会議発表用資料 遅い取り出しビームの光学パラメータの最適化とその検証

皿谷, 有一  ,  竹下, 英里  ,  古川, 卓司  ,  原, 洋介  ,  水島, 康太  ,  早乙女, 直也  ,  丹正, 亮平  ,  白井, 敏之  ,  野田, 耕司

2017-08-02
内容記述
Control of the beam size and position for three-dimensional pencil-beam scanning is important. We have developed a simple procedure for the optimization of the optical parameters and the beam alignment. Verification of the beam optics is performed by the measured beam size and variation of the beam positon along the beam transfer line. Optimization of the beam optics is performed with the measured optical parameters at the extraction point. After the optimization, beamline tuning is performed with steering magnet and fluorescent screen. The misalignment between the beam position and reference axis in the treatment room is checked by the verification system, which consists of the screen monitor and an acrylic phantom. If the beam position is deviated from the reference axis, two pairs of steering magnets that are placed downstream of the beam transport line will correct the beam. These adjustments are iterated until the deviations for 11 energies of the beam are within 0.5 mm of the reference axis. To indicate the success of our procedure, we performed experiment at the Kanagawa Cancer Center using our procedure.三次元スキャニング照射法ではビームのサイズや位置を高精度に制御することが重要であり、ビーム輸送ラインの光学系の最適化やビーム位置を治療の基準位置に合わせることが必要である。光学系の最適化は、出射点での光学パラメータの設計値に基づき行われるが、これには計算とのずれがある。我々は、輸送ライン上に設置された蛍光膜とCCDカメラで測定したビームサイズと位置の変動量から、出射点の光学パラメータを検証し最適化を行う方法を開発し、神奈川県立がんセンターの重粒子線治療装置において実験を行った。本手法では、まず出射中のビーム位置の変動量から、ディスパージョンの最適化を行い、次に複数のモニターで測定したビームサイズから出射点でのツイスパラメータとエミッタンスを求める。このような検証と最適化を行うことで、高い精度で計算と実測を合わせることができ、出射中の位置とサイズの変動も僅かであった。光学系の最適化を行った後は、計画された線量分布と実際の線量分布がずれないよう、ビームの位置を治療室での基準点に合わせる必要がある。治療室内に設置された蛍光膜とCCDカメラで測定したビーム位置のずれから上流のステアリング電磁石の補正電流値を計算する手法を開発し、これまでより短時間にビーム位置のずれを+/- 0.5 mm 以内に調整することができた。本講演ではこれらの結果について発表を行う。
日本加速器学会 第14回年会

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