CN112166651B - 加速器的控制方法、加速器的控制装置以及粒子束治疗系统 - Google Patents

Abstract

本实施方式涉及的加速器的控制方法是基于电流值的指令信号将根据带电粒子的加速能量产生在主加速器内环绕的磁场的电流向多个偏转电磁铁供给的加速器的控制方法，在与带电粒子向波束输送系统的出射相伴的加速周期的情况下，设置使偏转电磁铁的电流值恒定的平坦区域，在与带电粒子向波束输送系统的出射不相伴的加速周期的情况下，不对电流值的指令信号设置平坦区域，当电流值向平坦区域转移时，或者从平坦区域转移时使电流值的时间变化平滑化，基于带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定平滑化所需要的时间。

Description

加速器的控制方法、加速器的控制装置以及粒子束治疗系统

技术领域

本发明的实施方式涉及加速器的控制方法、加速器的控制装置以及粒子束治疗系统。

背景技术

一般，粒子束治疗系统所使用的加速器通过入射能量将从离子源被入射器加速后的带电粒子入射至主加速器，并在主加速器中加速为目标的能量。通过该主加速器中的偏转电磁铁所生成的磁场，使带电粒子沿着规定的轨道环绕。通过从该偏转电磁铁的电源供给的电流的增加来使磁场强度增加、并且将具有与磁场强度对应的频率的高频电力赋予给高频加速空腔，由此使带电粒子沿着规定的轨道加速。

当从主加速器取出带电粒子时，例如在加速至规定的能量之后减速至一定的能量，在将带电粒子的能量保持为恒定的状态下，从主加速器进行带电粒子的取出。被取出的带电粒子经由波束输送系统被导入治疗室。另外，在通过该方法结束了规定的能量的照射之后，减速至下一个不同的能量，在将能量保持恒定的状态下再次进行带电粒子的取出。

为了将带电粒子在减速中以规定的能量状态保持为恒定，需要使偏转电磁铁的电流值和与之对应的高频电力的频率从减少变化转移至恒定值。可是，如果使偏转电磁铁的电流在减少变化中急剧地变为恒定值，则电流响应来不及，导致电流偏差变大，会发生带电粒子的位置跳跃、带电粒子的消失。因此，为了在使偏转电磁铁的电流值成为恒定值的前后电流顺利地转移至恒定值而设置了平滑区域。

在以往的加速器控制中，实现这样的运转方法的偏转电磁铁的电流控制采取了将预先计算出的电流值相对于时间轴的指令信号(电流信号)存储于存储器、并随着时间经过将电流值的指令信号向偏转电磁铁的电源依次输出的方法。该情况下，在与规定的取出能量对应的部分中，设置有电流值变为恒定那样的短的平坦区域。这样，短的平坦区域与短的平坦区域的前后的平滑区域被编入电流值的指令信号的指令模式。而且，在偏转电磁铁的电流值变为该短的平坦区域的时机，通过停止电流值的输出的更新并进行保持，来确保能量的恒定状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4873563号公报

专利文献2：日本特开2017-112021号公报

发明内容

发明要解决的问题

通过以往的加速器实现的带电粒子的取出能量的种类为10种左右，并使用变速杆等硬件设备制造了进一步细化的能量种类。另一方面，变速杆的切换等需要时间，导致还需要硬件的维护等。因此，还要求仅通过加速器便制造出细化了的带电粒子的取出能量。另一方面，为了缩短治疗时间而要求加速周期的缩短。

用于解决问题的手段

本实施方式涉及的加速器的控制方法是具有下述部件的加速器的控制方法：多个偏转电磁铁，根据带电粒子的加速能量产生在主加速器内环绕的磁场；和电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给，所述加速器的控制方法的特征在于，在与所述带电粒子向波束输送系统的出射相伴的加速周期的情况下，对所述电流值的指令信号设置平坦区域，该平坦区域与所述带电粒子的规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定，在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期的情况下，对所述电流值的指令信号不设置所述平坦区域，当所述偏转电磁铁的电流值向所述平坦区域转移时，或者从所述平坦区域转移时使电流值的时间变化平滑化，基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑化所需要的时间。

本实施方式涉及的加速器的控制方法是具备下述部件的加速器的控制方法：入射器，将带电粒子加速至入射能量而向主加速器入射；高频加速空腔，对入射至主加速器的所述带电粒子赋予加速能量；多个偏转电磁铁，根据所述带电粒子的所述加速能量产生在所述主加速器内环绕的磁场；电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给；以及出射用设备，使所述带电粒子从所述主加速器向波束输送系统出射，所述加速器的控制方法的特征在于，使与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期中的，所述偏转电磁铁的电流值的时间变化中产生平坦底部区间、顶部地点或者平坦顶部区间、加速区间、以及减速区间，该平坦底部区间与所述带电粒子的最低能量对应，顶部地点或者平坦顶部区间与最高能量对应，该加速区间用于从所述平坦底部区间进行加速，该减速区间用于从所述顶部地点或者所述平坦顶部区间向平坦底部减速，且不产生与规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定的平坦区域，使与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射相伴的加速周期中的，所述偏转电磁铁的电流值的时间变化中产生平坦区域，该平坦区域在与所述减速区间以及所述加速区间的至少任意一个对应的划分的中途对应于规定的取出能量而所述电流值为恒定，当从所述对应的划分向所述平坦区域转移时，或者从所述平坦区域向所述对应的划分转移时，使所述电流值的时间变化平滑化，另外，基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑化所需要的时间。

本实施方式涉及的加速器的控制装置是具有下述部件的加速器的控制装置：多个偏转电磁铁，根据带电粒子的加速能量产生在主加速器内环绕的磁场；和电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给，所述加速器的控制装置的特征在于，具有电流信号生成部，在与所述带电粒子向波束输送系统的出射相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成设置有平坦区域的所述电流值的指令信号，该平坦区域与所述带电粒子的规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定，在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成不设置所述平坦区域的所述电流值的指令信号，所述电流值的指令信号具有在所述偏转电磁铁的电流值向所述平坦区域转移时，或者从所述平坦区域转移时使电流变化平滑化的平滑区间，基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑区间的时间长度。

本实施方式涉及的粒子束治疗系统具备：入射器，将带电粒子加速至入射能量而向主加速器入射；高频加速空腔，对入射至所述主加速器的所述带电粒子赋予加速能量；多个偏转电磁铁，根据所述带电粒子的所述加速能量产生在所述主加速器内环绕的磁场；电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给；出射用设备，用于使所述带电粒子从所述主加速器向波束输送系统出射；以及控制装置，对所述入射器、所述高频加速空腔、所述电源以及所述出射用设备中的至少所述电源进行控制，所述粒子束治疗系统的特征在于，所述控制装置具有电流信号生成部，在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成设置有平坦区域的所述电流值的指令信号，该平坦区域与所述带电粒子的规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定，在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成不设置所述平坦区域的所述电流值的指令信号，在向所述平坦区域转移时，或者从所述平坦区域转移时所述电流信号生成部生成使电流变化平滑化的平滑区间，并基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑区间的时间长度。

发明效果

根据本发明，能够更加缩短加速周期，可使治疗时间更短。

附图说明

图1是表示第一实施方式涉及的粒子束治疗系统1的简要整体结构的图。

图2是对加速周期期间的电流的基准信号进行例示的图。

图3是表示基于图2所示的基准信号生成的电流信号与时钟信号的关系的图。

图4是表示在时钟信号的停止时生成的电流信号的图。

图5是将基准信号的一部分放大后的图。

图6是对基于基准信号而输出的电流信号进行例示的图。

图7是对时钟信号与电流信号进行说明的时间图。

图8是表示根据带电粒子的减速期间中的基准信号生成平滑区域的例子的图。

图9是表示能量稳定状态与时钟数的关系的图。

图10是表示从开始平滑起的时钟数与时钟间隔的关系的图。

图11是表示按照时钟的可变周期生成了平滑区域的例子的图。

图12是表示从开始平滑起的时钟数与经过时间的关系的图。

图13是表示按照从开始平滑起的期间生成了平滑区域的例子的图。

图14是对使用了可变时钟信号的电流信号的生成进行说明的流程图。

图15表示第二实施方式涉及的粒子束治疗系统的简要整体结构。

图16是表示基于基准信号生成的修正前的电流信号与修正信号的关系的图。

图17是对使用了修正信号的电流信号的生成进行说明的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式涉及的粒子束治疗系统详细进行说明。其中，以下所示的实施方式是本发明的实施方式的一个例子，本发明并不被解释限定为这些实施方式。另外，在本实施方式所参照的附图中，有时对相同部分或者具有相同功能的部分赋予相同的附图标记或者类似的附图标记，省略其重复的说明。另外，存在附图的尺寸比率为了便于说明而与实际的比率不同的情况、构成的一部分被从附图省略的情况。

(第一实施方式)

首先，基于图1对粒子束治疗系统1的整体结构进行说明。图1是表示第一实施方式涉及的粒子束治疗系统1的简要整体结构的图。如该图1所示，粒子束治疗系统1是对患者的患部照射碳离子等带电粒子来进行治疗的系统。更具体而言，该粒子束治疗系统1构成为具备加速器系统10、波束输送系统20、照射装置30、照射控制装置42、出射控制装置40以及计算机系统50。

计算机系统50由PC或服务器构成，根据所保持的治疗计画等数据来创建各种控制装置的设定值并进行设定。各控制装置由高性能的CPU、FPGA构成，以各种设备按照被设定的设定值而动作的方式进行控制。

加速器系统10对带电粒子进行加速。该加速器系统10构成为具备加速器100和控制装置200。该加速器100构成为具备入射器102、主加速器104、高频加速空腔106、多个偏转电磁铁108、多个四极电磁铁110、以及出射用设备112。

入射器102与主加速器104连接。该入射器102例如是线性加速器(日文原文：ライナック)，将所生成的质子、氦、碳、氮、氧、氖、硅、氩等带电粒子加速到入射能量并向主加速器104供给。

在主加速器104连接入射器102，从入射器102入射带电粒子。该主加速器104例如是同步加速器，具有圆环状的真空的管道。由此，从入射器102入射的带电粒子在主加速器104的管道内的规定轨道进行环绕。即，高频加速空腔106、多个偏转电磁铁108以及多个四极电磁铁110沿着主加速器104中的圆环状的真空的管道配置。

高频加速空腔106向高频加速空腔106内施加高频电压，对在主加速器104的管道内环绕的带电粒子进行加速。该高频加速空腔106利用在设置于内部的电极之间产生的电场来对在环绕轨道上环绕的带电粒子进行加速。这样，高频加速空腔106使在主加速器104内环绕的带电粒子加速或者减速至与对患者照射的带电粒子的能量对应的多个稳定能量。

偏转电磁铁108产生与在主加速器104内环绕的带电粒子的加速能量对应的磁场。该偏转电磁铁108生成的磁场作用为使带电粒子沿着主加速器104内的规定轨道环绕。另外，四极电磁铁110生成的磁场作用为使在主加速器104内环绕的带电粒子聚集或者扩散。即，偏转电磁铁108以及四极电磁铁110被控制为与高频加速空腔106中的带电粒子的加速或者减速同步，生成与被加速或者减速的带电粒子的能量对应的强度的磁场。

出射用设备112向与带电粒子的行进方向正交的方向赋予高频电场来拓宽在加速器100内环绕的带电粒子的波束的宽度。由此从稳定区域偏到共振区域的带电粒子束的粒子被向出射轨道引导而出射至波束输送系统20。出射用设备112通过变更电场的强度来控制向波束输送系统20的带电粒子的出射与出射停止。

电源114将由电力系统供给的电力向多个偏转电磁铁108和多个四极电磁铁110供给。更详细而言，电源114基于控制装置200生成的时间序列的电流信号，来向多个偏转电磁铁108以及多个四极电磁铁110供给电流，该电流用于产生与带电粒子的能量对应的磁场。

控制装置200进行粒子束治疗系统1整体的控制。其中，控制装置200的详细构成将后述。

照射装置30设置于治疗室的壁面等构造物或旋转机架等，将由波束输送系统20输送的带电粒子向患者照射。带电粒子在从患者的体内通过时失去动能而停止，在停止位置的附近释放出被称为布拉格峰(bragg peak)的高能量。因此，通过使带电粒子的停止位置对准患者带电粒子的患部，能够抑制对正常组织的影响的同时对患部细胞、例如癌细胞造成损伤。

出射控制装置40基于来自照射控制装置42的带电粒子束的请求信号来控制出射用设备112以进行带电粒子向波束输送系统20的出射和出射停止。

接下来，对控制装置200的详细构成进行说明。如图1所示，控制装置200具有时机控制部210、高频加速空腔控制部240以及电源控制部250。

时机控制部210进行高频加速空腔控制部240以及电源控制部250的时机控制。更具体而言，该时机控制部210构成为具备第一存储部212、第一时钟生成部214以及第二时钟生成部216。第一存储部212对基于向患者400照射的带电粒子的能量而决定的时钟信号的停止条件以及时钟信号的解除条件等进行存储。向患者400照射的带电粒子的能量由照射控制装置42输出。其中，本实施方式涉及的第二时钟生成部216对应于时钟信号生成部。

第一时钟生成部214生成时间计测用的内部时钟、例如10MHz(100ns周期)的基准时钟信号。该第一时钟生成部214例如具有时钟生成电路。

第二时钟生成部216生成与第一时钟生成部214所生成的基准时钟信号同步的控制用的时钟信号。时钟信号的周期例如为100kHz(10μs)。该第二时钟生成部216例如具有时钟生成电路。

第二时钟生成部216将复位信号输出至高频加速空腔控制部240以及电源控制部250。由此，高频加速空腔控制部240以及电源控制部250开始与第二时钟生成部216所生成的时钟信号同步的控制。

照射控制装置42针对出射控制装置40输出照射请求信号来进行带电粒子束的出射请求。具体而言，输出向患者400照射的带电粒子的能量的信号，并且为了实际向患者400照射带电粒子束，输出对从加速器100出射带电粒子进行请求的请求信号。另外，照射控制装置42进行向患者照射的带电粒子束的扫描控制。

高频加速空腔控制部240控制对高频加速空腔106的电极施加的高频电场的频率、振幅。更详细而言，高频加速空腔控制部240构成为具备第二存储部242、高频信号生成部244、第一输出部246以及高频放大器247。第二存储部242存储有与时间序列的编号建立了关联的频率的基准信号、振幅的基准信号。

高频信号生成部244根据第二时钟生成部216生成的时钟信号的接收，而使用第二存储部242中存储的频率的基准信号、振幅的基准信号来生成高频信号，并按顺序向第一输出部246供给。另外，若第二时钟生成部216的时钟停止，则高频信号生成部244对输出中的高频信号继续进行输出。

第一输出部246基于高频信号生成部244所生成的高频信号来生成正弦波的指令信号，并经由对正弦波的指令信号进行放大的高频放大器247输出至高频加速空腔106。由此，高频加速空腔106基于这些高频信号来生成对电极施加的高频电场。

电源控制部250对电源114向偏转电磁铁108供给的电流进行控制。更具体而言，电源控制部250构成为具备第三存储部252、电流信号生成部254以及第二输出部256。

第三存储部252例如是存储有与连续的编号建立了关联的电流的基准信号的模式存储器。该基准信号的指令值对应于电源114向偏转电磁铁108供给的电流的值。另外，该电流的基准信号与高频加速空腔106的控制所使用的基准信号以被加速的带电粒子在规定的轨道环绕的方式建立关联。由此，带电粒子在规定的轨道环绕。

在与带电粒子向波束输送系统20的出射相伴的加速周期的情况下，电流信号生成部254生成设置有平坦区域的电流信号，该平坦区域对应于带电粒子的规定的取出能量而使偏转电磁铁108的电流值恒定，在与带电粒子向波束输送系统20的出射不相伴的加速周期的情况下，电流信号生成部254生成未设置平坦区域的电流信号。该电流信号生成部254根据第二时钟生成部216生成的时钟信号的接收，而将第三存储部252中存储的电流的基准信号作为电流信号并按顺序输出至第二输出部256。另外，如果第二时钟生成部216的时钟停止，则电流信号生成部254对输出中的电流信号继续进行输出。此外，电流信号生成部254的更详细的构成将后述。

第二输出部256将电流信号生成部254生成的电流信号输出至电源114。由此，电源114基于该电流信号生成偏转电磁铁108中流动的电流。其中，本实施方式涉及的第一存储部212、第二存储部242以及第三存储部252对应于存储部，本实施方式涉及的第二输出部256对应于输出部。

接下来，基于图2至图7对电流信号生成部254中的电流信号的生成例详细进行说明。首先，使用图5对电流指令信号的平滑进行说明。在上述的平坦区域的前后以电流在偏转电磁铁108中的能够响应电流的范围被平滑化的方式形成平滑区域(平滑区间)。如果偏转电磁铁108的电流响应赶不上电流信号的指令值，则存在产生带电粒子的位置跳跃、消失的可能性，但通过平滑能够回避这些情况。

接下来，使用图2对加速周期期间中的电流的基准信号例进行说明。在图2中，横轴表示时间，纵轴表示基准信号。加速周期是指从入射器102入射带电粒子到再次从入射器102入射带电粒子为止的期间。在该加速周期的期间带电粒子从平坦底部的能量被加速至最高能量，并再次减速至原来的平坦底部的能量。

如图2所示，多个停止点500表示能够使第二时钟生成部216生成的时钟信号停止的点。这些停止点500的每一个与在主加速器104环绕的带电粒子的稳定能量对应。另外，在停止点500的前后形成平滑区域。

图3是表示基于图2中所示的基准信号生成的电流信号、即电流信号与时钟信号的关系的图。横轴表示时间，对于(1)～(3)各自的纵轴而言，(1)表示电流信号的指令值、即电流值，(2)表示复位信号，(3)表示时钟信号。图3中所示的电流信号由于一次也不停止第二时钟生成部216生成的时钟信号，所以输出与电流的基准信号同等的信号。其中，本实施方式涉及的电流信号对应于电流值的指令信号。

图4是表示在时钟信号停止的情况下基于基准信号生成的电流信号与时钟信号的关系的图。横轴表示时间，对于(1)～(4)各自的纵轴而言，(1)表示电流信号的指令值、即电流值，(2)表示复位信号，(3)表示时钟信号，(4)的纵轴表示照射信号。为了向患者照射带电粒子束而由照射控制装置42输出照射信号，根据该照射信号从加速器100向波束输送系统20出射带电粒子。

如图4所示，第二时钟生成部216基于第一存储部中存储的停止条件，如果成为与预先决定的停止点对应的时钟数则停止时钟信号的输出。电流信号生成部254连续输出与时钟信号停止的时刻对应的基准信号作为电流信号。此外，在图3的例子中在将带电粒子减速的过程中设定了停止点，但也可以在将带电粒子加速的过程中设定停止点。停止条件是向患者400照射的带电粒子的能量，基于从照射控制装置42输出的信号、来自计算机系统50的设定而存储。

这样，当是对带电粒子的取出能量分别设置了停止点500和平滑区域的基准信号的情况下，加速周期与波束取出能量的数量成比例地变长，导致治疗时间增加。

这里，基于图6对在平滑区域不设置相应的区域的基准信号进行说明。图6是对基于加速周期内的本实施方式涉及的基准信号输出的电流信号进行例示的图。横轴表示时间，对于(1)～(3)各自的纵轴而言，(1)表示电流信号的指令值、即电流值，(2)表示复位信号，(3)表示时钟信号。

图6的(1)中的电流信号的指令值由于未停止时钟信号所以表示与基准信号的指令值同等的值。该时间序列的基准信号被预先存储于第三存储部252(图1)。

如该图6所示，该基准信号由于不具有平滑区域，所以加速周期期间比设置平滑区域的情况短。在该加速周期中的电流值的时间变化中设置有：与最低能量对应的平坦底部区间、与最高能量对应的顶部地点或者平坦顶部区间、用于从平坦底部区间进行加速的加速区间、和用于从顶部地点或者平坦顶部区间减速至平坦底部区间的减速区间。

接下来，基于图7对本实施方式涉及的第二时钟生成部216(图1)输出的时钟信号与电流信号生成部254(图1)生成的电流信号进行说明。

图7是对本实施方式涉及的第二时钟生成部216(图1)输出的时钟信号与电流信号生成部254(图1)生成的电流信号进行说明的时间图。横轴表示时间，对于(1)～(4)各自的纵轴而言，(1)表示电流信号的指令值、即电流值，(2)表示复位信号，(3)表示时钟信号，(4)的纵轴表示照射信号。

如该图7所示，本实施方式涉及的第二时钟生成部216(图1)在带电粒子的能量变为稳定状态的前后将时钟信号的周期连续地变更。即，第二时钟生成部216将与平滑区域对应的时钟信号的周期连续地进行变更。与该平滑区域对应的时钟信号的周期基于偏转电磁铁108中的电流的过度特性而被预先运算。即，第二时钟生成部216通过设置使时钟周期连续增加或者减少的时间序列的平滑区间，来使偏转电磁铁108中流动的电流相对于时间的变动比规定值小。这里，电流的平滑化是指使偏转电磁铁108中流动的电流相对于时间的变动比规定值小。

本实施方式涉及的电流信号生成部254(图1)根据第二时钟生成部216输出的时钟信号，按顺序输出第三存储部252中存储的基准信号(例如图6)。由此，在电流信号中生成平滑区域510～516等。

这样，在带电粒子的加速周期中的偏转电磁铁108的电流值的时间变化中设置有：与最低能量对应的平坦底部区间、与最高能量对应的顶部地点或者平坦顶部区间、用于从平坦底部进行加速的加速区间、以及用于从平坦顶部减速至平坦底部的减速区间。

另一方面，在与带电粒子向波束输送系统20的出射相伴的加速周期中的偏转电磁铁108的电流的时间变化中，设置有用于在减速区间以及加速区间的至少任意一个的中途使与规定的取出能量对应的电流值恒定的平坦区域。另外，在从减速区间以及加速区间的至少任意一个向平坦区域转移时，或者在从平坦区域向减速区间以及加速区间的至少任意一个转移时，使电流值的变化平滑化。由此，偏转电磁铁108的电流值相对于时间的变动被抑制在偏转电磁铁108的能够响应电流的范围。因此，能够抑制带电粒子的位置跳跃、带电粒子的消失的产生。

另外，本实施方式涉及的基准信号中由于未设置平滑区域，所以针对带电粒子的加速区域、减速区域的电流信号中不产生平滑区域。由此，与在基准信号预先设置平滑区域的情况相比能缩短电流信号的加速周期。这样，在不进行向患者的照射的情况下，电流信号生成部254不设置使带电粒子在规定的能量下成为稳定状态的平坦区域，在进行向患者照射带电粒子的情况下，电流信号生成部254设置使所述带电粒子在规定的能量下成为稳定状态的平坦区域。由此，能够提高粒子束治疗系统1整体的处理效率，可更加缩短治疗时间。

接下来，基于图8对根据带电粒子的减速期间中的基准信号生成电流信号的平滑区域的例子更详细地进行说明。图8是表示根据带电粒子的减速期间中的基准信号生成电流信号的平滑区域的例子的图。纵轴为电流信号，横轴为时间。(1)表示将时钟信号的输出周期固定的情况的电流信号(即，保持基准信号不变)，(2)表示使时钟信号的输出周期连续延长的情况的电流信号。

如该图8所示，如果使第二时钟生成部216(图1)输出的时钟信号的周期连续增加，则电流信号生成部254(图1)输出的指令信号的指令值的时间变化变得平稳，生成平滑区域。相反，如果使第二时钟生成部216输出的时钟信号的周期连续缩短，则电流信号生成部254(图1)输出的电流信号的指令值的时间变化变得平稳，生成从平坦区域平滑地移至直线减速区域的平滑区域。

该平滑区域的设定所使用的时间(平滑时间)优选基于带电粒子的取出能量来设定。另外，在进行能量变更的情况下、即在接下来向进行带电粒子的出射的能量变更的情况下，优选与变更前后的能量之差对应的指令信号的指令值的电流差越大则越增长平滑时间。这里，所谓能量变更前的能量，在该加速周期中的最初的带电粒子的出射的情况下，是指平坦顶部的能量，在第二回以后的出射的情况下，是指其前一次进行了的带电粒子的出射的能量。由于如果能量的变更幅度大，则带电粒子的能量难以追随指令信号的变化，所以通过设为更平稳的平滑区域，能够更可靠地抑制带电粒子的位置跳跃、带电粒子的消失的产生。

接下来，基于图9、图10、图12对与本实施方式涉及的时机控制部210在控制中使用的时钟信号有关的信息进行说明。图9是表示带电粒子的能量稳定状态、时钟停止时的时钟数以及平滑区域的生成所需要的平滑时钟数的关系的图。左列表示带电粒子的能量稳定状态的数量，中列表示停止时的时钟数，右列表示平滑时钟数。该图9所示的带电粒子的能量稳定状态、时钟停止时的时钟数以及平滑区域的生成所需要的平滑时钟数的关系作为表被存储在时机控制部210的第一存储部212(图1)。

如该图9所示，在本实施方式中，设置了1000种带电粒子的能量稳定状态。这1000种带电粒子的能量稳定状态分别与时钟停止时的时钟数、平滑时钟数建立关联。例如，在能量稳定状态的编号为4的情况下，第二时钟生成部216基于第一存储部212中存储的表，若从复位信号的输出开始数，到1550时钟数则停止时钟信号。另外，第二时钟生成部216在停止时钟信号的60个时钟前、即时钟数达到1550-60＝1490时，将时钟信号的输出模式从恒定周期输出模式移至可变周期输出模式。

图10是表示从开始平滑起的时钟数与时钟间隔的关系的图。左列表示从开始了平滑处理的时刻起的时钟数、即在向可变周期输出模式转移时从开始了时钟周期的变更的时刻起的时钟数，中列表示能量编号4的情况的时钟间隔。若参照图9，则平滑时钟数为60，但在图10中，将时钟数记载至最长的100。另外，右列以例示的方式用能量编号N表示了其他能量编号的例子。该图10所示的从开始平滑起的时钟数与时钟间隔的关系作为表被存储于时机控制部21的第一存储部212(图1)。

图11是表示按照图10的能量编号4的时钟间隔、即时钟的可变周期生成了平滑区域的例子的图。横轴表示时间，纵轴表示电流信号。

如该图11所示，第二时钟生成部216基于第一存储部212(图1)中存储的表，从平滑开始起在12微秒后输出第一个时钟信号，进而在从平滑开始起16微秒后输出第二个时钟信号，进而在从平滑开始起22微秒后输出第三个时钟信号。另外，电流信号生成部254(图1)根据这些时钟信号按顺序输出第三存储部252中存储的基准信号(图7)作为电流信号。这样，通过变更从平滑的开始时刻起的时钟信号的周期，来自电流信号生成平滑区域。

图12是表示从开始平滑起的时钟数与经过时间的关系的图。左列表示从开始了平滑的时刻起的时钟数、即从开始了时钟周期的变更的时刻起的时钟数，中列表示能量编号4的情况下的从开始平滑时起的经过时间。参照图9，平滑时钟数为60，但在图12中，将时钟数记载至最长的100。另外，右列以例示的方式通过能量编号N表示了其他能量编号的例子。图12将与图10同等的内容表示为从平滑的开始时刻起的时钟数与经过时间的关系。该图12所示的从开始平滑起的的时钟数与经过时间的关系作为表被存储于时机控制部21的第一存储部212(图1)。

图13是对根据图12的能量编号4的从平滑开始起的时钟输出时间、即时钟周期生成了平滑区域的例子进行表示的图。横轴表示时间，纵轴表示电流信号。

如该图13所示，第二时钟生成部216基于第一存储部212(图1)中存储的表，例如从平滑的开始起在12微秒后输出第一个时钟信号，从平滑的开始起在28微秒后输出第二个时钟信号，从平滑的开始起在50微秒后输出第三个时钟信号。另外，电流信号生成部254(图1)根据这些时钟信号按顺序输出第三存储部252中存储的基准信号(图7)作为电流信号。这样，通过变更从平滑的开始时刻起的时钟信号的周期，能够在电流信号生成平滑区域。

这样，时机控制部210的第一存储部212将图9、图10、图12等中例示的与时钟有关的信息表格化来进行存储。而且，第二时钟生成部216基于存在出射的请求的稳定能量编号来将时钟信号输出给电源控制部252。

在上述的例子中，设定为按每个稳定能量规定了时钟数、时钟间隔的表。作为其他的例子，也可以不按所设定的每个稳定能量设定时钟数、时钟间隔，而成为根据与带电粒子变更的稳定能量间对应的指令信号的指令值的差值规定了时钟数、时钟间隔的表。即，例如在以能量编号100出射带电粒子的情况下，根据在此前进行了带电粒子的出射的能量编号，成为能量编号100的向平坦区域转移时的平滑时钟数、时钟间隔不同的表。

实现这样的规定的表的构成是任意的，例如，在能量编号间的能量之差恒定的情况下，只要按每个能量编号之差规定平滑的时钟数与时钟间隔即可。例如，在将能量编号从1变更至101的情况下，参照与表的能量编号差100对应的时钟数和时钟间隔。通过针对能量编号之差设定时钟数和时钟间隔，能够成为比对于变更前的能量编号与变更后的能量编号的组合全部设定时钟数和时钟间隔小的表。这里，由于变更前的能量也有可能是平坦顶部的情况，所以可以将相当于平坦顶部作为能量编号0而登记于表。

此外，由于如果决定了平滑时钟数和时钟间隔则平滑时间也被决定，所以数据表也可以说是使稳定能量、或者与稳定能量之差对应的电流差和平滑时间对应的表。

时机控制部210可以按照以下的公式来运算时钟信号的周期。如图7所示，随着与带电粒子变更的稳定能量间对应的指令信号的指令值的差值即电流差变大而需要使平滑时钟数增加。

因此，若将平滑时钟数设为Nmax，将K1设为任意的常量，将与稳定能量间对应的指令信号的指令值的差值即电流差设为Dif，则例如能够用(式1)来表示。

Nmax＝K1×Dif (式1)

若将从平滑开始起第n个时钟间隔设为Tn，将C1、C2、C3设为任意的常量，将与稳定能量间对应的指令信号的指令值的差值即电流差设为Dif，则能够用(式2)来表示。

Tn＝C1×n×Dif×Dif+C2×n×Dif+C3×n

(式2)

这里，n是0至Nmax的整数。

另外，也能够通过一般的函数形式将平滑时钟数Nmax表示为Nmax＝f(Dif)。f()是任意的一次函数。另外，也能够通过一般的函数形式将从平滑的开始起第n个平滑时时钟间隔Tn表示为T(n，Dif)。T()是任意的二次函数。也可以根据偏转电磁铁108(图1)的电流特性来定义这样的函数，使时机控制部210实时运算平滑时钟数和平滑时间。

此外，对平滑区域的设定所使用的时钟数以及时钟的间隔进行求取的上述运算式只是一个例子，并不限定于此。例如，也可以基于与带电粒子变更的稳定能量之差对应的指令信号的指令值的电流差，首先运算平滑区域的设定所使用的平滑时间，并基于该平滑时间来运算平滑的设定所使用的时钟数和时钟间隔。即，在上述运算式的例子中通过求取时钟数和时钟间隔来决定平滑时间，但也可以基于电流差来运算平滑时间，并根据求出的平滑时间来决定时钟数和时钟间隔。只要是电流差越大则平滑时间越长的运算即可。

另外，虽然说明为带电粒子变更的稳定能量间之差，但当在其加速周期中最初的带电粒子出射的情况下，成为与平坦顶部的能量和进行带电粒子的出射的稳定能量之差对应的指令信号的指令值的电流差Dif。即，基于带电粒子的能量变更前后的电流差来决定平滑时间。

综上所述，通过根据带电粒子变更的稳定能量间之差并基于运算来求出平滑区域的设定所使用的时钟数、间隔，能够能量变更前后的差越大则越增长平滑时间。

图14是对使用了可变的时钟信号的电流信号的生成进行说明的流程图。这里，对使用了图6所例示的基准信号的电流信号的生成例进行说明。

计算机系统50预先将计算以及调整完毕的频率的基准信号、振幅的基准信号设定于高频加速空腔控制部240的第二存储部242，将电流的基准信号设定于电源控制部250的第三存储部252(步骤S100)。

第二时钟生成部216接受来自计算机系统50的输出允许信号而开始时钟信号与复位信号的输出。或者，接受计算机系统50的动作开始信号而预先输出时钟信号和复位信号(步骤S102)。

接下来，入射器102与复位信号同步，在复位信号的一定时间后向主加速器104内入射带电粒子(步骤S103)。接着，高频加速空腔控制部240根据时钟信号将第二存储部242中设定的频率的基准信号、振幅的基准信号作为频率信号、振幅信号按顺序输出至高频加速空腔106。同样，电源控制部250根据时钟信号将第三存储部252中设定的电流的基准信号作为电流信号按顺序输出至电源114。由此，带电粒子在主加速器104内的规定轨道进行旋转的同时逐渐加速。

时机控制部210参照第一存储部212中设定的停止条件以及表，来判断是否对时钟信号的周期进行变更(步骤S200)。时机控制部210参照第一存储部212中设定的与停止条件以及时钟有关的表(例如图9、图10、图12等中所示的与时钟有关的信息)，在时钟数是与能量编号对应的平滑开始时钟数的情况下(步骤S200的是)，开始时钟信号的周期的变更(步骤S202)。电源控制部250的电流信号生成部254根据时钟信号将第三存储部252中存储的基准信号作为电流信号按顺序输出。由此，例如如图7所示那样生成平滑区域510。

接下来，时机控制部210参照第一存储部212中设定的与停止条件以及时钟有关的表，对是否停止时钟信号进行判断(步骤S204)。时机控制部210在时钟数不是符合停止条件的时钟数的情况下(步骤S206的否)，反复进行从步骤S202起的处理。

另一方面，如果时钟数是符合停止条件的时钟数(步骤S206的是)，则时机控制部210停止时钟信号的输出(步骤S208)。电流信号生成部254继续将时钟信号停止时的电流信号输出给电源控制部250。由此，例如如图7所示那样生成适合于第一能量下的稳定状态的平坦区域。

接下来，时机控制部210对是否再次开始时钟信号的输出进行判断(步骤S212)。如果从照射控制装置42未接收到照射结束信号或者不同能量下的照射请求信号，则时机控制部210判断为维持时钟信号的停止(步骤S212的否)，反复进行从步骤S208起的处理。

另一方面，如果从照射控制装置42接收到照射结束信号或者不同能量下的照射请求信号，则时机控制部210判断为再次开始时钟信号的输出(步骤S212的是)。接着，开始时钟信号的周期的变更(步骤S214)。

接下来，时机控制部210参照第一存储部212中设定的停止条件以及表，对是否停止时钟信号的周期的变更进行判断(步骤S218)。在时钟数不是符合变更停止的时钟数的情况下(步骤S218的是)，反复进行从步骤S214起的处理。电流信号生成部254根据时钟信号将第三存储部中存储的基准信号作为电流信号按顺序输出。由此，例如如图7所示那样生成平滑区域512。

另一方面，在时钟数是符合变更停止的时钟数的情况下(步骤S218的否)，对是否结束整体处理进行判断(步骤S220)，如果不结束(步骤S220的否)，则反复进行从步骤S200起的处理。

在时钟数不是与能量编号对应的平滑开始时钟数的情况下(步骤S200的否)，时机控制部210将恒定周期的时钟信号向电源控制部250输出。电源控制部250的电流信号生成部254根据时钟信号将第三存储部252中设定的电流的基准信号作为电流信号按顺序向电源114输出(步骤S222)。另一方面，如果整体处理结束(步骤S220的是)，则结束整体的控制处理。这样，时机控制部210使时钟信号的周期连续变化、生成平滑区域。

综上所述，根据本实施方式，电流信号生成部254在根据时钟信号的接收而将基准信号作为时间序列的电流信号进行输出的情况下，在进行时钟信号的停止之前使时钟信号的周期连续变化。由此，时间序列指令信号的指令值相对于时间的变化被平滑化，所以能够从没有设置平滑区域的基准信号输出形成有平滑区域的电流信号。

另外，在实际实施治疗时，在不需要进行带电粒子的取出的波束能量下不需要设置使偏转电磁铁108的电流值恒定的平坦区域，而能够仅在实际进行带电粒子的取出的波束能量下设置平坦区域。由此，带电粒子的加速周期被进一步缩短，有助于患者的治疗时间的缩短。特别是即便在使通过加速器实现的带电粒子的取出能量比以往增多的情况(例如600种类)下，由此也不会使加速周期增长。因此，由于不采用变速杆等硬件就能够使用与以往相同程度或者比以往程度多的照射能量的种类，所以有助于治疗时间的缩短。

另外，带电粒子的能量变更前后之差越大则越能增长平滑时间。

(第二实施方式)

第二实施方式涉及的粒子束治疗系统1与第一实施方式的不同点在于，取代使第二时钟生成部216的时钟信号的频率变更来在电流信号生成平滑区域，而使用电流的修正信号来在电流信号生成平滑区域。以下，对与第一实施方式不同的点进行说明。

图15是表示第二实施方式涉及的粒子束治疗系统1的简要整体结构的图。如该图15所示，通过在第二存储部242设置高频修正用模式存储区域242a、在第三存储部252设置电流修正用模式存储区域252a而与第二实施方式不同。在高频修正用模式存储区域242a存储有对频率的基准信号、振幅的基准信号分别进行修正的频率的修正信号、振幅的修正信号。另外，在电流修正用模式存储区域252a存储有对电流的基准信号进行修正的修正信号。

图16是表示基于基准信号生成的修正前的电流信号与修正信号的关系的图。横轴表示时间，对于(1)～(5)各自的纵轴而言，(1)表示修正前的电流信号，(2)表示时钟信号，(3)表示修正信号，(4)表示修正开始信号，(5)表示修正后的电流信号。基于图16，对进行平滑处理的情况的本实施方式涉及的时机控制部210的处理和电源控制部250的处理例加以说明。

首先，对电流信号生成部254输出的修正前的电流信号进行说明。例如如作为图16的减少区域1、减少区域2等所示那样，电流信号生成部254根据时钟信号的接收将第三存储部252中存储的电流的基准信号作为修正前的电流信号按顺序输出。另外，例如如作为平坦区域所示那样，如果时钟信号停止，则电流信号生成部254将时钟信号的停止时的基准信号作为电流信号继续进行输出。

接下来，对电流信号生成部254在电流信号的修正中使用的修正信号进行说明。该修正信号(平滑模式1、平滑模式2等)的指令值被运算为如果预先将修正前的电流信号的指令值与修正信号的指令值相加，则相对于时间平滑地变化。因此，如果将修正前的指令信号的指令值与修正信号的指令值相加，则可获得相对于时间平滑地变化的指令信号的指令值。即，修正后的电流信号的指令值被平滑化，相对于时间的微分值连续地变化。

电流信号生成部254基于修正开始信号，生成具有将修正前的指令信号的指令值与修正信号的指令值相加而得到的指令值的修正后的电流信号。更详细而言，例如在从减少区域1向与带电粒子的能量稳定状态对应的平坦区域转移时，电流信号生成部254基于修正开始信号的上升信号的检测，来生成具有将修正前的指令信号的指令值与修正信号(平滑模式1)的指令值相加而得到的指令值的修正后的电流信号。另外，例如在从与带电粒子的能量稳定状态对应的平坦区域向减少区域2转移时，电流信号生成部254基于修正开始信号的下降信号的检测，来生成具有将修正前的电流信号的指令值与修正信号(平滑模式2)的指令值相加而得到的指令值的修正后的电流信号。

在减少区域1、减少区域2等中，修正前的指令信号的指令值相对于时间的变化的程度被维持为规定值。因此，如图16所示，例如对在修正开始信号的上升时加上的修正信号的时间序列值进行表示的平滑模式1、与对在修正开始信号的下降时加上的修正信号的时间序列值进行表示的平滑模式2正负反转。由此，基于修正开始信号的平滑处理能够在从减少区域1移至平坦区域的情况下实现、也能够在从平坦区域移至减少区域2的情况下实现。

另外，电流信号生成部254也可以将与多个稳定能量分别对应的电流值的差值即电流差所对应的系数与修正信号(例如，平滑模式1、平滑模式2)的指令值相乘，并将相乘而得到的值与基准信号的指令值相加来生成电流信号。由此，能够进行相对于稳定能量间的大小的平滑量的调整。特别是如在第一实施方式中说明那样，能够成为带电粒子的能量变更前后之差越大则平滑时间越长的修正信号。

接下来，对时机控制部210输出的修正开始信号进行说明。时机控制部210基于从计算机系统50接收到的时钟的停止条件，在时钟信号的停止前将修正开始信号输出至电源控制部250。另外，时机控制部210若从照射控制装置42接收到照射的停止信号或者不同能量下的照射请求信号，则降低修正开始信号。而且，在经过了规定的时钟数之后，时机控制部210再次开始时钟信号的输出。这样，时机控制部210在输出修正开始信号并经过了规定的时钟数之后将时钟信号停止。另外，时机控制部210在停止修正开始信号的输出并经过了规定的时钟数之后再次开始时钟信号的输出。

根据这些内容可知，如果将修正前的指令信号的指令值与修正信号的指令值相加，则能够得到相对于时间平滑地变化的电流信号、即相对于时间的变化的程度比规定值小的电流信号。

图17是对使用了修正信号的电流信号的生成进行说明的流程图。对于第一实施方式等同的处理赋予相同的编号而省略说明。这里，对电流信号的生成例进行说明。

首先，时机控制部210在带电粒子入射至主加速器104之后也继续将恒定周期的时钟信号向电流信号生成部254输出。电流信号生成部254根据该时钟信号的接收来将基准信号作为修正前的电流信号而按顺序输出。

接下来，时机控制部210参照第一存储部212中设定的停止条件，对是否开始使用了修正信号的平滑进行判断(步骤S300)。在判断为开始平滑的情况下(步骤S300的是)，时机控制部210将修正开始信号输出至电源控制部250。电源控制部250的电流信号生成部254基于修正开始信号的上升信号的检测，来输出加上了将基准信号的指令值与修正信号(例如平滑模式1)的指令值相加而得到的指令值的电流信号(步骤S304)。另外，如果从开始了修正开始信号的输出的时刻起经过规定的时钟数，则时机控制部210将时钟信号停止。接着，电流信号生成部254输出将时钟停止时的基准信号与修正信号相加而得到的电流信号。并且，如果经过规定的时钟数，则电流信号生成部254输出时钟停止时的基准信号作为电流信号。

接下来，时机控制部210对是否再次开始时钟信号的输出进行判断(步骤S306)。如果从照射控制装置42未接收到照射结束信号或者不同能量下的照射请求信号，则时机控制部210判断为维持时钟信号的停止(步骤S306的否)，反复进行从步骤S302起的处理。

另一方面，如果从照射控制装置42接收到照射结束信号或者不同能量下的照射请求信号，则时机控制部210判断为再次开始时钟信号的输出(步骤S306的是)，将修正开始信号的输出停止，进而在经过了规定的时钟数之后，再次开始时钟信号的输出。电源控制部250的电流信号生成部254如果检测到修正开始信号的下降信号，则输出加上了将基准信号的指令值与修正信号(例如平滑模式2)的指令值相加而得到的指令值的电流信号。并且，如果经过规定的时钟数，则电流信号生成部254按顺序输出基准信号作为电流信号。

接下来，时机控制部210判断整体处理是否结束(步骤S308)，如果未结束(步骤S308的否)，则反复进行从步骤S300起的处理。

另一方面，在判断为不是平滑的开始的情况下(步骤S300的否)，时机控制部210继续将恒定周期的时钟信号向电源控制部250输出。电源控制部250根据时钟信号将第三存储部252中设定的电流的基准信号作为电流信号按顺序输出(步骤S310)。另一方面，如果整体的控制处理结束(步骤S308的是)，则结束整体的处理。这样，时机控制部210通过对指令信号的指令值加上使指令值的变动减少的修正信号的指令值来生成平滑区域。

综上所述，根据本实施方式，电流信号生成部254在进行时钟信号的停止的前后对时间序列的指令信号的指令值加上了使相对于时间的指令值的变动减少的修正信号的指令值。由此，由于使相对于时间的指令值的变化平滑化，所以可避免带电粒子的位置跳跃、带电粒子的消失。

另外，在与带电粒子向波束输送系统20的出射不相伴的加速周期的情况下，不设置与带电粒子的规定的取出能量对应而使偏转电磁铁108的电流值恒定的平坦区域，在与带电粒子向波束输送系统20的出射相伴的加速周期的情况下，设置了平坦区域。由此，带电粒子的加速周期被缩短，能够进一步缩短患者的治疗时间。

上述的各实施方式中说明的控制装置200的至少一部分可以由硬件构成，也可以由软件构成。在由软件构成的情况下，可以将实现控制装置600的至少一部分的功能的程序收纳于软盘或CD-ROM等记录介质，并使计算机读入来加以执行。记录介质并不限定于磁盘、光盘等能够装卸的介质，也可以是硬盘装置、存储器等固定型的记录介质。

另外，也可以经由因特网等通信线路(也包括无线通信)来发布实现控制装置200的至少一部分的功能的程序。并且，也可以在对该程序加密、调制、压缩的状态下经由因特网等有线线路或无线线路发布，或者收纳于记录介质来进行发布。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只是例示，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种方式加以实施，在不脱离发明主旨的范围能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨并且包含在技术方案所记载的发明及其等同的范围。

Claims (11)

1.一种加速器的控制方法，所述加速器具有：多个偏转电磁铁，根据带电粒子的加速能量产生在主加速器内环绕的磁场；和电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给，在所述加速器的控制方法中，

在与所述带电粒子向波束输送系统的出射相伴的加速周期的情况下，对所述电流值的指令信号设置平坦区域，该平坦区域与所述带电粒子的规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定，

在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期的情况下，对所述电流值的指令信号不设置所述平坦区域，

当所述偏转电磁铁的电流值向所述平坦区域转移时，或者从所述平坦区域转移时，使电流值的时间变化平滑化，

基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑化所需要的时间，

生成时钟信号，对与所述时钟信号建立对应并具有电流值的信息的时间序列的基准信号进行存储，根据所述时钟信号的接收而按顺序输出所述时间序列的基准信号，来生成所述电流值的指令信号，并且，根据时钟周期的连续的增加或者减少来生成所述平滑化所对应的平滑区间。

2.一种加速器的控制方法，所述加速器具备：入射器，将带电粒子加速至入射能量而向主加速器入射；高频加速空腔，对入射至主加速器的所述带电粒子赋予加速能量；多个偏转电磁铁，根据所述带电粒子的所述加速能量产生在所述主加速器内环绕的磁场；电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给；以及出射用设备，用于使所述带电粒子从所述主加速器向波束输送系统出射，在所述加速器的控制方法中，

使与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期中的，所述偏转电磁铁的电流值的时间变化中产生平坦底部区间、顶部地点或者平坦顶部区间、加速区间、以及减速区间，且不产生平坦区域，所述平坦底部区间与所述带电粒子的最低能量对应，所述顶部地点或者平坦顶部区间与最高能量对应，所述加速区间用于从所述平坦底部区间进行加速，所述减速区间用于从所述顶部地点或者所述平坦顶部区间向平坦底部减速，所述平坦区域与规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定，

使与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射相伴的加速周期中的，所述偏转电磁铁的电流值的时间变化中产生平坦区域，该平坦区域在与所述减速区间以及所述加速区间的至少任意一方对应的划分的中途对应于规定的取出能量而所述电流值为恒定，

当从所述对应的划分向所述平坦区域转移时，或者从所述平坦区域向所述对应的划分转移时，使所述电流值的时间变化平滑化，另外，基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑化所需要的时间，

生成时钟信号，对与所述时钟信号建立对应并具有电流值的信息的时间序列的基准信号进行存储，根据所述时钟信号的接收而按顺序输出所述时间序列的基准信号，来生成所述电流值的指令信号，并且，根据时钟周期的连续的增加或者减少来生成所述平滑化所对应的平滑区间。

3.一种加速器的控制装置，所述加速器具有：多个偏转电磁铁，根据带电粒子的加速能量产生在主加速器内环绕的磁场；和电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给，在所述加速器的控制装置中，

具有电流信号生成部，在与所述带电粒子向波束输送系统的出射相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成设置有平坦区域的所述电流值的指令信号，该平坦区域与所述带电粒子的规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定，

在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成不设置所述平坦区域的所述电流值的指令信号，

所述电流值的指令信号具有在所述偏转电磁铁的电流值向所述平坦区域转移时或者从所述平坦区域转移时使电流变化平滑化的平滑区间，

基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑区间的时间长度，

所述加速器的控制装置还具有：

时钟信号生成部，生成时钟信号；和

存储部，对与所述时钟信号建立对应并具有电流值的信息的时间序列的基准信号进行存储，

所述电流信号生成部根据所述时钟信号的接收而按顺序输出所述时间序列的基准信号，来生成所述电流值的指令信号，并且，根据时钟周期的连续的增加或者减少来生成所述平滑区间。

4.根据权利要求3所述的加速器的控制装置，其中，

所述存储部存储数据表，该数据表是使所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差与所述平滑区间的时间长度建立了对应的数据表，

所述时钟信号生成部基于所述数据表来输出所述时钟信号。

5.根据权利要求3所述的加速器的控制装置，其中，

所述时钟信号生成部使用第一运算式以及第二运算式的至少任意一个来输出所述时钟信号，

所述第一运算式是基于向规定的取出能量变更前后的能量之差来运算用于设定所述平滑区间的时钟数的运算式，所述第二运算式是基于向所述规定的取出能量变更前后的能量之差来运算时钟周期的运算式，该时钟周期与从开始了所述平滑区间的设定的时刻起的时钟数对应。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的加速器的控制装置，其中，

所述时钟信号与所述主加速器的四极电磁铁的电流信号以及所述主加速器的高频加速空腔的频率指令信号同步。

7.根据权利要求3所述的加速器的控制装置，其中，

所述存储部对所述时间序列的基准信号和时间序列的修正信号进行存储，该时间序列的基准信号具有成为基准的时间序列的电流值的信息，该时间序列的修正信号与平滑区域对应，该平滑区域用于将在所述偏转电磁铁中流动的电流限制在单位时间可以变动的范围内，

所述电流信号生成部基于所述时间序列的基准信号和所述时间序列的修正信号来生成使所述电流变化平滑化的所述电流值的指令信号。

8.根据权利要求7所述的加速器的控制装置，其中，

所述电流信号生成部生成基于所述基准信号的指令值与所述修正信号的指令值的相加值的所述电流值的指令信号。

9.根据权利要求8所述的加速器的控制装置，其中，

所述电流信号生成部将系数和所述修正信号的指令值相乘而得到的值与所述基准信号的指令值相加来生成所述电流值的指令信号，该系数是与向规定的取出能量变更前后的能量之差对应的系数。

10.根据权利要求3所述的加速器的控制装置，其中，

基于所述偏转电磁铁的瞬态特性来运算使所述电流变化平滑化的平滑区间。

11.一种粒子束治疗系统，具备：

入射器，将带电粒子加速至入射能量而向主加速器入射；

高频加速空腔，对入射至所述主加速器的所述带电粒子赋予加速能量；

多个偏转电磁铁，根据所述带电粒子的所述加速能量产生在所述主加速器内环绕的磁场；

电源，基于电流值的指令信号将产生所述磁场的电流向所述多个偏转电磁铁供给；

出射用设备，用于使所述带电粒子从所述主加速器向波束输送系统出射；以及

控制装置，对所述入射器、所述高频加速空腔、所述电源以及所述出射用设备中的至少所述电源进行控制，

在所述粒子束治疗系统中，

所述控制装置具有电流信号生成部，

在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成设置有平坦区域的所述电流值的指令信号，该平坦区域与所述带电粒子的规定的取出能量对应而使所述偏转电磁铁的电流值恒定，

在与所述带电粒子向所述波束输送系统的出射不相伴的加速周期的情况下，该电流信号生成部生成不设置所述平坦区域的所述电流值的指令信号，

在向所述平坦区域转移时，或者从所述平坦区域转移时所述电流信号生成部生成使电流变化平滑化的平滑区间，

并基于所述带电粒子的规定的取出能量或者向规定的取出能量变更前后的能量之差来决定所述平滑区间的时间长度，

所述控制装置还具有：

时钟信号生成部，生成时钟信号；和

存储部，对与所述时钟信号建立对应并具有电流值的信息的时间序列的基准信号进行存储，

所述电流信号生成部根据所述时钟信号的接收而按顺序输出所述时间序列的基准信号，来生成所述电流值的指令信号，并且，根据时钟周期的连续的增加或者减少来生成所述平滑区间。