对带电粒子施加电压，生成一定方向和速度的高能量粒子（束）的装置。重粒子线治疗需要将带电粒子加速到可以到达肿瘤位置的能量。本设施加速器系统的主加速器采用同步加速器（直径约17米，周长约57米）。

在同步加速器周长57米的环形轨道上，重粒子每秒环绕几百万次，由高频电源加速重粒子直至达到治疗所需能量。被加速的重粒子的速度可以达到光速的约70％。

■注入器的原理和构成

注入器是为了将重粒子线射入同歩加速器而将其加速至一定能量的装置，它由离子源和线形加速器构成。

离子源是由甲烷气体而生成的碳素离子。线形加速器是由RFQ加速器和APF IH-DTL所构成。高速电压把碳素离子从甲烷气体加速到光速的约9％。

注入器的构成

■ECR^※离子源

方法	永久磁铁ECR离子源
离子源	C４+
输入天然气	CH4
能源	10keV/u

※Electron Cyclotron Resonance

■RFQ^※加速器

加速离子	C４+
能源	600keV/u
频率	200MHz

※Radio Frequency Quadrupole

■APF IH-DTL^※

加速离子	C４+
能源	4.0MeV/u
频率	200MHz

※Alternating-Phase-Focused Interdigital H-mode Drift-Tube-Linac

■什么是电磁铁电源

治疗中所使用的粒子束需要达到亚毫米级的高度的位置精确度。同步加速器由控制粒子束沿轨道弯曲的旋转电磁铁、起到聚焦粒子束的透镜作用的四极电磁铁以及起到修正轨道作用的导向电磁铁来实现控制。这些电磁铁是由电磁铁电源来实现磁化的。这些电磁铁在控制粒子束位置精度方面起到至关重要的作用。

■系统的特长和旋转电磁铁电源

本施设的重要特长体现在同歩加速器的小型化及扫描照射的治疗方式上。要想实现这两点，需要一个电磁干扰极低的稳定的电源作为保障。

承蒙大阪大学核物理研究所名誉教授土岐博先生的指导，我们采用了被认为是控制电磁干扰的决定性技术的“佐藤・土岐对称三线方式”，研发出了新型旋转电磁铁电源。由此，本施设的纹波电流达到了世界最低值，实现了粒子束位置的高度精确。

■旋转电磁铁电源规格

治疗室共有3间，每次治疗使用X射线或CT定位后进行照射。治疗室1可以进行水平/45度方向照射，治疗室2和治疗室3可以进行水平/垂直方向照射。治疗室1和2具备动体追踪照射系统。

■X射线成像系统

它由X射线管和FPD（平板检测器）^※组成，捕获用于确定照射部位的X射线图像。不使用时，它将被关闭。

※Flat Panel Detector

■治疗计划系统的功能

治疗计划系统用于模拟和评估在用重粒子线照射患部之前要照射的重粒子线的剂量、照射范围和方向。它由规划支持软件和规划软件构成。

■规划支持软件（RayStation Doctor）

此软件被用作规划支持软件。RayStation Doctor是用于评估轮廓和治疗计划的软件，通过预先拍摄的CT图像设定肿瘤等的轮廓形状。

■规划软件（VQA Plan）

作为规划软件而使用的VQA Plan是制定照射计划和计算剂量的软件，它评估体内的重粒子线的剂量分布，提供治疗计划数据。它采用剂量计算算法中广泛应用的粒子线笔形射束扫描法。

此外，在治疗期间，可通过此软件观察患者体型以及随着治疗经过而变化的肿瘤形状的变化情况。VQA软件充分考虑到患者的设置误差和脏器移动情况，具有多种修正功能，通过将CT进行变形操作，可以对初始治疗计划制定时的信息和根据每天形状变化情况而计算的剂量分布和剂量累计结果进行比较，从而可以在患者治疗过程中实现毫米级的调整对应。