(57)【要約】【課題】透過形ターゲットから発生する後方散乱Ｘ線がＸ線発生装置から外部へ漏洩することを大幅に低減できる小形で軽量なＸ線発生装置とＸ線発生装置群を用いたＸ線照射装置を提供する。【解決手段】透過形ターゲットの表面を囲むように筒状シールド管がターゲットホルダに固定された構成によって後方散乱Ｘ線を吸収する。これによって、シールド管を装着しない場合に比べて、後方散乱Ｘ線を１／２０以下に低減することができ、Ｘ線発生装置全体を覆う鉛板の量を大幅に低減することが可能となる。本発明によるＸ線発生装置複数台と他の装置とを組み合わせて、Ｘ線治療に好適な小形で軽量なＸ線照射装置を提供することができる。【選択図】図１Ａ
2012138203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速電子ビームを金属製ターゲットに衝突させることによって、前記ターゲットの裏面側よりＸ線を発生させるＸ線発生装置において、
前記ターゲットの表面側に前記ターゲットを囲むように金属製の筒状シールド管を具備することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、
前記ターゲットの有効形状が楕円形又は長多角形であって、前記高速電子ビームの入射方向に対して、前記ターゲットが所定の角度をなすように配置されたことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、
前記ターゲットの裏面側に金属製の筒状Ｘ線ガイドを備え、前記ターゲットの裏面側より発生するＸ線が前記Ｘ線ガイドの出力開口部より放射されることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線発生装置において、
前記Ｘ線ガイドの中心孔の形状が円柱又は多角柱であることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＸ線発生装置において、
前記Ｘ線ガイドの中心孔の形状が、前記ターゲット裏面側の入口開口部の径より出口開口部の径が狭い円錐台または多角錐台の形状であることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＸ線発生装置を複数台隣接して配置したＸ線発生装置群を用いたＸ線照射装置であって、
高速電子ビームを発生する電子源と、
前記Ｘ線発生装置群の中の任意のＸ線発生装置の中心軸と平行に入射するように前記高速電子ビームを偏向する偏向手段とを設け、
前記Ｘ線発生装置群の各Ｘ線発生装置から互いに平行なＸ線を発生することを特徴とするＸ線照射装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＸ線照射装置において、
前記各Ｘ線発生装置は一方向に配置され、
前記偏向手段は第１偏向電磁石と第２偏向電磁石とを備え、
前記偏向手段で選択されたＸ線発生装置のＸ線出力により前記Ｘ線発生装置群の照射野にＸ線の一次元強度分布を形成することを特徴とするＸ線照射装置。
【請求項８】
請求項２に記載のＸ線発生装置を複数台放射状に配置したＸ線発生装置群を用いたＸ線照射装置であって、
前記Ｘ線発生装置群の中の各Ｘ線発生装置は、放射するＸ線の方向が相互に一定の関係を持つように配置され、
高速電子ビームを発生する電子源と、
前記Ｘ線発生装置群の中の任意のＸ線発生装置の中心軸と平行に入射するように前記高速電子ビームを偏向する偏向手段とを設け、
前記Ｘ線発生装置群から放射される各Ｘ線が互いに平行に放射されるように、前記Ｘ線発生装置群の各々のターゲットが、前記各Ｘ線発生装置の中心軸に対して所定の角度に設定されることを特徴とするＸ線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過形ターゲットを用いたＸ線発生装置に係わり、特に、後方散乱Ｘ線を遮蔽し、その漏洩を低減するＸ線発生装置に関する。さらにこれらの装置群（２以上の装置を含む）と電子源と電子ビーム偏向手段とを組み合わせて、特定の照射野にＸ線ビーム群を照射するＸ線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線発生装置は、電子源（カソード）とターゲット（アノード）の間に高電圧を加えて、高速に加速した電子をターゲットに衝突させることでＸ線を発生させる。
放射線治療に用いるＸ線としては、数ＭｅＶ以上の高エネルギーで加速した電子ビームを薄いターゲットに衝突させ、ターゲットの裏面側（前方）に放射される制動Ｘ線が用いられる。高速電子ビームがターゲットに衝突すると、ターゲット中で起きる散乱によって、電子ビームが入射した方向（後方）にもＸ線が放射される。この後方散乱Ｘ線は、漏洩対策が十分に施されていないとＸ線源から外部に漏れて、Ｘ線発生装置の使用者の健康に悪影響を及ぼす。
【０００３】
そこで、従来、漏洩Ｘ線を遮蔽するため、Ｘ線源を鉛板によって覆っていた。しかし、鉛板は重量が重く、Ｘ線発生装置の小形化、軽量化の妨げとなっていた。
【０００４】
特許文献１には本件発明者が開発した透過形ターゲットを用いた小形のＸ線発生装置が開示されている。図９は、特許文献１によるＸ線発生装置の一部を拡大して示した概略断面図である。ターゲット１は原子量が大きく、高融点、化学的に安定で熱放射性に優れたＡｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｔなどの金属であって、厚さ０．１ｍｍ程度の薄い膜である。高速の電子ビーム４がターゲット１に衝突するとターゲット１の裏面方向にＸ線６が発生する。発生したＸ線６は、直接Ｘ線ガイド７の出口開口部から外部へ放射されるが、一部のＸ線はＸ線ガイド７の内壁で全反射して、外部に放射される。
【０００５】
特許文献２には、Ｘ線管のエンクロージャ内に、電子源のカソードとＸ線を発生するアノードターゲットとの間に遮蔽ディスクを配置して、反射形ターゲット表面から放射されるＸ線を選択的に遮断して、吸収するように形状付けられ、Ｘ線が窓以外から漏洩することを防止する方法が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、冷却器の部分からＸ線が漏れることを防止するため、Ｘ線管球を底板近傍に配置した容器の上部開口部に、伝熱フィンを下方に林立して突出させた伝熱板で閉止し、さらに伝熱板上に放熱フィンを上方に林立して突出させた放熱板を有し、この伝熱板と放熱板の間に金属製のＸ線遮蔽材を介在させて一体化したＸ線発生装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８７１６５４号公報
【特許文献２】特表２００６−５２３００５号公報
【特許文献３】特開２００７−２６８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の装置では、高速電子がターゲット面に衝突した結果発生するＸ線の後方散乱による漏洩Ｘ線の対策は考慮されていない。
【０００９】
特許文献２では、カソードに接続される高電圧ケーブルの接続部方向に漏れるＸ線を遮蔽ディスクで遮断し、吸収しようとするもので、従来に比べて高電圧ケーブル接続部近傍の鉛板の量を低減することはできるが、依然所望方向以外の漏洩Ｘ線を遮蔽するために鉛板を必要とする。
【００１０】
特許文献３は、Ｘ線管球を収納したケースの放熱部からのＸ線の漏れを遮蔽し、しかも放熱能力は維持する発明であるが、Ｘ線管球自体をＸ線遮蔽材で十分に覆うことが必要である。
【００１１】
特許文献２および特許文献３では、局所から漏れるＸ線の遮蔽手段としては効果的であるが、散乱Ｘ線は、あらゆる方向に放射されるので、依然として、Ｘ線源およびＸ線発生装置を鉛などのＸ線遮蔽材で十分に覆わなければならない。そのため、Ｘ線発生装置の小形化、軽量化の点でまだ問題が残る。
【００１２】
本発明は、前述した問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、透過形ターゲットから発生する後方散乱Ｘ線を遮蔽し、吸収してＸ線源から漏れるＸ線を大幅に低減することができるＸ線発生装置を提供することにある。
さらに、ターゲットの放熱性を改善して、ターゲットの冷却機構を簡略化できるＸ線発生装置を提供することにある。
さらに、該Ｘ線発生装置を複数台並べて配置し電子源と偏向手段とを組み合わせることにより、Ｘ線治療において患部の形状に合わせて正確にＸ線を照射し、しかも高速に照射することができるＸ線治療に好適なＸ線照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために本発明による請求項１記載のＸ線発生装置は、高速電子ビームを金属製ターゲットに衝突させることによって、前記ターゲットの裏面側よりＸ線を発生させるＸ線発生装置において、前記ターゲットの表面側に前記ターゲットを囲むように金属製の筒状シールド管を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明による請求項２記載のＸ線発生装置は、請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記ターゲットの有効形状（Ｘ線の発生に寄与する部分の形状）が楕円形又は長多角形（前記楕円形状の外接線により規定される多角形）であって、前記高速電子ビームの入射方向に対して、前記ターゲットが所定の角度をなすように配置されたことを特徴とする。
【００１５】
本発明による請求項３記載のＸ線発生装置は、請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記ターゲットの裏面側に金属製の筒状Ｘ線ガイドを備え、前記ターゲットの裏面側より発生するＸ線が前記Ｘ線ガイドの内壁を全反射して前記Ｘ線ガイドの出力開口部より放射されることを特徴とする。
【００１６】
本発明による請求項４記載のＸ線発生装置は、請求項３に記載のＸ線発生装置において、前記Ｘ線ガイドの中心孔の形状が円柱又は多角柱であることを特徴とする。
【００１７】
本発明による請求項５記載のＸ線発生装置は、請求項３に記載のＸ線発生装置において、前記Ｘ線ガイドの中心孔の形状が、前記ターゲット裏面側の入口開口部の径より出口開口部の径が狭い円錐台または多角錐台の形状であることを特徴とする。
【００１８】
本発明による請求項６記載のＸ線照射装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＸ線発生装置を複数台隣接して配置したＸ線発生装置群を用いたＸ線照射装置であって、高速電子ビームを発生する電子源と、前記Ｘ線発生装置群の中の任意のＸ線発生装置の中心軸と平行に入射するように前記高速電子ビームを偏向する偏向手段とを設け、前記Ｘ線発生装置群の各Ｘ線発生装置から互いに平行なＸ線を発生することを特徴とする。
【００１９】
本発明による請求項７記載のＸ線照射装置は、請求項６に記載のＸ線照射装置において、前記各Ｘ線発生装置は一方向に配置され、前記偏向手段は第１偏向電磁石と第２偏向電磁石とを備え、前記偏向手段で選択されたＸ線発生装置のＸ線出力により前記Ｘ線発生装置群の照射野にＸ線の一次元強度分布を形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明による請求項８記載のＸ線照射装置は、請求項２に記載のＸ線発生装置を複数台放射状に配置したＸ線発生装置群を用いたＸ線照射装置であって、前記Ｘ線発生装置群の中の各Ｘ線発生装置は、放射するＸ線の方向が相互に一定の関係を持つように配置され、高速電子ビームを発生する電子源と、前記Ｘ線発生装置群の中の任意のＸ線発生装置の中心軸と平行に入射するように前記高速電子ビームを偏向する偏向手段とを設け、前記Ｘ線発生装置群から放射される各Ｘ線が互いに平行に放射されるように、前記Ｘ線発生装置群の各々のターゲットが、前記各Ｘ線発生装置の中心軸に対して所定の角度に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のＸ線発生装置によれば、後方散乱したＸ線をターゲット表面側に設けた筒状シールドで遮蔽し、吸収するので、Ｘ線源から漏れるＸ線を大幅に低減することができる。その結果、Ｘ線源を覆う鉛板の厚みを低減することができる。
さらに、ターゲットの形状を楕円形または長多角形としてターゲットの実効面積を広げ、高速電子ビームの進行方向に対して傾きを持たせて配置することで、ターゲットで発生する熱の均一化と放熱性を高めることができる。
さらに、当該Ｘ線発生装置を複数台隣接して構成されるＸ線照射装置によれば、漏れＸ線を大幅に低減しつつ広い照射野を高速で照射できるので、小形、軽量でしかも高速のＸ線治療に好適なＸ線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態１とその電子源を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態１を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態１による放射Ｘ線の強度分布を示す図である。
【図２Ａ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態２とその電子源を示す概略断面図である。
【図２Ｂ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態２による放射Ｘ線の強度分布を示す図である。
【図２Ｃ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態２における傾斜ターゲットの面積を説明する図である。
【図３Ａ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態３とその電子源を示す概略断面図である。
【図３Ｂ】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態３を示す斜視図である。
【図４】本発明によるＸ線発生装置の実施の形態４とその電子源を示す概略断面図である。
【図５】本発明による図４記載のＸ線発生装置を複数台中心軸を平行にして一列に配置したＸ線発生装置群と電子源と偏向手段からなるＸ線照射装置の実施の形態を示す概略断面図である。
【図６】図５に示すＸ線照射装置で高速電子ビームが偏向電磁石によって偏向される様子を説明する図である。
【図７Ａ】図５に示すＸ線照射装置の照射野を示す説明図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す照射野中の任意のＸ線発生装置の出力Ｘ線照射野幅と強度の関係を示す図である。
【図８】本発明によるさらに他のＸ線照射装置の実施の形態を示す概略断面図である。
【図９】従来のＸ線発生装置の一部を拡大して示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図において、同一の機能をもつ部分については、同一の番号で示している。
本願明細書において、「Ｘ線発生装置」とは少なくとも金属製ターゲットと、前記ターゲットの表面側に前記ターゲットを囲むように設けられた金属製の筒状シールド管を具備するものである。「Ｘ線発生装置」と電子源その他を組み合わせて目的とする「照射野」をＸ線照射可能であるが、本願明細書において「Ｘ線照射装置」とは、「Ｘ線発生装置」複数台からなる「Ｘ線発生装置群」とその他の装置を結合して目的とする照射野（一次元または二次元領域）にＸ線を照射する装置の意味で用いている。
図１Ａは、本発明のＸ線発生装置の実施の形態１の構成を示す概略断面図である。図１Ｂは、その斜視図を示す。ターゲット１は、原子量が大きく、高融点、化学的に安定、熱放射性に優れたＡｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｔなどの金属であって、厚さ０．１ｍｍ程度の薄い膜である。このターゲット１はターゲットホルダ２で支持される。ターゲットホルダ２は、ターゲットで発生する熱を逃がすために熱伝導率の高い銅などが適している。円筒形のシールド管３は、ターゲット１を囲むようにターゲットホルダ２に固定される。シールド管３は、ターゲット１より後方に散乱するＸ線５を吸収して、外部への漏れを抑制する。シールド管３の材質は、Ｘ線吸収の大きいＰｂやＷなどが適している。
【００２４】
電子源８から放射された高速電子ビーム４がターゲット１に衝突すると、制動放射によってターゲットの裏面より前方へＸ線６が放射される。図１Ｃは、高速電子ビーム４がターゲット１に対して直角に衝突した場合の制動放射Ｘ線の強度分布９を示す。高速電子ビーム４のエネルギーが増加するほど、前方向の強度が増加し、電子ビームのエネルギーが低くなるほど横方向の強度が増加する。また、ターゲット中の散乱によって、もとの方向（ターゲットの表面方向）に後方散乱Ｘ線５が放射される。シールド管３の内径Ｄを５ｍｍ程度、その長さＬを５０ｍｍ程度とし、シールド管３の厚みＴを、後方散乱したＸ線５を十分に吸収できる厚さとすると、Ｄ／Ｌ＝０．１の場合、ｔａｎθ＝０．１を満たす角度θ＝５．７°に比べて、例えばタングステンの全反射臨界角は０．６°程度であって、５．７°に比べて十分に小さいため、後方散乱Ｘ線５の９５％はシールド管３の内壁に吸収され、残りの５％の後方散乱Ｘ線５がシールド管３の入口から外部へ漏れる。このように、シールド管３を装着することで、Ｘ線発生装置から外部へ漏れる後方散乱Ｘ線を１／２０程度に低減することができる。
【００２５】
図２Ａは、本発明のＸ線発生装置の実施の形態２の構成を示す概略断面図である。実施の形態１のターゲット１は、その形状が円形又は多角形であって、ターゲット１に入射した電子ビーム４に対して直角な角度をなしているが、実施の形態２のターゲット１は、その形状が楕円形又は長多角形であって、高速電子ビーム４の進行方向に対して所定の傾きをもっている。実施の形態２のターゲット１の場合、制動放射Ｘ線のＸ線の強度分布９の方向は、図２Ｂに示すように、中心軸からずれる。実施の形態２のターゲット１の形状は楕円形又は長多角形であるため、実施の形態１のターゲット１に比べてその有効面積が増え、熱分布の均一化と放熱性が増大するという効果がある。図２Ｃは、楕円形のターゲット１が水平軸に対してθの角度で傾いて配置されている場合を示している。図２Ｃにおいて、円形のターゲット１が垂直に設置された場合のターゲット面積（Ｓ0 ）はπａ2 であり、これに対して、θが３０°の場合、ターゲットの面積（Ｓ）はπａｂ＝πａ2 ／ｓｉｎ３０°＝２πａ2 となり、Ｓ0 の２倍の面積になる。このように、ターゲット１に傾きをもたせて配置することによって、ターゲット１の有効面積を拡げることができ、その放熱性を改善することができる。ターゲット１は、高速電子ビーム４が衝突することによって、そのエネルギーの大半が熱エネルギーに変換されるため、ターゲット１は高温になり、その冷却が必要である。実施の形態２のターゲット１の場合、実施の形態１のターゲット１に比べて、放熱性が高いので、冷却機構を簡略化し、小形で軽量なＸ線発生装置を提供することができる。
【００２６】
図３Ａは、本発明のＸ線発生装置の実施の形態３の構成を示す概略断面図である。図３Ｂは、その斜視図を示す。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ターゲット１の裏面側にＸ線ガイド７が配置されている。ターゲット１から放射されたＸ線６は、このＸ線ガイド７によって、Ｘ線６の拡がりを抑えられ、その照射野を絞ることができる。この機能は、従来のＸ線治療装置などでＸ線の照射野を調整するために使用されているコリメータと同様の機能を果たす。Ｘ線ガイド７をターゲット１の間近に配置することで、Ｘ線線量の損失を抑えることができる。Ｘ線ガイド７の材質は、Ａｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｔなどが適している。Ｘ線ガイド７の中心孔の形状は、円柱または多角柱である。
【００２７】
図４は、本発明のＸ線発生装置の実施の形態４の構成を示す概略断面図である。この実施の形態４のＸ線ガイド７の中心孔の形状は、円錐台または多角錐台である。図４において、Ｘ線ガイド７の出口開口部の径（Ｄｏ）は、入口開口部の径（Ｄｉ）に比べて狭くなっているので（Ｄｉ＞Ｄｏ）、細いＸ線ビームを放射することができる。本発明によるＸ線発生装置をＸ線治療装置に適用すると、複雑な形状をした腫瘍に沿って正確にＸ線を照射することができるので、健全な組織に対する損傷を抑えることができる。
【００２８】
図５は本発明によるＸ線照射装置の実施の形態を示す概略断面図である。本発明によるＸ線照射装置は照射野に線状にＸ線ビームを略平行に提供することができる。
このＸ線照射装置は、前述した実施の形態４のＸ線発生装置を縦列にｎ台隣接するように並べたＸ線発生装置群１０と、電子源８と、高速電子ビーム４が任意のＸ線発生装置の中心軸に対して平行に入射するように、高速電子ビーム４の軌道を偏向する第１偏向電磁石２０と第２偏向電磁石２１を具備している。図５において、高電圧で加速された高速電子ビーム４は、第１偏向電磁石２０と第２偏向電磁石２１によって目標とするＸ線発生装置１０−ｉ（ｉは整数）のターゲット１に水平に直進するように偏向される。第１偏向電磁石２０および第２偏向電磁石２１は、それぞれ平行平板電磁石であって、第１偏向電磁石２０は、高速電子ビーム４の進行方向を目標とするＸ線発生装置１０−ｉの方向に曲げるように作用する。第２偏向電磁石２１は、高速電子ビーム４が目標とするＸ線発生装置１０−ｉの中心軸に対して平行に入射し、ターゲット１に向かって直進するようにその進行方向を偏向する。本実施の形態によれば、高速電子ビーム４を偏向するだけで、帯状にＸ線を照射することができる。この実施の形態のＸ線照射装置をＸ線治療装置に適用すると、Ｘ線ヘッドの移動、回転などの機械的な移動時間を低減できるので、Ｘ線治療装置の高速化を図ることができる。図５に示す実施の形態のＸ線照射装置は、Ｘ線発生装置群１０に、前述した実施の形態４のＸ線発生装置を適用した例を示しているが、その他の実施の形態に示すＸ線発生装置を適用しても同様の効果があることは明らかである。
【００２９】
図６は、前述したＸ線照射装置の実施の形態に含まれる第１偏向電磁石２０と第２偏向電磁石２１によって高速電子ビーム４が偏向される様子を説明する図である。矩形領域２０ａは、第１偏向電磁石２０によって発生する磁束密度Ｂ1 の磁場であり、矩形領域２１ａは、第２偏向電磁石２１によって発生する磁束密度Ｂ2 の磁場を示す。磁場２０ａの磁界の向きは、ＸＹ面に垂直なＺ軸の正方向（紙面の裏から表方向）になるように設定され、磁場２１ａの磁界の向きはその反対方向（紙面の表から裏方向）に設定されている。いま、高速の電子が、この磁束密度Ｂ1 の磁場のＰ0 （０，０）点に進入すると、ローレンツ力が、電子に働き、電子は半径ｒ1 の円軌道上を等速運動する。電子が磁場２０ａの端を横切る点の座標をＰ1 （ｌ1 ，ｄｌ1 ）とすると、Ｐ1 点におけるＸ軸に対する電子の運動方向の偏向角度θ1 は、以下の式で表わすことができる。
【数１】
2012138203.tif 000003
【００３０】
磁場のない領域では、電子の運動は、ＸＹ平面に平行な直線等速運動になるので、Ｐ1 （ｌ1 ，ｄｌ1 ）点を通過した電子は、直線方向に走行し、Ｐ2 点に到達する。Ｐ2 点に達した電子は、磁束密度Ｂ2 の磁場により、Ｃ2 点を中心とする半径ｒ2 の円軌道上を等速運動する。Ｐ2 点におけるＸ軸に対する電子の運動方向の偏向角度をθ2 とすると、以下の式が成り立つ。
【数２】
2012138203.tif 000004
【００３１】
ΔＸ＝０のとき、つまりＰ3 点が円の中心Ｃ2 点と同じＸ座標上にある場合は、円軌道上のＰ3 点における接線は、θ2 ＝０となり、Ｘ軸と平行になる。すなわち、電子は、Ｘ軸に平行にターゲット１に向かって直進し、Ｘ線を発生させ照射野にＸ線ビームを線状に略平行に提供する。
【００３２】
図７Ａは、図５の実施の形態のＸ線照射装置から放射されるＸ線の照射野を示す。本発明のＸ線照射装置は、ＩＭＲＴ（強度変調放射線治療）に好適なＸ線治療装置に利用できる。ＩＭＲＴは、病巣部の３次元形状に合わせてＸ線の強度を制御し、Ｘ線ビームを多方向から照射するもので、病巣部のみにＸ線を集中照射して治療する画期的な新照射技術である。これによって、従来の方法に比べて腫瘍制御率の向上や合併症の軽減が期待されている。
図７Ａにおいて、Ｘ方向は、図５の上下方向に対応し、Ｘ線発生装置群１０から放射されるＸ線の照射野を示し、Ｙ方向は、Ｘ線照射装置（８，２０，２１，１０）を移動させることによって形成される照射野を示す。
図７Ｂに、図７Ａに示す照射野中の任意のＸ線発生装置の出力Ｘ線照射野幅と強度の関係を示してある。各々の照射野は、照射強度が１／２に減少する線が隣同士で重なり合うように調整される。照射野の円形パターンは、Ｘ線ガイド７の開口面の形状が円形の場合であって、開口面を正方形にすれば、その照射野のパターンは、ほぼ正方形となる。Ｘ線ガイド７の開口面の形状は適宜変更することができる。
【００３３】
図７Ａに示す照射野のパターン例は、Ｘ線発生装置群１０が１０台のＸ線発生装置を単列に隣接して配置した構成の場合である。Ｘ１〜Ｘ１０は、Ｘ線発生装置群１０を構成する１０台のＸ線発生装置によって形成される照射野を示す。Ｙ５の照射野パターンは、Ｘ１とＸ１０に相当するＸ線発生装置がＸ線の照射を停止した場合を示す。このように、Ｘ線発生装置群１０を構成する各々のＸ線発生装置の照射を制御することで、細いＸ線ビームによって治療対象部位の形状に合わせて正確に照射することが可能となる。また、電子ビーム４のエネルギーを制御することによって、各々のＸ線発生装置より照射されるＸ線の強度を制御することができるので、患部の３次元形状に合わせた適切なＸ線治療が可能となる。
【００３４】
図８は、本発明のＸ線照射装置の他の実施の形態の構成を示す概略断面図であり、本発明のＸ線発生装置の実施の形態２に示すＸ線発生装置を放射状に配置してなるＸ線発生装置群１０と、電子源８および偏向電磁石２０から構成されている。
偏向電磁石２０によって放射状に偏向された高速電子ビーム４が、Ｘ線発生装置の中心軸に対して平行に入射するように、Ｘ線発生装置は、放射状に配置される。放射状に配置された各々のＸ線発生装置のターゲット１の角度をその水平軸に対して適切に設定することで、各々のＸ線発生装置から放射されるＸ線を全て水平に放射することができる。
このＸ線照射装置によれば、１台の偏向電磁石で広い照射野に水平なＸ線を照射することができる。さらに各々のＸ線発生装置のターゲット１は、その形状が楕円形または長多角形であって、高速電子ビーム４の進行方向に対して所定の傾きをもって設置されるので、ターゲットの実効面積が拡がり、放熱性が改善され、ターゲット１の冷却機構を軽減することができる。したがって、小形で軽量なＸ線発生装置を提供することができる。
【００３５】
以上の説明においては、Ｘ線照射装置のＸ線発生装置群１０は、Ｘ線発生装置を単列に配置した場合を説明したが、Ｘ線発生装置群の構成は、適宜変更することができる。たとえば、Ｘ線発生装置をｎ×ｍ（ｎ、ｍはそれぞれ整数）のマトリックス状に並べて構成することもできる。このように、Ｘ線発生装置群をマトリックス状に構成することによって、Ｘ線治療装置のＸ線ヘッドの移動動作を減らすことができるので、一層高速に治療することが可能となり、患者の負担を軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るＸ線発生装置およびそれを用いたＸ線治療用のＸ線照射装置は、医療の分野においては、ＩＭＲＴに好適なＸ線治療装置として提供することができる。本発明に係るＸ線発生装置は、工業の分野においては、非破壊検査装置やＸ線分析装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ターゲット
２  ターゲットホルダ
３  シールド管
４  高速電子ビーム
５  後方散乱Ｘ線
６  照射Ｘ線
７  Ｘ線ガイド
８  電子源
９  Ｘ線強度分布
１０  Ｘ線発生装置群
１０−ｉ  ｉ番目のＸ線発生装置
２０  第１偏向電磁石
２０ａ  第１偏向電磁石が形成する磁場
２１  第２偏向電磁石
２１ａ  第２偏向電磁石が形成する磁場
【図１Ｃ】
2012138203.tif 000005
【図２Ｂ】
2012138203.tif 000006
【図２Ｃ】
2012138203.tif 000007
【図１Ａ】
2012138203.tif 000008
【図１Ｂ】
2012138203.tif 000009
【図２Ａ】
2012138203.tif 000010
【図３Ａ】
2012138203.tif 000011
【図３Ｂ】
2012138203.tif 000012
【図４】
2012138203.tif 000013
【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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