、基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線の軌道を変更して、他の物体に荷電粒子線Ｒ０を衝突させ、荷電粒子線を非照射状態とする。加速電圧を大きく又は小さく切り替えるだけで、非照射状態とすることが可能であるため、照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。また、イオン源２１のアーク放電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う必要がないため、アーク放電の立ち上がりにおける不安定さの影響を受けることがなく、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線照射制御装置及び荷電粒子線照射方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばサイクロトロンなどの内部イオン源を備えた加速器では、イオン源のアーク放電をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、ビーム（荷電粒子線）の照射状態／非照射状態の切替を行っている。また、従来、サイクロトロンのビームを遮断する装置として、例えば特許文献１に記載された技術がある。特許文献１に記載されたビーム遮断装置では、内部イオン源型サイクロトロンにおいて、内部イオン源の近傍に配置されたシャッタをビーム軌道上に移動させることで、ビームを遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８は、内部イオン源でアーク放電を発生させて立ち上げた場合のビーム電流の一例を示すグラフである。アーク放電の立ち上がりは、図８に示すように、不安定であるので、加速器から出射されるビームも同様に不安定となり、その結果、不均一な照射野となるおそれがある。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載の従来技術では、機械的にシャッタを開閉することで、ビームの照射状態／非照射状態の切替を行っているため、高速での切替が困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ると共に、出射される荷電粒子線の安定化を図ることが可能な荷電粒子線照射制御装置及び荷電粒子線照射方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による荷電粒子線照射制御装置は、荷電粒子線の照射を制御する荷電粒子線照射制御装置であって、荷電粒子線を加速させる加速電圧を制御する制御手段を備え、制御手段は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御手段を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明による荷電粒子線照射方法は、被照射体に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射方法であって、荷電粒子線を加速させる加速電圧を制御する制御工程を備え、制御工程は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御工程を備えることを特徴としている。
【０００９】
この発明では、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を、基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線の軌道を変更して、加速器内の物体に荷電粒子線を衝突させて、荷電粒子線を非照射状態とすることができる。このように、加速電圧を大きく又は小さく切り替えるだけで、非照射状態とすることができるため、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。また、イオン源のアーク放電のＯＮ／ＯＦＦ制御によらず、荷電粒子の照射／非照射を切り替えることができるため、アーク放電の立ち上がりにおける不安定さの影響を受けることがなく、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【００１０】
ここで、設定加速電圧制御手段は、加速器内に設けられた電極に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、設定加速電圧を制御することが好ましい。このように、設定加速電圧を制御して、イオン源から出射された荷電粒子線を電極に衝突させることで非照射状態とする。これにより、従来から配置されている電極に、荷電粒子線を衝突させて、非照射状態とすることができる。
【００１１】
また、設定加速電圧への切替後に、イオン源でのアーク放電を発生させ、アーク放電の発生後に、加速電圧を基準加速電圧に切り替えることが好適である。これにより、加速電圧を設定加速電圧へ変更している時間を短くすることができる。そのため、加速電極の温度低下を抑制し、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、出射される荷電粒子線を安定化させつつ、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る荷電粒子線照射装置の一部を示す斜視図である。
【図２】図１の荷電粒子線照射装置の概略構成図である。
【図３】図２中のサイクロトロンの概略構成図である。
【図４】図３のサイクロトロンの中央付近の要部拡大図である。
【図５】加速電圧の切り替えのみを実施した場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。
【図６】アーク電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を取り入れた場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。
【図７】図１の荷電粒子線照射装置の動作を説明するための図である。
【図８】アーク放電をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、荷電粒子線を照射状態とした場合のビーム電流を示すグラフである。
【図９】加速電圧とビーム電流との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
本発明の実施形態に係る荷電粒子線照射装置について説明する。図１は本発明の実施形態に係る荷電粒子線照射装置の一部を示す斜視図であり、図２は図１の荷電粒子線照射装置の概略構成図である。図１に示す荷電粒子線照射装置１は、スキャニング法によるものであり、治療台１１を取り囲むように設けられた回転ガントリ１２に取り付けられ、該回転ガントリ１２によって治療台１１の回りに回転可能とされている。なお、図１には示されてはいないが、荷電粒子線照射装置１は、治療台１１及び回転ガントリ１２とは、離れた位置に加速器２を備えている。
【００１６】
この荷電粒子線照射装置１は、図２に示すように、患者１３の体内の腫瘍（被照射物）１４に向けて荷電粒子線Ｒを連続照射する。具体的には、荷電粒子線照射装置１は、腫瘍１４を深さ方向（Ｚ方向）に複数層に分け、各層に設定された照射野Ｆにおいて照射ラインＬ（図７参照）に沿って荷電粒子線Ｒを走査速度Ｖで走査しながら連続照射（いわゆる、ラスタースキャニングあるいはラインスキャニング）する。つまり、荷電粒子線照射装置１は、腫瘍１４に合わせた３次元の照射野を形成するため、腫瘍１４を複数の層に分割してこれらの各層のそれぞれに対して平面スキャニングを行う。これにより、腫瘍１４の３次元形状に合わせて荷電粒子線Ｒが照射されることとなる。
【００１７】
荷電粒子線Ｒは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、荷電粒子線Ｒとしては、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線、電子線等が挙げられる。照射野Ｆは、例えば最大２００ｍｍ×２００ｍｍの領域とされ、図７に示すように、ここでの照射野Ｆは、その外形が矩形状とされている。なお、照射野Ｆの形状は、種々の形状としてもよく、例えば腫瘍１４の形状に沿った形状としても勿論よい。
【００１８】
照射ラインＬは、荷電粒子線Ｒを照射する予定線（仮想線）である。ここでの照射ラインＬは、ラインスキャニングを例にとると、矩形波状に延在しており、具体的には、所定間隔で並設された複数の第１照射ラインＬ１（Ｌ１１〜Ｌ１ｎ、ｎは整数）と、隣接する第１照射ラインＬ１の一端同士又は他端同士を接続する複数の第２照射ラインＬ２と、を含んで構成されている。
【００１９】
図２に戻り、荷電粒子線照射装置１は、サイクロトロン２、収束用電磁石３ａ，３ｂ、モニタ４ａ，４ｂ、走査電磁石５ａ，５ｂ、ファインデグレーダ８及び制御部６を備えている。
【００２０】
サイクロトロン２は、荷電粒子線Ｒを連続的に発生させる発生源である。このサイクロトロン２で発生した荷電粒子線Ｒは、ビーム輸送系７によって後段の収束用電磁石３ａへ輸送される。サイクロトロン２は、制御部６から出力された指令信号を受けて、荷電粒子線Ｒの照射状態（ＯＮ）／非照射状態（ＯＦＦ）を切替可能な構成とされている。
【００２１】
収束用電磁石３ａ，３ｂは、荷電粒子線Ｒを絞って収束させるものである。収束用電磁石３ａ，３ｂは、荷電粒子線Ｒの照射軸（以下、単に「照射軸」という）においてサイクロトロン２の下流側に配置されている。
【００２２】
モニタ４ａは、荷電粒子線Ｒのビーム位置を監視し、モニタ４ｂは、荷電粒子線Ｒの線量の絶対値と荷電粒子線Ｒの線量分布とを監視する。モニタ４ａは、例えば照射軸において収束用電磁石３ａ，３ｂ間に配置され、モニタ４ｂは、例えば照射軸において収束用電磁石３ｂの下流側に配置されている。
【００２３】
走査電磁石５ａ，５ｂは、荷電粒子線Ｒを走査するためのものである。具体的には、印加される電流に応じて磁場を変化させることで、通過する荷電粒子線Ｒの照射位置を照射野において移動させる。走査電磁石５ａは、照射野ＦのＸ方向（照射軸に直交する方向）に荷電粒子線Ｒを走査し、走査電磁石５ｂは、照射野ＦのＹ方向（照射軸及びＸ方向に直交する方向）に荷電粒子線Ｒを走査する。これらの走査電磁石５ａ，５ｂは、照射軸において収束用電磁石３ｂ及びモニタ４ｂ間に配置されている。なお、走査電磁石５ａがＹ方向に荷電粒子線Ｒを走査し、走査電磁石５ｂがＸ方向に荷電粒子線Ｒを走査する場合もある。
【００２４】
ファインデグレーダ８は、深さ方向に複数層に分割された腫瘍１４の各層に荷電粒子線Ｒを照射するためのものである。具体的には、このファインデグレーダ８は、通過する荷電粒子線Ｒのエネルギー損失を変化させ、患者１３の体内における荷電粒子線Ｒの到達深さを調整することで、分割された各層のうちの一の層に荷電粒子線Ｒの到達深さを合わせる。
【００２５】
制御装置（制御手段）６は、モニタ４ｂ及び走査電磁石５ａ，５ｂに電気的に接続されており、モニタ４ｂにて監視した荷電粒子線Ｒの線量の絶対値と線量分布とに基づいて、走査電磁石５ａ，５ｂの動作を制御する。制御装置６は、サイクロトロン２に電気的に接続されており、サイクロトロン２の動作を制御する。制御装置６は、サイクロトロン３の加速電圧、アーク電圧を制御する。
【００２６】
図３は、図２中のサイクロトロンの概略構成図である。サイクロトロン２は、イオン化粒子（荷電粒子）を発生させるイオン源（荷電粒子発生源）２１、高周波電源２２に接続され荷電粒子を加速させる一対の加速電極２３，２４、加速電極２３，２４の両側に配置された複数の対抗電極２５〜２８、荷電粒子の周回軌道Ｒ１の両側に配置された位相スリット３４を備えている。
【００２７】
加速電極２３は、サイクロトロン２の中央部に配置され荷電粒子の周回軌道Ｒ１を規定する中央電極３１，３２を有している。加速電極２４はサイクロトロン２の中央部に配置され、荷電粒子の周回軌道Ｒ１を規定する中央電極３３を有している。
【００２８】
イオン源２１で発生した荷電粒子は、加速電極２３，２４によって、加速電圧が印加され、通常の照射状態において、周回軌道Ｒ１上を周回しながら加速される。
【００２９】
制御装置６は、荷電粒子を加速させる加速電圧を制御する制御手段として機能するものである。制御装置６は、加速電圧を切り替えることで、荷電粒子線Ｒの照射状態／非照射状態の制御を行う。
【００３０】
制御装置６は、照射状態の加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とし、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）より小さい設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に切り替えることで、荷電粒子線Ｒを非照射状態とする。設定加速電圧Ｖ（Ｌ）としては、基準加速電圧Ｖ（Ｈ）より１０−３０％程度低い電圧が好ましい。設定加速電圧Ｖ（Ｌ）の下限は、加速空洞のマルチパクタリング条件により制限される。
【００３１】
また、制御装置６は、イオン源２１におけるアーク放電を発生させるためのアーク電圧を制御するアーク電圧制御手段として機能する。
【００３２】
図５は、加速電圧の切り替えのみを実施した場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。図５では、横軸に時間の経過を示し、「Ｖ１」は加速電圧、「Ｖ２」はアーク電圧、「Ｉ１」はビーム電流の変化を示している。
【００３３】
まず、時刻Ｔ１において、制御装置６は、加速電圧Ｖ１を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。続いて、時刻Ｔ２において、イオン源２１でのアーク電圧Ｖ２を発生させる。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において実線で示す軌道Ｒ０に沿って運動し、中心電極３２に衝突する。荷電粒子は消滅して非照射状態となる。
【００３４】
次に、時刻Ｔ３において、加速電圧Ｖ１を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において破線で示す軌道Ｒ１に沿って運動し加速され、照射状態となる。
【００３５】
続いて、時刻Ｔ４において、加速電圧Ｖ１を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において実線で示す軌道Ｒ０に沿って運動し、中心電極３２に衝突する。荷電粒子は消滅して非照射状態となる。
【００３６】
図６は、アーク電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を取り入れた場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。図６では、横軸に時間の経過を示し、「Ｖ３」は加速電圧、「Ｖ４」はアーク電圧、「Ｉ２」はビーム電流の変化を示している。
【００３７】
まず、時刻Ｔ５において、加速電圧Ｖ３を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。続いて、時刻Ｔ６において、加速電圧Ｖ３を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。次に、時刻Ｔ７において、アーク電圧Ｖ４を発生させて非照射状態とし、時刻Ｔ８において、加速電圧Ｖ３を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において破線で示す軌道Ｒ１に沿って運動し、加速され照射状態となる。
【００３８】
続いて、時刻Ｔ９において、加速電圧Ｖ３を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において実線で示す軌道Ｒ０に沿って運動し、中心電極３２に衝突する。荷電粒子は消滅して非照射状態となる。
【００３９】
次に、時刻Ｔ１０において、アーク電圧Ｖ４をＯＦＦとして、時刻Ｔ１１において、加速電圧Ｖ３を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。
【００４０】
次に、説明した荷電粒子線照射装置１の動作について説明する。
【００４１】
荷電粒子線照射装置１では、腫瘍１４を深さ方向に複数層に分割し、その一の層に設定された照射野Ｆに向けて荷電粒子線Ｒを照射する。そして、これを各層に繰り返し実施することで、腫瘍１４の３次元形状に沿って荷電粒子線Ｒが照射されることとなる。
【００４２】
荷電粒子線Ｒを照射する際には、制御装置６で走査電磁石５ａ，５ｂを制御することにより、照射野Ｆの照射ラインＬに沿って荷電粒子線Ｒを平行に走査する。
【００４３】
ここで、荷電粒子線Ｒを照射状態とする場合、制御装置６は、イオン源２１でアーク放電を発生させると共に、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）に制御して、荷電粒子を加速させる（制御工程）。これにより、加速された荷電粒子がサイクロトロン２から照射される。
【００４４】
一方、荷電粒子線Ｒを照射状態から非照射状態へ切り替える際には、制御装置６は、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）から設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に変更する（設定加速電圧制御工程）。これにより、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４に示すように、軌道Ｒ０に沿って進み、中心電極３２に衝突し、加速されなくなる。そのため、荷電粒子がサイクロトロン２から照射されない。
【００４５】
荷電粒子線Ｒを非照射状態から照射状態へ切り替える際には、制御装置６は、加速電圧を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）から基準加速電圧Ｖ（Ｈ）に変更する。
【００４６】
このように本実施形態の荷電粒子線照射装置１によれば、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を、基準加速電圧より小さい設定加速電圧に切り替えることで、非照射状態とする。すなわち、加速電圧を小さくして、荷電粒子線の軌道を変更し、荷電粒子線を中心電極３２に衝突させて消滅させる。このように、加速電圧を小さく切り替えるだけで、非照射状態とすることができるため、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。なお、本実施形態の荷電粒子線照射装置１では、例えば１ｍｓ以下でビーム電流のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行することができる。
【００４７】
本発明の荷電粒子線照射制御装置を備えた荷電粒子線装置は、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ制御）を高速で行うことができるため、スキャニング照射を行う治療装置において特に有効である。スキャニング照射を行う場合、例えば１ｍｓ以下でビームを安定させることが重要であり、１ｍｓ以下でビームを切り替えて安定させることで、ビームの均一性を好適に維持することができる。例えば、図７中の第１照射ラインＬ１に沿った照射では、１ライン当たり、１０ｍｓ以下の連続照射が行われる。
【００４８】
また、イオン源２１のアーク放電のＯＮ／ＯＦＦ制御によらず、荷電粒子の照射／非照射を切り替えることができるため、この切り替え時において、アーク放電の立ち上がりにおける不安定さの影響を受けることがない。これにより、荷電粒子線の照射状態への切り替え後における荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【００４９】
また、中心電極３２に荷電粒子線を衝突させて消滅させる構成であるため、従来から設定されている中心電極３２を利用することで、荷電粒子線を非照射状態とすることができる。
【００５０】
また、加速電圧をＯＦＦすることなく、非照射状態とすることができるため、加速電極の温度が大幅に低下することがない。
【００５１】
ここで、加速電極の温度低下をさらに抑制する場合には、荷電粒子線を照射状態にする直前までイオン源アークをＯＦＦすると共に、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）の状態にしておく。次に、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）から設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に切り替え後、イオン源２１でのアーク放電を発生させる。次いで、アーク放電の安定後に、加速電圧を、設定加速電圧Ｖ（Ｌ）から基準加速電圧Ｖ（Ｈ）へ切り替える。これにより、加速電圧を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に制御する時間を短縮することで、加速電極の温度低下を最小限に抑えることができ、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【００５２】
図９は、加速電圧とビーム電流との関係を示すグラフである。図９では、横軸に加速電圧を示し、縦軸にビーム電流を示している。図中、「Ｖｐｍａｘ」は、加速空洞のマルチパクタリング条件の最高電圧を示し、「Ｖ（Ｌ）」は、設定加速電圧Ｖ（Ｌ）であり、「Ｖ（Ｈ）」は、基準加速電圧Ｖ（Ｈ）である。また、「Ｖ（Ｈ）ｍｉｎ」は、ビーム電流が生じ始める加速電圧Ｖ（Ｈ）ｍｉｎである。ビーム電流が生じ始める加速電圧Ｖ（Ｈ）ｍｉｎは、個々のサイクロトロンで異なるものであり、簡単な規則性はないものである。設定加速電圧Ｖ（Ｌ）は、加速電圧Ｖ（Ｈ）ｍｉｎより低く設定されていればよい。また、基準加速電圧（Ｈ）は、図９に示すように、所定の範囲を有し、１点の値ではない。
【００５３】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を基準加速電圧より小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態としているが、加速電圧を基準加速電圧より大きい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態としてもよい。
【００５４】
図４では、加速電圧を基準加速電圧より大きい設定加速電圧に切り替えた場合の荷電粒子の軌道Ｒ２が図示されている。この場合の軌道Ｒ２は、通常の照射状態の周回軌道Ｒ１より、径方向の外側へ進み、荷電粒子は、中央電極３１に衝突する。これにより、荷電粒子線を非照射状態とすることができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、中心電極３２に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、設定加速電圧を決定しているが、例えば、他の中心電極、加速電極、対抗電極、位相スリット、壁体などに、荷電粒子を衝突させて、非照射状態としてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、本発明の荷電粒子線照射装置（方法）の医療分野への適用について説明しているが、例えば、半導体ウエハ照射などの産業用の放射線照射装置など、その他の分野の荷電粒子線照射装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…荷電粒子線照射装置、２…サイクロトロン（加速器）、６…制御装置（制御手段、設定加速電圧制御手段、アーク電圧制御手段）、２１…イオン源、２３，２４…加速電極、３１〜３３…中心電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線照射制御装置及び荷電粒子線照射方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばサイクロトロンなどの内部イオン源を備えた加速器では、イオン源のアーク放電をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、ビーム（荷電粒子線）の照射状態／非照射状態の切替を行っている。また、従来、サイクロトロンのビームを遮断する装置として、例えば特許文献１に記載された技術がある。特許文献１に記載されたビーム遮断装置では、内部イオン源型サイクロトロンにおいて、内部イオン源の近傍に配置されたシャッタをビーム軌道上に移動させることで、ビームを遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８は、内部イオン源でアーク放電を発生させて立ち上げた場合のビーム電流の一例を示すグラフである。アーク放電の立ち上がりは、図８に示すように、不安定であるので、加速器から出射されるビームも同様に不安定となり、その結果、不均一な照射野となるおそれがある。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載の従来技術では、機械的にシャッタを開閉することで、ビームの照射状態／非照射状態の切替を行っているため、高速での切替が困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ると共に、出射される荷電粒子線の安定化を図ることが可能な荷電粒子線照射制御装置及び荷電粒子線照射方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による荷電粒子線照射制御装置は、荷電粒子線の照射を制御する荷電粒子線照射制御装置であって、荷電粒子線を加速させる加速電圧を制御する制御手段を備え、制御手段は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御手段を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明による荷電粒子線照射方法は、被照射体に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射方法であって、荷電粒子線を加速させる加速電圧を制御する制御工程を備え、制御工程は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御工程を備えることを特徴としている。
【０００９】
この発明では、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を、基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線の軌道を変更して、加速器内の物体に荷電粒子線を衝突させて、荷電粒子線を非照射状態とすることができる。このように、加速電圧を大きく又は小さく切り替えるだけで、非照射状態とすることができるため、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。また、イオン源のアーク放電のＯＮ／ＯＦＦ制御によらず、荷電粒子の照射／非照射を切り替えることができるため、アーク放電の立ち上がりにおける不安定さの影響を受けることがなく、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【００１０】
ここで、設定加速電圧制御手段は、加速器内に設けられた電極に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、設定加速電圧を制御することが好ましい。このように、設定加速電圧を制御して、イオン源から出射された荷電粒子線を電極に衝突させることで非照射状態とする。これにより、従来から配置されている電極に、荷電粒子線を衝突させて、非照射状態とすることができる。
【００１１】
また、設定加速電圧への切替後に、イオン源でのアーク放電を発生させ、アーク放電の発生後に、加速電圧を基準加速電圧に切り替えることが好適である。これにより、加速電圧を設定加速電圧へ変更している時間を短くすることができる。そのため、加速電極の温度低下を抑制し、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、出射される荷電粒子線を安定化させつつ、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る荷電粒子線照射装置の一部を示す斜視図である。
【図２】図１の荷電粒子線照射装置の概略構成図である。
【図３】図２中のサイクロトロンの概略構成図である。
【図４】図３のサイクロトロンの中央付近の要部拡大図である。
【図５】加速電圧の切り替えのみを実施した場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。
【図６】アーク電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を取り入れた場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。
【図７】図１の荷電粒子線照射装置の動作を説明するための図である。
【図８】アーク放電をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、荷電粒子線を照射状態とした場合のビーム電流を示すグラフである。
【図９】加速電圧とビーム電流との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
本発明の実施形態に係る荷電粒子線照射装置について説明する。図１は本発明の実施形態に係る荷電粒子線照射装置の一部を示す斜視図であり、図２は図１の荷電粒子線照射装置の概略構成図である。図１に示す荷電粒子線照射装置１は、スキャニング法によるものであり、治療台１１を取り囲むように設けられた回転ガントリ１２に取り付けられ、該回転ガントリ１２によって治療台１１の回りに回転可能とされている。なお、図１には示されてはいないが、荷電粒子線照射装置１は、治療台１１及び回転ガントリ１２とは、離れた位置に加速器２を備えている。
【００１６】
この荷電粒子線照射装置１は、図２に示すように、患者１３の体内の腫瘍（被照射物）１４に向けて荷電粒子線Ｒを連続照射する。具体的には、荷電粒子線照射装置１は、腫瘍１４を深さ方向（Ｚ方向）に複数層に分け、各層に設定された照射野Ｆにおいて照射ラインＬ（図７参照）に沿って荷電粒子線Ｒを走査速度Ｖで走査しながら連続照射（いわゆる、ラスタースキャニングあるいはラインスキャニング）する。つまり、荷電粒子線照射装置１は、腫瘍１４に合わせた３次元の照射野を形成するため、腫瘍１４を複数の層に分割してこれらの各層のそれぞれに対して平面スキャニングを行う。これにより、腫瘍１４の３次元形状に合わせて荷電粒子線Ｒが照射されることとなる。
【００１７】
荷電粒子線Ｒは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、荷電粒子線Ｒとしては、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線、電子線等が挙げられる。照射野Ｆは、例えば最大２００ｍｍ×２００ｍｍの領域とされ、図７に示すように、ここでの照射野Ｆは、その外形が矩形状とされている。なお、照射野Ｆの形状は、種々の形状としてもよく、例えば腫瘍１４の形状に沿った形状としても勿論よい。
【００１８】
照射ラインＬは、荷電粒子線Ｒを照射する予定線（仮想線）である。ここでの照射ラインＬは、ラインスキャニングを例にとると、矩形波状に延在しており、具体的には、所定間隔で並設された複数の第１照射ラインＬ１（Ｌ１１〜Ｌ１ｎ、ｎは整数）と、隣接する第１照射ラインＬ１の一端同士又は他端同士を接続する複数の第２照射ラインＬ２と、を含んで構成されている。
【００１９】
図２に戻り、荷電粒子線照射装置１は、サイクロトロン２、収束用電磁石３ａ，３ｂ、モニタ４ａ，４ｂ、走査電磁石５ａ，５ｂ、ファインデグレーダ８及び制御部６を備えている。
【００２０】
サイクロトロン２は、荷電粒子線Ｒを連続的に発生させる発生源である。このサイクロトロン２で発生した荷電粒子線Ｒは、ビーム輸送系７によって後段の収束用電磁石３ａへ輸送される。サイクロトロン２は、制御部６から出力された指令信号を受けて、荷電粒子線Ｒの照射状態（ＯＮ）／非照射状態（ＯＦＦ）を切替可能な構成とされている。
【００２１】
収束用電磁石３ａ，３ｂは、荷電粒子線Ｒを絞って収束させるものである。収束用電磁石３ａ，３ｂは、荷電粒子線Ｒの照射軸（以下、単に「照射軸」という）においてサイクロトロン２の下流側に配置されている。
【００２２】
モニタ４ａは、荷電粒子線Ｒのビーム位置を監視し、モニタ４ｂは、荷電粒子線Ｒの線量の絶対値と荷電粒子線Ｒの線量分布とを監視する。モニタ４ａは、例えば照射軸において収束用電磁石３ａ，３ｂ間に配置され、モニタ４ｂは、例えば照射軸において収束用電磁石３ｂの下流側に配置されている。
【００２３】
走査電磁石５ａ，５ｂは、荷電粒子線Ｒを走査するためのものである。具体的には、印加される電流に応じて磁場を変化させることで、通過する荷電粒子線Ｒの照射位置を照射野において移動させる。走査電磁石５ａは、照射野ＦのＸ方向（照射軸に直交する方向）に荷電粒子線Ｒを走査し、走査電磁石５ｂは、照射野ＦのＹ方向（照射軸及びＸ方向に直交する方向）に荷電粒子線Ｒを走査する。これらの走査電磁石５ａ，５ｂは、照射軸において収束用電磁石３ｂ及びモニタ４ｂ間に配置されている。なお、走査電磁石５ａがＹ方向に荷電粒子線Ｒを走査し、走査電磁石５ｂがＸ方向に荷電粒子線Ｒを走査する場合もある。
【００２４】
ファインデグレーダ８は、深さ方向に複数層に分割された腫瘍１４の各層に荷電粒子線Ｒを照射するためのものである。具体的には、このファインデグレーダ８は、通過する荷電粒子線Ｒのエネルギー損失を変化させ、患者１３の体内における荷電粒子線Ｒの到達深さを調整することで、分割された各層のうちの一の層に荷電粒子線Ｒの到達深さを合わせる。
【００２５】
制御装置（制御手段）６は、モニタ４ｂ及び走査電磁石５ａ，５ｂに電気的に接続されており、モニタ４ｂにて監視した荷電粒子線Ｒの線量の絶対値と線量分布とに基づいて、走査電磁石５ａ，５ｂの動作を制御する。制御装置６は、サイクロトロン２に電気的に接続されており、サイクロトロン２の動作を制御する。制御装置６は、サイクロトロン３の加速電圧、アーク電圧を制御する。
【００２６】
図３は、図２中のサイクロトロンの概略構成図である。サイクロトロン２は、イオン化粒子（荷電粒子）を発生させるイオン源（荷電粒子発生源）２１、高周波電源２２に接続され荷電粒子を加速させる一対の加速電極２３，２４、加速電極２３，２４の両側に配置された複数の対抗電極２５〜２８、荷電粒子の周回軌道Ｒ１の両側に配置された位相スリット３４を備えている。
【００２７】
加速電極２３は、サイクロトロン２の中央部に配置され荷電粒子の周回軌道Ｒ１を規定する中央電極３１，３２を有している。加速電極２４はサイクロトロン２の中央部に配置され、荷電粒子の周回軌道Ｒ１を規定する中央電極３３を有している。
【００２８】
イオン源２１で発生した荷電粒子は、加速電極２３，２４によって、加速電圧が印加され、通常の照射状態において、周回軌道Ｒ１上を周回しながら加速される。
【００２９】
制御装置６は、荷電粒子を加速させる加速電圧を制御する制御手段として機能するものである。制御装置６は、加速電圧を切り替えることで、荷電粒子線Ｒの照射状態／非照射状態の制御を行う。
【００３０】
制御装置６は、照射状態の加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とし、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）より小さい設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に切り替えることで、荷電粒子線Ｒを非照射状態とする。設定加速電圧Ｖ（Ｌ）としては、基準加速電圧Ｖ（Ｈ）より１０−３０％程度低い電圧が好ましい。設定加速電圧Ｖ（Ｌ）の下限は、加速空洞のマルチパクタリング条件により制限される。
【００３１】
また、制御装置６は、イオン源２１におけるアーク放電を発生させるためのアーク電圧を制御するアーク電圧制御手段として機能する。
【００３２】
図５は、加速電圧の切り替えのみを実施した場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。図５では、横軸に時間の経過を示し、「Ｖ１」は加速電圧、「Ｖ２」はアーク電圧、「Ｉ１」はビーム電流の変化を示している。
【００３３】
まず、時刻Ｔ１において、制御装置６は、加速電圧Ｖ１を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。続いて、時刻Ｔ２において、イオン源２１でのアーク電圧Ｖ２を発生させる。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において実線で示す軌道Ｒ０に沿って運動し、中心電極３２に衝突する。荷電粒子は消滅して非照射状態となる。
【００３４】
次に、時刻Ｔ３において、加速電圧Ｖ１を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において破線で示す軌道Ｒ１に沿って運動し加速され、照射状態となる。
【００３５】
続いて、時刻Ｔ４において、加速電圧Ｖ１を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において実線で示す軌道Ｒ０に沿って運動し、中心電極３２に衝突する。荷電粒子は消滅して非照射状態となる。
【００３６】
図６は、アーク電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御を取り入れた場合の加速電圧、アーク電圧、ビーム電流の関係を示すグラフである。図６では、横軸に時間の経過を示し、「Ｖ３」は加速電圧、「Ｖ４」はアーク電圧、「Ｉ２」はビーム電流の変化を示している。
【００３７】
まず、時刻Ｔ５において、加速電圧Ｖ３を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。続いて、時刻Ｔ６において、加速電圧Ｖ３を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。次に、時刻Ｔ７において、アーク電圧Ｖ４を発生させて非照射状態とし、時刻Ｔ８において、加速電圧Ｖ３を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において破線で示す軌道Ｒ１に沿って運動し、加速され照射状態となる。
【００３８】
続いて、時刻Ｔ９において、加速電圧Ｖ３を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）とする。このとき、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４において実線で示す軌道Ｒ０に沿って運動し、中心電極３２に衝突する。荷電粒子は消滅して非照射状態となる。
【００３９】
次に、時刻Ｔ１０において、アーク電圧Ｖ４をＯＦＦとして、時刻Ｔ１１において、加速電圧Ｖ３を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）とする。
【００４０】
次に、説明した荷電粒子線照射装置１の動作について説明する。
【００４１】
荷電粒子線照射装置１では、腫瘍１４を深さ方向に複数層に分割し、その一の層に設定された照射野Ｆに向けて荷電粒子線Ｒを照射する。そして、これを各層に繰り返し実施することで、腫瘍１４の３次元形状に沿って荷電粒子線Ｒが照射されることとなる。
【００４２】
荷電粒子線Ｒを照射する際には、制御装置６で走査電磁石５ａ，５ｂを制御することにより、照射野Ｆの照射ラインＬに沿って荷電粒子線Ｒを平行に走査する。
【００４３】
ここで、荷電粒子線Ｒを照射状態とする場合、制御装置６は、イオン源２１でアーク放電を発生させると共に、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）に制御して、荷電粒子を加速させる（制御工程）。これにより、加速された荷電粒子がサイクロトロン２から照射される。
【００４４】
一方、荷電粒子線Ｒを照射状態から非照射状態へ切り替える際には、制御装置６は、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）から設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に変更する（設定加速電圧制御工程）。これにより、イオン源２１から引き出された荷電粒子は、図４に示すように、軌道Ｒ０に沿って進み、中心電極３２に衝突し、加速されなくなる。そのため、荷電粒子がサイクロトロン２から照射されない。
【００４５】
荷電粒子線Ｒを非照射状態から照射状態へ切り替える際には、制御装置６は、加速電圧を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）から基準加速電圧Ｖ（Ｈ）に変更する。
【００４６】
このように本実施形態の荷電粒子線照射装置１によれば、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を、基準加速電圧より小さい設定加速電圧に切り替えることで、非照射状態とする。すなわち、加速電圧を小さくして、荷電粒子線の軌道を変更し、荷電粒子線を中心電極３２に衝突させて消滅させる。このように、加速電圧を小さく切り替えるだけで、非照射状態とすることができるため、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切替の高速化を図ることができる。なお、本実施形態の荷電粒子線照射装置１では、例えば１ｍｓ以下でビーム電流のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行することができる。
【００４７】
本発明の荷電粒子線照射制御装置を備えた荷電粒子線装置は、荷電粒子線の照射状態／非照射状態の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ制御）を高速で行うことができるため、スキャニング照射を行う治療装置において特に有効である。スキャニング照射を行う場合、例えば１ｍｓ以下でビームを安定させることが重要であり、１ｍｓ以下でビームを切り替えて安定させることで、ビームの均一性を好適に維持することができる。例えば、図７中の第１照射ラインＬ１に沿った照射では、１ライン当たり、１０ｍｓ以下の連続照射が行われる。
【００４８】
また、イオン源２１のアーク放電のＯＮ／ＯＦＦ制御によらず、荷電粒子の照射／非照射を切り替えることができるため、この切り替え時において、アーク放電の立ち上がりにおける不安定さの影響を受けることがない。これにより、荷電粒子線の照射状態への切り替え後における荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【００４９】
また、中心電極３２に荷電粒子線を衝突させて消滅させる構成であるため、従来から設定されている中心電極３２を利用することで、荷電粒子線を非照射状態とすることができる。
【００５０】
また、加速電圧をＯＦＦすることなく、非照射状態とすることができるため、加速電極の温度が大幅に低下することがない。
【００５１】
ここで、加速電極の温度低下をさらに抑制する場合には、荷電粒子線を照射状態にする直前までイオン源アークをＯＦＦすると共に、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）の状態にしておく。次に、加速電圧を基準加速電圧Ｖ（Ｈ）から設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に切り替え後、イオン源２１でのアーク放電を発生させる。次いで、アーク放電の安定後に、加速電圧を、設定加速電圧Ｖ（Ｌ）から基準加速電圧Ｖ（Ｈ）へ切り替える。これにより、加速電圧を設定加速電圧Ｖ（Ｌ）に制御する時間を短縮することで、加速電極の温度低下を最小限に抑えることができ、荷電粒子線の安定化を図ることができる。
【００５２】
図９は、加速電圧とビーム電流との関係を示すグラフである。図９では、横軸に加速電圧を示し、縦軸にビーム電流を示している。図中、「Ｖｐｍａｘ」は、加速空洞のマルチパクタリング条件の最高電圧を示し、「Ｖ（Ｌ）」は、設定加速電圧Ｖ（Ｌ）であり、「Ｖ（Ｈ）」は、基準加速電圧Ｖ（Ｈ）である。また、「Ｖ（Ｈ）ｍｉｎ」は、ビーム電流が生じ始める加速電圧Ｖ（Ｈ）ｍｉｎである。ビーム電流が生じ始める加速電圧Ｖ（Ｈ）ｍｉｎは、個々のサイクロトロンで異なるものであり、簡単な規則性はないものである。設定加速電圧Ｖ（Ｌ）は、加速電圧Ｖ（Ｈ）ｍｉｎより低く設定されていればよい。また、基準加速電圧（Ｈ）は、図９に示すように、所定の範囲を有し、１点の値ではない。
【００５３】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を基準加速電圧より小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態としているが、加速電圧を基準加速電圧より大きい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態としてもよい。
【００５４】
図４では、加速電圧を基準加速電圧より大きい設定加速電圧に切り替えた場合の荷電粒子の軌道Ｒ２が図示されている。この場合の軌道Ｒ２は、通常の照射状態の周回軌道Ｒ１より、径方向の外側へ進み、荷電粒子は、中央電極３１に衝突する。これにより、荷電粒子線を非照射状態とすることができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、中心電極３２に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、設定加速電圧を決定しているが、例えば、他の中心電極、加速電極、対抗電極、位相スリット、壁体などに、荷電粒子を衝突させて、非照射状態としてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、本発明の荷電粒子線照射装置（方法）の医療分野への適用について説明しているが、例えば、半導体ウエハ照射などの産業用の放射線照射装置など、その他の分野の荷電粒子線照射装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…荷電粒子線照射装置、２…サイクロトロン（加速器）、６…制御装置（制御手段、設定加速電圧制御手段、アーク電圧制御手段）、２１…イオン源、２３，２４…加速電極、３１〜３３…中心電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線の照射を制御する荷電粒子線照射制御装置であって、
荷電粒子を加速させる加速電圧を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を前記基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御手段を備えることを特徴とする荷電粒子線照射制御装置。
【請求項２】
前記設定加速電圧制御手段は、加速器内に設けられた電極に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、前記設定加速電圧を制御する請求項１記載の荷電粒子線照射制御装置。
【請求項３】
前記設定加速電圧への切替後に、イオン源でのアーク放電を発生させるアーク電圧制御手段と、
アーク放電発生後に、前記加速電圧を前記基準加速電圧に切り替える前記制御手段とを更に備える請求項１又は２記載の荷電粒子線照射制御装置。
【請求項４】
被照射体に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射方法であって、
荷電粒子線を加速させる加速電圧を制御する制御工程を備え、
前記制御工程は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を前記基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御工程を備えることを特徴とする荷電粒子線照射方法。
【請求項５】
前記設定加速電圧制御工程は、加速器内に設けられた電極に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、前記設定加速電圧を制御する請求項４記載の荷電粒子線照射方法。
【請求項６】
前記設定加速電圧への切替後に、イオン源でのアーク放電を発生させるアーク電圧制御工程と、
アーク放電発生後に、前記加速電圧を前記基準加速電圧に切り替える前記制御工程とを更に備える請求項４又は５記載の荷電粒子線照射方法。
【請求項１】
荷電粒子線の照射を制御する荷電粒子線照射制御装置であって、
荷電粒子を加速させる加速電圧を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を前記基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御手段を備えることを特徴とする荷電粒子線照射制御装置。
【請求項２】
前記設定加速電圧制御手段は、加速器内に設けられた電極に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、前記設定加速電圧を制御する請求項１記載の荷電粒子線照射制御装置。
【請求項３】
前記設定加速電圧への切替後に、イオン源でのアーク放電を発生させるアーク電圧制御手段と、
アーク放電発生後に、前記加速電圧を前記基準加速電圧に切り替える前記制御手段とを更に備える請求項１又は２記載の荷電粒子線照射制御装置。
【請求項４】
被照射体に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射方法であって、
荷電粒子線を加速させる加速電圧を制御する制御工程を備え、
前記制御工程は、荷電粒子線の照射状態の加速電圧を基準加速電圧とし、加速電圧を前記基準加速電圧より大きい又は小さい設定加速電圧に切り替えることで、荷電粒子線を非照射状態とする設定加速電圧制御工程を備えることを特徴とする荷電粒子線照射方法。
【請求項５】
前記設定加速電圧制御工程は、加速器内に設けられた電極に、イオン源から出射された荷電粒子を衝突させるように、前記設定加速電圧を制御する請求項４記載の荷電粒子線照射方法。
【請求項６】
前記設定加速電圧への切替後に、イオン源でのアーク放電を発生させるアーク電圧制御工程と、
アーク放電発生後に、前記加速電圧を前記基準加速電圧に切り替える前記制御工程とを更に備える請求項４又は５記載の荷電粒子線照射方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２１８８８６（Ｐ２０１０−２１８８８６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６４２９５（Ｐ２００９−６４２９５）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５１００９７７４７）独立行政法人国立がん研究センター (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５１００９７７４７）独立行政法人国立がん研究センター (35)
【Ｆターム（参考）】
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