(57)【要約】【課題】線量の低下を抑制しつつ、荷電粒子線のビームサイズの拡大を抑制できる荷電粒子線治療装置を提供する。【解決手段】荷電粒子線治療装置１は、加速器３から出射された荷電粒子線Ｂを入射させることで、当該荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させる第１の減衰部２１と、第１の減衰部２１を通過した荷電粒子線Ｂを入射させ、高周波の電場を連続的に発生させることで、荷電粒子線Ｂを収束させる電場生成部２３を備えている。従って、一度、第１の減衰部２１を通過した荷電粒子線Ｂは、電場生成部２３を通過することによって、ビームサイズの収束が行われる。【選択図】図４
2018094147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を出射する加速器と、
前記加速器から出射された前記荷電粒子線を入射させることで、当該荷電粒子線のエネルギーを低下させる第１の減衰部と、
前記第１の減衰部を通過した前記荷電粒子線を入射させ、高周波の電場を連続的に発生させることで、前記荷電粒子線を収束させる電場生成部と、
前記電場生成部から出射された前記荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部と、を備える、荷電粒子線治療装置。
【請求項２】
前記電場生成部と前記照射部との間に設けられ、前記電場生成部から出射された前記荷電粒子線を入射させることで、当該荷電粒子線のエネルギーを低下させる第２の減衰部を更に備える、請求項１に記載の荷電粒子線治療装置。
【請求項３】
前記第１の減衰部は、単一のエネルギー低下量にて、又は複数段階で調整可能なエネルギー低下量にて、前記荷電粒子線のエネルギーを低下させ、
前記第２の減衰部は、前記第１の減衰部よりも多段階で調整可能なエネルギー低下量にて、前記荷電粒子線のエネルギーを低下させる、請求項２に記載の荷電粒子線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線治療装置に関する。
【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として、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載の荷電粒子線治療装置では、加速器で加速された荷電粒子線を、減衰部（ディグレーダ）に入射させてエネルギーを減衰させてから、被照射体に照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８１６５５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、上述のような荷電粒子線治療装置においては、荷電粒子線が減衰部を通過すると、当該荷電粒子線（ビーム）が発散することでビームサイズが大きくなる。従って、高精度な照射を行うことが求められる場合には、コリメータ等を用いることで荷電粒子線の一部をカットすることでビームサイズを調整することも可能である。ただし、そのような対応を行った場合は、荷電粒子線の線量が低下するという問題が生じる。
【０００５】
そこで本発明は、線量の低下を抑制しつつ、荷電粒子線のビームサイズの拡大を抑制できる荷電粒子線治療装置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、本発明に係る荷電粒子線治療装置は、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を出射する加速器と、加速器から出射された荷電粒子線を入射させることで、当該荷電粒子線のエネルギーを低下させる第１の減衰部と、第１の減衰部を通過した荷電粒子線を入射させ、高周波の電場を連続的に発生させることで、荷電粒子線を収束させる電場生成部と、電場生成部から出射された荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部と、を備える。
【０００７】
本発明に係る荷電粒子線治療装置は、加速器から出射された荷電粒子線を入射させることで、当該荷電粒子線のエネルギーを低下させる第１の減衰部と、第１の減衰部を通過した荷電粒子線を入射させ、高周波の電場を連続的に発生させることで、荷電粒子線を収束させる電場生成部を備えている。従って、一度、第１の減衰部を通過した荷電粒子線は、電場生成部を通過することによって、ビームサイズの収束が行われる。従って、照射部の先端側においてコリメータ等で一部を遮断する事などによる線量の低下を抑制しつつ、荷電粒子線のビームサイズの拡大を抑制できる。
【０００８】
また、電場生成部と照射部との間に設けられ、電場生成部から出射された荷電粒子線を入射させることで、当該荷電粒子線のエネルギーを低下させる第２の減衰部を更に備えてよい。このような構成により、電場生成部から出射された荷電粒子線のエネルギーの微調整を行うことができる。
【０００９】
また、第１の減衰部は、単一のエネルギー低下量にて、又は複数段階で調整可能なエネルギー低下量にて、荷電粒子線のエネルギーを低下させ、第２の減衰部は、第１の減衰部よりも多段階で調整可能なエネルギー低下量にて、荷電粒子線のエネルギーを低下させてよい。このような構成により、第１の減衰部で、電場生成部へ入射させることが出来る程度まで荷電粒子線のエネルギーを低下させ、第２の減衰部で多段階のエネルギー低下量にて、荷電粒子線のエネルギーの微調整をすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、線量の低下を抑制しつつ、荷電粒子線のビームサイズの拡大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置の概略構成図である。
【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】エネルギー調整部の構成を示す概略構成図である。
【図５】電場生成部の構成の一例を示す概略構成図である。
【図６】電場生成部の構成の一例を示す概略構成図である。
【図７】荷電粒子線の収束に関する模式図である。
【図８】変形例に係るエネルギー調整部の構成を示す概略構成図である。
【図９】変形例に係るエネルギー調整部の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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荷電粒子線治療装置について説明する。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。
【００１３】
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係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り、イオン源（不図示）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４１と、ビーム輸送ライン４１上において加速器３と照射部２との間に設けられるエネルギー調整部２０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。
【００１４】
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方向」、「Ｙ方向」、「Ｚ方向」という語を用いて説明する。「Ｚ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６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方向」とは、Ｚ方向と直交する平面内における一の方向である。「Ｙ方向」とは、Ｚ方向と直交する平面内においてＸ方向と直交する方向である。
【００１５】
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。なお、以降の説明においては、荷電粒子線治療装置１がスキャニング法に係る照射装置である場合について説明する。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。更に、荷電粒子線治療装置１の照射方法はスキャニング法に限定されず、ワブラー法、ブロードビーム法、原体照射法等、あらゆる照射方法を採用してよい。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４１と、制御部７と、を備えている。
【００１６】
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として単一のエネルギーで荷電粒子線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を採用することの効果がより顕著となる。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４１によって照射ノズル９へ輸送される。ビーム輸送ライン４１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から出射されてエネルギー調整部２０にてエネルギー調整された荷電粒子線を照射部２へ輸送する。
【００１７】
荷電粒子線治療装置１は、加速器３内に配置され、イオン源から出た荷電粒子線Ｂを遮断するビームチョッパ１６を更に備えている。ビームチョッパ１６の作動状態（ＯＮ）において、イオン源から出た荷電粒子線Ｂは遮断され、加速器３から出射されない状態となる。ビームチョッパ１６の停止状態（ＯＦＦ）において、イオン源から出た荷電粒子線Ｂは遮断されることなく加速器３から出射される状態となる。ビームチョッパ１６の作動状態及び停止状態は、ビームチョッパスイッチ（不図示）により切り替えられる。なお、荷電粒子線の照射、非照射を切り替える手段としてビームチョッパ以外を用いても良い。例えば、ビーム輸送ライン中にシャッターを設けてシャッターで荷電粒子線を遮断してよい。あるいは、加速器３内に設けたデフレクタ（電磁石）を用いて荷電粒子線を照射するときのみ加速器３から荷電粒子線を出射させてよい。
【００１８】
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４１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（走査部）６、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、フラットネスモニタ１３ａ，１３ｂ、及びディグレーダ３０を備えている。走査電磁石６、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂ、四極電磁石８、及びディグレーダ３０は、照射ノズル９に収容されている。
【００１９】
走査電磁石６は、Ｘ方向走査電磁石６ａ及びＹ方向走査電磁石６ｂを含む。Ｘ方向走査電磁石６ａ及びＹ方向走査電磁石６ｂ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方向走査電磁石６ａは、Ｘ方向に荷電粒子線Ｂを走査し、Ｙ方向走査電磁石６ｂは、Ｙ方向に荷電粒子線Ｂを走査する。これらの走査電磁石６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。
【００２０】
四極電磁石８は、Ｘ方向四極電磁石８ａ及びＹ方向四極電磁石８ｂを含む。Ｘ方向四極電磁石８ａ及びＹ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方向四極電磁石８ａは、Ｘ方向において荷電粒子線Ｂを収束させ、Ｙ方向四極電磁石８ｂは、Ｙ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６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。
【００２１】
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６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の強度を検出する。ドーズモニタ１２は、基軸ＡＸ上であって走査電磁石６に対して下流側に配置されている。フラットネスモニタ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。フラットネスモニタ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。
【００２２】
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。照射ノズル９内のディグレーダ３０は、省略することも可能である。
【００２３】
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６及び四極電磁石８を制御する。また、本実施形態においては、制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂの検出結果をフィードバックして、荷電粒子線Ｂのビームサイズが一定となるように、四極電磁石８を制御する。
【００２４】
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１００と接続されている。治療計画装置１００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１００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１００は、作成した治療計画マップを制御部７へ送信する。
【００２５】
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の照射を行う。
【００２６】
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。
【００２７】
続いて、加速器３から荷電粒子線Ｂを出射する。また、加速器３から出射された荷電粒子線Ｂをエネルギー調整部２０で調整することで、当該荷電粒子線Ｂの飛程を調整する。出射された荷電粒子線Ｂは、走査電磁石６の制御によって走査される。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。
【００２８】
制御部７の制御に応じた走査電磁石６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。
【００２９】
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、ビーム軌道ＴＬを描きながら層Ｌｎの複数の照射スポットに対して照射される。すなわち、制御部７に制御された照射ノズル９は、ビーム軌道ＴＬ上を移動する。
【００３０】
次に、図４を参照して、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１が備えるエネルギー調整部２０の構成について説明する。エネルギー調整部２０は、上流側の加速器３側から第１の減衰部２１と、コリメータ２２と、電場生成部２３と、を備える。
【００３１】
第１の減衰部２１は、加速器３から出射された荷電粒子線Ｂを入射させることで、当該荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させる部材である。第１の減衰部２１は、電場生成部２３の上流側にて、荷電粒子線Ｂの飛程の荒調整を行うことができる部材である。
【００３２】
コリメータ２２は、第１の減衰部２１を通過した荷電粒子線Ｂのうち、拡散によって広がった不要な部分を遮断し、一定の形状及びビームサイズに荷電粒子線Ｂを調整する部材である。コリメータ２２は、貫通孔を有しており、荷電粒子線Ｂに当該貫通孔を通過させることで、荷電粒子線Ｂのうち、拡散した部分を貫通孔の縁部で遮断し、必要な部分を電場生成部２３側へ出射することができる。
【００３３】
電場生成部２３は、第１の減衰部２１を通過した荷電粒子線Ｂを入射させ、高周波の電場を連続的に発生させることで、荷電粒子線Ｂを収束させる。また、電場生成部２３は、荷電粒子線Ｂを構成する荷電粒子を加速又は減速することができる。電場生成部２３は、加速モードの場合と減速モードの場合のいずれであっても荷電粒子線Ｂを収束させることができる。電磁石を用いて荷電粒子線Ｂのビームサイズを絞る場合は、正面から見た場合に、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、荷電粒子線Ｂは一軸方向のみに絞られていた。これに対し、電場生成部２３で荷電粒子線Ｂを収束させることでビームサイズを絞る場合は、図７（ａ）に示すように、ビーム全体を絞ることができる。また、電場生成部２３は、荷電粒子線Ｂのエネルギーを調整することで、当該荷電粒子線Ｂの飛程を調整することができる。すなわち、電場生成部２３は、患者１５の体内における荷電粒子線Ｂの最大到達深さを調整する。
【００３４】
上述のような電場生成部２３として、収束力を発生させることができる直線加速器（ライナック）を用いることができる。収束力を発生させることができる直線加速器の一例として、ＲＦＱ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ）、ＤＴＬ（Ｄｒｉｆｔ  Ｔｕｂｅ  Ｌｉｎｅｒ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）等が挙げられる。
【００３５】
ここで、電場生成部２３としてＲＦＱ型線形加速器を採用した場合の構成について説明する。図４に示すように、ＲＦＱ型線形加速器として構成される電場生成部２３は、両端をプレートによって閉止された導電性外筒部２４を備え、導電性外筒部２４の中心軸に沿ってビーム軸が規定されている。両端のプレートの中央部には、ビーム通過孔２４ａが設けられている。また、導電性外筒部２４内には、ビーム軸を囲むように、４枚の導電性翼部２５が９０°の角度間隔をおいて配置されている。
【００３６】
各翼部２５のビーム軸側には、ビーム軸に沿って波形が形成されている。この波形は図４に示すように、互いに対向する位置、即ち、１８０°離れた位置にある翼部において同一の位相を持っている。他方、互いに隣接する翼部における波形は１８０°の位相差を有している。上記した導電性外筒部２４と翼部２５によって構成されるキャビティ内に、所定の周波数の高周波電力が導入されると、対向する２つの翼部２５には同相の高周波電圧が印加され、隣接する翼部２５には互いに逆相の高周波電圧が印加され、ビーム軸に沿って４重極の加速集束電場が形成される。このような電場生成部２３では、電場を形成する翼部２５が波形形状を有している。従って、当該波形形状の翼部２５が形成する電場の中には、荷電粒子線Ｂを構成する粒子に対してビーム軸側へ向かう収束力が作用する成分が含まれることとなる。互いに直交する電極に関し、ある断面において、片方Ｘ軸の電極対が「山」となっていれば、もう片方Ｙ軸の電極対は「谷」になる。谷から山に電場が立つような位相では、Ｙ軸方向に収束力が作用する。
【００３７】
また、図５及び図６を参照して、電場生成部２３としてＤＴＬ型線形加速器を採用した場合の構成について説明する。図５に示すように、電場生成部２３は、導電性外筒部３６を有している。導電性外筒部３６の内部には、大電力の高周波によって中心軸に沿って電場が生じる。この電場の方向は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、半周期毎に逆転する。電場が進行方向に向いているとき（図５（ａ）の状態）には、荷電粒子線Ｂを構成する荷電粒子Ｐは加速される。一方、電場が進行方向の反対側に向いているとき（図５（ｂ）の状態）には、荷電粒子Ｐは減速される。従って、電場が進行方向の反対側に向いているときには、荷電粒子Ｐがチューブ３７内に配置されるように、当該チューブ３７の位置及び長さが設定される。ただし、荷電粒子Ｐの加速が進むと、チューブ３７の長さ及びギャップの大きさが広がるため、電場生成部２３の構造は、図６に示すような結合空洞型の加速器の構造へ切り替わる。
【００３８】
図６に示すように、図１及び図３と同様に、両端をプレートにより閉止された導電性外筒部（不図示）を備え、両端のプレートの中央部にはビーム通過孔が設けられている。導電性外筒部内には、互いに対向する位置から一対の導電性金属板（不図示）がビーム軸方向に突出しており、且つ、当該導電性金属板には、交互にステム３２がそれぞれ取り付けられている。更に、これらステム３２は電極（ドリフトチューブ）３１Ａ〜３１Ｃとそれぞれ電気的に接続されている。これら導電性外筒部、電極３１Ａ〜３１Ｃ、導電性金属板、及びステム３２によって構成されるキャビティ内に所定の周波数の高周波電力が導入されると、図６（ａ），（ｃ），（ｅ）に示すように、隣り合う電極間に高周波電圧が印加され、ビーム軸上のイオンビームは順次加速される。
【００３９】
上述のような電場生成部２３では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、荷電粒子Ｐが電極３１Ａの進行方向の端部に配置されているときに、電極３１Ａ及び電極３１Ｃの極性がプラスで電極３１Ｂの極性がマイナスとなる場合、電極３１Ａ及び電極３１Ｃから電極３１Ｂへ向かってビーム軸側へ凸となるように湾曲する電場が形成される。従って、荷電粒子Ｐには、ビーム軸側へ向かう収束力が作用する。次に、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、荷電粒子Ｐが電極３１Ａと電極３１Ｂとの間の空間に配置されているときに、電極３１Ａ〜３１Ｃの極性は０となる。この場合は荷電粒子Ｐに力は作用しない。次に、図６（ｅ）及び図６（ｆ）に示すように、荷電粒子Ｐが電極３１Ｂの進行方向の反対側の端部に配置されているときに、電極３１Ａ及び電極３１Ｃの極性がマイナスで電極３１Ｂの極性がプラスとなる場合、電極３１Ｂから電極３１Ａ及び電極３１Ｃへ向かってビーム軸側へ凸となるように湾曲する電場が形成される。従って、荷電粒子Ｐには、ビーム軸側へ向かう収束力が作用する。
【００４０】
次に、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１の作用・効果について説明する。
【００４１】
本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１は、加速器３から出射された荷電粒子線Ｂを入射させることで、当該荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させる第１の減衰部２１と、第１の減衰部２１を通過した荷電粒子線Ｂを入射させ、高周波の電場を連続的に発生させることで、荷電粒子線Ｂを収束させる電場生成部２３を備えている。従って、一度、第１の減衰部２１を通過した荷電粒子線Ｂは、電場生成部２３を通過することによって、ビームサイズの収束が行われる。従って、照射部２の先端側においてコリメータ等で一部を遮断する事などによる線量の低下を抑制しつつ、荷電粒子線のビームサイズの拡大を抑制できる。
【００４２】
なお、ビームサイズの拡大は低エネルギー領域で生じ易いため、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１を採用することで、低エネルギー領域でのエミッタンスの回復を行うことができる。また、荷電粒子線Ｂのビームサイズを線量の低下を抑制しながら収束させることができるため、高強度な荷電粒子線治療の実施が可能となる。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
例えば、図８に示すようなエネルギー調整部１２０を採用してもよい。このエネルギー調整部１２０は、電場生成部２３と照射部２と間（ここでは電場生成部２３に下流側で隣り合う位置）に第２の減衰部１２４を備えている。ここでの電場生成部２３は、一定のエネルギーの荷電粒子線Ｂしか入射させることができないため、第１の減衰部１２１は単一のエネルギー低下量にて荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させる。一方、第２の減衰部１２４は、複数段階でエネルギー低下量を調整可能である。すなわち、第１の減衰部１２１よりも多段階で調整可能なエネルギー低下量にて、荷電粒子線のエネルギーを低下させることができる。第２の減衰部１２４の入射面は荷電粒子線Ｂに対して傾斜した面であるため、連続的にエネルギー低下量を調整できる。このような構成により、荷電粒子線Ｂは、第１の減衰部１２１である程度のエネルギーまで減衰したのち、電場生成部２３で収束されることでビームの質が回復し、更に第２の減衰部１２４でエネルギーの微調整を行うことができる。
【００４５】
また、電場生成部２２３が複数のエネルギーに係る荷電粒子線Ｂを入射可能なものである場合は、図９に示すようなエネルギー調整部２２０を採用してよい。この場合、電場生成部２２３の上流側に設けられる第１の減衰部２２１は、複数段階（ここでは３段階）で調整可能なエネルギー低下量にて、荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させることができる。第２の減衰部２２４の入射面は荷電粒子線Ｂに対して傾斜した面であるため、連続的にエネルギー低下量を調整できる。従って、第２の減衰部２２４は、第１の減衰部２２１よりも多段階で調整可能なエネルギー低下量にて、荷電粒子線のエネルギーを低下させることができる。このような構成により、荷電粒子線Ｂは、第１の減衰部２２１で電場生成部２２３が加減速可能なエネルギーまで減衰したのち、電場生成部２２３で収束されることでビームの質が回復し、更に第２の減衰部２２４でエネルギーの微調整を行うことができる。このように、第２の減衰部２２４で多段階のエネルギー低下量にて、荷電粒子線Ｂのエネルギーの微調整を行うことができる。
【００４６】
また、照射部２の構成は図２に示すものに限定されず、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…荷電粒子線治療装置、２…照射部、３…加速器、１４…腫瘍（被照射体）、２１,１２１,２２１…第１の減衰部、２３,２２３…電場生成部、４１…ビーム輸送ライン、１２４,２２４…第２の減衰部。
【図１】
2018094147.tif 000003
【図２】
2018094147.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018094147.tif 000006
【図５】
2018094147.tif 000007
【図６】
2018094147.tif 000008
【図７】
2018094147.tif 000009
【図８】
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【図９】
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