JP2006034701A - 粒子線治療システム及び粒子線治療システムの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転効率を維持しつつ、システム構成を簡素化する。
【解決手段】荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生装置１と、荷電粒子ビームを照射する照射装置３Ａ，３Ｂが配置された２つの治療室７Ａ，７Ｂと、荷電粒子ビーム発生装置１から出射された荷電粒子ビームを、２つの治療室７Ａ，７Ｂのうちの選択された１つの治療室の照射装置に輸送するビーム輸送系２と、２つの照射装置３Ａ，３Ｂのうちの１つの照射装置における荷電粒子ビームのビーム状態を監視するビーム検出処理・制御装置６６と、このビーム検出処理・制御装置のモニタ対象となる照射装置の切替えを行う切替装置７０とを備え、切替装置７０の切替え先が、ビーム輸送系２により荷電粒子ビームが輸送される選択された１つの治療室の照射装置となるように、切替装置７０を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、陽子及び炭素イオン等の荷電粒子ビームを患者の患部に照射して治療する粒子線治療システム及びその制御システムに係り、特に治療室を複数有する粒子線治療システム及びその制御システムに関する。

癌などの患者の患部に陽子及び炭素イオン等の荷電粒子ビームを照射する治療方法が知られている。この治療に用いる治療システムのうち大規模なものは、荷電粒子ビーム発生装置、ビーム輸送系、及び複数の治療室を備えている。荷電粒子ビーム発生装置で加速された荷電粒子ビームは、ビーム輸送系を経て複数の治療室のうちの選択された１箇所の治療室の回転ガントリーに設置された照射装置に達し、照射装置のノズルから治療ベッド上の患者の患部に照射される（例えば、特許文献１参照）。

特表平１１−５０１２３２号公報

一般に、上記従来技術のような複数の治療室を有する治療システムの制御システムは、治療システム全体の統括制御を行う中央制御装置、治療計画データベースが格納された治療計画装置、異常が検出された場合等に照射を中止する中央インターロック装置、荷電粒子ビーム発生装置のビームの出射・停止を制御する加速器制御装置、荷電粒子ビーム発生装置及びビーム輸送系の各所に配置される電磁石の電源制御を行う電磁石電源制御装置、各治療室ごとに設けられる各種制御装置、及び各治療室ごとに設けられ、照射装置における照射中の荷電粒子ビームのビーム状態の監視を行う監視装置を有する。

各治療室ごとに設けられる制御装置としては、回転ガントリーの回転を制御するガントリー制御装置、治療ベッドの移動を制御するベッド制御装置、照射装置に設置される機器のうちＳＯＢＰ形成装置やボーラスコリメータ等の照射野を形成する機器を制御する照射ノズル制御装置、及びこれらガントリー制御装置、ベッド制御装置、照射ノズル制御装置を統括して制御する照射制御装置がある。

また、各治療室ごとに設けられる監視装置は、照射中のビーム状態が設定された許容範囲内であるかを判定し、許容範囲内でない場合には異常を検出したり、照射線量が設定した線量に到達したかどうかを判定し、設定線量に到達した場合には線量満了を検出する機能を有しており、監視装置により異常若しくは線量満了が検出された場合には、荷電粒子ビーム発生装置からのビーム出射が停止される。

ここで、通常、複数の治療室を有する治療システムでは、荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームは１箇所の治療室でのみ照射され、複数の治療室において同時に照射されることはない。このことから、上記した各治療室に設けられる制御装置及び監視装置について、各治療室ごとに設けなくとも各治療室間において共有することが可能であるかどうかを思慮した場合、一般に複数の治療室を有する治療システムでは、選択された１箇所の治療室で照射が行われる間に、次の治療室では患者の位置決め、照射装置内の照射野形成機器の設定等が行われることから、回転ガントリーの回転を制御するガントリー制御装置、治療ベッドの移動を制御するベッド制御装置、照射装置内に設置された照射野形成機器の制御を行う照射ノズル制御装置、及びこれらの統括制御を行う照射制御装置については、治療システムの運転効率を考慮して各治療室ごとに設けた方が好ましいと言える。一方、上記した各治療室ごとに設けられる装置のうち、ビーム状態を監視する監視装置については、照射中のビーム状態を監視するものであるため、照射中の治療室以外では不要のものであり、必ずしも各治療室に設ける必要はないと言える。また、監視装置は上述した照射前に行われる患者の位置決め、照射野形成機器の設定に関与しておらず、各治療室間で共有することによって治療システムの運転効率の低下を招くこともない。

以上のことから、従来構成の治療システムでは、照射中のビーム状態を監視する監視装置について、複数の治療室間で共有可能であるにも拘らず、各治療室ごとに設けたシステム構成となっているため、制御システムの構成において簡素化の余地があった。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転効率を維持しつつ、システム構成を簡素化することができる粒子線治療システム及び粒子線治療システムの制御システムを提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、荷電粒子ビームを患部に照射して治療する粒子線治療システムにおいて、前記荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生装置と、前記荷電粒子ビームを照射する照射装置が配置された複数の治療室と、前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを、前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室の前記照射装置に輸送するビーム輸送系と、前記複数の照射装置のうちの１つの照射装置における前記荷電粒子ビームのビーム状態を監視する監視装置と、前記監視装置の監視対象となる前記照射装置の切替えを行う切替装置と、前記切替装置の切替え先が、前記ビーム輸送系により前記荷電粒子ビームが輸送される前記選択された１つの治療室の照射装置となるように、前記切替装置を制御する第１制御装置とを備えたことにある。

本発明は、監視装置の監視対象となる照射装置を切替装置で切替え可能とし、その切替え先がビーム輸送系により荷電粒子ビームが輸送される治療室の照射装置となるように第１制御装置で切替装置を制御することによって、監視装置を各治療室間で共有することが可能となる。これにより、システム構成を簡素化することができる。

本発明によれば、運転効率を維持しつつ、システム構成を簡素化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
（実施形態１）
本発明の好適な一実施形態である粒子線治療システムを、図１を用いて説明する。本実施形態の粒子線治療システム１００は、具体的には陽子線治療システムである。この粒子線治療システム１００は、荷電粒子ビーム発生装置１、荷電粒子ビーム発生装置１の下流側に接続されたビーム輸送系２、及び照射野形成装置である複数（ここでは２基）の照射装置３Ａ，３Ｂがそれぞれ１基ずつ設置された複数（ここでは２室）の治療室７Ａ，７Ｂを備えている。

荷電粒子ビーム発生装置１は、イオン源（図示せず）、前段加速器（例えば線形加速器）１１及び主加速器であるシンクロトロン１２を有する。イオン源で発生したイオン（例えば、陽イオン（または炭素イオン））は前段加速器１１で加速され、この前段加速器１１から出射されたイオンビーム（荷電粒子ビーム）はシンクロトロン１２に入射される。シンクロトロン１２に入射されたイオンビームは、シンクロトロン１２内を周回し、設定されたエネルギー（例えば１００〜２００ＭｅＶ）まで加速された後、シンクロトロン１２から出射される。前段加速器１１及びシンクロトロン１２の運転は、加速器制御装置１３により制御される。

シンクロトロン１２から出射されたイオンビームは、ビーム輸送系２により治療室７Ａ，７Ｂのうちの選択された１つの治療室に輸送される。ビーム輸送系２は切替電磁石（偏向電磁石）１４，１５を備えており、ビーム輸送系２に導入されたイオンビームは切替電磁石１４，１５の励磁・非励磁の切替えによる偏向作用の有無によって、治療室７Ａ，７Ｂのいずれかに選択的に輸送される。１８は上記切替電磁石１４，１５を含むビーム輸送系２の電磁石の励磁・非励磁の切替えを行う電磁石電源装置であり、１９は電磁石電源装置１８の制御を行う電源制御装置（ビーム輸送系制御装置）である。

ビーム輸送系２の治療室側の末端は、各治療室７Ａ，７Ｂ内に設置された回転ガントリー（図示せず）に取り付けられた各照射装置３Ａ，３Ｂにそれぞれ接続される。治療室７Ａ，７Ｂ内では、患者２０が、回転ガントリー内に形成された治療ケージ（図示せず）内で位置決めされた治療用ベッド２１に横たわっている。照射装置３Ａ，３Ｂから出射されたイオンビームは、患者２０の患部（図示せず）に照射される。

照射装置３Ａ，３Ｂは、イオンビームを散乱体で散乱させ、散乱されたビームをコリメータでがん患部の形状に成型して照射する散乱体方式の照射装置である。図２にこれら照射装置３Ａ，３Ｂの概略機器構成を示す。

図２に示すように、散乱体方式の照射装置３Ａ，３Ｂには、ビーム進行方向上流側から、ビーム輸送系２から照射装置３Ａ，３Ｂに入射するイオンビームの重心や幅を計測するためのプロファイルモニタ（検出器）２５、ビームを散乱させる第１散乱体２６、ＳＯＢＰ（拡大ブラッグピーク）形成装置（リッジフィルタ、レンジモジュレーションホイール等）２７、第２散乱体２８、照射ビームのエネルギー量を計測するためのエネルギーモニタ（検出器）２９、照射するビームのビーム進行方向に直角な方向における一様度を計測するための平坦度モニタ（検出器）３０、照射線量を検出する線量モニタ（検出器）３１、及びイオンビームの飛程及びビーム進行方向に直角な方向における照射野の形状を標的の形状に合わせるためのボーラスコリメータ３２が搭載されている。

図１に戻り、各治療室７Ａ，７Ｂには、治療に必要な操作等を行うための治療制御室４０Ａ，４０Ｂがそれぞれ近接して設けられる。これら治療制御室４０Ａ，４０Ｂ内には、治療の状況を表示したり照射線量などのイオンビームのビーム情報を表示等を行う表示モニタ（表示装置）４２及び操作・監視パネル（表示装置）４４と、照射を開始するための照射開始ボタン４６や照射を中止するための照射中止ボタン４７、及び荷電粒子ビーム発生装置１に対しビーム照射要求をするためのビーム要求ボタン４８などを備えたコンソール４９とがそれぞれ設けられる。

本実施形態の粒子線治療システム１００が備えている制御システム１１０について以下に説明する。
制御システム１１０は、治療システム１００全体の統括制御を行う中央制御装置（判定装置）５５、治療計画データベースが格納された治療計画装置５６、各照射装置３Ａ，３Ｂにおいてビーム異常が検出された場合等に照射を中止する中央インターロック装置（第２制御装置、第３制御装置）５７、シンクロトロン１２の制御を行う前記の加速器制御装置１３、ビーム輸送系２の電磁石の電源を制御する前記の電源制御装置１９等を有する。

また、制御システム１１０は、各治療室７Ａ，７Ｂごとに、ガントリーコントローラ５８Ａ，５８Ｂ、ベッドコントローラ６０Ａ，６０Ｂ、照射ノズルコントローラ６２Ａ，６２Ｂ、及びこれら３つのコントローラを統括して制御する照射制御装置６４Ａ，６４Ｂを有する。各治療室７Ａ，７Ｂにおいて、回転ガントリーの回転はガントリーコントローラ５８Ａ，５８Ｂによってモータ（図示せず）の回転を制御することによってそれぞれ行われ、治療用ベッド２１はベッドコントローラ６０Ａ，６０Ｂによってそれぞれ駆動制御される。また、照射装置３Ａ，３Ｂに設けられた機器のうち、第１及び第２散乱体２６，２８、ＳＯＢＰ形成装置２７、及びボーラスコリメータ３２等の照射野を形成する機器については照射ノズルコントローラ６２Ａ，６２Ｂによってそれぞれ制御される。

具体的には、患者２０の位置決めを行う際には、患者２０の傍らに立った医者（又はオペレータ）が各治療室７Ａ，７Ｂにおいて照射制御装置６４Ａ，６４Ｂに接続された手元操作器（例えばペンダント等）６５を操作することにより、制御開始信号及び制御停止信号が照射制御装置６４Ａ，６４Ｂを介して３つのコントローラのうちの該当するコントローラにそれぞれ伝えられる。例えば、治療室７Ａの手元操作器６５から回転ガントリーの制御開始信号が出力されると、中央制御装置５５が治療計画装置５６内の治療計画情報のうち患者２０に関する回転ガントリーの回転角情報を取り込んで、照射制御装置６４Ａを介してガントリーコントローラ５８Ａに伝える。ガントリーコントローラ５８Ａはその回転角情報を用いて回転ガントリーを回転させる。

さらに、制御システム１１０は、治療室７Ａ，７Ｂに対して設けられたビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置）６６を有する。このビーム検出処理・制御装置６６の機能について、先に用いた図２を用いて説明する。

図２に示すように、散乱体方式の照射装置３Ａ，３Ｂに設置された機器のうち、照射野を形成する機器である第１及び第２散乱体２６，２８、ＳＯＢＰ形成装置２７、及びボーラスコリメータ３２については、前記した照射ノズルコントローラ６２Ａ，６２Ｂによって制御される。これらの機器は、患者ごとの標的に合わせて取り付けられるため、照射ノズルコントローラ６２Ａ，６２Ｂにより間違った機器が装着されないようにそれぞれ監視される。

一方、照射装置３Ａ，３Ｂに設置された機器のうち、照射中のイオンビームのビーム情報を検出する検出器であるプロファイルモニタ２５、エネルギーモニタ２９、平坦度モニタ３０、及び線量モニタ３１で得られるビーム情報は、ビーム検出処理・制御装置６６に取り込まれる。このビーム検出処理・制御装置６６は、上記検出器によって得られるビーム情報を監視する機能を有しており、具体的には、プロファイルモニタ２５の計測情報を取り込み、イオンビームの重心や幅を演算し許容値を超えた場合に重心異常・幅異常を検出する制御・処理部６６ａと、エネルギーモニタ２９の計測情報からエネルギー分布を演算し許容値を超えた場合にエネルギー分布異常を検出する制御・処理部６６ｂと、平坦度モニタ３０の計測情報からイオンビームの平坦度を演算し許容値を超えた場合に異常を検出する制御・処理部６６ｃと、線量モニタ３１の計測情報から照射線量を監視し、設定した値になった場合に線量満了を検出する機能を備える制御・処理部６６ｄとを有している。

このように構成されるビーム検出処理・制御装置６６（正確には制御・処理部６６ａ〜６６ｃ）によってビーム異常が検出された場合には、このビーム検出処理・制御装置６６から中央インターロック装置５７に異常信号が出力され、この異常信号を入力された中央インターロック装置５７が加速器制御装置１３に照射中止信号を出力することによって、加速器制御装置１３の制御によりシンクロトロン１２に設けられた開閉スイッチ（図示せず）が開き、高周波印加装置（図示せず）への高周波の供給が停止されて、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射が停止される。また、ビーム検出処理・制御装置６６（正確には制御・処理部６６ｄ）によって線量満了が検出された場合には、このビーム検出処理・制御装置６６から中央制御装置５５に線量満了信号が出力され、この線量満了信号を入力された中央制御装置５５が加速器制御装置１３にビーム照射完了信号を出力することによって、上記と同様にしてシンクロトロン１２からのイオンビームの出射が停止される。このようにして、患者２０への過照射や誤照射を防ぐようになっている。

制御システム１１０は、２つの照射装置３Ａ，３Ｂに対して１つのビーム検出処理・制御装置６６を有しており、ビーム検出処理・制御装置６６がビーム情報を得る対象となる（すなわちモニタ対象となる）照射装置は切替装置７０により切替可能となっている。言い換えれば、照射装置３Ａ，３Ｂ間（治療室７Ａ，７Ｂ間）で、ビーム検出処理・制御装置６６を共有している。

切替装置７０は、照射装置３Ａ，３Ｂのプロファイルモニタ２５，２５の切替えを行う切替回路７０ａ、照射装置３Ａ，３Ｂのエネルギーモニタ２９，２９の切替えを行う切替回路７０ｂ、照射装置３Ａ，３Ｂの平坦度モニタ３０，３０の切替えを行う切替回路７０ｃ、及び照射装置３Ａ，３Ｂの線量モニタ３１，３１の切替えを行う切替回路７０ｄを有している。なお、これら切替回路７０ａ〜７０ｄの切替先が個々にばらばらになることはなく、切替えの際には全て同じ側に切り替えられる。

切替装置７０の切替えは、ビーム検出処理・制御装置６６によって、切替先が選択された治療室（ビーム輸送系２によりビームが輸送される治療室）となるように行われる（正確には、切替装置７０の切替回路７０ａ〜７０ｄの切替えがビーム検出処理・制御装置６６の制御・処理部６６ａ〜６６ｄによってそれぞれ行われる）。この切替手順について、以下、図３を用いて説明する。図３は、本治療システム１００の運転中における制御システム１１０の制御信号の流れを表す図である。なお、ここでは、治療室７Ａが選択された治療室（治療照射が行われる治療室）であるとして説明する。

医師（又はオペレータ）が、手元操作器６５の操作により、照射制御装置６４Ａを介してガントリーコントローラ５８Ａ、ベッドコントローラ６０Ａの制御により回転ガントリー、治療ベッド２１を駆動して患者２０の位置決めを行い、照射ノズルコントローラ６２Ａの制御により照射装置３Ａ内の第１及び第２散乱体２６，２８、ＳＯＢＰ制御装置２７、及びボーラスコリメータ３２の機器の設定を行ない、位置決め及び機器設定が完了すると、照射制御装置６４Ａから患者位置決め完了信号７２が中央制御装置５５のＡＮＤ回路７３に出力される。一方、治療制御室４０Ａ内にいる医師（又はオペレータ）によりコンソール４９のビーム要求ボタン４８が操作されると、コンソール４９からビーム要求信号７４が中央制御装置５５のＡＮＤ回路７３に出力される。

ＡＮＤ回路７３は、患者位置決め完了信号７２及びビーム要求信号７４が共に入力されＡＮＤ論理条件が成立すると、電源制御装置１９に対し電源切替信号７５を出力する。これにより、電源制御装置１９は電磁石電源装置１８を介してビーム輸送系２の切替電磁石１４の電源を切替える。その結果、治療室７Ａへのビーム経路が形成され、治療室選択完了となる。治療室選択が完了すると、電磁石制御装置１９は切替完了信号７６を中央制御装置５５のＡＮＤ回路７７に出力する。

ＡＮＤ回路７７は、切替完了信号７６及び先のＡＮＤ回路７３からの電源切替信号７５が共に入力されＡＮＤ論理条件が成立すると、ビーム検出処理・制御装置６６に対し治療室選択完了信号７８を出力する。これにより、ビーム検出処理・制御装置６６は切替装置７０に対してモニタ切替信号７９を出力し、切替先が照射装置３Ａ（治療室７Ａ）となるように切替装置７０を制御する。切替装置７０は切替が完了すると、アンサーバック信号６９をビーム検出処理・制御装置６６に出力する。ビーム検出処理・制御装置６６はこのアンサーバック信号６９を用いて切替装置７０の切替が正常に完了したかどうかを判定し（詳細は後述）、正常に行われたと判定した場合には、切替完了信号８０を中央制御装置５５のＡＮＤ回路８１に出力する。

一方で、ＡＮＤ回路７７は、切替完了信号７６及び先のＡＮＤ回路７３からの電源切替信号７５が共に入力されＡＮＤ論理条件が成立すると、上記治療室選択完了信号７８と共に、加速器準備開始信号８２を加速器制御装置１３に出力する。これにより、加速器制御装置１３は、荷電粒子ビーム発生装置１を構成する前段加速器１１及びシンクロトロン１２などの機器の設定・準備を行なう。設定・準備が完了すると、加速器制御装置１３は、加速器準備完了信号８３を中央制御装置５５の前記ＡＮＤ回路８１に出力する。

ＡＮＤ回路８１は、加速器制御装置１３からの加速器準備完了信号８３、先のビーム検出処理・制御装置６６からの切替完了信号８０、先のＡＮＤ回路７７からの治療室選択完了信号７８、及び中央制御装置５５の比較判定部９６（後述の図５参照）により切替装置７０の切替が正常に完了したと判定された場合に出力される切替正常信号６８（詳細は後述）が共に入力されＡＮＤ論理条件が成立すると、治療室７Ａの照射開始準備が完了したとみなし、照射開始準備完了信号８４をＡＮＤ回路８５に出力する。

一方、治療制御室４０Ａ内にいる医師（又はオペレータ）によりコンソール４９の照射開始ボタン４６が操作されると、コンソール４９から照射開始信号８６が中央制御装置５５の上記ＡＮＤ回路８５に出力される。

ＡＮＤ回路８５は、ＡＮＤ回路８１からの照射開始準備完了信号８４及びコンソール４９からの照射開始信号８６が共に入力されＡＮＤ論理条件が成立すると、加速器制御装置１３に照射開始信号８７を出力して照射を開始する。具体的には、加速器制御装置１３によりシンクロトロン１２に設けられた開閉スイッチ（図示せず）が閉じられ、高周波印加装置（図示せず）への高周波の供給が開始されて、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射が開始される。

ビーム照射中には、照射装置３Ａに設けられたプロファイルモニタ２５、エネルギーモニタ２９、平坦度モニタ３０、及び線量モニタ３１により照射中のビーム情報が検出され、切替装置７０を介してビーム検出処理・制御装置６６に入力される。ビーム検出処理・制御装置６６は、それらの情報を監視する具体的にはプロファイルモニタ２５、エネルギーモニタ２９、及び平坦度モニタ３０で検出されたビーム情報が所定の許容値範囲内であるかどうか、及び線量モニタ３１で検出された照射線量が所定の線量に到達したかどうかの判定を行う。また、ビーム検出処理・制御装置６６はビーム情報信号８８を治療制御室４０Ａの表示モニタ４２に出力する。これにより、表示モニタ４２には照射中のビーム情報が表示される。

設定した照射線量に達すると、ビーム検出処理・制御装置６６は線量満了信号８９を中央制御装置５５のＯＲ回路９０に出力する。一方、治療制御室４０Ａ内にいる医師（又はオペレータ）によりコンソール４９の照射中止ボタン４７が操作されると、コンソール４９から照射中止信号９１が中央制御装置５５の上記ＯＲ回路９０に出力される。

ＯＲ回路９０は、上記コンソール４９からの照射中止信号９１及びビーム検出処理・制御装置６６からの線量満了信号８９のどちらかが入力されると、加速器制御装置１３に照射完了信号９２を出力して照射を中止する。具体的には、加速器制御装置１３によりシンクロトロン１２に設けられた開閉スイッチ（図示せず）が開放され、高周波印加装置（図示せず）への高周波の供給が停止されて、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射が停止される。

なお、照射中にビーム検出処理・制御装置６６にてビーム情報が許容値範囲を超えたと判定された場合には、ビーム検出処理・制御装置６６は異常信号９３を中央インターロック装置５７のＯＲ回路９４に出力する。これにより、中央インターロック装置５７が加速器制御装置１３に照射中止信号９５を出力し、加速器制御装置１３の制御によりシンクロトロン１２からのイオンビームの出射が停止される。

また、以上では、治療室が選択される手順については説明を省略したが、例えば治療室での位置決めが完了した状態において、各治療制御室４０Ａ，４０Ｂのコンソール４９からのビーム要求信号７４が最も早く入力された治療室を選択するような機能を中央制御装置５５に設けてもよい。

なお、上記においては煩雑防止のため説明を省略したが、本実施形態の治療システムにおいては、中央制御装置５５及びビーム検出処理・制御装置６６が、切替装置７０が正常に切替えられたかどうかを判定する機能を有しており、これら中央制御装置５５及びビーム検出処理・制御装置６６により正常に切替えが行われたと判定されなければ、上述したＡＮＤ回路８１からＡＮＤ回路８５に対し照射開始準備完了信号８４が出力されることはない。図４にこの判定機能のフローを示す。なお、この図４では各装置（中央制御装置５５、ビーム検出処理・制御装置６６、及び切替装置７０）が行う処理の手順が縦方向に示されている。

まず、中央制御装置５５（正確には前記ＡＮＤ回路７７）から前記の治療室選択完了信号７８がビーム検出処理・制御装置６６に出力される（ステップ１０１）。ビーム検出処理・制御装置６６は、入力された治療室選択完了信号７８に応じ、切替装置７０に前記のモニタ切替信号７９を出力する（ステップ１０２）。切替装置７０は入力されたモニタ切替信号７９に応じ、ビーム検出処理・制御装置６６のモニタ先を切替える（ステップ１０３）。

切替装置７０は切替が完了すると、前記のアンサーバック信号６９をビーム検出処理・制御装置６６に出力する。ビーム検出処理・制御装置６６は、指令値としての出力したモニタ切替信号７９と応答値としての入力されたアンサーバック信号６９とを比較し、切替えが正常に行われたかどうかを判定する（ステップ１０４）。両信号が示す治療室が一致する場合には、切替えが正常に行われたとみなす（ステップ１０５）。ビーム検出処理・制御装置６６は、このようにして切替正常を判定して初めて、先の図３で説明した切替完了信号８０を中央制御装置５５のＡＮＤ回路８１に出力する。反対に、両信号が示す治療室が一致していない場合には、切替えが正常に行われたかったとみなす（ステップ１０６）。

一方、切替装置７０からのアンサーバック信号６９は、ビーム検出処理・制御装置６６と共に中央制御装置５５の比較判定部９６（後述の図５参照）にも出力される。この比較判定部９６は、指令値としての出力した治療室選択完了信号７８と応答値としての入力されたアンサーバック信号６９とを比較し、切替えが正常に行われたかどうかを判定する（ステップ１０７）。両信号が示す治療室が一致する場合には、切替えが正常に行われたとみなし（ステップ１０８）、前記の切替正常信号６８をＡＮＤ回路８１に出力する。反対に、両信号が示す治療室が一致していない場合には、切替えが正常に行われたかったとみなす（ステップ１０９）。

以上により、切替装置６６及び中央制御装置５５の双方によって切替えが正常に行われたと判定された場合には、切替が正常に行われたという最終的な判定が行われる（ステップ１１１）。これにより、先の図３において説明したように、中央制御装置５５のＡＮＤ回路８１からＡＮＤ回路８５に前記の照射開始準備完了信号８４が出力され、照射開始の準備が進行される。一方、切替装置６６及び中央制御装置５５の少なくともどちらか一方によって切替え異常が判定された場合には、切替え装置６６が正常に切替えられなかったとして、再度ビーム検出処理・制御装置６６により切替え操作を行なうかどうかが選択される（ステップ１１２）。再切替操作を行わない場合には、ＡＮＤ回路８１からＡＮＤ回路８５に照射開始準備完了信号８４が出力されないこととなり、すなわち当該治療室での照射が不可となる（ステップ１１３）。

なお、以上述べた中央制御装置５５及びビーム検出処理・制御装置６６による切替装置７０の切替状態の監視は、ビーム照射中においても常時行われる。万一、照射中に上記切替え異常が判定された場合、中央制御装置５５は中央インターロック装置５７に異常信号を出力し、加速器制御装置１３を介してシンクロトロン１２からの出射を停止する。

以上の中央制御装置５５及びビーム検出処理・制御装置６６による切替判定機能について、さらに詳細に表した図が図５である。
この図５に示すように、切替装置７０が有する前記の切替回路７０ａ〜７０ｄは、通常は治療室７Ａも治療室７Ｂも共に選択されていない状態である０の位置にあり、１に切替えられた場合は治療室７Ａ（照射装置３Ａ）の検出器を、２に切替えられたときは治療室７Ｂ（照射装置３Ｂ）の検出器が選択されるような機構となっている。

中央制御装置５５は指令値Ｍ（前述の治療室選択完了信号７８に相当）をビーム検出処理・制御装置６６に出力する。この指令値Ｍはビーム検出処理・制御装置６６の制御・処理部６６ａ〜６６ｄのそれぞれに入力される。ここでは、Ｍが１の時は治療室７Ａを、Ｍが２のときは治療室７Ｂが選択されたことを示す。指令値Ｍが入力されたビーム検出処理・制御装置６６の各制御・処理部６６ａ〜６６ｄは、切替装置７０の各切替回路７０ａ〜７０ｄに対してそれぞれ指令値Ｍを与え、切替えを行う。

切替えられた治療室（この図５では治療室７Ａ）側の各検出器２５，２９，３０，３１から切替値Ｎが切替装置７０の各切替回路７０ａ〜７０ｄに入力され、各切替回路７０ａ〜７０ｄはこの切替値Ｎ（前述のアンサーバック信号６９に相当）をビーム検出処理・制御装置６６の各制御・処理部６６ａ〜６６ｄにそれぞれ出力すると共に、中央制御装置５５の比較判定部９６にも出力する。ビーム検出処理・制御装置６６の各制御・処理部６６ａ〜６６ｄでは、指令値Ｍと切替値Ｎとの比較判定がそれぞれ行われ、また中央制御装置５５の比較判定部９６においても各切替回路７０ａ〜７０ｄから入力された切替値Ｎと指令値Ｍとの比較判定がそれぞれ行われる。

ビーム検出処理・制御装置６６の各制御・処理部６６ａ〜６６ｄにおいて、ＭとＮが一致すると判定された場合には、一致信号がＡＮＤ回路１１５にそれぞれ出力される。ＡＮＤ回路１１５は、各制御・処理部６６ａ〜６６ｄからの一致信号が全て入力されＡＮＤ論理条件が成立すると、中央制御装置５５のＡＮＤ回路８１に前記の切替完了信号８０を出力する。一方、各制御・処理部６６ａ〜６６ｄのいずれかにおいてＭとＮが不一致であると判定された場合には、ＯＲ回路１１６は中央制御装置５５のＯＲ回路１１７に不一致信号１１８を出力する。

また、中央制御装置５５の比較判定部９６において、各切替回路７０ａ〜７０ｄから入力された切替値Ｎと指令値Ｍとが一致すると判定された場合には、一致信号がＡＮＤ回路１１９にそれぞれ出力される。ＡＮＤ回路１１９は、全ての一致信号が入力されＡＮＤ論理条件が成立すると、ＡＮＤ回路８１に前記の切替正常信号６８を出力する。一方、各切替回路７０ａ〜７０ｄから入力された切替値Ｎのいずれかが指定値Ｍと不一致であると判定された場合には、ＯＲ回路１２０はＯＲ回路１１７に不一致信号１２１を出力する。

ＡＮＤ回路８１は、ＡＮＤ回路１１９からの切替正常信号６８及びＡＮＤ回路１１５からの切替完了信号８０が共に入力され、且つ前記の他の論理条件が成立すると、切替えが正常に完了したとして、前述したようにＡＮＤ回路８５に照射開始準備完了信号８４を出力し、照射開始の準備が進められる。一方、ＯＲ回路１１７にＯＲ回路１１６からの不一致信号１１８又はＯＲ回路１２０からの不一致信号１２１が入力されると、切替異常とみなされ、治療室７Ａは照射不可となる。

なお、ビーム検出処理・制御装置６６の各制御・処理部６６ａ〜６６ｄ及び中央制御装置５５の比較判定部９６において切替値Ｎが０であると判定された場合には、切替中若しくは適切に切替えられていないと判断され、再度切替え操作が行なわれる。

本実施形態の粒子線治療システム１００によれば、制御システム１１０のシステム構成を簡素化することができる。このことを、比較例１を用いて説明する。
図６は比較例１としての粒子線治療システム２００の全体概略構成を表す図である。この治療システム２００が本実施形態の治療システム１００と異なる点は、その制御システム２１０が、各治療室７Ａ，７Ｂ（各照射装置３Ａ，３Ｂ）ごとにビーム検出処理・制御装置６６Ａ，６６Ｂ（図中斜線で示す）を有する点、及び切替装置７０を有しない点である。その他の構成は治療システム１００と同様である。

ここで、前述したように、この比較例１や本実施形態のように複数の治療室を有する治療システムでは、荷電粒子ビーム発生装置１から出射されたイオンビームは１箇所の治療室でのみ照射され、複数の治療室において同時に照射されることはない。このことから、比較例の治療システム２００において各治療室７Ａ，７Ｂごとに設けられたビーム検出処理・制御装置６６Ａ，６６Ｂについては、照射中のビーム状態を監視するものであるため、照射中の治療室以外では不要のものであり、必ずしも各治療室７Ａ，７Ｂに設ける必要はない。また、これらビーム検出処理・制御装置６６Ａ，６６Ｂは、他の治療室の照射中に行われる患者２０の位置決め、照射野形成機器の設定に関与しておらず、治療室７Ａ，７Ｂ間で共有することによって治療システムの運転効率の低下を招くこともない。したがって、この比較例の治療システム２００は、制御システムの構成において簡素化の余地があると言える。

これに対し、本実施形態の治療システム１００の制御システム１１０は、図７に示すように、ビーム検出処理・制御装置６６のモニタ対象となる照射装置を切替装置７０で切替え可能とし、その切替え先がビーム輸送系２によりイオンビームが輸送される治療室の照射装置となるように切替装置７０を制御することによって、ビーム検出処理・制御装置６６を治療室７Ａ，７Ｂ間で共有する構成とする。このような構成とすることにより、図６中斜線で示す２台のビーム検出処理・制御装置６６Ａ，６６Ｂを図７中斜線で示す１台のビーム検出処理・制御装置６６と簡易な切替装置７０に置き換えたこととなり、比較例１の制御システム２１０と比べて、システム構成を簡素化することができる。また、これらビーム検出処理・制御装置６６は、他の治療室の照射中に照射されていない治療室において行われる患者２０の位置決め、照射野形成機器の設定に関与しておらず、これら照射準備に必要なガントリーコントローラ５８Ａ，５８Ｂ、ベッドコントローラ６０Ａ，６０Ｂ、照射ノズルコントローラ６２Ａ，６２Ｂ、及び照射制御装置６４Ａ，６４Ｂについては各治療室ごとに設けた構成とするので、治療システムの運転効率の低下を招くこともない。

さらに本実施形態の粒子線治療システム１００によれば、システムの拡張性を向上することができる。すなわち、例えば新たに治療室を増設する場合、図６で説明した比較例の治療システム２００の場合には新たにビーム検出処理・制御装置を設けるしかないが、本実施形態の治療システム１００の場合、新たに設けた照射装置を切替装置７０に接続し、その切替装置７０に切替機能を追加するのみで対応可能である。したがって、治療室の増設を容易に行うことができるため、システムの拡張性を向上することができる。

なお、以上では、２室の治療室を有する治療システムを例に説明したが、３室以上の治療室を有する治療システムについても本発明が適用可能であることは言うまでもない。上述した本実施形態のシステム構成の簡素化及び拡張性の向上効果は、治療室数が多いほど顕著となる。

（実施形態２）
本発明の他の実施形態である実施形態２の粒子線治療システムを以下に説明する。本実施形態は、実施形態１では散乱体方式の治療室を複数有する治療システム１００に本発明を適用したのに対し、スキャニング方式の治療室を複数有する治療システムに本発明を適用したものである。

本実施形態の粒子線治療システム３００は、細いビームを走査して患者２０の患部へ照射するスキャニング方式の照射装置４Ａ，４Ｂがそれぞれ設置された治療室８Ａ，８Ｂを備えている。図９にこれら照射装置４Ａ，４Ｂの概略機器構成を示す。

この図９に示すように、スキャニング方式の照射装置４Ａ，４Ｂには、ビーム進行方向上流側から、ビーム輸送系２から照射装置４Ａ，４Ｂに入射する入射するイオンビームの重心や幅を計測するためのプロファイルモニタ（検出器）３３、イオンビームを標的に照射する位置に偏向する走査電磁石３４，３５、照射ビームのビーム幅を決める散乱体３６、走査電磁石３４，３５によって偏向されたビームの重心と幅を計測するためのスポット位置モニタ（検出器）３７、及び照射線量を検出する線量モニタ（検出器）３８が搭載されている。

本実施形態の治療システム３００の制御システム３１０は、治療室８Ａ，８Ｂに対して設けられたビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置、走査量制御装置）６７を有する。このビーム検出処理・制御装置６６，６７の機能について説明する。

図９に示すように、スキャニング方式の照射装置４Ａ，４Ｂに設置される機器のうち、照射野を形成する機器である散乱体３６については、前記の照射ノズルコントローラ６３Ａ，６３Ｂによって制御される。この散乱体３６は、標的に合わせて取り付けられるため、照射ノズルコントローラ６３Ａ，６３Ｂにより間違った機器が装着されないように監視される。

一方、上記機器のうち、照射中のイオンビームのビーム情報を検出する検出器であるプロファイルモニタ３３、スポット位置モニタ３７、及び線量モニタ３８で得られるビーム情報は、ビーム検出処理・制御装置６７に取り込まれる。このビーム検出処理・制御装置６７は、上記検出器によって得られるビーム情報が許容範囲内にあるかどうかを判定する機能と共に、走査電磁石３４，３５を制御する機能を有している。具体的には、プロファイルモニタ３３の情報を取り込み、イオンビームの重心や幅を演算し許容値を超えた場合に重心異常、幅異常を検出する制御・処理部６７ａと、走査電磁石３４，３５の電流値設定と実測の電流値とを比較し制御する制御・処理部６７ｂと、スポット位置モニタ３７の情報から走査されたビームの重心と幅を演算し許容値を超えた場合にビーム異常を検出する制御・処理部６７ｃと、線量モニタ３８の情報から照射線量を監視し、設定した値になった場合に線量満了を検出する制御・処理部６７ｄとを有している。このビーム検出処理・制御装置６７によってビーム異常が検出された場合、又は線量満了が検出された場合には、前述したビーム検出処理・制御装置６６と同様に、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射が停止される。

図８に戻り、制御システム３１０は、２つの照射装置４Ａ，４Ｂに対して１つのビーム検出処理・制御装置６７を有しており、ビーム検出処理・制御装置６７のモニタ対象となる照射装置は切替装置７１により切替可能となっている。言い換えれば、照射装置４Ａ，４Ｂ間（治療室８Ａ，８Ｂ間）で、ビーム検出処理・制御装置６７を共有している。

切替装置７１は、照射装置４Ａ，４Ｂのプロファイルモニタ３３，３３の切替えを行う切替回路７１ａ、照射装置４Ａ，４Ｂの走査電磁石３４，３４の切替えを行う切替回路７１ｂ、照射装置４Ａ，４Ｂの走査電磁石３５，３５の切替えを行う切替回路７１ｃ、照射装置４Ａ，４Ｂのスポット位置モニタ３７，３７の切替えを行う切替回路７１ｄ、及び照射装置４Ａ，４Ｂの線量モニタ３８，３８の切替えを行う切替回路７１ｅを有している。なお、これら切替回路７１ａ〜７１ｅの切替先が個々にばらばらになることはなく、切替えの際には全て同じ側に切り替えられる。
本実施形態の治療システム３００のその他の構成は前述の治療システム１００と同様である。

本治療システム３００によれば、前述した実施形態１と同様に、運転効率を維持しつつシステム構成を簡素化することができ、且つシステムの拡張性を向上することができる。なお、一般にスキャニング方式の場合の方が散乱体方式に比べて検出機器からの入力信号が多く、ビーム検出処理・制御装置の構成が複雑となることから、本実施形態のようにスキャニング方式の治療システムに本発明を適用した場合の方が、前述の実施形態１のように散乱体方式の治療システムに適用した場合に比べ、より大きな効果を得ることができる。

（実施形態３）
本発明のさらに他の実施形態である粒子線治療システムを以下に説明する。本実施形態は、前述した実施形態１及び実施形態２では同一の照射方式の治療室を複数有する治療システムに本発明を適用したのに対し、異なる照射方式の治療室を有する治療システムに本発明を適用したものである。

本実施形態の粒子線治療システム４００は、実施形態１で説明した治療システム１００及び実施形態２で説明した治療システム３００の構成を両方有するシステムである。すなわち、粒子線治療システム４００は、散乱体方式の照射装置３Ａ，３Ｂを有する治療室７Ａ，７Ｂ、及びスキャニング方式の照射装置４Ａ，４Ｂを有する治療室８Ａ，８Ｂの４室を有している。照射装置３Ａ，３Ｂ及び照射装置４Ａ，４Ｂの機器構成は、先の実施形態１及び実施形態２と同様である。

荷電粒子ビーム発生装置１のシンクロトロン１２から出射されたイオンビームは、ビーム輸送系２により治療室７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂのうちの選択された１つの治療室に輸送される。ビーム輸送系２は切替電磁石（偏向電磁石）１４〜１７を備えており、ビーム輸送系２に導入されたイオンビームは電磁石電源装置１８による切替電磁石１４〜１７の励磁・非励磁の切替えによって、治療室７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂのいずれかに選択的に輸送される。電磁石電源装置１８は電源制御装置１９によって制御される。

各治療室７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂには、治療に必要な操作等を行うための治療制御室４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂがそれぞれ近接して設けられる。これら治療制御室４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ内には、表示モニタ４２、操作・監視パネル４４、及びコンソール４９がそれぞれ設けられる。

粒子線治療システム４００の制御システム４１０は、中央制御装置５５、治療計画装置５６、中央インターロック装置５７、加速器制御装置１３、及び電源制御装置１９を有する。また、制御システム４１０は、各治療室７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂごとに、ガントリーコントローラ５８Ａ，５８Ｂ，５９Ａ，５９Ｂ、ベッドコントローラ６０Ａ，６０Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ、照射ノズルコントローラ６２Ａ，６２Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ、及びこれら３つのコントローラを統括して制御する照射制御装置６４Ａ，６４Ｂ，６５Ａ，６５Ｂを有する。さらに、制御システム４１０は、治療室７Ａ，７Ｂに対して設けられたビーム検出処理・制御装置６６、治療室８Ａ，８Ｂに対して設けられたビーム検出処理・制御装置６７を有する。これらビーム検出処理・制御装置６６，６７の構成及び機能は、先の実施形態１及び実施形態２と同様である。すなわち、これらビーム検出処理・制御装置６６，６７によって各照射装置３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂにおけるビーム情報が監視され、ビーム異常が検出された場合、又は線量満了が検出された場合には、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射が停止され、患者２０への過照射や誤照射を防ぐ。

ビーム検出処理・制御装置６６，６７のモニタ対象となる照射装置は、切替装置７０，７１によりそれぞれ切替えられる。これら切替装置７０，７１の構成及び機能は、先の実施形態１及び実施形態２と同様である。これら切替装置７０，７１の切替えは、ビーム検出処理・制御装置６６，６７によって、切替先が選択された治療室（ビーム輸送系２によりビームが輸送される治療室）となるようにそれぞれ行われる（正確には、切替装置７０の切替回路７０ａ〜７０ｄの切替えがビーム検出処理・制御装置６６の制御・処理部６６ａ〜６６ｄによってそれぞれ行われ、切替装置７１の切替回路７１ａ〜７１ｅの切替えがビーム検出処理・制御装置６７の制御・処理部６７ａ〜６７ｄによってそれぞれ行われる）。この切替えが正常に行われたかどうかは、切替装置７０については中央制御装置５５（比較判定部９６）及びビーム検出処理・制御装置６６によって、切替装置７１については中央制御装置５５（比較判定部９６）及びビーム検出処理・制御装置６７によって判定される。正常に切替えが行われなかった場合には、当該治療室の照射は中止される。
本実施形態の治療システム４００のその他の構成は前述の治療システム１００及び治療システム３００と同様である。

本実施形態の粒子線治療システム４００によれば、制御システム４１０のシステム構成を簡素化することができる。このことを、比較例２を用いて説明する。
図１１は比較例２としての粒子線治療システム５００の全体概略構成を表す図である。この治療システム５００が本実施形態の治療システム４００と異なる点は、その制御システム５１０が、各治療室７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ（各照射装置３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ）ごとにビーム検出処理・制御装置６６Ａ，６６Ｂ，６７Ａ，６７Ｂ（図中斜線で示す）を有する点、及び切替装置７０，７１を有しない点である。その他の構成は治療システム４００と同様である。

これに対し、本実施形態の治療システム４００の制御システム４１０は、図１２に示すように、ビーム検出処理・制御装置６６のモニタ対象となる照射装置を切替装置７０で切替え可能とし、ビーム検出処理・制御装置６７のモニタ対象となる照射装置を切替装置７１で切替え可能とし、その切替え先がビーム輸送系２によりイオンビームが輸送される治療室の照射装置となるように切替装置７０，７１を制御することによって、ビーム検出処理・制御装置６６を治療室７Ａ，７Ｂ間で、ビーム検出処理・制御装置６７を治療室８Ａ，８Ｂ間で共有する構成とする。このような構成とすることにより、図１１中斜線で示す４台のビーム検出処理・制御装置６６Ａ，６６Ｂ，６７Ａ，６７Ｂを図１２中斜線で示す２台のビーム検出処理・制御装置６６，６７と簡易な切替装置７０，７１に置き換えたこととなり、比較例２の制御システム５１０と比べて、システム構成を簡素化することができる。また、照射前の準備に必要なガントリーコントローラ５８Ａ，５８Ｂ，５９Ａ，５９Ｂ、ベッドコントローラ６０Ａ，６０Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ、照射ノズルコントローラ６２Ａ，６２Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ、及び照射制御装置６４Ａ，６４Ｂ，６５Ａ，６５Ｂについては各治療室ごとに設けるので、治療システムの運転効率の低下を招くこともない。

さらに本実施形態の粒子線治療システム４００によれば、システムの柔軟性及び拡張性を向上することができる。この点について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態の治療システム４００において、治療室７Ｂの照射方式を散乱体方式からスキャニング方式に変更した場合（すなわち散乱体方式の照射装置３Ｂをスキャニング方式の照射装置４Ｃに置き換えた場合）の治療システム４００’の全体概略構成を表す図である。

この図１３において、治療システム４００’は、散乱体方式の照射装置３Ａを有する治療室７Ａと、スキャニング方式の照射装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃをそれぞれ有する治療室８Ａ，８Ｂ，８Ｃを有する。治療室８Ｃは照射方式を散乱体方式からスキャニング方式に変更した照射装置４Ｃを有する治療室であり、照射装置４Ｃの検出器３３，３７，３８及び走査電磁石３４，３５は、切替機能を追加した切替装置７１’（図中斜線で示す）に接続される。一方、照射装置３Ａ側は切替える必要がなくなったため、照射装置３Ａの検出器２５，２９，３０，３１は切替装置７０を介さずに直接ビーム検出処理・制御装置６６に接続される。

このように、治療室７Ｂの照射方式を散乱体方式からスキャニング方式に変更するような場合、例えば図１１に示す比較例２の治療システム５００の場合には散乱体方式に対応するビーム検出処理・制御装置６６Ｂを丸ごとスキャニング方式に対応するビーム検出処理・制御装置に交換するしかない。これに対し、本実施形態の治療システムによれば、図１３に示すように、照射方式を新たにした照射装置４Ｃを切替機能を追加した切替装置７１’に接続し直すのみにより、容易に対応することが可能となる。しかも、散乱体方式側の切替装置７０については不要となるメリットもある。したがって、治療室の照射方式の変更を比較的容易に行うことができるため、システムの柔軟性を向上することができる。

また同様に、新たに治療室を増設する場合には、その治療室の照射装置が散乱体方式である場合には切替装置７０に接続し、スキャニング方式である場合には切替装置７１に接続し、それぞれの切替装置に切替機能を追加するのみで対応可能である。したがって、治療室の増設を容易に行うことができるため、システムの拡張性を向上することができる。

上記システムの柔軟性及び拡張性の向上効果は、一般にスキャニング方式の場合の方が散乱体方式に比べて検出機器からの入力信号が多くビーム検出処理・制御装置の構成が複雑となることから、特に照射方式を散乱体方式からスキャニング方式に変更する場合や、スキャニング方式の治療室を増設する場合に顕著となる。

（実施形態４）
本発明のさらに他の実施形態である粒子線治療システムを以下に説明する。本実施形態は、実施形態３では同じ照射方式の治療室間でビーム検出処理・制御装置を共有したのに対し、異なる照射方式の治療室間においてもビーム検出処理・制御装置を共有する構成としたものである。

図１４は本実施形態の治療システム６００の全体構成を表す図である。この図１４に示すように、散乱体方式側で共有されるビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置）１３５は、散乱体方式の照射装置３Ａ，３Ｂの検出機器のうち、エネルギーモニタ２９及び平坦度モニタ３０をそれぞれ監視する制御・処理部１３５ａ，１３５ｂを有しており、スキャニング方式側で共有されるビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置、走査量制御装置）１３６は、スキャニング方式の照射装置４Ａ，４Ｂの走査電磁石３４，３５及び検出機器のうちのスポット位置モニタ３７をそれぞれ監視する制御・処理部１３６ａ，１３６ｂを有している。また、散乱体方式及びスキャニング方式の間で共有されるビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置）１３７は、散乱体方式及びスキャニング方式の照射装置３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂの検出機器のうち、プロファイルモニタ２５，３３及び線量モニタ３１，３８をそれぞれ監視する制御・処理部１３７ａ，１３７ｂを有している。

切替装置７０，７１の構成及び機能は先の実施形態１〜実施形態３と同様であるが、切替回路７０ａ，７０ｄ，７１ａ，７１ｅの切替元側はビーム検出処理・制御装置でなく切替装置１４０に接続されている。この切替装置１４０は、ビーム検出処理・制御装置１３７がビーム情報を得るためのモニタ対象を散乱体方式側（照射装置３Ａ，３Ｂ側）とするかスキャニング方式側（照射装置４Ａ，４Ｂ側）とするかの切替えを行う装置であり、プロファイルモニタ２５，３３の切替えを行う切替回路１４０ａ及び線量モニタ３１，３８の切替えを行う切替回路１４０ｂを有している。すなわち、プロファイルモニタ２５，３３及び線量モニタ３１，３８の切替えは、切替装置１４０と切替装置７０又は切替装置７１の２段階の切替によって行われる。
その他の構成については、前述の実施形態３と同様であるので説明を省略する。

本実施形態の治療システムによれば、異なる照射方式の照射装置間、すなわち散乱体方式の照射装置３Ａ，３Ｂとスキャニング方式の照射装置４Ａ，４Ｂとの間でプロファイルモニタと線量モニタについては検出機器が共通することに着目し、実施形態３と同様に同じ照射方式においてビーム検出処理・制御装置１３５，１３６を共有する構成に加え、さらに異なる照射方式においてもビーム検出処理・制御装置１３７を共有する構成とするので、実施形態３よりもさらにシステム構成を簡素化することができる。

なお、以上述べた各実施形態においては、各治療制御室ごとにビーム情報を監視するためのモニタや操作・監視パネルを設けた構成としたが、ビーム検出処理・制御装置を共有する治療室間においては、モニタや操作・監視パネルについても共有する構成としてもよい。図１５は、図１４に示す構成である治療システム６００において操作・監視パネルを一部共有する構成としたものである。この図１５において、１４１は散乱体方式側の操作・監視パネル、１４２はスキャニング方式側の操作・監視パネル、１４３は散乱体方式及びスキャニング方式の共有部分の操作・監視パネルである。ただし、各治療室間で共有できない部分、例えば運転状況の表示等については、各治療制御室４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂに操作・監視パネル４４を設ける必要がある。また、照射開始ボタン４６、照射中止ボタン４７、及びビーム要求ボタン４８を備えるコンソール４９についても、治療システムの運転効率を低下させないために各治療制御室ごとに設ける必要がある。

本発明の実施形態１の粒子線治療システムの全体構成図である。 図１に示す散乱体方式の照射装置の概略機器構成を表す図である。 本発明の実施形態１の粒子線治療システムの運転中における制御システムの制御信号の流れを表す図である 中央制御装置及びビーム検出処理・制御装置による切替装置が正常に切替えられたかどうかを判定する機能のフロー図である。 中央制御装置及びビーム検出処理・制御装置による切替装置が正常に切替えられたかどうかを判定する機能を表す図である。 制御システムが各治療室ごとにビーム検出処理・制御装置を有する比較例１の粒子線治療システムの全体概略構成を表す図である。 本発明の実施形態１の粒子線治療システムの全体概略構成を表す図である。 本発明の実施形態２の粒子線治療システムの全体構成図である。 図８に示すスキャニング方式の照射装置の概略機器構成を表す図である。 本発明の実施形態３の粒子線治療システムの全体構成図である。 制御システムが各治療室ごとにビーム検出処理・制御装置を有する比較例２の粒子線治療システムの全体概略構成を表す図である。 本発明の実施形態３の粒子線治療システムの全体概略構成を表す図である。 図１２に示す粒子線治療システムにおいて、散乱体方式の治療室をスキャニング方式に変更した場合を示す図である。 本発明の実施形態４の粒子線治療システムの全体概略構成を表す図である。 図１４に示す粒子線治療システムにおいて、操作・監視パネルを一部共有した場合を示す図である。

符号の説明

１ 荷電粒子ビーム発生装置
２ ビーム輸送系
３Ａ，３Ｂ 照射装置
４Ａ，４Ｂ 照射装置
７Ａ，７Ｂ 治療室
８Ａ，８Ｂ 治療室
１９ 電源制御装置（ビーム輸送系制御装置）
２５，３３ プロファイルモニタ（検出器）
２９ エネルギーモニタ（検出器）
３０ 平坦度モニタ（検出器）
３１，３８ 線量モニタ（検出器）
３４，３５ 走査電磁石
３７ スポット位置モニタ（検出器）
４２ 表示モニタ（表示装置）
４４ 操作・監視パネル（表示装置）
５５ 中央制御装置（判定装置）
５７ 中央インターロック装置（第２制御装置、第３制御装置）
６６ ビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置）
６７ ビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置、走査量制御装置）
７０，７１ 切替装置
１００ 粒子線治療システム
１１０ 制御システム
１３５ ビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置）
１３６ ビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置、走査量制御装置）
１３７ ビーム検出処理・制御装置（監視装置、第１制御装置、判定装置）
１４０ 切替装置
３００ 粒子線治療システム
３１０ 制御システム
４００ 粒子線治療システム
４１０ 制御システム
６００ 粒子線治療システム
６１０ 制御システム

Claims (19)

1. 荷電粒子ビームを患部に照射して治療する粒子線治療システムにおいて、
   前記荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生装置と、
   前記荷電粒子ビームを照射する照射装置が配置された複数の治療室と、
   前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを、前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室の前記照射装置に輸送するビーム輸送系と、
   前記複数の照射装置のうちの１つの照射装置における前記荷電粒子ビームのビーム状態を監視する監視装置と、
   前記監視装置の監視対象となる前記照射装置の切替えを行う切替装置と、
   前記切替装置の切替え先が、前記ビーム輸送系により前記荷電粒子ビームが輸送される前記選択された１つの治療室の照射装置となるように、前記切替装置を制御する第１制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線治療システム。
2. 荷電粒子ビームを患部に照射して治療する粒子線治療システムにおいて、
   前記荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生装置と、
   前記荷電粒子ビームを照射する照射装置が配置された複数の治療室と、
   前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを、前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室の前記照射装置に輸送するビーム輸送系と、
   前記複数の照射装置のうちの１つの照射装置における前記荷電粒子ビームのビーム状態を監視する監視装置と、
   前記複数の照射装置のうちの１つの照射装置における前記荷電粒子ビームのビーム状態を表示する表示装置と、
   前記監視装置の監視対象及び前記表示装置の表示対象となる前記照射装置の切替えを行う切替装置と、
   前記切替装置の切替え先が、前記ビーム輸送系により前記荷電粒子ビームが輸送される前記選択された１つの治療室の照射装置となるように、前記切替装置を制御する第１制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線治療システム。
3. 前記照射装置は前記荷電粒子ビームのビーム情報を検出する検出器を備えており、前記検出器で検出した前記荷電粒子ビームのビーム情報が設定された許容範囲内であるかを判定する前記監視装置を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の粒子線治療システム。
4. 前記監視装置により、前記荷電粒子ビームのビーム情報が設定された許容範囲を超えたと判定された場合に、前記荷電粒子ビームの出射を停止するように前記荷電粒子ビーム発生装置を制御する第２制御装置を備えたことを特徴とする請求項３記載の粒子線治療システム。
5. 前記切替装置が前記選択された１つの治療室の照射装置に切替えられたかどうかを判定する判定装置を備えたことを特徴とする請求項４記載の粒子線治療システム。
6. 前記判定装置により、前記切替装置が前記選択された１つの治療室の照射装置に切替えられていないと判定された場合に、前記荷電粒子ビームの出射を停止するように前記荷電粒子ビーム発生装置を制御する第３制御装置を備えたことを特徴とする請求項５記載の粒子線治療システム。
7. 前記複数の照射装置は、同一の照射方式の照射装置で構成されていることを特徴とする請求項６記載の粒子線治療システム。
8. 前記複数の照射装置は、散乱体方式の照射装置により構成されていることを特徴とする請求項７記載の粒子線治療システム。
9. 前記照射装置は、前記荷電粒子ビームの重心や幅を計測するためのプロファイルモニタ、前記荷電粒子ビームのエネルギーを計測するためのエネルギーモニタ、前記荷電粒子ビームのビーム進行方向に垂直な方向における一様性を計測するための平坦度モニタ、及び照射線量を計測するための線量モニタを備えており、前記プロファイルモニタ、エネルギーモニタ、及び平坦度モニタで検出された前記荷電粒子ビームのビーム情報が設定された許容範囲内であるか、及び前記線量モニタで検出された前記荷電粒子ビームの照射線量が設定された値となったかを判定する前記監視装置を備えたことを特徴とする請求項８記載の粒子線治療システム。
10. 前記複数の照射装置は、スキャニング方式の照射装置により構成されていることを特徴とする請求項７記載の粒子線治療システム。
11. 前記照射装置は、前記荷電粒子ビームの重心や幅を計測するためのプロファイルモニタ、前記走査電磁石により偏向された前記荷電粒子ビームの重心と幅を計測するためのスポット位置モニタ、及び照射線量を計測するための線量モニタを備えており、前記プロファイルモニタ及びスポット位置モニタで検出された前記荷電粒子ビームのビーム情報が設定された許容範囲内であるか、及び前記線量モニタで検出された前記荷電粒子ビームの照射線量が設定された値となったかを判定する前記監視装置を備えたことを特徴とする請求項１０記載の粒子線治療システム。
12. 前記複数の照射装置は、少なくとも２種類の異なる照射方式の照射装置を含むことを特徴とする請求項６記載の粒子線治療システム。
13. 前記複数の照射装置は、散乱体方式とスキャニング方式の照射装置により構成されていることを特徴とする請求項１２記載の粒子線治療システム。
14. 前記照射装置は、前記荷電粒子ビームの重心や幅を計測するためのプロファイルモニタ及び照射線量を計測するための線量モニタを備えており、前記プロファイルモニタで検出された前記荷電粒子ビームのビーム情報が設定された許容範囲内であるか、及び前記線量モニタで検出された前記荷電粒子ビームの照射線量が設定された値となったかを判定する前記監視装置を備えたことを特徴とする請求項１３記載の粒子線治療システム。
15. 荷電粒子ビームを患部に照射して治療する粒子線治療システムにおいて、
    前記荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生装置と、
    前記荷電粒子ビームをスキャニング方式で照射する照射装置が配置された複数の治療室と、
    前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを、前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室の前記照射装置に輸送するビーム輸送系と、
    前記複数の照射装置のうちの１つの照射装置における前記荷電粒子ビームの走査量を制御する走査量制御装置と、
    前記走査量制御装置の制御対象となる前記照射装置を切替える切替装置と、
    前記切替装置の切替え先が、前記ビーム輸送系により前記荷電粒子ビームが輸送される前記選択された１つの治療室の照射装置となるように、前記切替装置を制御する第１制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線治療システム。
16. 前記荷電粒子ビームを走査する走査電磁石の電流値を制御する前記走査量制御装置を備えたことを特徴とする請求項１５記載の粒子線治療システム。
17. 荷電粒子ビームを照射する照射装置が配置された複数の治療室を有する粒子線治療システムの制御システムにおいて、
    前記荷電粒子ビームを前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室の前記照射装置に輸送するようにビーム輸送系を制御するビーム輸送系制御装置と、
    前記複数の照射装置のうちの１つの照射装置における前記荷電粒子ビームのビーム状態を監視する監視装置と、
    前記監視装置の監視対象となる前記照射装置の切替えを行う切替装置と、
    前記切替装置の切替え先が、前記ビーム輸送系により前記荷電粒子ビームが輸送される前記選択された１つの治療室の照射装置となるように、前記切替装置を制御する第１制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線治療システムの制御システム。
18. 前記照射装置は前記荷電粒子ビームのビーム情報を検出する検出器を備えており、前記検出器で検出した前記荷電粒子ビームのビーム情報が設定された許容範囲内であるかを判定する前記監視装置を備えたことを特徴とする請求項１７記載の粒子線治療システムの制御システム。
19. 荷電粒子ビームをスキャニング方式で照射する照射装置が配置された複数の治療室を有する粒子線治療システムの制御システムにおいて、
    前記荷電粒子ビームを前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室の前記照射装置に輸送するようにビーム輸送系を制御するビーム輸送系制御装置と、
    前記複数の照射装置のうちの１つの照射装置における前記荷電粒子ビームの走査量を制御する走査量制御装置と、
    前記走査量制御装置の制御対象となる前記照射装置を切替える切替装置と、
    前記切替装置の切替え先が、前記ビーム輸送系により前記荷電粒子ビームが輸送される前記選択された１つの治療室の照射装置となるように、前記切替装置を制御する第１制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線治療システムの制御システム。
    

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