(57)【要約】【課題】放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効果的に行うことができる。【解決手段】電子ビームｅを発生する電子ビーム発生手段２と、電子ビームｅに衝突することにより逆コンプトン散乱によりＸ線Ｘを発生させるレーザ光を、電子ビームｅの進行経路上において電子ビームｅと衝突するように発生するレーザ光発生手段６と、電子ビームｅが衝突した際に制動Ｘ線を制動放射すると共に、電子ビームｅの進行経路上の電子ビームｅと衝突する位置、及び電子ビームｅと衝突しない位置に移動可能なターゲット５と、ターゲット５の前記電子ビームｅと衝突する位置及び電子ビームｅと衝突しない位置への移動を制御する制御手段３と、を備えた。【選択図】図１
2013186964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、
前記電子ビームと衝突することにより逆コンプトン散乱によりＸ線を発生させるレーザ光を、前記電子ビームの進行経路上において前記電子ビームと衝突するように発生するレーザ光発生手段と、
前記電子ビームが衝突した際に制動Ｘ線を制動放射すると共に、前記電子ビームの進行経路上の前記電子ビームと衝突する位置、及び前記電子ビームと衝突しない位置に移動可能なターゲットと、
前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置及び前記電子ビームと衝突しない位置への移動を制御する制御手段と、
を備えたＸ線発生装置。
【請求項２】
前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置は、前記進行経路上の前記電子ビームと前記レーザ光とが衝突する衝突点である
請求項１記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、
前記電子ビームと衝突することにより逆コンプトン散乱によりＸ線を発生させるレーザ光を、前記電子ビームの進行経路上において前記電子ビームと衝突するように発生するレーザ光発生手段と、
前記電子ビーム及び前記レーザ光を透過する少なくとも１つの透過部が設けられると共に、電子ビームが衝突した際に制動Ｘ線を制動放射する少なくとも１つのターゲットを保持し、前記ターゲット及び前記透過部の各々が前記進行経路上の前記レーザ光と前記電子ビームとの衝突点に位置するように駆動されるターゲット保持部材と、
前記ターゲット及び前記透過部の各々が前記衝突点に位置するように前記ターゲット保持部材の駆動を制御する制御手段と、
を備えたＸ線発生装置。
【請求項４】
前記ターゲット保持部材を、回転駆動される円板状部材で形成し、前記ターゲット及び前記透過部を円周上に配列させた
請求項３記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記ターゲット保持部材を、所定方向に移動するように駆動される平板状部材で形成し、前記ターゲット及び前記透過部を前記所定方向に沿って配列させた
請求項３記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記ターゲット及び前記透過部をそれぞれ周期的に配列させた
請求項３乃至５の何れか１項記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記ターゲット及び前記透過部をそれぞれ交互に配列させた
請求項３乃至６の何れか１項記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
前記ターゲットにより制動放射される制動Ｘ線の照射範囲を規定するコリメータをさらに備えた
請求項３乃至７の何れか１項記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置より前記電子ビームの進行方向の下流側に、当該電子ビームの進行方向を変化させるマグネットをさらに備え、
前記コリメータを、前記マグネットの配置位置より前記電子ビームの進行方向の下流側に配置させた
請求項８記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置より前記電子ビームの進行方向の下流側に、当該電子ビームの進行方向を変化させるマグネットをさらに備え、
前記コリメータを、前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置及び前記マグネットの配置位置の間に配置させた
請求項８記載のＸ線発生装置。
【請求項１１】
前記電子ビーム発生手段による前記電子ビームの発生タイミングの基準となる基準クロック信号を生成する生成手段をさらに備え、
前記電子ビーム発生手段は、前記基準クロック信号に同期させて前記電子ビームを間欠的に発生し、
前記制御手段は、前記基準クロック信号に同期させて前記電子ビームが発生しないタイミングで、前記ターゲットが前記進行経路上の前記レーザ光と前記電子ビームとが衝突する衝突点の位置まで移動するように制御する
請求項３乃至１０の何れか１項記載のＸ線発生装置。
【請求項１２】
電子ビームを発生する電子ビーム発生ステップと、
前記電子ビームの進行経路上で前記電子ビームと衝突することにより逆コンプトン散乱によりＸ線を発生するレーザ光を、前記電子ビームの進行経路上で前記レーザ光と衝突させて第１のＸ線ビームを発生させる第１のＸ線ビーム発生ステップと、
前記電子ビームと衝突することでＸ線を発生する金属ターゲットを、前記進行経路上で前記電子ビームと衝突させることで、第２のＸ線ビームを発生させる第２のＸ線ビーム発生ステップと、
を備えたＸ線発生方法。
【請求項１３】
前記第１のＸ線ビーム発生ステップ及び前記第２のＸ線ビーム発生ステップを交互に繰り返す制御ステップをさらに備えた
請求項１２記載のＸ線発生方法。
【請求項１４】
前記電子ビーム発生ステップにて、前記電子ビームの発生タイミングの基準となる基準クロック信号を生成させ、当該基準クロック信号に同期させて前記電子ビームを間欠的に発生させる発生制御ステップをさらに備え、
前記制御ステップは、
前記第１のＸ線ビーム発生ステップの前に、前記基準クロック信号に同期させて前記電子ビームが発生しないタイミングで、前記ターゲットが前記進行経路上の前記電子ビームと衝突しない位置に移動するように前記ターゲットの移動を制御し、
前記第２のＸ線ビーム発生ステップの前に、前記基準クロック信号に同期させて前記レーザ光が発生しないタイミングで前記ターゲットが前記進行経路上の前記電子ビームと衝突する位置に移動するように前記ターゲットの移動を制御する
請求項１３記載のＸ線発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置、及び当該Ｘ線発生装置におけるＸ線発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線がん治療を行う際には、始めに放射線画像を撮影して当該画像を参照しながら診断を行った上で、患部に対する放射線治療を行うのが一般的である。この際、診断用の放射線画像を撮影する際には制動放射された低エネルギーのＸ線ビーム（１０〜３０ｋｅＶのＸ線ビーム）が用いられるのが一般的である。一方、放射線治療を行う際には、同様に制動放射されたＸ線ビームであり診断用と比較して高エネルギーのＸ線ビーム（〜２０ＭｅＶのＸ線ビーム）が用いられるのが一般的である。
【０００３】
ここで、特許文献１には、逆コンプトン散乱によりＸ線を照射するＸ線源を用いた場合でも良好なエネルギーサブトラクション画像を得ることができるＸ線撮影装置が開示されている。このＸ線画像撮影装置は、逆コンプトン散乱により高エネルギーと低エネルギーのＸ線を個別に照射するＸ線源と、Ｘ線源から同一の撮影部位に照射された高エネルギーと低エネルギーのＸ線による放射線画像をそれぞれ撮影する撮影手段と、撮影された高エネルギーのＸ線による放射線画像及び低エネルギーのＸ線による放射線画像に対応する画素毎に、Ｘ線源から放射されるＸ線の中心位置からの距離に応じて重み付けを変えて重み付け演算を行ってエネルギーサブトラクション画像を生成する画像処理を行う画像処理手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５３３０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されているＸ線画像撮影装置を使用した場合には、逆コンプトン散乱により発生したＸ線により良好な放射線画像を撮影することができる。しかしながら、当該装置では放射線治療を行うことができないため、診断と一緒に放射線治療を行うためには、治療用の装置を別個に用意する必要が生じる。
【０００６】
また、放射線画像の撮影と放射線治療とを一緒に行うために、放射線画像を撮影するための低エネルギーのＸ線ビームと放射線治療を行うための高エネルギーのＸ線ビームとがそれぞれ９０度方向が偏って照射されるように構成された治療装置も提案されている。しかしながら、この装置では、撮影用のＸ線ビームの進行方向と治療用のＸ線ビームの進行方向とが相互に異なり、また、それぞれのＸ線ビームの照射位置が異なるため、撮影で得られる放射線画像と放射線治療の対象位置との間にずれが生ずる可能性がある。このずれを補正するために、各々のＸ線ビームの照射位置を計算して位置合わせすることも考えられるが、各々のＸ線ビームの照射位置を特定するためには複雑な計算が必要となるため困難である。
【０００７】
このように、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を一緒に行う場合には、各々性質が異なる撮影用のＸ線ビーム及び治療用のＸ線ビームが必要となるが、これらの各々のＸ線ビームの進行方向や照射位置にずれが発生する結果、正確な治療照射が行えない、という問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効率的に行うことができるＸ線発生装置及びＸ線発生方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るＸ線発生装置は、請求項１に記載したように、電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、前記電子ビームと衝突することにより逆コンプトン散乱によりＸ線を発生させるレーザ光を、前記電子ビームの進行経路上において前記電子ビームと衝突するように発生するレーザ光発生手段と、前記電子ビームが衝突した際に制動Ｘ線を制動放射すると共に、前記電子ビームの進行経路上の前記電子ビームと衝突する位置、及び前記電子ビームと衝突しない位置に移動可能なターゲットと、前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置及び前記電子ビームと衝突しない位置への移動を制御する制御手段と、を具備している。
【００１０】
請求項１に記載のＸ線発生装置によれば、電子ビーム発生手段により発生された電子ビームと、レーザ光発生手段により発生されたレーザ光が前記電子ビームの進行経路上において衝突することにより逆コンプトン散乱によるＸ線が発生される。ここで、本発明では、前記電子ビームが衝突した際に制動Ｘ線を制動放射するターゲットの前記電子ビームの進行経路上の前記電子ビームと衝突する位置、及び前記電子ビームと衝突しない位置に移動可能なターゲットとを備え、前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置及び前記電子ビームと衝突しない位置への移動が制御手段により制御される。
【００１１】
このように、請求項１に記載のＸ線発生装置によれば、電子ビームとレーザ光を衝突させて逆コンプトン散乱によりＸ線（放射線画像の撮影のためのＸ線）を発生させる一方、電子ビームの進行経路上にターゲットを配置させて制動Ｘ線を制動放射させることでＸ線（放射線治療のためのＸ線）を発生させることにより、同一軸上に２種類の異なる性質を持つＸ線を発生させることができる結果、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効果的に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項２に記載したように、前記ターゲットは、前記電子ビームと前記レーザとが衝突する衝突点に挿抜可能に設けられるようにしても良い。これにより、２種類のＸ線を同一位置で発生させることができる、という効果を奏する。
【００１３】
また、本発明に係るＸ線発生装置は、請求項３に記載したように、電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、前記電子ビームと衝突することにより逆コンプトン散乱によりＸ線を発生させるレーザ光を、前記電子ビームの進行経路上において前記電子ビームと衝突するように発生するレーザ光発生手段と、前記電子ビーム及び前記レーザ光を透過する少なくとも１つの透過部が設けられると共に、電子ビームが衝突した際に制動Ｘ線を制動放射する少なくとも１つのターゲットを保持し、前記ターゲット及び前記透過部の各々が前記進行経路上の前記レーザ光と前記電子ビームとの衝突点に位置するように駆動されるターゲット保持部材と、前記ターゲット及び前記透過部の各々が前記衝突点に位置するように前記ターゲット保持部材の駆動を制御する制御手段と、を具備している。
【００１４】
請求項３に記載のＸ線発生装置によれば、電子ビーム発生手段により発生された電子ビームと、レーザ光発生手段により発生されたレーザ光とが前記電子ビームの進行経路上において衝突することにより逆コンプトン散乱によるＸ線が発生される。ここで、本発明では、ターレット保持部材により、前記電子ビーム及び前記レーザ光を透過する少なくとも１つの透過部が設けられると共に、電子ビームが衝突した際に制動Ｘ線を制動放射する少なくとも１つのターゲット、及び前記透過部の各々が前記進行経路上の前記レーザ光と前記電子ビームとの衝突点に位置するように駆動され、制御手段により、前記ターゲット及び前記透過部の各々が前記衝突点に位置するように前記ターゲット保持部材の駆動が制御される。
【００１５】
このように、請求項３に記載のＸ線発生装置によれば、電子ビームとレーザ光を衝突させて逆コンプトン散乱によりＸ線（放射線画像の撮影のためのＸ線）を発生させる一方、電子ビームの進行経路上の前記電子ビームとレーザ光とが衝突する衝突点にターゲットを配置させて制動Ｘ線を制動放射させることでＸ線（放射線治療のためのＸ線）を発生させることにより、同一位置から同一軸上に２種類の異なる性質を持つＸ線を発生させることができる結果、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効果的に行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項４に記載したように、前記ターゲット保持部材を、回転駆動される円板状部材で形成し、前記ターゲット及び前記透過部を円周上に配列させるようにしても良い。また、請求項５に記載したように、前記ターゲット保持部材を、所定方向に移動するように駆動される平板状部材で形成し、前記ターゲット及び前記透過部を前記所定方向に沿って配列させるようにしても良い。これにより、発生する放射線の種類を切り替える際に、機械的な振動を軽減させることができる、という効果を奏する。
【００１７】
また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項６に記載したように、前記ターゲット及び前記透過部をそれぞれ周期的に配列させるようにしても良い。また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項７に記載したように、前記ターゲット及び前記透過部をそれぞれ交互に配列させるようにしても良い。これにより、発生するＸ線の種類を効率的に切り替えることができる、という効果を奏する。
【００１８】
また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項８に記載したように、前記ターゲットにより制動放射される制動Ｘ線の照射範囲を規定するコリメータをさらに備えるようにしても良い。これにより、２種類のＸ線ビームのビーム形状を合わせることができる、という効果を奏する。
【００１９】
また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項９に記載したように、前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置より前記電子ビームの進行方向の下流側に、当該電子ビームの進行方向を変化させるマグネットをさらに備え、前記コリメータを、前記マグネットの配置位置より前記電子ビームの進行方向の下流側に配置させるようにしても良い。また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項１０に記載したように、前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置より前記電子ビームの進行方向の下流側に、当該電子ビームの進行方向を変化させるマグネットをさらに備え、前記コリメータを、前記ターゲットの前記電子ビームと衝突する位置及び前記マグネットの配置位置の間に配置させるようにしても良い。これにより、２種類のＸ線ビームのビーム形状を効率的に調整することができる、という効果を奏する。
【００２０】
また、本発明に係るＸ線発生装置において、請求項１１に記載したように、前記電子ビーム発生手段による前記電子ビームの発生タイミングの基準となる基準クロック信号を生成する生成手段をさらに備え、前記電子ビーム発生手段は、前記基準クロック信号に同期させて前記電子ビームを間欠的に発生し、前記制御手段は、前記基準クロック信号に同期させて前記電子ビームが発生しないタイミングで、前記ターゲットが前記進行経路上の前記レーザ光と前記電子ビームとの衝突点の位置まで移動するように制御するようにしても良い。これにより、２種類のＸ線を周期的かつ確実に発生させることができる、という効果を奏する。
【００２１】
一方、上記目的を達成するために、請求項１２に記載のＸ線発生方法は、電子ビームを発生する電子ビーム発生ステップと、前記電子ビームの進行経路上で前記電子ビームと衝突することにより逆コンプトン散乱によりＸ線を発生するレーザ光を、前記電子ビームの進行経路上で前記レーザ光と衝突させて第１のＸ線ビームを発生させる第１のＸ線ビーム発生ステップと、前記電子ビームと衝突することでＸ線を発生する金属ターゲットを、前記進行経路上で前記電子ビームと衝突させることで、第２のＸ線ビームを発生させる第２のＸ線ビーム発生ステップと、を備えている。
【００２２】
従って、請求項１２に記載のＸ線発生方法によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効果的に行うことができる、という効果を奏する。
【００２３】
また、本発明に係るＸ線発生方法において、請求項１３に記載したように、前記第１のＸ線ビーム発生ステップ及び前記第２のＸ線ビーム発生ステップを交互に繰り返す制御ステップをさらに備えるようにしても良い。これにより、発生させるＸ線ビームの種類を簡易に切り替えることができる、という効果を奏する。
【００２４】
また、本発明に係るＸ線発生方法において、請求項１４に記載したように、前記電子ビーム発生ステップにて、前記電子ビームの発生タイミングの基準となる基準クロック信号を生成させ、当該基準クロック信号に同期させて前記電子ビームを間欠的に発生させる発生制御ステップをさらに備え、前記制御ステップは、前記第１のＸ線ビーム発生ステップの前に、前記基準クロック信号に同期させて前記レーザ光が発生しないタイミングで、前記ターゲットが前記進行経路上の前記電子ビームと衝突しない位置に移動するように前記ターゲットの移動を制御し、前記第２のＸ線ビーム発生ステップの前に、前記基準クロック信号に同期させて前記電子ビームが発生しないタイミングで前記ターゲットが前記進行経路上の前記電子ビームと衝突する位置に移動するように前記ターゲットの移動を制御するようにしても良い。これにより、２種類のＸ線を周期的かつ確実に発生させることができる、という効果を奏する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効率的に行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係るＸ線発生装置の全体の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るＸ線発生装置のターレットを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はａ−ａ線における断面図、（Ｄ）はｂ−ｂ線における断面図である。
【図３】第１実施形態に係るＸ線発生装置の遮蔽体の構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係るＸ線発生装置のおける逆コンプトン散乱によりＸ線ビームを発生させる場合の作用を示す概略図であり、（Ａ）は、装置全体の概略図であり、（Ｂ）は、要部拡大概略図である。
【図５】第１実施形態に係るＸ線発生装置のおける制動放射によりＸ線ビームを発生させる場合の作用を示す概略図であり、（Ａ）は、装置全体の概略図であり、（Ｂ）は、要部拡大概略図である。
【図６】第１実施形態に係るＸ線発生装置の電気系の要部構成を示す図である。
【図７】第１実施形態に係るＸ線発生装置における各要部のタイミングチャートを示す図である。
【図８】第１実施形態に係るＸ線発生装置により行われるＸ線発生制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】は、本実施形態に係るＸ線発生装置のターレットの別例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係るＸ線発生装置の全体の構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態に係るＸ線発生装置の全体の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１実施形態〕
以下、第１実施形態に係るＸ線発生装置について添付図面を用いて詳細に説明する。
【００２８】
図１は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１の全体の構成を示す図である。図１に示すように、Ｘ線発生装置１は、電子ビームｅを発生させる電子ビーム発生装置２を備えている。電子ビーム発生装置２は、電子ビームｅを生成する電子銃２ａ、生成された電子ビームｅを加速させる加速器２ｂ、及び、加速された電子ビームｅを外部に誘導するビームダクト２ｃを具備している。
【００２９】
また、Ｘ線発生装置１は制御装置３を備えている。制御装置３は、主に電子銃２ａによる電子ビームｅの生成、加速器２ｂにより加速される電子ビームｅのビーム電流の調整等の制御を行う。制御装置３の処理については後に詳細に説明する。
【００３０】
電子ビーム発生装置２と制御装置３との間には、電子ビーム発生装置２による電子ビームｅの発生タイミングを制御する発生タイミング制御部１０が設けられている。発生タイミング制御部１０の構成や制御方法については後に詳細に説明する。
【００３１】
電子ビームｅが存在する装置の内部は、ビームダクト２ｃにより高度に真空が保たれており、空気などの進入により電子の動きを妨げないように外界と仕切られている。            
【００３２】
加速器２ｂより電子ビームｅの進行方向の下流側には、回転自在に設けられたタイミング制御ターレット５（以下、単にターレット５とも言う。）が設けられている。また、ターレット５と制御装置３との間には、ターレット５を駆動するモータ１８、ターレット５の回転駆動のタイミングを制御するターレットタイミング制御部１９が設けられている。
【００３３】
図２は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１のターレット５を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はａ−ａ線における断面図、（Ｄ）はｂ−ｂにおける断面図である。
【００３４】
ターレット５は、円板状の保持部材５ａを備えている。また、図２（Ａ）に示すように、ターレット５の保持部材５ａの中央部には回転軸５ｂが設けられていて、保持部材５ａは回転軸５ｂを中心軸として回転する。回転軸５ｂの周囲には、正面視円形状の複数（本実施形態では、４つ）の貫通部５ｃ及び複数（本実施形態では、４つ）の制動Ｘ線発生部５ｄが、保持部材５ａの円周上に交互に配列されている。
【００３５】
貫通部５ｃは、図２（Ｃ）に示すように、保持部材５ａの正面側から背面側まで貫通した貫通孔として形成されている。貫通部５ｃは、電子ビームｅまたは後述するレーザ光発生装置６によるレーザ光が入射した際に、当該電子ビームｅまたはレーザ光を透過させる透過部として機能する。一方、制動Ｘ線発生部５ｄは、Ｗ、Ｔａ等の重金属で形成され、図２（Ｄ）に示すように、保持部材５ａの正面側から背面側までを貫通するように設けられている。制動Ｘ線発生部５ｄは、電子ビームｅが衝突した際に制動Ｘ線を発生させるための金属ターゲットとして機能する。
【００３６】
そして、保持部材５ａが回転軸５ｂを中心軸として回転させることにより、電子ビームｅとレーザ光発生装置６によるレーザ光との衝突点ＣＰに、貫通部５ｃ及び制動Ｘ線発生部５ｄの各々を交互に位置させることができる。なお、貫通部５ｃ及び制動Ｘ線発生部５を衝突点ＣＰに位置させる際、必ずしも並んでいる順番で衝突点ＣＰに位置させる必要はなく、ターレット５の回転駆動は制御装置３または後述するターレットタイミング制御部１０により適切に制御される。
【００３７】
本実施形態に係るＸ線発生装置１のターレット５では、複数の貫通部５ｃ及び複数の制動Ｘ線発生部５ｄが交互に配置されているが、これに限定されず、複数の貫通部５ｃ及び複数の制動Ｘ線発生部５ｄはそれぞれ周期的に配置されていれば良い。例えば、１つの貫通部５ｃの次に２つの制動Ｘ線発生部５ｄが周期的に連続して配置されるようにしても良い。この場合には、放射線画像の撮影が１回行われる毎に、放射線治療が２回行われる。
【００３８】
図１に示すように、ターレット５の配置位置より電子ビームｅの進行方向の下流側には、レーザ光発生装置６が設けられている。また、Ｘ線発生装置１には、レーザ光発生装置６により発生したレーザ光がターレット５の貫通部５ｃを通過するようにレーザ光を導く複数のレーザミラー６ａが設けられている。なお、レーザ光発生装置６及びレーザミラー６ａは、レーザ光発生装置６により発生したレーザ光が電子ビームｅと予め定められた衝突点ＣＰにて衝突するように設置されている。この電子ビームｅとレーザ光との衝突により逆コンプトン散乱によるＸ線が発生する。
【００３９】
ターレット５の配置位置より電子ビームｅの進行方向の下流側には、Ｘ線ビームＸの一部分を透過させて他の部分を遮蔽する開口部７ａを有するＸ線遮蔽体７（コリメータ；以下、単に遮蔽体７とも言う。）が設けられている。
【００４０】
図３は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１の遮蔽体７の構成を示す斜視図である。図３に示すように、本実施形態に係る遮蔽体７は、概略直方体とされ、各々Ｘ線ビームＸを遮蔽する能力が高い重金属（本実施形態では、Ｗ）で構成された遮蔽ユニット７ｂで構成されている。
【００４１】
以下、逆コンプトン散乱により発生するＸ線ビームＸをＸ線ビームＸ１と言い、制動放射により発生するＸ線ビームＸをＸビームＸ２と言う。
【００４２】
制動放射により発生するＸ線ビームＸ２の拡がりが、逆コンプトン散乱により発生するＸ線ビームＸ１の拡がりに比べて大きいことを考慮し、本実施形態に係るＸ線発生装置１では、遮蔽体７の開口部７ａが、開口部７ａを透過したＸ線ビームが逆コンプトン散乱により発生したＸ線ビームＸ１の形状と合致するように形成されている。そして、制動放射されたＸ線ビームＸ２を、開口部７ａが形成された遮蔽体７に照射することで、逆コンプトン散乱により発生したＸ線ビームＸ１のビーム形状と制動放射されたＸ線ビームＸ２のビーム形状とを一致させることができる。
【００４３】
なお、遮蔽体７の形状はこれに限定されず、放射線画像の撮影を行わずに治療のみを行う場合等を考慮して、治療に最適な形状に形成されていても良い。
【００４４】
加速器２ｂとターレット５との間、及びターレット５と遮蔽体７との間には、それぞれ電子ビームｅの進行方向を変化させる偏向マグネット８、８ａが設けられている。これらの偏向マグネット８、８ａは、電子ビームｅの進行方向を調整するために、必要に応じて設けられる。なお、ターレット５と遮蔽体７との間の偏向マグネット８ａは、ターレット５を透過した、Ｘ線ビームＸ及び電子ビームｅが混在したビームから、放射線画像の撮影または放射線治療に必要でない電子ビームｅを取り除くために設けられたもので、この偏向マグネット８ａには、進行方向が変化した電子ビームｅを収集するビームダンプ９が設けられている。
【００４５】
ここで、本実施形態に係るＸ線発生装置１を用いて放射線がん治療を行う際に、上述したように、撮影で得られた放射線画像により診断を行いながら、診断結果に基づいて放射線照射による治療を行うことができる。この場合、放射線画像の撮影を行う際には、逆コンプトン散乱により発生するＸ線ビーム（１０〜３０ｋｅＶの単色Ｘ線ビーム）が用いられる。すなわち、加速器２ｂで加速された電子ビームとレーザ光発生装置６によるレーザ光とを衝突させることにより、逆コンプトン散乱により略単色のＸ線ビームＸ１が発生する。なお、Ｘ線の発生に使用される電子ビームｅは、偏向マグネット８ａによりＸ線ビームＸと分離され、撮影に用いられずにビームダンプ９に収集される。
【００４６】
一方、放射線治療を行う際には、制動放射されたＸ線ビームＸ２（〜２０ＭｅＶのＸ線ビーム）が用いられる。すなわち、加速器２ｂにより加速された電子ビームｅを制動Ｘ線発生ターゲット（本実施形態では、制動Ｘ線発生部５ｄ）に衝突させることにより、白色のＸ線ビームＸ２が電子ビームの進行方向にコーン状に制動放射される。この際には、逆コンプトン散乱によりＸ線ビームＸ１を発生させる際に使用するレーザ光（レーザ光発生装置６により発生するレーザ光）は不要である。また、一部分の電子ビームｅはターレット５の制動Ｘ線発生部５ｄに衝突した際に制動Ｘ線を発生させて停止するが、他の部分の電子ビームｅは制動Ｘ線発生部５ｄを透過する。制動Ｘ線発生部５ｄを透過した電子ビームｅは、偏向マグネット８ａによりＸ線ビームＸと分離され、治療に用いられずにビームダンプ９に収集される。
【００４７】
なお、制動放射によりＸ線ビームＸ２を発生させる際、上述したように電子ビームｅの一部は制動Ｘ線発生部５ｄを透過するため、透過した電子ビームｅとレーザ光発生装置６により発生するレーザ光とが衝突することによって逆コンプトン散乱によりＸ線ビームＸ１が発生する可能性がある。しかしながら、逆コンプトン散乱により発生するＸ線ビームＸ１は、制動放射により発生するＸ線ビームＸ２に比べて格段にエネルギーが小さいため、制動放射されたＸ線ビームＸ２に逆コンプトン散乱により発生したＸ線ビームＸ１が混在していても放射線治療への影響は無視できる。
【００４８】
図４は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１における逆コンプトン散乱によりＸ線ビームＸを発生させる場合の作用を示す概略図であり、（Ａ）は、装置全体の概略図であり、（Ｂ）は、要部拡大概略図である。また、図５は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１における制動放射によりＸ線ビームＸを発生させる場合の作用を示す概略図であり、（Ａ）は、装置全体の概略図であり、（Ｂ）は、要部拡大概略図である。
【００４９】
電子銃２ａで生成されて加速器２ｂで加速され、ビームダクト２ｃに出射された電子ビームｅは、偏向マグネット８で進行方向を調整されることにより、ターレット５に入射する。
【００５０】
ターレット５に電子ビームｅが入射する際に、図４（Ａ）に示すように、電子ビームｅの入射位置に貫通部５ｃが位置している場合、入射した電子ビームｅは貫通部５ｃを介してターレット５を透過する。この際、図４（Ｂ）に示すように、貫通部５ｃ付近でレーザ光発生装置６により発生したレーザ光が電子ビームｅと衝突し、逆コンプトン散乱によりＸ線ビームＸ１が発生する。電子ビームｅ及びＸ線ビームＸ１はそのまま進行するが、このうち電子ビームｅは偏向マグネット８ａにより進行方向が変化してビームダンプ９に収集される。
【００５１】
一方、ターレット５に電子ビームｅが入射する際に、図５（Ａ）に示すように、電子ビームｅの入射位置に制動Ｘ線発生部５ｄが位置している場合、図５（Ｂ）に示すように、ターレット５に入射した電子ビームｅは制動Ｘ線発生部５ｄと衝突して、制動放射されたＸ線ビームＸ２を発生させる。
【００５２】
制動放射されたＸ線ビームＸ２は、逆コンプトン散乱によるＸ線ビームＸ１より拡がりが大きいが、制動放射されたＸ線ビームＸ２を遮蔽体７の開口部７ａに通すことでＸ線ビームＸ２をコリメートすることにより、Ｘ線ビームＸ１及びＸ線ビームＸ２のビーム形状が揃えられる。
【００５３】
図６は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１の電気系の要部構成を示す図である。また、図７は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１における各要部のタイミングチャートを示す図である。
【００５４】
図６に示すように、発生タイミング制御部１０は、信号発生器１１を備えている。信号発生器１１は、予め定められた周波数（本実施形態では、１４２８ＭＨｚ）の信号を発生し、当該信号を逓倍器１２及び分周器１３に送信する。
【００５５】
逓倍器１２は、信号発生器１１から受信した信号の周波数を整数倍（本実施形態では、２倍；２８５６ＭＨｚ）した上で、周波数を整数倍した信号をパルス変換器１４に送信する。図７（Ａ）は、逓倍器１２から送信される信号を示す。図７（Ａ）に示すように、逓倍器１２は、一定の周波数（本実施形態では、２８５６ＭＨｚ）の信号を送信し続ける。
【００５６】
パルス変換器１４は、制御装置３からＲＦ（Radio Frequency）パルストリガー信号を受信する。図７（Ｂ）は、ＲＦパルストリガー信号を示す。図７（Ｂ）に示すように、ＲＦパルストリガー信号は、予め定められた周波数（本実施形態では、１００Ｈｚ以下）毎に、例えば最初の１００μｓが「１」、１００μｓ経過したタイミングで「０」となるように制御された信号である。
【００５７】
パルス変換器１４は、受信したＲＦパルストリガー信号に合わせて、逓倍器１２から受信した信号を高周波発生器１５に送信する。すなわち、パルス変換器１４は、ＲＦパルストリガー信号が「１」の時にはパルス信号を送信し、ＲＦパルストリガー信号が「０」の時にはパルス信号の送信を停止する。図７（Ｃ）は、パルス変換器１４から送信される信号を示す。図７（Ｃ）に示すように、パルス変換器１４は、信号発生器１１から受信した信号と制御装置３から受信したＲＦパルストリガー信号との論理積を示す信号を出力する。
【００５８】
高周波発生器１５は、例えばクライストロンであり、パルス変換器１４から受信した信号に応じて、加速器２ｂの加速空洞を移動する電子ビームｅに高周波電界を発生させ、電子ビームｅを加速する。この際、加速器２ｂの加速空洞の内部に間欠的に高周波電力が蓄積される。図７（Ｄ）は、加速器２ｂに蓄積される高周波電力を示す図である。図７（Ｄ）に示すように、加速器２ｂの加速空洞に蓄積される高周波電力は、パルス変換器１４から受信している信号に応じて増加・減少する。
【００５９】
一方、分周器１３は、信号発生器１１から受信した信号の周波数を低い周波数（本実施形態では、受信した信号の周波数の１／４の周波数（３７５ＭＨｚ））に変換し、ＵＶレーザ光発生装置１６及びレーザ光発生装置６に送信する。
【００６０】
ＵＶレーザ光発生装置１６は、制御装置３からレーザゲートトリガー信号を受信する。図７（Ｅ）に示すように、レーザゲートトリガー信号は、ＲＦパルストリガー信号が送信されてから予め定められた時間（本実施形態では、１０μｓ）が経過したタイミングで「１」となり、ＲＦパルストリガー信号が「１」から「０」となるタイミングで「０」となる信号である。
【００６１】
ＵＶレーザ光発生装置１６は、分周器１３から受信した信号と制御装置３から受信したレーザゲートトリガー信号との論理積により示される周波数の信号により発生するＵＶレーザ光を、電子銃２ａに照射する。図７（Ｆ）は、ＵＶレーザ光発生装置１６から照射されるＵＶレーザ光を示す図である。図７（Ｆ）に示すように、ＵＶレーザ光は、分周器１３から受信した信号とレーザゲートトリガー信号との論理積により示される周波数の信号により発生するＵＶレーザ光である。
【００６２】
電子銃２ａは、光電効果により電荷を発生するカソード部（Photo Cathode）が設けられていて、当該カソード部にレーザ光が照射されることにより電子ビームｅを発生させる。すなわち、電子銃２ａは、ＵＶレーザ光発生装置１６から照射されたＵＶレーザ光が照射されることによりカソード部から放出される電子ビームｅを、加速器２ｂにより加速させて、ターレット５に照射する。図７（Ｇ）は、電子銃２ａから出射される電子ビームｅを示す図である。図７（Ｇ）に示すように、電子銃２ａは、ＵＶレーザ光発生装置１６から照射されたＵＶレーザ光の周波数に応じた電子ビームｅを生成し照射する。
【００６３】
このように、加速器２ｂの加速空洞に高周波電力が蓄積された状態で、適切な電界位相でレーザ光が照射されると、発生した電子ビームｅは空洞内部の高周波電界により加速され、高エネルギーの電子バンチとして出力される。
【００６４】
電子ビームｅは高周波により加速され、断続的な塊（バンチ）として生成される。また、ピークパワーを高くするため、間欠的（トレイン）に生成される。そして、後述するように、トレインに同期させてターレット５の制動Ｘ線発生部５ｄを電子ビームｅの進行経路上に出し入れすることにより、トレイン間隔で診断用のＸ線ビームＸ１と治療用のＸ線ビームＸ２との２種類のＸ線ビームを交互に発生させることができる。
【００６５】
レーザ光発生装置６は、分周器１３から受信している信号の周波数に応じて発生するレーザ光をターレット５に向けて出射する。図７（Ｈ）は、レーザ光発生装置６から出射されるレーザ光を示す図である。図７（Ｈ）に示すように、レーザ光発生装置６は、分周器１３から受信した信号により発生するレーザ光を出射する。
【００６６】
また、図７（Ｉ）は、逆コンプトン散乱により発生するＸ線ビームＸ１を示す図である。図７（Ｉ）に示すように、レーザ光発生装置６により出射されたレーザ光と電子銃２ａにより生成された電子ビームｅとが衝突することにより、電子ビームｅの周波数に応じたＸ線ビームＸ１を生成する。
【００６７】
なお、逓倍器１２とパルス変換器１４の間、分周器１３とＵＶレーザ光発生装置１６の間、及び、分周器１３とレーザ光発生装置６の間には、それぞれ位相変換器１７ａ、１７ｂ、１７ｃが設けられている。各々の位相変換器１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、相互に位相が合うように各々の信号の位相を変換する。これらの位相変換器１７ａ、１７ｂ、１７ｃにより、パルス変換器１４に入力する信号、ＵＶレーザ光発生装置１６に入力する信号、レーザ光発生装置６に入力する信号のそれぞれの位相が一致する。
【００６８】
一方、ターレットタイミング制御部１９は、制御装置３からＲＦパルストリガー信号を受信し、受信したＲＦパルストリガー信号に基づいてモータ１８の駆動制御を行う。この際、モータ１８は、ロータリーエンコーダ（図示省略。）を備えていて、ターレットタイミング制御部１９は、当該ロータリーエンコーダからターレット５の回転角度を示すパルス信号を受信して、ターレット５における貫通部５ｃ及び制動Ｘ線発生部５ｄの位置に応じてモータ１８の駆動制御を行っても良い。
【００６９】
図７（Ｊ）は、ターレット５の駆動状態を示す図である。図７（Ｊ）に示すように、ターレットタイミング制御部１９は、ＲＦパルストリガー信号における予め定められた周波数（本実施形態では、１００Ｈｚ）毎に、オン状態（電子ビームｅの進行経路上に制動Ｘ線発生部５ｄが位置する状態）／オフ状態（電子ビームｅの進行経路上に貫通部５ｃが位置する状態）を切り替える。ターレット５がオン状態の場合は、電子ビームｅが制動Ｘ線発生部５ｄに衝突して制動放射によるＸ線ビームＸ２が発生し、ターレット５がオフ状態の場合は、電子ビームｅが貫通部５ｃを透過してレーザ光発生装置６によるレーザ光と衝突して逆コンプトン散乱によるＸ線ビームＸ１が発生する。
【００７０】
図７（Ｋ）は、Ｘ線発生装置１により発生するＸ線ビームＸを示す図である。図７（Ｋ）に示すように、ターレット５がオン状態の場合は、電子ビームｅが制動Ｘ線発生部５ｄに衝突して制動放射によるＸ線ビームＸ２（治療用のＸ線ビーム）が発生し、ターレット５がオフ状態の場合は、電子ビームｅが貫通部５ｃを透過してレーザ光発生装置６によるレーザ光と衝突して逆コンプトン散乱によるＸ線ビームＸ１（診断用のＸ線ビーム）が発生する。本実施形態では、診断用のＸ線ビームＸ１のエネルギーは、３０〜８０ｋｅＶ程度、治療用のＸ線ビームＸ２のエネルギーは１５ＭｅＶ程度であることが望ましい。
【００７１】
なお、制御装置３は、Ｘ線発生装置１を総括的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）３ａ、ＣＰＵ３ａの処理に必要なプログラムや各種データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）３ｂ、ＣＰＵ３ａの処理の際に作業領域として一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）３ｃ、データを表示するディスプレイ等の表示部３ｄ、及びデータを入力するキーボードやマウス等の入力部３ｅを備えている。
【００７２】
図８は、第１実施形態に係るＸ線発生装置１により行われるＸ線発生制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。Ｘ線発生制御処理は、例えば入力部３ｅを介してＸ線発生開始指示が入力された場合等に制御装置３のＣＰＵ３ａにより実行される処理であり、当該Ｘ線発生制御処理プログラムは、制御装置のＲＯＭ３ｂに予め記録されている。
【００７３】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ３ａは、信号発生器１１及びレーザ光発生装置６を駆動させる。これにより、信号発生器１１は、信号の送信を開始する。ステップＳ１０３において、ＣＰＵ３ａは、パルス変換器１４及びターレットタイミング制御部１９に対するＲＦパルストリガー信号の送信を開始する。ステップＳ１０５において、ＣＰＵ３ａは、ＵＶレーザ光発生装置１６に対するレーザゲートトリガー信号の送信を開始する。
【００７４】
これらのステップＳ１０１乃至Ｓ１０５に処理により、Ｘ線発生の基本となる周波数、電子ビームｅのバンチを生成する高周波電力の発生のタイミング、逆コンプトン散乱によりＸ線を発生させるためのレーザ光の発生のタイミング等が制御される。
【００７５】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ３ａは、ターレット５のモータ１８を駆動させる。
【００７６】
次に、ステップＳ１０９において、ＣＰＵ３ａは、制御終了のタイミングが到来したか否かを判定する。この際、ＣＰＵ３ａは、例えば入力部３ｅによりＸ線発生終了指示が入力された場合等に、制御終了のタイミングが到来したと判定する。
【００７７】
ステップＳ１０９において制御終了のタイミングが到来したと判定された場合は、ステップＳ１１１において、ＣＰＵ３ａは、ステップＳ１０７において開始したターレット５の駆動を停止させる。
【００７８】
ステップＳ１１３において、ＣＰＵ３ａは、ステップＳ１０５にて送信を開始したレーザゲートトリガー信号の送信を停止させる。ステップＳ１１５において、ＣＰＵ３ａは、ステップＳ１０３にて送信を開始したパルストリガー信号の送信を停止させる。ステップＳ１１７において、ＣＰＵ３ａは、ステップＳ１０１にて駆動させた信号発生器１１及びレーザ光発生装置６の駆動を停止させる。
【００７９】
このようにして本実施形態に係るＸ線発生装置１は、電子ビームｅを電子バンチとして生成するとともに、ターレット５を回転させながら電子ビームｅのビーム軸上（進行経路上）の衝突点ＣＰに貫通部５ｃ及び制動Ｘ線発生部５ｄのいずれか一方を位置させることにより、同一位置から、逆コンプトン散乱により発生するＸ線ビームＸ１、制動放射により発生するＸ線ビームＸ２の２種類の異なる性質を持つＸ線を発生させることができる。また、この際、制動Ｘ線発生部５ｄを電子トレインに同期させて出し入れすることにより、トレイン毎に異なる性質のＸ線ビームを発生させることができる。
【００８０】
また、本実施形態において、制動Ｘ線発生部５ｄを円板状のターレット５の外周側に円周上に複数配置し、電子トレインと同期させて回転制御を行うことで、機械的な振動を小さく抑えた状態で制動Ｘ線発生部５ｄを電子ビームｅのビーム軸上の衝突点ＣＰに挿抜させることができる。
【００８１】
なお、本実施形態に係るＸ線発生装置１は、上述したように、円板状の保持部材５ａに４つの貫通部５ｃ及び４つの制動Ｘ線発生部５ｄが交互に設けられたターレット５を備えているが、これに限定されない。
【００８２】
図９は、本実施形態に係るＸ線発生装置１のターレットの別例を示す図である。一例として図９（Ａ）に示すように、本実施形態に係るＸ線発生装置１は、円板状の保持部材５ａに２つの貫通部５ｃ及び２つの制動Ｘ線発生部５ｄが交互に設けられたターレット５Ａを備えていても良い。または、一例として図９（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るＸ線発生装置１は、円板状の保持部材５ａに６つの貫通部５ｃ及び６つの制動Ｘ線発生部５ｄが交互に設けられたターレット５Ｂを備えていても良い。さらに、一例として図９（Ｃ）に示すように、本実施形態に係るＸ線発生装置１は、円板状の保持部材５ａに４つの貫通部５ｃ及び８つの制動Ｘ線発生部５ｄが、１つの貫通部５ｃの隣に２つの制動Ｘ線発生部５ｄを連続して周期的に並ぶように設けられたターレット５Ｃを備えていても良い。
【００８３】
あるいは、一例として図９（Ｄ）に示すように、本実施形態に係るＸ線発生装置１は、矩形の板状の保持部材５ｅに複数（本実施形態では、３つ）の貫通部５ｃ及び複数（本実施形態では、３つ）の制動Ｘ線発生部５ｄが交互に一列に配置されたターゲット保持部材５Ｄを備えていても良い。この場合には、モータ１８を介して、ターゲット保持部材５Ｄが列方向の何れかの方向に直線または往復移動するように駆動制御することにより、電子ビームｅが貫通部５ｃを透過するか制動Ｘ線発生部５ｄに衝突するかが制御される。なお、保持部材５ｅをループ上に形成することで、保持部材５ｅを一方向に移動させるようにしても良い。
【００８４】
以上のように、本実施形態に係るＸ線発生装置１では、電子ビームｅのビーム軸上の衝突点ＣＰに制動Ｘ線を発生させるターゲットである制動Ｘ線発生部５ｄを挿抜するだけで、同一点、同一軸の診断用のＸ線ビームＸ１及び治療用のＸ線ビームＸ２を得ることができる結果、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効果的に行うことができる。
【００８５】
また、制動Ｘ線は、逆コンプトン散乱によるＸ線に比べ、放射角度が広く、制動Ｘ線によるＸ線ビームと逆コンプトン散乱によるＸ線ビームとはそのままではビーム形状が異なるが、コリメータ（本実施形態では、遮蔽体７）を設置する事によりビーム形状も揃えることが可能となる。
【００８６】
さらに、診断用のＸ線ビームＸ１と治療用のＸ線ビームＸ２が相互に同一位置に同一形状で照射されるため、診断時と治療時における照射の位置や範囲にずれがなくなり、正確な照射が可能となる。
【００８７】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るＸ線発生装置１Ａについて添付図面を用いて詳細に説明する。第２実施形態に係るＸ線発生装置１Ａは、第１実施形態に係るＸ線発生装置１において遮蔽体７の配置位置を異ならせたものである。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８８】
図１０は、第２実施形態に係るＸ線発生装置１Ａの全体の構成を示す図である。図１０に示すように、第２実施形態のＸ線発生装置１Ａは、遮蔽体７が、ターレット５と偏向マグネット８ａとの間に設けられている。遮蔽体７は、レーザ光発生装置６によるレーザ光がターレット５の貫通部５ｃを透過するのを妨げない位置に設置されている。
【００８９】
ターレット５を回転させる際に、遮蔽体７を同期させて回転させることにより、第１実施形態と同様に、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効果的に行うことができるという効果を得ることができるともに、距離を進むにつれて拡がる制動Ｘ線のＸ線ビームＸ２を、発生直後でコリメートすることにより、遮蔽体７により遮蔽されるＸ線ビームＸ２を少なくして、Ｘ線ビームＸ２を治療時に有効に利用することができる。
【００９０】
なお、本実施形態において、遮蔽体７が、逆コンプトン散乱によりＸ線ビームＸ１を発生させる際にレーザ光がターレット５の貫通部５ｃを透過するのを妨げないように、レーザ光発生装置６をターレット５の回転と同期させて回転させるように制御すると良い。
【００９１】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るＸ線発生装置１Ｂについて添付図面を用いて詳細に説明する。第３実施形態に係るＸ線発生装置１Ｂは、第１実施形態に係るＸ線発生装置１においてターレット５の代わりに制動Ｘ線発生ターゲット２０を備えるとともに、レーザ光発生装置６によるレーザ光と電子ビームｅとの衝突点ＣＰの位置、すなわち逆コンプトン散乱によるＸ線ビームＸ１の発生位置と、制動放射によるＸ線ビームＸ２の発生位置とを異ならせたものである。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９２】
図１１は、第３実施形態に係るＸ線発生装置１Ｂの全体の構成を示す図である。図１１に示すように、第３実施形態のＸ線発生装置１Ｂでは、偏向マグネット８と偏向マグネット８ａとの間に、上述したターレット５の代わりに、制動Ｘ線発生ターゲット２０が設けられている。制動Ｘ線発生ターゲット２０は、Ｗ、Ｔａ等の重金属で板状に形成されていて、電子ビームｅが衝突した際に制動Ｘ線を発生させるための金属ターゲットとして機能する。
【００９３】
また、Ｘ線発生装置１Ｂは、制動Ｘ線発生ターゲット２０の移動駆動を制御するモータ１８ａを備えている。本実施形態に係るＸ線発生装置１Ｂのターレットタイミング制御部１９は、電子ビームｅの電子バンチが発生していないタイミングで、制動Ｘ線ターゲット２０を電子ビームｅの進行経路上の電子ビームｅに衝突する位置に移動させるとともに、同様に電子ビームｅの電子バンチが発生していないタイミングで、制動Ｘ線発生ターゲット２０を電子ビームｅの進行を妨げないように、電子ビームｅに衝突しない位置に移動させるようにモータ１８ａを制御する。
【００９４】
本実施形態では、レーザ光発生装置６によるレーザ光と電子ビームｅとの衝突点ＣＰの位置が、制動Ｘ線発生ターゲット２０が電子ビームｅと衝突する位置より、電子ビームｅの進行方向の下流側に設定されている。これにより、制動Ｘ線発生ターゲット２０が電子ビームｅに衝突する位置にある場合には、制動放射により発生するＸ線ビームＸ２が発生し、制動Ｘ線発生ターゲット２０が電子ビームｅに衝突しない位置にある場合には、電子ビームｅとレーザ光発生装置６によるレーザ光とが衝突して逆コンプトン散乱によるＸ線ビームＸ１が発生する。
【００９５】
なお、本実施形態では、レーザ光発生装置６によるレーザ光と電子ビームｅとが衝突する衝突点ＣＰの位置が、制動Ｘ線発生ターゲット２０が電子ビームｅと衝突する位置より、電子ビームｅの進行方向の下流側であるが、これに限定されず、電子ビームｅとレーザ光との衝突点ＣＰ、または電子ビームｅの進行方向の上流側であっても良い。この場合には、第１実施形態と同様に、電子ビームｅを電子バンチとして形成し、レーザ光を電子ビームｅと同期させて間欠的に発生させ、レーザ光が発生していない間に制動Ｘ線発生ターゲット２０を電子ビームｅに衝突しない位置に位置させるようにモータ１８ａを制御すると良い。
【００９６】
また、上述したように、制動Ｘ線発生ターゲット２０が電子ビームｅに衝突する位置にある場合であっても、電子ビームｅの一部分が制動Ｘ線発生ターゲット２０を透過するため、制動放射により発生したＸ線ビームＸ２に逆コンプトン散乱により発生したＸ線ビームＸ１が混在することになるが、Ｘ線ビームＸ１のエネルギーはＸ線ビームＸ２のエネルギーより格段に低いため、Ｘ線ビームＸ２による放射線治療への影響は無視できる。
【００９７】
以上のように、本実施形態に係るＸ線発生装置１Ｂでは、電子ビームｅのビーム軸上の衝突点ＣＰに制動Ｘ線を発生させるターゲットである制動Ｘ線発生部５ｄを挿抜するだけで、同一点、同一軸の診断用のＸ線ビームＸ１及び治療用のＸ線ビームＸ２を得ることができる結果、放射線画像の撮影及び放射線治療の双方を効果的に行うことができる。
【符号の説明】
【００９８】
１、１Ａ、１Ｂ…Ｘ線発生装置，２…電子ビーム発生装置，２ａ…電子銃，２ｂ…加速器，２ｃ…ビームダクト，３…制御装置，３ａ…ＣＰＵ，３ｂ…ＲＯＭ，３ｃ…ＲＡＭ，３ｄ…表示部，３ｅ…入力部，５、５Ａ乃至５Ｄ…ターレット，５ａ、５ｅ…保持部材，５ｂ…回転軸，５ｃ…貫通部，５ｄ…制動Ｘ線発生部，６…レーザ光発生装置，６ａ…レーザミラー，７…遮蔽体，７ａ…開口部，７ｂ…遮蔽ユニット，８、８ａ…偏向マグネット，９…ビームダンプ，１０…発生タイミング制御部，１１…信号発生器，１２…逓倍器，１３…分周器，１４…パルス変換器，１５…高周波発生器，１６…ＵＶレーザ光発生装置，１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…位相変換器，１８、１８ａ…モータ，１９…ターレットタイミング制御部，２０…制動Ｘ線発生ターゲット，ｅ…電子ビーム，Ｘ、Ｘ１、Ｘ２…Ｘ線ビーム。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２】
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【図５】
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