CN105792890A - 粒子射线治疗装置 - Google Patents

粒子射线治疗装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105792890A
CN105792890A CN201380081093.9A CN201380081093A CN105792890A CN 105792890 A CN105792890 A CN 105792890A CN 201380081093 A CN201380081093 A CN 201380081093A CN 105792890 A CN105792890 A CN 105792890A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control signal
signal
course
instruction
generating unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380081093.9A
Other languages
English (en)
Inventor
岩田高明
原田久
池田昌广
蒲越虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN105792890A publication Critical patent/CN105792890A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1079—Sharing a beam by multiple treatment stations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N2005/1074—Details of the control system, e.g. user interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1065—Beam adjustment
    • A61N5/1067—Beam adjustment in real time, i.e. during treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1068—Gating the beam as a function of a physiological signal

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physiology (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种能利用分时恰好同时地向多个治疗室输送射束的粒子射线治疗装置。粒子射线治疗装置(51)的射束输送系统(59)具有变更射束路径的射束路径变更器(16)，以将带电粒子射束(81)输送到多个粒子射线照射装置(58)中的某一个，治疗管理装置(95)具有射束路径控制器(18)，该射束路径控制器(18)生成对加速器(54)的出射器(62)进行控制的出射器控制信号(csiga)、和对射束路径变更器(16)进行控制的射束路径变更器控制信号(冲击控制信号(csigb))，以使得对于在同一治疗时间段进行治疗的多个粒子射线照射装置(58)，按每一个分配时间将带电粒子射束(81)输送到多个粒子射线照射装置(58)的某一个。

Description

粒子射线治疗装置
技术领域
本发明涉及用于医疗用、研究用的粒子射线治疗装置，尤其涉及能利用分时(time-sharing)向多个治疗室恰好同时地输送射束的粒子射线治疗装置。
背景技术
以往，被告知了粒子射线治疗装置中存在多个治疗室的情况。在现有的粒子射线治疗装置中，射束路径采用如下结构：利用被称为HEBT(高能射束传输：HighEnergyBeamTransport)系统的射束输送系统的电磁体将射束导入到所选择的一个治疗室。因此，原则上无法在多个治疗室中同时进行治疗。此外，通常利用偏转电磁体来进行该射束路径的切换。
专利文献1记载了如下粒子射线治疗装置：即、为了在存在多个治疗室的情况下提高治疗吞吐量，例外地利用呼吸导航(呼吸引导)来使各治疗室中的患者的呼吸相位发生偏离，从而恰好同时地在多个治疗室中进行治疗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开编号WO2012/032632A1(0036段～0038段，图1)
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1的粒子射线治疗装置能利用呼吸导航恰好同时地在多个治疗室中进行治疗，但以进行呼吸导航为前提，无法对应在不使用呼吸导航的情况下在多个治疗室中同时进行治疗的要求。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使不使用呼吸导航也能利用分时恰好同时地向多个治疗室输送射束的粒子射线治疗装置。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明的粒子射线治疗装置包括：多个治疗室；配置于多个治疗室的每一个的多个粒子射线照射装置；对带电粒子射束进行加速的加速器；将由加速器加速后的带电粒子射束输送给多个粒子射线照射装置的射束输送系统；以及对加速器、射束输送系统、多个粒子射线照射装置进行控制的治疗管理装置。射束输送系统具有对射束路径进行变更的射束路径变更器，以将带电粒子射束输送至多个粒子射线照射装置的某一个，治疗管理装置具有射束路径控制器，该射束路径控制器生成对加速器的出射器进行控制的出射器控制信号、和对射束路径变更器进行控制的射束路径变更器控制信号，以使得对于在同一治疗时间段进行治疗的多个粒子射线照射装置，按每一个分配时间将带电粒子射束输送到多个粒子射线照射装置的某一个，射束路径控制器基于多个呼吸门信号、和周期性选择多个粒子射线照射装置的某一个的分时信号来生成出射器控制信号及射束路径变更器控制信号，该多个呼吸门信号是对多个粒子射线照射装置照射带电粒子射束的多个患者的呼吸状态个别地进行监测、并按每个患者生成的许可带电粒子射束的照射的信号。
发明效果
根据本发明的粒子射线治疗装置，基于多个呼吸门信号和分时信号对射束输送系统的射束路径变更器及加速器的出射器进行控制，使得对于在同一治疗时间段进行治疗的多个粒子射线照射装置，按每一个分配时间将带电粒子射束输送至多个粒子射线照射装置的某一个，因此无需使用呼吸导航，而能利用分时恰好同时地向多个治疗室输送射束。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图2是图1的粒子射线照射装置的简要结构图。
图3是对图1的射束输送系统的主要部分进行说明的示意图。
图4是对比较例的射束输送系统的主要部分进行说明的示意图。
图5是说明本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图6是对本发明的呼吸信号和呼吸门信号进行说明的图。
图7是对本发明的分时信号进行说明的图。
图8是表示图1的射束路径控制器的图。
图9是说明本发明的实施方式1所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图10是表示本发明的实施方式2所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图11是表示图10的射束路径控制器的图。
图12是表示配置于图10的管道分岔部周边的阻尼器(damper)的图。
图13是说明本发明的实施方式2所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图14是表示配置于图10的管道分岔部周边的其他阻尼器的图。
图15是表示本发明的实施方式3所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图16是表示图15的射束路径控制器的图。
图17是说明本发明的实施方式3所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图18是表示本发明的实施方式4所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图19是表示图18的射束路径控制器的图。
图20是说明本发明的实施方式4所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图21是表示本发明的实施方式5所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图22是表示图21的射束路径控制器的图。
图23是说明本发明的实施方式5所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图24是表示本发明的实施方式6所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图25是表示图24的射束路径控制器的图。
图26是说明本发明的实施方式6所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图27是表示本发明的实施方式7所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图28是表示图27的射束路径控制器的图。
图29是表示图27的射束偏转器的侧视图。
图30是从上方观察图27的射束偏转器而得到的俯视图。
图31是对图27的射束偏转器的微带线进行说明的图。
图32是对图27的射束偏转器的射束控制进行说明的图。
图33是说明本发明的实施方式7所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图34是表示本发明的实施方式8所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图35是表示图34的射束路径控制器的图。
图36是说明本发明的实施方式8所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图37是表示本发明的实施方式9所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图38是表示图37的射束路径控制器的图。
图39是说明本发明的实施方式9所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图40是表示本发明的实施方式10所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图41是表示图40的射束路径控制器的图。
图42是说明本发明的实施方式10所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图43是表示本发明的实施方式11所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图44是表示图43的射束路径控制器的图。
图45是说明本发明的实施方式11所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
图46是表示本发明的实施方式12所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。
图47是表示图46的射束路径控制器的图。
图48是说明本发明的实施方式12所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置的结构图。图2是图1的粒子射线照射装置的简要结构图。粒子射线治疗装置51包括射束发生装置52、射束输送系统59、多个粒子射线照射装置58a、58b。粒子射线照射装置58b设置于治疗室29b所设有的旋转吊架(未图示)。粒子射线照射装置58b设置于没有旋转吊架的治疗室29a。另外，为了便于说明，在图1中将治疗室的个数设为2个来进行说明，但本发明的治疗室的个数并不限于2。
射束发生装置52具有离子源56、线性加速器53、作为同步加速器的圆形加速器(以后，简称为加速器)54。射束输送系统59的作用在于联络加速器54和粒子射线照射装置58a、58b。射束输送系统59具有：对从加速器54的出射器62射出的带电粒子射束81(参照图2)射入各粒子射线照射装置58a、58b的射束路径的射束路径进行变更的射束路径变更器16；从加速器54的出射器62到射束路径变更器16为止的上游射束输送系统23；从射束路径变更器16到粒子射线照射装置58a为止的下游射束输送系统24a；以及从射束路径变更器16到粒子射线照射装置58b为止的下游射束输送系统24b。下游射束输送系统24b的一部分设置于旋转吊架(未图示)，该部分具有多个偏转电磁体55a、55b、55c。利用治疗管理装置95联动地对射束发生装置52、射束输送系统59、粒子射线照射装置58a、58b进行控制。
由离子源56产生的质子射线、碳射线(重粒子射线)等粒子射线即带电粒子射束81被线性加速器53所加速，并从入射器61射入至加速器54。带电粒子射束81被加速至规定的能量。在加速器54中，利用高频电场进行加速，在被磁体弯曲的同时，加速至光速的约70～80％。从加速器54的出射器62射出的带电粒子射束81经由射束输送系统59被输送至粒子射线照射装置58a、58b。射束输送系统59中，将充分被赋予了能量的带电粒子射束81通过由真空管道(主管道20、下游管道22a、下游管道22b)制作而成的通路导入至所指定的治疗室的粒子射线照射装置58a、58b，在通路中，利用多个偏转电磁体12a～12h根据需要来改变轨道。粒子射线照射装置58a、58b根据患者30的照射对象31即患部的大小、深度来形成照射野，并将带电粒子射束81照射至照射对象31(参照图2)。经线性加速器53加速后的带电粒子射束81利用偏转电磁体12i、12j来改变轨道，从而导入至加速器54的入射器61。从主管道20分岔出的下游管道22a连接到粒子射线照射装置58a，从主管道20分岔出的下游管道22b连接到粒子射线照射装置58b。由虚线圆表示的部分是下游管道22a、22b从主管道20分岔出的管道分岔部21。
此处，记载为“所指定的治疗室”，从治疗效率的观点来看，如上所述粒子射线治疗装置一般包括多个治疗室。即，粒子射线照射装置58需要包括与治疗室的数量相对应的个数。一般而言，对于如上述那样由多个子系统构成的大型且复杂的系统，其在较多情况下由专门控制各子系统的子控制装置、和指挥并控制整体的主控制装置构成。对于本发明的实施方式1所示的粒子射线治疗装置51，也以采用该主控制装置和子控制装置的结构的情况来进行说明。为了简便起见，此处将具有射束发生装置52及射束输送系统59的子系统全部称为加速器系统。将粒子射线照射装置58或将粒子射线照射装置58及旋转吊架称为照射系统。治疗管理装置95具有控制粒子射线治疗装置51整体的主管理装置120、控制加速器系统的加速器系统控制装置121、控制粒子射线照射装置58a的照射管理装置88a、及控制粒子射线照射装置58b的照射管理装置88b。加速器系统控制装置121具有控制出射器62及射束路径变更器16的射束路径控制器18。
治疗室29a的治疗台25a上卧有患者30a。治疗室29a中配置有呼吸信号生成器26a，该呼吸信号生成器26a利用患者传感器27a来检测患者30a的呼吸状态，并生成呼吸信号psig1。治疗室29b的治疗台25b上卧有患者30b。治疗室29b中配置有呼吸信号生成器26a，该呼吸信号生成器26a利用患者传感器27b来检测患者30b的呼吸状态，并生成呼吸信号psig2。患者30a的患部是照射对象31a，患者30b的患部是照射对象31b。粒子射线照射装置的标号统一使用58，在区别说明的情况下使用58a、58b。治疗室、治疗台、患者、照射对象、患者传感器、呼吸信号生成器的标号分别统一使用29、25、30、31、27、26，在区别说明的情况下使用附加了a、b的标号。
图2中，粒子射线照射装置58包括：在与带电粒子射束81垂直的方向即X方向及Y方向上扫描带电粒子射束81的X方向扫描电磁体82及Y方向扫描电磁体83，位置监视器84，剂量监视器85，剂量数据转换器86，射束数据处理装置91，及扫描电磁体电源87。对粒子射线照射装置58进行控制的治疗管理装置95的照射管理装置88包括照射控制计算机89和照射控制装置90。剂量数据转换器86包括触发器生成部92、点计数器93、点间计数器94。图2中，带电粒子射束81的前进方向为-Z方向。
X方向扫描电磁体82是在X方向上扫描带电粒子射束81的扫描电磁体，Y方向扫描电磁体83是在Y方向上扫描带电粒子射束81的扫描电磁体。位置监视器84检测出射束信息，该射束信息用于计算由X方向扫描电磁体82及Y方向扫描电磁体83所扫描的带电粒子射束81通过的射束中的通过位置(重心位置)及尺寸。射束数据处理装置91基于由位置监视器84检测出的多个模拟信号构成的射束信息，来计算带电粒子射束81的通过位置(重心位置)及尺寸。射束数据处理装置91生成表示带电粒子射束81的位置异常、尺寸异常的异常检测信号，并将该异常检测信号输出到照射管理装置88。
剂量监视器85检测出带电粒子射束81的剂量。照射管理装置88基于由未图示的治疗计划装置所生成的治疗计划数据，控制患者30照射对象31中的带电粒子射束81的照射位置，若由剂量监视器85测定到的、且由剂量数据转换器86转换成数字数据的剂量达到目标剂量，则带电粒子射束81移动到下一个照射位置。扫描电磁体电源87基于从照射管理装置88输出的对X方向扫描电磁体82及Y方向扫描电磁体83输入的控制(指令)，使X方向扫描电磁体82及Y方向扫描电磁体83的设定电流改变。
此处，将粒子射线照射装置58的扫描照射方式设为在改变带电粒子射束81的照射位置时不使带电粒子射束81停止的光栅扫描照射方式，即、如点扫描照射方式那样射束照射位置依次在点位置间进行移动的方式。点计数器93测量带电粒子射束81的射束照射位置停留期间的照射剂量。点间计数器94测量带电粒子射束81的射束照射位置移动的期间的照射剂量。触发器生成部92在射束照射位置的带电粒子射束81的剂量达到目标照射剂量的情况下，生成剂量已满信号。
通过与专利文献1的粒子射线治疗装置(比较例)进行比较来说明实施方式1的粒子射线治疗装置51的射线路径的切换的概要。图3是对图1的射束输送系统的主要部分进行说明的示意图，图4是对比较例的射束输送系统的主要部分进行说明的示意图。比较例中，利用偏转电磁体100来切换带电粒子射束101和102。与此相对地，实施方式1的带电粒子治疗装置51在以下这一点上与比较例不同：即、使用偏转角度比偏转电磁体100的偏转角度θ1要小，但切换速度较快的射束路径变更器16。实施方式1的射束路径变更器16是冲击电磁体(kickerelectromagnet)10。以冲击电磁体10作为起点，将射束路径分岔为两个路径。在冲击电磁体10的射束前进方向上的直线且充分下游的位置配置有用于将射束路径导入治疗室29的偏转电磁体12e。带电粒子射束13是从冲击电磁体10直线前进的射束。带电粒子射束14是因冲击电磁体10而从带电粒子射束13偏转角度θ2而射入偏转电磁体12e，并被导入至治疗室29a的射束。
粒子射线治疗中，对照射对象31即患部提供与治疗计划相对应的剂量，并极力希望避免对周边的正常组织的所不期望的照射。因此，特别对于照射对象31伴随患者30的呼吸而移动的部位，进行呼吸同步照射。更具体地，一般而言，伴随呼吸而产生的脏器的移动在吐气的状态下最为稳定。因此，对于患者30，利用激光位移计等患者传感器27来测量腹部等，从而实时地监测呼吸的状态。如图1所示，将表示呼吸的状态的由患者传感器27测量到的信号即呼吸信号psig1、psig2输入至出射器62、控制射束路径变更器16的射束路径控制器18。
如图6所示，在呼吸信号psig1小于预先设定的某一阈值Th1时，即判断为处于吐气的状态的情况下，许可照射的呼吸门信号gsig1成为导通。在呼吸门信号gsig1为导通时，射束路径控制器18对出射器62进行控制，射出带电粒子射束81。图6是对本发明的呼吸信号和呼吸门信号进行说明的图。图6示出了呼吸信号psig1和呼吸门信号gsig1之间的关系。上侧为呼吸信号psig1，下侧为呼吸门信号gsig1。横轴为时间t，纵轴为呼吸信号psig1或呼吸门信号gsig1的信号值。图中的BL是呼吸信号psig1的基线。另外，图6中，将许可照射的呼吸门信号gsig1处于导通状态这一情况表示为信号值H状态(高信号值状态)。呼吸信号psig2和呼吸门信号gsig2之间的关系与图6相同，在呼吸信号psig2小于预先设定的某一阈值Th2时，即判断为处于吐气的状态的情况下，许可照射的呼吸门信号gsig2成为导通。
治疗管理装置95的加速器系统控制装置121对于在同一治疗时间段进行治疗的多个粒子射线照射装置58控制加速器54及射束输送系统59，从而按每个分配时间将带电粒子射束81输送到多个粒子射线照射装置58的某一个。在仅将带电粒子射束81输送到多个治疗室29a、29b的某一个的情况下，加速器系统控制装置121的射束路径控制器18使射束路径变更器16切换至相对应的射束路径，在带电粒子射束81所进行的照射治疗结束之前，不改变射束路径。
接着，说明多个治疗室29a、29b等中在同一时间段进行照射治疗的情况，即、说明带电粒子射束81照射到多个治疗室29a、29b等的照射需求发生重叠的情况。图5是说明本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。图5中记载了加速器54内的射束的波形、分时信号ssig、呼吸门信号gsig1、提供给治疗室29a(治疗室1)的照射电流Ibem1、呼吸门信号gsig2、提供给治疗室29b(治疗室2)的照射电流Ibem2、呼吸门信号gsig3、提供给其他的治疗室(治疗室3)的照射电流Ibem3。分时信号ssig是提供给射束路径变更器16的预先决定的周期性信号，是从多个治疗室29(多个治疗室的粒子射线照射装置58)指定一个的信号。分时信号ssig的具体例将在后文阐述。呼吸门信号gsig3是许可对其他的治疗室(治疗室3)进行照射的呼吸门信号。横轴为时间t，最上方的射束的纵轴是能量。分时信号ssig、呼吸门信号gsig1、gsig2、gsig3的纵轴是各信号的信号值，照射电流Ibem1、Ibem2、Ibem3的纵轴是电流值。
本发明中，在多个治疗室29对各个患者30分别进行呼吸状态的监测。图5示出了3个治疗室中带电粒子射束81的分配例，本发明的粒子射线治疗装置51在分时信号ssig所指定的每一个治疗室中、针对该治疗室的呼吸门信号成为导通的情况下，对带电粒子射束81进行分时并输送至该治疗室，通过照射一定时间的带电粒子射束81来向该治疗室的患者提供照射电流Ibem。照射电流的标号统一使用Ibem，在区别说明的情况下使用Ibem1、Ibem2、Ibem3等在最后附加数字的标号。
图5的最上段的射束的带电粒子被加速，成为平顶状态(射束的能量为规定值，高能量状态且稳定的状态)，之后进行减速。在加速器54内，带电粒子像这样重复加速途中状态、平顶状态、减速途中状态、低能量状态。在分时信号ssig表示治疗室1的期间T1、T4中，呼吸门信号gsig1为导通的情况下，进行控制使得带电粒子射束81从加速器54的出射器62射出，且射束路径变更器16将带电粒子射束81导入至治疗室1。通过上述控制，在期间T1、T4中将照射电流Ibem1提供给患者30的照射对象31。
在分时信号ssig表示治疗室2的期间T2、T5中，呼吸门信号gsig2为导通的情况下，进行控制使得带电粒子射束81从加速器54的出射器62射出，且射束路径变更器16将带电粒子射束81导入至治疗室2。通过上述控制，在期间T2、T5中将照射电流Ibem2提供给患者30的照射对象31。同样地，在分时信号ssig表示治疗室3的期间T3、T6中，呼吸门信号gsig3为导通的情况下，进行控制使得带电粒子射束81从加速器54的出射器62射出，且射束路径变更器16将带电粒子射束81导入至治疗室3。通过上述控制，在期间T3、T6中将照射电流Ibem3提供给患者30的照射对象31。
图7是对本发明的分时信号进行说明的图。图7示出了3个示例，即3个分时信号ssig-1、ssig-2、ssig-3。分时信号ssig-1是在一个信号中利用电压值的不同来进行治疗室的选择的示例。例如，在分时信号ssig-1的电压值为V1、V2、V3的情况下，分别选择治疗室1、治疗室2、治疗室3。分时信号ssig-2是利用2个信号pb0、pb1的电压值的组合来进行治疗室的选择的示例。例如，在信号pb0的电压值为高电平，信号pb1的电压值为低电平的情况下，选择治疗室1。在信号pb0的电压值为低电平，信号pb1的电压值为高电平的情况下，选择治疗室2。在信号pb0的电压值为高电平，信号pb1的电压值为高电平的情况下，选择治疗室3。分时信号ssig-3是利用3个信号pc1、pc2、pc3的电压值的组合来进行治疗室的选择的示例。例如，在信号pc1、pc2、pc3的电压值分别为高电平、低电平、低电平的情况下，选择治疗室1。在信号pc1、pc2、pc3的电压值分别为低电平、高电平、低电平的情况下，选择治疗室2。在信号pc1、pc2、pc3的电压值分别为低电平、低电平、高电平的情况下，选择治疗室3。
对射束路径控制器18进行详细说明。图8是表示图1的射束路径控制器的图，图9是说明本发明的实施方式1所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。图9的横轴是时间t。分时信号ssig、呼吸门信号gsig1、gsig2、出射器控制信号csiga、冲击控制信号csigb的纵轴是各信号的信号值，照射电流Ibem1、Ibem2的纵轴是电流值。射束路径控制器18具有生成分时信号ssig的分时信号生成部33，生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34，生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部36，及生成射束路径变更器控制信号即冲击控制信号csigb的冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)37。分时信号生成部33及呼吸门信号生成部34构成控制信号生成部35。
分时信号生成部33生成与在同一时间段进行照射治疗的治疗室相对应的分时信号ssig。图9示出了两个治疗室29a、29b在同一时间段进行照射治疗的示例。分时信号ssig是周期性信号，图9中从时刻t1到时刻t5为一周期。分时信号ssig的周期为Tc1。图9所示的分时信号ssig在第1周期期间中，从时刻t1到时刻t3为止是选择治疗室1的信号，从时刻t3到时刻t4为止是选择治疗室2的信号。在第2周期期间中，分时信号ssig从时刻t5到时刻t7为止是选择治疗室1的信号，从时刻t7到时刻t9为止是选择治疗室2的信号。利用加速器系统控制装置121进行控制，使得分时信号ssig的周期Tc1和加速器54中的带电粒子射束81的能量的增减周期基本一致。对加速器54进行控制，使得至少在将带电粒子射束81分配给多个治疗室的期间(t1～t4为止、t5～t9为止)，成为平顶状态。
可以任意决定治疗室1和治疗室2的分配时间。在治疗室1的患者和治疗室2的患者的总计照射时间差异较大的情况下，将分配给总计照射时间较长的患者的分配时间设得较长即可。在治疗室29a(治疗室1)的患者30a的总计照射时间比治疗室29b(治疗室2)的患者30b的总计照射时间要长的情况下，将分配给治疗室1的分配时间(t3-t1)设得比分配给治疗室2的分配时间(t4-t3)要长即可。由此，通过根据患者的总计照射时间来改变分配给治疗室1的分配时间，在变更切片时需要改变能量，因此若命中率为相同程度则能在多个治疗室使照射结束时刻相一致，从而无需多余地切断带电粒子射束81，能有效地利用带电粒子射束81。
呼吸门信号生成部34根据从呼吸信号生成器26a发送而来的呼吸信号psig1生成呼吸门信号gsig1，根据从呼吸信号生成器26b发送而来的呼吸信号psig2生成呼吸门信号gsig2。呼吸门信号gsig1、gsig2的生成方法如上所述。出射器控制信号生成部36接收呼吸门信号gsig1、gsig2，如下所示那样生成出射器控制信号csiga。图9中，在分时信号ssig表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，出射器控制信号生成部36输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。在分时信号ssig表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，出射器控制信号生成部36输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。若输出出射指令的条件变为不成立，则出射器控制信号生成部36将出射器控制信号csiga设为出射停止的状态，输出对出射器62指示停止射出带电粒子射束81的出射停止指令(信号值L状态)。图9中，第1周期期间中的时刻t2～时刻t4的期间、和第2周期期间中的时刻t6～时刻t7的期间、及时刻t8～时刻t9的期间是输出带电粒子射束81的出射指令的期间。
冲击控制信号生成部37接收分时信号ssig，并如下所示那样生成冲击控制信号csigb。图9中，在分时信号ssig表示治疗室1的情况下，冲击控制信号生成部37输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ib1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在分时信号ssig表示治疗室2的情况下，冲击控制信号生成部37输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ib2状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。冲击控制信号生成部37在是路径1指令的情况下将信号值Ib1的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径2指令的情况下将信号值Ib2的控制电流输出至冲击电磁体10。另外，图9中示出了以下示例：即，在分时信号ssig不表示任一个治疗室的情况下(不是治疗室1也不是治疗室2的情况下)，冲击控制信号csigb的信号值不是Ib1也不是Ib2的信号电平，例如为零电平。
在第1周期期间的时刻t2～时刻t3，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径1指令(信号值Ib1状态)，因此实施方式1的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t3～时刻t4，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径2指令(信号值Ib2状态)，因此实施方式1的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。
在第2周期期间的时刻t6～时刻t7，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径1指令(信号值Ib1状态)，因此实施方式1的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t8～时刻t9，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径2指令(信号值Ib2状态)，因此，实施方式1的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。
实施方式1的粒子射线治疗装置51利用偏转角度比偏转电磁体100要小但切换速度较快的射束路径变更器16来切换射束路径，因此与以往不同，无需使用呼吸导航，而能利用分时恰好同时地向多个治疗室29输送射束。实施方式1的粒子射线治疗装置51无需进行呼吸导航，因此患者能以患者固有的放松状态来进行粒子射线治疗。实施方式1的粒子射线治疗装置51不利用呼吸导航来强制性地引导呼吸周期，因此患者能安心从而快速转移至呼吸稳定状态，由此，能缩短治疗室的占有时间，与以往相比，能提高治疗吞吐量。
实施方式1的粒子射线治疗装置51中，患者能以患者固有的放松状态来进行粒子射线治疗，因此能使得呼吸的一周期中患者吐气的状态比以往要长，能使呼吸门信号gsig1、gsig2成为导通的时间变长。若呼吸门信号gsig1、gsig2成为导通的时间变长，则一次照射治疗中带电粒子射束81的照射切断处理减少，能缩短间断地照射带电粒子射束81的照射时间，即能缩短从照射开始到照射结束为止的照射时间。由此，能缩短治疗室29a、29b的占有时间，与以往相比，能提高治疗吞吐量。
另外，呼吸门信号(gsig1、gsig2、gsig3等)可以由射束路径控制器18以外的其他设备生成，该情况下，可以采用将外部生成的呼吸门信号输入至射束路径控制器18的结构。这一点在后述的其他实施方式中也相同。
实施方式1的粒子射线治疗装置51包括：多个治疗室29；配置于多个治疗室29的每一个的多个粒子射线照射装置58；对带电粒子射束81进行加速的加速器54；将由加速器54加速后的带电粒子射束81输送到多个粒子射线照射装置58的射束输送系统59；以及对加速器54、射束输送系统59、多个粒子射线照射装置58进行控制的治疗管理装置95。根据实施方式1的粒子射线治疗装置51，其特征在于，射束输送系统59具有变更射束路径的射束路径变更器16，从而将带电粒子射束81输送到多个粒子射线照射装置58中的某一个，治疗管理装置95具有射束路径控制器18，该射束路径控制器18生成控制加速器54的出射器62的出射器控制信号csiga、和控制射束路径变更器16的射束路径变更器控制信号(冲击控制信号csigb)，从而对于在同一治疗时间段进行治疗的多个粒子射线照射装置58，按每一个分配时间将带电粒子射束81输送到多个粒子射线照射装置58的某一个。射束路径控制器18个别地对多个粒子射线照射装置58照射带电粒子射束81的多个患者30的呼吸状态进行监测，并基于按对每一个患者30生成的许可带电粒子射束81的照射的多个呼吸门信号gsig1、gsig2、和周期性地选择多个粒子射线照射装置58中的某一个的分时信号ssig，来生成出射器控制信号csiga及射束路径变更器控制信号(冲击控制信号csigb)，因此，无需使用呼吸导航，能利用分时恰好同时地向多个治疗室29输送射束。
实施方式2.
图10是表示本发明的实施方式2所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图11是表示图10的射束路径控制器的图。图12是表示配置于图10的管道分岔部周边的阻尼器的图，图13是说明本发明的实施方式2所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式2的粒子射线治疗装置51在如下这一点上与实施方式1的粒子射线治疗装置51不同：在位于射束路径变更器16的下游侧的管道分岔部21设有切断带电粒子射束81的阻尼器11，治疗管理装置95具有向射束路径变更器16输出射束路径变更器控制信号即冲击控制信号csigd的射束路径控制器19。射束路径控制器19包括生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部39、及冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)40，以取代实施方式1的出射器控制信号生成部36、及冲击控制信号生成部37。冲击控制信号生成部40接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssig，并输出所生成的冲击控制信号csigd。出射器控制信号生成部39接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssig，生成与冲击控制信号csigd相对应的出射器控制信号csiga，并输出至出射器62。
利用图13对实施方式2的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。对与实施方式1不同的部分进行说明。出射器控制信号生成部39接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssig，如下所示那样生成出射器控制信号csiga。分时信号ssig的各周期期间中，在分时信号ssig表示最开始的治疗室即治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，出射器控制信号生成部39输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。出射器控制信号csiga一旦成为出射指令的状态，则分时信号ssig中维持出射指令的状态直至与最后的治疗室相对应的治疗室2的指定被解除为止。即，若分时信号ssig中与最后的治疗室相对应的治疗室2的指定被解除，则出射器控制信号生成部39将出射器控制信号csiga设为出射停止的状态，并输出对出射器62指示停止射出带电粒子射束81的出射停止指令(信号值L状态)。图13中，第1周期期间中的时刻t2～时刻t4的期间、和第2周期期间中的时刻t6～时刻t9的期间是输出带电粒子射束81的出射指令的期间。
冲击控制信号生成部40接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssig，并如下所述那样生成冲击控制信号csigd。图13中，在分时信号ssig表示治疗室1，且呼吸门信号gsig1为导通的情况下，冲击控制信号生成部40输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Id1状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在分时信号ssig表示治疗室2，且呼吸门信号gsig2为导通的情况下，冲击控制信号生成部40输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Id3状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。在分时信号ssig表示任一个治疗室(治疗室1、治疗室2)，且与该治疗室相对应的呼吸门信号(gsig1、gsig2)为断开的情况下，冲击控制信号生成部40输出指示对路径进行切换的路径3指令(信号值Id2状态)，从而将带电粒子射束81导入至阻尼器11。路径3指令与将带电粒子射束81输送到多个治疗室29中被指定的治疗室29的路径指令不同，也能将其称为切断向多个治疗室29输送带电粒子射束81的路径切断指令。
冲击控制信号生成部40在是路径1指令的情况下，将信号值Id1的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径2指令的情况下，将信号值Id3的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径3指令的情况下，将信号值Id2的控制电流输出至冲击电磁体10。另外，图13中示出了以下示例：即，在分时信号ssig不表示任一个治疗室的情况下(不是治疗室1也不是治疗室2的情况下)，冲击控制信号csigd的信号值是Id1、Id2、Id3以外的信号电平，例如为零电平。
在第1周期期间的时刻t2～时刻t3，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径1指令(信号值Id1状态)，因此实施方式2的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t3～时刻t4，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径2指令(信号值Id3状态)，因此实施方式2的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。在时刻t1～时刻t2，出射器控制信号csiga是出射停止指令(信号值L状态)，因此实施方式2的粒子射线治疗装置51不射出带电粒子射束81。
在第2周期期间的时刻t6～时刻t7，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径1指令(信号值Id1状态)，因此实施方式2的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t8～时刻t9，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径2指令(信号值Id3状态)，因此实施方式2的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。在时刻t5～时刻t6，出射器控制信号csiga是出射停止指令(信号值L状态)，因此实施方式2的粒子射线治疗装置51不射出带电粒子射束81。在时刻t7～时刻t8，出射器控制信号csiga为出射指令(信号值H状态)，但冲击控制信号csigd为路径3指令(信号值Id2状态)，因此实施方式2的粒子射线治疗装置51利用阻尼器11来切断带电粒子射束81。
另外，图13示出了时刻t1～时刻t2、时刻t5～时刻t6中，冲击控制信号csigd成为路径3指令(信号值Id2状态)的示例，但在时刻t1～时刻t2、时刻t5～时刻t6，出射器控制信号csiga为出射停止指令(信号值L状态)，因此冲击控制信号csigd也可以是信号值Id1状态、信号值Id3状态等其他的信号值状态。此外，以在位于射束路径变更器16的下游侧的管道分岔部21设有切断带电粒子射束81的一个阻尼器11的示例进行了说明，但也可以如图14所示那样对每一个下游射束输送系统个别地设置阻尼器11a、11b。图14是表示配置于图10的管道分岔部周边的其他阻尼器的图。
实施方式2的粒子射线治疗装置51起到与实施方式1相同的效果。实施方式2的粒子射线治疗装置51具备阻尼器11或阻尼器11a、11b，在分时信号ssig的各周期期间中，出射器控制信号csiga一旦成为出射指令的状态，则维持出射指令的状态直至分时信号ssig中与最后的治疗室相对应的治疗室2的指定被解除为止，在出射指令的状态的中途要切断带电粒子射束81的情况下，利用阻尼器11、11a、11b来进行切断，因此相比于实施方式1能高速地切断带电粒子射束81，相比于实施方式1能将更短时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31。
实施方式3.
图15是表示本发明的实施方式3所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图16是表示图15的射束路径控制器的图。图17是说明本发明的实施方式3所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式3的粒子射线治疗装置51在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，例如，治疗室1的呼吸门信号gsig1处于导通状态、另一个治疗室2的呼吸门信号gsig2处于导通状态的情况下，如下所示，进行控制，从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短时间切换带电粒子射束81。
实施方式3的治疗管理装置95与实施方式1的不同点在于，具有输出冲击控制信号csigb的射束路径控制器63，该冲击控制信号csigb的信号值以比实施方式1要短的时间进行变化。射束路径控制器63具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部46，生成冲击控制信号csigb的冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)47，及对出射器控制信号生成部46及冲击控制信号生成部47输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比实施方式1要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45，生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34，及生成对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽(mask)的屏蔽信号msig的屏蔽信号生成部44。分时信号ssiga在呼吸门信号gsig1、gsig2维持导通状态的期间，具有治疗室指定变化两次以上那样的周期Tc2。
利用图17对实施方式3的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。图17的横轴是时间t。分时信号ssiga、呼吸门信号gsig1、gsig2、屏蔽信号msig、出射器控制信号csiga、冲击控制信号csigb的纵轴是各信号的信号值，照射电流Ibem1、Ibem2的纵轴是电流值。另外，为了不使附图变得复杂，记载了分时信号ssiga以H电平和L电平来进行治疗室1和治疗室2的选择的示例。在分时信号ssiga为H电平的情况下，指定治疗室1，在分时信号ssiga为L电平的情况下，指定治疗室2。另外，分时信号ssiga也能以图7所示的分时信号ssig-1、ssig-2、ssig-3的形式构成。
如图7所示，分时信号生成部45生成比实施方式1的周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga。屏蔽信号生成部44接收呼吸门信号gsig1、gsig2，并生成屏蔽信号msig。屏蔽信号msig是例如在输出的信号值为H状态的情况下对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽(设为非有效)的屏蔽指令。屏蔽信号msig是在信号值为L状态的情况下将分时信号ssiga的治疗室选择设为有效的屏蔽解除指令。屏蔽信号生成部44在多个呼吸门信号中的至少两个呼吸门信号同时为导通的情况下，输出屏蔽解除指令的屏蔽信号msig。屏蔽信号生成部44在多个呼吸门信号不同时为导通的情况下，即、所有的呼吸门信号为断开或仅呼吸门信号中的一个为导通的情况下，输出屏蔽指令的屏蔽信号msig。
呼吸门信号gsig1在时刻t1～时刻t8为导通，呼吸门信号gsig2在时刻t3～时刻t10为导通，因此屏蔽信号生成部44在时刻t3～时刻t8的期间(期间A)中输出屏蔽指令(信号值为H状态)的屏蔽信号msig，在期间A的期间以外输出屏蔽解除指令(信号值为L状态)的屏蔽信号msig。
出射器控制信号生成部46接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，屏蔽信号msig，如下所示那样生成出射器控制信号csiga。首先，对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)具有以下3个情况。在屏蔽信号msig为屏蔽指令(信号值H状态)，且一个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1或呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)的情况(第1情况)下，出射器控制信号生成部46输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，分时信号ssiga表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况(第2情况)下，出射器控制信号生成部46输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，分时信号ssiga表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况(第3情况)下，出射器控制信号生成部46输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。在上述3个情况以外，出射器控制信号生成部46输出指示出射器62停止射出带电粒子射束81的出射停止指令(信号值L状态)。图17中，时刻t1～时刻t8的期间、和时刻t9～时刻t10的期间是输出带电粒子射束81的射出指令的期间。
冲击控制信号生成部47接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga、屏蔽信号msig，并如下所述那样生成冲击控制信号csigb。图17中，在屏蔽信号msig为屏蔽指令(信号值H状态)，且呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部47输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ib1状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，分时信号ssiga表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部47输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ib1状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。
在屏蔽信号msig为屏蔽指令(信号值H状态)、且呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部47输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ib2状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，分时信号ssiga表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部47输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ib2状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。
冲击控制信号生成部47在是路径1指令的情况下将信号值Ib1的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径2指令的情况下将信号值Ib2的控制电流输出至冲击电磁体10。另外，图17示出了以下示例：即，在路径1指令及路径2指令的任一个指令均未输出的情况下，冲击控制信号csigb的信号值不是Ib1也不是Ib2的信号电平，例如是零电平。
在时刻t2～时刻t4、时刻t5～时刻t6、时刻t7～时刻t8的各期间中，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径1指令(信号值Ib1状态)，因此实施方式3的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t4～时刻t5、时刻t6～时刻t7、时刻t9～时刻t10的各期间，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径2指令(信号值Ib2状态)，因此实施方式3的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。
实施方式3的粒子射线治疗装置51起到与实施方式1相同的效果。实施方式3的粒子射线治疗装置51包括射束路径控制器63，该射束路径控制器63利用周期比实施方式1的分时信号ssig要短的分时信号ssiga、和对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽的屏蔽信号msig，来生成冲击控制信号csigb及出射器控制信号csiga，在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)的情况下，具有照射请求，且能在由分时信号ssiga所指定的治疗室中向患者30的照射对象31提供较短时间宽度的照射电流。若进行更具体的说明，则如图17的时刻t3～时刻t8所示，在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2同时为导通状态的情况下，射束路径控制器63使冲击控制信号csigb中的路径指令短时间地变化多次，因而能将较短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31。
实施方式3的粒子射线治疗装置51能将比实施方式1要短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31，因此在如重绘照射(repaintingirradiation)那样地减少照射剂量(每隔一定时间所照射的粒子数)并进行多次照射的情况下，即进行在绘画中重复涂抹较浅颜料那样的照射的情况下，实施方式3那样高速切换射束路径的方法具有实际利益。
另外，图17中呼吸门信号示出了两个情况，但在呼吸门信号为三个的情况下，屏蔽信号msig如以下所示。屏蔽信号msig成为屏蔽指令时具有所有的呼吸门信号为断开的情况、和仅一个呼吸门信号为导通的3种情况，合计为4种。屏蔽信号msig为屏蔽解除指令是3个呼吸门信号gsig1、gsig2、gsig3同时为导通的情况、和3个呼吸门信号中的两个呼吸门信号同时为导通的情况(3种)，合计为4种。实施方式3的粒子射线治疗装置51也能应用于呼吸门信号为3个以上的情况。在呼吸门信号为3个以上的情况下，可以将进行控制使得以短时间切换带电粒子射束81的治疗室限制为2个。在分时信号ssiga的周期Tc2中，各治疗室29的选择期间的分配并不限于均等的情况，能任意地进行设定。
实施方式4.
实施方式3示出了如下示例：即、在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，利用比实施方式1要短的周期Tc2的分时信号ssiga、和对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽的屏蔽信号msig来进行控制，从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短时间切换带电粒子射束81。实施方式4中，说明了如下示例：即、在射束输送系统59具备阻尼器11的粒子射线治疗装置51中，进行控制使得对多个治疗室29以较短时间切换带电粒子射束81。
图18是表示本发明的实施方式4所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图19是表示图18的射束路径控制器的图。图20是说明本发明的实施方式4所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式4的治疗管理装置95与实施方式2的不同点在于，具有输出冲击控制信号csigd的射束路径控制器64，该冲击控制信号csigd的信号值以比实施方式2要短的时间进行变化。射束路径控制器64具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部57，生成冲击控制信号csigd的冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)60，对出射器控制信号生成部57及冲击控制信号生成部60输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比实施方式2要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45，生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34，及生成对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽(mask)的屏蔽信号msig的屏蔽信号生成部44。
实施方式4的粒子射线治疗装置51在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，例如，治疗室1的呼吸门信号gsig1处于导通状态、且另一个治疗室2的呼吸门信号gsig2处于导通状态的情况下，进行控制，从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短时间切换带电粒子射束81。在对具有来自多个治疗室29的照射请求的期间、和仅具有来自一个治疗室29的照射请求的期间进行切换时，实施方式4的粒子射线治疗装置51进行控制，从而使得能根据状况以较短时间切换到达相对应的治疗室29的射束路径和到达阻尼器11的射束路径。
首先，说明如下方法：在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，进行控制从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短时间切换带电粒子射束81。利用图20对实施方式4的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。图20的横轴是时间t。分时信号ssiga、呼吸门信号gsig1、gsig2、屏蔽信号msig、出射器控制信号csiga、冲击控制信号csigd的纵轴是各信号的信号值，照射电流Ibem1、Ibem2的纵轴是电流值。另外，为了不使图变得复杂，记载了分时信号ssiga以H电平和L电平来进行治疗室1和治疗室2的选择的示例。在分时信号ssiga为H电平的情况下，指定治疗室1，在分时信号ssiga为L电平的情况下，指定治疗室2。另外，分时信号ssiga也能以图7所示的分时信号ssig-1、ssig-2、ssig-3的形式来构成。
如图20所示，分时信号生成部45生成比实施方式2的周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga。屏蔽信号生成部44接收呼吸门信号gsig1、gsig2，并生成屏蔽信号msig。屏蔽信号msig是例如在输出的信号值为H状态的情况下，对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽(设为非有效)的屏蔽指令。屏蔽信号msig是在信号值为L状态的情况下将分时信号ssiga的治疗室选择设为有效的屏蔽解除指令。屏蔽信号生成部44在多个呼吸门信号中的至少两个呼吸门信号同时为导通的情况下，输出屏蔽解除指令的屏蔽信号msig。屏蔽信号生成部44在多个呼吸门信号不同时为导通的情况下，即、在所有的呼吸门信号为断开或仅呼吸门信号中的一个为导通的情况下，输出屏蔽指令的屏蔽信号msig。
呼吸门信号gsig1在时刻t1～时刻t8为导通，呼吸门信号gsig2在时刻t3～时刻t10为导通，因此屏蔽信号生成部44在时刻t3～时刻t8的期间(期间B)中输出屏蔽指令(信号值为H状态)的屏蔽信号msig，在期间B的期间以外输出屏蔽解除指令(信号值为L状态)的屏蔽信号msig。
出射器控制信号生成部57接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，如下所示那样生成出射器控制信号csiga。在至少一个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1或呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)的情况下(第1情况)，出射器控制信号生成部57输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。图20中，时刻t1～t10为止的期间是输出带电粒子射束81的出射指令的期间。图20中，在时刻t8～时刻t9的期间，分时信号ssiga维持出射指令的状态这一点与实施方式3的图17不同。
冲击控制信号生成部60接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga、屏蔽信号msig，并如下所述那样生成冲击控制信号csigd。图20中，在屏蔽信号msig为屏蔽指令(信号值H状态)，呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部60输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Id1状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，分时信号ssiga表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部60输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Id1状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。
在屏蔽信号msig为屏蔽指令(信号值H状态)，呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部60输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Id3状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，分时信号ssiga表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部47输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Id3状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。
在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，分时信号ssiga表示任一个治疗室(治疗室1、治疗室2)，且与该治疗室相对应的呼吸门信号(gsig1、gsig2)为断开的情况下，冲击控制信号生成部60输出指示对路径进行切换的路径3指令(信号值Id2状态)，从而将带电粒子射束81导入至阻尼器11。上述情况发生在对具有来自多个治疗室29的照射请求的期间、和仅具有来自一个治疗室29的照射请求的期间进行切换的时刻。
冲击控制信号生成部60在是路径1指令的情况下，将信号值Id1的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径2指令的情况下，将信号值Id3的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径3指令的情况下，将信号值Id2的控制电流输出至冲击电磁体10。另外，图20示出了以下示例：即，在路径1指令、路径2指令、路径3指令的任一个指令均未输出的情况下，冲击控制信号csigd的信号值是Id1、Id2、Id3以外的信号电平，例如是零电平。
在时刻t2～时刻t4、时刻t5～时刻t6、时刻t7～时刻t8，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径1指令(信号值Id1状态)，因此实施方式4的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t4～时刻t5、时刻t6～时刻t7、时刻t9～时刻t10，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径2指令(信号值Id3状态)，因此实施方式4的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。在时刻t8～时刻t9，出射器控制信号csiga为出射指令(信号值H状态)，但冲击控制信号csigd为路径3指令(信号值Id2状态)，因此实施方式4的粒子射线治疗装置51利用阻尼器11来切断带电粒子射束81。
实施方式4的粒子射线治疗装置51起到与实施方式2相同的效果。实施方式4的粒子射线治疗装置51包括射束路径控制器64，该射束路径控制器64利用周期比实施方式2的分时信号ssig要短的分时信号ssiga来生成冲击控制信号csigd及出射器控制信号csiga，在射束路径控制器64的屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)的情况下，具有照射请求，且能在由分时信号ssiga所指定的治疗室中向患者30的照射对象31提供较短时间宽度的照射电流。若进行更具体的说明，则如图20的时刻t3～时刻t8所示，在屏蔽信号msig为屏蔽解除指令(信号值L状态)，呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2同时为导通状态的情况下，射束路径控制器64使冲击控制信号csigd中的路径指令短时间内变化多次，因而能将较短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31。
实施方式4的粒子射线治疗装置51能将比实施方式2要短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31，因此在如重绘照射(repaintingirradiation)那样地减少照射剂量(每隔一定时间所照射的粒子数)并进行多次照射的情况下，即、在进行在绘画中重复涂抹较浅颜料那样的照射的情况下，实施方式4那样高速切换射束路径的方法具有实际利益。
另外，图20中呼吸门信号示出了2个情况，但在呼吸门信号为3个的情况下，屏蔽信号msig如以下所示。屏蔽信号msig成为屏蔽指令时具有所有的呼吸门信号为断开的情况、和仅一个呼吸门信号为导通的3种情况，合计为4种。屏蔽信号msig为屏蔽解除指令是3个呼吸门信号gsig1、gsig2、gsig3同时为导通的情况、和3个呼吸门信号中的2个呼吸门信号同时为导通的情况(3种)，合计为4种。实施方式4的粒子射线治疗装置51也能应用于呼吸门信号为3个以上的情况。在呼吸门信号为3个以上的情况下，可以将进行控制使得以短时间切换带电粒子射束81的治疗室限制为2个。在分时信号ssiga的周期Tc2中，各治疗室29的选择期间的分配并不限于均等的情况，能任意地进行设定。
实施方式5.
实施方式3示出了如下示例：即、在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，利用比实施方式1要短的周期Tc2的分时信号ssiga、和对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽的屏蔽信号msig来进行控制，使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短的时间切换带电粒子射束81。实施方式5中对如下示例进行说明：即、在不使用屏蔽信号msig的情况下进行控制，使得对多个治疗室29以较短时间切换带电粒子射束81，或向一个治疗室29提供较短时间的照射电流。
图21是表示本发明的实施方式5所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图22是表示图21的射束路径控制器的图。图23是说明本发明的实施方式5所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式5的粒子射线治疗装置51在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，例如，治疗室1的呼吸门信号gsig1处于导通状态、另一个治疗室2的呼吸门信号gsig2处于导通状态的情况下，进行控制，从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短时间切换带电粒子射束81。实施方式5的粒子射线治疗装置51在仅具有来自一个治疗室29的照射请求的情况下，进行控制从而使得以较短时间进行使出射器控制信号csiga导通及断开的切换，并对相对应的治疗室29以较短时间切换带电粒子射束81。换言之，实施方式5的粒子射线治疗装置5是以较短时间进行来自出射器62的射束出射及射束停止的切换、和以较短时间进行射束路径变更器16所进行的到达治疗室29的路径切换的粒子射线治疗装置。
实施方式5的治疗管理装置95与实施方式3同样地具有输出冲击控制信号csigb的射束路径控制器65，该冲击控制信号csigb的信号值以比实施方式1要短的时间进行变化。射束路径控制器65具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部57，生成冲击控制信号csigb的冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)50，对出射器控制信号生成部57及冲击控制信号生成部50输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比实施方式1要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45、和生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34。如图23所示，分时信号生成部45生成比实施方式1的周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga。
利用图23对实施方式5的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。图23的横轴是时间t。分时信号ssiga、呼吸门信号gsig1、gsig2、出射器控制信号csiga、冲击控制信号csigb的纵轴是各信号的信号值，照射电流Ibem1、Ibem2的纵轴是电流值。另外，为了不使图变得复杂，记载了分时信号ssiga以H电平和L电平来进行治疗室1和治疗室2的选择的示例。在分时信号ssiga为H电平的情况下，指定治疗室1，在分时信号ssiga为L电平的情况下，指定治疗室2。另外，分时信号ssiga也能以图7所示的分时信号ssig-1、ssig-2、ssig-3的形式来构成。
出射器控制信号生成部57接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，如下所示那样生成出射器控制信号csiga。首先，对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)具有以下4个情况。在仅一个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1或呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)，分时信号ssiga表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况(第1情况)下，出射器控制信号生成部57输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。在仅一个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1或呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)，分时信号ssiga表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况(第2情况)下，出射器控制信号生成部57输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。在多个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)，分时信号ssiga表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况(第3情况)下，出射器控制信号生成部57输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。
在多个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)，分时信号ssiga表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况(第4情况)下，出射器控制信号生成部57输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。在上述4个情况以外，出射器控制信号生成部57输出指示出射器62停止射出带电粒子射束81的出射停止指令(信号值L状态)。图23中，时刻t2～时刻t3的期间、时刻t4～时刻t5的期间、时刻t6～时刻t7的期间、时刻t8～时刻t13的期间、时刻t14～时刻t15的期间、时刻t16～时刻t17的期间、时刻t18～时刻t19的期间是输出带电粒子射束81的出射指令的期间。
冲击控制信号生成部50接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，并如下所述那样生成冲击控制信号csigb。图23中，在仅一个呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，即、在仅呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部50输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ib1状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在仅另一个呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，即、在仅呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部50输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ib2状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。
在多个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)，分时信号ssiga表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部50输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ib1状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在多个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)，分时信号ssiga表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，冲击控制信号生成部50输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ib2状态)，从而将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。
冲击控制信号生成部50在是路径1指令的情况下将信号值Ib1的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径2指令的情况下将信号值Ib2的控制电流输出至冲击电磁体10。另外，图23示出了以下示例：即，在路径1指令及路径2指令的任一个指令均未输出的情况下，冲击控制信号csigb的信号值不是Ib1也不是Ib2的信号电平，例如是零电平。
在时刻t2～时刻t3、时刻t4～时刻t5、时刻t6～时刻t7、时刻t8～时刻t9、时刻t10～时刻t11、时刻t12～时刻t13的各期间，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径1指令(信号值Ib1状态)，因此实施方式5的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t9～时刻t10、时刻t11～时刻t12、时刻t14～时刻t15、时刻t16～时刻t17、时刻t18～时刻t19的各期间，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigb是路径2指令(信号值Ib2状态)，因此实施方式5的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。
实施方式5的粒子射线治疗装置51起到与实施方式1相同的效果。实施方式5的粒子射线治疗装置51包括射束路径控制器65，该射束路径控制器65利用周期比实施方式1的分时信号ssig要短的分时信号ssiga来生成冲击控制信号csigb及出射器控制信号csiga，具有照射请求，且能在由分时信号ssiga所指定的治疗室中向患者30的照射对象31提供较短时间宽度的照射电流。若进行更具体的说明，则如图23的时刻t8～时刻t13所示，在呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2同时为导通状态的情况下，射束路径控制器65使冲击控制信号csigb中的路径指令在短时间内变化多次，并且如时刻t2～时刻t8、时刻t13～时刻t19所示，在仅一个呼吸门信号为导通(信号值H状态)的情况下，以与分时信号ssiga相同的周期Tc2对出射器控制信号csiga进行导通及断开的切换，因此能将较短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31。
实施方式5的粒子射线治疗装置51与实施方式3同样地能将比实施方式1要短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31，因此在如重绘照射(repaintingirradiation)那样地减少照射剂量(每隔一定时间所照射的粒子数)并进行多次照射的情况下，即进行在绘画中重复涂抹较浅颜料那样的照射的情况下，实施方式5那样高速切换射束路径的方法具有实际利益。实施方式5的粒子射线治疗装置51不使用屏蔽信号msig，因此与实施方式3相比具有控制信号生成部35的控制变得简便的优点。
另外，图23中示出了呼吸门信号为2个的情况，但实施方式5的粒子射线治疗装置51也能应用于呼吸门信号为3个以上的情况在分时信号ssiga的周期Tc2中，各治疗室29的选择期间的分配并不限于均等的情况，能任意地进行设定。
实施方式6.
实施方式5示出了如下示例：即、在射束输送系统59中不具备阻尼器11的粒子射线治疗装置51中，在不使用屏蔽信号msig的情况下进行控制，使得对多个治疗室29以较短时间切换带电粒子射束81，或向一个治疗室29提供较短时间的照射电流。实施方式6对如下示例进行了说明：即、在射束输送系统59中具备阻尼器11的粒子射线治疗装置51中，在不使用屏蔽信号msig的情况下进行控制，使得对多个治疗室29以较短时间切换带电粒子射束81，或向一个治疗室29提供较短时间的照射电流。
图24是表示本发明的实施方式6所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图25是表示图24的射束路径控制器的图。图26是说明本发明的实施方式6所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式6的粒子射线治疗装置51在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，例如，治疗室1的呼吸门信号gsig1处于导通状态、另一个治疗室2的呼吸门信号gsig2处于导通状态的情况下，进行控制，使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短时间切换带电粒子射束81。此外，实施方式6的粒子射线治疗装置51在仅具有来自一个治疗室29的照射请求的情况下，进行控制，使得以较短时间对到达相对应的治疗室29的路径和到达阻尼器11的路径进行切换。换言之，实施方式6的粒子射线治疗装置51是利用射束路径变更器16以较短时间进行到达多个治疗室29的路径切换、和一个治疗室29与阻尼器11之间的路径切换的粒子射线治疗装置。
实施方式6的治疗管理装置95与实施方式2同样地具有输出冲击控制信号csigd的射束路径控制器66，该冲击控制信号csigd的信号值以比实施方式2要短的时间进行变化。射束路径控制器66具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部57，生成冲击控制信号csigd的冲击控制信号生成部69，对出射器控制信号生成部57及冲击控制信号生成部69输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比实施方式2要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45，和生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34。如图26所示，分时信号生成部45生成比实施方式2的周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga。
利用图26对实施方式6的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。图26的横轴是时间t。分时信号ssiga、呼吸门信号gsig1、gsig2、出射器控制信号csiga、冲击控制信号csigd的纵轴是各信号的信号值，照射电流Ibem1、Ibem2的纵轴是电流值。另外，为了不使图变得复杂，记载了分时信号ssiga以H电平和L电平来进行治疗室1和治疗室2的选择的示例。在分时信号ssiga为H电平的情况下，指定治疗室1，在分时信号ssiga为L电平的情况下，指定治疗室2。另外，分时信号ssiga也能以图7所示的分时信号ssig-1、ssig-2、ssig-3的形式来构成。
出射器控制信号生成部57接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，如下所示那样生成出射器控制信号csiga。在至少一个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1或呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)的情况下(第1情况)，出射器控制信号生成部57输出对出射器62指示射出带电粒子射束81的出射指令(信号值H状态)。图26中，时刻t1～t20为止的期间是输出带电粒子射束81的出射指令的期间。
冲击控制信号生成部69接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，并如下所述那样生成冲击控制信号csigd若由分时信号ssiga选择一个呼吸门信号为导通的治疗室29，则如图26的时刻t2～时刻t8、时刻t14～t20所示，冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径指令(可照射路径指令)，以将带电粒子射束81导入至相对应的治疗室29，若由分时信号ssiga选择其他的治疗室29，则冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径指令(切断路径指令)，以将带电粒子射束81导入至阻尼器11。
在多个呼吸门信号为导通(信号值H状态)的情况下也相同，若由分时信号ssiga选择呼吸门信号为导通的治疗室29，则冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径指令(可照射路径指令)，以将带电粒子射束81导入至相对应的治疗室29，若由分时信号ssiga选择其他的治疗室29，则冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径指令(切断路径指令)，以将带电粒子射束81导入至阻尼器11。即使治疗室不同，若维持呼吸门信号为导通(信号值H状态)、且由分时信号ssiga选择呼吸门信号为导通(信号值H状态)的相对应的治疗室29的状况，则如图26的时刻t8～时刻12所示，冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径指令(可照射路径指令)，以将带电粒子射束81从一个治疗室29导入至其他的治疗室29。
对图26的冲击控制信号csigd进行具体说明。如时刻t1～时刻t8所示，在仅一个呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，若分时信号ssiga表示治疗室1，则冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Id1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在仅一个呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)的情况下，若分时信号ssiga表示治疗室2，则冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Id2状态)，以将带电粒子射束81导入至阻尼器11。
在时刻t8～时刻t13，来自多个治疗室29的照射请求发生重叠，多个呼吸门信号(呼吸门信号gsig1及呼吸门信号gsig2)为导通(信号值H状态)。在该照射请求发生重叠的状况下，分时信号ssiga表示治疗室1，且治疗室1的呼吸门信号gsig1为导通(信号值H状态)时，冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ib1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在该照射请求发生重叠的状况下，分时信号ssiga表示治疗室2，且治疗室2的呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)时，冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Id3状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。
在时刻t13～时刻t20，是仅呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况。在仅一个呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，若分时信号ssiga表示治疗室2，则冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Id3状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。在仅一个呼吸门信号gsig2为导通(信号值H状态)的情况下，若分时信号ssiga表示其他的治疗室1，则冲击控制信号生成部69输出指示对路径进行切换的路径3指令(信号值Id2状态)，以将带电粒子射束81导入至阻尼器11。
冲击控制信号生成部69在是路径1指令的情况下，将信号值Id1的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径2指令的情况下，将信号值Id3的控制电流输出至冲击电磁体10，在是路径3指令的情况下，将信号值Id2的控制电流输出至冲击电磁体10。另外，图26示出了以下示例：即，在路径1指令、路径2指令、路径3指令的任一个指令均未输出的情况下，冲击控制信号csigd的信号值是Id1、Id2、Id3以外的信号电平，例如是零电平的示例。
在时刻t2～时刻t3、时刻t4～时刻t5、时刻t6～时刻t7、时刻t8～时刻t9、时刻t10～时刻t11、时刻t12～时刻t13的各期间，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径1指令(信号值Id1状态)，因此实施方式6的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem1提供给治疗室1(治疗室29a)的患者30a的照射对象31a。在时刻t9～时刻t10、时刻t11～时刻t12、时刻t14～时刻t15、时刻t16～时刻t17、时刻t18～时刻t19的各期间，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，且冲击控制信号csigd是路径2指令(信号值Id3状态)，因此实施方式6的粒子射线治疗装置51射出带电粒子射束81，将照射电流Ibem2提供给治疗室2(治疗室29b)的患者30b的照射对象31b。在时刻t1～时刻t2、时刻t3～时刻t4、时刻t5～时刻t6、时刻t7～时刻t8、时刻t13～时刻t14、时刻t15～时刻t16、时刻t17～时刻t18、时刻t19～时刻t20的各期间，出射器控制信号csiga是出射指令(信号值H状态)，但冲击控制信号csigd是路径3指令(信号值Id2状态)，因此实施方式6的粒子射线治疗装置51利用阻尼器11来切断带电粒子射线81。
实施方式6的粒子射线治疗装置51起到与实施方式2相同的效果。实施方式5的粒子射线治疗装置51包括射束路径控制器66，该射束路径控制器66利用周期比实施方式1的分时信号ssig要短的分时信号ssiga来生成冲击控制信号csigd及出射器控制信号csiga，具有照射请求，且能在由分时信号ssiga所指定的治疗室中向患者30的照射对象31提供较短时间宽度的照射电流。若进行更具体的说明，则如图26的时刻t1～时刻t20所示，在至少一个呼吸门信号(gsig1、gsig2)为导通状态的情况下，射束路径控制器66使冲击控制信号csigd中的路径指令(路径1指令、路径2指令、路径3指令)在短时间中变化多次，因此能将较短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31。
实施方式6的粒子射线治疗装置51在所指定的治疗室中将较短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31时，无需利用出射器控制信号csiga来以短时间改变导通及断开的切换比冲击电磁体10要慢的出射器62，而通过仅使射束路径变更器16在短时间内变化多次来切换射束路径，因此能将比实施方式5更短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31。
实施方式6的粒子射线治疗装置51与实施方式4同样地能将比实施方式1要短的时间宽度的照射电流提供给患者30的照射对象31，因此在如重绘照射(repaintingirradiation)那样地减少照射剂量(每隔一定时间所照射的粒子数)并进行多次照射的情况下，即、在进行在绘画中重复涂抹较浅颜料那样的照射的情况下，实施方式6那样高速切换射束路径的方法具有实际利益。实施方式6的粒子射线治疗装置51不使用屏蔽信号msig，因此与实施方式4相比具有控制信号生成部35的控制变得简便的优点。
另外，图26中示出了呼吸门信号为2个的情况，但实施方式6的粒子射线治疗装置51也能应用于呼吸门信号为3个以上的情况在分时信号ssiga的周期Tc2中，各治疗室29的选择期间的分配并不限于均等的情况，能任意地进行设定。
实施方式7.
实施方式1～6中，以利用冲击电磁体10作为射束路径变更器16的示例进行了说明，但也能利用后述的射束偏转器15来取代冲击电磁体10。这里，冲击电磁体10使带电粒子射束81偏转的可偏转角度较小，因此具有需要将用于构成射束路径的偏转电磁体12e设置在与冲击电磁体10隔开距离的下游侧的要求。该要求在要紧凑地设计粒子射线治疗装置的情况下，成为障碍。因此，实施方式7示出如下示例：通过使用射束偏转器15来实现高速的射束路径的切换，且能紧凑地设计粒子射线治疗装置。
图27是表示本发明的实施方式7所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图28是表示图27的射束路径控制器的图。图29是表示图27的射束偏转器的侧视图，图30是从上方观察图27的射束偏转器而得到的俯视图。图31是对图27的射束偏转器的微带线进行说明的图，图32是对图27的射束偏转器的射束控制进行说明的图。图33是说明本发明的实施方式7所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式7的粒子射线治疗装置51在以下这一点上与实施方式1不同：即、使用射束偏转器15作为射束路径变更器16，治疗管理装置95具有输出对射束偏转器15进行控制的射束偏转器控制信号csigc(射束路径变更器控制信号)的射束路径控制器67。
射束路径控制器67具有生成分时信号ssig的分时信号生成部33，生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34，生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部36，生成射束偏转器控制信号csigc的射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)48。分时信号生成部33及呼吸门信号生成部34构成控制信号生成部35。射束偏转器控制信号生成部48包括脉冲控制器41、高速开关42、及偏转器电源43。
日本专利特开2012-024254号公报中公开了射束偏转器15及射束偏转器控制信号生成部48的结构。在利用图28～图32进行详细说明之前，对概要进行说明。日本专利特开2012-024254号公报所公开的射束偏转器15以在扫描照射方式中抑制射束切断时的过度剂量、提高照射剂量精度为目的，具有线电极板74和电极板76，该线电极板74配置有在射束的前进方向上排列了短边方向的多个导体板77a～77f，该电极板76与该线电极板74平行地配置。日本专利特开2012-024254号公报所公开的射束偏转器15中，在线电极板74和电极板76之间具有使带电粒子射束81通过的通过区域。该多个导体板77a～77f在长边方向上串联连接，实现阻抗匹配。射束偏转器控制装置(射束偏转器控制信号生成部48)构成为输出电压脉冲97，该电压脉冲97使在多个导体板77a～77f的长边方向上传输电压脉冲的传输周期即传输基本时间、与带电粒子射束81通过多个导体板77a～77f的短边方向的通过周期即粒子移动基本时间同步。该电压脉冲97相当于射束偏转器控制信号csigc。导体板的标号统一使用77，在区别说明的情况下使用附加了a～f的标号。
射束偏转器15具有线电极板74和与线电极板74相对的电极板76。线电极板74是微带线式静电电极板。线电极板74的GFRP(glassfiberreinforcedplastics：玻璃纤维增强塑料)板等基板78的表面并行地配置有多个铜板等导体板77，在基板78的背面配置有铜板等背面导体75。背面导体75被设为接地电平(与GND相连接)，电极板76与DC电源(直流电源)79相连接，线电极板74的各导体板77a～77f中传输有电压脉冲97。将电极板76与线电极板74设置为与带电粒子射束81的入射射束轴相平行。射束偏转器15在线电极板74和电极板76之间具有使带电粒子射束81通过的通过区域。在线电极板74中未输入电压脉冲97的情况下，即、在施加有接地电平的电压的情况下，利用在电极板76和线电极板74之间所生成的各电场E1～E6(方向为从电极板76到线电极板74)使带电粒子射束81偏转。在线电极板74中输入有电压脉冲97的情况下，电极板76和线电极板74之间所生成的各电场E1～E6以相抵消的方式动作，由此带电粒子射束81以直线前进。电场E1是导体板77a和电极板76之间的电场。同样地，电场E2～E6分别是导体板77b～77f与电极板76之间的电场。另外，图29示出了线电极板74及电极板76的截面。
射束偏转器15使带电粒子射束81偏转的偏转角度由电极板76和线电极板74之间所生成的各电场E1～E6来决定。考虑利用DC电源79向电极板76施加电压Vb的情况。在施加于线电极板74的电压脉冲97的电压Vp为Vb(Vp＝Vb)的情况下，不使带电粒子射束81偏转，带电粒子射束81成为直线前进射束71，并沿着入射射束轴通过射束偏转器15。在施加于线电极板74的电压脉冲97的电压Vp为接地电平的电压(0V)(Vp＝0)的情况下，使带电粒子射束81偏转，带电粒子射束81成为偏转射束70，并相对于入射射束轴偏转地通过射束偏转器15。在施加于线电极板74的电压脉冲97的电压Vp大于0V且小于Vb(0＜Vp＜Vb)的情况下，带电粒子射束81沿从偏转射束70到直线前进射束71之间的路径通过射束偏转器15。在施加于线电极板74的电压脉冲97的电压Vp是比Vb要高的电压的情况下，带电粒子射束81沿比直线前进射束71更向上侧偏转的路径通过射束偏转器15。如上所述，通过以任意的电压Vp向线电极板74传输电压脉冲97，从而能以任意的偏转角度使带电粒子射束81偏转。
如图31所示，线电极板74中，宽度W、长度L1(参照30)、厚度h1的导体板77a～77f以从厚度h2的基板78露出的方式进行配置。线电极板74具备微带线的结构，因此利用微带线的阻抗匹配(impedancematching)的原理，导体板77a～77f分别具有规定的阻抗(例如50Ω)。如图30所示，导体板77a～77f分别仅隔着间隔S来配置。此处，若将基板78的相对介电常数设为εr，则微带线的特性阻抗Z0如数学式(1)所示。
Z0＝87/(εr+1.41)1/2×In(A/B)···(1)
另外，A及B分别如数学式(2)及数学式(3)所示。
A＝5.98×(h2-h1)···(2)
B＝0.8×W×h1···(3)
通过选择相对介电常数为εr、宽度W、厚度h1、厚度h2，能获得规定的阻抗(例如50Ω)。
如图30所示，线电极板74的6个导体板77a～77f分别以延迟布线99(99a～99e)相连结，以构成一根传输线路的方式串联连接。延迟布线的标号统一使用99，在区别说明的情况下使用附加了a～e的标号。导体板77a上连接有导入电压脉冲97的输入布线98，导体板77a的终端连接有一端接地的终端电阻103。线电极板74的各导体板77a～77f具有规定的阻抗(例如50Ω)，在终端经由用于阻抗匹配的终端电阻103来接地，因此输入至线电极板74的被开关后的电压脉冲97不会发生反射，而能在线电极板74内传输。延迟布线99(99a～99e)和终端电阻103的阻抗、与导体板77a～77f的阻抗相等。
延迟布线99a～99e可以在基板78上利用印刷布线那样的光刻技术、多层布线技术来形成。通过在基板78上形成延迟布线99a～99e，无需延迟布线99a～99e的焊接操作等，能容易地进行线电极板74的阻抗调整。
详细说明利用射束偏转器15来控制带电粒子射束81的前进的方法。带电粒子射束81是多个带电粒子96(适当地称为粒子96)的束，因此将线电极板74构成为一个粒子96通过导体板77的短边方向(短边)的时间、与电压脉冲97通过导体板77的长边方向(长边)的时间成为后述的规定的同步关系，从而仅在最开始的导体板77a受到电压脉冲97的影响的粒子群会在之后的导体板77b～77f也受到电压脉冲97的影响。由此，在射入线电极板74的时刻，以电压Vb被开关后的电压脉冲宽度(时间宽度)所对应的粒子群不受电场E的影响，能使射束直线前进。通过将电压脉冲97的电压Vp设为Vb以外，从而能使射束偏转。
考虑粒子96通过线电极板74的中央的情况。这是由于关注射束的中心分量，进行位置调整使得射束的中心分量通过线电极板74，从而进行使用。若将粒子96的速度设为v1，粒子96通过导体板77的时间为W/v1。粒子96通过导体板77的短边方向(短边)，到达之后的导体板77的时间(粒子移动基本时间)TP0成为(W+S)/v1。若将在具有规定的传输特性的导体板77中传输的电压脉冲97的速度设为v2，则电压脉冲97通过导体板77的长边方向(长边)的时间为L1/v2。根据延迟布线99的传输延迟时间TD导入相当于导体板77的长边方向的长度的有效长度L2。有效长度L2能通过v2×TD来计算。通过最开始的导体板77并通过延迟布线99的时间，即通过最开始的导体板77并到达之后的导体板77的时间(传输基本时间)TV0成为(L1+L2)/v2。将线电极板74构成为粒子移动基板时间TP0与传输基本时间TV0相一致。由此，能实现上述的规定的同步关系，如上所述，在射入线电极板74的时刻，以电压Vb被开关后的电压脉冲宽度(时间宽度)所对应的粒子群不受电场E的影响，能使射束直线前进。另外，粒子移动基本时间TP0是带电粒子射束81通过多个导体板77a～77f的短边方向的通过周期，传输基本时间TV0是在多个导体板77a～77f的长边方向上传输的传输周期。
在实现上述的粒子移动基本时间TP0和传输基本时间TV0相一致的规定的同步关系的基础上，对所需的粒子96的速度v1和电压脉冲97的传输速度v2进行说明。粒子96的速度v1和电压脉冲97的传输速度v2分别如数学式(4)及数学式(5)所示。
v1＝c×√(1-(Es/(Es+K))2)···(4)
v2＝1/√(L×C)···(5)
此处，K为粒子96的能量(MeV)，c为光速，Es为质子的静止能量，L为导体板77的电感，C为导体板77的电容。
对射束偏转器15中施加于带电粒子射束81的电场E进行说明。图32是说明用于计算电场E的条件的图。72是与带电粒子射束81通过射束偏转器15的直线前进射束71平行的直线前进射束平行轴。点P是用于评价带电粒子射束81的偏转距离d的评价点，例如是下游射束输送系统24a中的偏转电磁体12e的入口点。将线电极板74的长度设为L4，将从线电极板74的前端到评价点P为止的直线前进射束平行轴上的距离设为L3。在线电极板74的终端，带电粒子96的直线前进射束平行轴方向的速度分量为v1，但带电粒子96受电场E的影响，从而获得线电极板74的垂直方向分量。将该带电粒子96的速度的垂直方向分量(垂直方向速度分量)设为vb。将偏转射束轨道73和直线前进射束平行轴72的角度设为α。带电粒子96的垂直方向速度分量vb为v1×tanα，因此如数学式(6)所示。
vb＝v1×d/(L3-L4)···(6)
考虑用于使带电粒子96在线电极板74的终端具有垂直方向速度分量vb的速度而所需的电位差Vd。若将质子的质量设为m1，将电荷设为q，则在线电极板74的终端，运动能量为1/2×m1×vb2，带电粒子96因电位差Vd所能获得的能量为q×Vd，因此电位差V如数学式(7)所示。
Vd＝(1/2×m1×vb2)/q···(7)
线电极板74的终端的所需电位差Vd由线电极板74的n1根导体板77分别来分担。即、在线电极板74的n1根导体板77和电极板76之间产生电场E即可，从而使得带电粒子96受到导体板77的每一根的Vd/n1的电位差。在通过导体板77的宽度W的情况下，通过该宽度W的时间为v1/W，因此线电极板74的垂直方向的移动距离da如数学式(8)所示。
da＝(vb/n1)×(W/v1)···(8)
因此，射束偏转器15中应该施加于带电粒子射束81的电场E为(Vd/n1)/da，因此若将其代入数学式(7)、(8)并进行整理，则如数学式(9)所示。
E＝(1/2×m1×vb×v1)/(q×W)···(9)
若将数学式(6)代入数学式(9)并进行整理，则电场E如数学式(10)所示。
E＝m1×d×v12/(2×q×W×(L3-L4))···(10)
利用图33对实施方式7的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。对与实施方式1不同的部分进行说明。图27中，将射束输送系统59构成为，利用射束偏转器15使要输送到治疗室1(治疗室29a)的带电粒子射束81偏转并朝向偏转电磁体12e，不利用射束偏转器15使要输送到治疗室2(治疗室29b)的带电粒子射束81偏转，从而使其直线前进并朝向偏转电磁体12g。在分时信号ssig表示治疗室1(治疗室29a)的情况下，射束路径控制器67输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Vc1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在分时信号ssig表示治疗室2(治疗室29b)的情况下，射束路径控制器67输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Vc2状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。此处，信号值Vc2(电压Vc2)是施加于电极板76的电压Vb，信号值Vc1(电压Vc1)是比Vc2要低的电压。射束偏转器控制信号csigc的信号值Vc1、Vc2的大小关系与实施方式1的冲击控制信号csigb的信号值Ib1、Ib2的大小关系相反，如上所述，在射束偏转器控制信号csigc是信号值Vc1的情况下，为路径1指令，在射束偏转器控制信号csigc是信号值Vc2的情况下，为路径2指令。因此，实施方式7的粒子射线治疗装置51与实施方式1同样地进行动作。
能将射束偏转器15的偏转角度设得比冲击电磁体10的偏转角度要大，因此能使从射束偏转器15到偏转电磁体12e的距离比实施方式1要短。实施方式7的粒子射线治疗装置51能构成比实施方式1要小型的射束输送系统59。
实施方式7的粒子射线治疗装置51起到与实施方式1相同的效果。实施方式7的粒子射线治疗装置51采用利用射束偏转器15来取代实施方式1中的冲击电磁体10的结构。通过采用上述结构，能比冲击电磁体10更高速地切换射束路径，且能使偏转角度变大，因此能实现高速的射束路径的切换，并紧凑地设计粒子射线治疗装置。
实施方式8.
实施方式8示出了如下示例：在射束输送系统59中具备阻尼器11的实施方式2的粒子射线治疗装置51中，使用射束偏转器15，从而能实现高速的射束路径的切换，并紧凑地设计粒子射线治疗装置。图34是表示本发明的实施方式8所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图35是表示图34的射束路径控制器的图。图36是说明本发明的实施方式8所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式8的粒子射线治疗装置51在以下这一点上与实施方式2不同：即、使用射束偏转器15作为射束路径变更器16，治疗管理装置95具有输出对射束偏转器15进行控制的射束偏转器控制信号csige(射束路径变更器控制信号)的射束路径控制器68。
射束路径控制器68具有生成分时信号ssig的分时信号生成部33，生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34，生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部39，生成射束偏转器控制信号csige的射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)49。分时信号生成部33及呼吸门信号生成部34构成控制信号生成部35。射束偏转器控制信号生成部49包括脉冲控制器41、高速开关42、及偏转器电源43。实施方式8的脉冲控制器41接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssig，将生成的控制信号输出至高速开关42。高速开关42根据来自脉冲控制器41的控制信号，生成射束偏转器控制信号csige。
利用图36对实施方式8的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。对与实施方式2不同的部分进行说明。在分时信号ssig表示治疗室1(治疗室29a)、且呼吸门信号gsig1为导通的情况下，即在向治疗室1(治疗室29a)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器68输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ve1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在分时信号ssig表示治疗室2(治疗室29b)、且呼吸门信号gsig2为导通的情况下，即在向治疗室2(治疗室29b)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器68输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ve3状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。在分时信号ssig表示任一个治疗室(治疗室1、治疗室2)，且与该治疗室相对应的呼吸门信号(gsig1、gsig2)为断开的情况下，即在将带电粒子射束81导入至阻尼器11的条件成立的情况下，射束路径控制器68输出指示对路径进行切换的路径3指令(信号值Ve2状态)，以将带电粒子射束81导入至阻尼器11。
此处，信号值Ve3(电压Ve3)是施加于电极板76的电压Vb，信号值Ve1(电压Ve1)及信号值Ve2(电压Ve2)是比Ve3要低的电压。射束偏转器控制信号csige的信号值Ve1、Ve3的大小关系与实施方式2的冲击控制信号csigd的信号值Ib1、Ib3的大小关系相反，如上所述，在射束偏转器控制信号csige是信号值Ve1的情况下，为路径1指令，在射束偏转器控制信号csige是信号值Ve3的情况下，为路径2指令，在射束偏转器控制信号csige是信号值Ve2的情况下，为路径3指令。因此，实施方式8的粒子射线治疗装置51与实施方式2同样地进行动作。
实施方式8的粒子射线治疗装置51起到与实施方式2相同的效果。此外，实施方式8的粒子射线治疗装置51构成为使用射束偏转器15来取代实施方式2中的冲击电磁体10，该射束偏转器15相比冲击电磁体10能更高速地切换射束路径，且能增大偏转角度，因此能实现比实施方式2更高速的射束路径的切换，且能紧凑地设计粒子射线治疗装置。
实施方式9.
实施方式9示出了通过在实施方式3的粒子射线治疗装置51中使用射束偏转器15，来实现高速的射束路径的切换，并紧凑地设计粒子射线治疗装置的示例，该实施方式3的粒子射线治疗装置51在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，进行控制从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短的时间切换带电粒子射束81。图37是表示本发明的实施方式9所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图38是表示图37的射束路径控制器的图。图39是说明本发明的实施方式9所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式9的粒子射线治疗装置51在以下这一点上与实施方式3不同：即、使用射束偏转器15作为射束路径变更器16，治疗管理装置95具有输出对射束偏转器15进行控制的射束偏转器控制信号csigc的射束路径控制器113。
射束路径控制器113具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部46，生成射束偏转器控制信号csigc的射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)105，对出射器控制信号生成部46及射束偏转器控制信号生成部105输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45，生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34，及生成对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽(mask)的屏蔽信号msig的屏蔽信号生成部44。射束偏转器控制信号生成部105包括脉冲控制器41、高速开关42、及偏转器电源43。实施方式9的脉冲控制器41接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga、屏蔽信号msig，将所生成的控制信号输出至高速开关42。高速开关42根据来自脉冲控制器41的控制信号，生成射束偏转器控制信号csigc。
利用图39对实施方式9的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。对与实施方式3不同的部分进行说明。在向治疗室1(治疗室29a)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器113输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Vc1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在向治疗室2(治疗室29b)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器113输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Vc2状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。此处，信号值Vc1、Vc2如实施方式7所说明的那样。实施方式9的粒子射线治疗装置51与实施方式3同样地进行动作。
实施方式9的粒子射线治疗装置51起到与实施方式3相同的效果。此外，实施方式9的粒子射线治疗装置51构成为使用射束偏转器15来取代实施方式3中的冲击电磁体10，该射束偏转器15相比冲击电磁体10能更高速地切换射束路径，且能增大偏转角度，因此能实现比实施方式3更高速的射束路径的切换，且能紧凑地设计粒子射线治疗装置。
实施方式10.
实施方式10示出了通过在实施方式4的粒子射线治疗装置51中使用射束偏转器15，来实现高速的射束路径的切换，并紧凑地设计粒子射线治疗装置的示例，该实施方式4的粒子射线治疗装置51在射束输送系统59中具备阻尼器11，在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，进行控制从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短的时间切换带电粒子射束81。图40是表示本发明的实施方式10所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图41是表示图40的射束路径控制器的图。图42是说明本发明的实施方式10所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式10的粒子射线治疗装置51在以下这一点上与实施方式4不同：即、使用射束偏转器15作为射束路径变更器16，治疗管理装置95具有输出对射束偏转器15进行控制的射束偏转器控制信号csige的射束路径控制器114。
射束路径控制器114具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部57，生成射束偏转器控制信号csige的射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)106，对出射器控制信号生成部57及射束偏转器控制信号生成部106输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45，生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34，及生成对分时信号ssiga的治疗室选择进行屏蔽(mask)的屏蔽信号msig的屏蔽信号生成部44。射束偏转器控制信号生成部106包括脉冲控制器41、高速开关42、及偏转器电源43。实施方式10的脉冲控制器41接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga、屏蔽信号msig，将所生成的控制信号输出至高速开关42。高速开关42根据来自脉冲控制器41的控制信号，生成射束偏转器控制信号csige。
利用图42对实施方式10的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。对与实施方式4不同的部分进行说明。在向治疗室1(治疗室29a)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器114输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ve1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在向治疗室2(治疗室29b)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器114输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ve3状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。在将带电粒子射束81导入至阻尼器11的条件成立的情况下，射束路径控制器114输出指示对路径进行切换的路径3指令(信号值Ve2状态)，以将带电粒子射束81导入至阻尼器11。此处，信号值Ve1、Ve2、Ve3如实施方式8所说明的那样。实施方式10的粒子射线治疗装置51与实施方式4同样地进行动作。
实施方式10的粒子射线治疗装置51起到与实施方式4相同的效果。此外，实施方式10的粒子射线治疗装置51构成为使用射束偏转器15来取代实施方式4中的冲击电磁体10，该射束偏转器15相比冲击电磁体10能更高速地切换射束路径，且能增大偏转角度，因此能实现比实施方式4更高速的射束路径的切换，且能紧凑地设计粒子射线治疗装置。
实施方式11.
实施方式11示出了通过在实施方式5的粒子射线治疗装置51中使用射束偏转器15，来实现高速的射束路径的切换，并紧凑地设计粒子射线治疗装置的示例，该实施方式5的粒子射线治疗装置51在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，不使用屏蔽信号msig来进行控制，从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短的时间切换带电粒子射束81。图43是表示本发明的实施方式11所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图44是表示图43的射束路径控制器的图。图45是说明本发明的实施方式11所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式11的粒子射线治疗装置51在以下这一点上与实施方式5不同：即、使用射束偏转器15作为射束路径变更器16，治疗管理装置95具有输出对射束偏转器15进行控制的射束偏转器控制信号csigc的射束路径控制器115。
射束路径控制器115具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部57，生成射束偏转器控制信号csigc的射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)107，对出射器控制信号生成部57及射束偏转器控制信号生成部107输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45，和生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34。射束偏转器控制信号生成部107包括脉冲控制器41、高速开关42、及偏转器电源43。实施方式11的脉冲控制器41接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，将所生成的控制信号输出至高速开关42。高速开关42根据来自脉冲控制器41的控制信号，生成射束偏转器控制信号csigc。
利用图45对实施方式11的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。对与实施方式5不同的部分进行说明。在向治疗室1(治疗室29a)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器115输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Vc1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在向治疗室2(治疗室29b)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器115输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Vc2状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。此处，信号值Vc1、Vc2如实施方式7所说明的那样。实施方式11的粒子射线治疗装置51与实施方式5同样地进行动作。
实施方式11的粒子射线治疗装置51起到与实施方式5相同的效果。此外，实施方式11的粒子射线治疗装置51构成为使用射束偏转器15来取代实施方式5中的冲击电磁体10，该射束偏转器15相比冲击电磁体10能更高速地切换射束路径，且能增大偏转角度，因此能实现比实施方式5更高速的射束路径的切换，且能紧凑地设计粒子射线治疗装置。
实施方式12.
实施方式12示出了通过在实施方式6的粒子射线治疗装置51中使用射束偏转器15，来实现高速的射束路径的切换，并紧凑地设计粒子射线治疗装置的示例，该实施方式6的粒子射线治疗装置51在射束输送系统59中具备阻尼器11，在来自多个治疗室29的照射请求发生重叠的情况下，不使用屏蔽信号msig来进行控制，从而使得对相对应的治疗室1、2(治疗室29a、29b)以较短的时间切换带电粒子射束81。图46是表示本发明的实施方式12所涉及的粒子射线治疗装置的结构图，图47是表示图46的射束路径控制器的图。图48是说明本发明的实施方式12所进行的对多个治疗室的射束分配的时序图。实施方式12的粒子射线治疗装置51在以下这一点上与实施方式6不同：即、使用射束偏转器15作为射束路径变更器16，治疗管理装置95具有输出对射束偏转器15进行控制的射束偏转器控制信号csige的射束路径控制器116。
射束路径控制器116具有生成出射器控制信号csiga的出射器控制信号生成部57，生成射束偏转器控制信号csige的射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)108，对出射器控制信号生成部57及射束偏转器控制信号生成部108输出多个控制信号的控制信号生成部35。控制信号生成部35包括生成比周期Tc1要短的周期Tc2的分时信号ssiga的分时信号生成部45，和生成呼吸门信号gsig1、gsig2的呼吸门信号生成部34。射束偏转器控制信号生成部108包括脉冲控制器41、高速开关42、及偏转器电源43。实施方式12的脉冲控制器41接收呼吸门信号gsig1、gsig2、分时信号ssiga，将所生成的控制信号输出至高速开关42。高速开关42根据来自脉冲控制器41的控制信号，生成射束偏转器控制信号csige。
利用图48对实施方式12的粒子射线治疗装置51的动作进行说明。对与实施方式6不同的部分进行说明。在向治疗室1(治疗室29a)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器116输出指示对路径进行切换的路径1指令(信号值Ve1状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室1(治疗室29a)。在向治疗室2(治疗室29b)输送带电粒子射束81的条件成立的情况下，射束路径控制器116输出指示对路径进行切换的路径2指令(信号值Ve3状态)，以将带电粒子射束81导入至治疗室2(治疗室29b)。在将带电粒子射束81导入至阻尼器11的条件成立的情况下，射束路径控制器116输出指示对路径进行切换的路径3指令(信号值Ve2状态)，以将带电粒子射束81导入至阻尼器11。此处，信号值Ve1、Ve2、Ve3如实施方式8所说明的那样。实施方式12的粒子射线治疗装置51与实施方式6同样地进行动作。
实施方式12的粒子射线治疗装置51起到与实施方式6相同的效果。此外，实施方式12的粒子射线治疗装置51构成为使用射束偏转器15来取代实施方式6中的冲击电磁体10，该射束偏转器15相比冲击电磁体10能更高速地切换射束路径，且能增大偏转角度，因此能实现比实施方式6更高速的射束路径的切换，且能紧凑地设计粒子射线治疗装置。
另外，实施方式1～12中说明了在变更切片时停止带电粒子射束81，并在对同一切片内进行照射时持续照射带电粒子射束81的照射方法，但并不限于此，也能应用于按每个照射点停止带电粒子射束81的点扫描、光栅扫描等其他的照射方法。另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各个实施方式适当地进行变形、省略。
标号说明
10冲击电磁体、
11、11a、11b阻尼器、
15射束偏转器、
16射束路径变更器、
18、19射束路径控制器、
29、29a、29b治疗室、
30、30a、30b患者、
33分时信号生成部、
36出射器控制信号生成部、
37冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
39出射器控制信号生成部、
40冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
41脉冲控制器、
42高速开关、
43偏转器电源、
44屏蔽信号生成部、
45分时信号生成部、
46出射器控制信号生成部、
47冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
48、49射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
50冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
51粒子射线治疗装置、
54圆形加速器(加速器)、
57出射器控制信号生成部、
58、58a、58b粒子射线照射装置、
59射束输送系统、
60冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
63、64、65、66、67、68射束路径控制器、
69冲击控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
74线电极板、
75背面导体、
76电极板、
77、77a、77b、77c、77d、77e、77f导体板、
81带电粒子射束、
95治疗管理装置、
97电压脉冲、
105、106、107、108射束偏转器控制信号生成部(射束路径变更器控制信号生成部)、
113、114、115、116射束路径控制器、
csiga出射器控制信号、
csigb冲击控制信号(射束路径变更器控制信号)、
csigc射束偏转器控制信号(射束路径变更器控制信号)、
csigd冲击控制信号(射束路径变更器控制信号)、
csige射束偏转器控制信号(射束路径变更器控制信号)、
gsig1、gsig2、gsig3呼吸门信号、
msig屏蔽信号、
ssig、ssiga分时信号、
TV0传输基本时间、
TP0粒子移动基本时间。

Claims (13)

1.一种粒子射线治疗装置，包括：
多个治疗室；配置于多个所述治疗室的每一个的多个粒子射线照射装置；对带电粒子射束进行加速的加速器；将由所述加速器加速后的所述带电粒子射束输送给多个所述粒子射线照射装置的射束输送系统；以及对所述加速器、所述射束输送系统、多个所述粒子射线照射装置进行控制的治疗管理装置，该粒子射线治疗装置的特征在于，
所述射束输送系统具有对射束路径进行变更的射束路径变更器，以将所述带电粒子射束输送至多个所述粒子射线照射装置的某一个，
所述治疗管理装置具有射束路径控制器，该射束路径控制器生成对所述加速器的出射器进行控制的出射器控制信号、和对所述射束路径变更器进行控制的射束路径变更器控制信号，从而使得对于在同一治疗时间段进行治疗的多个所述粒子射线照射装置，按每一个分配时间将所述带电粒子射束输送到多个所述粒子射线照射装置的某一个，
所述射束路径控制器基于多个呼吸门信号、和周期性选择多个所述粒子射线照射装置的某一个的分时信号，来生成所述出射器控制信号及所述射束路径变更器控制信号，该多个呼吸门信号是对多个所述粒子射线照射装置照射所述带电粒子射束的多个患者的呼吸状态个别地进行监测、并按每个所述患者而生成的许可所述带电粒子射束的照射的信号。
2.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束路径控制器包括：
射束路径变更器控制信号生成部，该射束路径变更器控制信号生成部生成根据所述分时信号中的治疗室指定，向所指定的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令发生变化的所述射束路径变更器控制信号；以及
出射器控制信号生成部，该出射器控制信号生成部生成所述出射器控制信号，该出射器控制信号在与所述分时信号中所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为导通的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在其他的情况下，表示指示停止射出所述带电粒子射束的出射停止指令。
3.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束输送系统在所述射束路径控制器的下游侧具备切断所述带电粒子射束的阻尼器，
所述射束路径控制器包括：
射束路径变更器控制信号生成部，该射束路径变更器控制信号生成部生成所述射束路径变更器控制信号，该射束路径变更器控制信号在与所述分时信号中所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为导通的情况下，表示向该条件成立的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令，在与所述分时信号中所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为断开的情况下，表示将所述带电粒子射束导入至所述阻尼器的路径切断指令；以及
出射器控制信号生成部，该出射器控制信号生成部生成所述出射器控制信号，该出射器控制信号在与所述分时信号的每个周期所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为导通的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在生成了一次出射指令之后，在该周期中解除了最后的治疗室指定的情况下，表示指示停止射出所述带电粒子射束的出射停止指令。
4.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束路径控制器包括：
分时信号生成部，该分时信号生成部生成所述分时信号，该分时信号具有在所述呼吸门信号维持导通状态的期间，治疗室指定变化两次以上的周期；
屏蔽信号生成部，该屏蔽信号生成部生成对所述分时信号的治疗室指定进行屏蔽的屏蔽信号；
出射器控制信号生成部，该出射器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号、所述屏蔽信号、所述分时信号来生成所述出射器控制信号；以及
射束路径变更器控制信号生成部，该射束路径变更器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号、所述屏蔽信号、所述分时信号来生成所述射束路径变更器控制信号，
所述出射器控制信号生成部生成所述出射器控制信号，
该出射器控制信号在所述屏蔽信号表示屏蔽指令，且所述呼吸门信号为导通的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在所述屏蔽信号表示屏蔽解除指令，且所述呼吸门信号为导通的治疗室在所述分时信号中被指定的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在其他的情况下，表示指示停止射出所述带电粒子射束的出射停止指令，
所述射束路径变更器控制信号生成部生成所述射束路径变更器控制信号，
该射束路径变更器控制信号在所述屏蔽信号表示屏蔽指令，且多个所述呼吸门信号中仅一个为导通的情况下，表示向该条件成立的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令，在所述屏蔽信号表示屏蔽解除指令，且多个所述呼吸门信号中至少两个同时为导通，所述呼吸门信号为导通的治疗室在所述分时信号中被指定的情况下，表示向该条件成立的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令。
5.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束输送系统在所述射束路径控制器的下游侧具备切断所述带电粒子射束的阻尼器，
所述射束路径控制器包括：
分时信号生成部，该分时信号生成部生成所述分时信号，该分时信号具有在所述呼吸门信号维持导通状态的期间，治疗室指定变化两次以上的周期；
屏蔽信号生成部，该屏蔽信号生成部生成对所述分时信号的治疗室指定进行屏蔽的屏蔽信号；
出射器控制信号生成部，该出射器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号与所述分时信号来生成所述出射器控制信号；以及
射束路径变更器控制信号生成部，该射束路径变更器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号、所述屏蔽信号、所述分时信号来生成所述射束路径变更器控制信号，
所述出射器控制信号生成部生成所述出射器控制信号，
该出射器控制信号在多个所述呼吸门信号中的至少一个为导通的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在其他的情况下，指示停止射出所述带电粒子射束的出射停止指令，
所述射束路径变更器控制信号生成部生成所述射束路径变更器控制信号，
该射束路径变更器控制信号在所述屏蔽信号表示屏蔽指令，且多个所述呼吸门信号中仅一个为导通的情况下，表示向该条件成立的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令，在所述屏蔽信号表示屏蔽解除指令，且与所述分时信号中所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为导通的情况下，表示向该条件成立的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令，在所述屏蔽信号表示屏蔽解除指令，且与所述分时信号中所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为断开的情况下，表示将所述带电粒子射束导入至所述阻尼器的路径切断指令。
6.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束路径控制器包括：
分时信号生成部，该分时信号生成部生成所述分时信号，该分时信号具有在所述呼吸门信号维持导通状态的期间，治疗室指定变化两次以上的周期；
出射器控制信号生成部，该出射器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号与所述分时信号来生成所述出射器控制信号；以及
射束路径变更器控制信号生成部，该射束路径变更器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号、所述分时信号来生成所述射束路径变更器控制信号，
所述出射器控制信号生成部生成所述出射器控制信号，
该出射器控制信号在多个所述呼吸门信号中仅一个为导通，且所述呼吸门信号为导通的治疗室在所述分时信号中被指定的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在多个所述呼吸门信号中至少两个同时为导通，且所述呼吸门信号为导通的治疗室在所述分时信号中被指定的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在其他的情况下，指示停止射出所述带电粒子射束的出射停止指令，
所述射束路径变更器控制信号生成部生成所述射束路径变更器控制信号，
该射束路径变更器控制信号在多个所述呼吸门信号中仅一个呼吸门信号为导通的情况下，表示向所述呼吸门信号为导通的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令，在多个所述呼吸门信号中至少两个同时为导通，且所述呼吸门信号为导通的治疗室在所述分时信号中被指定的情况下，表示向所述呼吸门信号为导通的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令。
7.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束输送系统在所述射束路径控制器的下游侧具备切断所述带电粒子射束的阻尼器，
所述射束路径控制器包括：
分时信号生成部，该分时信号生成部生成所述分时信号，该分时信号具有在所述呼吸门信号维持导通状态的期间，治疗室指定变化两次以上的周期；
出射器控制信号生成部，该出射器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号与所述分时信号来生成所述出射器控制信号；以及
射束路径变更器控制信号生成部，该射束路径变更器控制信号生成部基于多个所述呼吸门信号、所述分时信号来生成所述射束路径变更器控制信号，
所述出射器控制信号生成部生成所述出射器控制信号，
该出射器控制信号在多个所述呼吸门信号中的至少一个为导通的情况下，表示指示射出所述带电粒子射束的出射指令，在其他的情况下，指示停止射出所述带电粒子射束的出射停止指令，
所述出射器控制信号生成部生成所述射束路径变更器控制信号，
该射束路径变更器控制信号在与所述分时信号中所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为导通的情况下，表示向该条件成立的治疗室输送所述带电粒子射束的路径指令，在与所述分时信号中所指定的治疗室相对应的所述呼吸门信号为断开的情况下，表示将所述带电粒子射束导入至所述阻尼器的路径切断指令。
8.如权利要求1至7的任一项所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束路径变更器为冲击电磁体。
9.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束路径变更器为射束偏转器，
所述射束路径控制器具备高速开关和偏转器电源，
所述高速开关根据由所述射束路径控制器所生成的控制信号来选择所述偏转器电源的输出电压，从而生成所述射束路径变更器控制信号。
10.如权利要求2至7的任一项所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束路径变更器为射束偏转器，
所述射束路径变更器控制信号生成部具备脉冲控制器、高速开关、及偏转器电源，
所述脉冲控制器将基于输入至该射束路径变更器控制信号生成部的信号而生成的控制信号输入至所述高速开关，
所述高速开关根据所述控制信号选择所述偏转器电源的输出电压，由此生成所述射束路径变更器控制信号。
11.如权利要求9所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束偏转器具有：配置有在所述带电粒子射束的前进方向上排列了短边方向的多个导体板的线电极板；与所述线电极板平行配置的电极板；以及在所述线电极板和所述电极板之间使所述带电粒子射束通过的通过区域，
多个所述导体板在长边方向上串联连接，并且实现阻抗匹配，
所述射束路径控制器输出电压脉冲即所述射束路径变更器控制信号，该电压脉冲使在多个所述导体板的长边方向上传输的传输周期即传输基本时间、与所述带电粒子射束通过多个所述导体板的短边方向的通过周期即粒子移动基本时间同步。
12.如权利要求10所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述射束偏转器具有：配置有在所述带电粒子射束的前进方向上排列了短边方向的多个导体板的线电极板；与所述线电极板平行配置的电极板；以及在所述线电极板和所述电极板之间使所述带电粒子射束通过的通过区域，
多个所述导体板在长边方向上串联连接，并且实现阻抗匹配，
所述射束路径变更器控制信号生成部输出电压脉冲即所述射束路径变更器控制信号，该电压脉冲使在多个所述导体板的长边方向上传输的传输周期即传输基本时间、与所述带电粒子射束通过多个所述导体板的短边方向的通过周期即粒子移动基本时间同步。
13.如权利要求11或12所述的粒子射线照射装置，其特征在于，
所述线电极板具有基板、配置于所述基板的表面侧的多个所述导体板、以及在所述基板的背面侧连接到接地电平的背面导体，所述基板、多个所述导体板及所述背面导体的结构是微带线结构。
CN201380081093.9A 2013-11-21 2013-11-21 粒子射线治疗装置 Pending CN105792890A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/081386 WO2015075797A1 (ja) 2013-11-21 2013-11-21 粒子線治療装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105792890A true CN105792890A (zh) 2016-07-20

Family

ID=53179104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380081093.9A Pending CN105792890A (zh) 2013-11-21 2013-11-21 粒子射线治疗装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9687679B2 (zh)
EP (1) EP3072554A4 (zh)
JP (1) JP6009691B2 (zh)
CN (1) CN105792890A (zh)
TW (1) TWI586401B (zh)
WO (1) WO2015075797A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106139421A (zh) * 2016-07-29 2016-11-23 中国原子能科学研究院 一种错位布置的双固定室双束照射的质子治疗系统
CN108883304A (zh) * 2018-06-22 2018-11-23 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 同步加速器控制方法、装置、设备及存储介质
CN109550159A (zh) * 2018-10-11 2019-04-02 中国科学院上海应用物理研究所 用于质子治疗装置的治疗室切换及束流换能自动化系统
CN109641134A (zh) * 2018-11-15 2019-04-16 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 加速器注入粒子数控制方法及装置、加速器和存储介质
CN110215620A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 株式会社日立制作所 粒子射线治疗系统以及粒子射线治疗系统的设备更新方法
WO2020052089A1 (zh) * 2018-09-14 2020-03-19 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种用于粒子剂量安全保护联锁系统
WO2021088746A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 中硼(厦门)医疗器械有限公司 射束照射系统及其控制方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9847210B2 (en) * 2015-11-11 2017-12-19 Mitsubishi Electric Corporation Particle beam irradiation apparatus for irradiating a subject with an arbitrary number of particles
WO2017145259A1 (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 三菱電機株式会社 重粒子線治療装置
US11179129B2 (en) * 2016-12-14 2021-11-23 Varian Medical Systems, Inc. Systems and methods for planning and executing automated multi-axis motion in treatment
JP7236894B2 (ja) * 2019-03-20 2023-03-10 住友重機械工業株式会社 荷電粒子線治療装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2073612A2 (en) * 2007-12-21 2009-06-24 Hitachi Ltd. Charged particle beam irradiation apparatus
CN102188777A (zh) * 2010-03-05 2011-09-21 住友重机械工业株式会社 射束调度器及射束调度器的射束分配方法
JP2012024254A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Mitsubishi Electric Corp 粒子線照射装置及び粒子線治療装置
US20120119115A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 Mitsubishi Electric Corporation Respiratory induction apparatus, respiratory induction program, and particle beam therapy system
CN102985136A (zh) * 2010-09-09 2013-03-20 三菱电机株式会社 粒子射线治疗装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3859605B2 (ja) * 2003-03-07 2006-12-20 株式会社日立製作所 粒子線治療システム及び粒子線出射方法
DE102004027071A1 (de) * 2004-05-19 2006-01-05 Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH Strahlzuteilungsvorrichtung und Strahlzuteilungsverfahren für medizinische Teilchenbeschleuniger
JP4435829B2 (ja) * 2005-02-04 2010-03-24 三菱電機株式会社 粒子線照射装置
KR20080039925A (ko) * 2005-07-22 2008-05-07 토모테라피 인코포레이티드 생물학적 모델에 기초하여 방사선 요법 치료 계획을적합화시키는 방법 및 시스템
WO2007067296A2 (en) * 2005-12-02 2007-06-14 Alis Corporation Ion sources, systems and methods
US7453984B2 (en) * 2006-01-19 2008-11-18 Carestream Health, Inc. Real-time target confirmation for radiation therapy
US9168392B1 (en) * 2008-05-22 2015-10-27 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy system X-ray apparatus and method of use thereof
US10213626B2 (en) * 2010-04-16 2019-02-26 Vladimir Balakin Treatment delivery control system and method of operation thereof
WO2009150708A1 (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 三菱電機株式会社 粒子線治療装置
US8627822B2 (en) * 2008-07-14 2014-01-14 Vladimir Balakin Semi-vertical positioning method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US10086214B2 (en) * 2010-04-16 2018-10-02 Vladimir Balakin Integrated tomography—cancer treatment apparatus and method of use thereof
EP3043864A4 (en) * 2013-09-11 2017-07-26 The Board of Trustees of The Leland Stanford Junior University Methods and systems for beam intensity-modulation to facilitate rapid radiation therapies
WO2015134521A1 (en) * 2014-03-03 2015-09-11 Varian Medical Systems, Inc. Systems and methods for patient position monitoring
GB2538260B (en) * 2015-05-12 2017-07-05 Vision Rt Ltd A method of calibrating a sterescopic camera system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2073612A2 (en) * 2007-12-21 2009-06-24 Hitachi Ltd. Charged particle beam irradiation apparatus
CN102188777A (zh) * 2010-03-05 2011-09-21 住友重机械工业株式会社 射束调度器及射束调度器的射束分配方法
JP2012024254A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Mitsubishi Electric Corp 粒子線照射装置及び粒子線治療装置
CN102985136A (zh) * 2010-09-09 2013-03-20 三菱电机株式会社 粒子射线治疗装置
US20120119115A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 Mitsubishi Electric Corporation Respiratory induction apparatus, respiratory induction program, and particle beam therapy system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106139421A (zh) * 2016-07-29 2016-11-23 中国原子能科学研究院 一种错位布置的双固定室双束照射的质子治疗系统
CN110215620A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 株式会社日立制作所 粒子射线治疗系统以及粒子射线治疗系统的设备更新方法
CN110215620B (zh) * 2018-03-02 2022-08-16 株式会社日立制作所 粒子射线治疗系统以及粒子射线治疗系统的设备更新方法
CN108883304A (zh) * 2018-06-22 2018-11-23 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 同步加速器控制方法、装置、设备及存储介质
WO2020052089A1 (zh) * 2018-09-14 2020-03-19 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种用于粒子剂量安全保护联锁系统
CN109550159A (zh) * 2018-10-11 2019-04-02 中国科学院上海应用物理研究所 用于质子治疗装置的治疗室切换及束流换能自动化系统
CN109641134A (zh) * 2018-11-15 2019-04-16 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 加速器注入粒子数控制方法及装置、加速器和存储介质
CN110831317A (zh) * 2018-11-15 2020-02-21 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 加速器注入粒子数控制方法及装置、加速器和存储介质
CN109641134B (zh) * 2018-11-15 2021-05-18 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 加速器注入粒子数控制方法及装置、加速器和存储介质
WO2021088746A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 中硼(厦门)医疗器械有限公司 射束照射系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201519930A (zh) 2015-06-01
EP3072554A1 (en) 2016-09-28
US9687679B2 (en) 2017-06-27
WO2015075797A1 (ja) 2015-05-28
JP6009691B2 (ja) 2016-10-19
US20160136461A1 (en) 2016-05-19
EP3072554A4 (en) 2017-07-19
JPWO2015075797A1 (ja) 2017-03-16
TWI586401B (zh) 2017-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105792890A (zh) 粒子射线治疗装置
CN102548613B (zh) 针对利用粒子束执行再扫描方法的辐照或辐照规划
EP2139559B1 (en) Determination of a planning volume for irradiation of a body
US10213625B2 (en) Proton irradiation using spot scanning
CN103285525B (zh) 波束监视系统和粒子束照射系统
US11938342B2 (en) Time optimized radiation treatment
US8586942B2 (en) Beam position monitor and particle beam therapy system
CN105938731A (zh) 中子捕捉疗法装置
CN103200993A (zh) 粒子射线治疗装置
CN102762023A (zh) 圆形加速器、及圆形加速器的运行方法
CN107949423A (zh) 粒子射束传输系统及其分段
US20110147604A1 (en) Particle beam irradiation system and particle beam therapy system
Benedikt et al. Overview of the MedAustron design and technology choices
TW201609216A (zh) 射束輸送系統及粒子線治療裝置
US20180326224A1 (en) Particle therapy system
CN104338244A (zh) 射束监视系统以及粒子束照射系统
CN205755021U (zh) 一种复合式同源双束加速管能量开关
Schippers Beam delivery systems for particle radiation therapy: Current status and recent developments
CN104582791B (zh) 扫描电磁铁用控制装置及粒子射线治疗装置
CN205408264U (zh) 一种同源双能加速器及加速器治疗装置
CN106163615B (zh) 粒子射线治疗装置
CN105392527A (zh) 射束输送系统及粒子射线治疗装置
JP5511567B2 (ja) 粒子線照射装置及び粒子線治療装置
CN108697904A (zh) 粒子射线治疗装置及粒子射线治疗装置的扫描次数决定方法
JP2014516412A (ja) 照射設備およびこれを制御するための制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20190215

AD01 Patent right deemed abandoned