JP3434679B2 - 放射線発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子などのビー
ムをターゲットに衝突させることにより放射線を発生さ
せる放射線発生装置に関し、特に低エネルギービームと
高エネルギービームを用いて多様なエネルギーの放射線
を発生させることができる放射線発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の高エネルギー・低エネル
ギービーム併用型の放射線発生装置に用いられる加速管
の構成を示す図である。図において、高エネルギービー
ム１は、高エネルギービーム用の電子銃２から放出され
た電子ビームを、多段接続された加速空洞３にて高周波
電界によって加速することにより得られる。実際の装置
では、所望のエネルギーの電子ビームを得るために必要
な段数の加速空洞３が接続されているが、図では、繁雑
さを避けるため加速空洞３の繰り返し部分の表示を省略
している。なお、この高エネルギービームは、さらに加
速空洞６を通過して、加速管の外部に出力される。一
方、低エネルギービーム４は、低エネルギービーム用の
電子銃５から放出された電子ビームを、加速空洞６で加
速することにより得られる。このように、通過する加速
空洞の段数の差により、高エネルギービームと低エネル
ギービームを得ることができる。

【０００３】なお、加速空洞３及び６は、結合空洞８か
ら導かれたマイクロ波により電子を加速する。

【０００４】高エネルギービームを生成する際には、低
エネルギービーム用の電子銃５は、ベローズ７を引くこ
とによりビーム加速軸上から除かれる。

【０００５】この加速管で得られた高エネルギービーム
又は低エネルギービームは、タングステンなどの重金属
からなるターゲットに導かれ、このターゲットに衝突す
ることによりＸ線などの放射線を発生させる。

【０００６】図１０は、従来の放射線発生装置における
放射線発生部分の構成及び機能を説明するための模式図
である。この図において、放射線発生装置には、ビーム
を収束させるための電磁レンズ９、ビームを偏向させる
ための偏向マグネット９ａ、及びビームを２７０°偏向
させるビーム偏向系１１が設けられる。

【０００７】ここで、高エネルギービームに対しては透
過型のターゲット１０ａが用いられる。加速管から出力
された高エネルギービーム１は、ビーム偏向系１１で２
７０°偏向され、透過型のターゲット１０ａに垂直に衝
突する。この結果ターゲット１０ａで発生した高エネル
ギーのＸ線は、ターゲット１０ａ内を透過して、所定の
照射方向１００に向かって出力される。

【０００８】なお、ターゲット１０ａの配置位置は、高
エネルギービームが通る軌道を遮らないよう、加速管の
ビーム出力軸から見て照射方向１００側にずれた位置に
設定されている。

【０００９】一方、低エネルギービームの場合、発生す
るＸ線が弱くターゲット内での減衰が大きいため、透過
型ではなく、反射型のターゲット１０ｂが用いられる。
このターゲット１０ｂも、高エネルギービーム１の軌道
を邪魔しないよう、前述の透過型のターゲット１０ａと
同じ配置位置に配置される。また、ターゲット１０ｂ
は、発生したＸ線が照射方向１００に向かうよう、傾け
て配置される。加速管から出力された低エネルギービー
ム４は、偏向マグネット９ａで偏向され、電磁レンズ９
で集束された上で、ターゲット１０ｂに導かれる。ター
ゲット１０ｂでは、入射したビームにより生じたＸ線が
照射方向１００に向かって出力される。

【００１０】従来装置では、このような構造により、低
エネルギーのＸ線と高エネルギーのＸ線を、同一の照射
方向１００に向かって出力することができた。

【００１１】この放射線発生装置は、例えば診断・治療
のために用いることができる。低エネルギービームによ
り発生した低エネルギーのＸ線は、患部のＸ線画像診断
のために用いることができ、高エネルギービームにより
発生したＸ線は治療用に用いることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】良好な画質のＸ線診断
画像を得るためには、ターゲット上でのＸ線発生ポイン
トを小さく絞る必要がある。このため、前記従来装置で
は、電磁レンズ９により低エネルギービーム４を集束さ
せている。しかしながら、前記従来装置では、加速管の
ビーム出力軸からずれた位置のターゲット１０ｂに導く
ために、低エネルギービーム４を、偏向マグネット９ａ
で偏向していたのでターゲット１０ｂ上に適切に集束さ
せることができなかった。このため、前記従来装置で
は、ターゲット１０ｂ上でのＸ線発生ポイントが大きく
なり、Ｘ線により得られる透視画像がぼけるという問題
があった。

【００１３】この発明は、このような問題を解決するた
めになされたものであり、高・低エネルギーの電子ビー
ムをターゲットに衝突させて高・低エネルギーの放射線
を発生させることができる放射線発生装置において、低
エネルギーピームの集束性を高め、ターゲット上での放
射線発生ポイントを小さく絞ることができる放射線発生
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、第１の発明に係る放射線発生装置は、第１のビーム
加速軸に沿って電子を直線的に加速することにより高エ
ネルギービームを生成する高エネルギービーム生成手段
と、前記第１のビーム加速軸と平行な第２のビーム加速
軸に沿って電子を直線的に加速することにより低エネル
ギービームを生成する低エネルギービーム生成手段と、
を有し、前記第２のビーム加速軸上の所定位置に反射型
のターゲットを配置し、前記低エネルギービーム生成手
段から出射された低エネルギービームを前記反射型のタ
ーゲットに衝突させることにより、所定の照射方向に向
かう低エネルギー放射線を発生させ、前記所定位置に透
過型のターゲットを配置し、前記高エネルギービーム生
成手段から出射された前記高エネルギービームを前記所
定の照射方向に向かって偏向させてから前記透過型のタ
ーゲットに衝突させることにより、前記所定の照射方向
に向かう高エネルギー放射線を発生させるものである。

【００１５】また、第２の発明に係る放射線発生装置
は、さらに、低エネルギービーム生成手段から出射され
た低エネルギービームを前記反射型のターゲット上に集
束させる電磁レンズを有するものである。

【００１６】また、第３の発明に係る放射線発生装置
は、照射方向に向かって偏向された高エネルギービーム
に対して垂直な透過型ターゲット面と、低エネルギービ
ーム生成手段から出射された低エネルギービームが衝突
した場合に前記照射方向に向かって低エネルギー放射線
を発生するよう第２のビーム加速軸に対して適切な角度
をなす反射型ターゲット面と、を有し、高エネルギービ
ームに対する透過型のターゲットとしても低エネルギー
ビームに対する反射型のターゲットとしても利用できる
両用型ターゲットを備えるものである。

【００１７】また、第４の発明に係る放射線発生装置
は、前記第３の発明において、高エネルギー放射線を発
生させる場合と低エネルギー放射線を発生させる場合と
で、前記両用型ターゲットを前記第２のビーム加速軸に
沿って平行移動させることにより、高エネルギー放射線
の発生位置と低エネルギー放射線の発生位置を一致させ
るものである。

【００１８】また、第５の発明に係る放射線発生装置
は、平板状で、一方の面に低エネルギービーム生成手段
から出射された低エネルギービームが衝突した場合には
所定の照射方向に向かって低エネルギー放射線を発生す
る反射型のターゲットとして作用し、他方の面に前記照
射方向に向かって偏向された高エネルギービームが衝突
した場合には前記照射方向に向かって高エネルギー放射
線を発生する透過型のターゲットとして作用し、低エネ
ルギービームの衝突位置と高エネルギービームの衝突位
置が実質上同一位置と見なせる程度に薄い両用型ターゲ
ットを備えるものである。

【００１９】また、第６の発明に係る放射線発生装置
は、前記第５の発明において、前記両用型ターゲットに
対して前記照射方向側の、前記低エネルギービームの軌
道を遮らない位置に、前記両用型ターゲットを通過した
電子ビームを吸収し前記両用型ターゲットで発生した放
射線を透過する電子ビーム吸収部材を設けたものであ
る。

【００２０】また、第７の発明に係る放射線発生装置
は、前記第１の発明から第６の発明までのいずれかにお
いて、前記高エネルギービーム生成手段は、前記第１の
ビーム加速軸上に設けられた第１の電子銃と、前記第１
の電子銃から発せられた電子を高周波電界によって所定
の加速方向に向かって直線的に加速する直列接続された
複数の加速空洞と、を含み、前記低エネルギービーム生
成手段は、前記第２のビーム加速軸上かつ前記加速管内
の前記第１の電子銃よりも前記加速方向側の位置に設け
られた第２の電子銃を含み、前記加速管のうち前記第２
の電子銃よりも前記加速方向側の部分を用いて前記第２
の電子銃から発せられた電子を加速することにより低エ
ネルギービームを生成し、高エネルギービーム生成時に
は前記加速管全体に高周波電界生成用の高周波電界を供
給し、低エネルギービーム生成時には前記加速管のうち
前記第２の電子銃よりも前記加速方向側の部分のみに高
周波電界生成用の高周波電力を供給するものである。

【００２１】また、第８の発明に係る放射線発生装置
は、前記第７の発明において、前記加速管のうち前記第
２の電子銃よりも前記加速方向側の部分を取り外し可能
としたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００２３】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１に係る放射線発生装置に組み込まれる加速管２０
の構成を示す断面図である。

【００２４】図１において、加速管２０全体と電子銃２
とで高エネルギービーム生成手段が構成され、加速管２
０のうちの加速空洞６ａと電子銃５とで低エネルギービ
ーム生成手段が構成される。

【００２５】加速管２０は、複数の加速空洞３を直列に
接続して構成され、その一方端には加速空洞６ａが設け
られている。また、加速管２０の他方端には、高エネル
ギービーム用の電子の供給源となる電子銃２が設けられ
ている。ここで、加速空洞３は、所望のエネルギーの高
エネルギービームを得るために必要な段数だけ接続され
ているが、図では、繁雑さを避けるため加速空洞３の繰
り返し部分の表示は省略している。また、加速空洞６ａ
と加速空洞３とは、互いに中心軸がずれた状態で接続さ
れている。加速空洞６ａには、加速空洞３の中心軸に沿
って、高エネルギービームを通過させるための高エネル
ギービーム入射口６２及び高エネルギービーム出射口６
４が設けられる。また、加速空洞６ａには、加速空洞６
ａ自体の中心軸上に低エネルギービーム出射口６６が設
けられる。

【００２６】加速管２０には高周波（マイクロ波）が入
力され、リエントラント型の結合空洞８を通じて隣接す
る加速空洞３（又は６ａ）同士の間を伝搬される。これ
により、各加速空洞３及び６ａ内には定在波が形成さ
れ、この定在波の作用により電子ビームが加速される。

【００２７】また、直列接続された加速空洞３の最終段
と加速空洞６ａとの間には、低エネルギービーム用の電
子の供給源となる電子銃５が設けられる。電子銃５は、
ベローズ７により抜き差し可能となっており、低エネル
ギービーム発生時には加速空洞６ａの中心軸上の定位置
に配置される。

【００２８】次に、上記加速管２０による高エネルギー
ビーム発生時及び低エネルギービーム発生時の動作を説
明する。

【００２９】まず、高エネルギービーム発生時には、電
子銃２から加速管２０内に電子ビームを供給する。電子
銃２から発せられた電子ビームは、直列接続された複数
段の加速空洞３により直線的に加速される。この結果、
高い運動エネルギーを得た電子ビーム、すなわち高エネ
ルギービーム１は、最後に加速空洞６ａを通って高エネ
ルギービーム出射口６４から外部に出力される。

【００３０】一方、低エネルギービーム発生時には、電
子銃５が前記定位置に配置され、この電子銃５から加速
空洞６ａに電子ビームが供給される。加速空洞６ａは、
結合空洞８を介して得た高周波電界によりこの電子ビー
ムを加速する。この場合、電子ビームは、１段の加速空
洞６ａで加速されるだけなので、獲得する運動エネルギ
ーは小さい。すなわち、この場合、低エネルギービーム
４が得られる。この低エネルギービーム４は、低エネル
ギービーム出射口６６から外部に出力される。

【００３１】このような構造により、加速管２０では、
電子銃２から出力された電子ビームと電子銃５から出力
された電子ビームは、同一の方向に加速される。ただ
し、電子銃２と電子銃５はその電子ビームの加速方向に
垂直な方向に関してずれて配置されるので、加速管２０
内における高エネルギービーム１のビーム加速軸と低エ
ネルギービーム４のビーム加速軸は、互いに平行になる
ものの一致はしない。このよう互いにずれたビーム加速
軸に沿って加速された高エネルギービーム１と低エネル
ギービーム４とは、互いに平行なビームとして加速管２
０から出射される。

【００３２】図２は、前記加速管２０を用いたこの実施
の形態１の放射線発生装置の構成及び機能を説明するた
めの模式図である。この図において、放射線発生装置に
は、加速管２０から出力された低エネルギービーム４を
収束させるための電磁レンズ９、及び加速管２０から出
力された高エネルギービーム１を２７０°偏向させるた
めのビーム偏向系１１が設けられる。

【００３３】この装置では、加速管２０における低エネ
ルギービーム４のビーム加速軸の延長線上に、Ｘ線発生
位置３０が設定される。すなわち、この装置では、放射
線を発生するターゲットが、図示しないターゲット支持
具により、高エネルギービーム１又は低エネルギービー
ム４の入射位置がこのＸ線発生位置３０に一致するよう
に配置される。

【００３４】Ｘ線画像診断等に用いる低エネルギーのＸ
線を発生させる場合には、反射型のターゲット１０ｂ
を、低エネルギービーム４の入射点がＸ線発生位置３０
とほぼ一致するように配置する。このターゲット１０ｂ
は、加速管２０のビーム加速方向に垂直な照射方向１０
０に向かう放射線を発生するために、ビーム加速軸に対
してターゲット面が所定の角度で傾いた状態で配置され
る。加速管２０では、低エネルギービーム４が生成さ
れ、出射される。この低エネルギービーム４は、偏向さ
れずにそのまま直進し、電磁レンズ９で集束されてター
ゲット１０ｂに衝突する。これにより、ターゲット１０
ｂから照射方向１００に向けて低エネルギーのＸ線が発
生する。

【００３５】この実施の形態では、低エネルギービーム
４を偏向せずにターゲット１０ｂに導くので、低エネル
ギービーム４を電磁レンズ９により適切にターゲット１
０ｂ上に集束させることができ、Ｘ線発生ポイントを小
面積に絞ることができる。したがって、この装置で生成
した低エネルギーのＸ線を用いれば、鮮明なＸ線透視画
像を得ることができる。

【００３６】一方、治療等に用いる高エネルギーのＸ線
を発生させる場合には、透過型のターゲット１０ａを、
高エネルギービーム１の入射点がＸ線発生位置３０とほ
ぼ一致するように配置する。そして、加速管２０で生成
された高エネルギービーム１をビーム偏向系１１で２７
０°偏向させ、ターゲット１０ａに衝突させる。このと
きターゲット１０ａ内で発生した高エネルギーのＸ線
は、ターゲット１０ａを透過して照射方向１００に向か
って出力される。この高エネルギーのＸ線は、放射線治
療に用いることができる。

【００３７】この実施の形態１では、加速管２０から出
力される高エネルギービーム１と低エネルギービーム４
の軌道は、所定間隔だけずれた互いに平行な軌道であ
る。したがって、Ｘ線発生位置３０を低エネルギービー
ム４のビーム加速軸上に設定しても、そのＸ線発生位置
３０に配置されたターゲット１０ａ又は１０ｂが高エネ
ルギービーム１の軌道を遮ることはない。

【００３８】このように、この実施の形態１によれば、
高・低２種類のエネルギーの電子ビームを用いて高・低
２種類のエネルギーのＸ線を発生させる放射線発生装置
において、低エネルギーＸ線の発生ポイントを小さくす
ることができ、これを用いれば鮮明なＸ線透視画像を得
ることができる。

【００３９】また、この実施の形態１の放射線発生装置
では、ターゲット１０ａとターゲット１０ｂとを交換
し、これに応じて電子を発生させる電子銃（電子銃２又
は電子銃５）を切り替えるだけで、高エネルギーＸ線を
発生する高エネルギーモードと低エネルギーＸ線を発生
する低エネルギーモードとを切り替えることができる。
したがって、この放射線発生装置は、放射線治療に適用
した場合、１台でＸ線透視画像による治療部位の位置決
めと高エネルギーＸ線による実際の治療の両方を行うこ
とができる。しかも、この実施の形態１では、低エネル
ギーＸ線の発生ポイントを従来と比較してより小さく絞
り込むことができるので、鮮明なＸ線画像が得られ、治
療部位の特定をより正確に行うことが可能となる。

【００４０】図３は、この実施の形態１の加速管２０の
変形例を示す断面図である。上記図１の構成では、低エ
ネルギービーム発生時の電子供給源となる電子銃５をベ
ローズ７で出し入れする構成であったのに対し、この変
形例では、その電子銃５を加速空洞３の最終段と加速空
洞６ａとの間の加速空洞６ａの中心軸上の位置に固定し
た。この変形例によれば、ベローズを省くことにより、
加速管２０の構造及び制御を簡略化することができる。

【００４１】なお、図１及び図３に示す加速管２０で
は、低エネルギービーム４生成用の加速空洞６ａは１段
しか設けられていないが、この加速空洞６ａは１段に限
られるものではなく、加速空洞６ａの段数は、低エネル
ギービーム４に要求されるエネルギーの大きさに応じて
適宜定められる。

【００４２】実施の形態２．この実施の形態２では、上
記実施の形態１の放射線発生装置に好適なターゲットに
ついて説明する。図４は、この実施の形態２にて用いる
両用型ターゲット１０の構造を示す断面図である。この
両用型ターゲット１０は、透過型及び反射型のいずれに
も用いることができる。両用型ターゲット１０は、タン
グステンなどの重金属からなるターゲット部１２と、ビ
ームの衝突によるターゲット部１２の熱を逃がすため冷
却部１３を備えている。

【００４３】そして、ターゲット部１２には、高エネル
ギービーム用の透過型ターゲット面１２ａと低エネルギ
ービーム用の反射型ターゲット面１２ｂが形成されてい
る。両用型ターゲット１０は、透過型ターゲット面１２
ａが高エネルギービーム１に対して垂直に面するように
配置される。そして、反射型ターゲット面１２ｂは、こ
のように配置した場合に低エネルギービーム４の入射に
よって発生するＸ線が所定の照射方向１００に向かうよ
う、透過型ターゲット面１２ａに対して適切な角度をな
して形成されている。なお、ターゲット１０には、突起
部１２ｃが形成され、反射型ターゲット面１２ｂは、そ
の突起部１２ｃにかかるように形成されている。そし
て、両用型ターゲット１０は、低エネルギービーム４が
反射型ターゲット面１２ｂに入射する位置の高さが、透
過型ターゲット面１２ａの高さとほぼ同じになるように
配置される。このような構成によれば、高エネルギーＸ
線と低エネルギーＸ線の発生位置の高さを一致させるこ
とができる。

【００４４】従来は、透過型と反射型の２種類のターゲ
ットを用意し、低エネルギーモード時（例えばＸ線診断
時）と高エネルギーモード時（例えば治療時）でそれら
を入れ替えながら使っていたのに対し、この実施の形態
２では、図４の両用型ターゲット１０を１つ用意するだ
けで高エネルギー、低エネルギーのいずれにも対応でき
る。

【００４５】また、この実施の形態２において、高エネ
ルギーモード時と低エネルギーモード時とで両用型ター
ゲット１０を低エネルギービーム４のビーム軸に沿って
平行移動させることにより、高エネルギーＸ線と低エネ
ルギーＸ線の発生位置を一致させることができる。すな
わち、図５に示すように、高エネルギーモード時には、
図中破線で表示した状態でターゲット１０を配置し、低
エネルギーモード時には、ターゲット１０を平行移動さ
せて図中実線で表示した状態で配置することにより、高
低エネルギーのＸ線が同一の点から発生しているように
見せることができる。この構成は、ターゲット１０を保
持すると共に、低エネルギービーム４のビーム軸に沿っ
て平行移動可能なターゲット保持台を放射線発生装置に
設けることによって実現することができる。

【００４６】このように、この実施の形態２によれば、
高エネルギービーム用にも低エネルギービーム用にも用
いることができるターゲットを用いることにより、低エ
ネルギーモード（例えばＸ線診断時）と高エネルギーモ
ード（例えば治療時）との切り替えに要する時間を大幅
に短縮することができる。

【００４７】実施の形態３．この実施の形態３では、上
記実施の形態１の放射線発生装置に好適な別のターゲッ
トについて説明する。

【００４８】図６は、この実施の形態３におけるターゲ
ット４０の構成を示す模式図である。図に示すように、
この実施の形態３は、ターゲット４０の厚さを薄くする
ことにより、ターゲット４０を移動させることなく、高
エネルギービーム用と低エネルギービーム用に兼用可能
とするものである。すなわち、ターゲット４０は、透過
型及び反射型のいずれにも用いることができる両用型タ
ーゲットである。

【００４９】ターゲット４０は、タングステン等の重金
属で構成された厚さ１ｍｍ程度の薄板である。ターゲッ
ト４０は、低エネルギービーム４に対して反射型ターゲ
ットとして適切に機能するよう、低エネルギービーム４
の入射方向に対して所定の角度θをなして配置される。
したがって、低エネルギービーム４がターゲット４０の
一方の面に衝突することにより、照射方向１００に向か
って低エネルギーＸ線が出力されることになる。

【００５０】なお、このように配置した場合、高エネル
ギービーム１は、ターゲット４０のもう一方の面に対し
て斜めに入射することになるが、高エネルギービーム１
については、ターゲット４０は透過型のターゲットとし
て機能するので、このように斜めに入射しても実質上問
題はない。

【００５１】この実施の形態３で用いるターゲット４０
は十分に薄いため、一方の面で低エネルギーＸ線を発生
させ、他方の面で高エネルギーＸ線を発生させたとして
も、両者の発生位置は、実質上同一位置とみなすことが
できる。したがって、このターゲット４０は、移動させ
たり回転させたりせずに、高エネルギービーム用の透過
型ターゲットとしても低エネルギービーム用の反射型タ
ーゲットとしても使用することができる。

【００５２】ただし、このように薄いターゲット４０を
用いた場合、高エネルギービーム１をターゲット４０内
で完全に止めることはできない。そこで、この実施の形
態３では、ターゲット４０の照射方向１００側に低原子
番号の金属からなる電子ビーム吸収部材４１を配設して
いる。電子ビーム吸収部材４１の材質としては、例えば
炭素やアルミニウムを用いることができる。ターゲット
４０を通過した電子ビーム（高エネルギービーム）は、
この電子ビーム吸収部材４１によって完全に止められ、
吸収される。なお、Ｘ線は低原子番号の金属ではほとん
ど減衰しないので、ターゲット４０で発生したＸ線は、
高エネルギーＸ線であっても低エネルギーＸ線であって
も、ほとんど減衰せずに照射方向１００に向かって照射
される。

【００５３】このように、この実施の形態３のターゲッ
ト４０を用いれば、実施の形態２の場合よりも更に高速
に、高エネルギーモードと低エネルギーモードの切り替
えを行うことができる。

【００５４】実施の形態４．この実施の形態４は、この
発明に係る放射線発生装置に組み込まれる加速管の構造
に関するものである。

【００５５】図７は、この発明の実施の形態４に係る加
速管２０ａの構造を示す断面図である。図７において、
図１の構成要素と同様の構成要素には同一の符号を付し
て詳細な説明を省略する。

【００５６】図１に示した実施の形態１の加速管２０で
は、低エネルギービーム４生成用の加速空洞６ａには、
隣接する加速空洞３から結合空洞８を介して高周波（マ
イクロ波）が供給されていた。これに対し、この実施の
形態４では、クライストロンやマグネトロンなどのマイ
クロ波源（不図示）と加速管２０ａとの間に設けられた
導波管から、結合器１４を介して加速空洞６ａに直接に
高周波を供給する。

【００５７】この構成によれば、低エネルギービーム４
を生成する際に必要な電力を低減することができる。す
なわち、図１に示した加速管２０の構造では、低エネル
ギービーム４発生時、すなわち加速空洞６ａしか使用し
ない場合でも、加速管２０の加速空洞３及び６ａ全部に
高周波を供給しなければならなかった。これに対し、こ
の実施の形態４の加速管２０ａによれば、低エネルギー
ビーム４発生時には加速空洞６ａにのみ高周波を供給す
ればよいので、必要な電力が少なくて済む。

【００５８】実施の形態５．この実施の形態５は、上記
実施の形態４の改良であり、同じく加速管の構造に関す
るものである。図８は、この実施の形態５に係る加速管
２０ｂの構造を示す断面図である。図８において、図１
又は図７の構成要素と同様の構成要素に対しては同一の
符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、図８では、
加速空洞６ａに高周波を供給する結合器の表示は省略し
ている。

【００５９】図８に示すように、この実施の形態５の加
速管２０ｂは、加速空洞６ａ及び電子銃５を含む低エネ
ルギービーム発生部２１を、残りの複数の加速空洞３及
び電子銃２（図８では省略。図１参照）からなる高エネ
ルギービーム発生部２２から分離可能としたものであ
る。低エネルギービーム発生部２１と高エネルギービー
ム発生部２２との結合は、フランジ１５により行われ
る。

【００６０】したがって、この構成によれば、必要に応
じて低エネルギービーム発生部２１を取り外すことがで
きるので、メンテナンスが容易になる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、高エネルギー放射線と低エネルギー放射線を、実質
的に同一位置から同じ照射方向に向かって発生させる放
射線発生装置において、低エネルギービームが加速され
る第２のビーム加速軸上にターゲットを配置する構成と
したことにより、低エネルギービームを偏向させずにタ
ーゲットに導くことができる。したがって、偏向による
低エネルギービームのビーム形状の歪みやビーム径の広
がりなどを起こすことなく、ターゲットに低エネルギー
ビームを導くことができ、ターゲット上での低エネルギ
ー放射線の発生ポイントの広がりを防止することができ
る。したがって、例えばこの発明に係る放射線発生装置
を放射線治療装置として用いた場合には、低エネルギー
放射線による鮮明な透視画像により治療部位をより正確
に特定し、その治療部位に対して高エネルギー放射線に
より治療を行うことができる。

【００６２】また、第２の発明では、低エネルギービー
ムを集束させる電磁レンズを設けることにより、ターゲ
ット上における低エネルギー放射線の発生ポイントを絞
り込むことができる。したがって、例えばこの発明に係
る放射線発生装置を放射線治療装置として用いた場合に
は、低エネルギー放射線により、より鮮明な透視画像を
得ることが可能となる。

【００６３】また、第３の発明では、所定の照射方向に
向かって偏向された高エネルギービームに対して垂直な
透過型ターゲット面と、低エネルギービーム生成手段か
ら出射された低エネルギービームが衝突した場合に前記
照射方向に向かって低エネルギー放射線を発生するよう
第２のビーム加速軸に対して適切な角度をなす反射型タ
ーゲット面と、を有し、高エネルギービームに対する透
過型のターゲットとしても低エネルギービームに対する
反射型のターゲットとしても利用できる両用型ターゲッ
トを設けることにより、低エネルギー放射線発生時と高
エネルギービーム発生時とでターゲットの入れ替えを行
う必要がなくなる。

【００６４】また、第４の発明では、前記第３の発明に
おける両用型ターゲットを、高エネルギー放射線を発生
させる場合と低エネルギー放射線を発生させる場合と
で、前記第２のビーム加速軸に沿って平行移動させるこ
とにより、前記高エネルギー放射線の発生位置と前記低
エネルギー放射線の発生位置を一致させることができ
る。したがって、放射線治療に用いる場合には、透視画
像を得るための低エネルギー放射線と治療のための高エ
ネルギー放射線とが同一位置から発生するので、治療部
位の位置決めが容易になる。

【００６５】また、第５の発明では、薄い平板上の両用
型ターゲットを用いることにより、その両用型ターゲッ
トを固定したまま透過型としても反射型としても用いる
ことができ、しかも低エネルギー放射線の発生ポイント
と高エネルギー放射線の発生ポイントが実質上同一位置
とみなすことができる。この第５の発明でも、放射線治
療に用いる場合には、透視画像を得るための低エネルギ
ー放射線と治療のための高エネルギー放射線とが同一位
置から発生するので、治療部位の位置決めが容易にな
る。

【００６６】また、第６の発明では、前記第５の発明に
おいて、電子ビーム吸収部材を設けたことにより、両用
型ターゲットを通過した高エネルギービームを電子ビー
ム吸収部材で吸収し、放射線の照射対象物に高エネルギ
ービームが当たらないようにすることができる。

【００６７】また、第７の発明では、高エネルギービー
ム生成手段を構成する加速管の一部を利用して低エネル
ギービームを生成する構成としたことにより、高エネル
ギービーム生成手段及び低エネルギービーム生成手段の
構造をコンパクトにすることができる。更には、高エネ
ルギービーム生成時には前記加速管全体に高周波電界生
成用の高周波電界を供給し、低エネルギービーム生成時
には前記加速管のうち前記第２の電子銃よりも前記加速
方向側の部分のみに高周波電界生成用の高周波電力を供
給する構成としたことにより、それぞれの場合において
必要最小限の電力を供給するだけでよく、電力の無駄が
防止できる。

【００６８】また、第８の発明では、前記第７の発明に
おいて、加速管のうち第２の電子銃よりも加速方向側の
部分（すなわち低エネルギービームの生成のための部
分）を取り外し可能としたことにより、メンテナンスが
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１に係る放射線発生装置に組み込
まれる加速管の構成を示す断面図である。

【図２】 実施の形態１の放射線発生装置の構成及び機
能を説明するための模式図である。

【図３】 実施の形態１の加速管の変形例を示す断面図
である。

【図４】 実施の形態２にて用いる両用型ターゲットの
構造を示す断面図である。

【図５】 実施の形態２における高エネルギーモード時
と低エネルギーモード時の両用型ターゲットの配置状態
を説明するための図である。

【図６】 実施の形態３におけるターゲットの構成を示
す模式図である。

【図７】 実施の形態４に係る加速管の構造を示す断面
図である。

【図８】 実施の形態５に係る加速管の構造を示す断面
図である。

【図９】 従来の放射線発生装置の加速管の構造を示す
断面図である。

【図１０】 従来の放射線発生装置における放射線発生
部分の構成及び機能を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１ 高エネルギービーム、２ 電子銃、３ 加速空洞、
４ 低エネルギービーム、５ 電子銃、６，６ａ 加速
空洞、７ ベローズ、８ 結合空洞、９ 電磁レンズ、
１０ 両用型ターゲット、１０ａ 透過型のターゲッ
ト、１０ｂ 反射型のターゲット、１１ ビーム偏向
系、２０ 加速管、３０ Ｘ線発生位置、６２ 高エネ
ルギービーム入射口、６４ 高エネルギービーム出射
口、６６ 低エネルギービーム出射口、１００ 照射方
向。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−20796（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−225947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−286169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−14199（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−22800（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−251599（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−80800（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭36−17591（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05H 7/10 A61N 5/10 H05G 2/00 H05H 9/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のビーム加速軸に沿って電子を直線
   的に加速することにより高エネルギービームを生成する
   高エネルギービーム生成手段と、 前記第１のビーム加速軸と平行な第２のビーム加速軸に
   沿って電子を直線的に加速することにより低エネルギー
   ビームを生成する低エネルギービーム生成手段と、 を有し、 前記第２のビーム加速軸上の所定位置に反射型のターゲ
   ットを配置し、前記低エネルギービーム生成手段から出
   射された低エネルギービームを前記反射型のターゲット
   に衝突させることにより、所定の照射方向に向かう低エ
   ネルギー放射線を発生させ、 前記所定位置に透過型のターゲットを配置し、前記高エ
   ネルギービーム生成手段から出射された前記高エネルギ
   ービームを前記所定の照射方向に向かって偏向させてか
   ら前記透過型のターゲットに衝突させることにより、前
   記所定の照射方向に向かう高エネルギー放射線を発生さ
   せることを特徴とする放射線発生装置。
2. 【請求項２】 前記低エネルギービーム生成手段から出
   射された低エネルギービームを前記反射型のターゲット
   上に集束させる電磁レンズを有することを特徴とする請
   求項１記載の放射線発生装置。
3. 【請求項３】 前記照射方向に向かって偏向された前記
   高エネルギービームに対して垂直な透過型ターゲット面
   と、前記低エネルギービーム生成手段から出射された前
   記低エネルギービームが衝突した場合に前記照射方向に
   向かって低エネルギー放射線を発生するよう前記第２の
   ビーム加速軸に対して適切な角度をなす反射型ターゲッ
   ト面と、を有し、高エネルギービームに対する透過型の
   ターゲットとしても低エネルギービームに対する反射型
   のターゲットとしても利用できる両用型ターゲットを備
   えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放
   射線発生装置。
4. 【請求項４】 高エネルギー放射線を発生させる場合と
   低エネルギー放射線を発生させる場合とで、前記両用型
   ターゲットを前記第２のビーム加速軸に沿って平行移動
   させることにより、前記高エネルギー放射線の発生位置
   と前記低エネルギー放射線の発生位置を一致させること
   を特徴とする請求項３記載の放射線発生装置。
5. 【請求項５】 平板状で、一方の面に前記低エネルギー
   ビーム生成手段から出射された前記低エネルギービーム
   が衝突した場合には前記照射方向に向かって低エネルギ
   ー放射線を発生する反射型のターゲットとして作用し、
   他方の面に前記照射方向に向かって偏向された前記高エ
   ネルギービームが衝突した場合には前記照射方向に向か
   って高エネルギー放射線を発生する透過型のターゲット
   として作用し、前記低エネルギービームの衝突位置と前
   記高エネルギービームの衝突位置が実質上同一位置と見
   なせる程度に薄い両用型ターゲットを備えることを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の放射線発生装置。
6. 【請求項６】 前記両用型ターゲットに対して前記照射
   方向側の、前記低エネルギービームの軌道を遮らない位
   置に、前記両用型ターゲットを通過した電子ビームを吸
   収し前記両用型ターゲットで発生した放射線を透過する
   電子ビーム吸収部材を設けたことを特徴とする請求項５
   記載の放射線発生装置。
7. 【請求項７】 前記高エネルギービーム生成手段は、前
   記第１のビーム加速軸上に設けられた第１の電子銃と、
   前記第１の電子銃から発せられた電子を高周波電界によ
   って所定の加速方向に向かって直線的に加速する直列接
   続された複数の加速空洞と、を含み、 前記低エネルギービーム生成手段は、前記第２のビーム
   加速軸上かつ前記加速管内の前記第１の電子銃よりも前
   記加速方向側の位置に設けられた第２の電子銃を含み、
   前記加速管のうち前記第２の電子銃よりも前記加速方向
   側の部分を用いて前記第２の電子銃から発せられた電子
   を加速することにより低エネルギービームを生成し、 高エネルギービーム生成時には前記加速管全体に高周波
   電界生成用の高周波電界を供給し、低エネルギービーム
   生成時には前記加速管のうち前記第２の電子銃よりも前
   記加速方向側の部分のみに高周波電界生成用の高周波電
   力を供給することを特徴とする請求項１から請求項６ま
   でのいずれかに記載の放射線発生装置。
8. 【請求項８】 前記加速管のうち前記第２の電子銃より
   も前記加速方向側の部分を取り外し可能としたことを特
   徴とする請求項７記載の放射線発生装置。