波束监视系统以及粒子线照射系统的制作方法_3

文档序号:8349677阅读:来源:国知局
子束的目标线量值和容许值数据发送给监视器控制装置Sb。中央控制装置5根据照射数据中包括的波束能量信息以及照射位置信息,计算应当在扫描电磁铁Ilb中励磁的励磁电流值,求出励磁电流参数,向扫描电磁铁电源控制装置8c发送励磁电流参数。并且,中央控制装置5根据治疗计划信息求出用于圆形加速器16的加速运转的运转参数和用于将从圆形加速器16射出的带电粒子束传送给照射喷嘴11的波束输送系统2的运转参数,并向加速器/输送系统控制系统7发送这些运转参数。
[0117]当治疗的准备完成时,医师从操作终端40的输入装置输入治疗开始信号。
[0118]输入了治疗开始信号的中央控制装置5向加速器/输送系统控制系统7发送指令信号。
[0119]接着,加速器/输送系统控制系统7对圆形加速器16以及波束输送系统2设定相当于最初照射的层(最初的波束能量信号)的运转参数。当设定了圆形加速器16以及波束输送系统2的运转参数,运转开始准备完成时(步骤S30),扫描电磁铁电源控制装置Sc根据励磁电流参数对扫描电磁铁Ilb进行励磁(步骤S31)。当在扫描电磁铁Ilb中励磁了与最初的照射点对应的励磁电流后,监视器监视控制装置8b的线量监视控制装置8b3根据针对该点位置的目标线量值来开始波束的照射线量的监视(步骤S32),照射准备完成。
[0120]当中央控制装置5发送了束射出开始指令时(步骤S33),加速器/输送系统控制系统7启动离子源,生成电荷粒子(质子或重粒子)。前段加速器15加速来自离子源的电荷粒子,并将其输出给圆形加速器16。圆形加速器16进一步加速带电粒子束。旋转的带电粒子束被加速至目标能量,从圆形加速器16向波束输送系统2射出。带电粒子束经由波束输送系统2到达扫描照射装置3。带电粒子束在照射喷嘴11内沿着波束轴行进,通过上游波束监视器11a、扫描电磁铁11b、线量监视器Ilc以及下游波束监视器lid。向患者13的患部照射从照射喷嘴11射出的带电粒子束。
[0121]线量监视控制装置8b3取得通过线量监视器Ilc测量出的测量数据并进行运算处理,求出针对该照射点的照射线量。直到针对最初的照射点的照射线量值达到目标线量值为止持续带电粒子束的照射。线量监视控制装置8b3在判定为照射线量值达到目标线量值时,对中央控制装置5输出照射已满信号(步骤S34)。中央控制装置5接收照射已满信号后停止带电粒子束的射出(步骤S35)。
[0122]接着,通过上游波束监视器监视控制装置8bl取得通过上游波束监视器Ila检测出的第一检测数据,并且通过下游波束监视器监视控制装置8b2取得通过下游波束监视器Ild检测出的第二检测数据。然后,求出照射的带电粒子束的位置以及波束宽度(步骤
536)。
[0123]运算处理结束,如果在波束位置以及波束宽度中没有异常(判定为波束位置在容许波束位置的范围内,且波束宽度在容许波束宽度的范围内),判定照射已满的照射点是否是层内的最后点位置。当判定为不是最后的照射点位置时(否时)返回步骤S31,扫描电磁铁电源控制装置8c变更扫描电磁铁11的励磁电流值以便对下一点照射带电粒子束。
[0124]在扫描电磁铁电源控制装置Sc根据励磁电流参数对扫描电磁铁Ilb进行了励磁时(步骤S31),监视器监视控制装置Sb的线量监视控制装置8b3根据针对下一照射位置的目标线量值来重新开始波束线量的监视(步骤S32)。之后,中央控制装置5发送波束射出开始指令,由此开始针对下一照射点位置的带电粒子束的照射(步骤S33)。
[0125]直到判定为照射已满的照射点是层内的最后的点位置为止(直到判定为是为止),重复从扫描电磁铁设定(步骤S31)到是否是最后的点的判定为止的控制流程(步骤
537)。
[0126]当对层内的所有点的照射完成时,中央控制装置5判定照射完成的层是否是针对患者13的最后的层。当不是最后的层时(否时),中央控制装置5向加速器/输送系统控制系统7发送指令信号。加速器/输送系统控制系统7对圆形加速器16以及波束输送系统2设定相当于下次照射的层的运转参数,开始下次的运转准备(步骤S30)。
[0127]直到所有的层照射完成为止重复该控制流程(步骤S38)。当所有点以及所有层的照射完成时,治疗结束(步骤S39)。
[0128]在此,对现有方式的下游波束监视器监视控制装置的波束位置以及波束宽度测量进行说明。
[0129]在下游波束监视器监视控制装置中,通过波束位置以及宽度测量处理,在确定下游波束监视器的所有通道数的测量数据后,减去各通道中的偏差量,检索峰值通道。在检索结束后,除去峰值通道的输出的N% (例如30%)以下的数据,进行拟合处理。之后,计算照射的波束的位置以及波束宽度。上游波束监视器监视控制装置同样进行这样的处理。
[0130]在现有方式中,尽管实际上计算波束位置以及波束宽度所需要的通道仅是峰值通道输出的N%以上的通道,但仍取得所有通道数据并进行处理。因此,需要对应于通道数量设置监视器信号处理装置内的脉冲计数器以及下游波束监视器监视控制装置内的累计脉冲取得装置。因此,存在越是通过比目前多的通道构成监视器系统,越是必须设置多个装置的问题。
[0131]为了解决这样的课题提出了本实施方式的波束监视系统。以下,参照图4至图6对本实施方式的波束监视系统进行说明。
[0132]图4是波束监视系统的概要图,图5是表示高精度监视器的线连接结构的一例的细节的图,图6表示了波束监视系统的波束监视器相关的分布确定为止的概要。
[0133]首先,使用图4对波束监视系统的结构进行说明。在此,在图4中作为波束监视系统以下游波束监视系统的结构为例进行说明。另外,上游波束监视系统具有与下游波束监视系统相同的结构,不同点仅是波束监视器的通道数,因此省略其详细的说明。
[0134]与上述的现有方式的监视器的结构相比,本实施方式的波束监视系统将监视器信号处理装置22分为位置确定用和数据取得用两个用途,通过对波束监视器部分的测量线与电流频率变换器的连接采取措施,具有正确的波束位置测量性能,能够成为减少了装置数量的简单的系统结构。
[0135]如图4所示,下游波束监视器Ild经由进行数字信号处理的监视器信号处理装置22与下游波束监视器监视控制装置8b2连接。
[0136]下游波束监视器Ild是多线离子室(Multi Wire 1n chamber)型的波束监视器。该下游波束监视器Ild具备:检测带电粒子束的X方向的通过位置的X电极lldl、检测Y方向的通过位置的Y电极lld2、施加电压的高压电极(电压施加电极,未图示)以及电流/频率变换器(脉冲发生器)24、25。
[0137]在本实施方式中,以从带电粒子束的行进方向的上游侧开始按照X电极、Y电极的顺序配置的结构为例进行说明,但也可以是按照Y电极、X电极的顺序配置的结构。
[0138]X电极Ildl以及Y电极lld2是具有等间隔地拉伸线电极(钨线等)的结构的电荷收集电极。将构成X电极Ildl以及Y电极lld2的线电极配置在带电粒子束的波束轨道上,来检测带电粒子束。通过向高压电极施加电压,在X电极与高压电极之间产生电场,在Y电极与高压电极之间产生电场。当带电粒子束通过离子室时,高压电极与X电极之间的气体以及高压电极与Y电极之间的气体电离,产生离子对。产生的离子对通过电场向X电极以及Y电极移动,通过线(之后,称为通道)被回收。因此,通过测量各通道的检测电荷量,能够测定波束形状21。此外,通过对各通道的检测电荷量进行运算处理,能够计算波束的重心位置以及波束宽度。
[0139]将在各通道检测出的电荷输出给电流/频率变换器24、25。电流/频率变换器24、25在将取得的电荷转换成脉冲信号后,向监视器信号处理装置22输出脉冲信号(检测信号)O
[0140]监视器信号处理装置22具备多个脉冲计数器22a,取得从电流/频率变换器24、25输入的脉冲信号来进行信号处理。
[0141]具体而言,监视器信号处理装置22的脉冲计数器根据输入的脉冲信号来累计脉冲数,将累计的脉冲数输出给下游波束监视器监视控制装置8b2的累计脉冲计数器取得装置8b2-l、8b2-2、8b2-3。
[0142]在本实施方式中,将电流频率变换器以及监视器信号处理装置的作用重新分为两个种类,准备位置确定用和数据取得用两个种类。
[0143]具体而言,如图4所示,作为位置确定用,从X电极lldl、Y电极lld2的所有测量线中按ch的排列顺序以某个间隔提取代表点将其作为代表线电极,将该代表线电极以一对一的关系与位置确定用电流频率变换器24连接,并按照监视器信号处理装置22、下游波束监视器监视控制装置8b2的顺序进行连接。
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