出中央）时校正后的射束轨道， 图3是射束轨道2化经过校正后的射束轨道。射束轨道22c是时刻t3 (溢出结束）时校正 后的射束轨道，图3是射束轨道21c经过校正后的射束轨道。另外，图4的射束轨道2化在 校正后也与图3的射束轨道2化相同，置于S轴上。
[0042] 图7、图8的横轴是与射束轨道中屯、轴垂直的X方向的距离ΔX，纵轴是相对于ΔX 的射束轨道中屯、轴的斜率AX'。图9、图10的横轴是上述射束坐标系的X轴，纵轴是射束 坐标系的y轴。如图7所示，射束输送系统4的终点T的校正前的相位空间分布为相位空 间分布25,在时刻tl(溢出开始）的情况下为相位空间分布26曰，在时刻t2 (溢出中央）的 情况下为相位空间分布26b，在时刻t3(溢出结束）的情况下为相位空间分布26c。如图8 所示，射束输送系统4的终点T的校正后的相位空间分布为相位空间分布27,在时刻tl(溢 出开始）的情况下为相位空间分布28a，在时刻t2(溢出中央）的情况下为相位空间分布 28b，在时刻t3(溢出结束）的情况下为相位空间分布28c。图8中，为了易于理解将相位空 间分布28a、28b、28c稍稍偏离来进行记载，但色差基本成为零（实质为零）。在色差基本为 零（实质为零）的情况下，无论何时相位空间上的射束位置为固定。由此，实施方式1的射 束输送系统4的终点T的校正前的相位空间分布25的色差较大，但校正后的相位空间分布 27的色差基本成为零（实质为零）。
[0043] 校正前的相位空间分布25的ΔX为-4. 2mm至4. 1mm，校正后的相位空间分布27 的ΔX为-2. 0mm至2. 0mm如图3所示，在校正前，在终点T处存在射束轨道的变动，射束尺 寸偏离计划值，变得较宽大。另外，射束尺寸的从相位分布的AX的下限到上限为止的宽度 值不同，但AX的宽度值越大射束尺寸变得越大。如图4所示，对于校正后的射束轨道，在 射束分布监视器1化的设置位置之后，射束轨道22a、22b、22c均置于S轴上。终点T处的 校正后的射束轨道不存在变动，因此终点T处的射束尺寸成为与计划一致的射束尺寸，即、 终点T的射束尺寸不会偏离计划值而变大。
[0044] 利用图9、图10对扫描照射的点配置和均匀照射的剂量分布进行说明。为了易于 观察到带电粒子射束31的点配置的偏离，在图9、图10中增加了虚线的格子。虚线格子的 角是计划的点位置。如图9所示，在具有X方向的色差的校正前的情况下，具有扩散的射束 的重屯、（图9、图10的各圆的中屯、）在X方向的位置上偏离。与此相对，如图10所示，在 不具有X方向的色差的校正后的情况下，具有扩散的射束的重屯、与虚线格子的角相一致，X 方向的位置与计划一致。在点位置偏离计划的情况下，即使均匀地进行照射，但由于对于计 划的照射点的照射剂量不同，因此实际的剂量分布产生凹凸。实施方式1的射束输送系统 4能使终点T的色差基本成为零（实质为零），能使扫描照射的点位置与计划一致。
[0045] 实施方式1的射束输送系统4能在不使粒子射线照射装置58进行动作的照射位 置（终点T)、即等中屯、，使带电粒子射束31的色差为零，能使扫描照射的点位置与计划一 致。利用粒子射线照射装置58对带电粒子射束31进行扫描，W形成较宽的照射野，但即使 所扫描的照射位置的射束的色差不为零，若射束的照射位置位于允许范围内，则也能实现 高精度的粒子射线治疗，因此也可W是照射位置位于允许范围内那样的不为零的色差。因 而，如上所述那样设计得到的实施方式1的射束输送系统4能使带电粒子射束31的照射位 置的射束的色差基本成为零（实质为零），能高精度地使扫描照射的点位置与计划一致。
[0046] 对于实施方式1的射束输送系统4,即使在小型化的同步加速器的情况下，即使不 使用高性能的偏转电磁铁、四极电磁铁、六极电磁铁来使射束输送系统4的光学参数设计 的起点S的色差成为零，也能使带电粒子射束31的照射位置的射束的色差基本成为零（实 质为零）。因而，对于实施方式1的射束输送系统4,即使在小型化的同步加速器的情况下， 也不会导致加速器及射束输送系统变得大型、复杂，从而能抑制加速器及射束输送系统显 著变得昂贵。
[0047] 实施方式1所示的射束输送系统4的设计方法为如下方法：在W理想的磁场条件 设定的射束输送系统中，利用由射束分布监视器11检测得到的分布数据来测定射束输送 系统4中途的射束位置，并计算射束分布监视器11的射束位置的时间变动量即射束时间变 动关联量，从而计算出射束交汇点（起点巧的初始条件的一部分即X方向运动量分散函数 ηX，ηX'及y方向运动量分散函数ηy,ηy'，W作为起点运动量分散函数，将检测到分布 数据时的照射位置（终点T)的开始条件即所述条件1和起点运动量分散函数设为初始条 件，来设定射束输送系统4的新的光学参数。通过应用该设计方法，即使在设置现场调整也 变得容易，与W往的不得不调整多次的情况不同，与W往相比能缩短射束输送系统的调整 时间。
[0048]对射束输送系统4的偏转电磁铁7及四极电磁铁8的个数进行说明。在照射位置 (终点T)使得带电粒子射束31不会在X方向上移动的情况下，配置一个W上的向X方向偏 转的偏转电磁铁7,在该偏转电磁铁7的上游配置2个W上控制X方向的聚集发散的四极电 磁铁8。图3、图4中，偏转电磁铁化和四极电磁铁8a、8b是所需最小限度的偏转电磁铁7 及四极电磁铁8。在照射位置（终点T)使得带电粒子射束31不会在y方向上移动的情况 下，配置一个W上的向y方向偏转的偏转电磁铁7,在该偏转电磁铁7的上游配置2个W上 控制y方向的聚集发散的四极电磁铁8。 W例图1、图3、图4中，在射束输送系统4中未记载向y方向偏转的偏转电磁铁7，但例 如可W配置在偏转电磁铁化的下游侧，将向该y方向偏转的偏转电磁铁7的上游的2个四 极电磁铁8作为控制y方向的聚集发散的四极电磁铁即可。图1的示例中，环绕中的带电 粒子射束31向X方向移动并导入射束输送系统4,因此能利用配置于加速器3的偏转电磁 铁5和四极电磁铁6使起点S的y方向的色差变得足够小。因而，在起点S的y方向的色 差较大的情况下，配置使照射位置（终点T)的带电粒子射束31不会向y方向移动的y方 向用偏转电磁铁7和四极电磁铁8即可。
[0050] 如上所述，根据实施方式1的射束输送系统4,包括：偏转带电粒子射束31的至少 一个偏转电磁铁7 ;使带电粒子射束31聚集或发散的至少2个四极电磁铁8 ;检测带电粒子 射束31的分布数据的至少一个射束分布监视器11 ;基于分布数据来计算射束分布监视器 11中的射束位置的时间变动量或射束直径即射束时间变动关联量的射束解析装置14 ;计 算射束输送系统4的光学参数的光学参数计算装置17 ;W及基于光学参数计算装置17计 算得到的光学参数设定偏转电磁铁7和四极电磁铁8的励磁电流的电磁铁电源15。实施 方式1的射束输送系统4的光学参数计算装置17的特征在于，基于射束时间变动关联量计 算设定于加速器3的射束轨道上的射束输送系统4的设计起点（起点巧的带电粒子射束 31的运动量分散函数η、η'即起点运动量分散函数，并计算将起点运动量分散函数和检 测到分布数据时的照射位置（终点Τ)的开始条件作为初始条件的光学参数，因此即使是从 小型化的同步加速器出射的射束，也能使射束的照射位置（终点Τ)的射束的色差基本成为 零。
[0051] 根据实施方式1的粒子射线治疗装置20,包括：对带电粒子射束31进行加速的加 速器3 ;将从加速器3出射的带电粒子射束31输送到照射位置（终点Τ)的射束输送系统 4 及配置于射束输送系统4的下游侧，对照射对象45照射带电粒子射束31W形成所期 望的照射野的粒子射线照射装置58。根据实施方式1的粒子射线治疗装置20,射束输送系 统4包括：偏转带电粒子射束31的至少一个偏转电磁铁7 ;使带电粒子射束31聚集或发 散的至少2个四极电磁铁8 ;检测带电粒子射束31的分布数据的至少一个射束分布监视器 11 ;基于分布数据来计算射束分布监视器11中的射束位置的时间变动量或射束直径即射 束时间变动关联量的射束解析装置14 ;计算射束输送系统4的光学参数的光学参数计算装 置17 ;W及基于光学参数计算装置17计算得到的光学参数设定偏转电磁铁7和四极电磁 铁8的励磁电流的电磁铁电源15。根据实施方式1的粒子射线治疗装置20,光学参数计算 装置17的特征在于，基于射束时间变动关联量计算设定于加速器3的射束轨道上的射束输 送系统4的设计起点（起点巧的带电粒子射束31的运动量分散函数η、η'即起点运动 量分散函数，并计算将起点运动量分散函数和检测到分布数据时的照射位置（终点Τ)的开 始条件作为初始条件的光学参数，因此即使是从小型化的同步加速器出射的射束，也能使 射束的照射位置（终点Τ)的射束的色差基本成为零，能高精度地控制射束的照射位置（终 点Τ)。 阳05引实施方式2. 实施方式1中，说明了利用RF扫描（sweep)法使带电粒子射束31从加速器3射束出射 时的射束输送系统4。实施方式2中，对利用RF淘汰（knockout)法使带电粒子射束31从 加速器3射束出射时的射束输送系统4进行说明。图1的粒子射线治疗装置20的入射系 统1、加速器（同步加速器）3、射束输送系统4中，利用后述的步骤获得在照射位置T中基 本没有色差（射束不移动）、且射束直径不会变大的光学系统。RF淘汰法是在同步加速器 出射点，在某一时刻混合存在有各种能量的粒子的出射方法。因此，RF淘汰法在设计射束输 送系统4的光学系统的起点S的运动量分散函数（ηX，ηX)、（ηy，ηy'）、特维斯（twiss) 参数（αχ,βχ)，（ay, 0y)状况不明的情况下输送射束。因而，如图11所示，由于照射位 置（终点T)的色差，观测到射束直径较大。通过利用实施方式2的设计方法来修正射束直 径，能如图12所示获得照射位置（终点T)的直径较小的射束。
[0053]图11是表示本发明的实施方式2的射束输送系统中的校正前的射束轨道及射束 直径的图，图12是表示本发明的实施方式2的射束输送系统中的校正后的射束轨道及射束 直径的图。在图11、图12的上侧，W直线状表示设计射束输送系统4的光学系统的起点S 至终点（照射位置）T。在图11、图12的下侧，示意性地W圆表示相对于W从上侧引出的虚 线所示的S轴上的位置的射束直径。图1