JP2001033560A - 粒子線測定用モニタ装置、粒子線測定方法および粒子線測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入射粒子線ビームが時間構造を持つ場合であっ
ても、精度よく線量を測定できる粒子線測定用モニタ装
置、粒子線測定方法および粒子線測定システムを提供す
る。また、粒子線ビーム強度が小さい場合であっても、
オフセットノイズの影響を抑制できるようにすることお
よび精度のよい位置モニタを行えるようにする。 【解決手段】粒子線が入射される容器１と、この容器内
に配置された一つ以上の高電圧電極２ｉ，２ｉｉ，…お
よび一つ以上の収集電極３ｉ，３ｉｉ，…と、高電圧電
極に高電圧を印加するための電源回路と、収集電極に接
続され、監視すべき粒子線量を計測する計測回路４とを
有する粒子線測定用モニタ装置において、外部信号によ
り計測回路を測定または非測定の状態に制御するための
制御機構を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば粒子線治療
装置等に適用される粒子線測定用モニタ装置、粒子線測
定法および粒子線測定システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、我国における死亡原因の約３分の
１を占める癌の治療方法として、陽子や重粒子を用いた
粒子線治療法が注目されている。この方法は、加速器か
ら出射された陽子ビーム、あるいは重粒子ビームを癌細
胞に照射することで、正常細胞にほとんど影響を与える
ことなく、癌細胞のみを死滅させることができる。

【０００３】この粒子線治療装置において、体内患部に
照射する線量を制御するために線量モニタが使用され
る。すなわち、線量モニタで検出する照射線量が、治療
計画であらかじめ決められた予定線量に到達すると、直
ちにビーム停止命令がビーム制御装置に送られて治療ビ
ームが停止される。したがって、体内への照射量制御の
精度は、このモニタ装置の線量計測精度に依存すること
になる。線量モニタ装置としては、容器中に粒子線の電
離作用により生じた電荷を平行電極で収集する電離箱
や、容器内に配置された二次電子放出膜から放出される
二次電子を計測するＳＥＭ装置などが用いられる。

【０００４】図１５は、従来用いられている線量モニタ
装置の概略構成図を示している。

【０００５】この図１５に示すように、粒子線が入射さ
れる容器の内部に、一つ以上の高電圧電極２ｉ，２ｉ
ｉ，…，および一つ以上の収集電極３ｉ，３ｉｉ，…が
配置され、これにより電離箱が構成されている。収集電
極３ｉ，３ｉｉ，…には、容器１に入射する粒子線ビー
ム量に応じた電荷が収集される。収集電極３ｉ，３ｉ
ｉ，…には、計測回路４が接続されており、計測回路４
内のパルス出力部５にて、収集電極からの信号量に対応
するパルス列が出力される。さらに、計測回路４内のカ
ウンタ部６にて、パルス出力部５から送られたパルスの
数をカウントすることにより照射線量が計測される。

【０００６】医療用粒子線照射装置では、計測回路４内
のカウンタ部６で計測されたパルス数が、治療計画であ
らかじめ決められた既定パルス数に到達すると、ビーム
制御装置にビーム停止命令が送られ、粒子線照射が停止
される。なお、カウンタ部５に減算カウンタを用いて、
あらかじめ入力された既定パルス数を減算してカウント
数が０になったときにビーム停止命令を送るという使用
法も一般的に用いられる。

【０００７】また、線量モニタとして、他の方法、例え
ば二次電子を収集するＳＥＭ装置であっても、同等の回
路構成にて使用することができる。

【０００８】粒子線治療装置において用いられるモニタ
装置として、線量モニタの他に、粒子線のビーム形状を
計測するために用いるビーム形状モニタが知られてい
る。ビーム形状モニタ装置には、例えば電離箱の電荷収
集電極を複数の短冊状に加工したマルチストリップ型モ
ニタや、収集電極を複数のワイヤで形成したマルチワイ
ヤ型モニタが知られており、いずれもビーム形状に応じ
た分布が各ストリップ（マルチワイヤ型では各ワイヤ）
より出力される。

【０００９】図１６は、マルチストリップ型モニタの概
略構成図を示している。

【００１０】この図１６に示すように、容器１１の内部
に一つ以上の高電圧電極１２ｉ，１２ｉｉ，…，および
収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…が配置されている。

【００１１】各収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…は、１軸
方向に電気的に非接続な多数のストリップに区切られた
構成を持つ。これらストリップには計測回路１４が接続
されている。計測回路の内部には積分部１７ａ，１７ｂ
…が設けられ、各ストリップに収集された電荷に相当す
る電気量が貯えられる。積分部１７ａ，１７ｂ…から出
力される電圧は、Ａ／Ｄ変換器（以下「ＡＤＣ回路」と
記す）１８ａ，１８ｂ，…によりデジタル信号として取
り出される。各ストリップに収集される電荷はビーム形
状に対応するので、ＡＤＣ回路１８ａ，１８ｂ，…出力
の分布は、ビーム形状に対応する分布を有する。

【００１２】ビーム形状モニタから出力されるビーム形
状に異常がある場合、インタロック信号が制御システム
に送信され、治療が中断される。

【００１３】従来行われている粒子線治療の方法は、２
次元ワブラ法や二重散乱体法などと呼ばれる方法で、一
つの粒子線照射により治療を行う方法である。粒子線治
療のさらに進んだ治療法として、体内患部を３次元的に
照射することにより、より高精度に癌細胞の狙い撃ちを
行う方法が提案されている。この３次元照射法として代
表的なものが、治療部位を仮想的に３次元格子点に切り
分けて照射を行う治療法であり、３次元スポットスキャ
ニング法と呼ばれている。

【００１４】この３次元スポットスキャニング法では、
治療計画であらかじめ決められた照射線量に到達する
と、線量モニタ装置からのビーム停止命令に基づいて粒
子線照射が中断され、次の格子点の照射が行えるよう機
器設定が変更される。そして、機器設定が終了後、引き
続いて次の格子点の照射が行われる。この方法によれ
ば、従来の照射方法の様に一度の照射で治療を行う場合
と異なり、治療部位を多数の領域に分割して照射を行う
ため、各格子点の照射時間が短くなる。

【００１５】一方、医用粒子線加速器として、一般的
に、シンクロトロン加速器が使用される。このシンクロ
トロン加速器から出射される粒子線ビームは、時間的に
不連続なビーム出射パターンをもつ。すなわち、ビーム
出射を一定時間（２秒程度）行った後、ビームが出射さ
れない時間が一定時間（１秒程度）あり、このビーム出
射パターンにしたがって、繰り返しビームが出射される
ことになる。

【００１６】３次元スポットスキャニング法における、
３次元格子点の照射パターンとビーム出射パターンの関
係を図１７に示す。ここで横軸は時間軸である。

【００１７】図１７に示すように、各格子点の照射時間
は１０ミリ秒から１秒程度であり、ビーム１周期よりも
小さくなる。このとき、粒子線照射は１つのビーム出射
（スピル）内で終わる場合（図中Ａ領域）の他に、２つ
のスピルに跨る照射（図中Ｂ領域）が存在することにな
る。

【００１８】現実の線量モニタにおいては、漏電流や増
幅器のオフセットが存在し、これが信号ノイズを生じさ
せる。図１７のスポットスキャニング法の２つのスピル
に跨る照射においては、例えば、実質のビーム照射が１
０ミリ秒程度であるのに対して、ビームが出ていない時
間約１秒の間においても線量の測定を行うことになる。
つまり、ビームが出ていない時間の計測によりＳＮ比
（以下、「Ｓ／Ｎ」と記す）を悪化させてしまうという
問題がある。

【００１９】また、３次元スポットスキャニング法にお
いては、他の治療方法と比較して、小さいビーム強度で
使用される。これは、大きなビーム強度で照射した場
合、各照射点における照射時間が短くなりすぎ、ビーム
制御が間に合わなくなるためである。例えば、現在治療
に用いられている２次元ワブラ法では、ビーム強度が１
秒あたり１０の８乗個の粒子数であるのに対して、３次
元スポットスキャニング法では、１秒あたり１０の７乗
個程度であることが予想されている。ビーム強度が小さ
いということは、すなわちモニタ装置でより小さな電離
量を検出することが必要であり、Ｓ／Ｎが悪化する要因
となる。

【００２０】３次元格子点状にビームを照射する３次元
スポットスキャニングなどの照射方法では、粒子線ビー
ムの位置および形状によりビームを監視するシステムが
必要である。ここでは、特にビーム位置をモニタするこ
とを目的とすることから、ビーム位置モニタ装置と呼ぶ
ことにするが、装置の構成自体は、上述したビーム形状
モニタ装置と同様のものが使用される。ただし、３次元
的照射法では線量モニタ装置と同じく、短時間照射で小
電荷量の条件下で、精度よい位置算出およびビーム形状
算出が必要となる。

【００２１】ビーム位置モニタ装置においては、粒子線
によって電離されて生じた電荷が、各ストリップ（また
は各ワイヤ）に分散されて収集されるため、収集電極全
面で収集をおこなう線量モニタ装置よりも、さらにノイ
ズによる誤差がより大きく生じるという問題がある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の粒
子線測定用モニタ装置およびそれを使用した測定方法で
は、入射粒子線ビームが時間構造を持つ場合に、精度よ
く粒子線の照射線量を測定できないという問題があっ
た。

【００２３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、入射粒子線ビームが時間構造を
持つ場合であっても、精度よく線量を測定できる粒子線
測定用モニタ装置、粒子線測定方法および粒子線測定シ
ステムを提供することにある。

【００２４】また、本発明の他の目的は、粒子線ビーム
強度が小さい場合であっても、オフセットノイズの影響
を抑制できるようにすることおよび精度のよい位置モニ
タを行えるようにすることにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために以下のように構成されている。

【００２６】（１）本発明は、容器と、容器内に配置さ
れた一つ以上の高電圧電極および一つ以上の収集電極
と、前記高電圧電極に高電圧を印加するための電源回路
と、収集電極に接続された計測回路とを有し、さらに、
外部信号により測定または非測定の状態を制御するため
の機構を有する。

【００２７】この測定または非測定の状態を制御するた
めの機構として、計測回路のパルス出力部に外部信号に
より出力または非出力の状態を制御するための機構を有
する。また、計測回路のカウンタ部に外部信号によりカ
ウントまたは非カウントの状態を制御するための機構を
有する。さらに、計測回路の積分部に対して外部信号に
より入力または非入力の状態を制御するための機構を有
する。

【００２８】なお、本発明に懸かる収集電極の形状とし
て、複数に分割されて形成されたマルチチャンネル型が
使用可能である。マルチチャンネル型として、複数にス
トリップ状に分割されて形成されたマルチストリップ型
や、複数のワイヤで形成されたマルチワイヤ型が可能で
ある。

【００２９】（２）本発明は、モニタ装置を有する粒子
線測定装置において、モニタ装置のオフセット値測定部
を有する。

【００３０】このオフセット値測定部として、時間を計
測するためのクロックと、クロック数をカウントするた
めのカウンタ部を有する。また、オフセット値測定部と
して、ダミー測定部を配している。

【００３１】なお、本発明に係る収集電極の形状とし
て、複数に分割されて形成されたマルチチャンネル型が
使用可能である。マルチチャンネル型として、複数にス
トリップ状に分割されて形成されたマルチストリップ型
や、複数のワイヤで形成されたマルチワイヤ型が可能で
ある。

【００３２】即ち、請求項１記載の発明では、粒子線が
入射される容器と、この容器内に配置された一つ以上の
高電圧電極および一つ以上の収集電極と、前記高電圧電
極に高電圧を印加するための電源回路と、前記収集電極
に接続され、監視すべき粒子線量を計測する計測回路と
を有する粒子線測定用モニタ装置において、外部信号に
より前記計測回路を測定または非測定の状態に制御する
ための制御機構を有することを特徴とする粒子線測定用
モニタ装置を提供する。

【００３３】請求項２記載の発明では、粒子線が入射さ
れる容器と、この容器内に配置された一つ以上の高電圧
電極および一つ以上の収集電極と、前記高電圧電極に高
電圧を印加するための電源回路と、前記収集電極に収集
された電荷量に対応するパルスを出力するパルス出力部
とを有する粒子線測定用モニタ装置において、前記パル
ス出力部に外部信号により出力または非出力の状態を制
御するための制御機構を設けたことを特徴とする粒子線
測定用モニタ装置を提供する。

【００３４】請求項３記載の発明では、粒子線が入射さ
れる容器と、この容器内に配置された一つ以上の高電圧
電極および一つ以上の収集電極と、前記高電圧電極に高
電圧を印加するための電源回路と、前記収集電極に収集
された電荷量に対応するパルスを出力するパルス出力回
路と、このパルス出力回路から出力されるパルスをカウ
ントするカウンタ部とを有する粒子線測定用モニタ装置
において、前記カウンタ部に外部信号によりカウントま
たは非カウントの状態を制御するための制御機構を設け
たことを特徴とする粒子線測定用モニタ装置を提供す
る。

【００３５】請求項４記載の発明では、粒子線が入射さ
れる容器と、この容器内に配置された一つ以上の高電圧
電極および一つ以上の収集電極と、前記高電圧電極に高
電圧を印加するための電源回路と、前記収集電極からの
出力を積分するための積分部とを有する粒子線測定用モ
ニタ装置において、外部信号により前記積分部に対する
前記収集電極からの出力信号の信号入力または非入力状
態を制御するための制御機構を設けたことを特徴とする
粒子線測定用モニタ装置を提供する。

【００３６】請求項５記載の発明では、前記収集電極
が、複数に分割形成されたマルチチャンネル型であるこ
とを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の
粒子線測定用モニタ装置を提供する。

【００３７】請求項６記載の発明では、前記収集電極
が、複数のストリップ状に分割形成されたマルチストリ
ップ型であることを特徴とする請求項１から４までのい
ずれかに記載の粒子線測定用モニタ装置を提供する。

【００３８】請求項７記載の発明では、前記収集電極
が、複数のワイヤで形成されたマルチワイヤ型であるこ
とを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の
モニタ装置を提供する。

【００３９】請求項８記載の発明では、粒子線が入射さ
れる容器中に一つ以上の高電圧電極および一つ以上の収
集電極を配し、前記容器内に生じた電荷を収集電極によ
り収集し、電荷量の測定を行う粒子線測定方法であっ
て、外部信号により測定または非測定の状態を切り替え
て測定を行うことを特徴とする粒子線測定方法を提供す
る。

【００４０】請求項９記載の発明では、前記外部信号
が、粒子線ビームのモニタ容器への入射に同期する信号
であることを特徴とする請求項８記載の粒子線測定方法
を提供する。

【００４１】請求項１０記載の発明では、前記外部信号
が、前記容器に入射用粒子線を発する加速器の定常的に
繰り返すビーム出力または停止信号に同期する信号であ
ることを特徴とする請求項８記載の粒子線測定方法を提
供する。

【００４２】請求項１１記載の発明では、粒子線が入射
される容器中に一つ以上の高電圧電極および一つ以上の
収集電極を配し、前記容器内に生じた電荷を収集電極に
より収集して電荷量の測定を行う粒子線測定方法であっ
て、粒子線ビームのモニタ容器への入射停止信号に同期
して収集電荷量相当値を出力することを特徴とする粒子
線測定方法を提供する。

【００４３】請求項１２記載の発明では、粒子線が入射
される容器中に一つ以上の高電圧電極および一つ以上の
収集電極を配し、前記容器内に生じた電荷を収集電極に
より収集して電荷量の測定を行う粒子線測定方法であっ
て、前記容器に入射用粒子線を発する加速器の定常的に
繰り返すビーム停止信号に同期して収集電荷量相当値を
出力することを特徴とする粒子線測定方法を提供する。

【００４４】請求項１３記載の発明では、粒子線が入射
される容器中に一つ以上の高電圧電極および一つ以上の
収集電極を配し、前記容器内に生じた電荷を収集電極に
より収集して電荷量の測定を行う粒子線測定方法であっ
て、前記容器に入射用粒子線を発する加速器の定常的に
繰り返すビーム停止信号に同期して収集電荷量相当値を
記憶機構内に保持し、測定停止信号の入力により保持さ
れた一つ以上の前記収集電荷量相当値保持値を演算する
ことによって粒子線線量または粒子線位置または粒子線
形状を算出することを特徴とする粒子線測定方法を提供
する。

【００４５】請求項１４記載の発明では、請求項１から
７までのいずれかに記載の粒子線測定用モニタ装置を使
用する粒子線測定システムであって、前記モニタ装置が
オフセット出力値測定部を有し、前記オフセット出力値
測定部より出力されるオフセット測定値を変数とする演
算によって、前記モニタ装置出力のオフセット補正をす
ることを特徴とする粒子線測定システムを提供する。

【００４６】請求項１５記載の発明では、請求項１から
７までのいずれかに記載の粒子線測定用モニタ装置を使
用する粒子線測定システムであって、前記モニタ装置
に、クロックと、クロック数をカウントするためのカウ
ンタ部を配し、前記カウンタ部で計測されたクロック数
を変数とする演算によって、前記モニタ装置出力のオフ
セット補正をすることを特徴とする粒子線測定システム
を提供する。

【００４７】請求項１６記載の発明では、モニタ出力の
オフセット値の算出方法が、クロック数の一次式（Ｃ・
Ｎｃ＋Ｄ：Ｎｃはクロック数）で与えることを特徴とす
る請求項１５記載の粒子線測定方法および測定システム
を提供する。

【００４８】請求項１７記載の発明では、請求項１から
７までのいずれかに記載の粒子線測定用モニタ装置を使
用する粒子線測定システムであって、前記モニタ装置内
に、ダミー測定部を配し、前記ダミー測定部からの出力
値を変数とする演算方法によって、前記モニタ装置出力
のオフセット補正をすることを特徴とする粒子線測定シ
ステムを提供する。

【００４９】請求項１８記載の発明では、前記モニタ装
置が、マルチチャンネル型モニタであることを特徴とす
る請求項１４から１７までのいずれかに記載の粒子線測
定システムを提供する。

【００５０】請求項１９記載の発明では、前記モニタ装
置が、マルチストリップ型モニタであることを特徴とす
る請求項１４から１７までのいずれかに記載の粒子線測
定システムを提供する。

【００５１】請求項２０記載の発明では、前記モニタ装
置が、マルチワイヤ型モニタであることを特徴とする請
求項１４から１７までのいずれかに記載の粒子線測定シ
ステムを提供する。

【００５２】請求項２１記載の発明では、マルチチャン
ネル型モニタ装置を有する粒子線測定システムであっ
て、各チャンネル出力値にディスクリレベルを設定し、
そのディスクリレベルを超える出力を持つチャンネルの
出力値のみからビーム位置、ビーム形状およびビーム強
度の少なくともいずれかを算出することを特徴とする粒
子線測定システムを提供する。

【００５３】請求項２２記載の発明では、マルチチャン
ネル型モニタ装置を有する粒子線測定システムであっ
て、あらかじめ指定されたビーム位置を関数としてビー
ム位置、ビーム形状およびビーム強度の少なくともいず
れかを算出することを特徴とする粒子線測定システムを
提供する。

【００５４】請求項２３記載の発明では、マルチチャン
ネル型モニタ装置を有する粒子線測定システムであっ
て、あらかじめ指定されたビーム位置、あるいはビーム
サイズの情報をもとに演算を行うチャンネルの範囲を限
定し、限定されたチャンネルの出力値のみからビーム位
置またはビーム形状またはビーム強度を算出することを
特徴とする粒子線測定システムを提供する。

【００５５】請求項２４記載の発明では、前記マルチチ
ャンネル型モニタ装置が、マルチストリップ型であるこ
とを特徴とする請求項２１から２３までのいずれかに記
載の粒子線測定方法および測定システムを提供する。

【００５６】請求項２５記載の発明では、前記マルチチ
ャンネル型モニタ装置が、マルチワイヤ型であることを
特徴とする請求項２１から２３までのいずれかに記載の
粒子線測定方法および測定システムを提供する。

【００５７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００５８】第１実施形態（図１，図２） 図１は、発明の第１実施形態による粒子線測定用モニタ
装置である。なお、本実施形態では、医用粒子線照射装
置の線量モニタ装置に適用した場合、特に照射方法が３
次元スポットスキャニング法に基づく照射装置を適用し
た場合について説明する。なお、従来例と同一の部位に
ついては、図１５〜図１７と同一の記号も使用する。

【００５９】図１において、モニタ容器１の内部に一つ
以上の高電圧電極２ｉ，２ｉｉ，…，および一つ以上の
収集電極３ｉ，３ｉｉ，…が配置され、これにより電離
箱が構成されている。

【００６０】収集電極３ｉ，３ｉｉ，…には、計測回路
２４が接続されている。この計測回路２４には、パルス
出力部２５およびカウンタ部２６が配置されている。パ
ルス出力部２５には、外部信号入力端子２７が設けられ
ている。

【００６１】次に、図１に示した粒子線測定用モニタ装
置を用いた粒子線モニタ方法について説明する。

【００６２】粒子線ビームがモニタ容器１内に入射する
と、収集電極３ｉ，３ｉｉ，…には入射する粒子線ビー
ム量に応じた電荷が収集される。収集電極３ｉ，３ｉ
ｉ，…で収集された信号は、計測回路２４にて、必要に
応じて増幅されたうえ、パルス出力部２５にて収集電極
３ｉ…，３ｉｉ，…からの電荷量に対応するパルス列が
出力される。さらに、計測回路２４内のカウンタ部２６
にて、パルス出力部２５から送られたパルスの数をカウ
ントすることにより、照射線量が計測される。

【００６３】図２は、３次元スポットスキャニング法に
おける、３次元格子点の照射パターンとビーム出射パタ
ーン、およびパルス出力時間の関係を示したものであ
る。この図２では、ビーム出射パターンとして、シンク
ロトロン加速器を用いた場合を想定している。

【００６４】図２に示すように、シンクロトロン加速器
から出射される粒子線ビームは、時間的に不連続なビー
ム出射パターンをもつ。すなわち、ビーム出射を一定時
間（２秒程度）行った後、ビームが出射されない時間が
一定時間（１秒程度）あり、このビーム出射パターンに
したがって、繰り返しビームが出射されることになる。

【００６５】この場合、シンクロトロン加速器からの粒
子線出射に同期された外部信号がパルス出力部２７に入
力され、モニタ容器１に粒子線が入射する時のみパルス
出力が行われるように制御される。

【００６６】したがって、本実施形態では、モニタ容器
１に粒子線が入射しないときにはパルス出力が行われな
いようにすることで、モニタ容器１に粒子線が入射しな
い時間におけるノイズによる出力を抑制することができ
る。したがって、精度良い粒子線モニタ測定が実現可能
となる。

【００６７】第２実施形態（図３，図４） 図３は、本発明の第２実施形態による粒子線測定用モニ
タ装置を示すシステム構成図である。

【００６８】この図３に示すように、モニタ容器１の内
部に一つ以上の高電圧電極２ｉ，２ｉｉ，…、および一
つ以上の収集電極３ｉ，３ｉｉ，…が配置され、電離箱
が構成されている。収集電極３ｉ，３ｉｉ，…には、計
測回路３４が接続されている。

【００６９】計測回路３４には、パルス出力部３５およ
びカウンタ部３６が配置されている。本実施形態では、
このカウンタ部３６に、外部信号入力端子３７が設けら
れている。

【００７０】次に、図３に示したモニタ装置を用いた粒
子線測定方法について説明する。

【００７１】粒子線ビームがモニタ容器１内に入射する
と、収集電極３ｉ，３ｉｉ，…には入射する粒子線ビー
ム量に応じた電荷が収集される。収集電極３ｉ，３ｉ
ｉ，…で収集された信号は、計測回路２４にて、必要に
応じて増幅されたうえ、パルス出力部３５にて収集電極
３ｉ，３ｉｉ，…からの電荷量に対応するパルス列が出
力される。さらに、計測回路３４内のカウンタ部３６に
て、パルス出力部３５から送られたパルスの数をカウン
トすることにより照射線量が計測される。

【００７２】図４は、３次元スポットスキャニング法に
おける、３次元格子点の照射パターンとビーム出射パタ
ーン、およびカウンタ時間の関係を示したものである。
この図４においては、ビーム出射パターンとしてシンク
ロトロン加速器を用いた場合を想定している。

【００７３】図３の例では、シンクロトロン加速器から
の粒子線出射に同期された外部信号がカウンタ部３６に
入力され、モニタ容器１に粒子線が入射する時のみパル
ス出力をカウントするように制御される。

【００７４】このように、本実施形態によれば、モニタ
容器１に粒子線が入射しない時間におけるノイズによる
出力を抑制することができる。したがって、精度良い粒
子線モニタ測定が実現可能となる。

【００７５】第３実施形態（図５，図６） 図５は、本発明の第３実施形態による粒子線測定用モニ
タ装置を示すシステム構成図である。

【００７６】この図５に示すように、１はモニタ容器１
の内部に一つ以上の高電圧電極２ｉ，２ｉｉ，…，およ
び一つ以上の収集電極３ｉ，３ｉｉ，…が配置され、電
離箱が構成されている。収集電極３ｉ，３ｉｉ，…に
は、計測回路４４が接続されている。

【００７７】計測回路４４には、積分部４７，ＡＤＣ回
路４８，および積分部への入力を制限するスイッチ４９
が設けられている。

【００７８】次に、図５に示したモニタ装置を用いた粒
子線測定方法について説明する。

【００７９】粒子線ビームがモニタ容器１内に入射する
と、収集電極３ｉ，３ｉｉ，…には入射する粒子線ビー
ム量に応じた電荷が収集される。収集電極で収集された
信号は、計測回路にて、必要に応じて増幅されたうえ、
積分部４７にて収集された電荷に相当する電気量が貯え
られる。積分部４７から出力される電圧は、ＡＤＣ回路
４８によりデジタル信号として取り出される。

【００８０】図６は、３次元スポットスキャニング法に
おける、３次元格子点の照射パターンとビーム出射パタ
ーン、および積分時間の関係を示したものである。この
図６においては、ビーム出射パターンとしてシンクロト
ロン加速器を用いた場合を想定している。

【００８１】図５の例では、シンクロトロン加速器から
の粒子線出射に同期された外部信号がスイッチ４９に入
力され、モニタ容器１に粒子線が入射する時のみ積分を
行うように制御される。このように本実施形態によれ
ば、モニタ容器１に粒子線が入射しない時間におけるノ
イズ出力の積分を抑制することができる。したがって、
精度良い粒子線モニタ測定が実現可能となる。

【００８２】なお、以上の第１〜第３実施形態では、電
離箱を用いた線量モニタ装置としての例を示したが、Ｓ
ＥＭ装置など電荷を収集して測定を行うモニタであれ
ば、他の方法に基づく線量モニタ装置であっても適用す
ることができる。

【００８３】また、マルチチャンネル型からなるビーム
位置モニタ装置、ビーム形状モニタ装置についても、同
様の装置構成および測定方法により、精度よい粒子線モ
ニタ測定が可能となる。さらに、マルチチャンネル型と
して、収集電極を複数の短冊状に加工したマルチストリ
ップ型モニタ、収集電極を複数のワイヤで形成したマル
チワイヤ型モニタ、その他種々の形状のものが適用でき
る。

【００８４】第４実施形態（図７，図８） 図７は本発明の第４実施形態による粒子線測定用モニタ
装置を示すシステム構成図である。

【００８５】この図７に示すように、モニタ容器１の内
部に一つ以上の高電圧電極２ｉ，２ｉｉ，…，および一
つ以上の収集電極３ｉ，３ｉｉ，…が配置され、電離箱
が構成されている。収集電極３ｉ，３ｉｉ，…には、モ
ニタ容器１に入射する粒子線ビーム量に応じた電荷が収
集される。収集電極３ｉ，３ｉｉ，…には、計測回路５
４が接続されている。

【００８６】計測回路５４には、積分部５７，ＡＤＣ回
路５８，およびＡＤＣ回路５８に接続された処理部５９
が備えられている。処理部５９には外部入力端子６０が
設けられ、外部信号が入力されるようになっている。

【００８７】次に、図７に示したモニタ装置を用いた粒
子線測定方法について、図８を用いて説明する。

【００８８】図８は、３次元スポットスキャニング法に
おいて、ビーム強度が弱い場合や、患部に対して大きな
線量を照射する場合における、各３次元格子点の照射時
間とビーム出射パターン、および積分時間の関係を示し
たものである。この図８において、ビーム出射パターン
としてシンクロトロン加速器を用いた場合を想定してお
り、一つの照射時間はシンクロトロン加速器からの出射
ビームの繰り返し時間よりも大きくなっている。

【００８９】図７に示した例では、シンクロトロン加速
器からの粒子線出射停止信号に同期された外部信号が処
理部５９に入力され、この外部信号が入力されるのに応
じてＡＤＣ回路５８より処理部５９に対してデータが送
信されて順次保持され、積分部５７の電荷がリセットさ
れる。処理部５９が照射時間終了に対応した測定停止信
号を受信すると、この処理部５９に保持されたデータを
もとに、照射時間に対応したデータが作成される。

【００９０】このようにして、モニタ容器に粒子線が入
射しない時間においては測定が行われないものとするこ
とができ、ノイズ出力の積分による誤差の増大を抑制す
ることができる。したがって、精度よい粒子線モニタ測
定が実現可能となる。

【００９１】なお、上記の実施形態では、照射時間終了
に対応して測定停止信号を入力しているが、照射時間途
中において測定値を知りたい場合など、場合に応じて他
の信号入力により同様の操作をさせることも可能であ
る。

【００９２】また、図８では３次元スポットスキャニン
グ法の場合について示したが、他の照射法においても、
例えば３次元ワブラ法、３次元散乱体法など、患部を仮
想的にスライス状に分離し照射を行う場合にも適用する
ことができる。この場合においても、図７と同様の照射
時間とビーム出射パターンの関係になり、精度よい粒子
線モニタ測定が可能となる。

【００９３】さらに、この第４実施形態においても、電
離箱を用いた線量モニタ装置に対する例を示したが、Ｓ
ＥＭ装置など電荷を収集して測定を行うモニタであれ
ば、他の方法の線量モニタ装置であっても、有効に適用
できる。

【００９４】第５実施形態（図９） 図９は本発明の第５実施形態による粒子線測定用モニタ
装置を示すシステム構成図である。

【００９５】この図９に示すように、モニタ容器１１の
内部に一つ以上の高電圧電極１２ｉ，１２ｉｉ，…，お
よび収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…が配置されている。
各収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…は、１軸方向に電気的
に非接続な多数のストリップに区切られた構成を持つ。
即ち、このモニタ装置は、マルチストリップ型モニタ装
置とされ、収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…のストリップ
それぞれに対して計測回路６４が接続されている。計測
回路の内部には、複数の積分部６７ａ，６７ｂ，…，お
よびＡＤＣ回路６８ａ，６８ｂ，…が配置され、さらに
各計測回路要素は処理部６９に接続されている。処理部
６９には外部入力端子７０が設けられ、外部信号が入力
されるようになっている。

【００９６】次に、図９に示したモニタ装置を用いた粒
子線測定方法について説明する。

【００９７】粒子線ビームがモニタ容器１内に入射する
と、収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…の各ストリップに
は、ビーム形状に対応した電荷が収集される。各ストリ
ップで収集された信号は、計測回路にて、必要に応じて
増幅されたうえ、各積分部６７ａ，６７ｂ，…にて収集
された電荷に相当する電気量が貯えられる。各積分部６
７ａ，６７ｂ，…から出力される電圧は、それぞれＡＤ
Ｃ回路６８によりデジタル信号として取り出される。各
ストリップに収集される電荷はビーム形状に対応するの
で、各ＡＤＣ回路６８ａ，６８ｂ，…出力の分布は、ビ
ーム形状に対応する分布を示す。

【００９８】ここでは、図８に示した３次元スポットス
キャニング法における、３次元格子点の照射パターンと
ビーム出射パターン、および積分時間の関係を持つ場合
を想定する。

【００９９】図９に示した例では、シンクロトロンから
の粒子線出射停止信号に同期された外部信号が処理部６
９に入力される。この外部信号が入力されるのに応じ
て、ＡＤＣ回路より処理部に対してデータが送信されて
順次保持され、各積分部６７ａ，６７ｂ…の電荷がリセ
ットされる。処理部６９が照射時間終了に対応した測定
停止信号を受信すると、処理部６９に保持されたデータ
をもとに、照射時間に対応したデータが作成される。さ
らに、得られた各ストリップにおけるデータより、ビー
ム位置あるいはビーム形状の算出がなされる。

【０１００】ここで、ビーム位置およびビーム形状の算
出法として重心計算による方法などが使用できる。重心
計算によると、各ストリップの出力Ｐｉとし、各ストリ
ップの位置ｘｉとすると、ビーム中心位置＜Ｘ＞＝Σ
（Ｐｉ・ｘｉ）／ΣＰｉ、またビーム形状としてビーム
分散＜σ＞^２＝Σ（Ｐｉ・（＜Ｘ＞−ｘｉ）^２）／ΣＰ
ｉで評価できる。

【０１０１】このようにして、モニタ容器に粒子線が入
射しない時間においては積分を中断でき、ノイズ出力の
積分による誤差の増大を抑制することができる。したが
って、精度よくビーム位置算出あるいはビーム形状算出
ができ、精度よい粒子線モニタ測定が実現可能となる。

【０１０２】なお、本実施形態では、マルチストリップ
型モニタ装置について示したが、マルチワイヤ型、その
他のマルチチャンネル型モニタ装置等にも有効に適用で
きる。

【０１０３】第６実施形態（図１０，図１１） 図１０は、本発明の第６実施形態による粒子線測定用モ
ニタ装置を示すシステム構成図である。

【０１０４】この図１０に示すように、モニタ容器１の
内部に一つ以上の高電圧電極２ｉ，２ｉｉ，…，および
収集電極３ｉ，３ｉｉ，…が配置されている。収集電極
３ｉ，３ｉｉ，…には計測回路７４が接続されている。
計測回路７４は、積分部７７およびＡＤＣ回路７８およ
び処理部７９を有している。

【０１０５】さらに処理部７９には、時間計測部８０が
接続されている。この時間計測部８０は、ある周波数で
信号を出すクロック８１と、このクロック８１からの信
号をカウントするカウンタ８２とを有している。

【０１０６】次に、図１０で示したモニタ装置を用いた
粒子線測定方法について、図１１を用いて説明する。

【０１０７】図１１は、モニタ容器１に粒子線が入射し
ないときにおいて、積分時間とＡＤＣ回路７８から得ら
れる出力の関係を示したものである。モニタ装置では、
モニタ容器１内の電極に漏電流があることや、計測回路
７４内のアンプ等にオフセットがあること、等のため、
モニタ容器１に入力がない場合でも出力（オフセット電
流出力）がある。このオフセット電流出力は一般に、積
分時間の関数であり、図１１に示した例では、このオフ
セット電流出力は、積分時間Δｔの一次式（Ｃ・Δｔ＋
Ｄ）で与えられる。

【０１０８】図１０に示したモニタ装置では、モニタ容
器１への粒子線入射開始に同期した信号により、クロッ
ク８１からの信号をカウンタ８２がカウントし始め、モ
ニタ容器１への粒子線入射終了までカウントが行われ
る。クロック８１からは、ある周波数のパルス信号が出
力され、これにより粒子線入射終了までのカウント値Ｎ
ｃより積分時間Δｔを求めることができる。得られた積
分時間Δｔから、予め求められた係数ａ、ｂをもとに、
オフセット電流出力Ｑを評価することができる。補正し
ない出力値をＰとすると、オフセット電流出力を補正し
た値（Ｐ−Ｑ）を用いることにより、オフセットの影響
を抑制することができ、精度良い粒子線モニタ測定が可
能となる。

【０１０９】なお、本実施形態では、粒子線入射に同期
した信号により積分開始・終了を与えたが、積分時間の
与え方は任意である。

【０１１０】また、本実施形態では、電離箱を用いた線
量モニタ装置に対する実施例を示したが、ＳＥＭ装置な
ど電荷を収集して測定を行うモニタであれば、他の方法
の線量モニタ装置であっても、有効に適用できる。

【０１１１】さらに、本実施形態では、収集電極を複数
に分割したマルチチャンネル型、例えばマルチストリッ
プ型やマルチワイヤ型についても使用可能である。マル
チチャンネル型では、一つの時間計測部で得られた積分
時間Δｔよりチャンネル各々のオフセット電流出力Ｑａ
＝Ｃａ・Δｔ＋Ｄａ、Ｑｂ＝Ｃｂ・Δｔ＋Ｄｂ…を評価
することが可能である。

【０１１２】第７実施形態（図１２） 図１２は本発明の第７実施形態による粒子線モニタ装置
を示す概略構成図である。

【０１１３】この図１２に示すように、モニタ容器１の
内部に一つ以上の高電圧電極２ｉ，２ｉｉ，…，および
収集電極３ｉ，３ｉｉ，…が配置されている。収集電極
３ｉ，３ｉｉ，…には計測回路８４が接続されている。
計測回路８４は、積分部８７、ＡＤＣ回路８８および処
理部８９を有している。

【０１１４】本実施形態においては、処理部８９に、ダ
ミー測定部９０が接続されている。

【０１１５】このダミー測定部９０は、計測回路８４と
同様に、積分部９１とＡＤＣ回路９２を有し、積分部９
１は、例えばダミー電極１０の最外領域につながれてい
る。なお、粒子線ビームが入射しない領域であれば、積
分部９１のつながれる領域は他の領域であってもよい。

【０１１６】次に、図１２に示したモニタ装置を用いた
粒子線測定方法について説明する。

【０１１７】ある積分時間に対するダミー測定部９０の
オフセット電流出力Ｑｄは、積分時間Δｔの関数であ
る。測定回路８４とダミー測定部９０のオフセット電流
出力と積分時間の関係が共に図１１に示したように、一
次式で与えられる場合、収集電極におけるオフセット電
流出力Ｑは、ダミー測定部のオフセット電流出力Ｑｄの
一次式Ｑ＝ｃ・Ｑｄ＋ｄで評価できる。補正しない出力
値をＰとすると、オフセット電流出力を補正した値（Ｐ
−Ｑ）を用いることにより、オフセットの影響を抑制す
ることができ、精度よい粒子線モニタ測定が可能とな
る。

【０１１８】なお、本実施形態では、電離箱を用いたモ
ニタ装置を適用したが、ＳＥＭ装置など、電荷を収集し
て測定を行うモニタであれば、他の方法の線量モニタ装
置であっても有効に適用できる。

【０１１９】さらに、本実施形態では、収集電極を複数
に分割したマルチチャンネル型、例えばマルチストリッ
プ型やマルチワイヤ型についても使用可能である。マル
チチャンネル型では、一つのダミー計測部で得られたオ
フセット電流出力Ｑｄより、チャンネル各々のオフセッ
ト電流出力Ｑａ＝Ｃａ・Ｑｄ＋Ｄａ、Ｑｂ＝Ｃｂ・Ｑｄ
＋Ｄｂ…を評価することが可能である。

【０１２０】第８実施形態（図１３，図１４） 図１３は、本発明の第８実施形態による粒子線モニタ装
置を示す概略構成図である。

【０１２１】この図１３に示すように、モニタ容器１１
の内部に一つ以上の高電圧電極１２ｉ，１２ｉｉ，…，
および収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…が配置されてい
る。各収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…は、１軸方向に電
気的に非接続な多数のストリップに区切られた構成を持
つ。即ち、このモニタ装置はマルチストリップ型モニタ
装置である。収集電極１３ｉ，１３ｉｉ，…には計測回
路９４が接続されている。計測回路のには、複数の積分
部９７ａ，９７ｂ…、ＡＤＣ回路９８ａ，９８ｂ，…お
よびそれらに接続された処理部９９を有している。

【０１２２】次に、図１３に示したモニタ装置を用いた
粒子線測定方法について、図１４を用いて説明する。

【０１２３】図１４は、３次元スポットスキャニング法
における、ある３次元格子点の照射に対する各ストリッ
プに対するＡＤＣ回路の出力分布の一例である。この図
１４は、横軸に各ストリップの位置座標で示している。

【０１２４】図１４に示したように、ストリップにはガ
ウス分布様の分布をなす領域があり、この領域が粒子線
入射により電荷を生じ、この電荷を収集した領域であ
る。しかしながら、ガウス分布様の分布をなす領域以外
にも、わずかなオフセット電流による出力領域がある。

【０１２５】したがって、ビーム位置・形状の算出法と
して、例えば、各ストリップにおける出力Ｐａ，Ｐｂ，
…と位置ｘａ，ｘｂ，…から、ビーム中心位置＜Ｘ＞＝
Σ（Ｐｋ・ｘｋ）／ΣＰｋ、ビーム分散＜σ＞^２＝Σ
（Ｐｋ・（＜Ｘ＞−ｘｋ）^２）／ΣＰｋを評価した場
合、電荷が収集されないストリップ領域のオフセット電
流により、誤差が大きくなり、精度よいモニタ測定がで
きなくなる。

【０１２６】しかしながら、本実施形態によれば、図１
３に示した処理部９９において、予めディスクリレベル
が設定されており、ディスクリレベルに到達しないスト
リップ出力は位置演算に取り込まれないか、あるいは出
力ゼロとして処理される。

【０１２７】このように、本実施形態によれば、電荷が
収集されないストリップ領域のオフセット電流の影響を
抑制することができ、精度よいモニタ測定が可能にな
る。なお、ディスクリレベルの設定法には、予め与えた
一定値を与えたり、積分時間の関数（例えば一次式）
や、出力が最大であるストリップの出力の関数（例えば
出力の数％）として与えたりすることができる。

【０１２８】第９実施形態（図１３，図１４） 本実施形態では、第８実施形態と同様の構成のモニタ装
置が使用される。

【０１２９】この構成によると、図１４に示したよう
に、ストリップには収集電荷量に対応したガウス分布様
の分布をなす領域以外に、オフセット電流による出力領
域がある。

【０１３０】しかしながら、この第９実施形態では、処
理部９９には、モニタ容器に粒子線が照射される以前
に、照射されるべきビーム位置およびビーム幅が記憶さ
れている。処理部９９ではこの与えられたビーム位置お
よびビーム幅をもとに、ビーム中心位置あるいはビーム
形状の算出に用いるストリップの領域を限定する。

【０１３１】この限定の方法として、例えば、予め与え
られたビーム位置をＸ０、ビーム幅をσとして、Ｘ０±
２・σ内に存在するストリップというように与える。

【０１３２】このように本実施形態によれば、電荷が収
集されないストリップ領域のオフセット電流の影響を抑
制することができ、精度よいモニタ測定が可能になる。
また、位置算出に用いるストリップを限定することによ
り、演算すべきデータ量が少なくなり、位置算出にかか
る時間が短くなって、高速な制御、よって短時間治療が
可能になる。

【０１３３】他の実施形態 なお、以上の各実施形態では、主に３次元スポットスキ
ャニング法の制御システムについて示したが、本発明が
使用できる治療制御装置としては、例えば３次元ラスタ
ースキャニング法や、３次元ワブラ法など他の３次元的
照射方法、さらには従来の２次元ワブラ法や二重散乱体
法に対しても、ノイズ信号の影響を抑制することがで
き、精度よいモニタ測定装置および測定システムとして
有効である。

【０１３４】また、前記各実施形態では、粒子線治療の
モニタ装置における適用例を示したが、粒子線治療の前
に行われるファントムを用いた模擬照射試験用の計測装
置においても適用が可能である。その他、Ｓ／Ｎの悪化
を抑制するという目的を損なわない限りにおいて、他の
目的の粒子線照射における粒子線モニタ装置においても
有効である。

【０１３５】さらに、前記各実施形態では、シンクロト
ロン加速器による粒子線を用いる場合について示した
が、ビームの時間構造にスピル構造をもつ粒子線ビーム
であれば、各種ビームについても同様に、有効に用いる
ことができる。

【０１３６】さらに、第６以下の実施形態で示した構成
および方法は、ビームの時間構造にスピル構造をもたな
い加速器出射ビームにおける粒子線モニタ装置について
も、オフセットノイズの影響を抑制できることから、有
効に適用することができる。

【０１３７】さらにまた、第６以下の実施形態では、マ
ルチストリップ型モニタ装置について説明したが、マル
チワイヤ型モニタなど、他のマルチストリップ型モニタ
についても有効に適用することができる。

【０１３８】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、粒子線ビームが容器に入射しないときに測定を中断
することができる、これにより、粒子線ビームが入射し
ないときのノイズ信号による出力を抑制することができ
る。したがって、従来に比して精度よい粒子線測定が行
えるようになる。

【０１３９】また、本発明によれば、オフセット電流出
力の影響を抑制した粒子線モニタ測定が可能となり、精
度よい粒子線測定用モニタ装置、測定方法および測定シ
ステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による粒子線測定用モニ
タ装置を示す概略構成図。

【図２】前記第１実施形態による粒子線ビーム出射パタ
ーン、ビーム照射パターンおよびパルス出力時間の関係
を示す図。

【図３】本発明の第２実施形態による粒子線測定用モニ
タ装置を示す概略構成図。

【図４】前記第２実施形態による粒子線ビーム出射パタ
ーン、ビーム照射パターンおよびカウント出力時間の関
係を示す図。

【図５】本発明の第３実施形態による粒子線測定用モニ
タ装置を示す概略構成図。

【図６】前記第３実施形態による粒子線ビーム出射パタ
ーン、ビーム照射パターンおよび積分時間の関係を示す
図。

【図７】本発明の第４実施形態による粒子線測定用モニ
タ装置を示す概略構成図。

【図８】前記第４実施形態による粒子線ビーム出射パタ
ーン、ビーム照射パターンおよび積分時間の関係を示す
図。

【図９】本発明の第５実施形態による粒子線測定用モニ
タ装置を示す概略構成図。

【図１０】本発明の第６実施形態による粒子線測定用モ
ニタ装置を示す概略構成図。

【図１１】前記第６実施形態における積分時間とオフセ
ット電流出力の関係を示す図。

【図１２】本発明の第７実施形態による粒子線モニタ装
置を示す概略構成図。

【図１３】本発明の第８実施形態による粒子線モニタ装
置を示す概略構成図。

【図１４】マルチストリップ型モニタ装置における各チ
ャンネルの出力分布を示す図。

【図１５】従来の粒子線モニタ装置を示す概略構成図。

【図１６】従来例のマルチストリップ型モニタ装置を示
す概略構成図。

【図１７】従来例による粒子線ビーム出射パターン、ビ
ーム照射パターンおよびパルス出力・カウント時間の関
係を示す図。

【符号の説明】

１ モニタ容器 ２ｉ，２ｉｉ，… 高電圧電極 ３ｉ，３ｉｉ，… 収集電極 ４ 計測回路 ５ パルス出力部 ６ カウンタ部 １１ モニタ容器 １２ｉ，１２ｉｉ，… 高電圧電極 １３ｉ，１３ｉｉ，… 収集電極 １４ 計測回路 １７ａ，１７ｂ，… 積分部 １８ａ，１８ｂ，… Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ回路） ２４ 計測回路 ２５ パルス出力部 ２６ カウンタ部 ２７ 外部信号入力端子 ３４ 計測回路 ３５ パルス出力部 ３６ カウンタ部 ３７ 外部信号入力端子 ４４ 計測回路 ４７ 積分部 ４８ ＡＤＣ回路 ４９ スイッチ ５４ 計測回路 ５７ 積分部 ５８ ＡＤＣ回路 ５９ 処理部 ６０ 外部入力端子 ６４ 計測回路 ６７ａ，ｂ，… 積分部 ６９ 処理部 ７０ 外部入力端子 ７４ 計測回路 ７７ 積分部 ７８ ＡＤＣ回路 ７９ 処理部 ８０ 時間計測部 ８１ クロック ８２ カウンタ ８４ 計測回路 ８７ 積分部 ８８ ＡＤＣ回路 ８９ 処理部 ９０ ダミー測定部 ９１ 積分部 ９２ ＡＤＣ回路 ９４ 計測回路 ９７ａ，９７ｂ，… 積分部 ９８ａ，９８ｂ，… ＡＤＣ回路 ９９ 処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 耕輔 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE29 EE30 FF12 FF13 FF14 GG03 JJ09 JJ32 KK06 KK11 KK15 KK27 LL11 LL17

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒子線が入射される容器と、この容器内
   に配置された一つ以上の高電圧電極および一つ以上の収
   集電極と、前記高電圧電極に高電圧を印加するための電
   源回路と、前記収集電極に接続され、監視すべき粒子線
   量を計測する計測回路とを有する粒子線測定用モニタ装
   置において、外部信号により前記計測回路を測定または
   非測定の状態に制御するための制御機構を有することを
   特徴とする粒子線測定用モニタ装置。
2. 【請求項２】 粒子線が入射される容器と、この容器内
   に配置された一つ以上の高電圧電極および一つ以上の収
   集電極と、前記高電圧電極に高電圧を印加するための電
   源回路と、前記収集電極に収集された電荷量に対応する
   パルスを出力するパルス出力部とを有する粒子線測定用
   モニタ装置において、前記パルス出力部に外部信号によ
   り出力または非出力の状態を制御するための制御機構を
   設けたことを特徴とする粒子線測定用モニタ装置。
3. 【請求項３】 粒子線が入射される容器と、この容器内
   に配置された一つ以上の高電圧電極および一つ以上の収
   集電極と、前記高電圧電極に高電圧を印加するための電
   源回路と、前記収集電極に収集された電荷量に対応する
   パルスを出力するパルス出力回路と、このパルス出力回
   路から出力されるパルスをカウントするカウンタ部とを
   有する粒子線測定用モニタ装置において、前記カウンタ
   部に外部信号によりカウントまたは非カウントの状態を
   制御するための制御機構を設けたことを特徴とする粒子
   線測定用モニタ装置。
4. 【請求項４】 粒子線が入射される容器と、この容器内
   に配置された一つ以上の高電圧電極および一つ以上の収
   集電極と、前記高電圧電極に高電圧を印加するための電
   源回路と、前記収集電極からの出力を積分するための積
   分部とを有する粒子線測定用モニタ装置において、外部
   信号により前記積分部に対する前記収集電極からの出力
   信号の信号入力または非入力状態を制御するための制御
   機構を設けたことを特徴とする粒子線測定用モニタ装
   置。
5. 【請求項５】 前記収集電極が、複数に分割形成された
   マルチチャンネル型であることを特徴とする請求項１か
   ら４までのいずれかに記載の粒子線測定用モニタ装置。
6. 【請求項６】 前記収集電極が、複数のストリップ状に
   分割形成されたマルチストリップ型であることを特徴と
   する請求項１から４までのいずれかに記載の粒子線測定
   用モニタ装置。
7. 【請求項７】 前記収集電極が、複数のワイヤで形成さ
   れたマルチワイヤ型であることを特徴とする請求項１か
   ら４までのいずれかに記載のモニタ装置。
8. 【請求項８】 粒子線が入射される容器中に一つ以上の
   高電圧電極および一つ以上の収集電極を配し、前記容器
   内に生じた電荷を収集電極により収集し、電荷量の測定
   を行う粒子線測定方法であって、外部信号により測定ま
   たは非測定の状態を切り替えて測定を行うことを特徴と
   する粒子線測定方法。
9. 【請求項９】 前記外部信号が、粒子線ビームのモニタ
   容器への入射に同期する信号であることを特徴とする請
   求項８記載の粒子線測定方法。
10. 【請求項１０】 前記外部信号が、前記容器に入射用粒
    子線を発する加速器の定常的に繰り返すビーム出力また
    は停止信号に同期する信号であることを特徴とする請求
    項８記載の粒子線測定方法。
11. 【請求項１１】 粒子線が入射される容器中に一つ以上
    の高電圧電極および一つ以上の収集電極を配し、前記容
    器内に生じた電荷を収集電極により収集して電荷量の測
    定を行う粒子線測定方法であって、粒子線ビームのモニ
    タ容器への入射停止信号に同期して収集電荷量相当値を
    出力することを特徴とする粒子線測定方法。
12. 【請求項１２】 粒子線が入射される容器中に一つ以上
    の高電圧電極および一つ以上の収集電極を配し、前記容
    器内に生じた電荷を収集電極により収集して電荷量の測
    定を行う粒子線測定方法であって、前記容器に入射用粒
    子線を発する加速器の定常的に繰り返すビーム停止信号
    に同期して収集電荷量相当値を出力することを特徴とす
    る粒子線測定方法。
13. 【請求項１３】 粒子線が入射される容器中に一つ以上
    の高電圧電極および一つ以上の収集電極を配し、前記容
    器内に生じた電荷を収集電極により収集して電荷量の測
    定を行う粒子線測定方法であって、前記容器に入射用粒
    子線を発する加速器の定常的に繰り返すビーム停止信号
    に同期して収集電荷量相当値を記憶機構内に保持し、測
    定停止信号の入力により保持された一つ以上の前記収集
    電荷量相当値保持値を演算することによって粒子線線量
    または粒子線位置または粒子線形状を算出することを特
    徴とする粒子線測定方法。
14. 【請求項１４】 請求項１から７までのいずれかに記載
    の粒子線測定用モニタ装置を使用する粒子線測定システ
    ムであって、前記モニタ装置がオフセット出力値測定部
    を有し、前記オフセット出力値測定部より出力されるオ
    フセット測定値を変数とする演算によって、前記モニタ
    装置出力のオフセット補正をすることを特徴とする粒子
    線測定システム。
15. 【請求項１５】 請求項１から７までのいずれかに記載
    の粒子線測定用モニタ装置を使用する粒子線測定システ
    ムであって、前記モニタ装置に、クロックと、クロック
    数をカウントするためのカウンタ部を配し、前記カウン
    タ部で計測されたクロック数を変数とする演算によっ
    て、前記モニタ装置出力のオフセット補正をすることを
    特徴とする粒子線測定システム。
16. 【請求項１６】 モニタ出力のオフセット値の算出方法
    が、クロック数の一次式（Ｃ・Ｎｃ＋Ｄ：Ｎｃはクロッ
    ク数）で与えることを特徴とする請求項１５記載の粒子
    線測定方法および測定システム。
17. 【請求項１７】 請求項１から７までのいずれかに記載
    の粒子線測定用モニタ装置を使用する粒子線測定システ
    ムであって、前記モニタ装置内に、ダミー測定部を配
    し、前記ダミー測定部からの出力値を変数とする演算方
    法によって、前記モニタ装置出力のオフセット補正をす
    ることを特徴とする粒子線測定システム。
18. 【請求項１８】 前記モニタ装置が、マルチチャンネル
    型モニタであることを特徴とする請求項１４から１７ま
    でのいずれかに記載の粒子線測定システム。
19. 【請求項１９】 前記モニタ装置が、マルチストリップ
    型モニタであることを特徴とする請求項１４から１７ま
    でのいずれかに記載の粒子線測定システム。
20. 【請求項２０】 前記モニタ装置が、マルチワイヤ型モ
    ニタであることを特徴とする請求項１４から１７までの
    いずれかに記載の粒子線測定システム。
21. 【請求項２１】 マルチチャンネル型モニタ装置を有す
    る粒子線測定システムであって、各チャンネル出力値に
    ディスクリレベルを設定し、そのディスクリレベルを超
    える出力を持つチャンネルの出力値のみからビーム位
    置、ビーム形状およびビーム強度の少なくともいずれか
    を算出することを特徴とする粒子線測定システム。
22. 【請求項２２】 マルチチャンネル型モニタ装置を有す
    る粒子線測定システムであって、あらかじめ指定された
    ビーム位置を関数としてビーム位置、ビーム形状および
    ビーム強度の少なくともいずれかを算出することを特徴
    とする粒子線測定システム。
23. 【請求項２３】 マルチチャンネル型モニタ装置を有す
    る粒子線測定システムであって、あらかじめ指定された
    ビーム位置、あるいはビームサイズの情報をもとに演算
    を行うチャンネルの範囲を限定し、限定されたチャンネ
    ルの出力値のみからビーム位置またはビーム形状または
    ビーム強度を算出することを特徴とする粒子線測定シス
    テム。
24. 【請求項２４】 前記マルチチャンネル型モニタ装置
    が、マルチストリップ型であることを特徴とする請求項
    ２１から２３までのいずれかに記載の粒子線測定方法お
    よび測定システム。
25. 【請求項２５】 前記マルチチャンネル型モニタ装置
    が、マルチワイヤ型であることを特徴とする請求項２１
    から２３までのいずれかに記載の粒子線測定方法および
    測定システム。