波束监视系统以及粒子线照射系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带电粒子束(粒子线、离子束)的照射系统中的波束位置的监视系统，尤其涉及一种适合在向患部照射质子或碳离子等粒子线来进行治疗的粒子线治疗装置中使用的粒子线照射系统的波束监视系统。
【背景技术】
[0002]已知向癌症等患者的患部照射质子以及碳离子等带电粒子束的治疗方法。在该治疗中所使用的带电粒子束照射系统(粒子线射出装置或带电粒子束射出装置)具备带电粒子束产生装置，通过带电粒子束产生装置加速后的离子束经由第一波束输送系统以及设置在旋转台架上的第二波束输送系统到达设置在旋转台架上的照射装置。从照射装置射出离子束来向患者的患部进行照射。
[0003]作为照射装置的照射方式，已知例如在非专利文献I中记载的在通过散射体扩大波束后与患部形状相符合地进行切出的双重散射体方式(非专利文献I的2081页、图35)、wobbler法(非专利文献I的2084页、图41)以及使细的波束在患部区域内进行扫描的扫描方法(非专利文献I的2092页以及2093页)。
[0004]在上述波束照射方法中，基于对正常细胞的影响少且不需要喷嘴内置装置的特征，将目光集中在扫描方式中。该扫描方式的特征在于，对应于向照射对象的照射量来停止带电粒子束的输出，通过控制能量以及扫描电磁铁来变更称为点的带电粒子束的照射位置，在变更完成后重新开始带电粒子束的射出，由此在依次切换照射位置的同时与照射对象(患部)的形状相符地进行波束照射。
[0005]在电荷粒子照射系统中，为了与患部的形状相符地来进行照射，在扫描电磁铁的下游侧，且在照射对象即患者的紧前设置有波束位置监视器(以下，称为点位置监视器)。
[0006]该点位置监视器是由被称为多线的检测器(以下，称为通道)构成，是对于每个通道在电容器中蓄积由于波束的通过而产生的电荷量，并读出感应的电压的方式。由于在各通道中检测出的信号微弱，因此在通道的下游侧设置放大器，将在通道中检测出的信号经由放大器发送给信号处理装置，从而能够检测波束的位置以及宽度。
[0007]在此，非专利文献I中记载的现有的波束监视器的测量线间隔宽，为了提高位置宽度确定的测量精度，需要使测量线的间隔变窄，增加测量点。因此，在现有的点位置监视器中产生如下的问题:与通道数量相伴需要信号放大器以及信号处理装置，在波束的位置以及宽度检测中为了对所有的通道进行信号放大以及信号处理，通道数量越是增加监视器系统越是成为规模大且复杂的结构，从而成本增加。
[0008]非专利文献1:REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS、VOLUME.64，NUMBER 8、(AUGUST 1993)、P2074-2093.
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种在扫描方式的点照射中，具备用于提高位置宽度确定的测量精度的简单结构的波束监视系统以及具备该系统的粒子线照射系统。
[0010]为了解决上述课题，例如采用在权利要求书中记载的结构。
[0011]本发明包括多个用于解决上述课题的手段，举其一例，其特征在于，具备:收集电极，其具有多个将相邻的多个线电极作为一个组的所述组，检测通过的带电粒子束；第一信号处理装置，其将该收集电极的所述组中的一个线电极作为代表线电极，取得从该代表线电极输出的检测信号来进行信号处理；以及波束监视器控制装置，其根据来自所述第一信号处理装置的处理信号，求出通过了所述线电极的所述带电粒子束的波束位置。
[0012]根据本发明，在测量线点数多的波束监视系统中，能够以简单的结构实现用于正确地检测波束照射的位置宽度的系统。此外，与现有的监视器相同，能够仅根据测量值确定波束照射位置，因此即使在错误地照射波束时也能够瞬间确定照射位置，并且不需要复杂的处理能够确定正确的照射位置。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的粒子线照射系统的第一实施方式的全体结构的结构图。
[0014]图2是表示构成本发明的粒子线照射系统的第一实施方式的扫描照射系统以及照射控制系统的概要的结构图。
[0015]图3是扫描照射方式的带电粒子束照射的控制流程图。
[0016]图4是本发明的粒子线照射系统的第一实施方式的波束监视系统的概要图。
[0017]图5是表示本发明的粒子线照射系统的第一实施方式的波束监视系统中的线的连接结构的一例的概要图。
[0018]图6是表示本发明的粒子线照射系统的第一实施方式的波束监视系统中的波束监视器相关的分布确定为止的概要的图。
[0019]图7是光栅扫描方式的带电粒子束照射的控制流程图。
[0020]符号说明
[0021]I带电粒子束产生装置
[0022]2波束输送系统
[0023]3扫描照射装置
[0024]4控制系统
[0025]5中央控制装置
[0026]6治疗计划装置
[0027]7加速器/输送系统控制系统
[0028]8照射控制系统
[0029]8a患者设备控制装置
[0030]8aI旋转台架控制装置
[0031]8a2治疗台控制装置
[0032]8a3喷嘴内设备控制装置
[0033]Sb监视器监视控制装置
[0034]Sb I上游波束监视器监视控制装置
[0035]8b2下游波束监视器监视控制装置
[0036]8b2-l、8b2-2、8b2_3累计脉冲取得装置
[0037]8b2-4 CPU
[0038]8b3线量监视控制装置
[0039]8c扫描电磁铁电源控制装置
[0040]10治疗台
[0041]11照射喷嘴
[0042]Ila上游波束监视器
[0043]Ilb扫描电磁铁
[0044]Ilc线量监视器
[0045]Ild下游波束监视器
[0046]Ildl下游波束监视器(X轴方向)
[0047]lld2下游波束监视器(Y轴方向)
[0048]12带电粒子束
[0049]13患者/患部
[0050]14旋转台架
[0051]15前段加速器
[0052]16圆形加速器
[0053]21通过线电极测量出的测量分布
[0054]22监视器信号处理装置(数字信号处理)
[0055]24位置确定用电流频率变换器
[0056]25数据取得用电流频率变换器
[0057]40操作终端
[0058]S30扫描照射方式的加速器准备
[0059]S31扫描照射方式的扫描电磁铁设定
[0060]S32扫描照射方式的点线量目标设定
[0061]S33扫描照射方式的波束开启
[0062]S34扫描照射方式的线量已满
[0063]S35扫描照射方式的波束关断
[0064]S36扫描照射方式的波束位置/宽度计算
[0065]S37扫描照射方式的点照射控制流程部
[0066]S38扫描照射方式的层/能量变更控制流程部
[0067]S39扫描照射方式的治疗结束
[0068]S31A光栅扫描方式的扫描电磁铁设定
[0069]S32A光栅扫描方式的点线量目标设定
[0070]S35A光栅扫描方式的波束关断
[0071]S35B光栅扫描方式的G点扫描电磁铁设定
[0072]S35C光栅扫描方式的G点线量目标值设定
[0073]S36A光栅扫描方式的波束位置/宽度计算
[0074]S37A光栅扫描方式的点照射控制流程部
[0075]S38A光栅扫描方式的层/能量变更控制流程部
【具体实施方式】
[0076]以下，使用附图对本发明的波束监视系统以及粒子线照射系统的实施方式进行说明。
[0077](第一实施方式)
[0078]使用图1至图6，对本发明的波束监视系统以及粒子线照射系统的第一实施方式进行说明。
[0079]在本发明中，粒子线照射系统表示针对固定在治疗室内的治疗台(床装置)10上的患者的患部照射带电粒子束12(例如，质子射线或碳射线等)的系统。
[0080]首先，使用图1至图3对本发明的粒子线照射系统的结构进行说明。
[0081]图1是本实施方式的概要图，图2是构成本实施方式的带电粒子束照射系统的扫描照射装置的概要图，图3是扫描照射方式