JP2008173185A - Radiation treatment system - Google Patents

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JP2008173185A JP2007007343A JP2007007343A JP2008173185A JP 2008173185 A JP2008173185 A JP 2008173185A JP 2007007343 A JP2007007343 A JP 2007007343A JP 2007007343 A JP2007007343 A JP 2007007343A JP 2008173185 A JP2008173185 A JP 2008173185A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation treatment system for controlling the dose of radiation for treatment with higher precision. <P>SOLUTION: The radiation treatment system includes a waveguide tube 8 for forming a waveguide to transmit a high frequency from a high frequency source 5 to an acceleration tube 64, and a cooler for cooling the waveguide 8. The acceleration tube 64 accelerates charged particles 57 for generating the radiation 23 for the treatment by using the high frequency. The waveguide 8 sometimes generates heat, is deformed and varies transmission efficiency when transmitting the high frequency. The radiation treatment system reduces the deformation and reduces the variation of the transmission efficiency by cooling the waveguide 8. The radiation treatment system can reduce the variation of the energy (energy distribution) of the radiation 23 for the treatment, and control the dose of the radiation 23 for the treatment with higher precision. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、放射線治療システムに関し、特に、患部に放射線を照射することにより患者を治療するときに利用される放射線治療システムに関する。   The present invention relates to a radiotherapy system, and more particularly to a radiotherapy system used when treating a patient by irradiating an affected area with radiation.

患部(腫瘍)に治療用放射線を照射することにより患者を治療する放射線治療が知られている。その治療用放射線としては、制動放射により生成される放射線が例示される。その放射線治療は、治療効果が高いことが望まれ、その放射線は、患部の細胞に照射される線量に比較して、正常な細胞に照射される線量がより小さいことが望まれている。その患部の位置を追尾し、その位置に治療用放射線を照射する放射線治療装置が知られている。治療用放射線の線量をより高精度に制御することが望まれている。   Radiotherapy is known in which a patient is treated by irradiating the affected part (tumor) with therapeutic radiation. The therapeutic radiation is exemplified by radiation generated by bremsstrahlung. The radiotherapy is desired to have a high therapeutic effect, and it is desired that the radiation dose to normal cells be smaller than the dose to the affected cells. There is known a radiotherapy apparatus that tracks the position of the affected area and irradiates the position with therapeutic radiation. It is desired to control the dose of therapeutic radiation with higher accuracy.

特開2005−033463号公報には、機械的精度が要求されるチョーク構造を不要とし、それにより、円形導波管内での電磁波の減衰を抑制するとともに、円形導波管からの放電の虞も低減できるようにした導波管ロータリージョイントが開示されている。その導波管ロータリージョイントは、回転結合部を有し両端部が軸心線周りに相対回転可能な円形導波管の各端部に方形導波管が接合された導波管ロータリージョイントにおいて、入力側方形導波管内をTE10モードで伝送される電磁波を上記入力側方形導波管と上記円形導波管との接合部でTE01モードに変換して上記円形導波管内を伝送し、上記円形導波管と出力側方形導波管との接合部で上記電磁波を再びTE01モードからTE10モードに変換して上記出力側方形導波管に出力することを特徴としている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2005-033463 eliminates the need for a choke structure that requires mechanical accuracy, thereby suppressing the attenuation of electromagnetic waves in the circular waveguide and also causing a risk of discharge from the circular waveguide. A waveguide rotary joint that can be reduced is disclosed. The waveguide rotary joint is a waveguide rotary joint in which a rectangular waveguide is joined to each end of a circular waveguide having a rotational coupling portion and both ends relatively rotatable about an axis. The electromagnetic wave transmitted in the TE10 mode in the input side rectangular waveguide is converted into the TE01 mode at the junction between the input side rectangular waveguide and the circular waveguide, and transmitted in the circular waveguide. The electromagnetic wave is again converted from the TE01 mode to the TE10 mode at the junction between the waveguide and the output side rectangular waveguide, and output to the output side rectangular waveguide.

特許3746744号公報には、優れた治療性能を有する放射線治療装置が開示されている。その放射線治療装置は、電子銃、線形加速器及びターゲットからなる治療用放射線発生部と同治療用放射線発生部を首振りさせるジンバル機構を有する照射ヘッドと、この照射ヘッドを予め定めた球面座標上で支持し且つ移動させる支持移動機構と、前記照射ヘッドに供給すべきマイクロ波を発生する、静止位置に配置されるマイクロ波発振器と、一端部が前記マイクロ波発振器に電磁気的に接続され、他端部が前記線形加速器に電磁気的に接続される導波管部とを具備する放射線治療装置において、前記ジンバル機構に搭載される前記導波管部の導波管と、前記マイクロ波発振器からの前記導波管部の導波管とを、フレキシブル導波管により連結したことを特徴としている。   Japanese Patent No. 3746744 discloses a radiotherapy apparatus having excellent therapeutic performance. The radiotherapy apparatus includes an irradiation head having a therapeutic radiation generation unit including an electron gun, a linear accelerator, and a target, and a gimbal mechanism for swinging the therapeutic radiation generation unit, and the irradiation head on a predetermined spherical coordinate. A supporting and moving mechanism for supporting and moving; a microwave oscillator disposed at a stationary position for generating a microwave to be supplied to the irradiation head; and one end portion electromagnetically connected to the microwave oscillator and the other end A radiotherapy apparatus comprising: a waveguide unit electromagnetically connected to the linear accelerator; and the waveguide of the waveguide unit mounted on the gimbal mechanism, and the microwave oscillator It is characterized in that the waveguide of the waveguide section is connected by a flexible waveguide.

特開昭62−206798号公報には、加速器本体に超小型、軽量の加速管を搭載し、マイクロ波源とを自在導波管で接合する等ことにより、小型で安価な精度の高い線形加速装置が開示されている。その線形加速器は、線形加速器本体とそのマイクロ波源とを伸縮折曲げ自在な導波管で回転及び上下自由に接合したことを特徴としている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-206798 discloses a small and inexpensive linear accelerator with a small size and a light weight that are mounted on the accelerator body and joined to a microwave source with a flexible waveguide. Is disclosed. The linear accelerator is characterized in that the linear accelerator body and its microwave source are joined freely and vertically up and down by a waveguide that can be expanded and contracted.

特公昭51−7389号公報には、接続器全体の構成を小型化し、軸心合せを容易ならしめると共に更に回転角度範囲の増大を可能ならしめる回転型導波管接続器が開示されている。その回転型導波管接続器は、固定側円板とこれに重なる回転側円板との互に対向する面に回転軸心と同心に互に対向する複数個の環状凹溝を設けて複数個の環状導波管路を形成し、両円板の各環状凹溝の一部に電磁波の出入する導波管接続口を設けると共に各環状凹溝の前記導波管接続口に隣接する壁面に当該導波管路を遮断する仕切りを突設して該管路内の電磁波進行方向を規制することを特徴としている。   Japanese Examined Patent Publication No. 51-7389 discloses a rotary waveguide connector that reduces the overall configuration of the connector, makes it easy to align the axis and further increases the rotation angle range. The rotary waveguide connector includes a plurality of annular concave grooves concentrically opposed to the rotation axis on the surfaces of the fixed-side disk and the rotating-side disk overlapping with the fixed-side disk. Forming a plurality of annular waveguide paths, providing a waveguide connection port through which electromagnetic waves enter and exit from a part of each annular groove of both disks, and a wall surface adjacent to the waveguide connection port of each annular groove A partition for blocking the waveguide is provided to restrict the traveling direction of the electromagnetic wave in the pipeline.

実開昭52−18073号公報には、コバルト60などのラジオアイソトープの線源容器を患者のまわりに回転させながら治療を行う回転形放射線治療装置が開示されている。その回転形放射線治療装置は、線源容器を患者のまわりに回転させる機構とこの回転中心軸と平行な軸上において前記容器を前後左右に回転させる機構ならびに照射野の回転機構を有する放射線治療装置において、前記容器の各運動に対する回転体とそれに対する静止体のいずれか一方に回転体が特定の定常位置にあるかどうかを感知するカムを、他方にこれにより作動される2個のスイッチを設け、このスイッチを前記各機構駆動用電動機Mの制御回路に付加すると共にこれら各制御回路は前記両スイッチの作動状態に応じて前記各回転体の復帰時の回転方向を規制すると共に各回転体がそれぞれの定常位置まで復帰回転したとき自動的にこの位置で停止するように構成してなる。   Japanese Utility Model Laid-Open No. 52-18073 discloses a rotary radiation therapy apparatus that performs treatment while rotating a radioisotope source container such as cobalt 60 around a patient. The rotary radiation therapy apparatus includes a mechanism for rotating a source container around a patient, a mechanism for rotating the container forward and backward, left and right on an axis parallel to the rotation center axis, and a radiation therapy apparatus having a rotation mechanism for an irradiation field. In the above, a cam for detecting whether or not the rotating body is in a specific steady position is provided in one of the rotating body and the stationary body with respect to each movement of the container, and two switches operated thereby are provided. In addition, this switch is added to the control circuit of each mechanism drive motor M, and each control circuit regulates the rotational direction when the rotating bodies are returned according to the operating state of the switches, and each rotating body is It is configured to automatically stop at this position when returning to its normal position.

特開2005−033463号公報JP 2005-033463 A 特許3746744号公報Japanese Patent No. 3746744 特開昭62−206798号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-206798 特公昭51−7389号公報Japanese Patent Publication No.51-7389 実開昭52−18073号公報Japanese Utility Model Publication No. 52-18073

本発明の課題は、治療用放射線の線量をより高精度に制御する放射線治療システムを提供することにある。
本発明の他の課題は、治療用放射線の生成に用いられる高周波を伝送する導波管がロータリージョイントを含むときに、その治療用放射線の線量をより高精度に制御する放射線治療システムを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、高周波を伝送する伝送効率の変動を低減するロータリージョイントを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a radiotherapy system that controls the dose of therapeutic radiation with higher accuracy.
Another object of the present invention is to provide a radiotherapy system for controlling the dose of therapeutic radiation with higher accuracy when a waveguide for transmitting high frequency used for generation of therapeutic radiation includes a rotary joint. There is.
Still another object of the present invention is to provide a rotary joint that reduces fluctuations in transmission efficiency for transmitting high frequencies.

以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   In the following, means for solving the problems will be described using the reference numerals used in the best modes and embodiments for carrying out the invention in parentheses. This reference numeral is added to clarify the correspondence between the description of the claims and the description of the best mode for carrying out the invention / example, and is described in the claims. It should not be used to interpret the technical scope of the invention.

本発明による放射線治療システムは、高周波源(5)から加速管(64)に高周波を伝送する導波路を形成する導波管(8)と、導波管(8)を冷却する冷却器とを備えている。加速管(64)は、高周波を用いて治療用放射線(23)を生成するための荷電粒子(57)を加速する。導波管(8)は、高周波を伝送するときに、発熱して変形し、伝送効率を変動させることがある。放射線治療システムは、導波管(8)を冷却することによりその変形を低減させて、その伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、放射線治療システムは、加速管(64)により生成される荷電粒子(57)のエネルギーの変動を低減することができ、治療用放射線(23)のエネルギー(エネルギー分布)の変動を低減することができ、治療用放射線(23)の線量をより高精度に制御することができる。   The radiotherapy system according to the present invention comprises a waveguide (8) that forms a waveguide for transmitting a high frequency from a high frequency source (5) to an acceleration tube (64), and a cooler that cools the waveguide (8). I have. The acceleration tube (64) accelerates the charged particles (57) for generating therapeutic radiation (23) using high frequency. When transmitting a high frequency, the waveguide (8) may be deformed due to heat generation to change the transmission efficiency. The radiation therapy system can reduce the deformation by cooling the waveguide (8), and can reduce the fluctuation of the transmission efficiency. As a result, the radiotherapy system can reduce fluctuations in the energy of the charged particles (57) generated by the acceleration tube (64) and reduce fluctuations in the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation (23). The dose of therapeutic radiation (23) can be controlled with higher accuracy.

導波管(8)は、一端に対して他端が回転可能であるロータリージョイント(75)を含んでいる。冷却器は、ロータリージョイント(75)を冷却する。ロータリージョイント(75)は、変形しない固定導波管(72、73)に比較して、伝送効率が変形に対してより大きく変動する。放射線治療システムは、ロータリージョイント(75)を冷却することによりその変形を低減させて、その伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、放射線治療システムは、加速管(64)により生成される荷電粒子(57)のエネルギーの変動を低減することができ、治療用放射線(23)のエネルギー(エネルギー分布)の変動を低減することができ、治療用放射線(23)の線量をより高精度に制御することができる。   The waveguide (8) includes a rotary joint (75) whose other end is rotatable with respect to one end. The cooler cools the rotary joint (75). In the rotary joint (75), the transmission efficiency varies more greatly with respect to the deformation than the fixed waveguides (72, 73) that do not deform. The radiation therapy system can reduce the deformation by cooling the rotary joint (75) and reduce the fluctuation of the transmission efficiency. As a result, the radiotherapy system can reduce fluctuations in the energy of the charged particles (57) generated by the acceleration tube (64) and reduce fluctuations in the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation (23). The dose of therapeutic radiation (23) can be controlled with higher accuracy.

導波管(8)は、ロータリージョイント(75)に隣接する固定導波管(72、73)をさらに含んでいる。冷却器は、固定導波管(72、73)をさらに冷却することが好ましい。   The waveguide (8) further includes a fixed waveguide (72, 73) adjacent to the rotary joint (75). The cooler preferably further cools the fixed waveguides (72, 73).

本発明による放射線治療システムは、導波路のうちのロータリージョイント(75)と加速管(64)との間に介設される非可逆回路素子(77)をさらに備えている。ロータリージョイント(75)は、固定導波管(72、73)に比較して、その高周波を反射する程度が大きい。放射線治療システムは、非可逆回路素子(77)が導波路を高周波源(5)から加速管(64)に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管(64)から高周波源(5)に向かって進行する高周波反射分を減衰させるときに、その高周波の打ち消しあいおよび波形歪みの発生を防止し、伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、放射線治療システムは、加速管(64)により生成される荷電粒子(57)のエネルギーの変動を低減することができ、治療用放射線(23)のエネルギー(エネルギー分布)の変動を低減することができ、治療用放射線(23)の線量をより高精度に制御することができる。   The radiotherapy system according to the present invention further includes a nonreciprocal circuit element (77) interposed between the rotary joint (75) of the waveguide and the acceleration tube (64). The rotary joint (75) reflects the high frequency more than the fixed waveguide (72, 73). In the radiotherapy system, the non-reciprocal circuit element (77) is connected to the waveguide from the accelerator tube (64) to the high-frequency source in comparison with the high-frequency progression of the waveguide traveling from the high-frequency source (5) toward the accelerator tube (64). When the high-frequency reflection that travels toward (5) is attenuated, it is possible to prevent the cancellation of the high-frequency waves and the occurrence of waveform distortion, and to reduce fluctuations in transmission efficiency. As a result, the radiotherapy system can reduce fluctuations in the energy of the charged particles (57) generated by the acceleration tube (64) and reduce fluctuations in the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation (23). The dose of therapeutic radiation (23) can be controlled with higher accuracy.

本発明による放射線治療システムは、導波路の状態を出力する装置(2、6)と、高周波を用いて加速管(64)に所定電力が供給されるように、その状態に基づいて高周波源(5)を制御する制御装置(7)とをさらに備えている。放射線治療システムは、導波路の状態により導波管(8)が高周波を伝送する伝送効率が変化するときに、加速管(64)により生成される荷電粒子(58)のエネルギーのばらつきを小さくすることができ、治療用放射線(23)のエネルギー(エネルギー分布)のばらつきを小さくすることができる。その結果、放射線治療システムは、治療用放射線(23)の線量をより高精度に制御することができる。   The radiotherapy system according to the present invention includes a device (2, 6) that outputs a state of a waveguide, and a high frequency source (based on the state so that predetermined power is supplied to the acceleration tube (64) using high frequency. And a control device (7) for controlling 5). The radiotherapy system reduces the variation in energy of the charged particles (58) generated by the acceleration tube (64) when the transmission efficiency at which the waveguide (8) transmits high frequency changes depending on the state of the waveguide. It is possible to reduce variation in energy (energy distribution) of the therapeutic radiation (23). As a result, the radiation therapy system can control the dose of the therapeutic radiation (23) with higher accuracy.

本発明によるロータリージョイント(75)は、高周波を伝送する導波路を形成し、その導波路の一端に対してその導波路の他端が回転可能であるロータリージョイント本体(91、92)と、ロータリージョイント本体(91、92)を冷却する冷却器とを備えている。ロータリージョイント(75)は、高周波を伝送するときに、発熱して変形し、伝送効率を変動させることがある。このようなロータリージョイント(75)は、ロータリージョイント本体(91、92)を冷却することによりその変形を低減させて、その伝送効率の変動を低減させることができる。   The rotary joint (75) according to the present invention forms a waveguide for transmitting a high frequency, and the rotary joint body (91, 92) in which the other end of the waveguide is rotatable with respect to one end of the waveguide; And a cooler for cooling the joint body (91, 92). When transmitting a high frequency, the rotary joint (75) may be deformed due to heat generation to change the transmission efficiency. Such a rotary joint (75) can reduce the deformation | transformation by cooling a rotary joint main body (91, 92), and can reduce the fluctuation | variation of the transmission efficiency.

本発明による放射線治療システムは、導波管を伝送する高周波を用いて治療用放射線が生成されるときに、その治療用放射線の線量をより高精度に制御することができる。本発明によるロータリージョイントは、高周波を伝送する伝送効率の変動を低減することができる。   The radiotherapy system according to the present invention can control the dose of the therapeutic radiation with higher accuracy when the therapeutic radiation is generated using the high frequency transmitted through the waveguide. The rotary joint according to the present invention can reduce fluctuations in transmission efficiency for transmitting high frequencies.

図面を参照して、本発明による放射線治療システムの実施の形態を記載する。その放射線治療システム1は、図1に示されているように、放射線治療装置制御装置2と放射線治療装置3とクライストロン5とセンサ6と制御装置7とを備えている。放射線治療装置制御装置2は、パーソナルコンピュータに例示されるコンピュータである。放射線治療装置制御装置2は、双方向に情報を伝送することができるように放射線治療装置3に接続されている。クライストロン5は、制御装置7により発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流が制御されて所定の電力の高周波を生成し、導波管8を介してその高周波を放射線治療装置3に出力する。なお、制御対象は前記3項目全てを対象とする必要はなく、そのうちの一部のみでも構わない。以下、記載の各制御対象についても特に記載しない限り同様である。センサ6は、導波管8の状態を計測する装置から形成されている。その装置は、旋回角センサ6−1と走行角センサ6−2とパン角センサ6−3とチルト角センサ6−4と伝送効率センサ6−5とを含んでいる。制御装置7は、センサ6により計測された状態に基づいて、クライストロン5を制御する。   An embodiment of a radiation therapy system according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the radiotherapy system 1 includes a radiotherapy device control device 2, a radiotherapy device 3, a klystron 5, a sensor 6, and a control device 7. The radiation therapy apparatus control apparatus 2 is a computer exemplified by a personal computer. The radiotherapy apparatus control apparatus 2 is connected to the radiotherapy apparatus 3 so that information can be transmitted bidirectionally. The klystron 5 controls the oscillation RF intensity, the klystron acceleration voltage, or the klystron current by the control device 7 to generate a high frequency with a predetermined power, and outputs the high frequency to the radiotherapy device 3 through the waveguide 8. Note that the control target need not be all three items, and only a part of them may be used. The same applies to each control target described below unless otherwise specified. The sensor 6 is formed from a device that measures the state of the waveguide 8. The apparatus includes a turning angle sensor 6-1, a traveling angle sensor 6-2, a pan angle sensor 6-3, a tilt angle sensor 6-4, and a transmission efficiency sensor 6-5. The control device 7 controls the klystron 5 based on the state measured by the sensor 6.

図2は、放射線治療装置3を示している。放射線治療装置3は、旋回駆動装置11とOリング12と走行ガントリ14と首振り機構15と治療用放射線照射装置16とを備えている。旋回駆動装置11は、回転軸17を中心に回転可能にOリング12を土台に支持し、放射線治療装置制御装置2により制御されて回転軸17を中心にOリング12を回転させ、土台に対するOリング12の旋回角を出力する。回転軸17は、鉛直方向に平行である。Oリング12は、回転軸18を中心とするリング状に形成され、回転軸18を中心に回転可能に走行ガントリ14を支持している。回転軸18は、鉛直方向に垂直であり、回転軸17に含まれるアイソセンタ19を通る。回転軸18は、さらに、Oリング12に対して固定され、すなわち、Oリング12とともに回転軸17を中心に回転する。走行ガントリ14は、回転軸18を中心とするリング状に形成され、Oリング12のリングと同心円になるように配置されている。放射線治療装置3は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えている。その走行駆動装置は、放射線治療装置制御装置2により制御されて回転軸18を中心に走行ガントリ14を回転させ、Oリング12に対する走行ガントリ14の走行角を出力する。   FIG. 2 shows the radiation therapy apparatus 3. The radiotherapy device 3 includes a turning drive device 11, an O-ring 12, a traveling gantry 14, a swing mechanism 15, and a therapeutic radiation irradiation device 16. The swivel drive device 11 supports an O-ring 12 on a base so as to be rotatable about a rotation shaft 17, and is controlled by the radiotherapy device control device 2 to rotate the O-ring 12 around the rotation shaft 17, thereby The turning angle of the ring 12 is output. The rotating shaft 17 is parallel to the vertical direction. The O-ring 12 is formed in a ring shape with the rotation shaft 18 as a center, and supports the traveling gantry 14 so as to be rotatable about the rotation shaft 18. The rotating shaft 18 is perpendicular to the vertical direction and passes through an isocenter 19 included in the rotating shaft 17. The rotating shaft 18 is further fixed to the O-ring 12, that is, rotates around the rotating shaft 17 together with the O-ring 12. The traveling gantry 14 is formed in a ring shape centered on the rotation shaft 18, and is disposed so as to be concentric with the ring of the O-ring 12. The radiation therapy apparatus 3 further includes a travel drive device (not shown). The travel drive device is controlled by the radiotherapy device control device 2 to rotate the travel gantry 14 around the rotation shaft 18 and outputs the travel angle of the travel gantry 14 with respect to the O-ring 12.

首振り機構15は、走行ガントリ14のリングの内側に固定され、治療用放射線照射装置16が走行ガントリ14の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置16を走行ガントリ14に支持している。首振り機構15は、パン軸21およびチルト軸22を有している。チルト軸22は、走行ガントリ14に対して固定され、回転軸18に交差しないで回転軸18に平行である。パン軸21は、パン軸21に直交している。首振り機構15は、放射線治療装置制御装置2により制御されて、パン軸21を中心に治療用放射線照射装置16を回転させ、チルト軸22を中心に治療用放射線照射装置16を回転させる。   The swing mechanism 15 is fixed to the inside of the ring of the traveling gantry 14 and supports the therapeutic radiation irradiation device 16 on the traveling gantry 14 so that the therapeutic radiation irradiation device 16 is disposed inside the traveling gantry 14. Yes. The head swing mechanism 15 has a pan axis 21 and a tilt axis 22. The tilt shaft 22 is fixed to the traveling gantry 14 and is parallel to the rotation axis 18 without intersecting the rotation axis 18. The pan axis 21 is orthogonal to the pan axis 21. The head swing mechanism 15 is controlled by the radiation therapy apparatus control apparatus 2 to rotate the treatment radiation irradiation apparatus 16 about the pan axis 21 and rotate the treatment radiation irradiation apparatus 16 about the tilt axis 22.

治療用放射線照射装置16は、放射線治療装置制御装置2により制御されて、治療用放射線23を放射する。治療用放射線23は、パン軸21とチルト軸22とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線23は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線23は、さらに、一部が遮蔽されて治療用放射線23が患者に照射されるときの照射野の形状が制御されている。   The therapeutic radiation irradiation device 16 is controlled by the radiotherapy device control device 2 to emit therapeutic radiation 23. The therapeutic radiation 23 is radiated substantially along a straight line passing through an intersection where the pan axis 21 and the tilt axis 22 intersect. The therapeutic radiation 23 is formed to have a uniform intensity distribution. The therapeutic radiation 23 is further partially shielded, and the shape of the irradiation field when the therapeutic radiation 23 is irradiated to the patient is controlled.

治療用放射線23は、このように治療用放射線照射装置16が走行ガントリ14に支持されることにより、首振り機構15で治療用放射線照射装置16がアイソセンタ19に向かうように一旦調整されると、旋回駆動装置11によりOリング12が回転し、または、その走行駆動装置により走行ガントリ14が回転しても、常に概ねアイソセンタ19を通る。即ち、走行・旋回を行うことで任意方向からアイソセンタ19に向けて治療用放射線23の照射が可能になる。   The therapeutic radiation 23 is once adjusted so that the therapeutic radiation irradiation device 16 is directed to the isocenter 19 by the swing mechanism 15 by the therapeutic radiation irradiation device 16 being supported by the traveling gantry 14 in this manner. Even if the O-ring 12 is rotated by the turning drive device 11 or the traveling gantry 14 is rotated by the traveling drive device, the O-ring 12 always passes through the isocenter 19 at all times. In other words, the therapeutic radiation 23 can be irradiated from any direction toward the isocenter 19 by running and turning.

放射線治療装置3は、さらに、複数のイメージャシステムを備えている。すなわち、放射線治療装置3は、診断用X線源24、25とセンサアレイ32、33とを備えている。診断用X線源24は、走行ガントリ14に支持されている。診断用X線源24は、走行ガントリ14のリングの内側に配置され、アイソセンタ19から診断用X線源24を結ぶ線分とアイソセンタ19から治療用放射線照射装置16を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用X線源24は、放射線治療装置制御装置2により制御されてアイソセンタ19に向けて診断用X線35を放射する。診断用X線35は、診断用X線源24が有する1点から放射され、その1点を頂点とする円錐状のコーンビームである。診断用X線源25は、走行ガントリ14に支持されている。診断用X線源25は、走行ガントリ14のリングの内側に配置され、アイソセンタ19から診断用X線源25を結ぶ線分とアイソセンタ19から治療用放射線照射装置16を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用X線源25は、放射線治療装置制御装置2により制御されてアイソセンタ19に向けて診断用X線36を放射する。診断用X線36は、診断用X線源25が有する1点から放射され、その1点を頂点とする円錐状のコーンビームである。   The radiotherapy apparatus 3 further includes a plurality of imager systems. That is, the radiotherapy apparatus 3 includes diagnostic X-ray sources 24 and 25 and sensor arrays 32 and 33. The diagnostic X-ray source 24 is supported by the traveling gantry 14. The diagnostic X-ray source 24 is disposed inside the ring of the traveling gantry 14, and an angle formed by a line segment connecting the diagnostic X-ray source 24 from the isocenter 19 and a line segment connecting the therapeutic radiation irradiation device 16 from the isocenter 19. Is arranged at a position that makes an acute angle. The diagnostic X-ray source 24 is controlled by the radiotherapy apparatus controller 2 and emits diagnostic X-rays 35 toward the isocenter 19. The diagnostic X-ray 35 is a conical cone beam which is emitted from one point of the diagnostic X-ray source 24 and has the one point as a vertex. The diagnostic X-ray source 25 is supported by the traveling gantry 14. The diagnostic X-ray source 25 is disposed inside the ring of the traveling gantry 14, and an angle formed by a line segment connecting the diagnostic X-ray source 25 from the isocenter 19 and a line segment connecting the therapeutic radiation irradiation device 16 from the isocenter 19. Is arranged at a position that makes an acute angle. The diagnostic X-ray source 25 is controlled by the radiotherapy apparatus controller 2 and emits diagnostic X-rays 36 toward the isocenter 19. The diagnostic X-ray 36 is a cone-shaped cone beam emitted from one point of the diagnostic X-ray source 25 and having the one point as a vertex.

センサアレイ32は、走行ガントリ14に支持されている。センサアレイ32は、診断用X線源24により放射されてアイソセンタ19の周辺の被写体を透過した診断用X線35を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ33は、走行ガントリ14に支持されている。センサアレイ33は、診断用X線源25により放射されてアイソセンタ19の周辺の被写体を透過した診断用X線36を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ32、33としては、FPD(Flat Panel Detector)、X線II(Image Intensifier)が例示される。   The sensor array 32 is supported by the traveling gantry 14. The sensor array 32 receives the diagnostic X-ray 35 emitted from the diagnostic X-ray source 24 and transmitted through the subject around the isocenter 19 and generates a transmission image of the subject. The sensor array 33 is supported by the traveling gantry 14. The sensor array 33 receives the diagnostic X-ray 36 emitted from the diagnostic X-ray source 25 and transmitted through the subject around the isocenter 19 and generates a transmission image of the subject. Examples of the sensor arrays 32 and 33 include FPD (Flat Panel Detector) and X-ray II (Image Intensifier).

このようなイメージャシステムによれば、センサアレイ32、33により得た画像信号に基づき、アイソセンタ19を中心とする透過画像を生成することができる。   According to such an imager system, a transmission image centered on the isocenter 19 can be generated based on the image signals obtained by the sensor arrays 32 and 33.

放射線治療装置3は、さらに、センサアレイ31を備えている。センサアレイ31は、センサアレイ31と治療用放射線照射装置16とを結ぶ線分がアイソセンタ19を通るように配置されて、走行ガントリ14のリングの内側に固定されている。センサアレイ31は、治療用放射線照射装置16により放射されてアイソセンタ19の周辺の被写体を透過した治療用放射線23を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ31としては、FPD(Flat Panel Detector)、X線II(Image Intensifier)が例示される。   The radiation therapy apparatus 3 further includes a sensor array 31. The sensor array 31 is arranged so that a line segment connecting the sensor array 31 and the therapeutic radiation irradiation device 16 passes through the isocenter 19 and is fixed inside the ring of the traveling gantry 14. The sensor array 31 receives the therapeutic radiation 23 emitted from the therapeutic radiation irradiation device 16 and transmitted through the subject around the isocenter 19, and generates a transmission image of the subject. Examples of the sensor array 31 include FPD (Flat Panel Detector) and X-ray II (Image Intensifier).

放射線治療装置3は、さらに、カウチ41とカウチ駆動装置42とを備えている。カウチ41は、放射線治療システム1により治療される患者43が横臥することに利用される。カウチ41は、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、その患者が動かないように、その患者をカウチ41に固定する。カウチ駆動装置42は、カウチ41を土台に支持し、放射線治療装置制御装置2により制御されてカウチ41を移動させる。   The radiation therapy apparatus 3 further includes a couch 41 and a couch driving device 42. The couch 41 is used when a patient 43 to be treated by the radiation therapy system 1 lies down. The couch 41 includes a fixture not shown. The fixture secures the patient to the couch 41 so that the patient does not move. The couch driving device 42 supports the couch 41 on the base and moves the couch 41 under the control of the radiation therapy device control device 2.

図3は、治療用放射線照射装置16を示している。治療用放射線照射装置16は、電子ビーム加速装置51とX線ターゲット52と1次コリメータ53とフラットニングフィルタ54と線量計61と2次コリメータ55とマルチリーフコリメータ56とを備えている。電子ビーム加速装置51は、電子を加速して生成される電子ビーム57をX線ターゲット52に照射する。X線ターゲット52は、高原子番号材(タングステン、タングステン合金等)から形成され、電子ビーム57が照射された際の制動放射により生成される放射線59を放出する。放射線59は、X線ターゲット52が内部に有する点である仮想的点線源58を通る直線に概ね沿って放射される。1次コリメータ53は、高原子番号材(鉛、タングステン等)から形成され、所望の部位以外に放射線59が照射されないように放射線59を遮蔽する。フラットニングフィルタ54は、アルミニウム等から形成され、概ね円錐形の突起が形成される板に形成されている。フラットニングフィルタ54は、その突起がX線ターゲット側に面するように配置される。フラットニングフィルタ形状は、本フラットニングフィルタを通過した後に、その放射方向に垂直である平面の所定領域における線量が概ね一様に分布するように形成される。2次コリメータ55は、高原子番号材(鉛、タングステン等)から形成され、放射線60が所望の部位以外に照射されないように放射線60を遮蔽する。このようにして形成された一様強度分布を持つ放射線60は、放射線治療装置制御装置2により制御を受けたマルチリーフコリメータ56により、一部が遮蔽されて、別途構築した治療計画に基づく性状である治療用放射線23を生成することになる。すなわち、マルチリーフコリメータ56は、放射線治療装置制御装置2により制御されて、放射線60の一部を遮蔽して治療用放射線23が患者に照射されるときの照射野の形状を制御する。   FIG. 3 shows the therapeutic radiation irradiation device 16. The therapeutic radiation irradiation device 16 includes an electron beam accelerator 51, an X-ray target 52, a primary collimator 53, a flattening filter 54, a dosimeter 61, a secondary collimator 55, and a multi-leaf collimator 56. The electron beam accelerator 51 irradiates the X-ray target 52 with an electron beam 57 generated by accelerating electrons. The X-ray target 52 is formed of a high atomic number material (tungsten, tungsten alloy, etc.), and emits radiation 59 generated by bremsstrahlung when the electron beam 57 is irradiated. The radiation 59 is radiated substantially along a straight line passing through a virtual point source 58, which is a point inside the X-ray target 52. The primary collimator 53 is made of a high atomic number material (lead, tungsten, etc.), and shields the radiation 59 so that the radiation 59 is not irradiated to other than the desired part. The flattening filter 54 is formed of aluminum or the like, and is formed on a plate on which a generally conical protrusion is formed. The flattening filter 54 is disposed so that its protrusion faces the X-ray target side. The flattening filter shape is formed so that the dose in a predetermined region on a plane perpendicular to the radiation direction is distributed substantially uniformly after passing through the flattening filter. The secondary collimator 55 is formed from a high atomic number material (lead, tungsten, etc.), and shields the radiation 60 so that the radiation 60 is not irradiated to other than a desired part. The radiation 60 having a uniform intensity distribution formed in this way is partially shielded by the multi-leaf collimator 56 controlled by the radiation therapy apparatus control apparatus 2 and has a property based on a separately constructed treatment plan. A certain therapeutic radiation 23 is generated. That is, the multi-leaf collimator 56 is controlled by the radiation therapy apparatus control apparatus 2 to control a shape of an irradiation field when the patient is irradiated with the therapeutic radiation 23 by shielding a part of the radiation 60.

線量計61は、透過する放射線の強度を測定する透過型電離箱であり、放射線60が透過するように、1次コリメータ53と2次コリメータ55との間に配置されている。線量計61は、透過する放射線60の線量を測定し、その強度を放射線治療装置制御装置2に出力する。このような線量計61は、非破壊的検証可能である点で好ましい。なお、線量計61は、透過型電離箱と異なる他のX線強度検出器を適用することもできる。そのX線強度検出器としては、半導体検出器、シンチレーション検出器が例示される。半導体検出器またはシンチレーション検出器は、透過型電離箱のように放射線軌道上に代替設置することが困難であるためにその軌道外に配置することが好ましく、たとえば、アイソセンタ19を隔てて治療用放射線照射装置16に対向する位置に配置されるように走行ガントリ14に固定される。電離箱は、一般に、時定数が数秒程度であり、応答性が悪い。半導体検出器またはシンチレーション検出器は、軌道外に配置されるときに電離箱より信号強度が低いという欠点があるが、電離箱より応答性がよくなり、好ましい。   The dosimeter 61 is a transmission ionization chamber that measures the intensity of transmitted radiation, and is disposed between the primary collimator 53 and the secondary collimator 55 so that the radiation 60 is transmitted. The dosimeter 61 measures the dose of the transmitted radiation 60 and outputs the intensity to the radiation therapy apparatus control apparatus 2. Such a dosimeter 61 is preferable in that non-destructive verification is possible. The X-ray intensity detector other than the transmission ionization chamber can be applied to the dosimeter 61. Examples of the X-ray intensity detector include a semiconductor detector and a scintillation detector. The semiconductor detector or the scintillation detector is preferably disposed outside the orbit because it is difficult to substitute the radiation detector on the radiation orbit like a transmission ionization chamber. For example, the therapeutic radiation is separated from the isocenter 19. The traveling gantry 14 is fixed so as to be disposed at a position facing the irradiation device 16. An ionization chamber generally has a time constant of about several seconds and has poor responsiveness. The semiconductor detector or the scintillation detector has a disadvantage that the signal intensity is lower than that of the ionization chamber when placed outside the orbit, but it is preferable because it has better response than the ionization chamber.

電子ビーム加速装置51は、電子線発生部63と加速管64とを備えている。電子線発生部63は、カソード66とグリッド67とを備えている。加速管64は、円筒形に形成され、その円筒の内部に適切な間隔で並ぶ複数の電極68を備えている。放射線治療装置3は、さらに、カソード電源70とグリッド電源69とクライストロン5とを備えている。カソード電源70は、放射線治療装置制御装置2により制御されて、カソード66が加熱されてカソード66から所定の量の電子が放出されるように(すなわち、カソード66が所定の温度で維持されるように)、カソード66に電力を供給する。グリッド電源69は、放射線治療装置制御装置2により制御されて、電子線発生部63から所定の量の電子だけが放出されるように、グリッド67とカソード66との間に所定の電圧を印加する。クライストロン5は、導波管8を介して加速管64に接続されている。クライストロン5は、放射線治療装置制御装置2により制御されて、加速管64が電子線発生部63から放出される電子を所定のエネルギーを有するまで加速するように、導波管8を介して加速管64にマイクロ波を入射する。なお、クライストロン5は、他の高周波源に置換することができる。その高周波源としては、マグネトロン、多極管が例示される。   The electron beam accelerator 51 includes an electron beam generator 63 and an acceleration tube 64. The electron beam generator 63 includes a cathode 66 and a grid 67. The acceleration tube 64 is formed in a cylindrical shape, and includes a plurality of electrodes 68 arranged at appropriate intervals inside the cylinder. The radiotherapy apparatus 3 further includes a cathode power supply 70, a grid power supply 69, and a klystron 5. The cathode power supply 70 is controlled by the radiotherapy device controller 2 so that the cathode 66 is heated and a predetermined amount of electrons are emitted from the cathode 66 (that is, the cathode 66 is maintained at a predetermined temperature). ), Power is supplied to the cathode 66. The grid power supply 69 is controlled by the radiotherapy apparatus control device 2 to apply a predetermined voltage between the grid 67 and the cathode 66 so that only a predetermined amount of electrons are emitted from the electron beam generator 63. . The klystron 5 is connected to the acceleration tube 64 via the waveguide 8. The klystron 5 is controlled by the radiotherapy device controller 2 and is accelerated through the waveguide 8 so that the accelerator tube 64 accelerates electrons emitted from the electron beam generator 63 until it has a predetermined energy. A microwave is incident on 64. The klystron 5 can be replaced with another high-frequency source. Examples of the high frequency source include a magnetron and a multipolar tube.

クライストロン5は、図4に示されているように、放射線治療装置3が支持される土台に支持されている。導波管8は、クライストロン5により生成される高周波が伝播する導波路を形成している。導波管8は、固定導波管71、72、73とフレキシブル導波管74とロータリージョイント75とを備えている。固定導波管71は、変形しない導波路を形成し、その土台に支持されている。固定導波管72は、変形しない導波路を形成し、回転台76に支持されている。回転台76は、旋回駆動装置11により、回転軸17を中心に回転可能に支持され、Oリング12と同体に回転軸17を中心に回転される。このため、固定導波管72は、Oリング12と同体に回転軸17を中心に回転する。固定導波管73は、変形しない導波路を形成し、走行ガントリ14に支持され、走行ガントリ14と同体に運動する。   As shown in FIG. 4, the klystron 5 is supported by a base on which the radiation therapy apparatus 3 is supported. The waveguide 8 forms a waveguide through which the high frequency generated by the klystron 5 propagates. The waveguide 8 includes fixed waveguides 71, 72, 73, a flexible waveguide 74, and a rotary joint 75. The fixed waveguide 71 forms a waveguide that does not deform, and is supported by the base. The fixed waveguide 72 forms a waveguide that does not deform, and is supported by the turntable 76. The turntable 76 is supported by the turning drive device 11 so as to be rotatable about the rotation shaft 17, and is rotated about the rotation shaft 17 in the same body as the O-ring 12. For this reason, the fixed waveguide 72 rotates around the rotation axis 17 in the same body as the O-ring 12. The fixed waveguide 73 forms a waveguide that does not deform, is supported by the traveling gantry 14, and moves together with the traveling gantry 14.

フレキシブル導波管74は、蛇腹構造(べローズ)に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管74は、一端が固定導波管71に接続され、他端が固定導波管72に接続されている。フレキシブル導波管74は、土台に対してOリング12が回転することにより変形し、フレキシブル導波管74の形状は、土台に対するOリング12の旋回角に概ね対応している。すなわち、土台に対して回転軸17を中心にOリング12が回転する旋回角は、フレキシブル導波管74の変形が可能な範囲により制限されている。   The flexible waveguide 74 is formed in a bellows structure and forms a waveguide that can be bent and stretched. The flexible waveguide 74 has one end connected to the fixed waveguide 71 and the other end connected to the fixed waveguide 72. The flexible waveguide 74 is deformed by the rotation of the O-ring 12 with respect to the base, and the shape of the flexible waveguide 74 generally corresponds to the turning angle of the O-ring 12 with respect to the base. That is, the turning angle at which the O-ring 12 rotates about the rotation axis 17 with respect to the base is limited by the range in which the flexible waveguide 74 can be deformed.

ロータリージョイント75は、変形可能である導波路を形成し、回転軸18に重なるように配置されている。ロータリージョイント75は、一端が固定導波管72に接続され、他端が固定導波管73に接続されている。   The rotary joint 75 forms a deformable waveguide and is disposed so as to overlap the rotation shaft 18. The rotary joint 75 has one end connected to the fixed waveguide 72 and the other end connected to the fixed waveguide 73.

固定導波管73は、図5に示されているように、ロータリージョイント75に接続されている端の反対側の端が首振り機構15の近傍に配置されている。導波管8は、さらに、図5に示されているように、サーキュレータ77を備えている。サーキュレータ77は、固定導波管73の途中に配置されている。サーキュレータ77は、固定導波管73をクライストロン5から加速管64に向かって進行する高周波に比較して、加速管64からクライストロン5に向かって進行する反射波を減衰させる。加速管64に入射したマイクロ波の一部は、反射する。この反射率は、加速管の共振度により一定である。また、ロータリージョイント75などの自由導波管ではマイクロ波の一部は、反射する。このため加速管64からの反射波の一部は、自由導波管で再度反射された後に加速管64に向かう。しかし、サーキュレータ77を配したことで、加速管からの反射波を系外に配することが可能となるため、結果的にクライストロン5から供給したマイクロ波が、前記反射マイクロ波と重畳することによる打消し・歪みを抑制することが可能となる。   As shown in FIG. 5, the fixed waveguide 73 has an end opposite to the end connected to the rotary joint 75 in the vicinity of the swing mechanism 15. The waveguide 8 further includes a circulator 77 as shown in FIG. The circulator 77 is disposed in the middle of the fixed waveguide 73. The circulator 77 attenuates the reflected wave traveling from the acceleration tube 64 toward the klystron 5 as compared with the high frequency traveling through the fixed waveguide 73 from the klystron 5 toward the acceleration tube 64. A part of the microwave incident on the acceleration tube 64 is reflected. This reflectance is constant depending on the resonance degree of the acceleration tube. In addition, a part of the microwave is reflected by a free waveguide such as the rotary joint 75. For this reason, a part of the reflected wave from the accelerating tube 64 travels toward the accelerating tube 64 after being reflected again by the free waveguide. However, since the circulator 77 is provided, it is possible to distribute the reflected wave from the accelerating tube outside the system. As a result, the microwave supplied from the klystron 5 is superimposed on the reflected microwave. It is possible to suppress cancellation and distortion.

図6は、首振り機構15を示している。首振り機構15は、照射装置支持体81と中間体82とを備えている。照射装置支持体81は、走行ガントリ14に支持され、走行ガントリ14と同体に運動する。チルト軸22は、照射装置支持体81に対して固定されている。中間体82は、チルト軸22を中心に回転可能に照射装置支持体81に支持されている。中間体82は、チルト軸22を中心に回転可能に照射装置支持体81に支持されている。中間体82は、さらに、チルト軸22を中心に回転するときに、照射装置支持体81の一部に接触して、回転することができる範囲が制限されている。パン軸21は、中間体82に対して固定されている。治療用放射線照射装置16は、パン軸21を中心に回転可能に中間体82に支持されている。治療用放射線照射装置16は、さらに、パン軸21を中心に回転するときに、中間体82の一部に接触して、回転することができる範囲が制限されている。このような制限は、首振り機構15により治療用放射線照射装置16が移動する範囲を旋回駆動装置11と走行駆動装置とにより治療用放射線照射装置16が移動する範囲より小さくしている。   FIG. 6 shows the swing mechanism 15. The head swing mechanism 15 includes an irradiation device support 81 and an intermediate body 82. The irradiation device support 81 is supported by the traveling gantry 14 and moves in the same body as the traveling gantry 14. The tilt shaft 22 is fixed with respect to the irradiation device support 81. The intermediate body 82 is supported by the irradiation apparatus support body 81 so as to be rotatable about the tilt shaft 22. The intermediate body 82 is supported by the irradiation apparatus support body 81 so as to be rotatable about the tilt shaft 22. Further, when the intermediate body 82 rotates around the tilt shaft 22, the range in which the intermediate body 82 can rotate by contacting a part of the irradiation device support 81 is limited. The pan shaft 21 is fixed with respect to the intermediate body 82. The therapeutic radiation irradiation device 16 is supported by the intermediate body 82 so as to be rotatable about the pan shaft 21. Further, when the therapeutic radiation irradiation device 16 rotates about the pan axis 21, the range in which the therapeutic radiation irradiation device 16 can rotate by contacting a part of the intermediate body 82 is limited. Such a limitation makes the range in which the therapeutic radiation irradiation device 16 moves by the swing mechanism 15 smaller than the range in which the therapeutic radiation irradiation device 16 moves by the turning drive device 11 and the traveling drive device.

首振り機構15は、さらに、図示されていないパン軸駆動装置とチルト軸駆動装置とを備えている。そのパン軸駆動装置は、放射線治療装置制御装置2により制御されてパン軸21を中心に治療用放射線照射装置16を回転させる。そのチルト軸駆動装置は、放射線治療装置制御装置2により制御されてチルト軸22を中心に中間体82を回転させる。   The swing mechanism 15 further includes a pan axis driving device and a tilt axis driving device which are not shown. The pan axis driving apparatus is controlled by the radiotherapy apparatus control apparatus 2 to rotate the therapeutic radiation irradiation apparatus 16 about the pan axis 21. The tilt axis driving device is controlled by the radiation therapy apparatus control device 2 to rotate the intermediate body 82 about the tilt axis 22.

導波管8は、さらに、固定導波管84と固定導波管85とフレキシブル導波管86とフレキシブル導波管87とを備えている。固定導波管84は、変形しない導波路を形成し、中間体82に支持され、中間体82と同体に運動する。固定導波管85は、変形しない導波路を形成し、治療用放射線照射装置16に支持され、治療用放射線照射装置16と同体に運動する。固定導波管85は、一端が加速管64に接続されている。フレキシブル導波管86とフレキシブル導波管87とは、蛇腹構造(べローズ)に形成され、屈曲および伸縮が可能である導波路を形成している。フレキシブル導波管86は、長手方向がチルト軸22に垂直になるように、かつ、チルト軸22に重なるように配置されている。フレキシブル導波管86は、一端が固定導波管73に接続され、他端が固定導波管84に接続されている。フレキシブル導波管86は、中間体82に対して治療用放射線照射装置16が回転することにより変形し、フレキシブル導波管86の形状は、中間体82に対する治療用放射線照射装置16のチルト角に概ね対応している。フレキシブル導波管87は、長手方向がパン軸21に垂直になるように、かつ、パン軸21に重なるように配置されている。フレキシブル導波管87は、一端が固定導波管84に接続され、他端が治療用放射線照射装置16の加速管64に接続されている。フレキシブル導波管87は、照射装置支持体81に対して中間体82が回転することにより変形し、フレキシブル導波管87の形状は、照射装置支持体81に対する中間体82のパン角に概ね対応している。このような配置は、フレキシブル導波管86とフレキシブル導波管87との撓み吸収性を活用する点で好ましい。   The waveguide 8 further includes a fixed waveguide 84, a fixed waveguide 85, a flexible waveguide 86, and a flexible waveguide 87. The fixed waveguide 84 forms a waveguide that does not deform, is supported by the intermediate body 82, and moves in the same body as the intermediate body 82. The fixed waveguide 85 forms a waveguide that does not deform, is supported by the therapeutic radiation irradiation device 16, and moves in the same body as the therapeutic radiation irradiation device 16. One end of the fixed waveguide 85 is connected to the acceleration tube 64. The flexible waveguide 86 and the flexible waveguide 87 are formed in a bellows structure (bellows), and form a waveguide that can be bent and stretched. The flexible waveguide 86 is arranged so that its longitudinal direction is perpendicular to the tilt axis 22 and overlaps the tilt axis 22. The flexible waveguide 86 has one end connected to the fixed waveguide 73 and the other end connected to the fixed waveguide 84. The flexible waveguide 86 is deformed by the rotation of the therapeutic radiation irradiation device 16 with respect to the intermediate body 82, and the shape of the flexible waveguide 86 is set to the tilt angle of the therapeutic radiation irradiation device 16 with respect to the intermediate body 82. Mostly supported. The flexible waveguide 87 is disposed so that the longitudinal direction is perpendicular to the pan axis 21 and overlaps the pan axis 21. The flexible waveguide 87 has one end connected to the fixed waveguide 84 and the other end connected to the acceleration tube 64 of the therapeutic radiation irradiation device 16. The flexible waveguide 87 is deformed by rotating the intermediate body 82 with respect to the irradiation apparatus support 81, and the shape of the flexible waveguide 87 substantially corresponds to the pan angle of the intermediate body 82 with respect to the irradiation apparatus support 81. is doing. Such an arrangement is preferable in that the bending absorbability of the flexible waveguide 86 and the flexible waveguide 87 is utilized.

図7は、ロータリージョイント75を示している。ロータリージョイント75は、第1筒部分91と第2筒部分92とを備えている。第1筒部分91は、回転軸93を中心とする筒状に形成されている。第2筒部分92は、回転軸93を中心とする筒状に形成され、回転軸93を中心に回転可能に第1筒部分91に支持されている。第1筒部分91は、その筒の側面の一部が固定導波管72の一端に接続されている。第2筒部分92は、その筒の側面の一部が固定導波管73の一端に接続されている。ロータリージョイント75は、回転軸93が回転軸18に重なるように、放射線治療装置3に配置されている。すなわち、ロータリージョイント75は、Oリング12に対して走行ガントリ14が回転することにより、第1筒部分91に対して第2筒部分92が回転する。このとき、第1筒部分91に対する第2筒部分92の角度は、Oリング12に対する走行ガントリ14の走行角に対応している。   FIG. 7 shows the rotary joint 75. The rotary joint 75 includes a first cylinder portion 91 and a second cylinder portion 92. The first cylinder portion 91 is formed in a cylindrical shape centered on the rotation shaft 93. The second cylinder portion 92 is formed in a cylindrical shape centered on the rotation shaft 93 and is supported by the first cylinder portion 91 so as to be rotatable about the rotation shaft 93. The first cylinder portion 91 has a part of the side surface of the cylinder connected to one end of the fixed waveguide 72. The second cylinder portion 92 has a part of the side surface of the cylinder connected to one end of the fixed waveguide 73. The rotary joint 75 is arranged in the radiation therapy apparatus 3 so that the rotation shaft 93 overlaps the rotation shaft 18. That is, in the rotary joint 75, the second cylinder portion 92 rotates with respect to the first cylinder portion 91 when the traveling gantry 14 rotates with respect to the O-ring 12. At this time, the angle of the second cylinder portion 92 with respect to the first cylinder portion 91 corresponds to the traveling angle of the traveling gantry 14 with respect to the O-ring 12.

ロータリージョイント75は、固定導波管72と固定導波管73とを回転可能に連結し、固定導波管72と固定導波管73との間を高周波が伝送可能に連結している。このようなロータリージョイント75は、周知であり、たとえば、特開2005−033463号公報に開示されている。   The rotary joint 75 rotatably connects the fixed waveguide 72 and the fixed waveguide 73, and connects the fixed waveguide 72 and the fixed waveguide 73 so that a high frequency can be transmitted. Such a rotary joint 75 is well known and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-033463.

ロータリージョイント75は、図8に示されているように、軸受け94を備えている。軸受け94は、第1筒部分91と第2筒部分92との隙間99に配置されている。軸受け94は、回転軸93を中心に回転可能に第2筒部分92を第1筒部分91に支持している。   As shown in FIG. 8, the rotary joint 75 includes a bearing 94. The bearing 94 is disposed in a gap 99 between the first cylinder portion 91 and the second cylinder portion 92. The bearing 94 supports the second cylinder portion 92 on the first cylinder portion 91 so as to be rotatable about the rotation shaft 93.

ロータリージョイント75は、さらに、水冷管95、96、97を備えている。水冷管95、96、97は、それぞれ、図示されていない管を内部に備えている。水冷管95は、固定導波管72のロータリージョイント75に接続される側の端に熱伝導可能に接触している。水冷管95は、内部の管に冷水が流されることにより、固定導波管72のロータリージョイント75に接続される側の端を冷却する。水冷管96は、固定導波管73のロータリージョイント75に接続される側の端に熱伝導可能に接触している。水冷管96は、内部の管に冷水が流されることにより、固定導波管73のロータリージョイント75に接続される側の端を冷却する。水冷管97は、第1筒部分91に熱伝導可能に接触している。水冷管96は、内部の管に冷水が流されることにより、ロータリージョイント75を冷却する。なお、水冷管95、96、97は、他の冷却器に置換することもできる。その冷却器としては、水と異なる他の冷媒を用いる冷却器、ペルチェ素子を用いる電子冷却器が例示される。   The rotary joint 75 further includes water-cooled tubes 95, 96, and 97. Each of the water-cooled tubes 95, 96, and 97 includes a tube (not shown) therein. The water-cooled tube 95 is in contact with the end of the fixed waveguide 72 on the side connected to the rotary joint 75 so as to conduct heat. The water-cooled tube 95 cools the end of the fixed waveguide 72 on the side connected to the rotary joint 75 by flowing cold water through the internal tube. The water-cooled tube 96 is in contact with the end of the fixed waveguide 73 on the side connected to the rotary joint 75 so as to conduct heat. The water-cooled tube 96 cools the end of the fixed waveguide 73 on the side connected to the rotary joint 75 by flowing cold water through the internal tube. The water-cooled tube 97 is in contact with the first tube portion 91 so as to be able to conduct heat. The water-cooled pipe 96 cools the rotary joint 75 by flowing cold water through the internal pipe. The water cooling tubes 95, 96, and 97 can be replaced with other coolers. Examples of the cooler include a cooler using another refrigerant different from water and an electronic cooler using a Peltier element.

ロータリージョイント75は、各構成要素の加工・組立精度、外力の影響に加えて、周辺温度、隙間99からの漏洩分を含む高周波伝送に伴う発熱等の温度変化により、変形を生じる。このような変形は、隙間99の大きさを増減させ、ロータリージョイント75が高周波を伝送する伝送効率を変動させる。このため、ロータリジョイント75を冷却手段により一定温度に保持することで、温度変化に伴う伝送効率の変動を抑制することができる。   The rotary joint 75 is deformed due to temperature changes such as heat generated by high-frequency transmission including ambient temperature and leakage from the gap 99 in addition to the effects of processing / assembly accuracy of each component and external force. Such deformation increases or decreases the size of the gap 99, and changes the transmission efficiency at which the rotary joint 75 transmits high frequency. For this reason, the fluctuation | variation of the transmission efficiency accompanying a temperature change can be suppressed by hold | maintaining the rotary joint 75 at fixed temperature with a cooling means.

ここで、旋回角センサ6−1は、土台に対して回転軸17を中心にOリング12が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置7に出力する。走行角センサ6−2は、第1筒部分91に対して回転軸93を中心に第2筒部分92が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置7に出力する。パン角センサ6−3は、中間体82に対してパン軸21を中心に治療用放射線照射装置16が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置7に出力する。チルト角センサ6−4は、照射装置支持体81に対してチルト軸22を中心に中間体82が回転する回転角を計測し、その回転角を制御装置7に出力する。伝送効率センサ6−5は、導波管8のうちの加速管64に近い部分(たとえば、固定導波管85の途中)に配置され、導波管8により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを計測し、導波管8が高周波を伝送する伝送効率を生成する。このような伝送効率センサ6−5は、周知であり、たとえば、方向性結合器を用いたものが例示される。
なお、加速管の共振度が一定と見做せる場合には、伝送効率センサ6−5は、導波管8により伝送される高周波の進行分の電力のみを計測することで、導波管8が高周波を伝送する伝送効率に相当する物理量の間接評価も可能である。
また、一般にフレキシブル導波管は、ロータリジョイントと比較して、状態に対する反射率の変化が小さく、また、可撓・伸縮範囲、即ち状態変化可能範囲が小さい。このため、フレキシブル導波管に使用条件における反射率の状態依存性が無視しえる場合には、計測対象はロータリジョイント部のみでも構わない。本実施例では以下はフレキシブル導波管部も状態を計測する場合で記載する。
Here, the turning angle sensor 6-1 measures the rotation angle at which the O-ring 12 rotates about the rotation shaft 17 with respect to the base, and outputs the rotation angle to the control device 7. The traveling angle sensor 6-2 measures a rotation angle at which the second cylinder portion 92 rotates about the rotation axis 93 with respect to the first cylinder portion 91, and outputs the rotation angle to the control device 7. The pan angle sensor 6-3 measures the rotation angle at which the therapeutic radiation irradiation device 16 rotates about the pan axis 21 with respect to the intermediate body 82, and outputs the rotation angle to the control device 7. The tilt angle sensor 6-4 measures a rotation angle at which the intermediate body 82 rotates about the tilt axis 22 with respect to the irradiation device support 81, and outputs the rotation angle to the control device 7. The transmission efficiency sensor 6-5 is disposed in a portion of the waveguide 8 close to the acceleration tube 64 (for example, in the middle of the fixed waveguide 85), and the electric power of the high frequency travel transmitted by the waveguide 8 is transmitted. And the reflected power are measured, and the transmission efficiency for the waveguide 8 to transmit a high frequency is generated. Such a transmission efficiency sensor 6-5 is well known, for example, a sensor using a directional coupler.
If the resonance degree of the accelerating tube can be considered to be constant, the transmission efficiency sensor 6-5 measures only the high-frequency progressing power transmitted by the waveguide 8, thereby the waveguide 8 Indirect evaluation of physical quantities corresponding to transmission efficiency for transmitting high frequencies is also possible.
In general, a flexible waveguide has a smaller change in reflectance with respect to a state than a rotary joint, and a flexible / expandable range, that is, a state changeable range is small. For this reason, if the flexible waveguide has negligible state dependency of the reflectance under the usage conditions, the measurement target may be only the rotary joint part. In the present embodiment, the following description will be made in the case where the state of the flexible waveguide portion is also measured.

図9は、制御装置7を示している。制御装置7は、コンピュータであり、図示されていないCPUと記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのCPUは、制御装置7にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのCPUに利用される情報を記録し、そのCPUにより生成される情報を記録する。その入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をそのCPUに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのCPUにより生成された情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、そのCPUにより生成された画面を表示するディスプレイが例示される。そのインターフェースは、制御装置7に接続される外部機器により生成される情報をそのCPUに出力し、そのCPUにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、クライストロン5とセンサ6とを含んでいる。   FIG. 9 shows the control device 7. The control device 7 is a computer, and includes a CPU, a storage device, an input device, an output device, and an interface (not shown). The CPU executes a computer program installed in the control device 7 to control the storage device, the input device, the output device, and the interface. The storage device records the computer program, records information used by the CPU, and records information generated by the CPU. The input device outputs information generated by being operated by the user to the CPU. Examples of the input device include a keyboard and a mouse. The output device outputs the information generated by the CPU so that the user can recognize it. Examples of the output device include a display that displays a screen generated by the CPU. The interface outputs information generated by an external device connected to the control device 7 to the CPU, and outputs information generated by the CPU to the external device. The external device includes a klystron 5 and a sensor 6.

制御装置7は、コンピュータプログラムである制御データベース101と状態収集部102と制御部103とを備えている。   The control device 7 includes a control database 101 that is a computer program, a state collection unit 102, and a control unit 103.

制御データベース101は、センサ6により計測される計測値とクライストロン5を制御する制御値との関係を示す制御テーブルを他のコンピュータプログラムにより検索可能に記憶装置に記録している。   The control database 101 records a control table indicating the relationship between the measurement value measured by the sensor 6 and the control value for controlling the klystron 5 in a storage device so as to be searchable by other computer programs.

状態収集部102は、センサ6により計測される計測値をセンサ6から収集する。すなわち、状態収集部102は、土台に対して回転軸17を中心にOリング12が回転する旋回角を旋回角センサ6−1から収集する。状態収集部102は、さらに、第1筒部分91に対して回転軸93を中心に第2筒部分92が回転する走行角を走行角センサ6−2から収集する。状態収集部102は、さらに、中間体82に対してパン軸21を中心に治療用放射線照射装置16が回転するパン角をパン角センサ6−3から収集する。状態収集部102は、さらに、照射装置支持体81に対してチルト軸22を中心に中間体82が回転するチルト角をチルト角センサ6−4から収集する。状態収集部102は、さらに、導波管8により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ6−5から収集する。   The state collection unit 102 collects measurement values measured by the sensor 6 from the sensor 6. That is, the state collection unit 102 collects the turning angle at which the O-ring 12 rotates about the rotation shaft 17 with respect to the base from the turning angle sensor 6-1. The state collection unit 102 further collects, from the travel angle sensor 6-2, the travel angle at which the second tube portion 92 rotates about the rotation shaft 93 with respect to the first tube portion 91. The state collection unit 102 further collects, from the pan angle sensor 6-3, the pan angle at which the therapeutic radiation irradiation device 16 rotates about the pan axis 21 with respect to the intermediate body 82. The state collection unit 102 further collects from the tilt angle sensor 6-4 the tilt angle at which the intermediate body 82 rotates about the tilt axis 22 with respect to the irradiation device support 81. The state collection unit 102 further collects the high frequency traveling power and the reflected power transmitted by the waveguide 8 from the transmission efficiency sensor 6-5.

制御部103は、制御データベース101により記録される制御テーブルを参照して、状態収集部102により収集された計測値に基づいてクライストロン5を制御する。   The control unit 103 refers to the control table recorded by the control database 101 and controls the klystron 5 based on the measurement values collected by the state collection unit 102.

図10は、制御データベース101により記録される制御テーブルを示している。その制御テーブル104は、旋回角105と走行角106とパン角107とチルト角108とを制御量109に対応付けている。すなわち、旋回角105のうちの任意の要素と走行角106のうちの任意の要素とパン角107のうちの任意の要素とチルト角108のうちの任意の要素との組み合わせは、制御量109のうちの1つの要素に対応している。旋回角105は、フレキシブル導波管74の形状を示し、土台に対して回転軸17を中心にOリング12が回転する回転角を示している。走行角106は、ロータリージョイント75の形状を示し、第1筒部分91に対して回転軸93を中心に第2筒部分92が回転する回転角を示している。パン角107は、フレキシブル導波管87の形状を示し、中間体82に対してパン軸21を中心に治療用放射線照射装置16が回転する回転角を示している。チルト角108は、フレキシブル導波管86の形状を示し、照射装置支持体81に対してチルト軸22を中心に中間体82が回転する回転角を示している。制御量109は、センサ6により旋回角と走行角とパン角とチルト角とが計測された時に、クライストロン5を制御するときに用いられる制御量を示し、発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流を示している。   FIG. 10 shows a control table recorded by the control database 101. In the control table 104, the turning angle 105, the traveling angle 106, the pan angle 107, and the tilt angle 108 are associated with the control amount 109. That is, a combination of an arbitrary element of the turning angle 105, an arbitrary element of the traveling angle 106, an arbitrary element of the pan angle 107, and an arbitrary element of the tilt angle 108 Corresponds to one of these elements. A swivel angle 105 indicates the shape of the flexible waveguide 74 and indicates a rotation angle at which the O-ring 12 rotates about the rotation axis 17 with respect to the base. The travel angle 106 indicates the shape of the rotary joint 75 and indicates the rotation angle at which the second cylinder portion 92 rotates about the rotation axis 93 with respect to the first cylinder portion 91. A pan angle 107 indicates the shape of the flexible waveguide 87 and indicates a rotation angle at which the therapeutic radiation irradiation device 16 rotates about the pan axis 21 with respect to the intermediate body 82. The tilt angle 108 indicates the shape of the flexible waveguide 86 and indicates the rotation angle at which the intermediate body 82 rotates about the tilt axis 22 with respect to the irradiation apparatus support 81. The control amount 109 indicates a control amount used when controlling the klystron 5 when the turning angle, the running angle, the pan angle, and the tilt angle are measured by the sensor 6, and the oscillation RF intensity, the klystron acceleration voltage, or the klystron current. Is shown.

このとき、制御部103は、制御テーブル104を参照して、状態収集部102により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出し、クライストロン5の発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン5を制御する。制御部103は、さらに、状態収集部102により収集される高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管64に所定の電力が供給されるように、発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。   At this time, the control unit 103 refers to the control table 104, calculates a control amount corresponding to the combination of the turning angle, the traveling angle, the pan angle, and the tilt angle collected by the state collection unit 102, and the klystron 5 The klystron 5 is controlled so that the oscillation RF intensity, the klystron acceleration voltage, or the klystron current respectively matches the oscillation RF intensity, the klystron acceleration voltage, or the klystron current indicated by the control amount. The control unit 103 further controls the oscillation RF intensity or the klystron so that predetermined power is supplied to the acceleration tube 64 based on the high-frequency traveling power and the reflected power collected by the state collecting unit 102. Feedback control of acceleration voltage or klystron current.

すなわち、制御テーブル104は、制御装置7が状態収集部102により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量に基づいてクライストロン5を制御するときに、加速管64に一定の電力が供給されるように、作成される。   That is, the control table 104 accelerates when the controller 7 controls the klystron 5 based on the control amount corresponding to the combination of the turning angle, the traveling angle, the pan angle, and the tilt angle collected by the state collection unit 102. It is created so that constant power is supplied to the tube 64.

放射線治療システム1を用いた放射線治療では、ユーザが、まず、放射線治療装置制御装置2を用いて治療計画を作成する。その治療計画は、患者43の患部に治療用放射線23を照射する照射角度と、その各照射角度から照射する治療用放射線23の線量および性状とを示している。放射線治療装置制御装置2は、追尾動作と照射動作とを繰り返して実行する。その追尾動作では、放射線治療装置制御装置2は、放射線治療装置3のイメージャシステムにより撮像された画像に基づいて患部位置を算出する。その患部位置算出は、患部と異なるランドマークの位置に基づくものでもよい。そのランドマークとしては、その患部と連動して運動する臓器、物体が例示される。その臓器としては、骨(肋骨)、横隔膜、膀胱が例示される。その物体は、イメージャシステムにより検出される材料から形成され、その患部と連動して運動するようにその患者の体内に埋め込まれる。その物体としては、金から形成される球である金マーカが例示される。放射線治療装置制御装置2は、治療用放射線23がその患部位置を透過するように、首振り機構15を用いて治療用放射線照射装置16を移動させる。その照射動作では、放射線治療装置制御装置2は、その追尾動作により治療用放射線照射装置16が移動した直後に治療用放射線照射装置16を用いて治療用放射線23をその患部に照射する。   In radiation therapy using the radiation therapy system 1, a user first creates a treatment plan using the radiation therapy apparatus control device 2. The treatment plan shows an irradiation angle at which the affected part of the patient 43 is irradiated with the therapeutic radiation 23 and a dose and a property of the therapeutic radiation 23 irradiated from each irradiation angle. The radiotherapy device control apparatus 2 repeatedly executes the tracking operation and the irradiation operation. In the tracking operation, the radiation therapy apparatus control device 2 calculates the affected part position based on the image captured by the imager system of the radiation therapy apparatus 3. The affected part position calculation may be based on the position of a landmark different from the affected part. Examples of the landmark include an organ and an object that move in conjunction with the affected part. Examples of the organ include bone (radius), diaphragm and bladder. The object is formed from the material detected by the imager system and is implanted in the patient's body to move in conjunction with the affected area. As the object, a gold marker which is a sphere formed from gold is exemplified. The radiotherapy device control apparatus 2 moves the therapeutic radiation irradiation device 16 using the swing mechanism 15 so that the therapeutic radiation 23 passes through the affected area. In the irradiation operation, the radiotherapy device control apparatus 2 irradiates the affected area with the therapeutic radiation 23 using the therapeutic radiation irradiation device 16 immediately after the therapeutic radiation irradiation device 16 is moved by the tracking operation.

制御装置7は、その照射動作と並行して動作する。制御装置7は、まず、土台に対して回転軸17を中心にOリング12が回転する旋回角を旋回角センサ6−1から収集する。制御装置7は、さらに、第1筒部分91に対して回転軸93を中心に第2筒部分92が回転する走行角を走行角センサ6−2から収集する。制御装置7は、さらに、中間体82に対してパン軸21を中心に治療用放射線照射装置16が回転するパン角をパン角センサ6−3から収集する。制御装置7は、さらに、照射装置支持体81に対してチルト軸22を中心に中間体82が回転するチルト角をチルト角センサ6−4から収集する。制御装置7は、さらに、導波管8により伝送される高周波の進行分の電力と反射分の電力とを伝送効率センサ6−5から収集する。   The control device 7 operates in parallel with the irradiation operation. First, the control device 7 collects the turning angle at which the O-ring 12 rotates about the rotation shaft 17 with respect to the base from the turning angle sensor 6-1. The control device 7 further collects a traveling angle at which the second cylinder portion 92 rotates about the rotation shaft 93 with respect to the first cylinder portion 91 from the traveling angle sensor 6-2. The control device 7 further collects, from the pan angle sensor 6-3, the pan angle at which the therapeutic radiation irradiation device 16 rotates about the pan axis 21 with respect to the intermediate body 82. The control device 7 further collects from the tilt angle sensor 6-4 the tilt angle at which the intermediate body 82 rotates about the tilt axis 22 with respect to the irradiation device support 81. The control device 7 further collects the power of the high frequency traveling and the power of reflection transmitted from the waveguide 8 from the transmission efficiency sensor 6-5.

制御装置7は、制御テーブル104を参照して、センサ6により計測された旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出する。制御装置7は、クライストロン5の発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン5を制御する。制御装置7は、さらに、伝送効率センサ6−5により計測された高周波の進行分の電力と反射分の電力とに基づいて、加速管64に所定の電力が供給されるように、発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流をフィードバック制御する。制御装置7は、このような動作を定期的に繰り返し実行する。   The control device 7 refers to the control table 104 and calculates a control amount corresponding to the combination of the turning angle, the traveling angle, the pan angle, and the tilt angle measured by the sensor 6. The control device 7 controls the klystron 5 such that the oscillation RF intensity, the klystron acceleration voltage, or the klystron current of the klystron 5 matches the oscillation RF intensity, the klystron acceleration voltage, or the klystron current indicated by the control amount. Further, the control device 7 oscillates RF intensity so that predetermined power is supplied to the acceleration tube 64 based on the high frequency power and the reflected power measured by the transmission efficiency sensor 6-5. Alternatively, the klystron acceleration voltage or the klystron current is feedback controlled. The control device 7 periodically repeats such an operation.

導波管8は、一般に、高周波を伝送することにより発熱して変形し、その高周波を伝送する伝送効率が変動する。特に、ロータリージョイント75は、その変形により隙間99の大きさが増減し、固定導波管71、72、73、84、85に比較して、その伝送効率がより大きく変動する。また、周辺温度の変化によっても導波管8は変形を生じる。本発明による放射線治療システム1は、ロータリージョイント75と固定導波管72、73とを冷却することにより、導波管8(特に、ロータリージョイント75)の温度の変動を低減し、その変形を低減させて、その伝送効率の変動を低減させることができる。その結果、本発明による放射線治療システム1は、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を低減することができ、治療用放射線23の線量をより高精度に制御することができる。   In general, the waveguide 8 generates heat and deforms by transmitting a high frequency, and the transmission efficiency for transmitting the high frequency varies. In particular, the size of the gap 99 increases or decreases in the rotary joint 75 due to the deformation thereof, and the transmission efficiency varies more greatly than the fixed waveguides 71, 72, 73, 84, and 85. Further, the waveguide 8 is also deformed by a change in ambient temperature. The radiation therapy system 1 according to the present invention cools the rotary joint 75 and the fixed waveguides 72 and 73 to reduce the temperature fluctuation of the waveguide 8 (particularly, the rotary joint 75) and reduce its deformation. Thus, fluctuations in the transmission efficiency can be reduced. As a result, the radiotherapy system 1 according to the present invention can reduce fluctuations in the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23 and can control the dose of the therapeutic radiation 23 with higher accuracy.

なお、ロータリージョイント75は、水冷管95、96、97から選択されるいくつかの水冷管だけを備えることもできる。このときも、本発明による放射線治療システム1は、同様にして、ロータリージョイント75の温度の変動を低減し、その変形を低減させて、その伝送効率の変動を低減させることができる。本発明による放射線治療システム1は、さらに、他の水冷管を備えることもできる。その水冷管は、固定導波管71、72、73、84、85とフレキシブル導波管74、86、87とから選択されるいくつかの導波管に熱伝導可能に接触している。このとき、本発明による放射線治療システム1は、さらに、導波管8の温度の変動をより低減し、導波管8の変形をより低減させて、導波管8の伝送効率の変動をより低減させることができる。   Note that the rotary joint 75 may include only some water cooling tubes selected from the water cooling tubes 95, 96, and 97. At this time as well, the radiotherapy system 1 according to the present invention can similarly reduce the variation in the temperature of the rotary joint 75, reduce its deformation, and reduce the variation in its transmission efficiency. The radiotherapy system 1 according to the present invention can further include other water-cooled tubes. The water-cooled tube is in thermal contact with several waveguides selected from the fixed waveguides 71, 72, 73, 84, 85 and the flexible waveguides 74, 86, 87. At this time, the radiotherapy system 1 according to the present invention further reduces the fluctuation of the temperature of the waveguide 8 and further reduces the deformation of the waveguide 8 to further reduce the fluctuation of the transmission efficiency of the waveguide 8. Can be reduced.

図11は、ロータリージョイント75の第1筒部分91に対する第2筒部分92の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その関係111は、任意の整数nを用いて、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ+2πnに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´(θ´≠θ+2πn)に対応する伝送効率と異なる場合があることを示している。すなわち、関係111は、ロータリージョイント75の第1筒部分91と第2筒部分92とが回転することにより、伝送効率が変化することを示している。また、本変動量の絶対値は逆位相でも同一とは限らず、一般にΔaとΔbは異なる。このような伝送効率の変化は、理論的に起こり得ないが、構成要素の機械的精度及び組立精度のため、その回転によりロータリージョイント75の一部(たとえば、第1筒部分91と第2筒部分92との隙間の程度)が変化すること、両筒部分の間の結合係数が変化すること等により発生する。なお、前述のように当該変化はロータリージョイント75の温度変化により更に増加する。   FIG. 11 shows the relationship between the rotation angle of the second cylinder portion 92 relative to the first cylinder portion 91 of the rotary joint 75 and the high-frequency transmission efficiency. The relation 111 indicates that the transmission efficiency corresponding to the rotation angle θ is equal to the transmission efficiency corresponding to the rotation angle θ + 2πn using an arbitrary integer n, and other different rotation angles θ ′ (θ ′ ≠ θ + 2πn). It is shown that the transmission efficiency may differ from that in FIG. That is, the relationship 111 indicates that the transmission efficiency changes as the first cylinder portion 91 and the second cylinder portion 92 of the rotary joint 75 rotate. Further, the absolute value of the fluctuation amount is not necessarily the same even in the opposite phase, and generally Δa and Δb are different. Although such a change in transmission efficiency cannot theoretically occur, a part of the rotary joint 75 (for example, the first cylinder portion 91 and the second cylinder) is rotated by the rotation due to the mechanical accuracy and assembly accuracy of the components. This is caused by a change in the degree of the clearance between the portion 92 and the coupling coefficient between the two cylindrical portions. As described above, this change further increases due to the temperature change of the rotary joint 75.

なお、フレキシブル導波管74、86、87に関してもロータリージョイント75と同様にして、その変形に伴って伝送効率が変化する。すなわち、フレキシブル導波管74は、土台に対して回転軸17を中心にOリング12が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、その旋回角に対応している。フレキシブル導波管86は、照射装置支持体81に対してチルト軸22を中心に中間体82が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、そのチルト角に対応している。フレキシブル導波管87は、中間体82に対してパン軸21を中心に治療用放射線照射装置16が回転することにより伝送効率が変化し、その伝送効率は、そのパン角に対応している。   Note that the flexible waveguides 74, 86, and 87 also change the transmission efficiency in accordance with the deformation in the same manner as the rotary joint 75. That is, the transmission efficiency of the flexible waveguide 74 changes as the O-ring 12 rotates about the rotation axis 17 with respect to the base, and the transmission efficiency corresponds to the turning angle. The transmission efficiency of the flexible waveguide 86 changes as the intermediate body 82 rotates about the tilt axis 22 with respect to the irradiation device support 81, and the transmission efficiency corresponds to the tilt angle. The flexible waveguide 87 changes its transmission efficiency as the therapeutic radiation irradiation device 16 rotates about the pan axis 21 with respect to the intermediate body 82, and the transmission efficiency corresponds to the pan angle.

図12は、導波管8がサーキュレータ77を備えていないときのロータリージョイント75の第1筒部分91に対する第2筒部分92の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その伝送効率は、導波管8のうちの自由導波管(フレキシブル導波管74、86、87、ロータリージョイント75)より加速管64に近い部分(たとえば、固定導波管85の途中)で計測される。その関係121は、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ+2πnに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´(θ´≠θ+2πn)に対応する伝送効率と異なる場合があることを示している。すなわち、関係121は、ロータリージョイント75の第1筒部分91と第2筒部分92とが回転することにより、伝送効率が変化することを示している。このような伝送効率の変化は、理論的に起こり得ないが、構成要素の機械的精度及び組立精度のため、その回転により、ロータリージョイント75の一部(たとえば、第1筒部分91と第2筒部分92との隙間の程度)が変化すること、両筒部分の間の結合係数が変化すること等により発生する。   FIG. 12 shows the relationship between the rotation angle of the second cylindrical portion 92 relative to the first cylindrical portion 91 of the rotary joint 75 and the high-frequency transmission efficiency when the waveguide 8 does not include the circulator 77. The transmission efficiency of the waveguide 8 is a portion closer to the acceleration tube 64 than the free waveguide (flexible waveguides 74, 86, 87, rotary joint 75) (for example, in the middle of the fixed waveguide 85). It is measured. The relationship 121 indicates that the transmission efficiency corresponding to the rotation angle θ is equal to the transmission efficiency corresponding to the rotation angle θ + 2πn, and is different from the transmission efficiency corresponding to another different rotation angle θ ′ (θ ′ ≠ θ + 2πn). It shows that there is. That is, the relationship 121 indicates that the transmission efficiency changes as the first cylinder portion 91 and the second cylinder portion 92 of the rotary joint 75 rotate. Such a change in transmission efficiency cannot theoretically occur. However, due to the mechanical accuracy and assembly accuracy of the components, a part of the rotary joint 75 (for example, the first tube portion 91 and the second tube portion) is rotated by the rotation. This occurs due to a change in the degree of clearance between the cylinder portion 92 and the coupling coefficient between the cylinder portions.

図12は、さらに、導波管8がサーキュレータ77を備えているときのロータリージョイント75の第1筒部分91に対する第2筒部分92の回転角と高周波の伝送効率との関係を示している。その関係122は、回転角度θに対応する伝送効率が、回転角度θ+2πnに対応する伝送効率に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´(θ´≠θ+2πn)に対応する伝送効率と異なる場合があることを示し、さらに、伝送効率の変動の大きさが関係121により示される伝送効率の大きさより小さいことを示している。すなわち、図12は、導波管8がサーキュレータ77を備えることにより、導波管8により伝送される高周波の伝送効率の変動の大きさを低減することができることを示している。本来ならロータリージョイント75の温度変化による伝送効率の変動に対する補正も更に加えることも要するが、本発明ではロータリージョイント75に冷却手段を具備することにより当該変化の影響を抑制しているため、より簡単且つ安定して変動の大きさを低減できることになる。   FIG. 12 further shows the relationship between the rotation angle of the second cylindrical portion 92 relative to the first cylindrical portion 91 of the rotary joint 75 and the high-frequency transmission efficiency when the waveguide 8 includes the circulator 77. The relationship 122 indicates that the transmission efficiency corresponding to the rotation angle θ is equal to the transmission efficiency corresponding to the rotation angle θ + 2πn, and is different from the transmission efficiency corresponding to another different rotation angle θ ′ (θ ′ ≠ θ + 2πn). Further, it is shown that the magnitude of the fluctuation in transmission efficiency is smaller than the magnitude of the transmission efficiency indicated by the relation 121. That is, FIG. 12 shows that the waveguide 8 includes the circulator 77, so that the magnitude of fluctuations in high-frequency transmission efficiency transmitted by the waveguide 8 can be reduced. Originally, it is also necessary to further correct the transmission efficiency variation due to the temperature change of the rotary joint 75. However, in the present invention, the influence of the change is suppressed by providing the rotary joint 75 with the cooling means, so it is simpler. In addition, the magnitude of fluctuation can be reduced stably.

図13は、制御装置7がセンサ6の計測値に基づいてクライストロン5を制御しないときのロータリージョイント75の回転角とクライストロン5から出力される高周波の電力との関係を示している。その関係112は、その高周波の電力がその回転角に独立であることを示し、その高周波の電力が一定であることを示している。図13は、さらに、フレキシブル導波管74、86、87が変形しない場合で制御装置7がセンサ6の計測値に基づいてクライストロン5を制御するときのロータリージョイント75の回転角とクライストロン5から出力される高周波の電力との関係を示している。その関係113は、その高周波の電力がその回転角に対応していることを示し、回転角度θに対応する高周波の電力が、回転角度θ+2πnに対応する高周波の電力に等しいことを示している。すなわち、制御装置7は、その高周波の電力がその回転角に対応し、回転角度θに対応する高周波の電力が回転角度θ+2πnに対応するように、クライストロン5を制御する。   FIG. 13 shows the relationship between the rotation angle of the rotary joint 75 and the high-frequency power output from the klystron 5 when the control device 7 does not control the klystron 5 based on the measurement value of the sensor 6. The relationship 112 indicates that the high-frequency power is independent of the rotation angle, and indicates that the high-frequency power is constant. FIG. 13 further shows the rotation angle of the rotary joint 75 and the output from the klystron 5 when the control device 7 controls the klystron 5 based on the measurement value of the sensor 6 when the flexible waveguides 74, 86 and 87 are not deformed. It shows the relationship with the high frequency power. The relationship 113 indicates that the high-frequency power corresponds to the rotation angle, and that the high-frequency power corresponding to the rotation angle θ is equal to the high-frequency power corresponding to the rotation angle θ + 2πn. That is, the control device 7 controls the klystron 5 so that the high frequency power corresponds to the rotation angle and the high frequency power corresponding to the rotation angle θ corresponds to the rotation angle θ + 2πn.

図14は、クライストロン5が関係112に示されるように高周波を出力するときのロータリージョイント75の回転角と加速管64に入力される電力との関係を示している。その関係114は、回転角度θに対応する電力が回転角度θ+2πnに対応する電力に等しいことを示し、異なる他の回転角度θ´(θ´≠θ+2πn)に対応する電力と異なる場合があることを示している。図12は、さらに、クライストロン5が関係113に示されるように高周波を出力するときのロータリージョイント75の回転角と加速管64に入力される電力との関係を示している。その関係115は、その電力がその回転角に独立であることを示し、その電力が一定であることを示している。   FIG. 14 shows the relationship between the rotation angle of the rotary joint 75 and the power input to the acceleration tube 64 when the klystron 5 outputs a high frequency as shown in the relationship 112. The relationship 114 indicates that the power corresponding to the rotation angle θ is equal to the power corresponding to the rotation angle θ + 2πn, and may be different from the power corresponding to another different rotation angle θ ′ (θ ′ ≠ θ + 2πn). Show. FIG. 12 further shows the relationship between the rotation angle of the rotary joint 75 and the power input to the acceleration tube 64 when the klystron 5 outputs a high frequency as shown in the relationship 113. The relationship 115 indicates that the power is independent of the rotation angle, and indicates that the power is constant.

本発明による放射線治療システム1は、さらに、加速管64がクライストロン5に対して移動する場合であっても、電力の変動が小さい高周波を加速管64に供給することができ、加速管64により生成される電子ビーム57のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を小さくすることができる。すなわち、制御装置7の動作は、治療用放射線照射装置16が移動することによる伝送効率の変動が、導波管8(特に、ロータリージョイント75)の温度の変動による伝送効率の変動より大きいときに、より必要であり、伝送効率の変動をより低減することに有用である。その結果、本発明による放射線治療システム1は、治療用放射線23の線量をより高精度に制御することができる。   Further, the radiotherapy system 1 according to the present invention can supply a high frequency with small fluctuations in power to the acceleration tube 64 even when the acceleration tube 64 moves relative to the klystron 5. The fluctuation of the energy of the electron beam 57 can be reduced, and the fluctuation of the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23 can be reduced. That is, the operation of the control device 7 is performed when the variation in transmission efficiency due to the movement of the therapeutic radiation irradiation device 16 is greater than the variation in transmission efficiency due to the variation in the temperature of the waveguide 8 (particularly, the rotary joint 75). Therefore, it is more necessary and useful for reducing fluctuations in transmission efficiency. As a result, the radiotherapy system 1 according to the present invention can control the dose of the therapeutic radiation 23 with higher accuracy.

本発明による放射線治療システムの実施の他の形態は、既述の実施の形態における制御部103が他の制御部に置換されている。その制御部は、制御テーブル104を参照して、状態収集部102により収集される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出し、クライストロン5の発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン5を制御する。   In another embodiment of the radiotherapy system according to the present invention, the control unit 103 in the above-described embodiment is replaced with another control unit. The control unit calculates a control amount corresponding to the combination of the turning angle, the traveling angle, the pan angle, and the tilt angle collected by the state collection unit 102 with reference to the control table 104, and the oscillation RF intensity of the klystron 5. Alternatively, the klystron 5 is controlled so that the klystron acceleration voltage or the klystron current matches the oscillation RF intensity or the klystron acceleration voltage or the klystron current indicated by the control amount.

このとき、制御装置7の動作は、治療用放射線照射装置16が移動することによる伝送効率の変動が、導波管8(特に、ロータリージョイント75)の温度の変動による伝送効率の変動より大きいときに、導波管8の伝送効率の変動をより低減することに有用である。このような放射線治療システムは、放射線治療システム1と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管64に供給することができ、加速管64により生成される電子ビーム57のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を小さくすることができる。このような放射線治療システムは、さらに、伝送効率センサ6−5を備える必要がなく、より安価に製造することができる。   At this time, the operation of the control device 7 is when the variation in transmission efficiency due to the movement of the therapeutic radiation irradiation device 16 is greater than the variation in transmission efficiency due to the variation in the temperature of the waveguide 8 (particularly the rotary joint 75). Furthermore, it is useful for further reducing fluctuations in the transmission efficiency of the waveguide 8. Similar to the radiotherapy system 1, such a radiotherapy system can supply a high frequency with small power fluctuations to the accelerating tube 64, and the fluctuation in energy of the electron beam 57 generated by the accelerating tube 64 can be reduced. And the fluctuation of the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23 can be reduced. Such a radiotherapy system does not need to include the transmission efficiency sensor 6-5, and can be manufactured at a lower cost.

本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における状態収集部102が他の状態収集部に置換され、制御部103が他の制御部に置換されている。その状態収集部は、放射線治療装置制御装置2から旋回駆動装置11と走行駆動装置とパン軸駆動装置とチルト軸駆動装置とに伝達される状態制御信号を放射線治療装置制御装置2から収集し、その制御信号に基づいて導波管8の状態を算出する。すなわち、その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、土台に対して回転軸17を中心にOリング12が回転する旋回角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、第1筒部分91に対して回転軸93を中心に第2筒部分92が回転する走行角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、中間体82に対してパン軸21を中心に治療用放射線照射装置16が回転するパン角を算出する。その状態収集部は、その状態制御信号に基づいて、さらに、照射装置支持体81に対してチルト軸22を中心に中間体82が回転するチルト角を算出する。その制御部は、制御テーブル104を参照して、状態収集部102により算出される旋回角と走行角とパン角とチルト角との組み合わせに対応する制御量を算出し、クライストロン5の発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流がその制御量が示す発振RF強度またはクライストロン加速電圧またはクライストロン電流にそれぞれ一致するように、クライストロン5を制御する。   In still another embodiment of the radiotherapy system according to the present invention, the state collection unit 102 in the above-described embodiment is replaced with another state collection unit, and the control unit 103 is replaced with another control unit. The state collection unit collects state control signals transmitted from the radiotherapy apparatus control apparatus 2 to the turning drive apparatus 11, the travel drive apparatus, the pan axis drive apparatus, and the tilt axis drive apparatus from the radiotherapy apparatus control apparatus 2, Based on the control signal, the state of the waveguide 8 is calculated. That is, the state collection unit calculates a turning angle at which the O-ring 12 rotates about the rotation shaft 17 with respect to the base based on the state control signal. Based on the state control signal, the state collection unit further calculates a running angle at which the second cylinder portion 92 rotates about the rotation shaft 93 with respect to the first cylinder portion 91. The state collection unit further calculates a pan angle at which the therapeutic radiation irradiation device 16 rotates about the pan axis 21 with respect to the intermediate body 82 based on the state control signal. The state collection unit further calculates a tilt angle at which the intermediate body 82 rotates about the tilt axis 22 with respect to the irradiation apparatus support 81 based on the state control signal. The control unit refers to the control table 104, calculates a control amount corresponding to the combination of the turning angle, the traveling angle, the pan angle, and the tilt angle calculated by the state collection unit 102, and oscillates the RF intensity of the klystron 5. Alternatively, the klystron 5 is controlled so that the klystron acceleration voltage or the klystron current matches the oscillation RF intensity or the klystron acceleration voltage or the klystron current indicated by the control amount.

このとき、制御装置7の動作は、治療用放射線照射装置16が移動することによる伝送効率の変動が、導波管8(特に、ロータリージョイント75)の温度の変動による伝送効率の変動より大きいときに、より必要であり、導波管8の伝送効率の変動をより低減することに有用である。このような放射線治療システムは、放射線治療システム1と同様にして、電力の変動が小さい高周波を加速管64に供給することができ、加速管64により生成される電子ビーム57のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を小さくすることができる。このような放射線治療システムは、さらに、旋回角センサ6−1と走行角センサ6−2とパン角センサ6−3とチルト角センサ6−4と伝送効率センサ6−5とを備える必要がなく、より安価に製造することができる。   At this time, the operation of the control device 7 is when the variation in transmission efficiency due to the movement of the therapeutic radiation irradiation device 16 is greater than the variation in transmission efficiency due to the variation in the temperature of the waveguide 8 (particularly the rotary joint 75). This is more necessary, and is useful for further reducing fluctuations in the transmission efficiency of the waveguide 8. Similar to the radiotherapy system 1, such a radiotherapy system can supply a high frequency with small power fluctuations to the accelerating tube 64, and the fluctuation in energy of the electron beam 57 generated by the accelerating tube 64 can be reduced. And the fluctuation of the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23 can be reduced. Such a radiation therapy system does not need to further include a turning angle sensor 6-1, a traveling angle sensor 6-2, a pan angle sensor 6-3, a tilt angle sensor 6-4, and a transmission efficiency sensor 6-5. Can be manufactured at a lower cost.

なお、クライストロン5は、他の高周波源に置換することができる。その高周波源としては、マグネトロン、多極管が例示される。そのマグネトロンは、マグネトロン電流が制御されて所定の電力の高周波を生成する。このとき、制御装置7は、そのマグネトロン電流を制御することにより、電子ビーム57のエネルギーの変動を低減し、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を低減することができる。その多極管は、発振RF強度または多極管加速電圧または多極管電流が制御されて所定の電力の高周波を生成する。このとき、制御装置7は、発振RF強度または多極管加速電圧または多極管電流を制御することにより、電子ビーム57のエネルギーの変動を低減し、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を低減することができる。   The klystron 5 can be replaced with another high-frequency source. Examples of the high frequency source include a magnetron and a multipolar tube. The magnetron generates a high frequency with a predetermined power by controlling a magnetron current. At this time, the control device 7 can reduce the fluctuation of the energy of the electron beam 57 and the fluctuation of the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23 by controlling the magnetron current. In the multipolar tube, the oscillation RF intensity, the multipolar tube acceleration voltage, or the multipolar tube current is controlled to generate a high frequency of a predetermined power. At this time, the control device 7 controls the oscillation RF intensity, the multipolar tube acceleration voltage, or the multipolar tube current, thereby reducing the fluctuation of the energy of the electron beam 57 and the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23. Variations can be reduced.

なお、制御テーブル104は、導波管8による導波路の形状と異なる他の状態の集合を制御量109にさらに対応付けることができる。その状態としては、導波管8の各部分の温度が例示される。このとき、制御装置7は、その導波路の形状とその状態に基づいてクライストロン5を制御することにより、放射線治療システム1より増して、電力の変動が小さい高周波を加速管64に供給することができ、加速管64により生成される電子ビーム57のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を小さくすることができる。   The control table 104 can further associate a set of other states different from the shape of the waveguide by the waveguide 8 with the control amount 109. As the state, the temperature of each part of the waveguide 8 is exemplified. At this time, the control device 7 can control the klystron 5 based on the shape of the waveguide and its state to supply the acceleration tube 64 with a high frequency with less fluctuation in power than the radiation treatment system 1. The fluctuation of the energy of the electron beam 57 generated by the acceleration tube 64 can be reduced, and the fluctuation of the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23 can be reduced.

なお、制御テーブル104は、フレキシブル導波管74、86、87の変形に独立して、ロータリージョイント75の回転角の集合だけを制御量109にさらに対応付けることができる。フレキシブル導波管は、一般に、ロータリージョイントに比較して、変形による伝送効率の変動が十分に小さい。このため、制御装置7は、その導波路の形状に基づいてクライストロン5を制御することにより、放射線治療システム1に比較して性能が少し劣るが、電力の変動が小さい高周波を加速管64に供給することができ、加速管64により生成される電子ビーム57のエネルギーの変動を小さくすることができ、治療用放射線23のエネルギー(エネルギー分布)の変動を小さくすることができる。   Note that the control table 104 can further associate only the set of rotation angles of the rotary joint 75 with the control amount 109 independently of the deformation of the flexible waveguides 74, 86, and 87. In general, a flexible waveguide has a sufficiently small variation in transmission efficiency due to deformation compared to a rotary joint. For this reason, the control device 7 controls the klystron 5 on the basis of the shape of the waveguide, so that the performance is slightly inferior to that of the radiotherapy system 1, but a high frequency with small fluctuations in power is supplied to the acceleration tube 64. The fluctuation of the energy of the electron beam 57 generated by the acceleration tube 64 can be reduced, and the fluctuation of the energy (energy distribution) of the therapeutic radiation 23 can be reduced.

本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における制御装置7を備えていない。このような放射線治療システムは、治療用放射線照射装置16が移動することによる伝送効率の変動が十分に小さく、導波管8を冷却することにより伝送効率の変動の程度が十分に低減されるときに、好適である。   Still another embodiment of the radiotherapy system according to the present invention does not include the control device 7 in the above-described embodiment. In such a radiation therapy system, the fluctuation in transmission efficiency due to movement of the therapeutic radiation irradiation device 16 is sufficiently small, and the degree of fluctuation in transmission efficiency is sufficiently reduced by cooling the waveguide 8. It is preferable.

なお、サーキュレータ77は、導波管8をクライストロン5から加速管64に向かって進行する高周波進行分に比較して導波路を加速管64からクライストロン5に向かって進行する高周波反射分を減衰させる他の非可逆回路素子に置換することができる。その非可逆回路素子としては、アイソレータが例示される。そのアイソレータは、サーキュレータと同様にして、伝送効率の変動の程度を低減することができる。サーキュレータは、そのアイソレータに比較して熱除去能力が大きいために、本発明による放射線治療システム1に適用されることがアイソレータより好ましい。   The circulator 77 attenuates the high-frequency reflection that travels the waveguide 8 from the acceleration tube 64 toward the klystron 5 as compared to the high-frequency travel that travels the waveguide 8 from the klystron 5 toward the acceleration tube 64. The nonreciprocal circuit element can be replaced. As the non-reciprocal circuit element, an isolator is exemplified. The isolator can reduce the degree of fluctuation in transmission efficiency in the same manner as the circulator. Since the circulator has a larger heat removal capability than that of the isolator, it is preferable to apply the circulator to the radiotherapy system 1 according to the present invention.

ロータリージョイント75は、放射線治療システム1と異なる装置に適用することもできる。その装置としては、放射光を放射する放射光設備、非破壊検査装置、滅菌装置、半導体基板や液晶基板等の基板の表面をプラズマで処理するプラズマ処理装置が例示される。   The rotary joint 75 can also be applied to an apparatus different from the radiation therapy system 1. Examples of the apparatus include a synchrotron radiation facility that emits synchrotron radiation, a nondestructive inspection apparatus, a sterilization apparatus, and a plasma processing apparatus that processes the surface of a substrate such as a semiconductor substrate or a liquid crystal substrate with plasma.

図1は、本発明による放射線治療システムの実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a radiation therapy system according to the present invention. 図2は、放射線治療装置を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the radiation therapy apparatus. 図3は、治療用放射線照射装置を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a therapeutic radiation irradiation apparatus. 図4は、導波管を示す側面図であるFIG. 4 is a side view showing the waveguide. 図5は、導波管を示す正面図であるFIG. 5 is a front view showing the waveguide. 図6は、首振り機構を示し、導波管を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a swing mechanism and a waveguide. 図7は、ロータリージョイントを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing the rotary joint. 図8は、ロータリージョイントを示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the rotary joint. 図9は、制御装置を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating the control device. 図10は、制御テーブルを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a control table. 図11は、ロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the rotary joint and high-frequency transmission efficiency. 図12は、導波管がサーキュレータを備えていないときのロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示し、導波管がサーキュレータを備えているときのロータリージョイントの回転角と高周波の伝送効率との関係を示すグラフである。FIG. 12 shows the relationship between the rotation angle of the rotary joint and the high-frequency transmission efficiency when the waveguide does not include a circulator, and the rotation angle and high-frequency of the rotary joint when the waveguide includes a circulator. It is a graph which shows the relationship with transmission efficiency. 図13は、ロータリージョイントの回転角とクライストロンから出力される高周波の電力との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the rotary joint and the high-frequency power output from the klystron. 図14は、ロータリージョイントの回転角と加速管に入力される電力との関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the rotary joint and the electric power input to the acceleration tube.

符号の説明Explanation of symbols

1 :放射線治療システム
2 :放射線治療装置制御装置
3 :放射線治療装置
5 :クライストロン
6 :センサ
6−1:旋回角センサ
6−2:走行角センサ
6−3:パン角センサ
6−4:チルト角センサ
6−5:伝送効率センサ
7 :制御装置
8 :導波管
11:旋回駆動装置
12:Oリング
14:走行ガントリ
15:首振り機構
16:治療用放射線照射装置
17:回転軸
18:回転軸
19:アイソセンタ
21:パン軸
22:チルト軸
23:治療用放射線
24:診断用X線源
25:診断用X線源
31:センサアレイ
32:センサアレイ
33:センサアレイ
35:診断用X線
36:診断用X線
41:カウチ
42:カウチ駆動装置
43:患者
51:電子ビーム加速装置
52:X線ターゲット
53:1次コリメータ
54:フラットニングフィルタ
55:2次コリメータ
56:マルチリーフコリメータ
57:電子ビーム
58:が内部に有する点である仮想的点線源
59:放射線
60:放射線
61:線量計
63:電子線発生部
64:加速管
66:カソード
67:グリッド
68:複数の電極
69:グリッド電源
70:カソード電源
71:固定導波管
72:固定導波管
73:固定導波管
74:フレキシブル導波管
75:ロータリージョイント
76:回転台
77:サーキュレータ
81:照射装置支持体
82:中間体
84:固定導波管
85:固定導波管
86:フレキシブル導波管
87:フレキシブル導波管
91:第1筒部分
92:第2筒部分
93:回転軸
95:水冷管
96:水冷管
97:水冷管
99:隙間
101:制御データベース
102:状態収集部
103:制御部
104:制御テーブル
105:旋回角
106:走行角
107:パン角
108:チルト角
109:制御量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Radiation therapy system 2: Radiation therapy apparatus control apparatus 3: Radiation therapy apparatus 5: Klystron 6: Sensor 6-1: Turning angle sensor 6-2: Running angle sensor 6-3: Pan angle sensor 6-4: Tilt angle Sensor 6-5: Transmission efficiency sensor 7: Control device 8: Waveguide 11: Turning drive device 12: O-ring 14: Traveling gantry 15: Swing mechanism 16: Radiation irradiation device for treatment 17: Rotating shaft 18: Rotating shaft 19: Isocenter 21: Pan axis 22: Tilt axis 23: Radiation for treatment 24: X-ray source for diagnosis 25: X-ray source for diagnosis 31: Sensor array 32: Sensor array 33: Sensor array 35: X-ray for diagnosis 36: Diagnostic X-ray 41: Couch 42: Couch drive device 43: Patient 51: Electron beam accelerator 52: X-ray target 53: Primary collimator 54: Flat Toning filter 55: Secondary collimator 56: Multi-leaf collimator 57: Electron beam 58: Virtual point source which is a point in the inside 59: Radiation 60: Radiation 61: Dosimeter 63: Electron beam generator 64: Acceleration tube 66 : Cathode 67: Grid 68: Multiple electrodes 69: Grid power supply 70: Cathode power supply 71: Fixed waveguide 72: Fixed waveguide 73: Fixed waveguide 74: Flexible waveguide 75: Rotary joint 76: Turntable 77: Circulator 81: Irradiation device support 82: Intermediate 84: Fixed waveguide 85: Fixed waveguide 86: Flexible waveguide 87: Flexible waveguide 91: First tube portion 92: Second tube portion 93 : Rotary shaft 95: Water-cooled tube 96: Water-cooled tube 97: Water-cooled tube 99: Clearance 101: Control database 102: Status collection unit 1 03: Control unit 104: Control table 105: Turning angle 106: Traveling angle 107: Pan angle 108: Tilt angle 109: Control amount

Claims (6)

高周波源から加速管に高周波を伝送する導波路を形成する導波管と、
前記導波管を冷却する冷却器とを具備し、
前記加速管は、前記高周波を用いて治療用放射線を生成するための荷電粒子を加速する
放射線治療システム。
A waveguide forming a waveguide for transmitting a high frequency from a high frequency source to an acceleration tube;
A cooler for cooling the waveguide,
The acceleration tube accelerates charged particles for generating therapeutic radiation using the high frequency.
請求項1において、
前記導波管は、一端に対して他端が回転可能であるロータリージョイントを含み、
前記冷却器は、前記ロータリージョイントを冷却する
放射線治療システム。
In claim 1,
The waveguide includes a rotary joint whose other end is rotatable with respect to one end;
The cooler is a radiotherapy system that cools the rotary joint.
請求項2において、
前記導波管は、前記ロータリージョイントに隣接する固定導波管を更に含み、
前記冷却器は、前記固定導波管を更に冷却する
放射線治療システム。
In claim 2,
The waveguide further includes a fixed waveguide adjacent to the rotary joint;
The cooler further cools the fixed waveguide.
請求項2または請求項3のいずれかにおいて、
前記導波路のうちの前記ロータリージョイントと前記加速管との間に介設される非可逆回路素子
を更に具備する放射線治療システム。
In either claim 2 or claim 3,
The radiotherapy system which further comprises the nonreciprocal circuit element interposed between the said rotary joint of the said waveguide, and the said acceleration tube.
請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、
前記導波路の状態を出力する装置と、
前記高周波を用いて前記加速管に所定電力が供給されるように、前記状態に基づいて前記高周波源を制御する制御装置
とを更に具備する放射線治療システム。
In any one of Claims 1-4,
A device for outputting the state of the waveguide;
A radiotherapy system further comprising: a control device that controls the high-frequency source based on the state so that predetermined power is supplied to the acceleration tube using the high-frequency.
高周波を伝送する導波路を形成し、前記導波路の一端に対して前記導波路の他端が回転可能であるロータリージョイント本体と、
前記ロータリージョイント本体を冷却する冷却器
とを具備するロータリージョイント。
Forming a waveguide for transmitting a high frequency, and a rotary joint body in which the other end of the waveguide is rotatable with respect to one end of the waveguide;
A rotary joint comprising: a cooler for cooling the rotary joint body.
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