電荷粒子照射系統(tǒng)以及電荷粒子照射方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電荷粒子束照射系統(tǒng)以及電荷粒子照射方法，其在選通照射時(shí)照射對(duì)象產(chǎn)生不規(guī)則變動(dòng)時(shí)也進(jìn)行高效的照射，由此能夠縮短照射時(shí)間，縮短治療時(shí)間。根據(jù)基于規(guī)則的移動(dòng)信號(hào)的規(guī)則出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，停止射束的出射。另一方面，根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，可出射狀態(tài)維持功能(46b)工作。如果在待機(jī)中沒有再接收到出射許可開始信號(hào)而經(jīng)過了設(shè)定待機(jī)時(shí)間，則可出射狀態(tài)維持功能(46b)結(jié)束工作。電荷粒子束產(chǎn)生裝置(1)對(duì)射束進(jìn)行減速。也有時(shí)根據(jù)照射中的不規(guī)則的出射許可結(jié)束信號(hào)的接收來停止射束的出射。另一方面，根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，可出射狀態(tài)維持功能(46b)工作，電荷粒子束產(chǎn)生裝置(1)維持可出射狀態(tài)。如果在待機(jī)中再接收到出射許可開始信號(hào)，則再開始射束的出射。
【專利說明】電荷粒子照射系統(tǒng)以及電荷粒子照射方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電荷粒子照射系統(tǒng)以及電荷粒子照射方法，特別涉及一種向腫瘤等患部照射電荷粒子束進(jìn)行治療的電荷粒子照射系統(tǒng)以及電荷粒子照射方法。

【背景技術(shù)】
[0002]已知一種向癌等的患者照射陽離子線等電荷粒子束(離子束)的方法。在該照射中使用的系統(tǒng)具備電荷粒子束產(chǎn)生裝置、射束輸送系統(tǒng)以及治療室。
[0003]由電荷粒子束產(chǎn)生裝置進(jìn)行加速的電荷粒子束經(jīng)過射束輸送系統(tǒng)到達(dá)治療室的照射裝置，通過照射裝置擴(kuò)大其分布，在患者的體內(nèi)形成適合于患部形狀的照射視野?；蛘?，在照射裝置中設(shè)置掃描裝置，配合患部形狀來掃描電荷粒子束。
[0004]但是，如果患部等的目標(biāo)由于呼吸等進(jìn)行而移動(dòng)，則難以進(jìn)行正確的照射。因此，實(shí)施只在目標(biāo)位于預(yù)先決定的位置(出射許可范圍)的情況下進(jìn)行照射的選通照射。
[0005]專利文獻(xiàn)I所記載的現(xiàn)有技術(shù)使用重復(fù)進(jìn)行射束的入射/加速/出射/減速的電荷粒子束產(chǎn)生裝置即同步加速器來進(jìn)行選通照射，有效地使用選通照射時(shí)的射束，因此控制射束的入射/加速/出射的重復(fù)周期。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:專利第2921433號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]選通照射與呼吸等的周期同步地進(jìn)行照射。呼吸的周期是某種程度規(guī)則的，但基于患者的生理活動(dòng)，也有可能產(chǎn)生不規(guī)則變動(dòng)的情況。
[0011]在現(xiàn)有技術(shù)中，如果目標(biāo)從出射許可范圍脫離，則電荷粒子束產(chǎn)生裝置馬上開始減速。因此，只在目標(biāo)短時(shí)間從出射許可范圍脫離后返回出射許可范圍這種情況下(不規(guī)則變動(dòng))，電荷粒子束產(chǎn)生裝置已經(jīng)開始減速，即使目標(biāo)處于出射許可范圍內(nèi)也無法射出射束。無法進(jìn)行高效的照射，由此全體的照射時(shí)間變長(zhǎng)，其結(jié)果是存在治療時(shí)間變長(zhǎng)的問題。
[0012]本發(fā)明的目的在于:提供一種電荷粒子束照射系統(tǒng)以及電荷粒子照射方法，其在選通照射時(shí)照射對(duì)象產(chǎn)生不規(guī)則變動(dòng)時(shí)也進(jìn)行高效的照射，由此能夠縮短照射時(shí)間，縮短治療時(shí)間。
[0013]解決問題的方案
[0014](1)為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是一種電荷粒子照射系統(tǒng)，具備:電荷粒子束產(chǎn)生裝置，其重復(fù)進(jìn)行電荷粒子的入射、加速、加速結(jié)束后的可出射狀態(tài)、減速；照射裝置，其向照射對(duì)象出射來自該電荷粒子束產(chǎn)生裝置的電荷粒子束；控制裝置，其控制上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置和上述照射裝置，上述控制裝置具有以下功能:照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)信號(hào)接收功能，其接收來自監(jiān)視照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)的照射對(duì)象監(jiān)視裝置的信號(hào)；出射許可狀態(tài)設(shè)定功能，其與該照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)同步地輸出出射許可信號(hào)，設(shè)定出射許可狀態(tài)；出射控制功能，其在上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置處于可出射狀態(tài)，并且是出射許可狀態(tài)的情況下，指示電荷粒子束出射，即使在上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置處于可出射狀態(tài)，也不是出射許可狀態(tài)的情況下，指示電荷粒子束出射停止，在該電荷粒子照射系統(tǒng)中，上述控制裝置還具有以下功能:可出射狀態(tài)維持功能，其在上述出射許可狀態(tài)結(jié)束后工作，在上述出射許可狀態(tài)結(jié)束后也維持上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置的可出射狀態(tài)，其中，上述出射控制功能如果在上述可出射狀態(tài)維持功能工作過程中再次成為出射許可狀態(tài)，則再次指示電荷粒子束出射，在上述可出射狀態(tài)維持功能工作結(jié)束后，指示上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置的減速。
[0015]在現(xiàn)有技術(shù)中，出射控制功能在出射許可狀態(tài)結(jié)束后，指示出射停止，馬上指示電荷粒子束產(chǎn)生裝置的減速。即使在目標(biāo)短時(shí)間后恢復(fù)為出射許可狀態(tài)那樣的情況下(不規(guī)則變動(dòng))，電荷粒子束產(chǎn)生裝置已經(jīng)開始減速，即使處于出射許可狀態(tài)也無法出射射束。無法進(jìn)行高效的照射，由此整體的照射時(shí)間變長(zhǎng)，其結(jié)果是存在治療時(shí)間變長(zhǎng)的問題。
[0016]這樣的可出射狀態(tài)維持功能進(jìn)行工作，由此出射控制功能在出射許可狀態(tài)結(jié)束后指示出射停止的情況下，也不馬上指示電荷粒子束產(chǎn)生裝置的減速。如果在可出射狀態(tài)維持功能工作過程中，再次成為出射許可狀態(tài)，則出射控制功能再次指示電荷粒子束出射。
[0017]由此，進(jìn)行高效的照射，能夠縮短照射時(shí)間，縮短治療時(shí)間。
[0018](2)在上述(I)中，理想的是上述可出射狀態(tài)維持功能只工作設(shè)定的待機(jī)時(shí)間。
[0019]由此，電荷粒子束產(chǎn)生裝置的可出射狀態(tài)只維持設(shè)定待機(jī)時(shí)間。如果在經(jīng)過設(shè)定待機(jī)時(shí)間之前再次成為出射許可狀態(tài)，則出射控制功能再次指示電荷粒子束出射。
[0020](3)在上述(2)中，理想的是上述可出射狀態(tài)維持功能根據(jù)指示上述出射許可狀態(tài)結(jié)束的信號(hào)，開始工作。
[0021](4)在上述(2)中，理想的是上述可出射狀態(tài)維持功能根據(jù)指示上述電荷粒子束出射停止的信號(hào)，開始工作。
[0022](3)、(4)的結(jié)構(gòu)確定設(shè)定待機(jī)時(shí)間的起點(diǎn)。
[0023](5)在上述(I)中，理想的是上述可出射狀態(tài)維持功能只在上述照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)處于設(shè)定范圍的期間進(jìn)行工作。
[0024]由此，電荷粒子束產(chǎn)生裝置的出射許可狀態(tài)只維持照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)處于設(shè)定范圍的期間。如果在照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)處于設(shè)定范圍的期間再次成為出射許可狀態(tài)，則出射控制功能再次指示電荷粒子束出射。
[0025](6)在上述(I)中，理想的是上述出射控制功能在接收到指示上述出射許可狀態(tài)結(jié)束的信號(hào)后，在照射了預(yù)定射線量后，指示電荷粒子束出射停止。
[0026]由此，在點(diǎn)照射的情況下，不會(huì)在點(diǎn)照射過程中照射中斷。成為更簡(jiǎn)單的控制。
[0027](7)為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是一種電荷粒子照射系統(tǒng)的電荷粒子照射方法，該電荷粒子照射系統(tǒng)具備電荷粒子束產(chǎn)生裝置、照射裝置、控制這些裝置和照射對(duì)象監(jiān)視裝置的控制裝置，該電荷粒子照射方法包括:上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置重復(fù)進(jìn)行電荷粒子的入射、加速、加速結(jié)束后的可出射狀態(tài)、減速的出射待機(jī)步驟；上述照射對(duì)象監(jiān)視裝置監(jiān)視照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)的照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)監(jiān)視步驟；與在上述照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)監(jiān)視步驟中監(jiān)視的照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)同步地設(shè)定出射許可狀態(tài)的出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟；在上述出射待機(jī)步驟中處于可出射狀態(tài)，并且在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟中是出射許可狀態(tài)的情況下，從電荷粒子束產(chǎn)生裝置出射電荷粒子束，進(jìn)而從照射裝置向照射對(duì)象出射該電荷粒子束的出射步驟；即使在上述出射待機(jī)步驟中處于可出射狀態(tài)，在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟中不是出射許可狀態(tài)的情況下，停止出射的出射停止步驟，該電荷粒子照射方法還包括:在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟中出射許可狀態(tài)結(jié)束后，也維持上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置的可出射狀態(tài)的可出射狀態(tài)維持步驟，在上述出射步驟中，如果在上述可出射狀態(tài)維持步驟中維持可出射狀態(tài)的過程中，在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟中再次成為出射許可狀態(tài)，則再次出射電荷粒子束，在上述出射待機(jī)步驟中，在上述可出射狀態(tài)維持步驟中可出射狀態(tài)維持結(jié)束后，上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置對(duì)射束進(jìn)行減速。
[0028]發(fā)明效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明，在選通照射時(shí)照射對(duì)象產(chǎn)生了不規(guī)則變動(dòng)時(shí)也進(jìn)行高效的照射，由此能夠縮短照射時(shí)間，縮短治療時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是電荷粒子照射系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖(第一實(shí)施方式)。
[0031]圖2是照射裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖3A是說明目標(biāo)的深度和離子束的能量之間的關(guān)系的圖。
[0033]圖3B是說明目標(biāo)的深度和離子束的能量之間的關(guān)系的圖。
[0034]圖4是說明與射束軸垂直的方向(XY平面的方向)的照射目標(biāo)的橫方向的擴(kuò)展和離子束之間的關(guān)系的圖。
[0035]圖5是登記在數(shù)據(jù)庫(kù)中的照射參數(shù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造。
[0036]圖6是表示照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置和中央控制裝置的處理內(nèi)容的控制流程。
[0037]圖7是表示照射控制裝置的處理內(nèi)容的控制流程圖。
[0038]圖8是說明電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作的概念圖。
[0039]圖9是表示中央控制裝置的處理內(nèi)容的控制流程(現(xiàn)有技術(shù))。
[0040]圖10是說明電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作的概念圖(現(xiàn)有技術(shù))。
[0041]圖11是表示中央控制裝置的處理內(nèi)容的控制流程(第二實(shí)施方式)。
[0042]圖12是說明電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作的概念圖(第二實(shí)施方式)。
[0043]圖13是表示照射控制裝置的處理內(nèi)容的控制流程(第三實(shí)施方式)。

【具體實(shí)施方式】
[0044]以下參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0045]<第一實(shí)施方式>
[0046]~結(jié)構(gòu)~
[0047]圖1是電荷粒子照射系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。電荷粒子照射系統(tǒng)具備電荷粒子束產(chǎn)生裝置1、射束輸送系統(tǒng)2、放射線治療室17以及控制系統(tǒng)7、照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65以及照射對(duì)象監(jiān)視裝置66。另外，作為與電荷粒子照射系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的設(shè)備，配置有X射線CT40和照射計(jì)劃裝置41。
[0048]電荷粒子束產(chǎn)生裝置I具備離子源(未圖示)、直線加速器3 (前級(jí)電荷粒子束加速裝置)以及同步加速器4。同步加速器4具備高頻施加裝置5、加速裝置6。高頻施加裝置5具備配置在同步加速器4的旋繞軌道上的高頻施加電極8和高頻施加電源9。高頻施加電極8和高頻施加電源9通過開關(guān)(未圖示)連接。加速裝置6具備配置在離子束的旋繞軌道上的高頻加速空洞(未圖示)和向高頻加速空洞施加高頻電力的高頻電源(未圖示)。出射用偏轉(zhuǎn)器11將同步加速器4和射束輸送系統(tǒng)2連接起來。
[0049]射束輸送系統(tǒng)2具備射束路徑12、四極電磁鐵(未圖不)、偏向電磁鐵14、15、16。射束路徑12與設(shè)置在治療室17內(nèi)的照射裝置21連接。
[0050]在治療室17內(nèi)配置有大致筒狀的架臺(tái)(未圖示)。在架臺(tái)上設(shè)置有作為射束輸送系統(tǒng)2的一部分的偏向電磁鐵15、16以及照射裝置21。在架臺(tái)的內(nèi)部設(shè)置有被稱為沙發(fā)24的治療用床和測(cè)量床上的照射對(duì)象25的運(yùn)動(dòng)的照射對(duì)象監(jiān)視裝置66。
[0051]架臺(tái)具有能夠通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。偏向電磁鐵15、16和照射裝置21與架臺(tái)的旋轉(zhuǎn)一起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。通過該旋轉(zhuǎn)，還能夠從與架臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面內(nèi)的任意一個(gè)方向?qū)φ丈鋵?duì)象25進(jìn)行照射。
[0052]圖2是照射裝置21的結(jié)構(gòu)圖。照射裝置21具備掃描電磁鐵31、掃描電磁鐵32、射束位置檢測(cè)器33以及射線量監(jiān)視器34。在本實(shí)施方式的電荷粒子照射系統(tǒng)中，照射裝置21具備2臺(tái)掃描電磁鐵31、32，使離子束分別向與射束前進(jìn)方向垂直的面內(nèi)的2個(gè)方向(X方向、Y方向)偏向，變更照射位置。射束位置檢測(cè)器33測(cè)量離子束的位置和離子束的擴(kuò)展。射線量監(jiān)視器34測(cè)量所照射的離子束的量。在照射對(duì)象25內(nèi)有照射目標(biāo)37，通過照射離子束而在照射對(duì)象25內(nèi)形成覆蓋照射目標(biāo)那樣的射線量分布。在此，在癌癥等的治療的情況下，照射對(duì)象25是人，照射目標(biāo)37是腫瘤(患部)。
[0053]圖3A和圖3B是說明目標(biāo)的深度和離子束的能量之間的關(guān)系的圖。圖3A將單一能量的離子束在照射對(duì)象內(nèi)形成的射線量分布表示為深度的函數(shù)。圖3B將多個(gè)能量的離子束在照射對(duì)象內(nèi)形成的射線量分布表示為深度的函數(shù)。將圖3A中的峰值稱為黑色峰值。黑色峰值的位置依存于能量，因此通過與照射目標(biāo)的深度配合地調(diào)整離子束的能量，能夠在黑色峰值的位置對(duì)照射目標(biāo)進(jìn)行照射。照射目標(biāo)在深度方向上具有厚度，但黑色峰值是尖銳的峰值，因此如圖3B所示那樣以適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度的比例照射若干個(gè)能量的離子束，使黑色峰值重疊，由此在深度方向上形成具有與照射目標(biāo)相同厚度的均勻的高射線量區(qū)域(SOBP)。
[0054]圖4是說明與射束軸垂直的方向(XY平面的方向)的照射目標(biāo)的橫方向的擴(kuò)展和離子束之間的關(guān)系的圖。將與射束軸垂直的方向稱為橫方向。離子束在到達(dá)照射裝置21后，通過相互垂直地設(shè)置的2臺(tái)掃描電磁鐵31、32到達(dá)橫方向所希望的位置。能夠用高斯分布形狀來近似離子束的橫方向的擴(kuò)展。等間隔地配置高斯分布，將其間的距離設(shè)為高斯分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差程度，由此相加的分布具有均勻的區(qū)域。將這樣配置的高斯分布狀的射線量分布稱為點(diǎn)。通過掃描離子束而等間隔地配置多個(gè)點(diǎn)，能夠在橫方向形成均勻的射線量分布。
[0055]根據(jù)以上動(dòng)作,通過基于掃描電磁鐵向橫方向的射束掃描、基于射束能量變更而向深度方向的黑色峰值的移動(dòng)，能夠形成均勻的照射視野。此外，將以相同的能量進(jìn)行照射而通過掃描電磁鐵的離子束掃描向橫方向具有擴(kuò)展的照射視野的單位稱為切片。
[0056]返回到圖1，說明照射計(jì)劃裝置41和附帶的結(jié)構(gòu)。
[0057] 照射計(jì)劃裝置41在向照射目標(biāo)37照射離子束之前，決定照射所需要的各參數(shù)。如下這樣決定參數(shù)。
[0058]預(yù)先通過X射線CT裝置40對(duì)照射對(duì)象25進(jìn)行攝影。另外，取得與安裝在X射線CT裝置40上的照射對(duì)象監(jiān)視裝置66相同的裝置(未圖示)所輸出的患者的移動(dòng)信號(hào)。X射線CT裝置40根據(jù)所取得的攝像數(shù)據(jù)生成照射對(duì)象25的圖像數(shù)據(jù)，向照射計(jì)劃裝置41發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。照射計(jì)劃裝置41將接收到的圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示裝置(未圖示)的畫面上。如果操作者在圖像上指定了希望照射的區(qū)域，則照射計(jì)劃裝置41生成照射所需要的數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)求出進(jìn)行照射時(shí)的射線量分布。照射計(jì)劃裝置41將求出的射線量分布顯示在顯示裝置上。將希望照射的區(qū)域指定為覆蓋照射目標(biāo)37。照射計(jì)劃裝置41求出并決定能夠在指定的區(qū)域中形成射線量分布那樣的照射對(duì)象的設(shè)置位置、架臺(tái)角度、照射參數(shù)。另外，照射計(jì)劃裝置41決定沙發(fā)24的初始位置。另外，根據(jù)所取得的移動(dòng)信號(hào)決定出射許可范圍。
[0059]照射參數(shù)包括離子束的能量、與射束軸垂直的平面內(nèi)的位置信息(X坐標(biāo)、Y坐標(biāo))、向各位置照射的離子束的目標(biāo)照射量。即，照射計(jì)劃裝置41根據(jù)操作者輸入的患者信息，將照射目標(biāo)(患部)37分割為深度方向的多個(gè)切片，決定所需要的切片數(shù)N。另外，照射計(jì)劃裝置41求出適合于與各個(gè)切片(切片編號(hào)i)的深度對(duì)應(yīng)的照射的離子束的能量Ei。照射計(jì)劃裝置41還決定與各切片的形狀對(duì)應(yīng)地照射離子束的照射點(diǎn)的個(gè)數(shù)N1、點(diǎn)編號(hào)j、各點(diǎn)的照射位置(i j，Yij)、各點(diǎn)的目標(biāo)照射量Di j。
[0060]照射計(jì)劃裝置41向數(shù)據(jù)庫(kù)42發(fā)送所決定的這些信息。數(shù)據(jù)庫(kù)42記錄從照射計(jì)劃裝置41輸出的數(shù)據(jù)。
[0061]圖5是登記在數(shù)據(jù)庫(kù)42中的照射參數(shù)的數(shù)據(jù)構(gòu)造。照射參數(shù)具有切片數(shù)N和各切片的數(shù)據(jù)。各切片的數(shù)據(jù)由切片編號(hào)1、能量E1、點(diǎn)數(shù)N1、各點(diǎn)的數(shù)據(jù)構(gòu)成。點(diǎn)的數(shù)據(jù)還由點(diǎn)編號(hào)j、照射位置(Xij、Yij)、目標(biāo)照射量Dij構(gòu)成。
[0062]返回到圖1，說明電荷粒子照射系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0063]照射對(duì)象監(jiān)視裝置66是能夠測(cè)量目標(biāo)37的移動(dòng)、或與移動(dòng)聯(lián)動(dòng)的情況的設(shè)備。例如是測(cè)量患者的體表的運(yùn)動(dòng)的激光距離儀、測(cè)量患者的吐氣量的呼吸量測(cè)定器、測(cè)量纏繞在患者腹部的皮帶的壓力的裝置等。在使用這些方法的情況下，需要在治療前預(yù)先求出測(cè)定器的輸出和目標(biāo)的位置之間的關(guān)系。另外，照射對(duì)象監(jiān)視裝置66也可以是通過X射線攝影求出刺入到目標(biāo)37附近的標(biāo)記的位置、或通過X射線攝影直接求出目標(biāo)37自身的位置的裝置。此外，照射對(duì)象監(jiān)視裝置66既可以構(gòu)成為包含在電荷粒子照射系統(tǒng)中，也可以構(gòu)成為另外附加在電荷粒子照射系統(tǒng)上。
[0064]照射對(duì)象監(jiān)視裝置66被照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65控制。照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65接收來自照射對(duì)象監(jiān)視裝置66的移動(dòng)信號(hào)，對(duì)該信號(hào)和出射許可范圍進(jìn)行比較，輸出出射許可信號(hào)。預(yù)先設(shè)定出射許可范圍，從照射計(jì)劃裝置發(fā)送。或者也可以由操作者指定。在出射許可信號(hào)中具有出射許可開始信號(hào)和出射許可結(jié)束信號(hào)。將從輸出出射許可開始信號(hào)到輸出出射許可結(jié)束信號(hào)為止的期間設(shè)定為出射許可狀態(tài)。照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65也可以是控制系統(tǒng)7的一個(gè)裝置。
[0065]控制系統(tǒng)7具備數(shù)據(jù)庫(kù)(存儲(chǔ)裝置)42、中央控制裝置46、加速器控制裝置47以及照射控制裝置48。數(shù)據(jù)庫(kù)42與所連接的照射計(jì)劃裝置41連接。將照射計(jì)劃裝置41所生成的照射所需要的數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)42中。
[0066]中央控制裝置46與加速器控制裝置47以及照射控制裝置48連接。另外，中央控制裝置46與數(shù)據(jù)庫(kù)42連接。中央控制裝置46從數(shù)據(jù)庫(kù)42接收數(shù)據(jù)，向加速器控制裝置47和照射控制裝置48發(fā)送必要的信息，控制這些裝置。
[0067]加速器控制裝置47與電荷粒子束產(chǎn)生裝置1、射束輸送系統(tǒng)2以及架臺(tái)連接，控制它們。例如，控制為電荷粒子束產(chǎn)生裝置I重復(fù)進(jìn)行電荷粒子的入射、加速、加速結(jié)束后的可出射狀態(tài)、減速，控制為在可出射狀態(tài)下電荷粒子束產(chǎn)生裝置I出射電荷粒子束。照射控制裝置48對(duì)流過掃描電磁鐵31、32的勵(lì)磁電流量的控制和照射裝置21內(nèi)的各監(jiān)視信號(hào)進(jìn)行處理。
[0068]中央控制裝置46具有各種計(jì)算處理功能，作為其一具有選通照射功能46a。在電荷粒子束產(chǎn)生裝置I為可出射狀態(tài)，并且是出射許可狀態(tài)的情況下，選通照射功能46a指示電荷粒子束出射，在即使電荷粒子束產(chǎn)生裝置I為可出射狀態(tài)，也不是出射許可狀態(tài)的情況下，選通照射功能46a指示電荷粒子束出射停止。
[0069]作為本實(shí)施方式的特征性功能，中央控制裝置46具有可出射狀態(tài)維持功能46b?？沙錾錉顟B(tài)維持功能46b如果從照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65接收到出射許可結(jié)束信號(hào)，則待機(jī)設(shè)定待機(jī)時(shí)間。其結(jié)果是電荷粒子束產(chǎn)生裝置I的可出射狀態(tài)只維持設(shè)定待機(jī)時(shí)間。
[0070]選通照射功能46a如果在設(shè)定待機(jī)時(shí)間中從照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65再接收到出射許可開始信號(hào)，則再次指示電荷粒子束出射。如果沒有再接收到出射許可開始信號(hào)，則在經(jīng)過設(shè)定待機(jī)時(shí)間后，向加速器控制裝置47指示電荷粒子束產(chǎn)生裝置I的加速。
[0071]此外，與控制流程(圖6和圖7) —起詳細(xì)說明選通照射功能46a和可出射狀態(tài)維持功能46b的處理內(nèi)容。
[0072]~控制~
[0073]為了進(jìn)行照射控制，將照射對(duì)象25設(shè)置在沙發(fā)24上，使沙發(fā)24和照射對(duì)象25移動(dòng)到由照射計(jì)劃裝置41指定的位置。
[0074]圖6是表示照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65和中央控制裝置46的處理內(nèi)容的控制流程。為了說明的方便，簡(jiǎn)化地表示加速器控制裝置47和照射控制裝置48的處理內(nèi)容。
[0075]說明照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65的處理內(nèi)容。
[0076]照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65對(duì)從照射對(duì)象監(jiān)視裝置66取得的移動(dòng)信號(hào)和出射許可范圍進(jìn)行比較(步驟S121)。此外，出射許可范圍既可以由操作者在照射前指定，也可以使用預(yù)先由照射計(jì)劃裝置41生成的數(shù)據(jù)。
[0077]如果在步驟S121中移動(dòng)信號(hào)進(jìn)入到出射許可范圍內(nèi)，則向中央控制裝置46發(fā)送出射許可開始信號(hào)(步驟S122)。在移動(dòng)信號(hào)處于出射許可范圍外時(shí)，進(jìn)行待機(jī)直到步驟S121的判定成為肯定為止。
[0078]然后，對(duì)從照射對(duì)象監(jiān)視裝置66取得的移動(dòng)信號(hào)和出射許可范圍進(jìn)行比較(步驟S123)，如果在步驟S123中移動(dòng)信號(hào)脫離出射許可范圍外，則向中央控制裝置46發(fā)送出射許可結(jié)束信號(hào)(步驟S124)。
[0079]以后，直到照射完成為止重復(fù)進(jìn)行該控制處理。將從輸出了出射許可開始信號(hào)到輸出出射許可結(jié)束信號(hào)為止的期間設(shè)定為出射許可狀態(tài)。
[0080]說明中央控制裝置46的處理內(nèi)容。
[0081]中央控制裝置46輸入操作者的指示，向加速器控制裝置47和照射控制裝置48發(fā)送照射開始信號(hào)(步驟S101)。進(jìn)而，為了入射射束而向加速器控制裝置47發(fā)送入射信號(hào)(步驟S102)，為了加速射束而向加速器控制裝置47發(fā)送加速信號(hào)(步驟S103)。
[0082]在此，針對(duì)與步驟SlOl~103對(duì)應(yīng)的加速器控制裝置47的處理內(nèi)容插入簡(jiǎn)單的說明。
[0083]加速器控制裝置47經(jīng)由中央控制裝置46從數(shù)據(jù)庫(kù)42除了接收照射參數(shù)以外，接收架臺(tái)角度信息。加速器控制裝置47根據(jù)接收到的架臺(tái)角度信息，使架臺(tái)向希望的架臺(tái)角度進(jìn)行移動(dòng)。另外，根據(jù)照射參數(shù)設(shè)定與各切片的能量Ei對(duì)應(yīng)的對(duì)同步加速器4和射束輸送系統(tǒng)2的電磁鐵進(jìn)行勵(lì)磁的勵(lì)磁電流量、由高頻施加裝置5施加的高頻的值、向加速裝置6施加的高頻的值。
[0084]加速器控制裝置47如果接收到入射信號(hào)，則啟動(dòng)離子源。通過離子源產(chǎn)生的離子(例如陽離子(或碳離子))入射到直線加速器3。直線加速器3對(duì)離子進(jìn)行加速而出射。來自直線加速器3的離子束向同步加速器4入射。
[0085]加速器控制裝置47如果接收到加速信號(hào)，則控制同步加速器4的電磁鐵和加速裝置6，將從直線加速器3入射的離子束加速到切片編號(hào)I的能量El。即，加速器控制裝置47控制電荷粒子束產(chǎn)生裝置I，將離子束加速到希望的能量。通過從高頻電源向高頻加速空洞施加高頻(通過高頻電力向圍繞同步加速器4的離子束施加能量)來進(jìn)行該加速。另外，加速器控制裝置47控制射束輸送系統(tǒng)2的電磁鐵的勵(lì)磁量，將加速后的離子束設(shè)為能夠向照射裝置21輸送的狀態(tài)。將該狀態(tài)稱為可出射狀態(tài)。
[0086]返回到中央控制裝置46的處理內(nèi)容的說明。
[0087]中央控制裝置46如果識(shí)別出可出射狀態(tài)，則判定有無從照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65接收到出射許可開始信號(hào)(步驟S104)。在步驟S104中，在沒有接收到出射許可開始信號(hào)時(shí)，進(jìn)行待機(jī)直到接收出射許可開始信號(hào)為止。如果接收到出射許可開始信號(hào)，則向照射控制裝置48發(fā)送出射開始信號(hào)(步驟S105)。
[0088]然后，中央控制裝置46進(jìn)行待機(jī)直到有無接收到出射許可結(jié)束信號(hào)(步驟S106)、有無接收到射線量全滿信號(hào)(步驟S107)、是否經(jīng)過最大可出射時(shí)間(步驟S108)的任意一個(gè)判定成為肯定為止(指示繼續(xù)出射)。
[0089]如果步驟S107或步驟S108的判定為肯定，則向照射控制裝置48發(fā)送出射停止信號(hào)(步驟S109)，并且為了對(duì)射束進(jìn)行減速而向加速器控制裝置47發(fā)送減速信號(hào)(步驟S110)。此外，步驟107的射線量全滿信號(hào)是從照射控制裝置48接收的信號(hào)。步驟S108的最大可出射時(shí)間是能夠?qū)⒓铀俸蟮纳涫S持為可出射狀態(tài)的最大的時(shí)間。最大可出射時(shí)間包含出射射束的時(shí)間。
[0090]說明本實(shí)施方式的特征性控制。
[0091]在持續(xù)出射過程中，判定有無從照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65接收到出射許可結(jié)束信號(hào)(步驟S106)。在步驟S106中接收到出射許可結(jié)束信號(hào)的情況下，向照射控制裝置48發(fā)送出射停止信號(hào)(步驟S111)。
[0092] 然后，進(jìn)行待機(jī)直到有無再接收到出射許可開始信號(hào)(步驟S112)、是否經(jīng)過設(shè)定待機(jī)時(shí)間(步驟S113)、是否經(jīng)過最大照射時(shí)間(步驟S114)的任意一個(gè)判定成為肯定為止(指示出射停止繼續(xù))。
[0093]在步驟S112中再接收到來自照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65的出射許可開始信號(hào)的情況下，返回到步驟S105，向照射控制裝置48再發(fā)送出射開始信號(hào)。
[0094]如果在步驟S113中在接收到出射許可結(jié)束信號(hào)后，經(jīng)過了設(shè)定待機(jī)時(shí)間，則前進(jìn)到步驟S110，為了減速射束而向加速器控制裝置47發(fā)送減速信號(hào)。設(shè)定待機(jī)時(shí)間是從接收到出射許可結(jié)束信號(hào)到開始減速為止的最大待機(jī)時(shí)間，既可以由操作者在照射之前設(shè)定，也可以使用預(yù)先由照射計(jì)劃裝置41生成的數(shù)據(jù)。既可以在每次照射時(shí)變更設(shè)定待機(jī)時(shí)間，也可以持續(xù)使用曾經(jīng)決定了的值。
[0095]如果在步驟S114中經(jīng)過了最大可出射時(shí)間，則前進(jìn)到步驟S110。
[0096]在此，針對(duì)與步驟SllO對(duì)應(yīng)的加速器控制裝置47的處理內(nèi)容插入簡(jiǎn)單的說明。
[0097]加速器控制裝置47如果接收到減速信號(hào)，則為了減速和入射的準(zhǔn)備，減小同步加速器4的電磁鐵的勵(lì)磁量，將來自直線加速器3的射束設(shè)為能夠入射的狀態(tài)。
[0098]返回到中央控制裝置46的處理內(nèi)容的說明。
[0099]中央控制裝置46參照照射控制裝置48，判定在照射參數(shù)所記載的點(diǎn)是否存在沒有被照射的剩余點(diǎn)(步驟SI 15)。如果有剩余點(diǎn)，則返回到步驟S102，入射射束，在步驟S103中將射束加速到下一次照射的點(diǎn)的能量。如果沒有剩余點(diǎn)，則向加速器控制裝置47和照射控制裝置48發(fā)送照射完成信號(hào)(步驟SI 16)。
[0100]圖7是表示照射控制裝置48的處理內(nèi)容的控制流程。為了說明的方便，簡(jiǎn)單地表示中央控制裝置46和加速器控制裝置47的處理內(nèi)容。
[0101]照射控制裝置48如果從中央控制裝置46接收到照射開始信號(hào)，則開始照射裝置21的控制(步驟S201)。從切片編號(hào)i = 1、點(diǎn)編號(hào)j = I開始照射(步驟S202)。
[0102]照射控制裝置48按照由與切片1、點(diǎn)I對(duì)應(yīng)的中央控制裝置46計(jì)算出的勵(lì)磁電流值對(duì)掃描電磁鐵31和掃描電磁鐵32進(jìn)行勵(lì)磁。由此，完成照射準(zhǔn)備(步驟S203)。
[0103]在照射準(zhǔn)備完成后，判定有無從中央控制裝置46接收到出射開始信號(hào)(步驟S204)。在步驟S204中沒有接收到出射開始信號(hào)時(shí)，進(jìn)行待機(jī)直到接收出射開始信號(hào)為止。如果接收到出射開始信號(hào)，則向加速器控制裝置47發(fā)送出射信號(hào)(步驟S205)。
[0104]在此，針對(duì)與步驟S205對(duì)應(yīng)的加速器控制裝置47的處理內(nèi)容插入簡(jiǎn)單的說明。
[0105]加速器控制裝置47如果接收到出射信號(hào)，則控制高頻施加裝置5，開始來自同步加速器4的離子束的出射。即，接通開關(guān)，通過高頻施加裝置5向離子束施加高頻。在穩(wěn)定極限內(nèi)在同步加速器4內(nèi)旋繞的離子束轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定極限外，通過出射用偏轉(zhuǎn)器11從同步加速器4出射。出射的離子束通過射束輸送系統(tǒng)2入射到照射裝置21。
[0106]在照射裝置21中，離子束在通過掃描電磁鐵31、32進(jìn)行掃描后，通過射束位置檢測(cè)器33、射線量監(jiān)視器34到達(dá)照射目標(biāo)37，賦予預(yù)定的射線量后停止。
[0107]返回到照射控制裝置48的處理內(nèi)容的說明。
[0108]然后，照射控制裝置48進(jìn)行待機(jī)直到有無接收到出射停止信號(hào)(步驟S206)、是否達(dá)到目標(biāo)照射量(步驟S207)的任意一個(gè)判定成為肯定為止(指示繼續(xù)出射)。
[0109]在步驟S207中，照射控制裝置48根據(jù)從射線量監(jiān)視器34接收到的信號(hào)，通過射線量計(jì)數(shù)器對(duì)照射量進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果射線量計(jì)數(shù)器的值達(dá)到目標(biāo)照射量，則判斷向點(diǎn)j的照射完成，為了停止出射，向加速器控制裝置47發(fā)送停止信號(hào)(步驟S208)。
[0110]然后，判定在同一切片內(nèi)是否存在剩余點(diǎn)(步驟S209)。如果在步驟S209中存在剩余點(diǎn)，即如果j〈Ni，則將j的值增加1，前進(jìn)到步驟S203,照射下一個(gè)點(diǎn)(步驟S212)。重復(fù)進(jìn)行點(diǎn)照射，如果沒有剩余點(diǎn)，即如果j = Ni，則判斷向切片i的照射完成，向中央控制裝置46發(fā)送射線量全滿信號(hào)(步驟S210)。
[0111]然后，判定是否存在剩余切片(步驟S211)。如果在步驟S211中存在剩余切片，即如果i〈N，則將i的值增加1，前進(jìn)到步驟S203，照射下一個(gè)切片(步驟S214)。重復(fù)進(jìn)行該操作，如果沒有剩余切片，即如果i = N，則判斷為向全部切片的照射完成，照射結(jié)束(步驟S215)。
[0112]在本實(shí)施方式那樣的選通照射中，如果步驟S206的判定為肯定，即如果接收到出射停止信號(hào)，則為了停止出射而向加速器控制裝置47發(fā)送停止信號(hào)(步驟S213)。然后，返回到步驟S204，進(jìn)行待機(jī)直到接收下一個(gè)出射開始信號(hào)為止。
[0113]在此，針對(duì)與步驟S208和步驟S213對(duì)應(yīng)的加速器控制裝置47的處理內(nèi)容插入簡(jiǎn)單的說明。
[0114]加速器控制裝置47如果接收到停止信號(hào)，則控制高頻施加裝置5停止出射。即，關(guān)斷將高頻施加電極8和高頻施加電源9連接起來的開關(guān)，停止高頻的施加，由此停止來自同步加速器4的離子束的出射。
[0115]~與權(quán)利要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系~
[0116]照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65和照射對(duì)象監(jiān)視裝置66進(jìn)行的步驟S122和步驟S124的處理構(gòu)成以下的出射許可狀態(tài)設(shè)定功能，即與照射對(duì)象25的狀態(tài)變動(dòng)同步地輸出出射許可開始信號(hào)和出射許可結(jié)束信號(hào)，設(shè)定出射許可狀態(tài)。
[0117]中央控制裝置46的選通照射功能46a和中央控制裝置46進(jìn)行的步驟S104、步驟S105、步驟S106、步驟Slll的處理構(gòu)成以下的出射控制功能，即在電荷粒子束產(chǎn)生裝置處于可出射狀態(tài)，并且是出射許可狀態(tài)的情況下，指示電荷粒子束出射，在即使電荷粒子束產(chǎn)生裝置I處于可出射狀態(tài)，也不是出射許可狀態(tài)的情況下，指示電荷粒子束出射停止。
[0118]中央控制裝置46的可出射狀態(tài)維持功能46b和中央控制裝置46進(jìn)行的步驟SI 13的處理構(gòu)成以下的可出射狀態(tài)維持功能，即在接收到出射許可結(jié)束信號(hào)后，只工作設(shè)定待機(jī)時(shí)間，在出射許可狀態(tài)結(jié)束后也維持電荷粒子束產(chǎn)生裝置I的可出射狀態(tài)。
[0119]中央控制裝置46的選通照射功能46a和中央控制裝置46進(jìn)行的步驟S112、步驟S105、步驟SllO的處理構(gòu)成以下的出射控制功能，即如果在可出射狀態(tài)維持功能46b工作過程中，即在待機(jī)中再次成為出射許可狀態(tài)，則再次指示電荷粒子束出射，在可出射狀態(tài)維持功能46b工作結(jié)束后，即經(jīng)過了設(shè)定待機(jī)時(shí)間后，指示電荷粒子束產(chǎn)生裝置的減速。
[0120]~動(dòng)作~
[0121]分為案例I~3來說明本實(shí)施方式的電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作。
[0122]圖8是說明電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作的概念圖。橫軸表示時(shí)間?？v軸從上段開始表示移動(dòng)信號(hào)、出射許可范圍、出射許可狀態(tài)、加速器勵(lì)磁量、待機(jī)時(shí)間經(jīng)過、射束出射。
[0123]在表示目標(biāo)37的位置的移動(dòng)信號(hào)處于出射許可范圍的時(shí)間中，設(shè)定出射許可狀態(tài)。出射許可狀態(tài)被設(shè)定為從輸出出射許可開始信號(hào)到輸出出射許可結(jié)束信號(hào)為止的時(shí)間。
[0124]加速器勵(lì)磁量表不同步加速器4的偏向電磁鐵的勵(lì)磁量。在勵(lì)磁量小時(shí),將射束入射到同步加速器，對(duì)射束進(jìn)行加速，在勵(lì)磁量大并為一定時(shí)，能夠出射射束。將該狀態(tài)稱為可出射狀態(tài)。在可出射狀態(tài)下，根據(jù)出射許可開始信號(hào)開始射束的出射。在根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)停止射束的出射后(在本實(shí)施方式中進(jìn)一步經(jīng)過設(shè)定時(shí)間后)，降低加速器勵(lì)磁量而減速，開始下一個(gè)射束的入射準(zhǔn)備。
[0125](案例1:通常出射)
[0126]電荷粒子束產(chǎn)生裝置處于可出射狀態(tài)，根據(jù)射許可開始信號(hào)的接收而開始射束的出射(S101 — S102 — S103 — S122 — S104 — S105)。
[0127]在點(diǎn)掃描照射法中，在一個(gè)點(diǎn)上照射目標(biāo)射線量，如果點(diǎn)照射完成，則進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)照射。在處于出射許可狀態(tài)的期間，重復(fù)進(jìn)行點(diǎn)照射(S105 — S204 — S205 — S206 — S207 —S208 — S209 —(重復(fù) S203 ~S209))。
[0128](案例2:選通關(guān)一出射停止一減速)
[0129]根據(jù)規(guī)則的移動(dòng)信號(hào)，規(guī)則地輸出出射許可結(jié)束信號(hào)。根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收而停止射束的出射(S124 — S106 — Slll — S206 — S213 —(重復(fù)S204))。
[0130]另一方面，通過接收出射許可結(jié)束信號(hào)，可出射狀態(tài)維持功能46b工作。即，到經(jīng)過設(shè)定待機(jī)時(shí)間為止，電荷粒子束產(chǎn)生裝置I維持可出射狀態(tài)。如果在待機(jī)中沒有再接收到出射許可開始信號(hào)而經(jīng)過了設(shè)定待機(jī)時(shí)間，則可出射狀態(tài)維持功能46b結(jié)束工作。電荷粒子束產(chǎn)生裝置I對(duì)射速進(jìn)行減速(重復(fù)Slll — (S112 —SI 13 —SI 14) — SI 12 —SI 13 —S110)。
[0131](案例3:選通關(guān)一出射停止一出射再開始)
[0132]在照射中，也有時(shí)不規(guī)則地輸出出射許可結(jié)束信號(hào)。根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收而停止射束的出射(S124 — S106 — Slll — S206 —S213—(重復(fù) S204))。
[0133]另一方面，根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，可出射狀態(tài)維持功能46b工作，電荷粒子束產(chǎn)生裝置I維持可出射狀態(tài)。如果在待機(jī)中再接收到出射許可開始信號(hào)，則再開始射束的出射(sill —(重復(fù) S112 — S113 — S114) — S112 — S105 — S204 — S205)。
[0134]~效果~
[0135]一邊與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行比較，一邊說明本實(shí)施方式的效果?，F(xiàn)有技術(shù)的電荷粒子照射系統(tǒng)不具有作為本實(shí)施方式的特征性結(jié)構(gòu)的可出射狀態(tài)維持功能46b。
[0136]圖9是表示現(xiàn)有技術(shù)的中央控制裝置46的處理內(nèi)容的控制流程。對(duì)與圖6相同的處理附加相同的符號(hào)。
[0137]中央控制裝置46在持續(xù)出射中，判定有無從照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65接收到出射許可結(jié)束信號(hào)(步驟S106)。在步驟S106中接收到出射許可結(jié)束信號(hào)的情況下，向照射控制裝置48發(fā)送出射停止信號(hào)(步驟SI 109)，并且為了對(duì)射束進(jìn)行加速，向加速器控制裝置47發(fā)送減速信號(hào)(步驟SI 10)。
[0138]圖10是說明現(xiàn)有技術(shù)的電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作的概念圖。說明與圖8的案例3對(duì)應(yīng)的案例。
[0139] 電荷粒子束產(chǎn)生裝置I處于可出射狀態(tài)，根據(jù)出射許可開始信號(hào)的接收，開始射束的出射(S101 — S102 — S103 — S122 — S104 — S105)。在處于可出射狀態(tài)的期間重復(fù)進(jìn)行點(diǎn)照射(S105 — S204 — S205 — S206 — S207 — S208 — S209 —(重復(fù) S203 — S209))。
[0140]由此，進(jìn)行圖示區(qū)域a的點(diǎn)照射。
[0141]在照射中，也有時(shí)不規(guī)則地輸出出射許可結(jié)束信號(hào)。根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，停止射束的出射(S124 — S106 — S109 — S206 — S213 —(重復(fù) S204))。
[0142]另一方面，根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，電荷粒子束產(chǎn)生裝置I馬上對(duì)射束進(jìn)行減速(S124 — S106 — S109 — S110)。
[0143]其結(jié)果是無法進(jìn)行圖示區(qū)域b的點(diǎn)照射。無法進(jìn)行高效的照射，由此整體的照射時(shí)間變長(zhǎng)，其結(jié)果是存在治療時(shí)間變長(zhǎng)的問題。
[0144]返回到圖8，說明本實(shí)施方式的情況3的射束出射再開始后的動(dòng)作。
[0145]根據(jù)出射許可開始信號(hào)的再接收，再開始射束的出射，重復(fù)進(jìn)行點(diǎn)照射(S112 — S105 — S204 — S205 ~S209 —(重復(fù) S203 ~S209))。
[0146]根據(jù)規(guī)則的移動(dòng)信號(hào)，規(guī)則地輸出出射許可結(jié)束信號(hào)。根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，停止射束的出射(S124 — S106 — Slll — S206 — S213 —(重復(fù) S204))。
[0147]其結(jié)果是進(jìn)行圖示區(qū)域b’的點(diǎn)照射。通過進(jìn)行高效的照射，能夠縮短照射時(shí)間，縮短治療時(shí)間。
[0148]~變形例子~
[0149]本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種變形。
[0150]1.關(guān)于可出射狀態(tài)維持功能46b的工作開始時(shí)刻，能夠進(jìn)行各種變形。上述實(shí)施方式的可出射狀態(tài)維持功能46b如果在步驟S124中從照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65接收到出射許可結(jié)束信號(hào)，則從接收時(shí)開始只待機(jī)設(shè)定待機(jī)時(shí)間，但如果在步驟Slll中向照射控制裝置48發(fā)送了出射停止信號(hào)，則也可以從發(fā)送時(shí)開始只待機(jī)設(shè)定待機(jī)時(shí)間。
[0151]2.關(guān)于出射許可狀態(tài)的設(shè)定，能夠進(jìn)行各種變形。上述實(shí)施方式的照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65將從輸出出射許可開始信號(hào)到輸出出射許可結(jié)束信號(hào)為止的期間設(shè)定為出射許可狀態(tài)，但也可以設(shè)為持續(xù)輸出出射許可信號(hào)，將從開始輸出出射許可信號(hào)到結(jié)束輸出出射許可信號(hào)為止的期間設(shè)定為出射許可狀態(tài)。
[0152]3.本實(shí)施方式作為照射方法以點(diǎn)掃描照射法為前提進(jìn)行了說明，但也能夠應(yīng)用于通過散射體擴(kuò)大射束的分布的2重散射體法、通過散射體圓形地掃描擴(kuò)展后的射束的梅花頭法。
[0153]〈第二實(shí)施方式〉
[0154]圖11是表示第二實(shí)施方式的中央控制裝置46的處理內(nèi)容的控制流程。對(duì)與圖6相同的處理附加相同的符號(hào)。
[0155]第一實(shí)施方式的可出射狀態(tài)維持功能46b在接收到出射許可結(jié)束信號(hào)后，只工作設(shè)定待機(jī)時(shí)間(圖6的SI 13)，但第二實(shí)施方式的可出射狀態(tài)維持功能46b也可以在接收到出射許可結(jié)束信號(hào)后，到接收到減速開始指令信號(hào)為止(即位于從移動(dòng)信號(hào)成為出射許可范圍外到超過減速開始指令值為止的范圍的期間)進(jìn)行工作(圖11的S113A)。
[0156]照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置65在步驟S124中向中央控制裝置46發(fā)送了出射許可結(jié)束信號(hào)后，判定移動(dòng)信號(hào)是否超過對(duì)出射許可范圍外設(shè)定的減速開始指令值(步驟S125)，如果移動(dòng)信號(hào)超過減速開始指令值，則向中央控制裝置46發(fā)送減速開始指令信號(hào)(步驟S126)。
[0157]圖12是說明第二實(shí)施方式的電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作的概念圖。
[0158]在表示目標(biāo)37的位置的移動(dòng)信號(hào)處于出射許可范圍的時(shí)間中設(shè)定出射許可狀態(tài)。電荷粒子束產(chǎn)生裝置I對(duì)射束進(jìn)行加速，設(shè)為可出射狀態(tài)。進(jìn)而根據(jù)出射許可開始信號(hào)開始射束的出射(案例I)。
[0159]根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)停止射束的出射，另一方面，可出射狀態(tài)維持功能46b工作，電荷粒子束產(chǎn)生裝置I維持可出射狀態(tài)(待機(jī))。
[0160]如果表示目標(biāo)37的位置的移動(dòng)信號(hào)超過減速開始指令值，則輸出減速開始指令信號(hào)。
[0161]如果在待機(jī)中沒有再接收到出射許可開始信號(hào)而接收到減速開始指令信號(hào)，則可出射狀態(tài)維持功能46b結(jié)束工作。電荷粒子束產(chǎn)生裝置I對(duì)射束進(jìn)行減速(案例2)。
[0162]在照射中，根據(jù)不規(guī)則的出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，停止射束的出射。另一方面，根據(jù)出射許可結(jié)束信號(hào)的接收，可出射狀態(tài)維持功能46b工作，電荷粒子束產(chǎn)生裝置I維持可出射狀態(tài)。如果在待機(jī)中再接收到出射許可開始信號(hào)，則再開始射束的出射(案例3)。
[0163]第二實(shí)施方式的電荷粒子照射系統(tǒng)的動(dòng)作與第一實(shí)施方式相同，能夠得到相同的效果。
[0164]〈第三實(shí)施方式〉
[0165]圖13是表示第三實(shí)施方式的照射控制裝置48的處理內(nèi)容的控制流程。對(duì)與圖7相同的處理附加相同的符號(hào)。
[0166]在第一實(shí)施方式中，如果在點(diǎn)照射中接收到出射停止信號(hào)，則停止出射(S206 — S213)，但也可以在完成點(diǎn)照射后轉(zhuǎn)移到待機(jī)狀態(tài)。即，在本實(shí)施方式中，不需要進(jìn)行步驟S206和步驟S213的處理。
[0167]在一個(gè)點(diǎn)的照射時(shí)間短，能夠無視該時(shí)間內(nèi)的目標(biāo)的移動(dòng)那樣的情況下，在點(diǎn)照射的途中不停止照射，由此與第一實(shí)施方式相比，控制變得簡(jiǎn)單。
[0168]附圖標(biāo)記說明
[0169]1:電荷粒子束產(chǎn)生裝置；2:射束輸送系統(tǒng)；3:直線加速器；4:同步加速器；5:高頻施加裝置；6:加速裝置；7:控制系統(tǒng)；8:高頻施加電極；9:高頻施加電源；11:出射用偏轉(zhuǎn)器;12:射束路徑;14、15、16:偏向電磁鐵；17:治療室；21:照射裝置；24:沙發(fā)；25:照射對(duì)象；31、32:掃描電磁鐵；33:射束位置檢測(cè)器；34:射線量監(jiān)視器；37:照射目標(biāo)；40:X射線CT裝置；41:照射計(jì)劃裝置；42:數(shù)據(jù)庫(kù)；46:中央控制裝置；46a:選通照射功能；46b:可出射狀態(tài)維持功能；47:加速器控制裝置；48:照射控制裝置；65:照射對(duì)象監(jiān)視控制裝置；66:照射對(duì)象監(jiān)視裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種電荷粒子照射系統(tǒng)，具備: 電荷粒子束產(chǎn)生裝置，其重復(fù)進(jìn)行電荷粒子的入射、加速、加速結(jié)束后的可出射狀態(tài)、減速； 照射裝置，其向照射對(duì)象照射來自該電荷粒子束產(chǎn)生裝置的電荷粒子束； 控制裝置，其控制上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置和上述照射裝置， 上述控制裝置具有以下功能: 照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)信號(hào)接收功能，其接收來自監(jiān)視照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)的照射對(duì)象監(jiān)視裝置的信號(hào)； 出射許可狀態(tài)設(shè)定功能，其與該照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)同步地輸出出射許可信號(hào)，設(shè)定出射許可狀態(tài)； 出射控制功能，其在上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置處于可出射狀態(tài)，并且是出射許可狀態(tài)的情況下，指示電荷粒子束出射，即使在上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置處于可出射狀態(tài)，也不是出射許可狀態(tài)的情況下，指示電荷粒子束出射停止， 該電荷粒子照射系統(tǒng)的特征在于， 上述控制裝置還具有以下功能:可出射狀態(tài)維持功能，其在上述出射許可狀態(tài)結(jié)束后工作，在上述出射許可狀態(tài)結(jié)束后，也維持上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置的可出射狀態(tài)， 上述出射控制功能如果在上述可出射狀態(tài)維持功能工作過程中，再次成為出射許可狀態(tài)，則再次指示電荷粒子束出射，在上述可出射狀態(tài)維持功能工作結(jié)束后，指示上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置的減速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷粒子照射系統(tǒng)，其特征在于， 上述可出射狀態(tài)維持功能只工作所設(shè)定的待機(jī)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷粒子照射系統(tǒng)，其特征在于， 上述可出射狀態(tài)維持功能根據(jù)指示上述出射許可狀態(tài)結(jié)束的信號(hào)，開始工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷粒子照射系統(tǒng)，其特征在于， 上述可出射狀態(tài)維持功能根據(jù)指示上述電荷粒子束出射停止的信號(hào)，開始工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷粒子照射系統(tǒng)，其特征在于， 上述可出射狀態(tài)維持功能只在上述照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)處于設(shè)定范圍的期間工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷粒子照射系統(tǒng)，其特征在于， 上述出射控制功能在接收到指示上述出射許可狀態(tài)結(jié)束的信號(hào)后，在照射了預(yù)定射線量后，指示電荷粒子束出射停止。
7.一種電荷粒子照射方法，是電荷粒子照射系統(tǒng)的電荷粒子照射方法，該電荷粒子照射系統(tǒng)具備電荷粒子束產(chǎn)生裝置、照射裝置、控制這些裝置和照射對(duì)象監(jiān)視裝置的控制裝置，該電荷粒子照射方法包括: 上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置重復(fù)進(jìn)行電荷粒子的入射、加速、加速結(jié)束后的可出射狀態(tài)、減速的出射待機(jī)步驟； 上述照射對(duì)象監(jiān)視裝置監(jiān)視照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)的照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)監(jiān)視步驟；與在上述照射對(duì)象狀態(tài)變動(dòng)監(jiān)視步驟進(jìn)行監(jiān)視的照射對(duì)象的狀態(tài)變動(dòng)同步地設(shè)定出射許可狀態(tài)的出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟； 在上述出射待機(jī)步驟處于可出射狀態(tài)，并且在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟是出射許可狀態(tài)的情況下，從電荷粒子束產(chǎn)生裝置出射電荷粒子束，進(jìn)而從照射裝置向照射對(duì)象出射該電荷粒子束的出射步驟； 在即使在上述出射待機(jī)步驟處于可出射狀態(tài)，在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟不是出射許可狀態(tài)的情況下，停止出射的出射停止步驟， 該電荷粒子照射方法的特征在于， 還包括:在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟出射許可狀態(tài)結(jié)束后，也維持上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置的可出射狀態(tài)的可出射狀態(tài)維持步驟， 在上述出射步驟中，如果在上述可出射狀態(tài)維持步驟維持可出射狀態(tài)的過程中，在上述出射許可狀態(tài)設(shè)定步驟再次成為出射許可狀態(tài)，則再次出射電荷粒子束， 在上述出射待機(jī)步驟中，在上述可出射狀態(tài)維持步驟可出射狀態(tài)維持結(jié)束后，上述電荷粒子束產(chǎn)生裝置對(duì)電 荷粒子束進(jìn)行減速。
【文檔編號(hào)】A61N5/10GK104053475SQ201280058710
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月30日
【發(fā)明者】藤井佑介, 梅川徹, 梅澤真澄, 白土博樹, 梅垣菊男, 宮本直樹, 松浦妙子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 國(guó)立大學(xué)法人北海道大學(xué)