[go: up one dir, main page]

WO2024079992A1 - 加速器及び粒子線治療装置 - Google Patents

加速器及び粒子線治療装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024079992A1
WO2024079992A1 PCT/JP2023/030100 JP2023030100W WO2024079992A1 WO 2024079992 A1 WO2024079992 A1 WO 2024079992A1 JP 2023030100 W JP2023030100 W JP 2023030100W WO 2024079992 A1 WO2024079992 A1 WO 2024079992A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic field
accelerator
main
canceling
exit channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/030100
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
賢人 西田
知新 堀
風太郎 ▲えび▼名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to EP23877000.2A priority Critical patent/EP4604678A1/en
Publication of WO2024079992A1 publication Critical patent/WO2024079992A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/10—Arrangements for ejecting particles from orbits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H13/00—Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
    • H05H13/005—Cyclotrons
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/04—Magnet systems, e.g. undulators, wigglers; Energisation thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons

Definitions

  • This disclosure relates to accelerators and particle beam therapy devices.
  • Particle beam therapy devices are known that irradiate tumors with ion beams of accelerated charged particles such as protons or carbon ions.
  • Accelerators that accelerate charged particles accelerate the ion beam extracted from an ion source or electron gun until it reaches the energy required for treatment, while controlling the trajectory using electric and magnetic fields.
  • Representative accelerators for particle beam therapy devices include cyclotrons, synchrocyclotrons, and synchrotrons that can obtain beams with energies on the order of several hundred MeV.
  • Cyclotrons and synchrocyclotrons accelerate a beam by applying a radio-frequency electric field synchronized with the orbital period of the beam, which is made to move in a circular motion by a static magnetic field.
  • the more energy the beam gains from the radio-frequency electric field the larger the radius of the beam's orbit. After the beam reaches its maximum energy, it is ejected from the outermost orbit. This causes the problem that the energy of the beam that can be extracted is uniform.
  • a synchrotron is an accelerator that accelerates a beam while keeping its orbital radius constant by changing the strength of the magnetic field that deflects the beam and the period of the accelerating electric field over time.
  • the orbital radius is constant, meaning that beams with different energies are accelerated on the same orbit, making it possible to emit variable energy beams with variable energy.
  • Patent Document 1 also discloses an orbital eccentric accelerator that uses a static magnetic field and allows variable energy output.
  • Patent Document 2 discloses a technique for reducing disturbance to the resonant magnetic field caused by the extraction channel magnetic field, which is an issue in resonant extraction, which uses a resonant magnetic field to extract a beam.
  • Non-Patent Document 1 describes a method of reducing disturbances that differs from Patent Document 2, in which the disturbance magnetic field of the first harmonic component in the main magnetic field region is corrected by the regenerator magnetic field of a cyclotron accelerator.
  • Non-Patent Document 2 describes a technique for optimizing the shape of the main magnetic pole in order to generate the magnetic field distribution required to realize an eccentric beam orbit arrangement in the orbitally eccentric accelerator described in Patent Document 1.
  • the objective of this disclosure is to provide an accelerator and particle beam therapy device that can extract efficient and good beams.
  • An accelerator is an accelerator that accelerates an ion beam while causing it to circulate using a main magnetic field and an accelerating high-frequency electric field, and includes a main magnetic field generating device that applies the main magnetic field to a space between a plurality of main magnetic poles arranged opposite to each other, a beam displacement device that displaces the ion beam circulating in the main magnetic field region to which the main magnetic field is applied, to the outside of the main magnetic field region, an exit channel magnetic field generating device that generates an exit channel magnetic field for extracting the ion beam that has been moved to the outside, and a cancellation magnetic field generating device that is disposed on the inner side of the exit channel magnetic field generating device and generates a cancellation magnetic field having an opposite polarity to the exit channel magnetic field.
  • the present invention makes it possible to extract a good and efficient beam.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a particle beam therapy system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an accelerator.
  • FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the main electromagnet along a vertical plane.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of an output channel.
  • 1 is a diagram for explaining emission of a beam by resonance using a resonant magnetic field generated in a resonant magnetic field region.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of an output channel magnetic field and a cancellation magnetic field.
  • 1 is a diagram showing a structural example of a canceling magnetic field generating device according to a first embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an accelerator.
  • FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the main electromagnet along a vertical plane.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of an output channel.
  • 1
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a canceling magnetic field generating device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of a canceling magnetic field generating device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the arrangement of a canceling magnetic field generating device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram showing a structural example of a canceling magnetic field generating device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing a particle beam therapy system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the particle beam therapy system shown in FIG. 1 is a particle beam therapy device for performing particle beam therapy by irradiating a patient to be treated with an ion beam (hereinafter, sometimes simply referred to as a beam).
  • the particle beam therapy system has an accelerator A100 that accelerates and extracts the beam, a beam transport system A110 that transports the beam extracted from the accelerator A100, a treatment room A130 for irradiating a patient A131 with the beam transported by the beam transport system A110, and a control device A140 for controlling the accelerator A100 and the beam transport system A110.
  • the accelerator A100 is a device that generates and emits a beam in the energy band used in particle beam therapy.
  • the accelerator A100 is equipped with an ion source system A102 that injects ions to become the beam, a main electromagnet A101 that internally accelerates the ions from the ion source system A102 into a beam, and an exit port A103 that is an outlet for extracting and emitting the beam accelerated by the main electromagnet A101 to the outside.
  • the ion source system A102 is, for example, an internal ion source using a cold cathode, or an external ion source using a high frequency source.
  • the ion source system A102 is an external ion source, and is attached to the main electromagnet A101 as shown in FIG. 1.
  • a cold cathode electrode that is the main body of the ion source system A102 is attached inside the main electromagnet A101, and is further connected to a gas introduction path and a power source.
  • the type of ion is not particularly limited, and may be, for example, a proton or a carbon ion.
  • the main electromagnet A101 generates a main magnetic field for orbiting the beam.
  • the main magnetic field is a magnetic field distribution applied to orbit the beam in a predetermined equilibrium orbit.
  • the main electromagnet A101 is formed approximately symmetrically in the top and bottom, and has an acceleration space inside for accelerating the beam while orbiting it.
  • the main electromagnet A101 applies the main magnetic field to ions injected from the ion source system A102 into the acceleration space, applying a Lorentz force to the ions, forming them into a beam by orbiting them in a circular orbit.
  • the beam is accelerated to the desired energy by the high-frequency electric field generated in the main electromagnet A101, and is extracted to the outside of the accelerator A100 through the exit port A103.
  • a series of equipment operations related to the injection (injection) of ions, acceleration and extraction of the beam are controlled by the control device A140.
  • the beam transport system A110 transports the beams extracted from the accelerator A100 to the treatment room A130.
  • the beam transport system A110 comprehensively handles beams with different characteristics for each energy, transporting the beams while correcting fluctuations in the beam emittance and energy of each beam.
  • the beam transport system A110 includes beam pipes A111, A117, A119, and A122 through which the beams pass, bending electromagnets A112, A115, A118, and A120 for adjusting the direction of the beam, and focusing electromagnets A113, A114, A116, and A123 for controlling the beam shape.
  • the interiors of the beam pipes A111, A117, A119 and A122 are evacuated using a vacuum pump A124 such as an ion pump or turbomolecular pump to prevent the beam from colliding with neutral gas and being lost.
  • the deflection electromagnets A112, A115, A118 and A120 are arranged so that the beam travels along the beam pipes A111, A117, A119 and A122.
  • the focusing electromagnets A113, A114, A116 and A123 are configured so that the emittance and energy of the beam can be adjusted by focusing or diverging action.
  • the deflection electromagnets A112, A115, A118 and A120 and the focusing electromagnets A113, A114, A116 and A123 are controlled by a control device A140.
  • the beam transport system A110 transports a beam from one accelerator A100 to one treatment room A130, but it may also transport a beam from one accelerator A100 to multiple treatment rooms A130.
  • the treatment room A130 is equipped with a bed A132 for fixing the patient A131, and irradiation devices A133 and A134 that irradiate the patient A131 with the beam transported by the beam transport system A110.
  • the irradiation devices A133 and A134 have the function of changing the shape and energy distribution of the beam transported by the beam transport system A110 to suit the treatment.
  • the irradiation devices A133 and A134 may be configured to include, for example, a collimator for removing unnecessary parts of the beam, a ridge filter for expanding the irradiation range in the depth direction of the tumor by expanding the energy distribution of the beam, a range shifter for fine-tuning the position where the beam reaches, and various monitors for monitoring the irradiation dose and beam profile of the beam.
  • the irradiation devices A133 and A134 also have an irradiation mechanism for irradiating the beam to a desired position.
  • the irradiation mechanism may be configured to use, for example, a rotatable gantry to enable the beam to be irradiated from any angle to the treatment target, and may be configured to include a scanning magnet for deflecting the beam.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of accelerator A100, and is a cross-sectional view taken along the midplane, which is the geometric center plane of accelerator A100 in the vertical direction.
  • accelerator A100 is an accelerator that emits a beam using a resonant magnetic field, and the following description will be given using an example of an orbitally eccentric circular accelerator.
  • Accelerator A100 is an accelerator designed so that the main magnetic field through which the beams pass during acceleration does not have circumferential symmetry, and the beam orbits of each beam with different energies form a collection of eccentric circular orbits.
  • the beam orbits of each beam with different energies form an orbit convergence section close to each other, and all beams with the energy to be extracted pass through a narrow space near the orbit convergence section. Therefore, variable energy extraction is possible by applying electric and magnetic fields for beam extraction to the narrow space.
  • accelerator A100 uses a static magnetic field, there is no need for temporal changes in the magnetic field strength, and it can be made smaller by using a superconducting coil in the main electromagnet to increase the magnetic field strength.
  • Accelerator A100 is equipped with a displacement section, a resonant magnetic field region, and a septum magnet as a variable energy emission mechanism that enables variable energy emission.
  • the displacement section and the resonant magnetic field region constitute a beam displacement device. Note that when the septum magnet is composed only of a ferromagnetic material without using a coil, it is often called an emission channel.
  • the displacement section applies a horizontal (radial direction of the electromagnet) perturbation to the beam revolving on the eccentric orbit, causing it to resonate, thereby pulling the beam orbit outside the main magnetic field region.
  • the horizontal perturbation is applied by an RF kicker, and the perturbed beam travels on the radially outer side of the equilibrium orbit and is affected by the resonant magnetic field.
  • the resonant magnetic field is a higher-order magnetic field that includes at least a quadrupole magnetic field component, and includes a peeler magnetic field having a magnetic field gradient that weakens the main magnetic field toward the radially outer side, and a regenerator magnetic field having a magnetic field gradient that strengthens the main magnetic field toward the radially outer side.
  • These magnetic fields are formed over a specified azimuth angle region on the outer side of the maximum extraction energy orbit.
  • the peeler magnetic field region is located upstream and the regenerator magnetic field region is located downstream with respect to the beam traveling direction. These two are collectively called the resonant magnetic field region.
  • the beam is kicked toward the outer circumference by passing through the peeler magnetic field region, and toward the inner circumference by passing through the regenerator magnetic field region.
  • the peeler magnetic field region and the regenerator magnetic field are adjusted so that the tune is approximately 1, and furthermore, they have a magnetic field gradient that increases in strength toward the radially outer side.
  • the beam gradually moves toward the radially outer side with each revolution, and is more strongly influenced by the peeler and regenerator magnetic field region, resulting in a resonance state in which the kick amount gradually increases. Then, when the turn separation, which is the difference in the radial position through which the beam passes with each revolution, reaches a certain value or more, the beam is influenced by the septum magnet that generates the next stage extraction magnetic field.
  • the septum magnet is used to generate an extraction channel magnetic field of the opposite polarity to the main magnetic field that orbits the beam, and to deflect the beam to an extraction orbit away from the influence of the main magnetic field.
  • the beam that enters the orbital region influenced by the septum magnet is deflected to the extraction orbit by the extraction channel magnetic field, and is extracted to the outside of the accelerator through the extraction orbit.
  • the accelerator A100 is equipped with a main electromagnet A101 that generates a main magnetic field for confining the beam inside.
  • the main electromagnet A101 includes a yoke M201, a main magnetic pole M202, a coil M203, an RF (Radio Frequency) kicker M204 which is an extraction high frequency application device, a peeler magnetic field region M205 and a regenerator magnetic field region M206 which are resonant magnetic field regions, and an exit channel M207.
  • the yoke M201, the main magnetic pole M202, and the coil M203 are the main components of the main magnetic field generating device that generates the main magnetic field.
  • the yoke M201 and the main magnetic pole M202 are provided in pairs, one above the other, so as to face each other.
  • the main magnetic pole M202 is provided on the inner circumference of the yoke M201, and the yoke M201 and the main magnetic pole M202 form the outer shell of the main electromagnet A101.
  • the yoke M201 and the main magnetic pole M202 are also used as support members for supporting the coil M203 and the emission channel M207.
  • an acceleration space is formed, which is a space for the beam to circulate, and the main magnetic pole M202 applies a main magnetic field to circulate the beam in the acceleration space.
  • the main magnetic field is designed so that it does not have symmetry in the circumferential direction, and the beam orbits of each beam having different energies form a set of circular orbits that are eccentric to each other.
  • the acceleration space is evacuated to reduce losses due to collisions between the beam and neutral particles.
  • the yoke M201 and the main magnetic pole M202 are formed approximately symmetrically above and below the central plane, and in this case, the traveling plane along which the beam travels approximately coincides with the central plane of the accelerator A100.
  • the yoke M201 has an outlet through hole M208 into which the outlet A103 for extracting the beam is inserted.
  • An acceleration electrode M210 is disposed inside the main electromagnet A101 to generate an accelerating high-frequency electric field for accelerating the beam, and the acceleration electrode M210 is connected to a rotating capacitor M211 for frequency modulation provided outside the main electromagnet A101.
  • the accelerating high-frequency electric field is an electric field that imparts energy to the beam by applying a high-frequency electric field synchronized with the rotation period of the beam.
  • the rotating capacitor M211 has an opposing electrode that can change the effective area of the opposing electrode by rotation, and the capacitance changes when the area is changed using a rotating capacitor driving motor M212.
  • the resonant frequency of the acceleration electrode M210 is changed, which enables frequency modulation of the accelerating high-frequency electric field according to the beam energy.
  • the acceleration electrode M210 and the rotating capacitor M211 are connected via an acceleration electrode through hole M209 formed in the yoke M201.
  • a through hole may be formed in the yoke M201 as necessary.
  • the yoke M201 may be provided with a through hole for monitoring the beam.
  • the coil M203 is a pair of superconducting coils, each of which is arranged approximately symmetrically with respect to the central plane M233 (see FIG. 3), which is the geometric center cross section in the vertical direction, and is provided along the inner circumference of the yoke M201.
  • FIG. 2 also shows the geometric center position M231 of the main electromagnet A101 and the ion injection position M232.
  • the geometric center position M231 is the center position of them.
  • the injection position M232 is a position shifted from the geometric center position M231 and corresponds to the center of the orbit around which the beam revolves.
  • FIG. 2 shows the beam orbit M221 around which the beam with the lowest energy to be extracted from the accelerator A100 revolves, and the beam orbit M222 around which the beam with the highest energy to be extracted from the accelerator A100 revolves.
  • the minimum energy is, for example, 70 MeV
  • the maximum energy is, for example, 230 MeV.
  • the RF kicker M204 is a displacement unit that displaces the beams circulating in the main magnetic field region to which the main magnetic field is applied outward by applying an extraction radio frequency electric field for extracting the beams to all energy beams to be extracted.
  • the main magnetic field region is the region through which the beam passes when the beam is accelerated to a specified energy by the radio frequency electric field, and is a collection of equilibrium orbits for each energy.
  • the peeler magnetic field region M205 and the regenerator magnetic field region M206 constitute a resonant magnetic field region in which a resonant magnetic field that resonates with the beam displaced outside the main magnetic field region by the RF kicker M204 is formed.
  • the resonant magnetic field region is located in a predetermined azimuth angle region on the outer periphery of the main magnetic field region (specifically, on the outer side of the highest energy beam orbit M222).
  • the peeler magnetic field region M205 is located upstream of the regenerator magnetic field region M206 in the beam propagation direction.
  • a peeler magnetic field having a magnetic field gradient in a direction that weakens the main magnetic field toward the radial outer periphery is formed
  • a regenerator magnetic field having a magnetic field gradient in a direction that strengthens the main magnetic field toward the radial outer periphery is formed.
  • the peeler magnetic field acts on the beam to move it radially outward
  • the regenerator magnetic field acts on the beam to move it radially inward.
  • the extraction channel M207 is a device that generates an extraction channel magnetic field for extracting the beam radially to the outside.
  • the extraction channel magnetic field is a magnetic field used to separate the beam accelerated to a predetermined energy to a region that is not affected by the main magnetic field. It is set to have appropriate dipole and quadrupole magnetic field components so that the accelerated beam is stably transported to the extraction port.
  • the extraction channel magnetic field generator is a device that generates the extraction channel magnetic field. It is arranged downstream of the resonance magnetic field region with respect to the traveling direction of the extraction beam, and the dipole magnetic field component adjusts the extraction trajectory of the extraction beam, while the quadrupole magnetic field component gives the extraction beam appropriate convergence and divergence, thereby stably extracting the beam.
  • the extraction channel M207 in this embodiment is arranged so that its radial position is further outward than the peeler magnetic field region M205 and the regenerator magnetic field region M206.
  • the extraction channel M207 is also arranged downstream of the peeler magnetic field region M205 with respect to the traveling direction of the beam.
  • Figure 3 is a vertical cross-sectional view of the main electromagnet A101 along a vertical plane, more specifically, a vertical cross-sectional view along a vertical plane extending downward from the central plane M233 in Figure 2 (in a direction with an azimuth angle of -90°).
  • the yoke M201, main magnetic pole M202, coil M203, and emission channel M207 are shown, along with the cancellation magnetic field generating device M214, which will be described later. Also shown is a central plane M233, which is the geometric center plane of the main electromagnet A101 in the vertical direction, and an axial direction M234 of the main electromagnet A101 that is oriented perpendicular to the central plane M233.
  • the acceleration region where the beam is accelerated is on the radially inner side
  • the emission orbit region where the beam leaves the acceleration region and is emitted is on the radially outer side.
  • the output channel M207 is formed with one or more upper and lower pairs of magnetic materials, and has the function of weakening the main magnetic field generated in the approximate axial direction M234.
  • the output channel M207 has an output channel partition portion M207a and an output channel adjustment portion M207b.
  • the exit channel partition M207a is a partition formed of a magnetic material that extends symmetrically from the central plane M233 in the vertical direction and is arranged to act as a partition on both the inside and outside of the radial direction. Because the exit channel partition M207a is formed of a magnetic material, its magnetic permeability is sufficiently higher than its surroundings. For this reason, nearby magnetic flux is attracted to the exit channel partition M207a, and the magnetic flux density of the adjacent regions on the inside and outside of the radial direction to which the magnetic flux is attracted decreases. This makes it possible to rapidly reduce the main magnetic field in the vicinity of the exit channel partition M207a, and the beam can be pulled away from the main magnetic field.
  • the exit channel adjustment unit M207b is formed from a pair of magnetic materials arranged symmetrically above and below the central plane M233, and has the function of guiding the beam to the exit port A103 while controlling the convergence and divergence.
  • an exit channel magnetic field is generated that achieves the desired arrival position and shape of the beam.
  • Figure 4 is an overview diagram showing an example of an output channel M207.
  • the shape of the exit channel M207 in the beam direction is a shape obtained by stretching the cross-sectional shape in the approximately vertical direction along the beam direction of the exit orbit.
  • the beam exit orbit is the orbit from when the beam leaves the circular orbit until it is extracted, and the beam direction of the exit orbit is set so that it spreads outward from the center of the main electromagnet A101 relative to the circular orbit M235. Due to the above shape of the exit channel M207, the further the beam advances, the more it is gradually pulled away from the center of the main magnetic field. As the beam moves toward the outer periphery in the exit channel M207, the magnetic field strength of the main magnetic field decreases, and the beam is subjected to horizontal divergence due to a strong magnetic field gradient.
  • the beam is corrected using the magnetic field created in the exit orbit by a pair of upper and lower exit channel adjustment units M207b. Therefore, the exit channel M207 has a different cross-sectional shape at each position in the beam direction, and a magnetic field distribution according to the progress of the beam in the exit orbit is generated.
  • Figure 5 is a diagram to explain resonant emission of a beam using a resonant magnetic field formed in the resonant magnetic field region.
  • the resonant magnetic field regions, the peeler magnetic field region M205 and the regenerator magnetic field region M206, are located radially outside the beam circulation orbits M221 and M222. Therefore, when the RF kicker M204 is not in operation, the beam is not affected by the resonance magnetic field.
  • the beam trajectory is displaced horizontally and the beam passes through the resonance magnetic field region.
  • the beam reaches the outside of the beam circulation orbits M221 and M222, as shown by the beam orbits M221a and M222a.
  • the beam reaches the outer side of the exit channel partition M207a (see FIG. 3) of the exit channel M207, it is separated from the main magnetic field and guided to the exit port A103 along the exit orbit M223.
  • the lower the beam energy the more inner the orbit the beam will travel, and so more orbital displacement is required for the beam to reach the entrance of extraction channel M207.
  • low-energy beams have less momentum than high-energy beams, so the amount of kick is smaller at the same magnetic field strength. For this reason, it is more difficult for low-energy beams to satisfy the beam extraction conditions than for high-energy beams, and the extraction efficiency of low-energy beams decreases.
  • the amount of required orbital displacement can be reduced by moving extraction channel M207 closer to the lowest-energy beam orbit M221.
  • the disturbance magnetic field generated by the exit channel M207 on the radially inner side of the central plane M233 becomes large.
  • the distance from the magnetic material forming the exit channel M207 to the peeler magnetic field region M205 becomes short, and a high-intensity disturbance magnetic field is generated in the peeler magnetic field region M205 by the exit channel M207.
  • This disturbance magnetic field disturbs the peeler magnetic field, and the beam behavior during resonance is highly susceptible to the influence of the peeler magnetic field. For this reason, when a high-intensity disturbance magnetic field is generated in the peeler magnetic field region M205, the peeler magnetic field deviates from the desired magnetic field distribution, making it difficult to extract a good beam.
  • the accelerator A100 in order to cancel the high-intensity disturbance magnetic field that the exit channel M207 generates in the peeler magnetic field region M205, the accelerator A100 is equipped with a cancellation magnetic field generator M214 as shown in FIG. 3.
  • the canceling magnetic field generator M214 is a device that generates a canceling magnetic field to cancel out the disturbance magnetic field that the emission channel M207 generates in the peer resonant magnetic field region.
  • the canceling magnetic field has the opposite polarity to the disturbance magnetic field that the emission channel generates in the peer resonant magnetic field region.
  • the canceling magnetic field generator M214 is a device that generates a magnetic field for generating a canceling magnetic field, and can be composed of a ferromagnetic material, a coil, a permanent magnet, or a combination of these.
  • the canceling magnetic field generator M214 is composed of a ferromagnetic material such as iron.
  • multiple canceling magnetic field generators M214 are arranged symmetrically with respect to the central plane M233.
  • the canceling magnetic field generators M214 are arranged so as to overlap with the peeler magnetic field region M205 when viewed from above and below. This arrangement allows the disturbance magnetic field generated by the exit channel M207 to be canceled out with high precision.
  • FIG. 6 shows an example of the disturbance magnetic field (solid line) and cancellation magnetic field (dotted line) due to the extraction channel.
  • the vertical axis indicates the magnetic field strength
  • the horizontal axis indicates the radial position on the central plane M233. More specifically, the horizontal axis indicates the radial position from the geometric center position M231 of the main electromagnet A101 shown in FIG. 2 downward on the page (direction with an azimuth angle of -90°).
  • the left direction is the outer periphery of the main electromagnet A101
  • the right direction is the inner periphery of the main electromagnet A101.
  • the beam moves from the inner periphery through the acceleration region, the resonance magnetic field region, and the extraction orbit region in that order before being extracted to the outside of the accelerator A100.
  • An exit channel partition M207a is provided at the boundary between the resonance region and the exit orbit region.
  • the magnetic field distribution in the exit orbit region is such that an exit channel magnetic field of opposite polarity to the strong main magnetic field is formed near the exit channel partition M207a, which separates the beam from the main magnetic field.
  • a similarly strong exit channel magnetic field of opposite polarity is also generated in the resonance region on the inner side of the exit channel partition M207a, which becomes a disturbing magnetic field that disrupts the resonance state of the beam. If a canceling magnetic field is generated that cancels out the exit channel magnetic field in the resonance region, as shown in FIG. 6, a good resonance state of the beam can be obtained.
  • the canceling magnetic field generator M214 is supported by the main electromagnet A101 or the like by a non-magnetic material (not shown) and is disposed in the gap between a pair of upper and lower main magnetic poles M202. This allows the canceling magnetic field generator M214 to be installed near the area where the beam travels.
  • the canceling magnetic field generator M214 is not limited to this configuration, and may be disposed so as to be in contact with the main magnetic pole M202.
  • the canceling magnetic field generator M214 is separated from the central plane M233, so that the magnetic field strength per unit volume of the canceling magnetic field on the central plane M233 becomes smaller.
  • the canceling magnetic field generator M214 may become a cause of disturbance magnetic fields in other regions, such as the main magnetic field region.
  • beam extraction equipment and beam monitoring equipment are usually installed near the orbit convergence point of the beam orbit, there is a risk of increased magnetic interference from the canceling magnetic field generators M214. Therefore, it is desirable to place the canceling magnetic field generators M214 near the central plane M233 so that a sufficient effect can be obtained with a small amount of magnetic material.
  • Figure 7 is a diagram showing an example of the structure of the cancellation magnetic field generator M214.
  • Figure 7 only one side of the pair of cancellation magnetic field generators M214 arranged above and below the central plane M233 is shown.
  • Figure 7(a) is a plan view seen from the opposite side to the central plane M233
  • Figure 7(b) is a plan view seen from the right side of Figure 3
  • Figure 7(c) is a plan view seen from a direction perpendicular to Figure 3
  • Figure 7(d) is a perspective view seen from the central plane M233 side.
  • the canceling magnetic field generator M214 has a curved shape along the peeler magnetic field region M205 shown in FIG. 4, and is arranged to sandwich the region (at least a part of the peeler magnetic field region M205) where the disturbance magnetic field is to be cancelled.
  • the shape of the canceling magnetic field generator M214 (such as the thickness at each position) is determined according to the intensity distribution of the disturbance magnetic field that the exit channel M207 forms in the peeler magnetic field region M205.
  • the thickness of the canceling magnetic field generator M214 is designed to change in both the circumferential and radial directions so as to obtain the desired peeler magnetic field.
  • the shape of the canceling magnetic field generator M214 for example, an iterative method of repeating numerical calculation and shape modification can be mentioned.
  • the magnetic field and the canceling magnetic field generated by the emission channel at each position are calculated by numerical calculation, and the shape of the canceling magnetic field generator M214 is adjusted so that the disturbance magnetic field by the emission channel is canceled.
  • Finite element analysis or the technique described in Non-Patent Document 1 may be used for the numerical calculation of the magnetic field and the canceling magnetic field generated by the emission channel.
  • Non-Patent Document 2 describes a method for generating a desired magnetic field distribution by modifying the shape of the main pole M202 in the main electromagnet A101.
  • this method first, the difference between the magnetic field distribution generated by the main electromagnet of the orbital eccentric accelerator obtained by measurement or calculation and the target magnetic field distribution is calculated, and then the difference is removed by adding or removing magnetic material to the main pole surface of the main electromagnet.
  • the optimal arrangement of the magnetic material to be added or removed to the main pole surface is calculated by inverse analysis using the least squares method, and the arrangement is reflected in a numerical calculation model, etc., to calculate the main electromagnet shape that generates a non-uniform magnetic field distribution like that of an orbital eccentric accelerator.
  • This method may be used in combination when determining the shape of the cancellation magnetic field generator M214 of this embodiment. For example, after the general shape of the cancellation magnetic field generator is determined using finite element analysis, etc. so that the disturbance magnetic field is largely canceled, the disturbance magnetic field can be further reduced by optimizing the shape of the main pole M202 using the method described in Non-Patent Document 2.
  • the method shown in Non-Patent Document 2 may be directly applied to determining the shape of the cancellation magnetic field generating device M214 in this embodiment.
  • the magnetic field distribution of the magnetic field formed by the exit channel M207 and the main electromagnet A101 is also changed, and when the shape of the exit channel M207 is changed, the magnetic field distribution of the magnetic field formed by the canceling magnetic field generator M214 is also changed. Therefore, iterative processing is often required to determine the shape of the canceling magnetic field generator M214.
  • the canceling magnetic field generator M214 is installed near the area where the beam travels, so the effect of the canceling magnetic field generator M214 is highly sensitive to the placement position. For this reason, the accelerator A100 may have a jig for accurately placing the canceling magnetic field generator M214 at the designed position, or a position adjustment mechanism that allows fine adjustment of the position of the canceling magnetic field generator M214.
  • the canceling magnetic field generator M214 may also be integrated with the RF kicker M204 or the exit channel M207.
  • the canceling magnetic field generator M214 when the canceling magnetic field generator M214 is integrated with the exit channel M207, the canceling magnetic field generator M214 can be attached to the main electromagnet A101 together with the exit channel M207 after the relative position with the exit channel M207 is adjusted outside the main electromagnet A101.
  • the canceling magnetic field generator M214 may also be fixed to the main pole M202 of the main electromagnet A101. In either case, the canceling magnetic field generator M214 generates a large attractive force from the main electromagnet A101, so the canceling magnetic field generator M214 is fixed using a non-magnetic and high-strength material.
  • the jig or position adjustment mechanism may be made of a material such as stainless steel or carbon fiber reinforced plastic.
  • the canceling magnetic field generating device M214 provided on the inner circumference side of the extraction channel M207 can cancel the disturbance magnetic field generated in the peeler section by the extraction channel M207 with a canceling magnetic field having the opposite polarity. This makes it possible to reduce disturbance to the peeler magnetic field when the extraction channel M207 is brought closer to the peeler section. This makes it possible to extract a good beam efficiently.
  • the canceling magnetic field generating device M214 is arranged so as to overlap with the peeler magnetic field region M205. This makes it possible to more appropriately cancel out the disturbance magnetic field created by the exit channel generated in the peeler magnetic field region M205, which is likely to affect the behavior of the beam.
  • the canceling magnetic field generator M214 is disposed at a position away from the main magnetic pole M202, so it is possible to dispose the canceling magnetic field generator M214 at a position close to the central plane M233. This makes it possible to reduce the influence of the canceling magnetic field generator M214 on the surroundings.
  • the canceling magnetic field generating device M214 is made of a ferromagnetic material such as iron, so it is possible to cancel out high-intensity disturbance magnetic fields with a relatively small volume.
  • the canceling magnetic field generating device M214 is determined according to the magnetic field distribution of the disturbance magnetic field generated in the resonant magnetic field region, making it possible to appropriately cancel the disturbance magnetic field.
  • the beam displacement device generates a peeler magnetic field that disturbs the beam displaced outward, moving the beam radially outward. This allows for better beam extraction.
  • the beam displacement device generates a regenerator magnetic field that disturbs the beam displaced outward and moves the beam inward, and generates a peeler magnetic field upstream and a regenerator magnetic field downstream in the direction of beam travel. This allows for better beam extraction.
  • This embodiment differs from embodiment 1 in that the accelerator A100 has a cancellation magnetic field generator made of a permanent magnet instead of the cancellation magnetic field generator M214 made of a ferromagnetic material.
  • the following mainly describes the configuration that differs from embodiment 1.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a cancellation magnetic field generating device according to this embodiment, and shows a schematic longitudinal section along the vertical plane of the main electromagnet A101 near the central plane M233.
  • multiple cancellation magnetic field generators M241 formed from permanent magnets are arranged symmetrically with respect to the central plane M233 on either side of the beam travel area (a pair in the figure).
  • the cancellation magnetic field generators M241 are also arranged to have the same polarity as the magnetic field generated by the main electromagnet A101, that is, the opposite polarity to the disturbance magnetic field generated by the extraction channel M207.
  • the residual magnetization of a permanent magnet is at most about 1 Tesla, which is weaker than the saturation magnetization of a ferromagnetic material (about 2 Tesla in the case of iron). For this reason, if the main electromagnet A101 has a high magnetic field strength (for example, 2 Tesla or more), the volume of the canceling magnetic field generator M214 may become large in order to properly cancel the disturbance magnetic field.
  • the magnetism of permanent magnets such as neodymium magnets and ferrite magnets changes depending on the temperature, it is necessary to take into consideration the stability of the magnetic field during adjustment and operation.
  • Figure 9 shows another example of a cancellation magnetic field generating device formed with permanent magnets.
  • the canceling magnetic field generator M242 shown in FIG. 9 is formed as a single unit and attached to the exit channel partition M207a, unlike the canceling magnetic field generator M241 shown in FIG. 8, which is formed of a pair of permanent magnets separated by a central plane M233.
  • the canceling magnetic field generator M242 is arranged so that it has the opposite polarity to the disturbance magnetic field generated by the exit channel M207.
  • the canceling magnetic field generator M242 is arranged so that it has a magnetic moment opposite to the magnetic moment of the exit channel partition M207a. Even in this case, it is possible to reduce the disturbance magnetic field generated by the exit channel M207 with the canceling magnetic field generated by the canceling magnetic field generator M241.
  • the canceling magnetic field generator M242 since the canceling magnetic field generator M242 is close to the exit channel partition M207a, the exit channel magnetic field on the radially outer side is also reduced by the canceling magnetic field generator M242, which may make it difficult to deflect the beam to the exit orbit. For this reason, it is necessary to design the exit channel M207 and the canceling magnetic field generator M214 so that sufficient beam deflection can be obtained.
  • the thickness of the canceling magnetic field generator M242 is added to the exit channel partition M207a, a larger turn separation is required. As a result, it is necessary to move the entrance of the exit channel M207 away by the thickness of the canceling magnetic field generator M242, which may reduce the beam extraction efficiency. Therefore, it is simpler to use the canceling magnetic field generator M214 made of a ferromagnetic material, as in Example 1.
  • the canceling magnetic field generated by the canceling magnetic field generator M241 can be used to reduce the beam, making it possible to extract a good beam efficiently for all energies to be emitted.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the accelerator A100 has a canceling magnetic field generator formed from a coil instead of the canceling magnetic field generator M214 formed from a ferromagnetic material.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a cancellation magnetic field generating device according to this embodiment, and shows a schematic longitudinal section along the vertical plane of the main electromagnet A101 near the central plane M233.
  • the canceling magnetic field generating device M250 shown in FIG. 10 includes a core M251 and a peeler magnetic field generating coil M252.
  • the core M251 may be made of a ferromagnetic material such as iron, or may be a coil bobbin made of an electrically insulating resin.
  • the peeler magnetic field generating coil M252 is a coil wound around the core M251.
  • multiple cancellation magnetic field generators M250 are arranged symmetrically with respect to the central plane M233, sandwiching the beam travel area. Furthermore, the cancellation magnetic field generators M250 are arranged and controlled to have the same polarity as the magnetic field generated by the main electromagnet A101, that is, the opposite polarity to the disturbance magnetic field generated by the extraction channel M207. Note that the control of the peeler magnetic field generating coil M252 (e.g., adjustment of the current supplied) is performed, for example, by the control device A140. As a result, in this embodiment as well, as in embodiment 1, it is possible to reduce the disturbance magnetic field generated by the extraction channel M207 with the cancellation magnetic field generated by the cancellation magnetic field generator M250.
  • the magnetic field strength generated by the extraction channel M207 in the peeler magnetic field region is about several hundred millitesla in the case of a main electromagnet of about 2 Tesla.
  • a large-capacity power supply, hollow conductors, feedthroughs, etc. are required, which may lead to an increase in the size of the device that generates the canceling magnetic field.
  • the canceling magnetic field is adjusted by winding the peeler magnetic field generating coil M252 around the core M251. In this case, it is possible to adjust the canceling magnetic field by changing the current supplied to the peeler magnetic field generating coil M252.
  • the canceling magnetic field generating device M250 it is possible to adjust the beam extraction ability during the operation of the accelerator A100, for example. This makes it possible to shorten the period required for beam adjustment and absorb the decrease in beam extraction efficiency caused by the introduction of disturbance magnetic fields after disassembling the main electromagnet during maintenance.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a canceling magnetic field generator M250.
  • FIG. 11 only one side of a pair of canceling magnetic field generators M250 arranged above and below the central plane M233 is shown.
  • FIG. 11(a) is a plan view seen from the opposite side to the central plane M233
  • FIG. 11(b) is a plan view seen from the right side of FIG. 10
  • FIG. 11(c) is a plan view seen from a direction perpendicular to FIG. 3
  • FIG. 11(d) is a perspective view seen from the central plane M233 side.
  • the core M251 of the canceling magnetic field generating device M250 has a curved shape along the peeler magnetic field region M205.
  • the peeler magnetic field generating coil M252 is wound around the core M251 in a clockwise or counterclockwise direction with an axis that is approximately perpendicular to the central plane M233.
  • the canceling magnetic field generating device M250 is formed from a coil, which makes it possible to adjust the beam extraction capability while the accelerator A100 is in operation, making it easier to make adjustments to extract an efficient and good beam.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

効率的で良好なビームの取り出しが可能な加速器を提供する。主電磁石Ａ１０１は、互いに対向して配置される複数の主磁極Ｍ２０２に挟まれた空間に主磁場を印加する。ＲＦキッカＭ２０４は、主磁場が印加されている主磁場領域を周回するビームを主磁場領域の外側に変位させる。ビームを取り出すための出射チャネル磁場を生成する。キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、出射チャネルＭ２０７よりも内周側に設けられ、出射チャネルがつくる擾乱磁場と逆極性を有するキャンセル磁場を生成する。

Description

加速器及び粒子線治療装置
　本開示は、加速器及び粒子線治療装置に関する。
　陽子又は炭素イオンなどの荷電粒子を加速したイオンビームを腫瘍に照射する粒子線治療装置が知られている。荷電粒子を加速する加速器は、イオン源又は電子銃から引き出されたイオンビームを、電場及び磁場を用いて軌道制御しつつ、治療に必要なエネルギーになるまで加速する。粒子線治療装置向けの代表的な加速器としては、数１００ＭｅＶオーダのエネルギーを有するビームを得ることが可能なサイクロトロン、シンクロサイクロトロン及びシンクロトロンなどがある。
　サイクロトロン及びシンクロサイクロトロンは、静磁場によって円形に周回運動させたビームに対して、ビームの周回周期と同期させた高周波電場を印加することで、ビームを加速する。高周波電場によってビームがエネルギーを得るほど、ビームの周回軌道半径が大きくなる。そして、ビームは、最高エネルギーに到達した後に最外周の周回軌道から出射される。このため、取り出すことが可能なビームのエネルギーは単一であるという問題がある。
　一方、シンクロトロンは、ビームを偏向する磁場の強度及び加速電場の周期を時間的に変化させることにより、ビームの周回軌道半径を一定に保ちながら加速する加速器である。シンクロトロンでは、周回軌道半径が一定、つまり、異なるエネルギーを有するビームが同じ周回軌道上で加速されるため、出射するビームのエネルギーを可変とする可変エネルギー出射が可能となる。
　また、特許文献１には、静磁場を用いつつ、可変エネルギー出射を可能とする軌道偏芯加速器が開示されている。
　特許文献２では、共鳴磁場を用いてビームを出射する共鳴出射において課題となる、出射チャネル磁場による共鳴磁場への擾乱を低減する技術が開示されている。
　非特許文献１では、特許文献２と異なる擾乱の低減方法として、サイクロトロン型加速器のリジェネレータ磁場による主磁場領域の第１高調波成分の擾乱磁場を補正する方法が記載されている。
　非特許文献２には、特許文献１に記載されている軌道偏芯加速器において、偏芯したビーム軌道配置を実現する際に要求される磁場分布を生成する目的で、主磁極の形状を最適化する技術が記載されている。
特開２０２０－３８７９７号広報 特許６６１２３０７号
"Fast Computation of magnetic shimming ina high field environment", W.Kleeven, European Cyclotron Progress Meeting (2012). "軌道偏芯加速器における磁極形状設計手法の開発", 西田賢人、堀知新、青木孝道、羽江隆光, Proceedings of the 17-th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (2020).
　本開示の目的は、効率的で良好なビームの取り出しが可能な加速器及び粒子線治療装置を提供することにある。
　本開示の一態様に従う加速器は、主磁場及び加速用高周波電場によって、イオンビームを周回させながら加速する加速器であって、互いに対向して配置される複数の主磁極に挟まれた空間に前記主磁場を印加させる主磁場発生装置と、前記主磁場が印加されている主磁場領域を周回するイオンビームを前記主磁場領域の外側に変位させるビーム変位装置と、前記外側に移動されたイオンビームを取り出すための出射チャネル磁場を生成する出射チャネル磁場発生装置と、前記出射チャネル磁場発生装置よりも内周側に設けられ、前記出射チャネル磁場と逆極性を有するキャンセル磁場を生成するキャンセル磁場発生装置と、を有する。
　本発明によれば、効率的で良好なビームの取り出しが可能となる。
本開示の実施例１に係る粒子線治療システムを示す図である。 加速器の構成例を示す構成図である 主電磁石の垂直平面に沿った縦断面図である。 出射チャネルの一例を示す概観図である。 共鳴磁場領域にて生成される共鳴磁場を用いた共鳴によるビームの出射を説明するための図である。 出射チャネル磁場及びキャンセル磁場の一例を示す図である。 本開示の実施例１に係るキャンセル磁場発生装置の構造例を示す図である。 本開示の実施例２に係るキャンセル磁場発生装置の一例を示す図である。 本開示の実施例２に係るキャンセル磁場発生装置の他の例を示す図である。 本開示の実施例３に係るキャンセル磁場発生装置の配置例を示す図である。 本開示の実施例３に係るキャンセル磁場発生装置の構造例を示す図である。
　以下、本開示の実施例について図面を参照して説明する。
　図１は、本開示の実施例１に係る粒子線治療システムを示す図である。図１に示す粒子線治療システムは、治療対象となる患者に対して粒子線であるイオンビーム（以下、単にビームと称することもある）を照射する粒子線治療を行うための粒子線治療装置である。粒子線治療システムは、ビームを加速して出射する加速器Ａ１００と、加速器Ａ１００から出射されたビームを輸送するビーム輸送系Ａ１１０と、ビーム輸送系Ａ１１０にて輸送されたビームを患者Ａ１３１に照射するための治療室Ａ１３０と、加速器Ａ１００及びビーム輸送系Ａ１１０を制御するための制御装置Ａ１４０とを有する。
　加速器Ａ１００は、粒子線治療に使用するエネルギー帯のビームを生成して出射する装置である。加速器Ａ１００は、ビームとなるイオンを注入するイオン源システムＡ１０２と、イオン源システムＡ１０２からのイオンをビームとして内部で加速する主電磁石Ａ１０１と、主電磁石Ａ１０１にて加速されたビームを外部に取り出して出射する出口である出射口Ａ１０３とを備える。
　イオン源システムＡ１０２は、例えば、冷陰極を用いた内部イオン源、又は、高周波源を用いた外部イオン源などである。本実施例では、イオン源システムＡ１０２は、外部イオン源であり、図１に示すように主電磁石Ａ１０１に取り付けられる。なお、イオン源システムＡ１０２が内部イオン源の場合、イオン源システムＡ１０２の本体となる冷陰極電極が主電磁石Ａ１０１の内部に取り付けられ、さらにガス導入経路及び電源と接続される。また、イオンの種類は特に限定されず、例えば、陽子又は炭素イオンなどである。
　主電磁石Ａ１０１は、ビームを周回させるための主磁場を生成する。主磁場は、所定の平衡軌道でビームを周回させるために印加する磁場分布である。主電磁石Ａ１０１は、具体的には、略上下対称に形成され、内部にビームを周回させながら加速するための加速空間を備える。主電磁石Ａ１０１は、加速空間に対してイオン源システムＡ１０２から注入されたイオンに主磁場を作用させることでローレンツ力を与えて、イオンを円形軌道で周回させることでビームとして形成する。ビームは、主電磁石Ａ１０１内に生成される高周波電場によって所望のエネルギーまで加速され、出射口Ａ１０３を介して、加速器Ａ１００の外部に取り出される。イオンの入射（注入）、ビームの加速及び出射に関する一連の機器動作は、制御装置Ａ１４０にて制御される。
　ビーム輸送系Ａ１１０は、加速器Ａ１００から出射されたビームを治療室Ａ１３０まで輸送する。ビーム輸送系Ａ１１０は、エネルギーごとに異なる特性のビームを包括的に取り扱い、各ビームのビームエミッタンス及びエネルギーの変動を補正しながら、ビームを輸送する。ビーム輸送系Ａ１１０は、ビームが通過するビームパイプＡ１１１、Ａ１１７、Ａ１１９及びＡ１２２と、ビームの進行方向を調整するための偏向電磁石Ａ１１２、Ａ１１５、Ａ１１８及びＡ１２０と、ビーム形状を制御するための収束電磁石Ａ１１３、Ａ１１４、Ａ１１６及びＡ１２３とを含む。
　ビームパイプＡ１１１、Ａ１１７、Ａ１１９及びＡ１２２の内部は、ビームが中性ガスと衝突して損失しないように、イオンポンプ又はターボ分子ポンプなどのような真空ポンプＡ１２４を用いて真空排気される。偏向電磁石Ａ１１２、Ａ１１５、Ａ１１８及びＡ１２０は、ビームがビームパイプＡ１１１、Ａ１１７、Ａ１１９及びＡ１２２に沿って進行するように配置される。収束電磁石Ａ１１３、Ａ１１４、Ａ１１６及びＡ１２３は、収束又は発散作用によって、ビームのエミッタンス及びエネルギーが調整できるように構成される。偏向電磁石Ａ１１２、Ａ１１５、Ａ１１８及びＡ１２０と収束電磁石Ａ１１３、Ａ１１４、Ａ１１６及びＡ１２３とは、制御装置Ａ１４０にて制御される。なお、図１では、ビーム輸送系Ａ１１０は、一つの加速器Ａ１００から一つの治療室Ａ１３０にビームを輸送しているが、一つの加速器Ａ１００から複数の治療室Ａ１３０にビームを輸送してもよい。
　治療室Ａ１３０は、患者Ａ１３１を固定するための寝台Ａ１３２と、ビーム輸送系Ａ１１０にて輸送されたビームを患者Ａ１３１に照射する照射装置Ａ１３３及びＡ１３４を備える。
　照射装置Ａ１３３及びＡ１３４は、ビーム輸送系Ａ１１０にて輸送されたビームの形状及びエネルギー分布を治療に適するように変更する機能を有する。照射装置Ａ１３３及びＡ１３４は、例えば、ビームの不要な部分を削ぎ落とすためのコリメータ、ビームのエネルギー分布を拡げることにより腫瘍に対して深さ方向に照射範囲を広げるリッジフィルタ、ビームが到達する位置を微調整するレンジシフタ、及び、ビームの照射線量及びビームプロファイルを監視するための各種モニタなどを配置する構成としてもよい。また、照射装置Ａ１３３及びＡ１３４は、ビームを所望の位置に照射するための照射機構を有する。照射機構は、例えば、回転可能なガントリーを用いて治療対象に対して任意の角度からビームを照射可能にする構成、及び、ビームを偏向する走査電磁石を設ける構成としてもよい。
　図２は、加速器Ａ１００の構成例を示す構成図であり、加速器Ａ１００の上下方向の幾何中心面である中央平面に沿った横断面図である。なお、本実施例では、加速器Ａ１００は、共鳴磁場を用いてビーム出射する加速器であり、以下では、軌道偏芯型の円形加速器を例とに説明する。
　加速器A１００は、ビームが加速の際に通過する主磁場は、周方向に対称性を有しておらず、互いに異なるエネルギーを有する各ビームのビーム軌道が互いに偏芯した円軌道の集合を成すように設計された加速器である。軌道偏芯型の加速器A１００では、互いに異なるエネルギーを有する各ビームのビーム軌道が互いに近接した軌道集約部を形成し、出射対象となるエネルギーを有する全てのビームが軌道集約部近傍の狭小な空間を通過することとなる。このため、その狭小な空間に対してビーム出射用の電場及び磁場を作用させることで、可変エネルギー出射が可能となる。なお、加速器A１００は静磁場を用いるため、磁場強度の時間的変化が不要であり、主電磁石に超伝導コイルを用いて強磁場化することにより、小型化が可能である。
　加速器A１００は、可変エネルギー出射を可能とする可変エネルギー出射機構として、変位部、共鳴磁場領域及びセプタム電磁石を備える。変位部及び共鳴磁場領域は、ビーム変位装置を構成する。なお、セプタム電磁石は、コイルを用いずに強磁性体のみで構成される場合、出射チャネルと呼ばれることが多い。
　変位部は、偏芯した軌道上を周回しているビームに対して、水平方向（電磁石の径方向）の摂動を与え、共鳴させることにより、ビーム軌道を主磁場領域の外側へと引き出す役割をもつ。水平方向の摂動は、ＲＦキッカによって与えられ、摂動を受けたビームは、平衡軌道からみて径方向外周側を走行し、共鳴磁場の影響を受ける。共鳴磁場は、少なくとも４極磁場成分を含む高次磁場であり、径方向外周側に向かって主磁場を弱める方向の磁場勾配を有するピーラ磁場と、径方向外周側に向かって主磁場を強める方向の磁場勾配を有するリジェネレータ磁場とを含む。これらの磁場は、最大出射エネルギー軌道の外周側に、所定の方位角領域にわたって形成される。また、ビーム進行方向に対して、上流側にピーラ磁場領域が配置され、下流側にリジェネレータ磁場領域が配置される。これら２つをまとめて共鳴磁場領域と呼ぶ。ビームは、ピーラ磁場領域を通過することで外周側にキックされ、リジェネレータ磁場領域を通過することで内周側にキックされる。ピーラ磁場領域及びリジェネレータ磁場は、チューンが略１となるように調整されており、さらに径方向外周側に向かって強度が強くなるような磁場勾配を有する。このため、ビームは、１周毎に徐々に径方向外周側へ移動していき、ピーラ・リジェネレータ磁場領域の影響をより強く受け、キック量が徐々に増加する共鳴状態となる。そして、１周毎にビームが通過する径方向位置の差であるターンセパレーションが一定値以上となると、ビームは次段の出射用磁場を生成するセプタム電磁石の影響を受けるようになる。セプタム電磁石は、ビームを周回させる主磁場と逆極性の出射チャネル磁場を発生させて、ビームを主磁場の影響下から離れた出射軌道へ偏向するために用いられる。セプタム電磁石が影響する軌道領域へ侵入したビームは、出射チャネル磁場によって出射軌道へ偏向され、出射軌道を通って加速器の外部へ出射される。
　加速器Ａ１００は、上述したように、ビームを内部に閉じ込めるための主磁場を発生させる主電磁石Ａ１０１を備える。主電磁石Ａ１０１は、継鉄Ｍ２０１と、主磁極Ｍ２０２と、コイルＭ２０３と、取出し高周波印加装置であるＲＦ（Radio Frequency）キッカＭ２０４と、共鳴磁場領域であるピーラ磁場領域Ｍ２０５及びリジェネレータ磁場領域Ｍ２０６と、出射チャネルＭ２０７とを含む。継鉄Ｍ２０１、主磁極Ｍ２０２及びコイルＭ２０３は、主磁場を発生させる主磁場発生装置の主な構成である。
　継鉄Ｍ２０１及び主磁極Ｍ２０２は、それぞれ互いに対向するように上下一対設けられる。主磁極Ｍ２０２は継鉄Ｍ２０１の内周部に設けられ、継鉄Ｍ２０１及び主磁極Ｍ２０２は、主電磁石Ａ１０１の外殻を構成する。継鉄Ｍ２０１及び主磁極Ｍ２０２は、コイルＭ２０３及び出射チャネルＭ２０７などを支持する支持部材としても用いられる。主電磁石Ａ１０１の内部（より具体的には、上下一対の主磁極Ｍ２０２の間）には、ビームが周回するための空間である加速空間が形成され、主磁極Ｍ２０２は、加速空間にビームを周回させるための主磁場を印加する。主磁場は、周方向に対称性を有しておらず、互いに異なるエネルギーを有する各ビームのビーム軌道が互いに偏芯した円軌道の集合を成すように設計される。加速空間は、ビームと中性粒子との衝突による損失を抑制するために、真空排気される。なお、継鉄Ｍ２０１及び主磁極Ｍ２０２は、中央面に対して略上下対称に形成されており、この場合、ビームが走行する走行面は、加速器Ａ１００の中央面と略一致する。
　継鉄Ｍ２０１には、ビームを外部に取り出すための出射口Ａ１０３が挿入される出射口用貫通孔Ｍ２０８が形成されている。また、主電磁石Ａ１０１の内部には、ビームを加速するための加速用高周波電場を生成する加速電極Ｍ２１０が配置され、加速電極Ｍ２１０は、主電磁石Ａ１０１の外部に設けられた周波数変調用の回転コンデンサＭ２１１と接続される。加速用高周波電場は、ビームの周回周期と同期した高周波電場を印加することで、ビームにエネルギーを与える電場である。回転コンデンサＭ２１１は、対抗する電極の実効的な面積を回転によって変化させることが可能な対抗電極を有し、回転コンデンサ駆動用動力機Ｍ２１２を用いて当該面積が変化されることで静電容量が変化する。回転コンデンサＭ２１１の静電容量が変化すると、加速電極Ｍ２１０の共振周波数が変更され、それにより、ビームエネルギーに応じて加速用高周波電場の周波数変調が可能となる。加速電極Ｍ２１０と回転コンデンサＭ２１１は継鉄Ｍ２０１に形成された加速電極用貫通孔Ｍ２０９を介して接続される。なお、継鉄Ｍ２０１には、出射口用貫通孔Ｍ２０８及び加速電極用貫通孔Ｍ２０９とは別に、必要に応じて貫通孔が形成されてもよい。例えば、継鉄Ｍ２０１には、ビームをモニタするための貫通孔が設けられてもよい。
　コイルＭ２０３は、一対の超電導コイルであり、各超電導コイルは、上下方向の幾何中心断面である中央平面Ｍ２３３（図３参照）に対して略面対称に配置され、継鉄Ｍ２０１の内周に沿って設けられる。
　また、図２では、主電磁石Ａ１０１の幾何中心位置Ｍ２３１と、イオンの入射位置Ｍ２３２とが示されている。幾何中心位置Ｍ２３１は、例えば、継鉄Ｍ２０１及びコイルＭ２０３が略周方向対称の場合、それらの中心位置となる。入射位置Ｍ２３２は、幾何中心位置Ｍ２３１からずれた位置であり、ビームが周回する周回軌道の中心に対応する。また、図２では、加速器Ａ１００の出射対象となる最低エネルギーのビームが周回するビーム周回軌道Ｍ２２１と、加速器Ａ１００の出射対象となる最高エネルギーのビームが周回するビーム周回軌道Ｍ２２２とが示されている。最低エネルギーは、例えば、７０ＭｅＶ、最高エネルギーは、例えば、２３０ＭｅＶなどである。
　ＲＦキッカＭ２０４は、出射対象の全てのエネルギーのビームに対して、ビームを出射するための出射用高周波電場を印加することで、主磁場が印加された主磁場領域を周回するビームを外側に変位させる変位部である。主磁場領域は、高周波電場によりビームを所定のエネルギーへと加速する際に、ビームが通過する領域であり、各エネルギーの平衡軌道の集合である。
　ピーラ磁場領域Ｍ２０５及びリジェネレータ磁場領域Ｍ２０６は、ＲＦキッカＭ２０４にて主磁場領域の外側に変位されたビームに共鳴を与える共鳴磁場が形成される共鳴磁場領域を構成する。共鳴磁場領域は、主磁場領域の外周部（具体的には、最高エネルギーのビーム周回軌道Ｍ２２２よりも外周側）に、所定の方位角領域に配置される。ピーラ磁場領域Ｍ２０５は、ビーム進行方向に対して、リジェネレータ磁場領域Ｍ２０６よりも上流側に配置される。ピーラ磁場領域Ｍ２０５には、径方向外周側に向かって主磁場を弱める方向の磁場勾配を有するピーラ磁場が形成され、リジェネレータ磁場領域Ｍ２０６には、径方向外周側に向かって主磁場を強める方向の磁場勾配を有するリジェネレータ磁場が形成される。ピーラ磁場は、ビームに対して径方向外側に移動させるように作用し、リジェネレータ磁場は、ビームに対して径方向内側に移動させるように作用する。
　出射チャネルＭ２０７は、ビームを径方向の外部に取り出すための出射チャネル磁場を生成する装置である。出射チャネル磁場は、具体的には、所定のエネルギーまで加速されたビームを、主磁場の影響を受けない領域まで、分離する際に用いる磁場である。加速されたビームが、安定に出射口まで輸送されるように適度な二極磁場成分と四極磁場成分をもつように設定される。出射チャネル磁場発生装置は、前記出射チャネル磁場を発生させる装置である。取出しビームの進行方向に対して、共鳴磁場領域の下流側に配置し、二極磁場成分により、取出しビームの出射軌道を調整しつつ、四極磁場成分により、取出しビームに適度な収束・発散を与えて、安定にビームを取り出す。本実施例の出射チャネルＭ２０７は、径方向位置がピーラ磁場領域Ｍ２０５及びリジェネレータ磁場領域Ｍ２０６よりもさらに外周側となるように配置される。また、出射チャネルＭ２０７は、ビームの進行方向に対してピーラ磁場領域Ｍ２０５よりも下流側に配置される。
　図３は、主電磁石Ａ１０１の垂直平面に沿った縦断面図であり、より具体的には、図２における中央平面Ｍ２３３から紙面下方向（方位角が－９０°の方向）に延びる垂直平面に沿った縦断面図である。
　図３では、継鉄Ｍ２０１、主磁極Ｍ２０２、コイルＭ２０３及び出射チャネルＭ２０７と、後述するキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４とが模式的に示されている。また、主電磁石Ａ１０１の、上下方向の幾何中心面である中央平面Ｍ２３３と、中央平面Ｍ２３３に対して垂直な方向を向いた主電磁石Ａ１０１の軸方向Ｍ２３４とが示されている。図３では、ビームが加速される加速領域は径方向の内周側、ビームが加速領域から外れて出射されるまでの出射軌道領域は径方向外周側に存在している。
　出射チャネルＭ２０７は、上下一対の１つ以上の磁性材料を有して形成され、略軸方向Ｍ２３４に発生している主磁場を弱める機能を有する。図３の例では、出射チャネルＭ２０７は、出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａと、出射チャネル調整部Ｍ２０７ｂとを有する。
　出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａは、中央平面Ｍ２３３から上下対称に略上下方向に延びた磁性材料にて形成され、径方向の内外に関して隔壁となるように配置される隔壁部である。出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａは磁性材料にて形成されているため、透磁率が周囲より十分高い。このため、付近の磁束が出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａに吸い寄せられ、磁束を吸い寄せられた径方向内外に隣接する領域の磁束密度が低下する。これにより、出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａの近傍で主磁場を急激に低下させることが可能となり、ビームを主磁場から引き離すことができる。
　出射チャネル調整部Ｍ２０７ｂは、中央平面Ｍ２３３を挟んで上下対称に配置された１対の磁性材料にて形成され、ビームを、収束及び発散を制御しつつ出射口Ａ１０３まで導く機能を有する。
　出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａ及び出射チャネル調整部Ｍ２０７ｂの位置及び形状が調整されることで、ビームの所望の到達位置及び形状などが実現される出射チャネル磁場が生成される。
　図４は、出射チャネルＭ２０７の一例を示す概観図である。
　図４に示すように、ビームが進行するビーム進行方向における出射チャネルＭ２０７の形状は、略垂直方向の断面形状を出射軌道のビーム進行方向に沿って引きのばした形状である。ビームの出射軌道は、ビームが周回軌道から外れてから出射されるまでの軌道であり、出射軌道のビーム進行方向は、周回軌道Ｍ２３５に対して、主電磁石Ａ１０１の中心から見て外周側へ広がるように設定される。出射チャネルＭ２０７の上記形状により、ビームが進行するほど、主磁場の中心から徐々に引き離される。出射チャネルＭ２０７にてビームが外周側へ移動するほど、主磁場の磁場強度が下がるため、強い磁場勾配によってビームは水平方向の発散を受ける。水平方向の発散が過大である場合、上下一対の出射チャネル調整部Ｍ２０７ｂが出射軌道内に作る磁場を用いてビームを補正する。このため、ビーム進行方向の各位置で、出射チャネルＭ２０７は異なる断面形状を有することとなり、出射軌道におけるビームの進行に応じた磁場分布が生成される。
　図５は、共鳴磁場領域に形成される共鳴磁場を用いたビームの共鳴出射を説明するための図である。
　図５に示すように共鳴磁場領域であるピーラ磁場領域Ｍ２０５及びリジェネレータ磁場領域Ｍ２０６は、ビーム周回軌道Ｍ２２１及びＭ２２２よりも径方向外側に存在する。このため、ＲＦキッカＭ２０４が動作しない状態では、ビームは、共鳴磁場の影響を受けない。ＲＦキッカＭ２０４が動作し、ＲＦキッカＭ２０４にて生成される取出し用高周波電場がビームに印加すると、ビームの軌道が水平方向に変位して、ビームが共鳴磁場領域を通過するようになる。これにより、ビームは、ビーム軌道Ｍ２２１ａ及びＭ２２２ａで示すように、ビーム周回軌道Ｍ２２１及びＭ２２２よりも外側に到達する。そして、ビームは、出射チャネルＭ２０７の出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａ（図３参照）よりも外周側に到達すると、主磁場から切り離され、出射軌道Ｍ２２３に沿って出射口Ａ１０３まで導かれる。
　このとき、ビームのエネルギーが低いほど、ビームは内側の周回軌道を通るため、ビームが出射チャネルＭ２０７の入り口に到達するためには、より多くの軌道変位が必要となる。一方、低エネルギービームは高エネルギービームよりも運動量が小さいため、同じ磁場強度におけるキック量は小さくなる。このため、低エネルギービームは高エネルギービームよりもビームの出射条件を満たすことが難しく、低エネルギービームの出射効率が低下する。低エネルギービームの出射効率を向上させるためには、出射チャネルＭ２０７を最低エネルギーのビーム周回軌道Ｍ２２１に近づけることで、必要な軌道変位の量が小さくされればよい。
　しかしながら、出射チャネルＭ２０７を最低エネルギーのビーム周回軌道Ｍ２２１に近づけると、出射チャネルＭ２０７によって中央平面Ｍ２３３上の径方向内周側に形成される擾乱磁場が大きくなる。特に、出射チャネルＭ２０７が図３に示した出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａを有する場合、出射チャネルＭ２０７を形成する磁性材料からピーラ磁場領域Ｍ２０５までの距離が近くなるため、出射チャネルＭ２０７によって、ピーラ磁場領域Ｍ２０５には高強度の擾乱磁場が生成される。この擾乱磁場は、ピーラ磁場を乱し、共鳴中のビーム挙動はピーラ磁場の影響を非常に受けやすい。このため、ピーラ磁場領域Ｍ２０５に高強度の擾乱磁場が生成されると、ピーラ磁場が所望の磁場分布からずれてしまい、良好なビームの取り出しが困難になる。
　これに対して本実施例では、出射チャネルＭ２０７がピーラ磁場領域Ｍ２０５に生成する高強度の擾乱磁場を打ち消すために、加速器Ａ１００は、図３に示したようにキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を備える。
　キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、出射チャネルM２０７がピーラ部共鳴磁場領域に生成する擾乱磁場を打ち消すためのキャンセル磁場を生成する装置である。キャンセル磁場は、出射チャネルがピーラ部共鳴磁場両機に生成する擾乱磁場とは、逆極性となる。
　キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、キャンセル磁場を生成するための磁場を発生させる装置であり、強磁性体、コイル、永久磁石のいずれか、又はこれらの組み合わせで構成することができる。本実施例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４が、鉄などの強磁性材料で構成される例を用いて説明する。また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、中央平面Ｍ２３３に対して面対称に複数配置される。また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、上下方向から見てピーラ磁場領域Ｍ２０５と重なるように配置される。この配置により、出射チャネルＭ２０７が生成する擾乱磁場を精度よく打ち消すことができる。
　図６は、出射チャネルによる擾乱磁場（実線）及びキャンセル磁場（点線）の一例を示す図である。なお、図６では、縦軸は磁場強度、横軸は中央平面Ｍ２３３上の径方向の位置を示す。横軸は、より具体的には、図２に示す主電磁石Ａ１０１の幾何中心位置Ｍ２３１から紙面下方向（方位角が－９０°の方向）に沿った径方向の位置を示す。図６において、左方向が主電磁石Ａ１０１の外周側、右方向が主電磁石Ａ１０１の内周側であり、ビームは内周側から、加速領域、共鳴磁場領域、出射軌道領域の順に移動して加速器Ａ１００の外部に取り出される。
　共鳴領域と出射軌道領域との境界には、出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａが設けられている。出射軌道領域の磁場分布は、図６に示すように、出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａの近傍で強い主磁場と逆極性の出射チャネル磁場が形成されており、これによりビームは主磁場から切り離される。しかしながら、出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａの内周側の共鳴領域にも、同様の強い逆極性の出射チャネル磁場が生成され、これがビームの共鳴状態を乱す擾乱磁場となる。図６に示すような、共鳴領域の出射チャネル磁場を打消すようなキャンセル磁場が生成されれば、ビームの良好な共鳴状態を得ることができる。
　キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、図３の例では、不図示の非磁性体により主電磁石Ａ１０１などに支持され、上下一対の主磁極Ｍ２０２間の空隙に配置されている。これにより、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４をビームが走行する領域の近傍に設置することができる。ただし、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、この構成に限らず、主磁極Ｍ２０２と接するように配置されてもよい。ただし、主磁極Ｍ２０２とキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４とを一体形成する場合、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４と中央平面Ｍ２３３とが離れるため、中央平面Ｍ２３３におけるキャンセル磁場の単位体積当たりの磁場強度が小さくなる。これを補うため、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を形成する磁性体（強磁性材料）が増加されると、主磁極Ｍ２０２の表面の凹凸が激しくなり、主磁極Ｍ２０２の加工が難しくなる恐れがある。また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４間が離れると、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４がピーラ磁場を生成する生成範囲が広くなるため、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４が主磁場領域など別領域に対する擾乱磁場の要因となる恐れもある。特にビーム軌道の軌道集約部の近傍には、通常、ビーム出射用の機器及びビームモニタ用の機器などが設けられるために、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４からの磁気的な干渉が大きくなる恐れもある。したがって、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、少ない量の磁性体で十分な効果が得られるように、中央平面Ｍ２３３の近傍に配置されることが望ましい。
　図７は、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の構造例を示す図である。図７では、中央平面Ｍ２３３を挟んで上下一対に配置されるキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４のうちの片側のみが示されている。また、図７（ａ）は、中央平面Ｍ２３３とは逆側から見た平面図であり、図７（ｂ）は、図３の右側から見た平面図であり、図７（ｃ）は、図３に対して垂直な方向からみた平面図であり、図７（ｄ）は、中央平面Ｍ２３３側から見た斜視図である。
　キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、図４に示したピーラ磁場領域Ｍ２０５に沿って湾曲した形状を有し、擾乱磁場を打ち消す対象となる領域（ピーラ磁場領域Ｍ２０５の少なくとも一部）を挟むように配置される。キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状（各位置の厚みなど）は、出射チャネルＭ２０７がピーラ磁場領域Ｍ２０５に形成する擾乱磁場の強度分布に応じて定められる。例えば、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の厚みは、周方向及び径方向の両方向に沿って変化し、所望のピーラ磁場が得られるように設計される。
　キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状を決定するための方法としては、例えば、数値計算と形状変更とを繰り返す反復的な手法が挙げられる。この手法では、各位置での出射チャネルがつくる磁場及びキャンセル磁場が数値計算にて計算され、出射チャネルによる擾乱磁場が打ち消されるようにキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状が調整される。出射チャネルがつくる磁場及びキャンセル磁場の数値計算には、有限要素解析又は非特許文献１に記載の技術が用いられてもよい。有限要素解析を用いる場合、計算時間の長大化を抑制するために、主電磁石Ａ１０１、出射チャネルＭ２０７及びキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４がそれぞれ略軸対称であると仮定されてもよい。この場合、本仮定を用いてキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状を決定した後に、非軸対称であることを考慮してキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状が補正されてもよい。
　なお、非特許文献２には、主電磁石Ａ１０１における主磁極Ｍ２０２の形状を変形することで、所望の磁場分布を生成する方法が記載されている。この方法では、先ず、測定又は計算にて得られた軌道偏芯加速器の主電磁石が生成している磁場分布と、目標とする磁場分布との差分が計算され、次に、主電磁石の主磁極表面に磁性材料を付加又は除去することにより、上記の差分が取り除かれる。具体的には、主磁極表面に付加又は除去する磁性材料の最適な配置を最小二乗法による逆解析により算出し、その配置を数値計算モデルなどに反映することで、軌道偏芯加速器のような非一様な磁場分布を生成する主電磁石形状が算出される。本実施例のキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状の決定時には、この方法が併用されてもよい。例えば、有限要素解析などを用いてキャンセル磁場発生装置形状の概形を擾乱磁場が概ね打ち消されるように決定された後で、非特許文献２に記載の方法を用いて主磁極Ｍ２０２の形状の最適化を実施することで、擾乱磁場をより低減することができる。また、非特許文献２に示されている方法が、本実施例のキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状の決定に直接適用されてもよい。
　なお、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状が変更されると、出射チャネルＭ２０７及び主電磁石Ａ１０１にて形成される磁場の磁場分布も変更され、さらに出射チャネルＭ２０７の形状が変更されると、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４にて形成される磁場の磁場分布が変更される。したがって、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の形状の決定には反復的な処理が必要となることが多い。
　図３の例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、ビームが走行する領域の近傍に設置されているため、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の影響は、配置位置に対して高い感度を有している。このため、加速器Ａ１００は、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を設計された位置に正確に配置するための治具、又は、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の位置の微調整が可能な位置調整機構を有してもよい。また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、ＲＦキッカＭ２０４又は出射チャネルＭ２０７などと一体でもよい。特に、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４が出射チャネルＭ２０７と一体の場合、主電磁石Ａ１０１の外部で出射チャネルＭ２０７との相対位置が調整された後で、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を出射チャネルＭ２０７と共に主電磁石Ａ１０１に取り付けることができる。また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、主電磁石Ａ１０１の主磁極Ｍ２０２に固定されてもよい。また、いずれにしても、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４には、主電磁石Ａ１０１からの大きな吸引力が発生するため、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、非磁性体であり、かつ高強度の材料を用いて固定される。上記の治具又は位置調整機構には、例えば、ステンレス又は炭素繊維強化プラスチックなどの材料が用いられてもよい。
　軌道偏芯型の円形加速器では、低エネルギーのビームは、高エネルギーのビームよりも内側を周回している。また、ピーラ磁場によるビームの周回軌道からの変位量は、ビームのエネルギーが低いほど小さい。このため、ビームのエネルギーが低いほど、ビーム取出しが難しくなる。低エネルギービームの効率的な取出しのためには、出射チャネルM２０７をビーム軌道の軌道集約部に近接して配置する必要がある。しかしながら、出射チャネルM２０７を軌道集約部に近接させると、出射チャネルM２０７が生成する擾乱磁場により、ピーラ磁場が乱されてしまい、良好なビームの取り出しができなくなる。
　本実施例にて説明した構成をとれば、出射チャネルＭ２０７の内周側に設けたキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４により、出射チャネルM２０７がピーラ部に生成した擾乱磁場を、それとは逆極性を有するキャンセル磁場にて打ち消すことが可能である。これにより、出射チャネルＭ２０７をピーラ部に近づけた際の、ピーラ磁場への擾乱を軽減することができる。したがって、効率的で良好なビームの取り出しが可能になる。
　また、本実施例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、ピーラ磁場領域Ｍ２０５と重なるように設けられる。このため、ビームの挙動に影響を与えやすいピーラ磁場領域２０５に生成された出射チャネルがつくる擾乱磁場をより適切に打ち消すことが可能となる。
　また、本実施例では、ピーラ磁場領域２０５への影響が大きい出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａが存在する場合でも、出射チャネル磁場を打ち消すことが可能になるため、効率的で良好なビームの取り出しが可能になる。
　また、本実施例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は主磁極Ｍ２０２から離れた位置に配置されるため、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を中央平面Ｍ２３３に近い位置に配置することが可能となる。このため、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４による周辺の影響を軽減させることが可能となる。
　また、本実施例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、鉄などの強磁性体にて形成されているため、高強度の擾乱磁場を比較的小体積で打ち消すことが可能である。
　また、本実施例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４は、共鳴磁場領域に生じる擾乱磁場の磁場分布に応じて定められるため、擾乱磁場を適切に打ち消すことが可能になる。
　また、本実施例では、ビーム変位装置は、外側に変位されたビームに擾乱を与えて、ビームを径方向外側に移動させるピーラ磁場を生成する。このため、より良好なビームの取り出しが可能になる。
　また、本実施例では、ビーム変位装置は、外側に変位されたビームに擾乱を与えて、ビームを内側に移動させるリジェネレータ磁場を生成し、ビーム進行方向に対して、上流側にピーラ磁場を生成し、下流側にリジェネレータ磁場を生成する。このため、より良好なビームの取り引き出しが可能になる。
　本実施例は、加速器Ａ１００が強磁性材料にて形成されたキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の代わりに、永久磁石にて形成されたキャンセル磁場発生装置を有する点で実施例１とは異なる。以下では、主に実施例１とは異なる構成について説明する。
　図８は、本実施例に係るキャンセル磁場発生装置の一例を示す図であり、中央平面Ｍ２３３付近における主電磁石Ａ１０１の垂直平面に沿った縦断面を模式的に示している。
　図８に示すように永久磁石で形成されたキャンセル磁場発生装置Ｍ２４１は、ビームの走行領域を挟むように中央平面Ｍ２３３に対して面対称に複数（図では、一対）配置される。また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４１は、主電磁石Ａ１０１にて生成される磁場と同極性、つまり、出射チャネルＭ２０７が生成する擾乱磁場とは逆極性を有するように配置される。これにより、本実施例でも、実施例１と同様に出射チャネルＭ２０７が生成する擾乱磁場を、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４１によるキャンセル磁場にて軽減することが可能となる。
　なお、現状、永久磁石の残留磁化は最大でも１テスラ程度であり、強磁性材料の飽和磁化（鉄の場合、２テスラ程度）と比べて弱い。このため、主電磁石Ａ１０１が高い磁場強度（例えば、２テスラ以上）を有する場合、擾乱磁場を適切に打ち消すためには、キャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の体積が大きくなる恐れがある。また、ネオジム磁石又はフェライト磁石などの永久磁石は、温度によって磁性が変化するため、調整時及び運用時に、磁場の安定性に対する配慮が必要となる。また、永久磁石の中には、破損しやすく加工性が低い材料があるため、形状を緻密に加工する必要があるキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４には使用しにくいものもある。このため、実施例１のようにキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を強磁性材料で形成する方が簡便ではある。
　図９は、永久磁石にて形成されたキャンセル磁場発生装置の別の例を示す図である。
　図９に示すキャンセル磁場発生装置Ｍ２４２は、図８に示したキャンセル磁場発生装置Ｍ２４１のような中央平面Ｍ２３３を挟んで分離した１対の永久磁石にて形成されるものとは異なり、一体形成されて出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａに取り付けられる。キャンセル磁場発生装置Ｍ２４２は、出射チャネルＭ２０７が生成する擾乱磁場とは逆極性を有するように配置される。具体的には、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４２は、出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａが有する磁気モーメントと逆の磁気モーメントを備えるように配置される。この場合でも、出射チャネルＭ２０７が生成する擾乱磁場を、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４１によるキャンセル磁場にて軽減することが可能となる
　なお、図９の例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４２が出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａに近いため、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４２により径方向外周側の出射チャネル磁場も低減され、ビームを出射軌道まで偏向することが難しくなる恐れがある。このため、十分なビームの偏向が得られるように出射チャネルＭ２０７及びキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を設計することが必要である。また、出射チャネル隔壁部Ｍ２０７ａにキャンセル磁場発生装置Ｍ２４２分の厚みが加わるため、より大きなターンセパレーションが必要となる。これにより、実質的には、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４２分の厚み分だけ、出射チャネルＭ２０７の入口を遠ざける必要があるため、ビームの出射効率の低減を招く恐れがある。したがって、実施例１のように、強磁性材料で形成したキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４を用いる方が簡便である。
　以上説明したように本実施例のように永久磁石にて形成されたキャンセル磁場発生装置Ｍ２４１及びＭ２４２を用いても、キャンセル磁場発生装置Ｍ２４１によるキャンセル磁場にて軽減することが可能となるため、出射対象となる全てのエネルギーに対して、効率的で良好なビームの取り出しが可能となる。
　本実施例は、加速器Ａ１００が強磁性材料にて形成されたキャンセル磁場発生装置Ｍ２１４の代わりに、コイルにて形成されたキャンセル磁場発生装置を有する点で実施例１とは異なる。
　図１０は、本実施例に係るキャンセル磁場発生装置の一例を示す図であり、中央平面Ｍ２３３付近における主電磁石Ａ１０１の垂直平面に沿った縦断面を模式的に示している。
　図１０に示すキャンセル磁場発生装置Ｍ２５０は、芯部Ｍ２５１とピーラ磁場生成用コイルＭ２５２とを含む。芯部Ｍ２５１は、鉄のような強磁性体で形成されてたものでもよいし、電気絶縁性を有する樹脂などで形成されたコイルボビンなどでもよい。ピーラ磁場生成用コイルＭ２５２は、芯部Ｍ２５１の周りに巻かれるコイルである。
　また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２５０は、ビームの走行領域を挟むように中央平面Ｍ２３３に対して面対称に複数（図では、一対）配置される。また、キャンセル磁場発生装置Ｍ２５０は、主電磁石Ａ１０１にて生成される磁場と同極性、つまり、出射チャネルＭ２０７が生成する擾乱磁場とは逆極性を有するように配置及び制御される。なお、ピーラ磁場生成用コイルＭ２５２の制御（例えば、供給する電流の調整）は、例えば、制御装置Ａ１４０にて行われる。これにより、本実施例でも、実施例１と同様に出射チャネルＭ２０７が生成する擾乱磁場を、キャンセル磁場発生装置Ｍ２５０によるキャンセル磁場にて軽減することが可能となる。
　出射チャネルＭ２０７がピーラ磁場領域に生成する磁場強度は、２テスラ程度の主電磁石の場合、数１００ミリテスラ程度である。数１００ミリテスラの磁場をコイルのみで生成するためには、大容量電源、ホローコンダクタ及びフィードスルーなどが必要となるため、キャンセル磁場を生成する装置の大型化を招く恐れがある。このため、本実施例では、芯部Ｍ２５１にピーラ磁場生成用コイルＭ２５２を巻くことで、キャンセル磁場が調整される。この場合、ピーラ磁場生成用コイルＭ２５２に供給する電流を変化させることで、キャンセル磁場を調整することが可能になる。つまり、キャンセル磁場発生装置Ｍ２５０を用いることで、例えば、加速器Ａ１００の運転中にビームの出射能力を調整することが可能になる。このため、ビームの調整に必要な期間を短縮化したり、メンテナンス時に主電磁石を分解した後の擾乱磁場の混入によるビーム出射効率の低下を吸収したりすることが可能となる。
　図１１は、キャンセル磁場発生装置Ｍ２５０の一例を示す図である。図１１では、中央平面Ｍ２３３を挟んで上下一対に配置されるキャンセル磁場発生装置Ｍ２５０のうちの片側のみが示されている。また、図１１（ａ）は、中央平面Ｍ２３３とは逆側から見た平面図であり、図１１（ｂ）は、図１０の右側から見た平面図であり、図１１（ｃ）は、図３に対して垂直な方向からみた平面図であり、図１１（ｄ）は、中央平面Ｍ２３３側から見た斜視図である。
　図１１に示したようにキャンセル磁場発生装置Ｍ２５０の芯部Ｍ２５１はピーラ磁場領域Ｍ２０５に沿って湾曲した形状を有する。また、ピーラ磁場生成用コイルＭ２５２は、中央平面Ｍ２３３に略垂直な方向を軸として時計回り又は反時計回りに芯部Ｍ２５１対して巻かれている。
　以上説明したように本実施例では、キャンセル磁場発生装置Ｍ２５０がコイルで形成されているため、加速器Ａ１００の運転中にビームの出射能力を調整することが可能になるため、効率的で良好なビームを取り出すための調整を容易にすることが可能になる。
　上述した本開示の各実施例は、本開示の説明のための例示であり、本開示の範囲をそれらの実施例にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本開示の範囲を逸脱することなしに、他の様々な態様で本開示を実施することができる。
　Ａ１００：加速器　Ａ１０１：主電磁石　Ａ１０２：イオン源システム　Ａ１０３：出射口　Ａ１１０：ビーム輸送系　Ａ１３３：照射装置　Ａ１４０：制御装置　Ｍ２０１：継鉄　Ｍ２０２：主磁極　Ｍ２０３：コイル　Ｍ２０４：ＲＦキッカ　Ｍ２０５：ピーラ磁場領域　Ｍ２０６：リジェネレータ磁場領域　Ｍ２０７：出射チャネル　Ｍ２０７ａ：出射チャネル隔壁部　Ｍ２０７ｂ：出射チャネル調整部　Ｍ２０８：出射口用貫通孔　Ｍ２０９：加速電極用貫通孔　Ｍ２１０：加速電極　Ｍ２１１：回転コンデンサ　Ｍ２１２：回転コンデンサ駆動用動力機　Ｍ２１４、Ｍ２４１、Ｍ２４２、Ｍ２５０：キャンセル磁場発生装置Ｍ２５１：芯部　Ｍ２５２：ピーラ磁場生成用コイル　

Claims (14)

  1. 　主磁場及び加速用高周波電場によって、イオンビームを周回させながら加速する加速器であって、
    　互いに対向して配置される複数の主磁極に挟まれた空間に前記主磁場を印加する主磁場発生装置と、
    　前記主磁場が印加されている主磁場領域を周回するイオンビームを前記主磁場領域の外側に変位させるビーム変位装置と、
    　前記外側に移動されたイオンビームを取り出すための出射チャネル磁場を生成する出射チャネル磁場発生装置と、
    　前記出射チャネル磁場発生装置よりも内周側に設けられ、前記出射チャネル磁場と逆極性を有するキャンセル磁場を生成するキャンセル磁場発生装置と、を備える加速器。
  2. 　前記出射チャネル磁場発生装置は、
    　前記主磁場領域の外周部であって、前記主磁場領域の外側に変位されたイオンビームに擾乱を与えて、前記イオンビームを外側に移動させるピーラ磁場が生成されるピーラ磁場領域の外周部に設ける、請求項1に記載の加速器。
  3. 　前記キャンセル磁場発生装置は、前記ピーラ磁場領域上に設けられる、請求項２に記載の加速器。
  4. 　前記出射チャネル磁場発生装置は、前記イオンビームが走行する走行面を通り、当該走行面とは略直交する方向に延びる隔壁部を有する、請求項１に記載の加速器。
  5. 　前記キャンセル磁場発生装置は、前記イオンビームが走行する走行面に対して面対称に複数配置される、請求項１に記載の加速器。
  6. 　前記キャンセル磁場発生装置は、前記空間において、前記イオンビームが走行する走行面に対して直交する軸方向に前記主磁極から離れた位置に配置される、請求項１に記載の加速器。
  7. 　前記キャンセル磁場発生装置は、強磁性体、永久磁石又はコイルである、請求項１に記載の加速器。
  8. 　前記キャンセル磁場発生装置は、強磁性体であり、
    　前記強磁性体は、鉄である、請求項７に記載の加速器。
  9. 　前記キャンセル磁場発生装置は、コイルであり、
    　前記コイルに供給する電流を調整する制御装置をさらに有する、請求項７に記載の加速器。
  10. 　前記キャンセル磁場発生装置は、永久磁石であり、
    　前記永久磁石は、前記隔壁部に取り付けられる、請求項４に記載の加速器。
  11. 　前記キャンセル磁場発生装置の形状は、前記ピーラ磁場領域に生じる前記出射チャネル磁場の磁場分布に応じて定められる、請求項２に記載の加速器。
  12. 　前記ビーム変位装置は、
    　前記主磁場領域の外周部であって、前記主磁場領域の外側に変位されたイオンビームに擾乱を与えて、前記イオンビームを外側に移動させるピーラ磁場を生成することを特徴とする、請求項１に記載の加速器。
  13. 　前記ビーム変位装置は、
    　前記主磁場領域の外周部であって、前記主磁場領域の外側に変位されたイオンビームに擾乱を与えて、前記イオンビームを内側に移動させるリジェネレータ磁場を生成し、
    　ビーム進行方向に対して、上流側に前記ピーラ磁場を生成し、下流側に前記リジェネレータ磁場を生成する、請求項１２に記載の加速器。
  14. 　主磁場及び加速用高周波電場によって、イオンビームを周回させながら加速する加速器と、
    　前記加速器から取り出されたイオンビームを照射する照射装置とを備え、
    　前記加速器は、
    　互いに対向して配置される複数の主磁極に挟まれた空間に前記主磁場を印加する主磁場発生装置と、
    　前記主磁場が印加されている主磁場領域を周回するイオンビームを前記主磁場領域の外側に変位させるビーム変位装置と、
    　前記外側に移動されたイオンビームを取り出すための出射チャネル磁場を生成する出射チャネル磁場発生装置と、
    　前記出射チャネル磁場発生装置よりも内周側に設けられ、前記出射チャネル磁場と逆極性を有するキャンセル磁場を生成するキャンセル磁場発生装置と、を備える粒子線治療装置。
PCT/JP2023/030100 2022-10-13 2023-08-22 加速器及び粒子線治療装置 Ceased WO2024079992A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23877000.2A EP4604678A1 (en) 2022-10-13 2023-08-22 Accelerator and particle beam therapy device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-164718 2022-10-13
JP2022164718A JP2024057808A (ja) 2022-10-13 2022-10-13 加速器及び粒子線治療装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024079992A1 true WO2024079992A1 (ja) 2024-04-18

Family

ID=90669517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/030100 Ceased WO2024079992A1 (ja) 2022-10-13 2023-08-22 加速器及び粒子線治療装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4604678A1 (ja)
JP (1) JP2024057808A (ja)
WO (1) WO2024079992A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013165055A (ja) * 2012-10-10 2013-08-22 Mitsubishi Electric Corp セプタム電磁石の制御方法
JP2019096404A (ja) * 2017-11-20 2019-06-20 株式会社日立製作所 円形加速器および粒子線治療システム
JP6612307B2 (ja) 2017-11-22 2019-11-27 住友重機械工業株式会社 サイクロトロン
WO2021261033A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 株式会社日立製作所 粒子線治療システムおよびその制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013165055A (ja) * 2012-10-10 2013-08-22 Mitsubishi Electric Corp セプタム電磁石の制御方法
JP2019096404A (ja) * 2017-11-20 2019-06-20 株式会社日立製作所 円形加速器および粒子線治療システム
JP6612307B2 (ja) 2017-11-22 2019-11-27 住友重機械工業株式会社 サイクロトロン
WO2021261033A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 株式会社日立製作所 粒子線治療システムおよびその制御方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
W.KLEEVEN: "Fast Computation of magnetic shimming ina high field environment", EUROPEAN CYCLOTRON PROGRESS MEETING, 2012

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024057808A (ja) 2024-04-25
EP4604678A1 (en) 2025-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6613466B2 (ja) 荷電粒子ビーム照射装置
JP4356019B2 (ja) 電子加速器及びそれを用いた放射線治療装置
US20210196984A1 (en) Accelerator and particle therapy system including thereof
US10850132B2 (en) Particle therapy system
JPWO2018173240A1 (ja) 円形加速器
WO2019220714A1 (ja) 粒子線加速器および粒子線治療システム
CN117356173A (zh) 粒子束加速器以及粒子束治疗系统
WO2020044604A1 (ja) 粒子線加速器および粒子線治療システム
JP7634441B2 (ja) 円形加速器および粒子線治療システム
JP7293042B2 (ja) 荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム照射方法
Schippers Proton accelerators
JP2019096404A (ja) 円形加速器および粒子線治療システム
WO2019093110A1 (ja) 円形加速器および粒子線治療システム
WO2024079992A1 (ja) 加速器及び粒子線治療装置
JP7671708B2 (ja) 加速器及び粒子線治療装置
WO2018096648A1 (ja) 加速器および粒子線照射装置
WO2018092483A1 (ja) 加速器および粒子線照射装置、ならびにビームの取出し方法
JP4296001B2 (ja) 円形加速器
US20240023225A1 (en) Accelerator and particle therapy system
JP7765353B2 (ja) 加速器及び粒子線治療装置
JP2024068279A (ja) 加速器及び粒子線治療システム、並びに加速器の調整方法
JP2017216190A (ja) 加速器および粒子線照射装置
JP3922022B2 (ja) 円形加速器の制御方法及び制御装置、並びに円形加速器システム
JP2022108315A (ja) 粒子線照射システムの制御装置、その制御方法及びその制御プログラム
Jongen et al. Simulation and design of the compact superconducting cyclotron C400 for hadron therapy

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23877000

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023877000

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023877000

Country of ref document: EP

Effective date: 20250513

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2023877000

Country of ref document: EP