CN102188777A - 射束调度器及射束调度器的射束分配方法 - Google Patents

射束调度器及射束调度器的射束分配方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种射束调度器及射束调度器的射束分配方法，其目的在于实现粒子束照射设施的有效利用。本发明所涉及的射束调度器(1)当从多个照射室(A～D)中的1个照射室收到照射请求时，对照射请求附加分派射束为止的最大容许等待时间，将照射请求追加到等候列表的顺序的末尾，判定到向1个照射室分配射束为止的预测等待时间是否超出最大容许等待时间，当判定为预测等待时间超出最大容许等待时间时，将该照射请求在等候列表中的顺序提前，向与等候列表的顺序的最高位的照射请求对应的照射室分配射束。

Description

射束调度器及射束调度器的射束分配方法
技术领域
本发明涉及一种在粒子束照射设施中管理对多个照射室的射束分配的射束(beam)调度器(scheduler)及射束调度器的射束分配方法。
背景技术
作为这种领域中的技术文献，有日本专利公表2007-501084号公报。在该公报中记载有如下系统：对多个照射室中的1个照射室自动分配粒子射束的系统，当在任何一个照射室都未分配有射束的状态下从照射室收到照射要求时，向提出照射要求的该照射室分配射束。
并且，在该系统中，当其他照射室中已分配有射束的状态下收到照射要求时，照射要求按照预先设定的优先顺序等级排列在等候列表上，按该等候列表的顺序分配射束。此时，当收到比已分配有射束的照射要求的优先顺序等级更高的优先顺序等级的照射要求时，以处于射束使用前的情况为条件来强制进行对高优先顺序等级的照射要求的射束分配。
专利文献1：日本专利公表2007-501084号公报
然而，在上述专利文献1中记载的系统中，每次提出高优先顺序等级的照射要求时，由于对低优先顺序等级的照射要求的分配被延期，所以有时低优先顺序等级的照射要求需要长时间等待。这样若患者长时间等待，则占据照射室但不进行治疗、而且根据患者的症状变动等推延治疗的可能性变高，所以存在妨碍粒子束照射设施的有效利用之类的问题。
发明内容
因此，本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种可以实现粒子束照射设施的有效利用的射束调度器及射束调度器的射束分配方法。
本发明的射束调度器，其在对多个照射室中的1个照射室供给射束的粒子束照射设施中，管理对多个照射室的射束的分配，其特征在于，具备：最大容许等待时间附加机构，当从多个照射室中的1个照射室收到射束的照射请求时，对照射请求附加到向1个照射室分配射束为止的最大容许等待时间；照射请求管理机构，将照射请求追加到等候列表的顺序的末尾；判定机构，判定到向1个照射室分配射束为止的预测等待时间是否超出最大容许等待时间；以及顺序变更机构，当通过判定机构判定为预测等待时间超出最大容许等待时间时，将该照射请求在等候列表中的顺序提前，该射束调度器向与等候列表的顺序的最高位的照射请求对应的照射室分配射束。
根据本发明所涉及的射束调度器，当在射束分配过程中从照射室收到照射请求时，照射请求按收到的顺序而排列在等候列表中，向与该等候列表的顺序的最高位的照射请求对应的照射室分配射束。并且，若判定为在等候列表上的照射请求的等待时间超出最大容许等待时间时，通过提前该照射请求的顺序，可以避免医生等治疗者或患者超出最大容许等待时间地长时间等待的现象。由此，可以避免在长时间的等候中根据患者的病状变动等而推延治疗，且可以实现粒子束照射设施的有效利用。而且，治疗者作出在最大容许等待时间内被分配到射束之类的预测而可以适当地进行治疗准备。这有助于粒子束照射设施的利用效率化。
在本发明中，优选还具备请求删除机构，其当从与排列在等候列表中的照射请求对应的照射室收到取消要求时，从等候列表中删除相应的照射请求。
若采用这种结构，则当治疗者判定为无需对照射室分配射束时，通过发送取消要求来删除该照射室的照射请求，所以可以避免不必要的射束分配。
并且，在本发明所涉及的射束调度器中，优选顺序变更机构进行如下操作：当通过进行照射请求的顺序的提前而导致其他照射请求的预测等待时间超出该其他照射请求的最大容许等待时间时，不进行提前而延长照射请求的最大容许等待时间。
此时，可以避免因提前而导致其他照射请求的预测等待时间超出最大容许等待时间。并且，延长最大容许等待时间以使其成为具有靠前顺序的照射请求的预测等待时间以上的长度，由此治疗者可以基于延长后的最大容许等待时间而作出有关被分配到射束的时间的预测。
另外，在本发明所涉及的射束调度器中，优选为：当从分配有射束的照射室收到推迟照射请求的顺序的推迟要求时，调换位于等候列表的顺序的最高位的照射请求和位于下一个的照射请求之间的顺序。
此时，通过在分配射束后提出推迟要求，可以向下一个顺序的照射室顺延调换射束的分配，由此可以调整治疗中所需的时间。其结果，可以避免因对患者的病状稳定化等进行等待等的理由而延长射束的分配时间，且可以实现粒子束照射设施的有效利用。
本发明的射束调度器的分配方法，其在对多个照射室中的1个照射室供给射束的粒子束照射设施中，管理对多个照射室的射束的分配，其特征在于，包括：最大容许等待时间附加工序，当从多个照射室中的1个照射室收到射束的照射请求时，对照射请求附加到向1个照射室分配射束为止的最大容许等待时间；照射请求管理工序，将照射请求追加到等候列表的顺序的末尾；判定工序，判定到向1个照射室分配射束为止的预测等待时间是否超出最大容许等待时间；顺序变更工序，当在判定工序中判定为预测等待时间超出最大容许等待时间时，将该照射请求在等候列表中的顺序提前；以及，分配工序，向与等候列表的顺序的最高位的照射请求对应的照射室分配射束。
根据本发明所涉及的射束调度器的射束分配方法，当在射束分配过程中从照射室收到照射请求时，照射请求按收到的顺序排列在等候列表中，向与该等候列表的顺序的最高位的照射请求对应的照射室分配射束。并且，当判定为在等候列表上的照射请求的预测等待时间超出最大容许等待时间时，通过提前该照射请求的顺序，可以避免医生等治疗者或患者超出最大容许等待时间地长时间等待。由此，可以避免在长时间的等候中根据患者的病状变动等而推延治疗，且可以实现粒子束照射设施的有效利用。而且，治疗者作出在最大容许等待时间内被分配到射束之类的预测而可以适当地进行治疗准备。这有助于粒子束照射设施的利用效率化。
发明效果
根据本发明，可以实现粒子束照射设施的有效利用。
附图说明
图1是表示具备本发明所涉及的射束调度器的粒子束照射设施的简要结构图。
图2是表示本发明所涉及的射束调度器的一实施方式的框图。
图3是表示接收到照射请求时的射束调度器的处理的流程图。
图4是表示等候列表的图。
图5是用于说明所预测的照射请求的预测等待时间与最大容许等待时间之间的关系的图。
图6是表示照射请求处于等候列表的顺序的最高位时的射束调度器的处理的流程图。
图中：1-射束调度器(照射请求管理机构、最大容许等待时间附加机构、预测所需时间附加机构、判定机构、顺序变更机构)，2-主控制部，3～6-终端，10-粒子束照射设施，11-供给源，12-主控制室，A～D-照射室。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的射束调度器及射束的分配方法的优选实施方式进行详细说明。
如图1及图2所示，本实施方式所涉及的射束调度器1在通过对患者体内的肿瘤照射粒子射束而进行癌等的治疗的粒子束照射设施10内使用。粒子束照射设施10具有：供给源11，产生质子束、中子束、碳离子束等射束；主控制室12，配置有控制供给源11的主控制部2；以及，4个照射室A～D，利用从供给源11供给的射束进行照射治疗。另外，粒子束照射设施10的照射室数不限于4个，只要具有2个以上的照射室即可。
粒子束照射设施10的供给源11是对回旋加速器或同步加速器等的带电粒子进行加速的粒子加速器。供给源11仅向照射室A～D中的某一个照射室供给射束。由供给源11产生的射束通过将射束的供给处切换成照射室A～D中的某一个的切换用电磁铁(未图示)而被引导至供给对象的照射室。供给源11及切换用电磁铁通过通信网络连接在主控制部2，并通过从主控制部2发送的信号而被控制。
射束调度器1是由1台或多台计算机构成的主控制部2的一部分，利用主控制部2内的CPU(Central Processing Unit)、存储器等硬件或软件构成。射束调度器1管理从供给源11产生的射束的对照射室A～D的分配。在此，对照射室的射束的分配是指，使成为供给对象的1个照射室占有由供给源11产生的射束的状态，具体而言，控制电磁铁等设备，以使得切断对供给对象以外的照射室的射束的供给，并且使射束仅被引导至供给对象的照射室。
射束调度器1通过通信网络与分别具备于照射室A～D的终端3～6连接。在各照射室A～D中，通过向每个终端3～6输入要求射束分配的照射请求RA～RD而向射束调度器1发送照射请求RA～RD。在射束调度器1中，对与接收到的照射请求RA～RD对应的照射室A～D进行射束的分配。在分配有射束的照射室中，利用从供给源11供给的射束进行患者的治疗。并且，在射束调度器1中，当从分配有射束的照射室发送射束照射的结束信号时，删除该照射室的照射请求，对与下一个照射请求对应的照射室分配射束。另外，射束调度器1具有技术方案中记载的最大容许等待时间附加机构、照射请求管理机构、判定机构、顺序变更机构、及请求删除机构的功能。
接着，参照附图对射束调度器1的射束的分配方法进行详细说明。首先，以从照射室A的终端3发送了照射请求RA的情况为例子，对接收到照射请求时的射束调度器1的处理进行说明。
如图3所示，射束调度器1首先接收从照射室A发送的照射请求(步骤S1)。此时，射束调度器1接收与照射请求RA一同输入到照射室A的终端3的、与最大容许等待时间及预测所需时间相关的信息。在此，最大容许等待时间是指医生等治疗者从提出照射请求到向照射室分配射束为止可容许的等待时间。并且，预测所需时间是指从射束分配至照射室到射束的使用结束而可以向下一个照射室分配射束为止的预测时间。预测所需时间被设定为具有充分的余量，以使得即使在治疗被拖延的情况下也不会在中途中断治疗。
最大容许等待时间及预测所需时间可以手动设定任意的值。例如根据患者的病状等需要早期治疗时，可以较短地设定赋予照射请求的最大容许等待时间。另外，不以手动进行设定时，最大容许等待时间及预测所需时间按照有关包含于照射请求中的射束的能量及强度的信息而通过终端3自动设定。
射束调度器1对所接收的照射请求附加(建立关联)最大容许等待时间及预测所需时间(步骤S2)。该步骤S2相当于技术方案中的最大容许等待时间附加工序，通过该步骤，将照射请求和与该照射请求对应的最大容许等待时间及预测所需时间建立关联。
在步骤S3中，射束调度器1判定射束是否已分配到其他照射室B～D中(即、来自其他照射室B～D的照射请求是否存在于等候列表中)。以下对等候列表进行说明。等候列表是指按分配射束的顺序来排列对应于照射室的照射请求的列表。将射束调度器1按照射室D、照射室C、照射室B、照射室A的顺序接收到照射请求RA～RD时的等候列表用图4表示。在图4所示的等候列表中，只要没有特别的其他指令，就向位于列表顺序的最高位的照射请求RD的照射室D分配射束。之后，若照射室D中的射束照射结束，则照射请求RD被删除而照射请求RC成为等候列表的最高位，进行对照射室C的射束分配。这样，依次进行向与位于等候列表的顺序的最高位的照射请求对应的照射室的射束分配。
在步骤S3中，当射束调度器1判定为射束未分配到任意一个照射室中(即、等候列表中，照射请求1个也不存在)时，照射请求RA追加到等候列表的顺序的最高位(步骤S4)。之后，射束调度器1暂且结束有关照射请求RA的处理。
另一方面，在步骤S3中，当射束调度器1判定为射束处于分配中(即、照射请求RB～RD中，至少存在一个)时，照射请求RA追加到等候列表的顺序的末尾(步骤S5)。该步骤S5相当于技术方案中的照射请求管理工序。
另外，关于前述的预测所需时间，也可以是如下形态：在追加到等候列表中的步骤S4或步骤S5中通过射束调度器1附加到照射请求中。同样地，关于最大容许等待时间，也可以是在步骤S5中通过射束调度器1附加到照射请求中的形态。此时，关于最大容许等待时间，计算等候列表中具有比照射请求RA靠前的顺序的照射请求RB～RD的预测所需时间的总计，并可以自动设定该总计时间以上长度的最大容许等待时间。这样，通过将最大容许等待时间自动设定成所预测的照射请求RA的等待时间以上的长度，可以避免治疗者或患者超出最大容许等待时间而长时间等待的情况。
之后，射束调度器1判定是否从照射室A接收到取消要求(步骤S6)。取消要求用于如下情况：因某些缘由想要取消照射请求RA的情况，例如患者病状骤变的情况或误发送照射请求RA的情况。当射束调度器1判定为接收到取消要求时，从等候列表中删除照射请求RA(步骤S7)。通过从等候列表中删除不必要的照射请求RA，可以有效地进行射束的分配。步骤S7之后，射束调度器1结束有关照射请求RA的处理。
当在步骤S6中判定为未接收到取消要求时，射束调度器1利用等待列表中具有靠前顺序的照射请求RB～RD的预测所需时间的总计来预测照射请求RA的预测等待时间，并且判定所预测的照射请求RA的预测等待时间是否超出最大容许等待时间(步骤S8)。该步骤S8相当于技术方案中的判定工序。图5是用于说明所预测的照射请求的预测等待时间与最大容许等待时间之间的关系的图。图5中，TA～TD分别表示附加到照射请求RA～RD的最大容许等待时间，SA～SD分别表示附加到照射请求RA～RD的预测所需时间。并且，StA～StD分别表示预测为射束分配到各照射室A～D的时刻，TmA～TmD分别表示最大容许等待时间TA～TD结束的时刻。
如图4及图5所示，在等待列表中按接收到的顺序排列有照射请求RA～RD时，射束调度器1按照射室D、照射室C、照射室B、照射室A的顺序进行射束的分配(参照图5的(提前之前))。此时，在照射请求RA中，由于被预测为对照射室A分配射束的时刻StA超出最大容许等待时间TA结束的时刻TmA，所以射束调度器1判定为预测等待时间超出最大容许等待时间TA。另一方面，在照射请求RC中，由于被预测为对照射室C分配射束的时刻StC未超出最大容许等待时间TC结束的时刻TmC，所以射束调度器1判定为预测等待时间未超出最大容许等待时间TC。
在图3的步骤S8中，当判定为所预测的照射请求RA的预测等待时间未超出最大容许等待时间时，射束调度器1暂且结束有关照射请求RA的处理。
另一方面，当判定为所预测的照射请求RA的预测等待时间超出最大容许等待时间时，射束调度器1判定能否使判定为预测等待时间超出最大容许等待时间的照射请求RA的顺序提前(步骤S9)。具体而言，如图5所示，当判定为所预测的照射请求RA的预测等待时间超出最大容许等待时间时，射束调度器1进行如下判定：在将照射请求RA的顺序提前至照射请求RB之前的情况下，若照射请求RB的预测等待时间不超出最大容许等待时间TB，则判定为可以提前，若照射请求RB的预测等待时间超出最大容许等待时间TB，则判定为不能提前。
在此，图5中所示的情况下，即使进行照射请求RA的提前，也可以维持照射请求RB中时刻StB比时刻TmB靠前的状态，照射请求RB的预测等待时间不会超出最大容许等待时间TB，所以射束调度器1判定为可以提前照射请求RA的顺序。该提前的结果是，在照射请求RA中也成为时刻StA不超出时刻TmA的状态，预测等待时间不超出最大容许等待时间TA。这样，在最大容许等待时间TA较短的照射请求RA与最大容许等待时间TB中有余量的照射请求RB之间，实现分配射束的顺序的适当的调整。其结果，在图5所示的情况下，所有的照射请求RA～RD能够在最大容许等待时间内进行射束分配，可以避免超出最大容许等待时间而使治疗者或患者长时间等待。
在图3的步骤S9中，当判定为可以提前照射请求RA的顺序时，射束调度器1进行提前照射请求RA的顺序的提前处理(步骤S10)。该步骤S10相当于技术方案中的顺序变更工序。之后，射束调度器1暂且结束有关照射请求RA的处理。
另一方面，当判定为不能将判定为预测等待时间超出最大容许等待时间的照射请求的顺序提前时，射束调度器1延长照射请求RA的最大容许等待时间(步骤S11)。具体而言，当判定为不能提前时，延长最大容许等待时间，以使其变得长于等待列表中具有比照射请求RA靠前的顺序的照射请求的预测所需时间的总计、即所预测的照射请求RA的预测等待时间。当延长了最大容许等待时间时，向提出了照射请求RA的照射室A通知延长后的最大容许等待时间。之后，射束调度器1暂且结束有关照射请求RA的处理。
接着，对照射请求RA处于等候列表的顺序的最高位时的射束调度器的处理进行说明。
如图6所示，射束调度器1首先识别照射请求RA位于等候列表的顺序的最高位(步骤S20)。之后，射束调度器1进行对提出了照射请求RA的照射室A的射束分配(步骤S21)。该步骤S21相当于技术方案中的分配工序。
射束分配之后，射束调度器1判定是否接收到推迟照射请求RA的顺序的推迟要求(步骤S22)。这种推迟要求用于想暂时中断射束的使用等情况，通过治疗者对终端3进行操作而被发送到射束调度器1。
射束调度器1当判定为接收到推迟要求时，调换位于等候列表的顺序的最高位的照射请求RA和等候列表中位于照射请求RA的下一个顺序的照射请求之间的顺序(步骤S23)。之后，射束调度器1再次识别到照射请求RA位于等候列表的顺序的最高位为止中断有关照射请求RA的处理。这样，通过分配有射束的照射室A提出推迟要求，可以将射束的分配顺延调换到下一个顺序的照射室，由此可以调整治疗时间。其结果，可以避免因对患者的病状稳定化等进行等待等的理由而延长射束的分配时间，且可以实现粒子束照射设施10的有效利用。
另一方面，当在步骤S22中判定为未接收到推迟要求时，开始向照射室A内的患者的射束照射，射束调度器1检测射束的照射(步骤S24)。射束调度器1检测出射束的照射之后，判定是否从分配有射束的照射室A接收到有关射束使用结束的结束信号(步骤S25)。若预先设定的能量程度的照射结束，则结束信号自动发送到射束调度器1。此外，结束信号也可以通过治疗者的操作来发送。射束调度器1当判定为未接收到结束信号时，返回到步骤S24再次重复处理。在此，以未输入结束信号的状态直接接近预测所需时间的结束时刻时，射束调度器1也可以向照射室A执行通过终端3的警告处理。在治疗时间好像要超出预测所需时间时，治疗者例如可以通过与主控制室12的操作员联络来进行与其他照射室的时间调整等。
当在步骤S25中判定为接收到结束信号时，射束调度器1判断为该照射室中的射束的使用结束，从等候列表中删除照射请求RA(步骤S26)。之后，射束调度器1结束有关照射请求RA的处理。
根据以上说明的本实施方式所涉及的射束调度器1，当判定为照射请求的预测等待时间超出最大容许等待时间时，通过提前该照射请求在等候列表中的顺序，可以避免医生等治疗者或患者超出最大容许等待时间地长时间等待。由此，可以避免在长时间的等候中根据患者病状的变动等而推延治疗，且可以实现粒子束照射设施10的有效利用。而且，治疗者作出在最大容许等待时间内被分配到射束之类的预测而可以适当地进行治疗准备。这有助于粒子束照射设施10的利用效率化。
并且，根据该射束调度器1，在因提前而导致其他照射请求的预测等待时间超出最大容许等待时间的情况下，判定为不能提前，并延长最大容许等待时间，以使其变得长于所预测的照射请求的预测等待时间。由此，可以避免因提前而导致其他照射请求的预测等待时间超出最大容许等待时间，并且治疗者基于延长后的最大容许等待时间，可以作出有关被分配到射束的时间的预测。
并且，根据该射束调度器1，一旦被分配到射束之后，只要从照射室侧不进行推迟要求等就不会被中断，所以治疗者可以不用担心中断而专心于治疗。
本发明并不限于上述的实施方式。
例如可以是如下形态：当在步骤S9中射束调度器1判定为不能提前时，射束调度器1并非自动延长最大容许等待时间，而是向因其他照射室的照射请求的提前而被推迟从而超出最大容许等待时间的照射室、及进行提前的照射请求的照射室，关于紧急照射请求的存在进行联络，在这些照射室之间调整顺序或最大容许等待时间。或者，也可以是如下形态：射束调度器1延长自动设定最大容许等待时间的照射请求、即非紧急的照射请求的最大容许等待时间，优先进行治疗者通过照射室的终端而手动输入的照射请求的提前。
并且，向射束调度器1输入照射请求等的终端3～6可以设置于照射室A～D的外面，也可以设置于通过通信网络而与粒子束照射设施10连接的其他设施上。同样地，射束调度器1并不限于在配置于主控制室12的主控制部2内实现，也可以是通过与配置于其他场所的计算机协同发挥其功能的形态。并且，射束调度器1无需一定具有通过推迟要求来调换顺序的功能。

Claims (5)

1.一种射束调度器，在对多个照射室中的1个照射室供给射束的粒子束照射设施中，管理对所述多个照射室的所述射束的分配，其特征在于，具备：
最大容许等待时间附加机构，当从所述多个照射室中的1个照射室收到所述射束的照射请求时，对所述照射请求附加到向所述1个照射室分配所述射束为止的最大容许等待时间；
照射请求管理机构，将所述照射请求追加到等候列表的顺序的末尾；
判定机构，判定到向所述1个照射室分配所述射束为止的预测等待时间是否超出所述最大容许等待时间；以及
顺序变更机构，当通过所述判定机构判定为所述预测等待时间超出所述最大容许等待时间时，将该照射请求在所述等候列表中的顺序提前，
该射束调度器向与所述等候列表的顺序的最高位的所述照射请求对应的所述照射室分配所述射束。
2.如权利要求1所述的射束调度器，其特征在于，
还具备请求删除机构，当从与所述等候列表中排列的所述照射请求对应的所述照射室收到取消要求时，所述请求删除机构从所述等候列表中删除相应的照射请求。
3.如权利要求1或2所述的射束调度器，其特征在于，
当通过进行所述照射请求的顺序的提前而导致其他照射请求的所述预测等待时间超出该其他照射请求的所述最大容许等待时间时，所述顺序变更机构不进行所述提前而延长所述照射请求的所述最大容许等待时间。
4.如权利要求1或2所述的射束调度器，其特征在于，
当从分配有所述射束的所述照射室收到推迟所述照射请求顺序的推迟要求时，所述顺序变更机构调换位于所述等候列表的顺序的最高位的所述照射请求和位于下一个的所述照射请求之间的顺序。
5.一种射束分配方法，是射束调度器的射束分配方法，该射束调度器在对多个照射室中的1个照射室供给射束的粒子束照射设施中，管理对所述多个照射室的所述射束的分配，其特征在于，包括：
最大容许等待时间附加工序，当从所述多个照射室中的1个照射室收到所述射束的照射请求时，对所述照射请求附加到向所述1个照射室分配所述射束为止的最大容许等待时间；
照射请求管理工序，将所述照射请求追加到等候列表的顺序的末尾；
判定工序，判定到向所述1个照射室分配所述射束为止的预测等待时间是否超出所述最大容许等待时间；
顺序变更工序，当在所述判定工序中判定为所述预测等待时间超出所述最大容许等待时间时，将该照射请求在所述等候列表中的顺序提前；以及
分配工序，向与所述等候列表的顺序的最高位的所述照射请求对应的所述照射室分配所述射束。
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