(57)【要約】  光子ビームの線量増強が、第１の磁石の第１の中心磁界ベクトルが第２の磁石の第２の中心磁界ベクトルに平行であるよりむしろ逆平行であるように、少なくとも２つの磁石を互い違いに対置されたコイル構成に構成することで制御されている。ある形式では、第１の磁石の第１の中心磁界ベクトルが第２の磁石の第２の中心磁界ベクトルに対し±９０°〜±１８０°の範囲で回転されている。典型的に、第１の中心磁界ベクトルは第２の中心磁界ベクトルと同軸でない。結果としての磁界構成が、対象となっている身体の深部に到達可能な磁界の絶対値の大きい部分をより広く有し、絶対値の大きい領域内部に身体の広い部分を収容できる付加的な空間を供給する。
2007503967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射システムであって、同放射システムが、ビーム経路に沿って身体に入射する光子ビームを供給する光子ビーム源と、少なくとも２つの磁石を含む線量増強制御装置と、からなり、前記光子ビームが前記身体内の前記ビーム経路に沿って電子‐光子カスケードを生成しており、第１の磁石が第１の中心磁界ベクトルを有しており、第２の磁石が第２の中心磁界ベクトルを有しており、前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが互いに±９０°〜±１８０°オフセットされている、放射システム。
【請求項２】
前記少なくとも２つの磁石が、前記ビーム経路全体に亘る磁界成分と前記ビーム軸に沿った磁界勾配成分とを組み合わせた磁界構成を有しており、前記磁界構成が相対的な線量プロファイルをもたらし、前記相対的な線量プロファイルが前記磁界構成の制御によって制御されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが同軸でない請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の磁石が前記身体の所定の部分に隣接されて配置されており、前記第２の磁石が前記身体の別の所定の部分に隣接されて配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の中心磁界ベクトルが前記第２の中心磁界ベクトルに直交している請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの磁石の少なくとも一方を動かすことで前記磁界構成が制御されている請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の磁石に対する前記第１の磁石の前記相対的な配置を調整することで前記磁界構成が制御されている請求項６に記載の方法。
【請求項８】
放射システムにおいて、前記放射システムが、ビーム経路に沿って身体に入射する光子ビームを供給する光子ビーム源と、少なくとも２つの磁石を含む線量増強制御装置と、を有しており、前記光子ビームが前記身体内の前記ビーム経路に沿って電子‐光子カスケードを生成しており、第１の磁石が第１の中心磁界ベクトルを有しており、第２の磁石が第２の中心磁界ベクトルを有しており、前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが同軸でない、放射システム。
【請求項９】
前記第１の中心磁界ベクトルが前記第２の中心磁界ベクトルに平行であるよりむしろ逆平行である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の磁石が前記身体の所定の部分に隣接されて配置されており、前記第２の磁石が前記身体の別の所定の部分に隣接されて配置されている請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の中心磁界ベクトルが前記第２の中心磁界ベクトルに逆平行である請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
放射システムで用いられる線量増強法であって、前記放射システムがビーム経路に沿って身体に入射する光子ビームを供給する光子ビーム源を有しており、前記光子ビームが前記身体内の前記ビーム経路に沿って電子‐光子カスケードを生成しており、前記線量増強法が、
相対的な線量プロファイルを選択する工程と、
少なくとも２つの磁石を構成する工程と、
を含み、第１の磁石が第１の中心磁界ベクトルを有しており、第２の磁石が第２の中心磁界ベクトルを有しており、前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが同軸でなく、
前記結果としての磁界が、前記ビーム経路全体に亘る磁界成分を有していると共に、前記ビーム経路に沿った磁界勾配成分を備えており、前記磁界が前記相対的な線量プロファイルをもたらし、前記相対的な線量プロファイルが前記磁界構成の制御によって制御されている、線量増強法。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの磁石の少なくとも一方を動かすことで前記磁界構成が制御されている請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記磁石の前記相対的な配置を互いに調整することで前記磁界構成が制御されている請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の磁石を前記身体の所定の部分に隣接させて配置する工程と、前記第２の磁石を前記身体の別の所定の部分に隣接させて配置する工程と、を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の中心磁界ベクトルが前記第２の中心磁界ベクトルに平行であるよりむしろ逆平行である請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが互いに±９０°〜±１８０°オフセットされている請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の中心磁界ベクトルが前記第２の中心磁界ベクトルに直交している請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが互いに±１００°〜±１７０°オフセットされている請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが互いに±１１０°〜±１６０°オフセットされている請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが互いに±１２０°〜±１５０°オフセットされている請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の中心磁界ベクトルと前記第２の中心磁界ベクトルとが互いに±１３０°〜±１４０°オフセットされている請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
磁界勾配を使用した高エネルギーの光子ビームにより、悪性腫瘍の治療能力を向上させる。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、（特許文献１）の利益を請求する。
電磁界が少なくとも第１の磁界からなり、この第１の磁界が少なくとも第２の磁界に対置されている。
【０００３】
第１の磁界が第１の中心磁界ベクトルを有し、第２の磁界が第２の中心磁界ベクトルを
有している。第１の中心磁界ベクトルが第２の中心磁界ベクトルに平行であるよりむしろ逆平行である。ある形式では、第１の中心磁界ベクトルが第２の中心磁界ベクトルに対し、互い違いに配置されている、又は同軸でない。
ある形式では、組み合わせられた磁界の少なくとも一部分が、第１の磁界単独の場合よりも急速に発散しないよう、第１の中心磁界ベクトルを第２の中心磁界ベクトルから直角に移動させてある。第１の中心磁界ベクトルを２つの直交する構成要素に対して移動させることもできる。
【０００４】
第１の磁界を発生させるには、磁界を発生させるどんな手段でもよく、例えば、永久磁石、導電コイル、導電コイルの組み合わせ、及びそれらの組み合わせなどである。
第２の磁界を発生させるには、磁界を発生させるどんな手段でもよく、例えば、永久磁石、導電コイル、導電コイルの組み合わせ、及びそれらの組み合わせなどである。
（特許文献２）に教示されているように、高エネルギーの光子ビームによる悪性腫瘍の治療能力を向上させる為に磁界勾配が使用でき、上記特許は参照のため本願に援用される。
【特許文献１】米国仮出願第６０／４７２，０８０号（２００３年５月２０日提出）
【特許文献２】米国特許第５，９７４，１１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
悪性腫瘍の治療について、並びに他の状況については、ソレノイドの内部で又はいわゆる分割援助対の間のギャップ内で典型的に可能な素早さを上回る素早さで、比較的大きい磁界及び／又は大きい磁界の勾配の領域に近づけることが非常に望ましい。（このような分割対は、共通の軸に沿って配列された２つの同軸のソレノイドから成っており、これらの間に空間があり、対の両部材の電流が同一の方向に循環している。）
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書では、ソレノイドの内部又は分割対のギャップにはめ込むには大きい対象物への磁界及び勾配の投射に更に適合した新規な磁石対構成が開示されている。新規な配列を互い違いに対置されたコイル構成（Ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  Ｏｐｐｏｓｉｎｇ  Ｃｏｉｌ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（ＳＯＣＣ））と名付け、添付の図面に示す。
本明細書に開示されたＳＯＣＣ構成の磁石を用い（特許文献２）の教示を実践する際に、例えば、患者の身体の腫瘍又は標的領域が、図５〜図７及び図９〜図１１に描写されているように、磁石システムの工程の状態にある場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、コイル磁石１０（断面で示されている）が、中心磁界ベクトル１５を有する磁界２０を生成する。磁力線の色が磁界の絶対値を示しており、最強の磁界の区域
から最弱の磁界への区域、及び／又は、磁界の勾配が、赤２１（最強）、続いてオレンジ又は黄色２２、緑２３、青２４（最弱）となっている。
【０００８】
図２を参照すると、２つのコイル磁石３０ａ、３０ｂ（断面で示されている）が互い違
いに対置されたコイル構成となっており、各磁石３０ａ、３０ｂが全体の磁界４０に寄与している。第１の磁石３０ａの第１の中心磁界ベクトル３５ａが、第２の磁石３０ｂの第２の中心磁界ベクトル３５ｂに対して逆平行に回転されている（１８０°回転されている）。磁力線の色が磁界の絶対値を指し示しており、最強の磁界の区域から最弱の磁界への区域、及び／又は、磁界の勾配が、赤４１（最強）、続いてオレンジ又は黄色４２、緑４３、青４４（最弱）となっている。図１と図２の磁界を比較することにより、図２の特に内側の線４６に沿った磁石３０ａと磁石３０ｂとの間の磁界の絶対値の大きい部分が広くなったことが分かる。
【０００９】
図３を参照すると、２つのコイル磁石５０ａ、５０ｂ（断面で示されている）が互い違
いに対置されたコイル構成となっており、各磁石５０ａ、５０ｂが全体の磁界６０に寄与している。第１の磁石５０ａの第１の中心磁界ベクトル５５ａが、第２の磁石５０ｂの第２の中心磁界ベクトル５５ｂに直交して回転されている（９０°回転されている）。磁力線の色が磁界の絶対値を指し示しており、最強の磁界の区域から最弱の磁界への区域、及び／又は、界の勾配が、赤６１（最強）、続いてオレンジ又は黄色６２、緑６３、青６４（最弱）となっている。図１と図３の磁界を比較することにより、図３の特に内側の線６６に沿った磁石５０ａと磁石５０ｂとの間の、磁界の絶対値の大きい部分が広くなったことが分かる。
【００１０】
図４を参照すると、２つのコイル磁石７０ａ、７０ｂ（断面で示されている）が互い違
いに対置されたコイル構成となっており、各磁石７０ａ、７０ｂが全体の磁界８０に寄与している。第１の磁石７０ａの第１の中心磁界ベクトル７５ａが第２の磁石７０ｂの第２の中心磁界ベクトル７５ｂに対して±９０°〜±１８０°回転されている。この場合は、第１の中心磁界ベクトル７５ａが第２の中心磁界ベクトル７５ｂに対してほぼ−１３５°（＋２２５°）回転されている。磁力線の色が界の絶対値を指し示しており、最強の磁界の区域から最弱の磁界への区域、及び／又は、磁界の勾配が、赤８１（最強）、続いてオレンジ又は黄色８２、緑８３、青８４（最弱）となっている。図１〜図４の磁界を比較することにより、図４の特に内側の線８６に沿った磁石７０ａと磁石７０ｂとの間の、磁界の絶対値の大きい部分が広くなったことが分かる。
【００１１】
図１〜図４で分かるのは、コイルの対置されている電流の方向によって生成された磁界
が、２つのコイルの巻線が互いに最も接近する局所的な領域のみにおいて効率的に合計されていることである。このことにより、ＳＯＣＣ構成要素同士間に極度に大きく制御困難な磁力を生成することなく、所望の磁界ベクトルを標的領域へと更に深く投射する傾向が生じる。言い換えると、互いから±９０°〜±１８０°オフセットされた中心磁界ベクトルを有する２つの磁石を用いることで生じた磁界が、単一の磁石による磁界と比較して強度の比較的大きい絶対値の磁界及び／又は大きい勾配の部分をより広く有している。これにより、絶対値の大きい磁界の深さが、１センチメートル、２センチメートル、３センチメートル以上に改善され、これは特に、光子ビーム源で身体内の腫瘍を標的にする際に有用である。注目すべきは、第１の中心磁界ベクトルが第２の中心磁界ベクトに対して典型的に互い違いに配置されていること又は同軸でないことである。
【００１２】
図５〜図７を参照すると、ビーム経路に沿って入射光子ビームを発生させる光子ビーム
源１２１を有した放射システムが示されており、ビーム経路がビームの入射光子の全経路によって定義されている。このビーム経路の断面は複雑でもよいが、ビーム経路を表すにはビームベクトル１０１を選択することができる。光子ビームはビームベクトル１０１の
点１２２で示されている。ビームベクトル１０１は点１２４で身体１２３に入り、入射光子がビーム経路に沿って電子‐光子カスケードを生成し、電子‐光子カスケードが身体１２３内のビームベクトル１０１の点１２５で示されている。
【００１３】
本明細書で注目するエネルギーにおいて、電子‐光子カスケードの経路は、電子‐光子
カスケードにおける粒子の経路の集まりであり、入射光子ビーム経路に沿って続くものと考えてよい。よって、本明細書のビーム経路が入射光子ビーム経路及び電子‐光子カスケードのビーム経路の両方を意味するよう、電子‐光子カスケードもビームベクトル１０１で表される。放射システムは光子ビーム源を有し、この光子ビームはビーム経路に沿って身体に入射する光子ビームを供給する。光子ビームは、身体内のビーム経路に沿った電子‐光子カスケードを生成する。線量増強制御装置がＳＯＣＣ構成の一対の磁石を含む。ＳＯＣＣ磁石構成により、磁界構成がビーム経路全体に亘る磁界成分とビーム軸に沿った磁界勾配成分とを備えることになり、これにより、相対的な線量プロファイルがもたらされ、相対的な線量プロファイルが磁界構成の制御によって制御されている。どのように放射システムを、例えば、患者の身体内の腫瘍又は標的領域に用いるかに関係した更なる詳細は、（特許文献２）に示された磁石システムの工程にある。
【００１４】
図９〜図１１で示されているように、ＳＯＣＣ磁石対は任意のサイズに作ることができ
、限定されないが、人間の胴体、恥骨部、衰弱した領域などの、多くの標的領域に適用できる。ＳＯＣＣ対の部材は同一のサイズでなくてもよい。磁石の軸が、互いに対し斜めになっていてよく、同一平面上になくてもよいし、例えば、悪性腫瘍の治療に用いられる光子ビームと同一平面上になくてもよい。光子ビームが悪性腫瘍を様々な角度及び方向で標的にしてもよいし、ＳＯＣＣ対に対する特定の基準点からは用いられなくてもよい。ＳＯＣＣの磁石を、生成された界の位置及び形状に影響を及ぼすよう、使用中に互いに対し動かしたり使用と使用の間に調整したりすることができる。このような変更を、悪性腫瘍の治療にＩＭＲＴ（強度変調放射線治療）の手順が用いられた際などに、光子ビームの特徴の変更と共に制御及びこれと連係させることができる。単純なコイルが示されたが、任意のコイルがコイルのアレイであってもよい。マグネットコイルが円形のソレノイドとして典型的に巻きつけられているが、長円やだ円などの他の断面の形状が有効に使われてよい。
【００１５】
ＳＯＣＣ配列を使う際に、１つ以上の磁界の源として永久磁石を用いることができる。
本明細書の教示を、電子ビーム又は荷電粒子の他のタイプのビームの操作に適用することができる。
【００１６】
使用時に、放射システムが線量増強の方法を用い、この方法が、相対的な線量プロファ
イルを選択する工程と少なくとも２つの磁石をＳＯＣＣ構成に構成する工程とを伴い、これにより、結果としての磁界構成が、ビーム経路全体に亘る磁界成分を有していると共に、相対的な線量プロファイルをもたらすビーム経路に沿った磁界勾配成分を備えており、相対的な線量プロファイルが磁界構成の制御によって制御されている。磁界構成を、中でも、磁石の相対的な配置を互いに対し調整することで、制御することができる。ＳＯＣＣ構成の磁石の少なくとも１つを動かすことでも磁界構成を制御することができる。
【００１７】
図５〜図７及び図９〜図１１に示されているように、磁石がＳＯＣＣ構成となるよう、
第１の磁石を身体のある部分に隣接させて配置することができ、第２の磁石を身体の第２の部分に対して配置することができる。ある形式では、衰弱した区域又は鼠径部領域の腫瘍を扱う目的で、第１の磁石が鼠径部の区域に配置されており、第２の磁石がでん部の区域に配置されている。別の形式では、肺などの胴体内部の腫瘍を扱う為に、第１の磁石が胴体のある部分に隣接されて配置されており、第２の磁石が胴体の別の部分に隣接されて配置されている。別の形式では、脳などの頭部内部の腫瘍を扱う為に、第１の磁石が頭部
のある部分に隣接されて配置されており、第２の磁石が頭部の別の部分に隣接されて配置されている。別の形式では、リンパ節などの首内部の腫瘍を扱う為に、第１の磁石が首のある部分に隣接されて配置されており、第２の磁石が首の別の部分に隣接されて配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】力線が描写されている、磁石の断面図。
【図２】第１の磁石の第１の中心磁界ベクトルが第２の磁石の第２の中心磁界ベクトルと逆平行の状態の、力線が描写されている、互い違いに対置されたコイル構成の２つの磁石の断面図。
【図３】第１の磁石の第１の中心磁界ベクトルが第２の磁石の第２の中心磁界ベクトルと直交している状態の、力線が描写されている、互い違いに対置されたコイル構成の２つの磁石の断面図。
【図４】第１の磁石の第１の中心磁界ベクトルが第２の磁石の第２の中心磁界ベクトルに対し±９０°〜±１８０°の範囲で回転されている状態の、力線が描写されている、互い違いに対置されたコイル構成の２つの磁石の断面図。
【図５】線量増強を制御する為に、磁石（断面で示す）の中心磁界ベクトルが逆平行の状態の、光子ビーム放射システムの要素。
【図６】線量増強を制御する為に、磁石（断面で示す）中心磁界ベクトルが直交している状態の、光子ビーム放射システムの要素。
【図７】線量増強を制御する為に、磁石（断面で示す）が、別の中心磁界ベクトルに対し軸のオフセット±９０°〜±１８０°の範囲の中心磁界ベクトルを有している、光子ビーム放射システムの要素。
【図８】図６の構成の磁石の斜視図。
【図９】胴体の標的区域への線量増強を制御する為に、磁石（断面で示す）が逆平行の構成である、光子ビーム放射システムの要素。
【図１０】胴体の標的区域への線量増強を制御する為に、磁石（±９０°〜±１８０°の範囲で互いにオフセットされている）が逆平行の構成である、光子ビーム放射システムの要素。
【図１１】衰弱した標的区域への線量増強を制御する為に、磁石（±９０°〜±１８０°の範囲で互いにオフセットされている）が逆平行の構成である、光子ビーム放射システムの要素。
【図１】
2007503967.tif 000003
【図２】
2007503967.tif 000004
【図３】
2007503967.tif 000005
【図４】
2007503967.tif 000006
【図５】
2007503967.tif 000007
【図６】
2007503967.tif 000008
【図７】
2007503967.tif 000009
【図８】
2007503967.tif 000010
【図９】
2007503967.tif 000011
【図１０】
2007503967.tif 000012
【図１１】
2007503967.tif 000013
【国際調査報告】
2007503967.tif 000014
2007503967.tif 000015