粒子射线治疗装置的制作方法

本发明涉及一种粒子射线治疗装置，所述粒子射线治疗装置对患者的患部照射粒子射线，用于对癌症等疾病进行治疗。

背景技术：

粒子射线治疗通过对患部组织照射粒子射线来使其遭受损伤从而进行治疗，是广义的放射线治疗之一。质子射线、重离子射线等粒子射线与γ射线、X射线等其他放射线不同，能够利用粒子射线的能量调整赋予放射剂量的深度方向的位置，能够根据患部的三维形状赋予放射剂量。为了产生规定能量的粒子射线而使用加速器。

加速器由用于形成环绕轨道的偏向电磁铁、使用高频电场对粒子射线进行加速的加速空洞、以及作为用于粒子射线通过的通路的真空管道等构成。偏向电磁铁的磁场随着粒子射线的加速(能量增大)，反映事先设计和射线束调整的结果，根据规定的运行模式发生变化。同时粒子射线的环绕频率也发生变化，因此为了稳定地进行加速，对上述加速空洞施加的高频信号也需要根据规定的运行模式对频率、振幅(强度)进行控制。这些运行模式需要与出射的粒子射线的能量对应地进行改变。此外，作为用于使被加速且达到规定能量的粒子射线从加速器出射的设备，具备出射用电极和出射用电磁铁。出射用电极利用电场作用使达到规定能量的粒子射线的轨道从环绕轨道改变为出射轨道，出射用电磁铁使出射轨道的粒子射线偏向而向加速器外部出射。该出射用电极和出射用电磁铁需要根据出射的粒子射线的能量对其设定进行改变。

由加速器出射的粒子射线通过输送系统，被引导至用于对患者进行照射的粒子射线照射装置。输送系统具备用于将粒子射线的轨道沿输送系统弯曲的偏向电磁铁、以及用于对粒子射线的发散和收敛进行控制的电磁铁等设备。此外，粒子射线照射装置也具备电磁铁、脊形过滤器等设备。这些设备也与出射用电极和出射用电磁铁相同，需要根据出射的粒子射线的能量对其设定进行改变。

另一方面，粒子射线治疗的照射方式可大致分为对照射对象即患者的整个患部一齐照射粒子射线的宽光束照射法、以及扫描粒子射线进行照射的扫描照射法。采用宽光束照射法时，照射的粒子射线为具有固定能量的粒子射线。相对于此，采用扫描照射法时，可采取使粒子射线的能量发生变化而对深度方向的宽广范围进行照射的方法。粒子射线能量的改变通过改变加速器的磁场和高频的运行模式来进行。因此，采用扫描照射法时，需要对各能量和各强度设定与能量和强度对应的加速器的运行模式。

将对加速器的各设备的运行参数进行汇总的文件称为操作文件(以下称OPF)。加速器读取OPF后，反复执行其运行模式。扫描照射法中，每个脉冲(每次溢出)一边切换OPF一边执行运行。将此称为脉冲到脉冲运行(记为P to P运行)。

关于P to P运行，作为公示运行的模式和时刻等信息的文献，例如具有专利文献1、专利文献2、专利文献3等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-176700号公报

专利文献2：日本专利特开2001-43999号公报

专利文献2：日本专利特开平8-298200号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

以P to P执行运行时，各判定时刻中，需要判定各设备是否已完成准备。例如，如果是电极的电压，则需要确认电极的电压已静定，进入下个阶段。假如静定未能赶在该判定时刻前，则待机到下个判定时刻，静定后再进入下个阶段。但是，考虑到缩短治疗时间的观点，优选为尽量缩短待机到下个判定时刻的时间。

另一方面，一边对放射剂量进行管理一边对照射放射剂量进行管理的被称为放射剂量控制照射(Dose Driven)的方式中，照射根据治疗计划决定的某固定放射剂量后进入下个阶段。采用放射剂量控制照射(Dose Driven)时，使用同步加速器进行加速后，在收到该放射剂量控制照射(Dose Driven)的达成信号前，无法判定是否需要在需要下次加速的时刻切换到下个OPF。

出射用电极和出射用电磁铁等出射设备需要高电压或大励磁电流，从开始施加、改变电压等到设定完成需要时间。或者，装置和成本增加，例如为了缩短时间需要非常大的电源等。此外，切换OPF时，根据切换前后的状态，到设定完成的时间各不相同。专利文献1～3中，这种着眼于设定需要时间的设备的OPF切换时刻等没有记载。

本发明的目的在于提供一种粒子射线治疗装置，其着眼于设定需要较长时间的较慢的出射设备，能够确保较多的出射设备的设定时间，进而能够缩短治疗所需的时间。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所述的粒子射线治疗装置，其具备：加速器，所述加速器具备加速设备群和出射设备群，所述加速设备群以从加速运行到减速运行的一系列的运行模式执行运行，作为一边使入射的粒子射线沿环绕轨道环绕一边加速而获得设定能量的粒子射线的运行循环，所述出射设备群在加速设备群执行出射运行时将设定能量的粒子射线引导至出射轨道使其出射；设备控制器，所述设备控制器对加速设备群的各设备和出射设备群的各设备进行控制；主时钟发生器，所述主时钟发生器发生赋予加速器的运行开始时间点的主时钟；粒子射线输送部，所述粒子射线输送部输送由加速器出射的粒子射线；以及粒子射线照射装置，所述粒子射线照射装置具备对向照射对象照射的粒子射线的放射剂量进行测定的放射剂量监控器，向照射对象照射由粒子射线输送部输送的粒子射线，其中，设备控制器确认在接收到主时钟的时间点加速设备群的运行准备已完成，然后输出指令，来以与设定能量对应的运行模式执行运行，当表示粒子射线已达到设定能量的信号即可出射信号接通，表示出射设备群对设定能量的设定已完成的信号即出射设备群设定状态信号接通时，输出指令，以对加速设备群执行出射运行。

发明效果

根据本发明，将加速设备群的OPF切换判定时刻与出射设备群的设定完成判定时刻设为不同时刻，因此可获得一种粒子射线治疗装置，其能够确保较多的出射设备的设定时间，能够缩短治疗所需的时间。

附图说明

图1是表示本发明所述的粒子射线治疗装置的概略结构的方块图。

图2是说明扫描照射法的示意图。

图3是用于说明加速设备群和出射设备群的动作的时序图。

图4是表示本发明实施方式1所述的粒子射线治疗装置的动作的时序图。

图5是表示比较例所述的粒子射线治疗装置的动作的时序图。

图6是表示本发明的粒子射线治疗装置的设备设定值存储器的数据的一例的图。

图7是表示本发明所述的粒子射线治疗装置的信号和数据的流向的方块图。

图8是表示本发明所述的粒子射线治疗装置的设备控制器的存储器的结构的一例的方块图。

图9是表示本发明实施方式2所述的粒子射线治疗装置的动作的时序图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示本发明实施方式1所述的粒子射线治疗装置的方块图。由入射器100的离子源产生的离子(例如氢离子(质子)、碳离子)的集合即粒子射线通过入射器100的前段直线加速器接受预加速，被加速到规定的动能。接受预加速的粒子射线由入射器100出射，一边通过各种电磁铁接受偏向、收敛和发散、轨道补正，一边被引导至同步加速器等主加速器10。主加速器10(以下仅称为加速器10)具备偏向电磁铁12、轨道补正用电磁铁、收敛或发散用四极电磁铁等各种电磁铁，使粒子射线在加速器10内沿着环绕轨道环绕，反复接受高频加速空洞11形成的加速电场。粒子射线通过高频加速空洞11的加速电场被反复加速，其动能随着加速而变高。随着动能变高，粒子射线的偏向等所需的磁场强度发生变化，因此构成加速器10的各种电磁铁、以及用于向高频加速空洞11赋予加速电场的高频源等需要根据时间使运行参数发生变化而运行，即需要使其执行模式运行。将这些执行模式运行的设备称为加速设备群1。

在加速器10中的粒子射线达到设定能量，能够取出粒子射线的时刻，通过以出射运行模式运行加速设备群1，从而粒子射线利用出射用电极2a被引导至出射轨道。出射轨道的粒子射线被出射用电磁铁2b偏向，被送出到加速器外的粒子射线输送部20。此处，把将出射的粒子射线引导至出射轨道的出射用电极2a以及使其由出射轨道向粒子射线输送部20偏向的出射用电磁铁2b称为出射设备群2。这些出射设备群2与加速设备群1的各设备不同，不执行模式运行，而被设定为与出射的粒子射线的能量对应的设定值。加速设备群1的运行模式以及出射设备群2的设定值等数据例如与粒子射线的能量对应地被储存到设备设定值存储器7。设备控制器4与扫描计算机3协同，使用设备设定值存储器7中储存的数据对加速设备群1的运行以及出射设备群2的设定等进行控制。

被引导至粒子射线输送部20的粒子射线被偏向电磁铁22等诱导至治疗室的粒子射线照射装置50。粒子射线输送部20具有旋转架时，旋转架被设定为规定角度，输送粒子射线。粒子射线输送部20的偏向电磁铁22等各设备为了能够利用粒子射线的能量输送粒子射线，而与出射设备群2相同，需要采取与设定能量对应的设定。粒子射线输送部20的各设备也一并作为出射设备群2。粒子射线照射装置50作为与本申请发明相关的设备，具备对粒子射线的放射剂量进行测量的放射剂量监控器5。粒子射线照射装置50采用扫描照射法时，具备扫描器51。进而，有时也具备散射体、脊形过滤器、多叶准直器、射程补偿器等。被输送到粒子射线照射装置50的粒子射线向与粒子射线照射装置50所具备的各设备的作用产生的粒子射线的前进轴垂直的方向，经过扫描、散乱、运动量的分散、准直、补偿等过程，以与固定在患者台上的患者60的患部形状一致的方式进行照射，直至向患者投放放射剂量。向患者投放的粒子射线的量利用放射剂量监控器5进行测定，用扫描计算机3对测定值进行处理，进行粒子射线照射直至投放放射剂量达到规定的放射剂量值。

此处，根据图2对扫描照射法的动作简单地进行说明。图2中，利用粒子射线照射装置50所具备的使粒子射线偏向扫描的扫描器51向照射对象即患者的患部61照射粒子射线。扫描器51以如下方式构成，即能够在与前进方向Z垂直的两个方向即XY二维中扫描粒子射线。深度方向的照射位置由粒子射线的能量决定。因此，通过利用扫描器51对某能量的粒子射线进行扫描照射，从而能够在与该能量对应深度的患部的层状的位置形成放射剂量分布。此处，将照射对象的以层状形成放射剂量分布的部分称为片层。图2中将片层的示意图表示为片层NO.1、片层NO.2、片层NO.3。各片层中，一边利用扫描器51使粒子射线反复移动和停留，一边每次停留时当由放射剂量监控器5测量的放射剂量达到治疗计划中规定的该照射位置的放射剂量后，使粒子射线移动到下个照射位置。向该片层的所有照射位置照射计划的放射剂量后，以与下个片层对应的能量的照射条件进行相同的照射。通过照射所有片层，从而能够向患部61赋予治疗计划中计划的放射剂量分布。

以上的照射法被称为点扫描照射法等。本发明不仅能够运用于点扫描照射法，还能够运用于使粒子射线不停留地进行扫描照射的被称为光栅扫描照射法或行扫描照射法的照射法、以及例如各片层中一边利用摇摆电磁铁使粒子射线在XY二维中旋转移动一边进行照射的被称为层压原体照射法或层扫描照射法的照射法等。即，本发明能够运用于整个照射方法，所述照射方法在与粒子射线的设定能量对应的深度的患部的层状照射部分即片层(有时也称为层)上形成放射剂量分布，当该片层的照射放射剂量达到计划放射剂量后，将粒子射线的设定能量改变为下个设定能量，照射下个片层。

接着，使用图3对加速设备群1以及出射设备群2的动作进行说明。图3(a)是表示加速设备群1的运行模式的示意图的曲线图。作为加速器10的动作的期间，可大致分为执行对入射的粒子射线进行加速的加速运行的加速运行期间A、被加速的荷电粒子达到设定能量能够出射的可出射期间B、以及可出射期间B结束而执行使加速器中的粒子射线减速的减速运行的减速运行期间C。将从加速器10的加速运行到减速运行的运行称为运行循环。如图3(b)所示，可出射期间B例如由扫描计算机3输出可出射信号。输出可出射信号的期间，出射设备群2的设定为能够出射该设定能量的粒子射线的设定时，根据出射运行模式使加速设备群1执行出射运行，从而利用出射设备群2的作用将粒子射线向粒子射线输送部20出射。将该出射的粒子射线的输出强度表示为图3(c)的出射溢出。出射过程中，与该设定能量对应的片层的所有照射位置中，由放射剂量监控器5测定的放射剂量达成时，例如由扫描计算机3输出放射剂量达成信号，使加速设备群1的出射运行结束。图3(c)中用B1表示出射的期间，该期间根据出射运行模式使加速设备群1执行出射运行。若出射结束，则如图3(d)所示，将出射设备群2的设定值向与下个设定能量对应的设定值进行设定。出射设备群2的设备例如对电磁铁进行励磁的电磁铁电源，到设定值设定完成需要时间。

扫描照射法等对片层依次进行照射的照射法中，各片层的照射放射剂量每次达成时，将图3所示的加速器的运行循环的设定能量依次进行改变而执行运行。由如图2所示的片层NO.1按顺序照射各片层的情况如图4所示。首先，若在時刻t0产生主时钟，则设备控制器4在确认表示加速设备群1的准备状态的图4(g)的加速设备群准备状态信号而该信号为接通时，向加速设备群1输出指示，使其以与用于照射片层NO.1的粒子射线的设定能量对应的运行模式执行运行。达到设定能量后，能够在時刻t1进行出射，图4(h)所示的可出射信号为接通。在時刻t1，如果出射设备群的设定完成时被设定为接通的信号即出射设备群设定状态信号(图4(d))为接通，则设备控制器4输出指令，使加速设备群1根据出射运行模式执行出射运行。加速设备群1执行出射运行期间，出射设备群2的设定为能够将此时的设定能量的粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20出射的设定，因此粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20出射，以图4(e)所示的時刻t1～t2期间的出射溢出进行出射。

在時刻t2，片层NO.1的照射放射剂量达成，例如由扫描计算机3向设备控制器4输出放射剂量达成信号，结束加速设备群1的出射运行。与此同时，向与用于照射下个片层NO.2的粒子射线的能量对应的设定，开始进行出射设备群2的设定。若开始进行出射设备群2的设定，则出射设备群设定状态信号在出射设备群2的设定完成的時刻t4前为关闭。在出射设备群2的设定完成的時刻t4，出射设备群设定状态信号为接通。

若在早于時刻t4的時刻t3产生主时钟，则设备控制器4在确认表示加速设备群1的准备状态的图4(g)的加速设备群准备状态信号而该信号为接通时，向加速设备群1输出指示，使其在下个运行循环中，以与用于照射下个片层NO.2的粒子射线的设定能量对应的运行模式执行运行。达到设定能量后，能够在時刻t5进行出射，可出射信号为接通。在時刻t5，设备控制器4确认出射设备群设定状态信号而该信号为接通，因此发出指令，使加速设备群1根据出射运行模式执行运行。加速设备群1执行出射运行期间，出射设备群2的设定为能够将此时的设定能量的粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20进行出射的设定，因此粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20以图4(e)所示的時刻t5～t6期间的出射溢出进行出射。此处，即便在可出射期间，继续出射粒子射线，照射片层NO.2的区域，在放射剂量达成前也无法进行照射。加速器10直接进入减速运行，结束该运行循环的运行。未达成放射剂量，因此需要进一步照射用于照射片层NO.2的能量的粒子射线。因此，出射设备群2的设定不改变。此外，出射设备群设定状态信号也保持接通。

接着，若在時刻t7产生主时钟，则加速设备群准备状态信号为接通时，设备控制器4向加速设备群1输出指示，使其在下个运行循环中，继续以与用于照射片层NO.2的粒子射线的设定能量对应的运行模式执行运行。利用加速设备群1开始该运行循环的运行，达到设定能量后，能够在時刻t8进行出射，可出射信号为接通。在時刻t8，设备控制器4确认出射设备群设定状态信号而该信号为接通，因此发出指令，使加速设备群1根据出射运行模式执行出射运行。加速设备群1执行出射运行期间，出射设备群2的设定为能够将此时的设定能量的粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20进行出射的设定，因此粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20以图4(e)所示的時刻t8～t9期间的出射溢出进行出射。在時刻t9，片层NO.2的照射放射剂量达成，接收放射剂量达成信号，结束加速设备群1的出射运行。与此同时，向与用于照射下个片层NO.3的粒子射线的能量对应的设定，开始进行出射设备群2的设定。若开始进行出射设备群2的设定，则出射设备群设定状态信号在出射设备群2的设定完成的時刻t11前为关闭。在時刻t11出射设备群设定状态信号为接通。

若在時刻t10产生主时钟，则加速设备群准备状态信号为接通时，设备控制器4向加速设备群1输出指令，使其以与用于照射下个片层NO.3的粒子射线的设定能量对应的运行模式执行运行。达到设定能量后，能够在時刻t12进行出射，可出射信号为接通。在時刻t12，设备控制器4确认出射设备群设定状态信号而该信号为接通，因此发出指令，使加速设备群1根据出射运行模式执行出射运行。加速设备群1执行出射运行期间，出射设备群2的设定为能够将此时的设定能量的粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20进行出射的设定，因此粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20以图4(e)的時刻t12～t13期间的出射溢出进行出射。在時刻t13，片层NO.3的照射放射剂量达成，接收放射剂量达成信号，结束加速设备群1的出射运行。与此同时，向与用于照射下个片层NO.4的粒子射线的能量对应的设定，开始进行出射设备群2的设定。若开始进行出射设备群2的设定，则出射设备群设定状态信号在出射设备群2的设定完成的時刻前为关闭。

反复执行如以上所示的运行，以与所有片层对应的粒子射线的各设定能量进行照射直至各片层的照射放射剂量达成，从而能够完成患部的全部区域的照射。另外，在产生主时钟的时间点，例如時刻t3中，加速设备群1的准备未完成，加速设备群准备状态信号为关闭时，加速设备群1的运行停止直至下个主时钟发生时间点即t7。此外，在可出射信号为接通的时间点，出射设备群2的设定未完成，出射设备群设定状态信号为关闭状态时，不执行加速设备群1的出射运行。因此，此时不使粒子射线由加速器10出射。

如以上所示，本发明实施方式1所述的粒子射线治疗装置的加速器中，分为2个阶段进行判断，分别是：根据在主时钟发生时间点加速设备群1的准备是否完成，判断是否向加速设备群1的设定能量而开始运行；根据在成为出射可的时间点出射设备群2的设定是否完成，判断是否使粒子射线由加速器出射。若该判断全部在主时钟发生时间点进行，如果出射设备群2的设定未在主时钟发生时间点完成，则即便在出射可时间点完成也不使其出射，产生1个运行循环的无用时间。

图5表示作为比较例产生无用时间的动作。片层NO.1的照射因放射剂量达成信号在時刻t2结束后，将出射设备群2开始设定为与下个片层NO.2的粒子射线的设定能量对应的设定值。若在设定完成前的時刻t3产生主时钟，则在该时间点判定加速设备群1的准备状态和出射设备群2的设定状态。出射设备群2的设定未完成，因此加速可信号为关闭，加速器10不执行加速运行直至下个主时钟发生时间点即時刻t7，或者加速器10即便执行加速动作也不在该运行循环中进行出射。如此，若仅在主时钟发生时间点判定加速设备群1的准备状态和出射设备群2的设定状态，则在该时间点出射设备群2的设定未完成时，发生1个运行循环的无用时间。相对于此，图4说明的本发明实施方式1所述的粒子射线治疗装置中，无用时间的发生被减少。进而，治疗时间被缩短。

以如上的本发明所述的粒子射线治疗装置的用于执行运行的动作、特别是设备控制器4的动作的示例为中心，更加具体地进行说明。各设备的运行参数等例如按各片层被储存到设备设定值存储器7。被储存到设备设定值存储器7的数据的示例如图6所示。被储存的数据按各片层具有：能量、加速设备群1的各设备的模式运行的运行参数、出射设备群2的各设备的设定值、以及该片层的各照射位置的放射剂量等。片层NO.1例如为图2的最下层的片层，用于照射该片层NO.1的运行参数等例举为图5的最上行。照射片层NO.1的粒子射线的能量为233MeV，将用于用加速器对该能量的粒子射线进行加速的加速设备群1的各设备A₁、A₂、A₃……的运行参数表示为A₁1、A₂1、A₃1……，将用于出射、输送该能量的粒子射线的出射设备群的各设备B₁、B₂、B₃……的设定值表示为B₁1、B₂1、B₃1……。加速设备群1的各设备的运行参数为与从加速器的加速运行到减速运行的运行模式相应的模式的数据。此外，出射设备群2的各设备的设定值的数据为出射用电极2a的电压设定值、出射用电磁铁2b的励磁电流值、以及粒子射线输送部20的偏向电磁铁22的励磁电流值等。

接着，对设备控制器4如何向加速设备群1以及出射设备群2发出指示进行说明。图7是主要包含扫描计算机3以及设备控制器4之间的信号流向的方块图，图8是表示设备控制器4所具备的存储器的方块图。如图8所示，设备控制器4具备加速设备群第一运行存储器41和加速设备群第二运行存储器42的两个运行存储器作为加速设备群1的运行存储器，并且具备出射设备群设定值备用存储器43作为出射设备群的设定值存储器。加速设备群第一运行存储器41和加速设备群第二运行存储器42一方面储存当前运行循环的加速设备群1的运行参数，即作为当前运行存储器，另一方面储存下个运行循环的加速设备群1的运行参数，即作为下个运行存储器，从而进行动作。另外，表示加速设备群的准备状态的加速设备群准备状态信号以及表示出射设备群的设定完成状态的出射设备群设定状态信号可以由设备控制器4自身发生，也可以由扫描计算机3发生。这些信号如果设备控制器4能够确认，则可以由任何部分发生。

以下用与图4所示相同的动作对从片层NO.1开始照射的情况具体地进行说明。在加速设备群第一运行存储器41以及加速设备群第二运行存储器42中事先储存片层NO.1的运行参数即A₁1、A₂1、A₃1……作为初始值。另一方面，出射设备群2被设定为B₁1、B₂1、B₃1……作为各设备的初始设定。此外，在出射设备群设定值备用存储器43中事先储存与下个片层NO.2对应的各设定值B₁2、B₂2、B₃2……。由主时钟发生器6输出主时钟，产生主时钟中断。在产生主时钟中断的時刻t0，以加速设备群第一运行存储器41中储存的运行参数开始加速设备群1的运行。即，在该时间点，加速设备群第一运行存储器41为当前运行存储器，加速设备群第二运行存储器42为下个运行存储器。

在加速器内的粒子射线的能量达到设定能量且能够进行出射准备的時刻t1，由扫描计算机3输出可出射信号接通，在该时间点，设备控制器4确认出射设备群设定状态信号而该信号为接通，因此使加速设备群1根据出射运行模式执行出射运行。利用该出射运行和出射设备群2的作用，设定能量的粒子射线由粒子射线输送部20向粒子射线照射装置50输送，照射患者的患部的片层NO.1的层部分。若片层NO.1的照射放射剂量达成，则放射剂量达成信号由扫描计算机3输出，放射剂量达成信号导致发生中断。在放射剂量达成信号导致发生中断的時刻t2，设备控制器4发出指令，使加速设备群1停止出射运行动作。设备控制器4与此同时，将出射设备群设定值备用存储器43中储存的设定值发送给出射设备群2，开始与出射设备群2的片层NO.2对应的设定。此外，由设备设定值存储器7获取下次进行照射的片层NO.3的出射设备群2的设定值数据，更新出射设备群设定值备用存储器43的数据。进而与此同时，将出射设备群设定状态信号设定为关闭。在出射设备群2的设定完成的時刻t4，出射设备群设定状态信号设定为接通。此外，在放射剂量达成信号导致发生中断的時刻t3，将下个片层NO.2的运行参数即A₁2、A₂2、A₃2……储存到加速设备群第二运行存储器42。在该时间点，下个运行存储器中储存与下个片层NO.2对应的能量的运行参数。

在下次产生主时钟中断的時刻t3，设备控制器4确认加速设备群准备状态信号是否为接通而该信号为接通，因此以加速设备群第二运行存储器42即下个运行存储器中储存的片层NO.2的运行参数开始加速设备群1的运行。同时，将与加速设备群第二运行存储器42中储存的运行参数相同的片层NO.2的运行参数储存到加速设备群第一运行存储器41。在该时间点，加速设备群第二运行存储器42为当前运行存储器，加速设备群第一运行存储器41为下个运行存储器。

该运行循环中，在从可出射信号为接通的時刻t5到t6的期间，使粒子射线出射，向患部的片层NO.2的区域进行了照射，但是未达成计划的放射剂量，因此放射剂量达成信号未导致发生中断。因此，出射设备群2的设定值不进行改变，而结束运行循环。即，加速器的运行在减速运行前结束，在時刻t7发生下个主时钟中断。在该時刻t7，设备控制器4确认加速设备群准备状态信号而该信号为接通，因此以加速设备群第一运行存储器41即下个运行存储器中储存的片层NO.2的运行参数开始加速设备群1的运行。在产生主时钟中断的時刻t7，曾是下个运行存储器的加速设备群第一运行存储器41变为当前运行存储器，之前曾是当前运行存储器的加速设备群第二运行存储器42变为下个运行存储器。使变为下个运行存储器的加速设备群第二运行存储器42的数据与变为当前运行存储器的加速设备群第一运行存储器41的数据一致。此时，加速设备群第二运行存储器42中储存的数据为片层NO.2的数据，因此即便不使其进行变化，也储存与加速设备群第一运行存储器41中储存的运行模式数据相同的运行模式数据。

在加速器内的粒子射线的能量达到设定能量且能够进行出射准备的時刻t8，可出射信号被设定为接通，在该时间点，设备控制器4确认出射设备群设定状态信号。出射设备群设定状态信号为接通，因此设备控制器4根据出射运行模式使加速设备群1执行出射运行。利用出射设备群2的作用，设定能量的粒子射线进行出射，继续照射患者的患部的片层NO.2的层部分。若片层NO.2的照射放射剂量达成，则放射剂量达成信号由扫描计算机3输出，放射剂量达成信号导致发生中断。在放射剂量达成信号导致发生中断的時刻t9，设备控制器4发出指示，使加速设备群1停止出射运行动作。设备控制器4与此同时，将出射设备群设定值备用存储器43中储存的设定值发送给出射设备群2，开始与出射设备群2的片层NO.3对应的设定。进而与此同时，将出射设备群设定状态信号设定为关闭。在出射设备群2的设定完成的時刻t4，出射设备群设定状态信号设定为接通。此外，在放射剂量达成信号导致发生中断的時刻t9，将下个片层NO.4的加速设备群1的运行参数储存到加速设备群第二运行存储器42。在向加速设备群第二运行存储器42储存数据完成的时间点，将准备完成通知给扫描计算机3。在该时间点，下个运行存储器中储存与下个片层NO.4对应的能量的运行参数。

通过依次执行如以上所示的运行，照射所有片层，从而能够向患部61赋予治疗计划中计划的放射剂量分布。

对以上的设备控制器4的顺序进行总结，在产生主时钟中断的时间点，将过去曾是加速设备群的下个运行存储器的运行存储器的功能替换为当前运行存储器，利用该运行存储器中储存的运行模式数据使加速设备群的模式运行开始。与此同时，将变为下个运行存储器的运行存储器的数据与变为当前运行存储器的运行存储器的数据设为相同。即，产生主时钟中断前，加速设备群第一运行存储器41为当前运行存储器，加速设备群第二运行存储器42为下个运行存储器时，产生主时钟中断后，加速设备群第二运行存储器变为当前运行存储器，加速设备群第一运行存储器41变为下个运行存储器，根据当前运行存储器中储存的运行模式数据运行加速设备群1。在该时间点，将下个运行存储器即加速设备群第一运行存储器41的储存数据与当前运行存储器即加速设备群第二运行存储器42的储存数据设为相同。在产生主时钟中断的时间点，出射设备群2不进行设定改变。

接着，在加速器内的粒子射线的能量达到设定能量且能够进行出射准备的时间点，可出射信号被设定为接通，在该时间点，设备控制器4确认出射设备群设定状态信号。出射设备群设定状态信号为接通时，通过根据出射运行模式使加速设备群1执行运行，从而利用出射设备群2的作用，设定能量的粒子射线由粒子射线输送部20向粒子射线照射装置50输送，照射与设定能量对应的患者的患部的片层的层部分。照射过程中，照射放射剂量达到该片层的计划放射剂量后，放射剂量达成信号由扫描计算机3输出。如果在该运行循环中未达到该片层的计划放射剂量，则该运行循环结束，等待发生下个主时钟。

如果在可出射信号被设定为接通的时间点，出射设备群设定状态信号为关闭，则不使加速设备群1执行出射运行模式运行，而在减速运行前继续执行模式运行，结束该运行循环。

放射剂量达成信号导致发生中断时，设备控制器4发出指令，使加速设备群1停止出射运行动作。设备控制器4与此同时，将出射设备群设定值备用存储器43中储存的设定值发送给出射设备群2，开始用于出射与下次照射的片层对应的设定能量的粒子射线的出射设备群2的设定。此外，由设备设定值存储器7获取下次照射的片层的出射设备群2的设定值数据，更新出射设备群设定值备用存储器43的数据。进而与此同时，将出射设备群设定状态信号设定为关闭。在出射设备群2的设定完成的時刻，出射设备群设定状态信号设定为接通。放射剂量达成信号导致发生中断时，由设备设定值存储器7获取下个片层的加速设备群的运行模式数据，储存到加速设备群第一运行存储器或加速设备群第二运行存储器中被设定为下个运行存储器的运行存储器。在该时间点，加速器的该运行循环的运行未结束，因此加速设备群1以当前运行存储器的运行参数继续执行模式运行。

通过如以上所示进行动作，从而前一个片层的照射因放射剂量达成信号而完成后，开始出射设备群的各设备的设定，在加速器达到用于照射下个片层的粒子射线的设定能量前设定完成即可，能够确保设定需要时间的出射设备群的设备的较长的设定时间。

另外，以上的存储器的结构等为一例，只要设备控制器4为能够在规定的时间点获取与设定能量对应的加速设备群1的运行模式的数据以及出射设备群2的设定值数据的结构，则可以采用任意结构。

实施方式2.

图9是表示本发明实施方式2所述的粒子射线治疗装置的动作的时序图。实施方式1所述的粒子射线治疗装置中，在加速器内的粒子射线的能量达到设定能量且能够进行出射准备的时间点，可出射信号被设定为接通，在该时间点，设备控制器4参照出射设备群设定状态信号而该信号为接通时，使加速设备群1根据出射运行模式执行运行，利用出射设备群2的作用使设定能量的粒子射线进行出射。本实施方式2所述的粒子射线治疗装置中，在可出射信号为接通的时间点，即便出射设备群的设定未完成，若在可出射信号为接通的期间出射设备群的设定完成，则也使粒子射线进行出射。

图9的時刻t9前是与图4相同的动作，因此省略说明。在時刻t9，片层NO.2的照射放射剂量达成，接收放射剂量达成信号，结束加速设备群1的出射运行。与此同时，向与用于照射下个片层NO.3的粒子射线的能量对应的设定，开始进行出射设备群2的设定。若开始进行出射设备群2的设定，则出射设备群设定状态信号在出射设备群2的设定完成的時刻t12前为关闭，在時刻t12为接通。

若在時刻t10产生主时钟，则加速设备群准备状态信号为接通时，设备控制器4向加速设备群1输出指令，使其以与用于照射下个片层NO.3的粒子射线的设定能量对应的运行模式执行运行。达到设定能量后，能够在時刻t11进行出射，可出射信号为接通。但是，在時刻t11的时间点，出射设备群设定状态信号为关闭，因此无法由加速器使粒子射线出射。因此，等待出射设备群设定状态信号变为接通，在变为接通的时间点，向加速设备群1发出指令，使其以出射运行模式执行运行，加速设备群1根据出射运行模式执行出射运行。出射运行期间，出射设备群2的设定为能够将此时的设定能量的粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20进行出射的设定，因此粒子射线由出射轨道向粒子射线输送部20以图9(e)的時刻t12～t13期间的出射溢出进行出射。在時刻t13，片层NO.3的照射放射剂量达成，接收放射剂量达成信号，结束加速设备群1的出射运行模式。与此同时，向与用于照射下个片层NO.4的粒子射线的能量对应的设定，开始进行出射设备群2的设定。若开始进行出射设备群2的设定，则出射设备群设定状态信号在出射设备群2的设定完成的時刻前为关闭。

如以上所示，在可出射信号为接通的时间点，即便出射设备群2的设定未完成，如果在可出射信号为接通的期间出射设备群2的设定完成，则在此以后，可出射信号为接通的期间，也可以使粒子射线由加速器出射。

根据本实施方式2所述的粒子射线治疗装置的动作，能够确保出射设备群的各设备的设定时间比实施方式1更长。

符号说明

1 加速设备群、 2 出射设备群、 3 扫描计算机、

4 设备控制器、 5 放射剂量监控器、6 主时钟发生器、

7 设备设定值存储器、10 加速器、 20 粒子射线输送部、

50 粒子射线照射装置、51 扫描器、 61 照射对象(患者的患部)。