(57)【要約】【課題】磁極部の間のギャップを小さくすることが可能となる走査電磁石を提供する。【解決手段】真空構造１００は、ギャップ形成面７０ａ，７０ａを真空中に配置するように構成されている。この場合、ギャップ形成面７０ａ，７０ａ同士の間に形成されるギャップＧＰ自体が真空な空間となる。従って、ギャップＧＰに真空形成用のダクト２００（図６参照）を配置する必要がなくなるため、当該ギャップＧＰを小さくすることが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線治療装置において荷電粒子線を走査する走査電磁石であって、
基準軸線回りに巻回されると共に、前記基準軸線が延びる軸方向に互いに対向する一対のコイルと、
磁性部材によって形成され、一対の前記コイルを内周側でそれぞれ支持すると共に、前記軸方向に互いに対向する一対の磁極部と、
前記荷電粒子線の通過位置を真空とする真空構造と、を備え、
一対の前記磁極部は、前記軸方向に互いに離間して対向することで前記荷電粒子線を通過させるギャップを形成するギャップ形成面をそれぞれ有し、
前記真空構造は、一対の前記ギャップ形成面を真空中に配置するように構成される、走査電磁石。
【請求項２】
前記真空構造は、一対の前記コイルを真空中に配置するように構成される、請求項１に記載の走査電磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査電磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者の患部に荷電粒子線を照射することによって治療を行う荷電粒子線治療装置が知られている。荷電粒子線治療装置では、加速器から出射された荷電粒子線が走査電磁石で走査されながら患部に照射される。このような荷電粒子線治療装置に用いられる走査電磁石として、特許文献１に記載されたものが知られている。この走査電磁石では、荷電粒子線が発散しないように、磁極間に形成されたギャップ内にダクトが配置され、当該ダクト内を荷電粒子線が通過している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、磁極間のギャップが大きい場合、同じ磁束密度を出力するときに大きい起磁力が必要になり、大きい電源が必要になるなど、各種問題が生じる。従って、磁極間のギャップを小さくすることが求められる。これに対し、上述のような走査電磁石では、磁極間のギャップ内にダクトが配置されているため、磁極間のギャップを小さくすることができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、磁極部の間のギャップを小さくすることが可能となる走査電磁石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る走査電磁石は、荷電粒子線治療装置において荷電粒子線を走査する走査電磁石であって、基準軸線回りに巻回されると共に、基準軸線が延びる軸方向に互いに対向する一対のコイルと、磁性部材によって形成され、一対のコイルを内周側でそれぞれ支持すると共に、軸方向に互いに対向する一対の磁極部と、荷電粒子線の通過位置を真空とする真空構造と、を備え、一対の磁極部は、軸方向に互いに離間して対向することで荷電粒子線を通過させるギャップを形成するギャップ形成面をそれぞれ有し、真空構造は、一対のギャップ形成面を真空中に配置するように構成される。
【０００７】
走査電磁石において、一対の磁極部は、軸方向に互いに離間して対向することで荷電粒子線を通過させるギャップを形成するギャップ形成面をそれぞれ有する。これに対し、真空構造は、一対のギャップ形成面を真空中に配置するように構成されている。この場合、一対のギャップ形成面同士の間に形成されるギャップ自体が真空な空間となる。従って、ギャップに真空形成用のダクト等を配置する必要がなくなるため、当該ギャップを小さくすることが可能となる。
【０００８】
真空構造は、一対のコイルを真空中に配置するように構成されてよい。この場合、コイル周辺の構造を変更しなくてよくなるため、コイルを磁極部に巻回するときの巻回態様を従来通りとすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、磁極部の間のギャップを小さくすることが可能となる走査電磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る走査電磁石が採用される荷電粒子線治療装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の荷電粒子線治療装置の照射部付近の概略構成図である。
【図３】腫瘍に対して設定された層を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る走査電磁石の斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、図４に示すＶａ−Ｖａ線に沿った概略断面図であり、図５（ｂ）は、図４に示すＶｂ−Ｖｂ線に沿った概略断面図である。
【図６】比較例に係る走査電磁石を示す概略断面図である。
【図７】変形例に係る走査電磁石を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る走査電磁石について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る走査電磁石が採用される荷電粒子線治療装置１を示す概略構成図である。荷電粒子線治療装置１は、放射線療法によるがん治療等に利用される装置である。荷電粒子線治療装置１は、イオン源装置で生成した荷電粒子を加速して荷電粒子線として出射する加速器３と、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部２と、加速器３から出射された荷電粒子線を照射部２へ輸送するビーム輸送ライン２１と、を備えている。照射部２は、治療台４を取り囲むように設けられた回転ガントリ５に取り付けられている。照射部２は、回転ガントリ５によって治療台４の周りに回転可能とされている。
【００１３】
図２は、図１の荷電粒子線治療装置の照射部付近の概略構成図である。なお、以下の説明においては、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」、「Ｚ軸方向」という語を用いて説明する。「Ｚ軸方向」とは、荷電粒子線Ｂの基軸ＡＸが延びる方向であり、荷電粒子線Ｂの照射の深さ方向である。なお、「基軸ＡＸ」とは、後述の走査電磁石５０で偏向しなかった場合の荷電粒子線Ｂの照射軸とする。図２では、基軸ＡＸに沿って荷電粒子線Ｂが照射されている様子を示している。「Ｘ軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内における一の方向である。「Ｙ軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内においてＸ軸方向と直交する方向である。
【００１４】
まず、図２を参照して、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１の概略構成について説明する。荷電粒子線治療装置１はスキャニング法に係る照射装置である。なお、スキャニング方式は特に限定されず、ラインスキャニング、ラスタースキャニング、スポットスキャニング等を採用してよい。図２に示されるように、荷電粒子線治療装置１は、加速器３と、照射部２と、ビーム輸送ライン２１と、制御部７と、を備えている。
【００１５】
加速器３は、荷電粒子を加速して予め設定されたエネルギーの荷電粒子線Ｂを出射する装置である。加速器３として、例えば、サイクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等が挙げられる。なお、加速器３として予め定めたエネルギーの荷電粒子線Ｂを出射するサイクロトロンを採用する場合、エネルギー調整部２０（図１参照）を採用することで、照射部２へ送られる荷電粒子線のエネルギーを調整（低下）させることが可能となる。この加速器３は、制御部７に接続されており、供給される電流が制御される。加速器３で発生した荷電粒子線Ｂは、ビーム輸送ライン２１によって照射部２へ輸送される。ビーム輸送ライン２１は、加速器３と、エネルギー調整部２０と、照射部２と、を接続し、加速器３から出射された荷電粒子線を照射部２へ輸送する。
【００１６】
照射部２は、患者１５の体内の腫瘍（被照射体）１４に対し、荷電粒子線Ｂを照射するものである。荷電粒子線Ｂとは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線、電子線等が挙げられる。具体的に、照射部２は、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速する加速器３から出射されてビーム輸送ライン２１で輸送された荷電粒子線Ｂを腫瘍１４へ照射する装置である。照射部２は、走査電磁石５０、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、コリメータ４０、及びディグレーダ３０を備えている。走査電磁石５０、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂ、四極電磁石８、及びディグレーダ３０は、収容体としての照射ノズル９に収容されている。このように、照射ノズル９に各主構成要素を収容することによって照射部２が構成されている。なお、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、及びディグレーダ３０は省略してもよい。
【００１７】
走査電磁石５０として、Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａ及びＹ軸方向走査電磁石５０Ｂが用いられる。Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａ及びＹ軸方向走査電磁石５０Ｂは、それぞれ一対の電磁石から構成され、制御部７から供給される電流に応じて一対の電磁石間の磁場を変化させ、当該電磁石間を通過する荷電粒子線Ｂを走査する。Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａは、Ｘ軸方向に荷電粒子線Ｂを走査し、Ｙ軸方向走査電磁石５０Ｂは、Ｙ軸方向に荷電粒子線Ｂを走査する。これらの走査電磁石５０は、基軸ＡＸ上であって、加速器３よりも荷電粒子線Ｂの下流側にこの順で配置されている。なお、走査電磁石５０は、治療計画装置９０で予め計画された走査経路で荷電粒子線Ｂが照射されるように、荷電粒子線Ｂを走査する。走査電磁石５０の詳細な構造については後述する。
【００１８】
四極電磁石８は、Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石８ｂを含む。Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石８ｂは、制御部７から供給される電流に応じて荷電粒子線Ｂを絞って収束させる。Ｘ軸方向四極電磁石８ａは、Ｘ軸方向において荷電粒子線Ｂを収束させ、Ｙ軸方向四極電磁石８ｂは、Ｙ軸方向において荷電粒子線Ｂを収束させる。四極電磁石８に供給する電流を変化させて絞り量（収束量）を変化させることにより、荷電粒子線Ｂのビームサイズを変化させることができる。四極電磁石８は、基軸ＡＸ上であって加速器３と走査電磁石５０との間にこの順で配置されている。なお、ビームサイズとは、ＸＹ平面における荷電粒子線Ｂの大きさである。また、ビーム形状とは、ＸＹ平面における荷電粒子線Ｂの形状である。
【００１９】
プロファイルモニタ１１は、初期設定の際の位置合わせのために、荷電粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出する。プロファイルモニタ１１は、基軸ＡＸ上であって四極電磁石８と走査電磁石５０との間に配置されている。ドーズモニタ１２は、荷電粒子線Ｂの線量を検出する。ドーズモニタ１２は、基軸ＡＸ上であって走査電磁石５０に対して下流側に配置されている。ポジションモニタ１３ａ，１３ｂは、荷電粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出監視する。ポジションモニタ１３ａ，１３ｂは、基軸ＡＸ上であって、ドーズモニタ１２よりも荷電粒子線Ｂの下流側に配置されている。各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂは、検出した検出結果を制御部７に出力する。
【００２０】
ディグレーダ３０は、通過する荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させて当該荷電粒子線Ｂのエネルギーの微調整を行う。本実施形態では、ディグレーダ３０は、照射ノズル９の先端部９ａに設けられている。なお、照射ノズル９の先端部９ａとは、荷電粒子線Ｂの下流側の端部である。
【００２１】
コリメータ４０は、少なくとも走査電磁石５０よりも荷電粒子線Ｂの下流側に設けられ、荷電粒子線Ｂの一部を遮蔽し、一部を通過させる部材である。ここでは、コリメータ４０は、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂの下流側に設けられている。コリメータ４０は、当該コリメータ４０を移動させるコリメータ駆動部４１と接続されている。
【００２２】
制御部７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。この制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂから出力された検出結果に基づいて、加速器３、走査電磁石５０、四極電磁石８、及びコリメータ駆動部５１を制御する。
【００２３】
また、荷電粒子線治療装置１の制御部７は、荷電粒子線治療の治療計画を行う治療計画装置９０と接続されている。治療計画装置９０は、治療前に患者１５の腫瘍１４をＣＴ等で測定し、腫瘍１４の各位置における線量分布（照射すべき荷電粒子線の線量分布）を計画する。具体的には、治療計画装置９０は、腫瘍１４に対して治療計画マップを作成する。治療計画装置９０は、作成した治療計画マップを制御部７へ送信する。治療計画装置９０が作成した治療計画マップでは、荷電粒子線Ｂがどのような走査経路を描くかが計画されている。
【００２４】
スキャニング法による荷電粒子線の照射を行う場合、腫瘍１４をＺ軸方向に複数の層に仮想的に分割し、一の層において荷電粒子線を治療計画において定めた走査経路に従うように走査して照射する。そして、当該一の層における荷電粒子線の照射が完了した後に、隣接する次の層における荷電粒子線Ｂの照射を行う。
【００２５】
図２に示す荷電粒子線治療装置１により、スキャニング法によって荷電粒子線Ｂの照射を行う場合、通過する荷電粒子線Ｂが収束するように四極電磁石８を作動状態（ＯＮ）とする。
【００２６】
続いて、加速器３から荷電粒子線Ｂを出射する。出射された荷電粒子線Ｂは、走査電磁石５０の制御によって治療計画において定めた走査経路に従うように走査される。これにより、荷電粒子線Ｂは、腫瘍１４に対してＺ軸方向に設定された一の層における照射範囲内を走査されつつ照射されることとなる。一の層に対する照射が完了したら、次の層へ荷電粒子線Ｂを照射する。
【００２７】
制御部７の制御に応じた走査電磁石５０の荷電粒子線照射イメージについて、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、深さ方向において複数の層に仮想的にスライスされた被照射体を、図３（ｂ）は、深さ方向から見た一の層における荷電粒子線の走査イメージを、それぞれ示している。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、被照射体は照射の深さ方向において複数の層に仮想的にスライスされており、本例では、深い（荷電粒子線Ｂの飛程が長い）層から順に、層Ｌ１、層Ｌ２、…層Ｌｎ−１、層Ｌｎ、層Ｌｎ＋１、…層ＬＮ−１、層ＬＮとＮ層に仮想的にスライスされている。また、図３（ｂ）に示すように、荷電粒子線Ｂは、走査経路ＴＬに沿ったビーム軌道を描きながら、連続照射（ラインスキャニング又はラスタースキャニング）の場合は層Ｌｎの走査経路ＴＬに沿って連続的に照射され、スポットスキャニングの場合は層Ｌｎの複数の照射スポットに対して照射される。荷電粒子線Ｂは、Ｘ軸方向に延びる走査経路ＴＬ１に沿って照射され、走査経路ＴＬ２に沿ってＹ軸方向に僅かにシフトし、隣の走査経路ＴＬ１に沿って照射される。このように、制御部７に制御された照射部２から出射した荷電粒子線Ｂは、走査経路ＴＬ上を移動する。
【００２９】
次に、図４及び図５を参照して、走査電磁石５０の構成について詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る走査電磁石５０の斜視図である。図４は、内部構成を示すために、一部の構造が破断されている。図５（ａ）は、図４に示すＶａ−Ｖａ線に沿った概略断面図である。図５（ｂ）は、図４に示すＶｂ−Ｖｂ線に沿った概略断面図である。ただし、図５は、構造を理解するために、図４に比して構造がデフォルメして示されたものである。
【００３０】
なお、コイル６０Ａ，６０Ｂの巻回の基準軸線ＣＬを設定し、当該基準軸線ＣＬが延びる方向を「軸方向Ｄ１」とする。また、軸方向Ｄ１と直交する方向のうち、荷電粒子線Ｂの基軸ＡＸと直交する方向を「幅方向Ｄ２」とする。また、荷電粒子線Ｂの基軸ＡＸが延びる方向を「長さ方向Ｄ３」とする。また、各方向に対して「内側」「外側」という語を用いる場合があるが、各方向における走査電磁石５０の中心位置に近い側が「内側」であり、中心位置から遠い側が「外側」であるものとする。
【００３１】
図４及び図５に示すように、走査電磁石５０は、コイル６０Ａ，６０Ｂと、磁極部７０Ａ，７０Ｂと、ヨーク８０と、真空構造１００と、を備える。
【００３２】
コイル６０Ａ，６０Ｂは、コイル導線を基準軸線ＣＬ回りに巻回することによって構成される。本実施形態では、コイル６０Ａ，６０Ｂは、矩形環状に巻回されている（図５参照）。コイル６０Ａ，６０Ｂは、軸方向Ｄ１に互いに対向して離間した状態で配置されている。また、コイル６０Ａ，６０Ｂは、軸方向Ｄ１から見て互いに重なり合うように配置される。コイル６０Ａは、長さ方向Ｄ３に延びる一対の辺部６１，６１と、幅方向Ｄ２に延びる一対の辺部６２，６２と、を有する（図４参照）。コイル６０Ｂも同様に一対の辺部６１，６１と、一対の辺部６２，６２と、を有する。
【００３３】
磁極部７０Ａ，７０Ｂは、磁性部材によって形成され、コイル６０Ａ，６０Ｂを内周側でそれぞれ支持する部分である。磁極部７０Ａ，７０Ｂは、軸方向Ｄ１に互いに対向して離間した状態で配置されている。磁極部７０Ａ，７０Ｂは、軸方向Ｄ１に互いに離間して対向することで荷電粒子線Ｂを通過させるギャップＧＰを形成するギャップ形成面７０ａ，７０ａをそれぞれ有する。ギャップ形成面７０ａ，７０ａは、幅方向Ｄ２及び長さ方向Ｄ３と平行な平面となる。ギャップ形成面７０ａ、７０ａは、軸方向Ｄ１から見た時にコイル６０Ａ，６０Ｂの内周側の形状に対応する形状を有している。
【００３４】
ヨーク８０は、磁性部材によって形成され、長さ方向Ｄ３から見てコイル６０Ａ，６０Ｂを外周側から取り囲むように形成される（図５（ａ）参照）。ヨーク８０は、コイル６０Ａ，６０Ｂに対する幅方向Ｄ２の外側において、軸方向Ｄ１に延びる壁部８１，８１と、コイル６０Ａ，６０Ｂに対する軸方向Ｄ１の外側において、幅方向Ｄ２に延びる壁部８２，８２を有する。なお、図５（ａ）では、ヨーク８０及び磁極部７０Ａ，７０Ｂは磁性部材で形成されるため、同一のハッチングが付されている。この磁性部材は、組立などの関係から、任意の箇所に境界面を設定して、別ピースとして構成してもよい。
【００３５】
ヨーク８０は、長さ方向Ｄ３において磁極部７０Ａ，７０Ｂと略同じ長さに形成されている。従って、長さ方向Ｄ３の一方においてコイル６０Ａ，６０Ｂの辺部６２，６２は、ヨーク８０から露出し、長さ方向Ｄ３の他方においてコイル６０Ａ，６０Ｂの辺部６２，６２は、ヨーク８０から露出する。
【００３６】
真空構造１００は、荷電粒子線Ｂの通過位置を真空とするための構造である。本実施形態では、真空構造１００は、ギャップ形成面７０ａ，７０aを真空中に配置するように構成される。また、真空構造１００は、コイル６０Ａ，６０Ｂを真空中に配置するように構成される。真空構造１００は、真空容器１１０とヨーク８０とを組み合わせることによって、ギャップ形成面７１Ａ，７１Ｂ及びコイル６０Ａ，６０Ｂを真空中に配置するように構成される。
【００３７】
具体的に、真空構造１００は、真空容器１１０Ａ，１１０Ｂをヨーク８０に取り付けることによって構成される。真空容器１１０Ａは、長さ方向Ｄ３から見た時に、コイル６０Ａ，６０Ｂを四方から囲む壁部１１１，１１１，１１２，１１２と、ヨーク８０と長さ方向Ｄ３に対向する壁部１１３と、を有する。壁部１１１，１１１は、コイル６０Ａ，６０Ｂよりも幅方向Ｄ２における外側に配置され、軸方向Ｄ１に延びている。壁部１１２，１１２は、コイル６０Ａ，６０Ｂよりも軸方向Ｄ１における外側に配置され、幅方向Ｄ２に延びている。各壁部１１１，１１１，１１２，１１２は、端部同士で互いに隙間がないように接続されている。壁部１１３は、各壁部１１１，１１１，１１２，１１２の長さ方向Ｄ３の外側の端部によって形成される開口部を塞ぐ。
【００３８】
真空容器１１０Ａは、各壁部１１１，１１１，１１２，１１２の長さ方向Ｄ３の内側の端部にて、ヨーク８０の長さ方向Ｄ３における一方側の端面８０ａに固定される。真空容器１１０Ａは、フランジ部１１４にて、端面８０ａに対して気密性が十分に確保された状態で固定される。なお、壁部１１３には、荷電粒子線Ｂが通過する位置に開口部１１３ａが形成されている。開口部１１３ａには、真空容器１１０Ａ内の真空性を確保しつつ、荷電粒子線Ｂの通過を許容するフィルムなどが設けられる。
【００３９】
真空容器１１０Ｂは、長さ方向Ｄ３における向きが異なる点以外は、真空容器１１０Ａと同様な構成を有する。真空容器１１０Ｂは、ヨーク８０の長さ方向Ｄ３における他方側の端面８０ａに固定される。真空容器１１０Ａ，１１０Ｂ内の空間は、図示されない真空ポンプなどによって真空に保たれる。
【００４０】
以上より、図５（ｂ）に示すように、長さ方向Ｄ３から見て、ギャップ形成面７０ａ，７０ａ、ギャップＧＰ、及びコイル６０Ａ，６０Ｂの全体は、壁部１１１，１１１，１１２，１１２及びヨーク８０に全周にわたって取り囲まれる。また、真空構造１００の端部は、長さ方向Ｄ３において両側の壁部１１３，１１３で封止されている。従って、真空構造１００は、ギャップ形成面７０ａ，７０ａ、ギャップＧＰ、及びコイル６０Ａ，６０Ｂの全体を真空中に配置することができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る走査電磁石５０の作用・効果について説明する。
【００４２】
まず、図６を参照して、比較例に係る走査電磁石２５０について説明する。走査電磁石２５０は、ギャップ形成面７０ａ，７０ａ同士の間のギャップＧＰに真空形成用のダクト２００を有している。このような構成では、ギャップＧＰを小さくしようとしても、ギャップ形成面７０ａ、７０ａがダクト２００と干渉してしまう。また、走査電磁石２５０のように高周期で励磁する電磁石内に金属を置いた場合、渦電流の効果で発熱が大きくなるという問題が生じる。従って、ダクト２００の材料としては、プラスチックやセラミックが使用される。しかし、これらの材料は、金属に比して強度が低いため、ダクト２００の壁の厚みを大きくする必要が生じる。これにより、ギャップＧＰを更に大きくする必要が生じる。以上より、比較例に係る走査電磁石２５０では、ギャップＧＰを小さくすることができないという問題がある。
【００４３】
それに対し、本実施形態に係る走査電磁石５０において、磁極部７０Ａ，７０Ｂは、軸方向Ｄ１に互いに離間して対向することで荷電粒子線Ｂを通過させるギャップＧＰを形成するギャップ形成面７０ａ，７０ａをそれぞれ有する。これに対し、真空構造１００は、ギャップ形成面７０ａ，７０ａを真空中に配置するように構成されている。この場合、ギャップ形成面７０ａ，７０ａ同士の間に形成されるギャップＧＰ自体が真空な空間となる。従って、ギャップＧＰに真空形成用のダクト２００（図６参照）を配置する必要がなくなるため、当該ギャップＧＰを小さくすることが可能となる。
【００４４】
同じ磁束密度を出力する場合、ギャップＧＰが小さければ小さい起磁力で当該出力を得ることができる。従って、本実施形態の構造を採用して、ギャップＧＰを小さくすることで、電源をコンパクトにすることができる。また、必要な磁束密度の平坦度を得るとき、ギャップＧＰが小さいことにより、磁極幅を小さくしても必要な平坦領域を確保できる。このため、走査電磁石５０全体の小型化を図ることができる。また、起磁力の低下、及び磁極面積を小さくできるため、インダクタンスを小さくすることができる。従って、応答の高速化を図ることが可能となる。
【００４５】
真空構造１００は、コイル６０Ａ，６０Ｂを真空中に配置するように構成される。この場合、後述の図７（ｂ），（ｃ）の構造とは異なり、コイル６０Ａ，６０Ｂ周辺の構造を変更しなくてよくなるため、コイル６０Ａ，６０Ｂを磁極部７０Ａ，７０Ｂに巻回するときの巻回態様を従来通りとすることができる。
【００４６】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
上述の真空構造１００は一例に過ぎず、ギャップ形成面７０ａ，７０ａを真空中に配置できる限り、あらゆる構造を採用してもよい。
【００４８】
例えば、図７（ａ）に示すような走査電磁石３５０を採用してよい。この走査電磁石３５０の真空構造３００は、コイル６０Ａ，６０Ｂ、磁極部７０Ａ，７０Ｂ、及びヨーク８０全体を収容できる真空容器３１０を備えている。これにより、コイル６０Ａ，６０Ｂ及びギャップ形成面７０ａ，７０ａを真空中に配置することができる。
【００４９】
また、図７（ｂ）に示すような走査電磁石４５０を採用してよい。この走査電磁石４５０の真空構造４００は、磁極部７０Ａ，７０Ｂ近傍のみを真空にすることで、ギャップ形成面７０ａ，７０ａを真空中に配置する。真空構造４００は、コイル６０Ａ，６０Ｂの内周側に配置され、磁極部７０Ａ，７０Ｂの四方の側面全周を囲むような壁部材４１０を有している。壁部材４１０は、磁極部７０Ａの四方の側面を囲んだ状態で上方へ延び、ギャップＧＰの周囲を通過して、磁極部７０Ｂの四方の側面を囲んでいる。壁部材４１０は、幅方向Ｄ２に対向する一対の壁部と、長さ方向Ｄ３に対向する一対の壁部（不図示）と、を有する。なお、長さ方向Ｄ３に対向する壁部には、内部の真空を確保した状態で、荷電粒子線Ｂを通過させる開口部が形成される。また、壁部材４１０と磁極部７０Ａ，７０Ｂとの間の僅かな隙間は、真空用のシーリング材などによって間埋めがなされる。
【００５０】
また、図７（ｃ）に示すような走査電磁石５５０を採用してよい。この走査電磁石５５０の真空構造５００は、磁極部７０Ａ，７０Ｂをヨーク８０とは別パーツとした上で、真空容器５１０に収容している。このような構成により、ギャップ形成面７０ａ，７０ａが真空容器５１０に収容されることで、当該ギャップ形成面７０ａ，７０ａが真空中に配置される。真空容器５１０は、壁部材４１０は、幅方向Ｄ２に対向する一対の壁部と、長さ方向Ｄ３に対向する一対の壁部（不図示）と、軸方向に対向する一対の壁部と、を有する。
【符号の説明】
【００５１】
１…荷電粒子線治療装置、５０，３５０，４５０，５５０…走査電磁石、６０Ａ，６０Ｂ…コイル、７０Ａ，７０Ｂ…磁極部、７０ａ…ギャップ形成面、１００，３００，４００，５００…真空構造。
【図１】
2020141944.tif 000003
【図２】
2020141944.tif 000004
【図３】
2020141944.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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