JP2000232000A - Ｒｆ制御装置およびその応用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏向用電磁石の磁場のパターンを装置運転に
リアルタイムで最適化できると共に、パターンに応じて
加速空胴に印加する高周波信号の周波数および振幅を制
御できるＲＦ制御装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 計算機で予め作成した加速空胴駆動用の
高周波信号の周波数リファレンス信号、電圧リファレン
ス信号、ビーム位置リファレンス信号及び記憶領域の最
終データを知らせる最終切替ビットを外部クロックで読
み出すように各領域毎に記憶したメモリ記憶領域５２ａ
と、外部信号またはビットデータ内の最終切替ビットに
応じて、メモリ記憶領域５２ａのデータ読み出しクロッ
クの周期を異なる周期に切り替えるとともに、メモリ記
憶領域５２ａに予め記憶されたアドレス情報をもとに読
み出しデータの領域を切り替えるメモリアクセス制御部
５８ａとを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医療用加速器シ
ステムにおける加速空胴にビーム加速用の高周波信号を
印加するＲＦ制御装置およびそのＲＦ制御装置およびそ
の応用システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＲＦ加速装置の従来例としては例えば文
献１（重粒子がん治療装置 建設総合報告書ＮＩＲＳ−
Ｍ−１０９ ＨＩＭＡＣ−００９ １９９５年５月「高
周波加速」金澤光隆、ｐ４４〜４９。科学技術庁 放射
線医学総合研究所）に述べられている重粒子加速器ＨＩ
ＭＡＣがある。

【０００３】図１０に示すシンクロトロンを例に環状加
速器の一般的な構成について説明する。シンクロトロン
は周回軌道を形成するための電磁石１、高周波を使って
ビームを加速する加速空胴２、およびビームが通過する
ための通路となる真空ダクト３から構成される。これ以
外の機器としては、ビームを前もって加速する前段加速
器６、加速されたビームを真空ダクト３に入射する入射
装置５、ビームの位置等を計測するビームモニタ４、ビ
ームをシンクロトロンからユーザ側に送り出す出射装置
７などから構成される。

【０００４】電磁石１の磁場はビームの加速に伴い定め
られたパターンに従って変化する。同時にビームの周回
周波数も変化するため、安定に加速するためには加速空
胴２に印加される高周波信号も定められたパターンによ
って周波数を制御する必要がある。

【０００５】次に図１１に従い一般的な加速制御システ
ムについて説明する。加速中にビームはシンクロトロン
振動と呼ばれる現象を起こすため、そのままではビーム
に対してなんらかの外乱があった場合にビームの不安定
性が発生する。この対策としてビームモニタ４および位
相モニタ回路１４により検出されたビーム信号と加速用
の高周波信号の位相差に基づき周波数のフィードバック
制御を行い、シンクロトロン振動を減衰する方策が通常
とられている。これが図に示す位相制御ループ２０であ
る。

【０００６】また加速空胴２の周波数が電磁石１の磁場
で決まる最適周波数からずれた場合には、ビームの位置
が理想的な中心軌道からずれるため、ビームモニタ４、
および位置モニタ回路１５でこれを検出し、高周波信号
の周波数をフィードバック制御することも行われる。こ
れが図に示す位置ずれ制御ループ２１である。

【０００７】また加速空胴２に実際印加される電圧を電
圧モニタ１３にて検出し、検出信号に基づき高周波信号
の振幅を制御することも行われる。これが図に示す空胴
電圧制御ループ２２である。

【０００８】加速制御システムの他の構成として、９は
ディジタル制御回路であり、このディジタル制御回路９
は高周波信号のフィードバックのための演算を行う装置
である。８はメモリモジュールであり、このメモリモジ
ュール８は加速空胴を制御するためのデータを保存する
装置であってディジタル制御回路９に逐次加速空胴運転
用のパターンデータが送られる。１０はビーム加速用の
高周波信号を発生するためのディジタルシンセサイザ、
１１は高周波信号の振幅を制御するためのＡＭ変調器、
１２は変調出力を増幅する増幅装置、１９はメモリモジ
ュール８を制御するための計算機である。計算機１９の
機能はメモリモジュールおよびタイミングシステム１６
にパターンデータを伝送することである。

【０００９】パターンデータ送信は加速器の運転開始前
に行われ、計算機の高周波制御にリアルタイム性はな
い。１６はメモリモジュール８のデータ読み出しタイミ
ングを制御するタイミングシステム。１８は偏向電磁石
１の磁場モニタ１７に従ってメモリモジュール８にＢク
ロック信号を発生するＢクロック発生装置である。

【００１０】次に図１２のタイミングチャートに基づい
てシンクロトロンの加速に用いられるパターンの一般的
な運転方法について説明する。このタイミングチャート
には電磁石の磁場強度および運転サイクルの名称が時間
Ｔ１〜Ｔ７の順に時系列的に示してある。

【００１１】Ｔ１と示した期間はフラットボトムと呼ば
れ、シンクロトロンの最低エネルギーの状態である。フ
ラットボトムでは前段加速器６からビームを入射し、シ
ンクロトロン内に蓄積する。次にＯＦＦ状態にあった高
周波信号をＯＮとし、電圧を増加させることによりビー
ムが高周波信号の一定の位相にあつまるように捕獲を行
う。

【００１２】次にＴ２と示した期間では電磁石の磁場変
動に基づいて高周波信号の周波数と電圧を制御してビー
ムの加速を行う。磁場の励磁速度が大部分一定の場合、
加速の開始と終了部分は区別してスムージングと呼ばれ
ている。

【００１３】次にビームが所定のエネルギーに達した時
点で加速を終了し磁場が変化しないフラットトップの状
態に入る。フラットトップではビームをシンクロトロン
から出射するのに適した条件を作るため、高周波信号の
電圧、周波数などの微調整を行う。この期間をＴ３とす
る。

【００１４】次にＴ４ではビーム利用者の要求に応じて
ビームをシンクロトロンの外に出射する。Ｔ４期間中は
高周波信号をＯＦＦにするか、あるいはＯＮのままでも
よい。次に所定の時間が経過した後、またはビームを使
い切った時点でシンクロトロンの磁場を下げるための準
備をする。この準備期間をＴ５とする。

【００１５】次にＴ６の期間でシンクロトロンの磁場を
最低値まで下げる。シンクロトロンは再びフラットボト
ムの状態となり、Ｔ７の期間で電源を初期状態に戻す。
加速されたビームの内、シンクロトロンに取り残した部
分はフラットトップで棄てる場合もあるが、磁場を減少
する際に高周波信号をＯＮにしてビームを保持し減速し
てから棄てることもある。従ってフラットトップからフ
ラットボトムまでの立ち下げ期間であるＴ６を減速と呼
んでいる。上記の運転周期を加速サイクルまたはパルス
と呼んでいる。

【００１６】次にメモリモジュール８からディジタル制
御回路９に送られるデータ転送を制御するクロックにつ
いて説明する。クロックはＢクロックと、Ｔクロックと
呼ばれるものの２種類があり、これらのクロックにより
メモリモジュール８からディジタル制御回路９にパター
ンデータが伝送される。Ｂクロックは電磁石１の磁場を
磁場モニタ１７で検出した結果に基づいてＢクロック発
生装置１８より発生する。例えば磁場が０．２ガウス変
化する毎に１クロックパルスを出力するような装置であ
る。

【００１７】二つのクロックは上記パターン動作を決め
るＴ１〜Ｔ７において従い使い分ける。運転パターン中
で磁場変化が大きい部分ではＢクロックを使い、磁場の
変化がゼロもしくは小さい部分ではＴクロックを用いる
方法が一般的である。例えばＴ１、Ｔ３、Ｔ５およびＴ
７のように磁場変化がゼロの部分ではＴクロックを使用
し、その他の部分ではＢクロックを使用する。

【００１８】磁場が増加する部分はＢ＋クロック、減少
する部分ではＢ−クロックを使用する。またイベント信
号としては図に示したマスタ信号、運転開始信号、メモ
リクロック停止、再開信号、メモリクロック切替信号が
ある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の加
速制御装置では制御におけるフレキシビリティが限られ
ていることが問題であった。即ち、シンクロトロンの立
ち上げ調整をする時点では最適な運転方法やパラメータ
が事前にわかっていないことが多く、加速器を実際に運
転してみながら試行錯誤で調整を行う場合が一般的であ
り装置を実際に立ち上げるまで多大の労力と時間を要し
た。また、従来の加速制御装置では最適なパターンを探
すための機能が不足していた。また、リアルタイムで定
数を変化させるなどのフレキシビリティが不足してい
た。

【００２０】また、従来の加速制御装置では、Ｂクロッ
クとＴクロックを切替えるタイミングは外部のタイミン
グシステムに依存していたため、タイミングシステムの
分解能等の仕様による制約を受けていた。また、切替え
た際のメモリアドレス制御に処理速度による制約があ
り、切替えの時点はフラットトップやフラットボトムに
設定できるものの、他の任意の時点での切替えに変更す
ることは容易でなかった。

【００２１】サイクル毎に条件を変えて運転することが
できれば加速器建設後のビーム調整がよりスムーズに行
えるし、また癌治療装置などの応用ではサイクル毎にエ
ネルギーを変えて運転することが望ましいが、従来の加
速制御装置ではパターンや運転定数を多数記憶してお
き、サイクル毎に切り替えて運転することができなかっ
た。

【００２２】また、従来の加速制御装置ではビームの加
速中にフィードバックの定数あるいは演算方法を変化さ
せるなどサイクル中に運転パラメータを変えることがで
きなかった。加速器の不安定性はビームエネルギーに依
存しているため、このようにフィードバック定数をリア
ルタイムで制御する運転が望ましいことがある。

【００２３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、運転および運転調整時のフ
レキシビリティを向上させることができるＲＦ制御装置
を得ることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るＲ
Ｆ制御装置は、環状加速器の偏向磁界の変化を示すフラ
ットベース期間、加速期間、フラットトップ期間及び減
速期間に対応させて計算機で予め作成した加速空胴駆動
用の高周波信号の周波数リファレンス信号、電圧リファ
レンス信号、ビーム位置リファレンス信号及び記憶領域
の最終データを知らせる最終切替ビットであるビットデ
ータ（切替ビット）列を外部クロックで読み出すように
各領域毎に記憶したデータ記憶領域およびパターン情報
及び各領域のデータ列のスタートアドレスを記憶した制
御データ記憶領域から構成される記憶手段と、外部信号
またはビットデータ内の最終切替ビットに応じて、前記
記憶手段のデータ読み出しクロックの周期を異なる周期
に切り替えるとともに、前記制御データ記憶領域に予め
記憶されたアドレス情報をもとに読み出しデータの領域
を切り替えるメモリ制御手段と、前記記憶手段より読み
出した高周波信号の周波数リファレンス信号、電圧リフ
ァレンス信号、ビーム位置リファレンス信号とビーム位
置、位相、電圧に対応するモニタ信号とを比較して加速
空胴を駆動する高周波信号の周波数、電圧をフィードバ
ック制御するフィードバック制御手段とを備えたもので
ある。

【００２５】請求項２の発明に係るＲＦ制御装置のメモ
リ制御手段は、タイミングシステムが発生する一定間隔
のＴクロック、環状加速器の偏向磁界の変化に応じて出
力されるＢクロックを選択的に切り替えるものである。

【００２６】請求項３の発明に係るＲＦ制御装置のメモ
リ制御手段は、外部信号によるアドレスジャンプ及びク
ロック切替動作を、ビットデータ内の任意の切替ビット
データを基にして行うものである。

【００２７】請求項４の発明に係るＲＦ制御装置の記憶
手段は、１つの運転パターンに対応しメモリ記憶領域を
複数個有するとともに、それらのメモリ記憶領域を、加
速器の運転用のパターンデータの作成等を行う上位計算
機とデータ通信を制御する上位通信制御機能、あるいは
フィードバック制御手段における演算機能へリファレン
ス信号の読み出しを行う機能によりアクセスできるとと
もに、演算機能の予め指定したデータを上記メモリ記憶
領域に書込みできるメモリアクセス制御手段を備えたも
のである。

【００２８】請求項５の発明に係るＲＦ制御装置のフィ
ードバック制御手段は、メモリアクセス制御手段が読み
出したリファレンス信号とビーム位置、位相、電圧のモ
ニタ信号を読み込み、ビーム位置モニタ信号よりビーム
位置リファレンス信号の減算、減算結果を定数に基づく
比例積分演算、比例積分演算結果と定数との乗算、位相
モニタ信号と定数との乗算、各乗算結果と周波数リファ
レンス信号への加算を行い、ディジタル周波数発振器で
周波数信号を発生させるとともに、電圧モニタ信号と電
圧リファレンス信号の減算、減算結果と定数との乗算を
行い周波数信号の振幅を設定する周波数データ演算手段
と、各定数を加速サイクル毎に書換え可能な機能を備え
たものである。

【００２９】請求項６の発明に係るＲＦ制御装置の記憶
手段は、演算用定数を複数個記憶する定数メモリ機能、
ビットデータ内に定数を切替えるための定数切替ビット
を有するメモリ機能を有し、前記定数切替ビット又は外
部信号、出力周波数によって前記定数メモリ機能から定
数を読み出すものである。

【００３０】請求項７の発明に係るＲＦ制御装置の周波
数データ演算手段は、基準クロックに従って逐次更新し
てディジタル周波数発振器に与える周波数データ、及び
高周波信号の振幅を示すデータの更新毎の変化量に上
限、下限を設定する機能を備えたものである。請求項８
の発明に係るＲＦ制御装置は、その構成の少なくとも一
部をプログラマブル半導体デバイスの一種であるＦＰＧ
Ａ（フィルド・プログラマブル・ゲート・アレイ）を用
いて構成したものである。請求項９の発明に係るＲＦ制
御装置の応用システムは、請求項１ないし７のＲＦ制御
装置により加速器を駆動して高周波ビームを出射するも
のである。請求項１０の発明に係るＲＦ制御装置の応用
システムは、請求項１ないし８のＲｆ制御装置により駆
動される加速器から射出されるビームを照射装置に導
き、この照射装置によってビームを患部に照射するよう
にしたものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係るＲＦ制御装置の構成を示す図であ
る。図において、５０は加速空胴を制御するためのデー
タを保存し、逐次フィードバック制御部５９にリファレ
ンス信号を送るメモリモジュール、５９はフィードバッ
クのための演算を行うフィードバック制御部、６２は周
波数設定部であり、周波数発生器、ＡＭ変調器、ゲイン
調整アンプなどから構成される。６３は各モニタで検出
したアナログ検出信号１０３〜１０５をディジタル信号
に変換するＡＤ変換部である。

【００３２】また、５１は上位計算機との通信を制御す
る上位通信制御部、５２ａは加速空胴を制御するための
パターンデータを保存するメモリ記憶領域である。５７
はデータ読み出し機能部であり、パターン制御方法を設
定するパターン制御設定部５３、メモリクロック切替信
号を設定するメモリクロック切替制御部５４、パターン
データ読み出し用のメモリクロックの制御などを行う運
転パターンタイミング制御部５５、演算用のメモリ制御
を行う演算用メモリ制御部５６から構成される。

【００３３】更に、５０はメモリモジュールであり、上
位通信制御部５１、メモリ記憶領域５２ａ、データ読み
出し機能部５７、メモリアクセス制御部５８ａを含む。
尚、従来例で言えば、メモリモジュール８、ディジタル
制御回路９、ディジタルシンセサイザ１０、ＡＭ変調器
１１を合わせたものが、本発明のＲＦ制御装置に相当す
る。

【００３４】また、ビーム位置モニタ信号１０３は位置
ずれ制御ループ２１、ビーム位相モニタ信号１０４は位
相制御ループ２０、電圧モニタ信号１０５は空胴電圧制
御ループ２２を示す。Ｂクロックはタイミングシステム
を介して入力され、イベント信号１０２としては、マス
タ信号、運転開始信号、メモリクロック停止、再開信
号、メモリクロック切替イベント、各モニタの制御を行
うモニタ制御信号（各モニタ毎に独立）、Ｔクロック、
Ｂ（＋）クロック、Ｂ（−）クロックを用いる。

【００３５】ここで、メモリ記憶領域５２ａについて詳
細に説明する。メモリ記憶領域５２ａは、運転パターン
の種類と使用するメモリクロックを示すパターン制御デ
ータと、各データ領域の読み出し開始データの番地を示
すスタートアドレスをもつ制御データ記憶領域６０、各
運転期間に対応したデータ領域をもつデータ記憶領域６
１から構成される。

【００３６】データ記憶領域６１の各記憶領域にはクロ
ック毎に読み出す順に一連のデータが格納されている。
そして各一連のデータは各アドレス毎に格納され、一連
のデータは、２０ｂｉｔの周波数リファレンスデータ、
１２ｂｉｔの電圧リファレンスデータ、１２ｂｉｔのビ
ーム位置リファレンスデータ、４ｂｉｔのビット制御デ
ータのパターンデータから構成される。各データ領域の
最終データは、ビット制御データによって示すか、又は
スタートアドレスと同様に制御データ記憶領域に最終デ
ータの番地を示してもよい。

【００３７】尚、パターン制御設定部５３は、メモリ記
憶領域５２ａの制御データ記憶領域６０の０番地から読
み出されたパターン制御データ１１７に従って、クロッ
ク切替及びスタートアドレス切替の順序付けを示すパタ
ーン制御指令１２８を設定し、メモリ切替制御部５４
は、上位計算機からの指令により、メモリクロック切替
方法をメモリクロック切替イベント１２９及び最終切替
ビット１１８を用いた切替か、理想切替ビット１１９に
よる切替を行うかの設定し、運転パターンタイミング制
御部５５にメモリクロック切替信号１２１を出力する。

【００３８】次に本装置におけるメモリアドレス制御お
よびメモリクロック切替え方法について説明する。例と
して、通常運転で、Ｔクロックを使用し、メモリクロッ
ク切替方法は、メモリクロック切替イベント１２９と最
終切替データビット１１８を用いた場合について説明す
る。

【００３９】まず、メモリ記憶領域５２ａにパターンデ
ータの書込みを行うために上位計算機は、パターンデー
タの書込み指令及びパターンデータを上位通信制御部５
１に出力する。上位通信制御部５１からデータ転送用デ
ータ１１１とデータ転送用メモリ制御信号１１０を受け
たメモリアクセス制御部５８は、データ転送用データ１
１１をメモリデータ１２４とし、データ転送用メモリ制
御信号１１０に従ってメモリアドレス１２３及びメモリ
制御信号１２２を出力し、メモリ記憶領域５２ａに随時
書込みを行う。

【００４０】サイクル運転に関しては、まず運転パター
ンタイミング制御部５５は、運転開始指令１０８に従
い、パターン制御データ読み出し指令１１４を出力す
る。演算用メモリ制御部５６は、パターン制御データが
保存されている０番地を読み出すように、演算用メモリ
制御信号１１５を出力する。メモリアクセス制御部５８
は演算用メモリ制御信号１１５に従ってメモリアドレス
１２３及びメモリ制御信号１１２を出力し、０番地のパ
ターン制御データ１１７を読み出し、パターン制御設定
部５３に出力する。

【００４１】パターン制御データ１１７によって、運転
の種類が通常運転であり、クロックがＴクロックである
ことが示されるため、パターン制御設定部５３は、クロ
ック切替及びスタートアドレス切替の順序付けを示すパ
ターン制御指令１２８を運転パターンタイミング制御部
５５に出力する。また、メモリクロック切替制御部５４
は、メモリクロック切替指令１０９に従い、運転パター
ンタイミング制御部５５にメモリクロック切替信号１２
１を出力する。

【００４２】運転パターンタイミング制御部５５は、パ
ターン制御指令１２８に従い、イベント信号１０２であ
る運転開始信号の立上がりで、データ領域＃１のスター
トアドレスが格納されている１番地を読み出すためにス
タートアドレス制御信号を出力し、演算用メモリ制御部
５６は、スタートアドレス制御信号１１２に従って演算
用メモリ制御信号１１５を出力する。

【００４３】メモリアクセス制御部５８ａは、データ領
域＃１のスタートアドレスを読み出し、演算用メモリ制
御部５６に渡す。データ領域の読み出しは、イベント信
号１０２であるＴクロックに同期したメモリクロック１
１３に従って、データ領域＃１のスタートアドレスから
アドレスを逐次インクリメントしながら演算用メモリ制
御信号１１５を出力する。メモリアクセス制御部５８ａ
は、演算用メモリ制御信号１１５に従ってメモリアドレ
ス１２３、メモリ制御信号１２４を出力してメモリデー
タ１２３を読み出し、周波数リファレンスデータ１２
５、ビーム位置リファレンスデータ１２６、電圧リファ
レンスデータ１２７をフィードバック制御部５６に、ま
た最終切替ビット１１８及び理想切替ビット１１９をメ
モリクロック切替制御部５４に出力する。

【００４４】Ｔクロックをメモリクロック１１２として
上記の動作を繰り返し、イベント信号１０２であるメモ
リクロック切替イベント１２９をメモリクロック切替信
号１２１として受け取った運転パターンタイミング制御
部５５は、メモリ記憶領域５２ａの２番地からデータ領
域＃２のスタートアドレスを読み出すようにスタートア
ドレス制御信号１１２を出力し、スタートアドレス１１
６の読み出しを行い、イベント信号１０２であるＢ
（＋）クロックに同期してメモリクロック１１３を出力
する。

【００４５】同時に、新たに読み出したスタートアドレ
スからメモリクロック１１３に従いアドレスを逐次イン
クリメントしながら周波数リファレンスデータ１２５、
ビーム位置リファレンスデータ１２６、電圧リファレン
スデータ１２７、最終切替ビット１１８、理想切替ビッ
ト１１９のデータを読み出す。以下同様にデータの読み
出しを行う。

【００４６】ここで、イベント信号１０２であるメモリ
クロック切替イベントよりデータ記憶領域から読み出さ
れるデータのビットデータ内の最終切替ビット１１８が
先に入力された場合は最終切替ビット１１８により上記
のメモリクロックの設定、スタートアドレスの読み出し
が行われる。

【００４７】メモリクロック切替方法は、理想切替ビッ
トのみ、またはメモリクロック切替イベントと最終切替
ビットのみの構成でもよい。

【００４８】以上のようにこの発明によれば、イベント
信号１０２であるメモリクロック切替イベントがノイズ
等で検知されなかった場合、メモリ記憶領域５２ａの最
終切替ビット１１８をリミッタとして使用することがで
き、支障なく運転が続けられる。

【００４９】従来では外部のタイミングシステムにより
与えられたタイミングでしかメモリクロックの切替が行
えなかった。しかし、切替ビットを用いることにより、
切替のタイミングを高周波系だけで独立に決めることが
でき、タイミングシステムとのインターフェースが削減
できる。

【００５０】また切替のタイミング精度をタイミングシ
ステムの分解能に依存せずに決めることができる。通
常、高周波系はシンクロトロンの他の機器よりも厳しい
分解能が要求されるため、高周波系が分離できることで
タイミングシステム全体の分解能を下げることができ
る。

【００５１】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、１個のバンクから構成されるメモリ記憶領域５２ａ
を有する場合について述べた。実施の形態２に係るＲＦ
制御装置は、図２に示すように、実施の形態１と同様の
機能を持つデータ読み出し機能５７、フィードバック制
御部５９、周波数設定部６２、ＡＤ変換部６３、そして
本実施の形態に係るバンクを複数個有するメモリ記憶領
域５２ｂ、上位計算機とのデータ転送制御と、フィード
バック制御部５９へのパターンデータの読み出し制御を
各々制御するとともに、演算部の予め指定したデータを
メモリ記憶領域５２ｂの指定したバンクに保存するため
の制御を行うメモリアクセス制御部５８ｂから構成され
る。尚、図中で周波数設定部６２、ＡＤ変換部６３は省
略する。

【００５２】次に本実施の形態に係るメモリ記憶領域５
２ｂの構成に関して詳細に説明する。１つの運転パター
ンに対応する記憶バンクを複数個有するメモリ機能は、
１個以上のバンクから構成される２つのブロック＃１，
＃２から構成され、それぞれのブロックごとに独立にメ
モリアドレス、メモリ制御信号、メモリデータを持つ。
尚、メモリアクセス制御部５８ｂは、データ転送用、演
算用の制御信号をどのブロックのどのバンクに出力する
か、また、データの入出力先の設定、予め設定された演
算データの保存バンクの指定及び保存のタイミング設定
を行う。

【００５３】次に本実施の形態の動作について説明す
る。ブロック＃１のバンク＃１から演算用にパターンデ
ータを読み出し、ブロック＃２のバンク＃１１に上位計
算機からパターンデータを転送する場合の運転の例を示
す。

【００５４】まず、バンク＃１に上位計算機よりパター
ンデータは書き込まれているものとして、バンク＃１か
らパターンデータの読み出しを行うように上位計算機か
らの指令を受け取った上位通信制御部５１は、イベント
信号１０２のマスタ信号に同期して、メモリアクセス制
御部５８ｂに、ブロック＃１のバンク＃１からパターン
データを読み出すように制御別バンク指定１３０を出力
する。又、運転開始指令１０８を運転パターンタイミン
グ制御部５５に出力し、実施の形態１と同様に、パター
ンデータの読み出しを行う。

【００５５】一方、上位計算機はバンク＃１１にパター
ンデータを書き込むように上位通信制御部５１に指令と
データを送る。バンク＃１１がブロック＃２で、ブロッ
ク＃２においてメモリアクセスがされていないことを判
断した上位通信制御部５１は、ブロック＃２のバンク＃
１１にデータ転送を行うように、制御バンク指定１３０
を出力し、予め設定された手順に従って、バンク＃１１
へのデータ転送を行う。

【００５６】メモリアクセス制御部５８ｂにデータ転送
制御と演算用の読み出し制御のタイミング制御を備える
ことで、各々ブロックごとに独立なメモリアドレス、メ
モリ制御信号、メモリデータを持たなくとも、共通なも
のとして構成してもよい。

【００５７】周波数設定データ、位置モニタ信号等の演
算データをメモリに書き込む場合の運転方法の例を示
す。

【００５８】バンク＃１から演算用のパターンデータの
読み出しを行い、バンク＃３に演算データの書込みを行
う場合の運転を示す。

【００５９】バンク＃１からパターンデータの読み出し
を行い、バンク＃３に演算データの書込みを行うように
上位計算機からの指令を受け取った上位通信制御部５１
は、イベント信号１０２のマスタ信号に同期して、メモ
リアクセス制御部５８ｂに、パターンデータの読み出し
をバンク＃１から行い、バンク＃３に演算データの書込
みを行うように制御別バンク指定１３０を出力し、同時
に運転開始指令１０８を運転パターンタイミング制御部
５５に出力する。そして、上記と同様にデータの読み出
しを行う。

【００６０】フィードバック制御部５９は、読み出した
パターンデータによる演算処理後、予め設定された出力
周波数値、位置モニタ信号などの演算データをメモリア
クセス制御部５８ｂに出力する。演算データを受け取っ
たメモリアクセス制御部５８ｂは、バンク＃１で読み出
しを行う時に用いたアドレスをそのまま使用してバンク
＃３に演算データの書込みを行う。以下同様にバンク＃
１からパターンデータを読み出すごとに、バンク＃３に
演算データを書き込む。尚、演算データの書込みを行う
バンクは、読み出しを行うバンクと同一ブロック内でな
くてもよい。

【００６１】以上のようにこの発明によれば、パターン
データだけでなく、演算データも上位計算機に読み出し
ができる。上位計算機に読み出した演算データを予め設
定された方法に従って修正し、そのパターンデータを再
び指定されたメモリ記憶内のバンクに書き込み、運転す
ることで、繰返し制御ができる。

【００６２】また、出力周波数値、モニタ信号等の演算
データを上位計算機に読み出すことで運転中のビーム状
態のモニタができる。

【００６３】また、複数個のバンクを有することでサイ
クル毎に切替えて運転する時、サイクル間に上位計算機
から書き込みを行う必要がなく、あらかじめバンクに保
存されたデータを使用するため、信頼性が向上するとと
もに、切替が短時間で可能となる。加速器の建設が終了
した時点でのビーム調整ではあらかじめ最適なバターン
データがわかっていることは少なく、これらはビームを
用いた測定から実験的に求められることが多い。このた
め複数のパターンデータをバンクに書き込んでおくこと
により、最適なパターンデータを見つける時間を短縮化
することができる。

【００６４】実施の形態３．実施の形態３に係るＲＦ制
御装置は、図３に示すように高周波加速空胴を制御する
ためのデータを保存し、逐次フィードバック制御にリフ
ァレンス信号を送るメモリモジュール５０と、パターン
毎に演算定数の切替ができるフィードバック制御部５
９、周波数発振器、ゲイン調整アンプなどから構成され
る周波数設定部６２、ＡＤ変換部６３から構成される。

【００６５】フィードバック制御部５９の構成に関して
詳細に説明する。フィードバック制御部５９は、タイミ
ングシステムからのイベント信号１０２に基づき、デー
タの更新を行うための一定周期の演算開始クロックを生
成し、メモリモジュールからのリファレンス信号、モニ
タ信号、出力データの更新のタイミング制御を行う演算
タイミング制御部７１と、リファレンス信号、モニタ信
号、定数を用いてフィードバックのための演算を行う演
算機能７２、書換えを行う定数を一時的に保持し、各定
数を演算機能７２に出力する定数バッファ７３ａ、リフ
ァレンス信号を保持し、演算機能７２に出力するデータ
バッファ７４ａから構成される。

【００６６】尚、演算機能７２は、ＡＤ変換部６３でデ
ィジタル変換されたモニタ信号を保持するラッチ７８、
加算７９、減算８０、乗算８１、比例積分８２といった
演算器、周波数設定データ１０６、振幅設定データ１０
７の出力タイミングをあわせるための出力制御部８３か
ら構成される。ここでは周波数設定部６２、ＡＤ変換部
６３に関する詳細は省く。

【００６７】次に本実施の形態に係るフィードバック制
御部の動作説明を行う。イベント信号１０２である運転
開始信号を受けて、演算タイミング制御部７１は、一定
周期の演算開始クロックを生成する。また、メモリモジ
ュールよりリファレンス信号がデータバッファ７４ａに
格納されると、演算開始クロックと同期してリファレン
ス信号を演算機能７２に出力する。

【００６８】一方、イベント信号１０２であるモニタ制
御信号を受けた演算タイミング制御部７１はモニタ信号
をラッチするためのモニタイネーブル信号１４４を演算
開始クロックと同期して出力する。演算機能７２は、演
算開始クロックによって演算を開始し、ビーム位置リフ
ァレンス信号１２６とビーム位置モニタ信号１４１を減
算し、定数ｇ３に基づき比例積分を行い、定数ｇ４との
乗算を行ったデータと、ビーム位相モニタ信号１４２と
定数ｇ２を乗算したデータと周波数リファレンス信号１
２５を加算し、周波数設定を行う。

【００６９】また、電圧リファレンス信号１２７と電圧
モニタ信号１４３を減算し、定数ｇ１との乗算を行い、
振幅設定を行う。演算終了の出力イネーブル信号１４５
で周波数設定データ１０６、振幅設定データ１０７の出
力を行う。周波数設定部６２は、周波数設定データ１０
６、振幅設定データ１０７に基づき、周波数設定部６２
などで周波数に変換し、ゲイン調整アンプで振幅を設定
し、周波数１０１として出力する。演算開始クロックご
とにモニタ信号は更新され、演算処理、周波数設定デー
タ１０６、振幅設定データ１０７の更新を行う。

【００７０】リファレンス信号は、データバッファ７４
ａに格納されている場合のみ演算開始クロックと同期し
てデータを更新する。モニタ制御信号がＯＦＦの信号の
場合、モニタ信号は入力されないため、演算処理は、モ
ニタ信号を０として処理を行う。また、定数バッファ７
３ａに、パターン運転中に上位計算機からの指令で新た
な定数が格納されている場合、マスタ信号と同期して定
数の更新をし、次の運転からは、新たな定数で上記と同
様の運転を行う。

【００７１】以上のようにこの発明によればサイクル運
転毎にフィードバックの定数を変更することができ、加
速器の調整を容易に行うことができる。加速器の建設が
終了した時点でのビーム調整ではあらかじめ最適なフィ
ードバック定数、およびフィルタ定数などがわかってい
ることは少なく、これらはビームを用いた測定から実験
的に求められることが多いが、本実施の形態のようにサ
イクル毎にこれらの定数を変化できることで定数の最適
化が容易となる。また、ディジタル演算によるフィード
バック制御を行なっているため、安定で、信頼性の高い
運転を行うことができる。

【００７２】実施の形態４．図４は、実施の形態３に記
載の演算タイミング制御部７１、演算機能７２、演算機
能７２に出力する各定数を保持する定数バッファ７３
ａ、上記記載のパターンデータ以外に定数切替ビットデ
ータを記憶するデータバッファ７４ｂ、定数メモリ領域
より定数を読み出すための定数制御部９１、サイクル運
転内で使用する複数の定数を記憶している定数メモリ領
域９２から構成される実施の形態４に係るのフィードバ
ック制御部の構成図である。尚、図中で演算機能７２か
らの出力は省略する。また、実施例の形態１で示したバ
ンク記憶領域のビット制御データの１ｂｉｔを定数切替
ビットとするか、またはビット制御データを１ｂｉｔ増
やした構成とする。

【００７３】次に本実施の形態の動作について説明す
る。演算開始前のマスタ信号によって、定数メモリ領域
の０番地の各定数を読み出し、定数バッファ７３ｂに格
納する。データバッファ７４ｂより定数切替ビットを受
け取った定数制御部９１は、演算開始クロックと同期し
て定数メモリ領域９２にアドレスをインクリメントして
１番地の各定数を読み出し、定数バッファ７３ｂの定数
を更新する。定数切替ビットが入力されるごとに定数メ
モリ領域に出力するアドレスをインクリメントし、随時
読み出しを行い、定数を更新する。

【００７４】以上のようにこの発明によれば、サイクル
運転中に任意の時点で定数を変えることができるため、
想定される運転状況に応じた最適な定数を設定でき、不
安定性の制御に有利である。また、シンクロトロンの運
転では、トランジションと呼ばれるあるエネルギーを境
界に位相の符号が反転する。従って、加速中にこのエネ
ルギーを通過する場合は瞬時にフィードバック回路の符
号を反転させる必要がある。

【００７５】本実施の形態によれば、符号の反転は容易
であり、反転するタイミングも設定が自在となる。さら
に、加速器で発生するエネルギーに依存する様々なビー
ム不安定性に対し、位相だけでなく、電圧制御の定数も
エネルギーに応じて変化させることができる。

【００７６】実施の形態５．図５は、演算タイミング制
御部７１、演算機能７２、定数バッファ７３ａ、データ
バッファ７４ｂ、定数制御部９１、定数メモリ機能９２
から構成される実施の形態５に係るフィードバック制御
部の構成図である。尚、図中で演算機能７２からの出力
は省略する。

【００７７】本実施の形態であＨ、定数切替ビットで行
なっていた定数メモリ領域９２からの読み出しを、イベ
ント信号１０２からの定数切替イベントで行う点が上記
実施の形態４と異なる。

【００７８】以上のように本実施の形態によれば、サイ
クル運転中に外部からの指令により、定数を変えること
ができ、例えば、ビーム擾乱をモニタし、それによって
フィードバック定数を変えることにより、不安定性の制
御に有利である。

【００７９】実施の形態６．図６は、演算タイミング制
御部７１、演算機能７２、定数バッファ７３ａ、データ
バッファ７４ｂ、定数制御部９１、定数メモリ機能９２
演算機能７２より周波数設定データ１０６を受取り、予
め設定されているしきい値と比較する比較器９３から構
成される実施の形態６に係るフィードバック制御部の構
成図である。尚、図中で演算機能７２からの出力は省略
する。

【００８０】本実施の形態に係るフィードバック制御部
は定数切替ビット１５１で又は定数切替イベント１５２
で行なっていた定数メモリ領域９２からの読み出しを、
比較器９３において周波数設定データと予め設定したし
きい値と比較する点が実施の形態５と異なる。

【００８１】以上のようにこの発明によれば、サイクル
運転中に加速周波数に応じた最適な定数の設定ができ、
不安定性を制御するのに有利である。

【００８２】実施の形態７．実施の形態７は、実施の形
態４から６に示した２つ又は３つ定数切替方法を有する
演算タイミング制御と定数切替制御機能を有する演算タ
イミング制御機能を備え、上位計算機からの指令によっ
て定数切替方法を設定することができる。

【００８３】以上のようにこの発明によれば、複数の切
替方法をもつことで、多様な運転を行うことができる。

【００８４】実施の形態８．図７は、実施の形態３に示
す出力制御部８３において、周波数設定データと振幅設
定データの更新ごとの変化量に上限、下限を設定し、設
定値以上に周波数と振幅が変化しないように出力の制御
を行う機能を備えたものである。８３ｂは本実施の形態
に係る出力制御部である。他の構成に関しては実施の形
態３と同様である。

【００８５】実施の形態３と動作の異なる出力制御部８
３ｂの出力信号を制限する動作の一例を説明する。演算
クロックによって更新される周波数設定データ１０６と
振幅設定データ１０７をそれぞれ一つ前のデータと減算
を行い、求められた変化量と予め設定されたそれぞれの
変化量の上限、下限の設定値との比較を行い、変化量が
設定値内の場合はそのままデータの更新を行い、変化量
が設定値以上の場合は、超過分を加算または減算してデ
ータの更新を行う。

【００８６】以上のよう本実施の形態によれば不必要な
周波数応答を抑えることができるため、安定な加速器の
運転が可能となる。また、なんらかの理由でフィードバ
ック制御に支障を生じた場合にも高周波増幅器などの保
護となる。尚、上記各実施の形態に係るＲＦ制御装置
は、その構成の少なくとも一部をプログラマブル半導体
デバイスの一種であるＦＰＧＡ（フィルド・プログラマ
ブル・ゲート・アレイ）を用いて構成することもでき
る。

【００８７】実施の形態９．図８は上記ＲＦ制御装置を
高周波ビーム出射装置に適用した例を示す図である。文
献２（Ｐ．Ｓｔｒｏｌｉｎ “Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｅｘ
ｔｒａｃｔｉｏｎｆｒｏｍ ｔｈｅ ＣＥＲＮ Ｉｎｔ
ｅｒｓｅｃｔｉｎｇ Ｓｔｏｒｇａｅ Ｒｉｎｇｓ”，
ＣＥＲＮ ６９−６ （１９６９））に記載されてあ
るようにシンクロトロンからビームを出射する手段とし
て、高周波ノックアウト電極２９とよばれる装置が用い
られる。

【００８８】このビーム出射方法では高周波ノックアウ
ト電極２９の２つの電極間にＲＦ制御装置より出力され
パワーアンプ３１で増幅された特定の周波数の高周波を
印加することでシンクロトロン内を周回するビームに摂
動を与え、ビームの一部の粒子に不安定性を起こさせ
る。

【００８９】出射にあたっては電極に印加される高周波
の振幅、および周波数のリアルタイム制御をＲＦ制御装
置におけるディジタルシンセサイザー１０，ＡＭ変調器
１１にて行う。また、ビーム電流波形をビーム電流モニ
タ２７計測し、その情報をＡＭ変調器１１にフィードバ
ックをすることで、出射ビームの電流波形が所望の形に
なるようすることが一般的である。このような装置にも
上記高周波モジュールを適用すれば、上記に述べた理由
によりフィードバック制御のパラメータ調整が容易とな
る。

【００９０】実施の形態１０．図９は上記高周波制御モ
ジュールを用いた加速器と患者にビームを当てる照射装
置とを組み合わせた癌治療装置の例である。照射装置は
例えば文献３（三菱電機技報 Ｖｏｌ．６９ Ｎｏ２
（１９９５） ｐ３４ 上田和宏他「ＨＩＭＡＣ用治
療・照射システム」）に示されているものと同じでよ
い。

【００９１】尚、図中、図１０，１１と同一符号は同一
または相当部分を示す。図において、６は入射ビームを
加速して入射装置５に注入する前段加速器である。２４
は照射装置であり、この照射装置は出射装置７より出射
されたビームを患者の患部に照射する。高周波制御モジ
ュール及び加速器の動作は図１０，図１１により説明し
たものと同様である。

【００９２】

【発明の効果】この発明によれば、環状加速器の偏向磁
界の変化を示すフラットベース期間、加速期間、フラッ
トトップ期間及び減速期間に対応させて計算機で予め作
成した加速空胴駆動用の高周波信号の周波数リファレン
ス信号、電圧リファレンス信号、ビーム位置リファレン
ス信号及び記憶領域の最終データを知らせる最終切替ビ
ットであるビットデータ（切替ビット）列を外部クロッ
クで読み出すように各領域毎に記憶したデータ記憶領域
およびパターン情報及び各領域のデータ列のスタートア
ドレスを記憶した制御データ記憶領域から構成される記
憶手段と、外部信号またはビットデータ内の最終切替ビ
ットに応じて、前記記憶手段のデータ読み出しクロック
の周期を異なる周期に切り替えるとともに、前記制御デ
ータ記憶領域に予め記憶されたアドレス情報をもとに読
み出しデータの領域を切り替えるメモリ制御手段と、前
記記憶手段より読み出した高周波信号の周波数リファレ
ンス信号、電圧リファレンス信号、ビーム位置リファレ
ンス信号とビーム位置、位相、電圧に対応するモニタ信
号とを比較して加速空胴を駆動する高周波信号の周波
数、電圧をフィードバック制御するフィードバック制御
手段とを備えたので、繰り返し制御を行えるため加速器
の立ち上げ時の調整を容易にできるという効果がある。

【００９３】この発明によれば、メモリ制御手段はタイ
ミングシステムが発生する一定間隔のＴクロック、環状
加速器の偏向磁界の変化に応じて出力されるＢクロック
を選択的に切り替えることで、ＢクロックとＴクロック
の切替が容易になり加速器の運転をフレキシブルにする
ことができるという効果がある。

【００９４】この発明によれば、外部信号によるアドレ
スジャンプ及びクロック切替動作を、ビットデータ内の
任意の切替ビットデータを基にして行うことで、切り替
えタイミングを高周波系だけで独立に決めることができ
るためタイミングシステムとのインターフェースが削減
でき、タイミングシステム全体の分解能を下げることが
できるという効果がある。

【００９５】この発明によれば、記憶手段は１つの運転
パターンに対応しメモリ記憶領域を複数個有するととも
に、それらのメモリ記憶領域を、加速器の運転用のパタ
ーンデータの作成等を行う上位計算機とデータ通信を制
御する上位通信制御機能、あるいはフィードバック制御
手段における演算機能へリファレンス信号の読み出しを
行う機能によりアクセスできるとともに、演算機能の予
め指定したデータを上記メモリ記憶領域に書込みできる
メモリアクセス制御手段を備えたので、サイクル毎にパ
ターンデータを切り替えて運転するとときに、サイクル
間に上位計算機から書き込みを行う必要がなく、予めメ
モり領域に保存されたデータを使用することで信頼性が
向上すると共に、切り替えが短時間で行えるという効果
がある。

【００９６】この発明によればフィードバック制御手段
は、メモリアクセス制御手段が読み出したリファレンス
信号とビーム位置、位相、電圧のモニタ信号を読み込
み、ビーム位置モニタ信号よりビーム位置リファレンス
信号の減算、減算結果を定数に基づく比例積分演算、比
例積分演算結果と定数との乗算、位相モニタ信号と定数
との乗算、各乗算結果と周波数リファレンス信号への加
算を行い、ディジタル周波数発振器で周波数信号を発生
させるとともに、電圧モニタ信号と電圧リファレンス信
号の減算、減算結果と定数との乗算を行い周波数信号の
振幅を設定する周波数データ演算手段と、各定数を加速
サイクル毎に書換え可能な機能を備えたので、サイクル
運転毎にフィードバックの定数を更新することができ、
加速器の調整を容易に行うことができるという効果があ
る。

【００９７】この発明によれば、記憶手段は演算用定数
を複数個記憶する定数メモリ機能、ビットデータ内に定
数を切替えるための定数切替ビットを有するメモリ機能
を有し、前記定数切替ビット又は外部信号、出力周波数
によって前記定数メモリ機能から定数を読み出すこと
で、サイクル運転中に任意の時点で定数を替えることが
できるため、想定される運転状況に応じた最適な定数を
設定できるという効果がある。

【００９８】この発明によれば、周波数データ演算手段
は基準クロックに従って逐次更新してディジタル周波数
発振器に与える周波数データ、及び周波数信号の振幅を
示すデータの更新毎の変化量に上限、下限を設定する機
能を備えたので、不必要な周波数応答を抑制することが
できるため、安定した加速器の運転が可能になるという
効果がある。

【００９９】この発明によれば、装置の立ち上げから実
際のビ−ム照射による治療までの時間を短縮できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態 １に係わるＲＦ制御装置
の構成図である。

【図２】本発明の実施の形態 ２に係わるＲＦ制御装置
の構成図である。

【図３】本発明の実施の形態 ３に係わるＲＦ制御装置
の構成図である。

【図４】本発明の実施の形態 ４に係わるフィードバッ
ク制御の構成図である。

【図５】本発明の実施の形態 ５に係わるフィードバッ
ク制御の構成図である。

【図６】本発明の実施の形態 ６に係わるフィードバッ
ク制御の構成図である。

【図７】本発明の実施の形態 ８に係わるフィードバッ
ク制御の構成図である。

【図８】本発明の実施の形態 ９に係わる高周波ビーム
出射装置の構成図である。

【図９】本発明の実施の形態 １０に係わる癌治療装置
の構成図である。

【図１０】従来の環状加速器の構成図である。

【図１１】一般的な加速制御システムの説明である。

【図１２】シンクロトロンの加速に用いられる一般的な
運転方法の説明である。

【符号の説明】

１ 偏向電磁石、２ 加速空胴、３ 真空ダクト、４
ビームモニタ、５ 入射装置、６ 前段加速器、７ 出
射装置、８ メモリモジュール、９ ディジタル制御回
路、１０ ディジタルシンセサイザ、１１ ＡＭ変調
器、１２ パワーアンプ、１３ 電圧モニタ、１４ 位
相モニタ回路、１５ 位置モニタ回路、１６ タイミン
グシステム、１７ 磁場モニタ、１８ Ｂクロック発生
装置、１９計算機、２０ 位相制御ループ、２１ 位置
ずれ制御ループ、空胴電圧制御ループ５０ メモリモジ
ュール、５１ 上位通信制御、５２ａ、５２ｂ メモリ
記憶領域、５３ パターン制御設定部、５４ メモリク
ロック切替制御部、５５運転パターンタイミング制御
部、５６ 演算メモリ制御部、５７ データ読み出し
部、５８ａ、５８ｂ メモリアクセス制御部、５９ フ
ィードバック制御部、６０ 制御データ記憶領域、６１
データ記憶領域、６２ 周波数設定部、６３ＡＤ変換
部、７１ 演算タイミング制御部、７２ 演算機能、７
３ａ、７３ｂ定数バッファ、８３ｂ 出力制御部、９１
定数制御部、９２ 定数メモリ領域、９３ 比較器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石見 泰造 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G085 AA13 BA08 BA14 BC08 CA04 CA05 CA11 CA13 CA16 CA17 CA18 CA20 CA27 CA30 EA07

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状加速器の偏向磁界の変化を示すフラ
   ットベース期間、加速期間、フラットトップ期間及び減
   速期間に対応させて計算機で予め作成した加速空胴駆動
   用の高周波信号の周波数リファレンス信号、電圧リファ
   レンス信号、ビーム位置リファレンス信号及び記憶領域
   の最終データを知らせる最終切替ビットであるビットデ
   ータ（切替ビット）列を外部クロックで読み出すように
   各領域毎に記憶したデータ記憶領域およびパターン情報
   及び各領域のデータ列のスタートアドレスを記憶した制
   御データ記憶領域から構成される記憶手段と、外部信号
   またはビットデータ内の最終切替ビットに応じて、前記
   記憶手段のデータ読み出しクロックの周期を異なる周期
   に切り替えるとともに、前記制御データ記憶領域に予め
   記憶されたアドレス情報をもとに読み出しデータの領域
   を切り替えるメモリ制御手段と、前記記憶手段より読み
   出した高周波信号の周波数リファレンス信号、電圧リフ
   ァレンス信号、ビーム位置リファレンス信号とビーム位
   置、位相、電圧に対応するモニタ信号とを比較して加速
   空胴を駆動する高周波信号の周波数、電圧をフィードバ
   ック制御するフィードバック制御手段とを備えたことを
   特徴とするＲＦ制御装置。
2. 【請求項２】 メモリ制御手段はタイミングシステムが
   発生する一定間隔のＴクロック、環状加速器の偏向磁界
   の変化に応じて出力されるＢクロックを選択的に切り替
   えることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ制御装置。
3. 【請求項３】 メモリ制御手段は、外部信号によるアド
   レスジャンプ及びクロック切替動作を、ビットデータ内
   の任意の切替ビットデータを基にして行うことを特徴と
   する請求項１または２に記載のＲＦ制御装置。
4. 【請求項４】 記憶手段は、１つの運転パターンに対応
   しメモリ記憶領域を複数個有するとともに、それらのメ
   モリ記憶領域を、加速器の運転用のパターンデータの作
   成等を行う上位計算機とデータ通信を制御する上位通信
   制御機能、あるいはフィードバック制御手段における演
   算機能へリファレンス信号の読み出しを行う機能により
   アクセスできるとともに、演算機能の予め指定したデー
   タを上記メモリ記憶領域に書込みできるメモリアクセス
   制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＲ
   Ｆ制御装置。
5. 【請求項５】 フィードバック制御手段は、メモリアク
   セス制御手段が読み出したリファレンス信号とビーム位
   置、位相、電圧のモニタ信号を読み込み、ビーム位置モ
   ニタ信号よりビーム位置リファレンス信号の減算、減算
   結果を定数に基づく比例積分演算、比例積分演算結果と
   定数との乗算、位相モニタ信号と定数との乗算、各乗算
   結果と周波数リファレンス信号への加算を行い、ディジ
   タル周波数発振器で周波数信号を発生させるとともに、
   電圧モニタ信号と電圧リファレンス信号の減算、減算結
   果と定数との乗算を行い周波数信号の振幅を設定する周
   波数データ演算手段と、各定数を加速サイクル毎に書換
   え可能な機能とを備えたことを特徴とする請求項１に記
   載のＲＦ制御装置。
6. 【請求項６】 記憶手段は、演算用定数を複数個記憶す
   る定数メモリ機能、ビットデータ内に定数を切替えるた
   めの定数切替ビットを有するメモリ機能を有し、前記定
   数切替ビット又は外部信号、出力周波数によって前記定
   数メモリ機能から定数を読み出すことを特徴とする請求
   項１または４に記載のＲＦ制御装置。
7. 【請求項７】 周波数データ演算手段は、基準クロック
   に従って逐次更新してディジタル周波数発振器に与える
   周波数データ、及び周波数信号の振幅を示すデータの更
   新毎の変化量に上限、下限を設定する機能を備えたこと
   を特徴とする請求項６に記載のＲＦ制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のＲＦ制御装置は、そ
   の構成の少なくとも一部をプログラマブル半導体デバイ
   スの一種であるＦＰＧＡ（フィルド・プログラマブル・
   ゲート・アレイ）を用いて構成したことを特徴とするＲ
   Ｆ制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし７のＲＦ制御装置により
   加速器を駆動して高周波ビームを出射することを特徴と
   するＲＦ制御装置の応用システム。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし８のＲｆ制御装置によ
    り駆動される加速器から射出されるビームを照射装置に
    導き、この照射装置よってビームを患部に照射するよう
    に構成したことを特徴とするＲＦ制御装置の応用システ
    ム。