JP2012000131A - Data collection device, corpuscular beam treatment apparatus, and data collection method - Google Patents

Data collection device, corpuscular beam treatment apparatus, and data collection method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To speed up the collection or operational processing of the beam data from a multichannel type monitor.SOLUTION: This data collection device includes a multiplexer 13 for selecting one of a plurality of the channel data based on the analogue signals from a multichannel type sensor device 22, an A/D converter 14 for converting the channel data selected by the multiplexer 13 to A/D conversion data, a channel selection circuit 16 for controlling the multiplexer 13 and the A/D converter 14, and a data collecting operational circuit 17 for operating the state of charged corpuscular beam 1 on the basis of a plurality of the A/D conversion data. The channel selection circuit 16 has a channel setting register 18 for storing the data of the selection channel outputted to the data collecting operational circuit 17 of a plurality of the detection channels of the multichannel type sensor device 22 to successively output the A/D conversion data of the selection channel to the data collecting operational circuit 17 on the basis of the data of the selection channel.

Description

本発明は、医療用や研究用に用いられる粒子線治療装置に関し、特にスポットスキャニングやラスタースキャニングといった走査型の粒子線治療装置における粒子線ビームのデータ収集方法に関する。   The present invention relates to a particle beam therapy system used for medical and research purposes, and more particularly to a particle beam beam data collection method in a scanning particle beam therapy system such as spot scanning and raster scanning.

一般に粒子線治療装置は、荷電粒子ビームを発生するビーム発生装置と、ビーム発生装置につながれ、発生した荷電粒子ビームを加速する加速器と、加速器で設定されたエネルギーまで加速された後に出射される荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系と、ビーム輸送系の下流に設置され、荷電粒子ビームを照射対象に照射するための粒子線照射装置とを備える。粒子線照射装置には大きく、荷電粒子ビームを散乱体で散乱拡大し、拡大した荷電粒子ビームを照射対象の形状にあわせて照射野を形成するブロード照射方式と、照射対象の形状に合わせるように、細いペンシル状のビームを走査して照射野形成するスキャニング照射方式(スポットスキャニング、ラスタースキャニング等)とがある。   In general, a particle beam therapy system is connected to a beam generator for generating a charged particle beam, an accelerator for accelerating the generated charged particle beam, and a charge emitted after being accelerated to energy set by the accelerator. A beam transport system that transports a particle beam, and a particle beam irradiation device that is installed downstream of the beam transport system and that irradiates a target with a charged particle beam. The particle beam irradiation device is large, so that the charged particle beam is scattered and expanded by a scatterer, and the expanded charged particle beam is matched to the shape of the irradiation target to form an irradiation field, and to match the shape of the irradiation target There are scanning irradiation methods (spot scanning, raster scanning, etc.) in which an irradiation field is formed by scanning a thin pencil beam.

ブロード照射方式は、コリメータやボーラスを用いて患部形状に合う照射野を形成する。患部形状に合う照射野を形成し、正常組織への不要な照射を防いでおり、最も汎用的に用いられている、優れた照射方式である。しかし、患者ごとにボーラスを製作したり、患部に合わせてコリメータを変形させたりする必要がある。   In the broad irradiation method, an irradiation field that matches the shape of the affected area is formed using a collimator or a bolus. An irradiation field that matches the shape of the affected area is formed to prevent unnecessary irradiation of normal tissue. This is the most widely used irradiation method. However, it is necessary to manufacture a bolus for each patient or to deform the collimator according to the affected area.

一方、スキャニング照射方式は、コリメータやボーラスが不要といった自由度の高い照射方式である。しかし、患部以外の正常組織への照射を防ぐこれら部品を用いないため、ブロード照射方式以上に高いビーム照射位置精度が要求される。   On the other hand, the scanning irradiation method is a highly flexible irradiation method in which a collimator and a bolus are unnecessary. However, since these components that prevent irradiation of normal tissues other than the affected part are not used, higher beam irradiation position accuracy than that of the broad irradiation method is required.

特許文献1には、照射中の走査電磁石の設定電流値及びビーム位置モニタで検出したビーム位置データと記憶装置に記憶された変換テーブルの設定電流値及びビーム位置データとを比較し、照射中のビーム位置が正常か異常かを判定する異常判定装置を備え、異常判定装置が異常と判定した場合には、加速器制御装置が荷電粒子ビームの出射を停止することが記載されている。   Patent Document 1 compares the set current value of the scanning electromagnet during irradiation and the beam position data detected by the beam position monitor with the set current value and beam position data of the conversion table stored in the storage device. It is described that an abnormality determination device that determines whether the beam position is normal or abnormal is provided, and that the accelerator control device stops emission of the charged particle beam when the abnormality determination device determines that the beam position is abnormal.

特開2005−296162号公報(0046段から0049段)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-296162 (stage 0046 to stage 0049)

特許文献1に開示された発明においては、荷電粒子ビームの照射中にビーム位置モニタで検出したビーム位置データを用いて、異常判定装置が照射中のビーム位置が正常か異常かを判定し、異常と判定した場合には、加速器制御装置が荷電粒子ビームの出射を停止することが記載されているものの、ビーム位置モニタで検出したビーム位置データの収集やデータ処理の時間が長くかかる場合には、このビーム位置データの収集やデータ処理の時間に応じてビームの照射位置の移動を制御しなければならない。ビーム位置データの収集やデータ処理の時間が長くなれば、それに応じて照射時間が長くなる問題が生じる。   In the invention disclosed in Patent Document 1, the abnormality determination device determines whether the beam position being irradiated is normal or abnormal using the beam position data detected by the beam position monitor during irradiation of the charged particle beam, If it is determined that the accelerator control device stops emitting the charged particle beam, but it takes a long time to collect and process the beam position data detected by the beam position monitor, The movement of the irradiation position of the beam must be controlled in accordance with the time for collecting and processing the beam position data. If the time for collecting and processing the beam position data becomes longer, there arises a problem that the irradiation time becomes longer accordingly.

ブロード照射方式においては、荷電粒子ビームの平坦度を測定するために平坦度モニタが使われるが、この平坦度モニタは例えば30チャンネル程度のデータを収集する。ブロード照射方式は、スキャニング照射方式のように荷電粒子ビームを患部形状に合わせて走査することはなく、1回の照射で照射野の形性を行うので、データの収集やデータ処理の速度はゆっくりとしたものだった。しかし、スキャニング照射方式はおいては、細いペンシル状のビームを走査して照射野を形成するので、多チャンネル型のモニタが使用される。ブロード照射方式で用いられる従来の平坦度モニタと同様のデータ収集装置、すなわち従来のビームデータの収集及び演算処理方法をスキャニング照射方式に適用すると、上述したようにビーム位置データの収集やデータ処理の時間が長くなり、それに応じて照射時間が長くなる問題が生じる。したがって、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することが要求される。   In the broad irradiation method, a flatness monitor is used to measure the flatness of a charged particle beam. This flatness monitor collects data of about 30 channels, for example. The broad irradiation method does not scan the charged particle beam according to the shape of the affected part unlike the scanning irradiation method, and the irradiation field is shaped by one irradiation, so the data collection and data processing speed is slow. It was a thing. However, in the scanning irradiation method, a thin pencil-shaped beam is scanned to form an irradiation field, so that a multi-channel type monitor is used. When the same data collection device as the conventional flatness monitor used in the broad irradiation method, that is, when the conventional beam data collection and calculation processing method is applied to the scanning irradiation method, the beam position data collection and data processing as described above are performed. The problem is that the time becomes longer and the irradiation time becomes longer accordingly. Therefore, it is required to speed up the collection and calculation processing of beam data from a multi-channel type monitor used for the scanning irradiation method.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to speed up the collection and calculation processing of beam data from a multichannel monitor used in the scanning irradiation method.

荷電粒子ビームの通過位置を複数の検出チャンネルにより検出する多チャンネル型センサ装置からのアナログ信号に基づいたチャンネルデータの複数から一つを選択するマルチプレクサと、マルチプレクサで選択されたチャンネルデータをデジタル信号であるAD変換データに変換するAD変換器と、マルチプレクサ及びAD変換器を制御するチャンネル選択回路と、チャンネル選択回路を介して入力された複数のAD変換データに基づいて荷電粒子ビームの状態を演算するデータ収集演算回路を備える。チャンネル選択回路は、多チャンネル型センサ装置の複数の検出チャンネルのうちデータ収集演算回路に出力する選抜チャンネルの情報を記憶するチャンネル設定レジスタを有し、選抜チャンネルの情報に基づいて選抜チャンネルのAD変換データを順次データ収集演算回路に出力する。   A multiplexer that selects one of a plurality of channel data based on an analog signal from a multi-channel sensor device that detects the passage position of the charged particle beam by a plurality of detection channels, and the channel data selected by the multiplexer as a digital signal An AD converter for converting to AD conversion data, a channel selection circuit for controlling the multiplexer and the AD converter, and a state of the charged particle beam are calculated based on a plurality of AD conversion data input through the channel selection circuit. A data collection arithmetic circuit is provided. The channel selection circuit has a channel setting register for storing information on a selection channel output to the data collection arithmetic circuit among a plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device, and AD conversion of the selection channel based on the information on the selection channel Data is sequentially output to the data collection arithmetic circuit.

本発明に係るデータ収集装置は、チャンネル選択回路により多チャンネル型センサ装置の複数の検出チャンネルのうちから選抜した選抜チャンネルのAD変換データを生成するように制御したので、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。   Since the data collection device according to the present invention is controlled by the channel selection circuit to generate AD conversion data of a selected channel selected from among a plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device, the data collection device used in the scanning irradiation method Collection of beam data from a channel type monitor and calculation processing can be speeded up.

本発明の粒子線治療装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the particle beam therapy apparatus of this invention. 図1の粒子線照射装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the particle beam irradiation apparatus of FIG. 本発明の実施の形態1におけるデータ収集装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data collection device in Embodiment 1 of this invention. 図3のチャンネル設定レジスタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the channel setting register | resistor of FIG. 本発明の実施の形態2におけるデータ収集装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data collection device in Embodiment 2 of this invention. 図5のスキャン制御レジスタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the scan control register of FIG. 図5のスキャン制御レジスタによるスキャンパターンを示す図である。It is a figure which shows the scan pattern by the scan control register of FIG. 図5のスキャン制御レジスタの他の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another configuration of the scan control register of FIG. 5. 本発明の実施の形態3におけるデータ収集装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data collection device in Embodiment 3 of this invention. 図9のTB設定回路によるマルチプレクサのスイッチ開閉動作を説明する図である。It is a figure explaining the switch opening / closing operation | movement of a multiplexer by TB setting circuit of FIG. 本発明の実施の形態4におけるデータ収集装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data collection device in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5におけるデータ収集装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data collection device in Embodiment 5 of this invention. 図12のデュアルポートメモリにおけるADCデータ構成を示す図である。It is a figure which shows the ADC data structure in the dual port memory of FIG. 図12のデュアルポートメモリにおけるポインタ構成を示す図である。It is a figure which shows the pointer structure in the dual port memory of FIG. 本発明の実施の形態6におけるセンサ端子とセンサ入力端子の接続を示す図である。It is a figure which shows the connection of the sensor terminal and sensor input terminal in Embodiment 6 of this invention.

実施の形態1.
図1は本発明の粒子線治療装置の概略構成図である。粒子線治療装置51は、ビーム発生装置52と、ビーム輸送系59と、粒子線照射装置58a、58bとを備える。ビーム発生装置52は、イオン源(図示せず)と、前段加速器53と、シンクロトロン54とを有する。粒子線照射装置58bは回転ガントリ(図示せず)に設置される。粒子線照射装置58aは回転ガントリを有しない治療室に設置される。ビーム輸送系59の役割はシンクロトロン54と粒子線照射装置58a、58bの連絡にある。ビーム輸送系59の一部は回転ガントリ(図示せず)に設置され、その部分には複数の偏向電磁石55a、55b、55cを有する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a particle beam therapy system according to the present invention. The particle beam therapy system 51 includes a beam generation device 52, a beam transport system 59, and particle beam irradiation devices 58a and 58b. The beam generator 52 includes an ion source (not shown), a pre-accelerator 53, and a synchrotron 54. The particle beam irradiation device 58b is installed in a rotating gantry (not shown). The particle beam irradiation device 58a is installed in a treatment room having no rotating gantry. The role of the beam transport system 59 is in communication between the synchrotron 54 and the particle beam irradiation devices 58a and 58b. A part of the beam transport system 59 is installed in a rotating gantry (not shown), and the part has a plurality of deflection electromagnets 55a, 55b, and 55c.

イオン源で発生した陽子線等の粒子線である荷電粒子ビームは、前段加速器53で加速され、シンクロトロン54に入射される。荷電粒子ビームは、所定のエネルギーまで加速される。シンクロトロン54から出射された荷電粒子ビームは、ビーム輸送系59を経て粒子線照射装置58a、58bに輸送される。粒子線照射装置58a、58bは荷電粒子ビームを被検体の照射対象9(図2参照)に照射する。   A charged particle beam, which is a particle beam such as a proton beam generated by an ion source, is accelerated by the pre-stage accelerator 53 and is incident on the synchrotron 54. The charged particle beam is accelerated to a predetermined energy. The charged particle beam emitted from the synchrotron 54 is transported to the particle beam irradiation devices 58a and 58b through the beam transport system 59. The particle beam irradiation devices 58a and 58b irradiate the irradiation target 9 (see FIG. 2) of the subject with the charged particle beam.

図2は本発明の粒子線照射装置を示す構成図である。ビーム発生装置52で発生され、所定のエネルギーまで加速された荷電粒子ビーム1は、ビーム輸送系59を経由し、粒子線照射装置58へと導かれる。粒子線照射装置58は、荷電粒子ビーム1に垂直な方向であるX方向及びY方向に荷電粒子ビーム1を走査するX方向走査電磁石2及びY方向走査電磁石3と、線量モニタ5と、線量データ変換器6と、多チャンネル型センサ装置22と、データ収集装置24と、走査電磁石電源7と、粒子線照射装置58の照射系を制御する照射制御装置8とを備える。なお、荷電粒子ビーム1の進行方向はZ方向である。   FIG. 2 is a block diagram showing the particle beam irradiation apparatus of the present invention. The charged particle beam 1 generated by the beam generation device 52 and accelerated to a predetermined energy is guided to the particle beam irradiation device 58 via the beam transport system 59. The particle beam irradiation device 58 includes an X-direction scanning electromagnet 2 and a Y-direction scanning electromagnet 3 that scan the charged particle beam 1 in the X direction and the Y direction that are perpendicular to the charged particle beam 1, a dose monitor 5, and dose data. A converter 6, a multi-channel sensor device 22, a data collection device 24, a scanning electromagnet power source 7, and an irradiation control device 8 that controls the irradiation system of the particle beam irradiation device 58 are provided. The traveling direction of the charged particle beam 1 is the Z direction.

X方向走査電磁石2は荷電粒子ビーム1をX方向に走査する走査電磁石であり、Y方向走査電磁石3は荷電粒子ビーム1をY方向に走査する走査電磁石である。多チャンネル型センサ装置22はX方向走査電磁石2及びY方向走査電磁石3で走査された荷電粒子ビーム1が通過するビームにおけるビームピーク位置(通過位置)、ビーム強度、ビーム平坦度等を検出する。線量モニタ5は荷電粒子ビーム1の線量を検出する。照射制御装置8は、図示しない治療計画装置で作成された治療計画データに基づいて、照射対象9における荷電粒子ビーム1の照射位置を制御し、線量モニタ5で測定され、線量データ変換器6でデジタルデータに変換された線量が目標線量に達すると荷電粒子ビーム1を停止する。走査電磁石電源7は照射制御装置8から出力されたX方向走査電磁石2及びY方向走査電磁石3への制御入力(指令)に基づいてX方向走査電磁石2及びY方向走査電磁石3の設定電流を変化させる。   The X direction scanning electromagnet 2 is a scanning electromagnet that scans the charged particle beam 1 in the X direction, and the Y direction scanning electromagnet 3 is a scanning electromagnet that scans the charged particle beam 1 in the Y direction. The multi-channel type sensor device 22 detects a beam peak position (passing position), beam intensity, beam flatness, etc. in a beam through which the charged particle beam 1 scanned by the X direction scanning electromagnet 2 and the Y direction scanning electromagnet 3 passes. The dose monitor 5 detects the dose of the charged particle beam 1. The irradiation control device 8 controls the irradiation position of the charged particle beam 1 on the irradiation object 9 based on the treatment plan data created by the treatment planning device (not shown), is measured by the dose monitor 5, and is measured by the dose data converter 6. When the dose converted into digital data reaches the target dose, the charged particle beam 1 is stopped. The scanning electromagnet power source 7 changes the set current of the X direction scanning electromagnet 2 and the Y direction scanning electromagnet 3 based on the control input (command) to the X direction scanning electromagnet 2 and Y direction scanning electromagnet 3 output from the irradiation control device 8. Let

図3は本発明の実施の形態1におけるデータ収集装置の構成を示す図である。データ収集装置24には、多チャンネル型センサ装置22が有する全チャンネルを接続できるセンサ入力端子11と、このセンサ入力端子11と同数配置され、センサ入力端子11から得られる電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換器(IV変換器)12と、この電流電圧変換器12から出力される電圧信号を時分割多重化するマルチプレクサ13と、マルチプレクサ13により時分割多重化された電圧信号を順次デジタル信号に変換するためのAD変換処理を行うAD変換器14と、マルチプレクサ13及びAD変換器14を制御するチャンネル選択回路16と、AD変換器14でデジタル信号化したデータをセンサ検出レベルのセンサ原データとして収集し、センサ原データから荷電粒子ビーム1の状態すなわち、ビーム強度、ビーム平坦度、ビーム径、およびビームピーク位置等を演算するデータ収集演算回路17と、データメモリ25を有する。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the data collection device according to Embodiment 1 of the present invention. The data collection device 24 is arranged with the same number of sensor input terminals 11 that can connect all channels of the multi-channel type sensor device 22 and the sensor input terminals 11, and converts the current signals obtained from the sensor input terminals 11 into voltage signals. A current-voltage converter (IV converter) 12 that performs time division multiplexing of a voltage signal output from the current-voltage converter 12, and a voltage signal that is time-division multiplexed by the multiplexer 13 is sequentially converted into a digital signal. AD converter 14 that performs AD conversion processing for conversion into a channel, a channel selection circuit 16 that controls the multiplexer 13 and the AD converter 14, and sensor original data at a sensor detection level obtained by converting the data converted into a digital signal by the AD converter 14 And the state of the charged particle beam 1 from the sensor original data, that is, the beam intensity, Beam flatness, a data collection operation circuit 17 for calculating a beam diameter, and the beam peak position and the like, having a data memory 25.

多チャンネル型センサ装置22は、メッシュ状にセンサ部が張り巡らされており、多数
の検出チャンネル(X方向、Y方向の各チャンネル)を有している。これら多数のチャンネルはアナログ信号として電流信号を出力する。多チャンネル型センサ装置22のXch(Xチャンネル)のアナログ信号はデータ収集装置24のセンサ入力端子11xaから11xmに接続され、Ych(Yチャンネル)のアナログ信号はデータ収集装置24のセンサ入力端子11yaから11ynに接続される。データ収集装置24のセンサ入力端子11ら入力された電流信号は、微小電流レベルにも対応した電流電圧変換器12により電流信号レベルに比例した電圧信号に変換される。
The multi-channel type sensor device 22 has a meshed sensor portion and has a large number of detection channels (channels in the X direction and the Y direction). These many channels output current signals as analog signals. The analog signal of Xch (X channel) of the multi-channel type sensor device 22 is connected to the sensor input terminals 11xa to 11xm of the data acquisition device 24, and the analog signal of Ych (Y channel) is supplied from the sensor input terminal 11ya of the data acquisition device 24. 11yn. The current signal input from the sensor input terminal 11 of the data collection device 24 is converted into a voltage signal proportional to the current signal level by the current-voltage converter 12 corresponding to a minute current level.

チャンネル選択回路16は、AD変換されたデジタル信号を取り出すためのタイミング制御用のインターフェース回路15と、電圧信号を時分割多重化する際にデータ収集および演算に必要となるデジタル信号を予め選択するチャンネル設定レジスタ18を有する。データ収集演算回路17は、DSP(演算器)20とCPU(制御器)21を有し、荷電粒子ビーム1のビーム強度、ビーム平坦度、ビーム径、およびビームピーク位置等を演算した結果を照射制御装置8に送信する。   The channel selection circuit 16 is a timing control interface circuit 15 for extracting an AD-converted digital signal, and a channel for preselecting a digital signal necessary for data collection and calculation when time-division-multiplexing the voltage signal. A setting register 18 is included. The data collection arithmetic circuit 17 has a DSP (arithmetic unit) 20 and a CPU (controller) 21 and irradiates the result of calculating the beam intensity, beam flatness, beam diameter, beam peak position, etc. of the charged particle beam 1. Transmit to the control device 8.

センサ入力端子11と電流電圧変換器12の間は損失とノイズ障害を最小限に抑えるため、極力近接させた配置となっている。電流電圧変換器12により電圧信号に変換されたセンサ装置の多チャンネル信号は、マルチプレクサ13により時分割多重化される。この時分割多重化とは、マルチプレクサ13に内蔵されたアナログスイッチの開閉を制御し、並列接続された入力電圧信号を順次切り替えていくことでマルチプレクサ13の出力には電圧信号が直列に並んだ状態にすることである。この電圧信号をAD変換器14により、デジタル信号にAD変換処理を行う。そして、チャンネル選択回路16のインターフェース回路15は順次タイミング制御を行い、AD変換されたデジタル信号をAD変換器14から読み出す。これら一連の時分割多重化からAD変換されたデジタル信号を読み出す動作は、チャンネル選択回路16により制御される。   The sensor input terminal 11 and the current-voltage converter 12 are arranged as close as possible to minimize loss and noise disturbance. The multichannel signal of the sensor device converted into a voltage signal by the current-voltage converter 12 is time-division multiplexed by the multiplexer 13. This time division multiplexing is a state in which voltage signals are arranged in series at the output of the multiplexer 13 by controlling the opening and closing of the analog switch built in the multiplexer 13 and sequentially switching the input voltage signals connected in parallel. Is to do. This voltage signal is AD converted into a digital signal by the AD converter 14. Then, the interface circuit 15 of the channel selection circuit 16 sequentially performs timing control, and reads the AD signal converted from the AD converter 14. The operation of reading the digital signal that has been AD converted from the series of time division multiplexing is controlled by the channel selection circuit 16.

図4はチャンネル設定レジスタの構成を示す図である。図4の例は、ビームピーク位置を演算するために、Xch、Ychはそれぞれ32chのデータを使用する例である。図4にはアドレスとその内容を記載した。アドレス1にはチャンネル選択回路16がデータ送信したチャンネル番号(CH番号)が記憶され、アドレス2にはAD変換中のチャンネル番号が記憶される。アドレス3から34にはデータ収集装置24のXchのうち選択された32チャンネルのチャンネル番号が記憶され、アドレス35から66にはデータ収集装置24のYchのうち選択された32チャンネルのチャンネル番号が記憶される。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the channel setting register. The example of FIG. 4 is an example in which 32ch data is used for each of Xch and Ych in order to calculate the beam peak position. FIG. 4 shows addresses and their contents. Address 1 stores the channel number (CH number) transmitted by the channel selection circuit 16, and address 2 stores the channel number during AD conversion. Addresses 3 to 34 store the channel numbers of the 32 channels selected from the Xch of the data collection device 24, and addresses 35 to 66 store the channel numbers of the 32 channels selected from the Ych of the data collection device 24. Is done.

次にデータ収集装置24の動作を、スポットスキャニング照射方式を例にして説明する。スポットスキャニング照射方式の照射装置においては、照射対象9を照射するスポットが100万にも及ぶ。患者毎に作成されて治療計画における各スポットに対応した多チャンネル型センサ装置22における目標位置(目標通過位置)、ビームの大きさ等の計画データは、照射制御装置8からデータ収集演算回路17のCPU21によりデータメモリ25に記憶される(全計画スポットデータ記憶手順)。CPU21は、データメモリ25の1番目のスポットに対する計画データを参照し、1番目のスポットに対する多チャンネル型センサ装置22における目標位置をほぼ中央になるような多チャンネル型センサ装置22のチャンネル番号をXch及びYchのそれぞれ32chのチャンネル番号(選抜チャンネル設定データ)をチャンネル設定レジスタ18に書き込み(レジスタ選定手順)。   Next, the operation of the data collection device 24 will be described using the spot scanning irradiation method as an example. In the spot scanning irradiation type irradiation apparatus, the number of spots that irradiate the irradiation object 9 reaches 1 million. Plan data such as a target position (target passage position) and beam size in the multi-channel sensor device 22 created for each patient and corresponding to each spot in the treatment plan is sent from the irradiation control device 8 to the data collection arithmetic circuit 17. It is stored in the data memory 25 by the CPU 21 (all planned spot data storage procedure). The CPU 21 refers to the plan data for the first spot in the data memory 25, and sets the channel number of the multi-channel sensor device 22 such that the target position in the multi-channel sensor device 22 for the first spot is substantially in the center as Xch. And channel numbers (selected channel setting data) of 32 channels of Ych are written in the channel setting register 18 (register selection procedure).

荷電粒子ビーム1が照射され、多チャンネル型センサ装置22で検出した電流データが電流電圧変換器12に入力される。チャンネル選択回路16は、チャンネル設定レジスタ18のアドレス2(AD変換中のチャンネル番号)にて指定されたチャンネル(選抜チャンネル)に対応するマルチプレクサ13のアナログスイッチを開く信号sigbをマルチプレクサ13に出力する(マルチプレクサ制御手順)。次にチャンネル選択回路16の内
部タイマまたは、コンデンサの電圧で所定の時間を待ち、AD変換器14へ変換開始指令sigaを送る(AD変換開始手順)。AD変換開始は、変換器により様々であるが、チャンネル選択回路16は採用するAD変換器の特徴に合わせて出力する。例えば、変換開始指令sigaは、変換開始信号を出力する(ある端子のレベルを変える等)、クロック信号を与える(クロック信号の立ち上がりで変換開始)、レジスタの変換ビットをセットするなどである。なお、所定の時間はAD変換器14のサンプルホールドのための時間経過である。AD変換データを生成するAD変換データ生成手順は、マルチプレクサ制御手順とAD変換開始手順を含んでいる。
The charged particle beam 1 is irradiated, and current data detected by the multi-channel sensor device 22 is input to the current-voltage converter 12. The channel selection circuit 16 outputs to the multiplexer 13 a signal sigb for opening the analog switch of the multiplexer 13 corresponding to the channel (selected channel) designated by the address 2 (channel number during AD conversion) of the channel setting register 18 ( Multiplexer control procedure). Next, a predetermined time is awaited by the internal timer of the channel selection circuit 16 or the voltage of the capacitor, and a conversion start command siga is sent to the AD converter 14 (AD conversion start procedure). The AD conversion start varies depending on the converter, but the channel selection circuit 16 outputs in accordance with the characteristics of the AD converter employed. For example, the conversion start command siga outputs a conversion start signal (changes the level of a certain terminal, etc.), gives a clock signal (conversion starts at the rising edge of the clock signal), sets a conversion bit in a register, and the like. The predetermined time is the time elapsed for the sample hold of the AD converter 14. The AD conversion data generation procedure for generating AD conversion data includes a multiplexer control procedure and an AD conversion start procedure.

チャンネル選択回路16は、AD変換完了を検出する(完了タイミングを検出する方法は後述する)と、インターフェース回路15により直ちにAD変換器14からAD変換されたデジタル信号を読み出す。そしてAD変換器14の出力(パラレル出力、シリアル出力)形式からデータ収集演算回路17のデータ形式に応じた処理を行い、形式変換したセンサ原データをデータ収集演算回路17に送信する(データ送信手順)。AD変換器14がパラレル出力の場合はAD変換器14へ出力トリガとなる信号を出力し、AD変換器14からADCデータ(AD変換データ)を取り出す。AD変換器14がシリアル出力の場合は、出力トリガとなる信号とデータ出力のためのクロックを出力し、AD変換器14からADCデータを取り出す。   When the channel selection circuit 16 detects the completion of AD conversion (a method of detecting completion timing will be described later), the channel selection circuit 16 immediately reads out the AD signal converted from the AD converter 14 by the interface circuit 15. Then, processing corresponding to the data format of the data collection arithmetic circuit 17 is performed from the output (parallel output, serial output) format of the AD converter 14, and the sensor original data subjected to the format conversion is transmitted to the data collection arithmetic circuit 17 (data transmission procedure) ). When the AD converter 14 is a parallel output, a signal serving as an output trigger is output to the AD converter 14, and ADC data (AD conversion data) is extracted from the AD converter 14. When the AD converter 14 is a serial output, a signal serving as an output trigger and a clock for data output are output, and ADC data is extracted from the AD converter 14.

データ収集演算回路17は、1番目のスポットに対する荷電粒子ビーム1の線量が目標線量に達するまで、DSP20によりチャンネル選択回路16から送られてくるADCデータをチャンネル毎に平均化する平均化演算を行う。1番目のスポットに対する荷電粒子ビーム1の線量が目標線量に達して、次のスポットに対する制御が開始されるまで、チャンネル選択回路16はチャンネル設定レジスタ18に記憶されたアドレス3から66の各チャンネルに対して、マルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順、データ送信手順を繰り返す。   The data collection calculation circuit 17 performs an averaging calculation for averaging the ADC data sent from the channel selection circuit 16 by the DSP 20 for each channel until the dose of the charged particle beam 1 for the first spot reaches the target dose. . Until the dose of the charged particle beam 1 for the first spot reaches the target dose and the control for the next spot is started, the channel selection circuit 16 applies each channel of addresses 3 to 66 stored in the channel setting register 18. On the other hand, the multiplexer control procedure, AD conversion start procedure, and data transmission procedure are repeated.

ここで、チャンネル設定レジスタ18を用いたマルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順の説明を詳述する。マルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順にて、最初に指定されるチャンネルはアドレス3に記憶されたチャンネルである。レジスタ選定手順が実行された際に、アドレス3に記憶されたX0のチャンネル番号(図4参照)をアドレス2(AD変換中のチャンネル番号)に転送する。チャンネル選択回路16は、アドレス2(AD変換中のチャンネル番号)にて指定されたチャンネルに対応した信号sigbを出力し(マルチプレクサ制御手順)、AD変換器14へ変換開始指令sigaを送る(AD変換開始手順)。チャンネル選択回路16は、AD変換完了を検出すると、データ収集演算回路17へセンサ原データを送信する(データ送信手順)と共に、アドレス2のAD変換中のチャンネル番号をアドレス1(データ送信チャンネル番号)に転送する。そしてアドレス4に記憶されたX1のチャンネル番号をアドレス2(AD変換中のチャンネル番号)に転送する。この変更されたチャンネルのADCデータを得るようにマルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順を実行する。以上の動作を次のスポットに対する制御が開始されるまで、チャンネル選択回路16はチャンネル設定レジスタ18に記憶されたアドレス3から66の各チャンネルに対して、マルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順、データ送信手順を繰り返す。   Here, a description will be given in detail of the multiplexer control procedure using the channel setting register 18 and the AD conversion start procedure. In the multiplexer control procedure and the AD conversion start procedure, the channel designated first is the channel stored in the address 3. When the register selection procedure is executed, the X0 channel number (see FIG. 4) stored at address 3 is transferred to address 2 (channel number during AD conversion). The channel selection circuit 16 outputs a signal sigb corresponding to the channel specified by address 2 (channel number during AD conversion) (multiplexer control procedure), and sends a conversion start command siga to the AD converter 14 (AD conversion). Start procedure). When the completion of AD conversion is detected, the channel selection circuit 16 transmits the sensor original data to the data collection arithmetic circuit 17 (data transmission procedure), and sets the channel number during AD conversion of address 2 to address 1 (data transmission channel number). Forward to. Then, the channel number of X1 stored at address 4 is transferred to address 2 (channel number during AD conversion). A multiplexer control procedure and an AD conversion start procedure are executed so as to obtain the ADC data of the changed channel. The channel selection circuit 16 performs the multiplexer control procedure, AD conversion start procedure, data transmission for each channel of the addresses 3 to 66 stored in the channel setting register 18 until the above operation is started for the next spot. Repeat the procedure.

1番目のスポットに対する荷電粒子ビーム1の線量が目標線量に達すると、線量データ変換器6から線量満了信号sigdが出力される。データ収集演算回路17は、線量満了信号sigdを受けて、DSP20においてチャンネル毎の平均化演算をやめ、Xch、Ychの電流強度のプロファイルデータからビームピーク位置(通過位置)、ビーム強度、ビーム径、ビーム平坦度等をDSP20にて演算し(演算手順)、演算した結果データを照射制御装置8に送信する(演算結果送信手順)。   When the dose of the charged particle beam 1 with respect to the first spot reaches the target dose, a dose expiration signal sigd is output from the dose data converter 6. The data collection calculation circuit 17 receives the dose expiration signal sigd, stops the averaging calculation for each channel in the DSP 20, and determines the beam peak position (passing position), beam intensity, beam diameter, Xch and Ych current intensity profile data. The beam flatness and the like are calculated by the DSP 20 (calculation procedure), and the calculated result data is transmitted to the irradiation control device 8 (calculation result transmission procedure).

照射制御装置8は、データ収集演算回路17から結果データを受信すると、データ収集演算回路17のCPU21に次の(2番の)スポットのデータ処理を行うための次スポット指令(次データ収集指令)を送信する(次スポット移行手順(次データ移行手順))。CPU21は次スポット指令を受けると、データメモリ25の次の(2番目の)スポットに対する計画データを参照し、次の(2番の)スポットに対する多チャンネル型センサ装置22における目標位置をほぼ中央になるような多チャンネル型センサ装置22のチャンネル番号をXch及びYchのそれぞれ32chのチャンネル番号をチャンネル設定レジスタ18に書き込み。すなわち、次の(2番の)スポットに対するレジスタ選定手順を実行する。その後、この次の(2番の)スポットに対するマルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順、データ送信手順、演算手順、演算結果送信手順を実行し、最後のスポットまでの処理を繰り返す。マルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順、データ送信手順の動作は、チャンネル選択回路16を構成する同期式の回路(H/W、ハードウエア)で実行されるため、それぞれの処理間に待ち時間や割込みが生じない。なお、CPU21がチャンネル設定レジスタ18に新たな選抜チャンネル設定データを書き込んでいる最中は、チャンネル選択回路16はチャンネル設定レジスタ18にアクセスできないので、チャンネル選択回路16は次のチャンネルに対するマルチプレクサ制御手順の処理を行うことができず、中断する。   When the irradiation control device 8 receives the result data from the data collection calculation circuit 17, the next spot command (next data collection command) for performing data processing on the next (second) spot to the CPU 21 of the data collection calculation circuit 17 (Next spot transfer procedure (next data transfer procedure)). When the CPU 21 receives the next spot command, the CPU 21 refers to the plan data for the next (second) spot in the data memory 25, and sets the target position in the multi-channel type sensor device 22 for the next (second) spot to substantially the center. The channel number of the multi-channel type sensor device 22 as described above is written in the channel setting register 18 as the channel numbers of 32ch each of Xch and Ych. That is, the register selection procedure for the next (second) spot is executed. Thereafter, the multiplexer control procedure, AD conversion start procedure, data transmission procedure, calculation procedure, and calculation result transmission procedure for the next (second) spot are executed, and the processing up to the last spot is repeated. The operations of the multiplexer control procedure, the AD conversion start procedure, and the data transmission procedure are executed by the synchronous circuit (H / W, hardware) that constitutes the channel selection circuit 16, and therefore waiting time and interrupts between the respective processes. Does not occur. Since the channel selection circuit 16 cannot access the channel setting register 18 while the CPU 21 is writing new selection channel setting data in the channel setting register 18, the channel selection circuit 16 performs the multiplexer control procedure for the next channel. Processing cannot be performed and it is interrupted.

AD変換の完了タイミングを検出する方法を説明する。AD変換が完了したタイミングは例えばタイマで時間を計測したり、AD変換器14内のステータスを監視(例えば、変換完了したらあるフラグが立つ)したりする。また、AD変換器14からチャンネル選択回路16に知らせる(ある端子の状態が変化する)、あるいはADCデータを読み出すためのクロックをAD変換器14に供給し、その何発目から有効データであると決めておくなどで、AD変換の完了タイミングを検出する。   A method for detecting the AD conversion completion timing will be described. The timing at which the AD conversion is completed is, for example, measuring the time with a timer or monitoring the status in the AD converter 14 (for example, a certain flag is set when the conversion is completed). Also, the AD converter 14 informs the channel selection circuit 16 (the state of a certain terminal changes), or a clock for reading out ADC data is supplied to the AD converter 14, and from what number it is valid data. The AD conversion completion timing is detected by determining the timing.

以上のように実施の形態1のデータ収集装置24は、チャンネル選択回路16とデータ収集演算回路17を備え、チャンネル選択回路16は、マルチプレクサ13及びAD変換器14の制御を各チャンネルの処理時間に待ち時間や割込みが生じないように効率的に行うので、従来のブロード照射方式で用いられる従来の平坦度モニタと同様のデータ収集装置をスキャニング照射方式に適用した場合に比べて、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。   As described above, the data collection device 24 of the first embodiment includes the channel selection circuit 16 and the data collection arithmetic circuit 17, and the channel selection circuit 16 controls the multiplexer 13 and the AD converter 14 in the processing time of each channel. Since it is performed efficiently so as not to cause waiting time and interruption, the scanning irradiation method is compared with the case where the same data collection device as the conventional flatness monitor used in the conventional broad irradiation method is applied to the scanning irradiation method. It is possible to speed up the collection and calculation of beam data from the multi-channel type monitor used.

一般的に、従来のブロード照射方式で用いられるデータ収集装置は、データ収集と演算に必要とすべきチャンネルを選択するにあたり、1つのCPUでマルチプレクサ13とAD変換器14の制御を都度各チャンネルの切り替え毎に実施していた。多チャンネル型センサ装置のチャンネル数が増加すると、CPUの制御負荷が増加することで、データ収集装置の処理速度を十分に上げることができないという問題が生じる。しかしながら、実施の形態1のデータ収集装置24は、チャンネル選択回路16とデータ収集演算回路17を備え、チャンネル選択回路16はマルチプレクサ13及びAD変換器14の制御を行うので、多チャンネル型センサ装置22のチャンネル数が増加しても、データ収集演算回路17の制御負荷が増加することを抑えることができ、データ収集装置24の処理速度を十分に上げることができる。   In general, in the data collection device used in the conventional broad irradiation method, the multiplexer 13 and the AD converter 14 are controlled for each channel by one CPU in selecting a channel necessary for data collection and calculation. It was carried out at every switch. When the number of channels of the multi-channel sensor device increases, the control load of the CPU increases, which causes a problem that the processing speed of the data collection device cannot be sufficiently increased. However, the data collection device 24 of the first embodiment includes the channel selection circuit 16 and the data collection arithmetic circuit 17, and the channel selection circuit 16 controls the multiplexer 13 and the AD converter 14, so that the multi-channel type sensor device 22. Even if the number of channels increases, it is possible to suppress an increase in the control load of the data collection arithmetic circuit 17 and to sufficiently increase the processing speed of the data collection device 24.

スキャニング照射方式においては、荷電粒子線ビーム1の状態は照射対象(患部)9の状態や大きさなどで異なり、各スポットの目標線量、すなわち各スポット間の変化時間を変化させる必要がある。例えば、変化時間が数百ms程度の場合もあれば、100μs程度
の場合もある。実施の形態1のデータ収集装置24は、各スポットに対応して多チャンネル型センサ装置22のデータを少ない使用チャンネル、例えばXch、Ychそれぞれ3
2チャンネル(合計64チャンネル)分のADCデータをデータ収集演算回路17にて演算するので、スポット毎の荷電粒子線ビーム1の状態を高速に演算することができる。また、各チャンネルのADCデータが複数個になったと場合でも、データ収集演算回路17はAD変換データが送られてくる度に各チャンネルのADCデータを平均化する演算をDSP20にて行い、線量が目標線量になった際に荷電粒子線ビーム1の状態を、その時点における使用チャンネル(64チャンネル)毎の平均化されたデータを用いて演算するので、荷電粒子線ビーム1の状態を高速に演算することができる。
In the scanning irradiation method, the state of the charged particle beam 1 differs depending on the state and size of the irradiation target (affected part) 9, and it is necessary to change the target dose of each spot, that is, the change time between the spots. For example, the change time may be about several hundred ms, or it may be about 100 μs. The data collection device 24 according to the first embodiment uses the data of the multi-channel type sensor device 22 corresponding to each spot and uses less channels, for example, Xch and Ych each 3
Since the data collection arithmetic circuit 17 calculates the ADC data for two channels (64 channels in total), the state of the charged particle beam 1 for each spot can be calculated at high speed. Even when there are a plurality of ADC data for each channel, the data collection arithmetic circuit 17 performs an arithmetic operation on the DSP 20 to average the ADC data for each channel every time AD conversion data is sent. When the target dose is reached, the state of the charged particle beam 1 is calculated using the averaged data for each channel (64 channels) used at that time, so the state of the charged particle beam 1 is calculated at high speed. can do.

なお、次スポット移行手順は、データ収集演算回路17から結果データを受信すると照射制御装置8がデータ収集演算回路17のCPU20に次スポット指令を送信する例で説明したが、照射制御装置8は、線量データ変換器6からの線量満了信号sigdを受けたると、データ収集演算回路17からの結果データを受信する前であってもCPU20に次スポット指令を送信してもよい。この場合は、データ収集演算回路17のDSP20が演算中であっても、CPU21が次のスポット対応のチャンネル番号データをチャンネル設定レジスタ18に書き込む(レジスタ選定手順)ので、チャンネル選択回路16はデータ収集演算回路17の演算終了を待たずに、すなわち遅延無く、次のスポット対応のADCデータをデータ収集演算回路17に入力(図示しないメモリにADCデータを貯める)する。したがって、さらにビームデータの演算結果を得る時間を短縮することができる。
収集や演算処理を高速化することができる。
Although the next spot transition procedure has been described in the example in which the irradiation control device 8 transmits the next spot command to the CPU 20 of the data collection calculation circuit 17 when the result data is received from the data collection calculation circuit 17, the irradiation control device 8 When the dose expiration signal sigd is received from the dose data converter 6, the next spot command may be transmitted to the CPU 20 even before the result data from the data collection arithmetic circuit 17 is received. In this case, even when the DSP 20 of the data collection calculation circuit 17 is calculating, the CPU 21 writes the channel number data corresponding to the next spot in the channel setting register 18 (register selection procedure), so that the channel selection circuit 16 collects the data. The ADC data corresponding to the next spot is input to the data collection arithmetic circuit 17 (the ADC data is stored in a memory not shown) without waiting for the arithmetic circuit 17 to finish the operation, that is, without delay. Therefore, it is possible to further shorten the time for obtaining the calculation result of the beam data.
Collection and calculation processing can be speeded up.

以上のように実施の形態1のデータ収集装置24によれば、荷電粒子ビーム1の通過位置を複数の検出チャンネルにより検出する多チャンネル型センサ装置22からのアナログ信号に基づいたチャンネルデータの複数から一つを選択するマルチプレクサ13と、マルチプレクサ13で選択されたチャンネルデータをデジタル信号であるAD変換データに変換するAD変換器14と、マルチプレクサ13及びAD変換器14を制御するチャンネル選択回路16と、チャンネル選択回路16を介して入力された複数のAD変換データに基づいて荷電粒子ビーム1の状態を演算するデータ収集演算回路17を備え、チャンネル選択回路16は、多チャンネル型センサ装置22の複数の検出チャンネルのうちデータ収集演算回路17に出力する選抜チャンネルの情報を記憶するチャンネル設定レジスタ18を有し、選抜チャンネルの情報に基づいて選抜チャンネルのAD変換データを順次データ収集演算回路17に出力するので、チャンネル選択回路により多チャンネル型センサ装置の複数の検出チャンネルのうちから選抜した選抜チャンネルのAD変換データを生成するように制御でき、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。   As described above, according to the data collection device 24 of the first embodiment, from the plurality of channel data based on the analog signal from the multi-channel type sensor device 22 that detects the passing position of the charged particle beam 1 by the plurality of detection channels. A multiplexer 13 that selects one, an AD converter 14 that converts the channel data selected by the multiplexer 13 into AD conversion data that is a digital signal, a channel selection circuit 16 that controls the multiplexer 13 and the AD converter 14, A data collection operation circuit 17 that calculates the state of the charged particle beam 1 based on a plurality of AD conversion data input via the channel selection circuit 16 is provided. The channel selection circuit 16 includes a plurality of multi-channel sensor devices 22. A selection channel to be output to the data collection arithmetic circuit 17 among the detection channels. A channel setting register 18 for storing the channel information, and AD conversion data of the selected channel is sequentially output to the data collection arithmetic circuit 17 based on the selected channel information. It is possible to control to generate AD conversion data of a selected channel selected from among the detection channels, and it is possible to speed up the collection and calculation processing of beam data from a multi-channel type monitor used in the scanning irradiation method.

実施の形態1のデータ収集方法は、荷電粒子ビーム1の通過位置を複数の検出チャンネルにより検出する多チャンネル型センサ装置22からのアナログ信号に基づいたチャンネルデータをAD変換器14によりデジタル信号に変換しAD変換データを生成するAD変換データ生成手順と、AD変換データ生成手順で生成されたAD変換データをデータ収集演算回路17に送信するデータ送信手順と、データ送信手順により送信された複数のAD変換データに基づいて荷電粒子ビーム1の状態をデータ収集演算回路17により演算する演算手順とを含み、AD変換データ生成手順において、多チャンネル型センサ装置22の複数の検出チャンネルから選抜された選抜チャンネルの情報に基づいて、選抜チャンネルのAD変換データを生成するので、チャンネル選択回路により多チャンネル型センサ装置の複数の検出チャンネルのうちから選抜した選抜チャンネルのAD変換データを生成するように制御でき、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。   In the data collection method of the first embodiment, channel data based on an analog signal from a multi-channel type sensor device 22 that detects the passage position of the charged particle beam 1 by a plurality of detection channels is converted into a digital signal by the AD converter 14. An AD conversion data generation procedure for generating AD conversion data, a data transmission procedure for transmitting the AD conversion data generated in the AD conversion data generation procedure to the data collection arithmetic circuit 17, and a plurality of ADs transmitted by the data transmission procedure A selection channel selected from a plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device 22 in the AD conversion data generation procedure, including a calculation procedure for calculating the state of the charged particle beam 1 by the data collection calculation circuit 17 based on the conversion data. Generate AD conversion data for the selected channel based on the information of The channel selection circuit can be controlled to generate AD conversion data of a selected channel selected from a plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device, and the beam data from the multi-channel type monitor used in the scanning irradiation method can be controlled. Collection and calculation processing can be speeded up.

実施の形態1の粒子線治療装置は、荷電粒子ビーム1を発生させ、この荷電粒子ビーム1を加速器54で加速させるビーム発生装置52と、加速器54により加速された荷電粒
子ビーム1を輸送するビーム輸送系59と、ビーム輸送系59で輸送された荷電粒子ビーム1を照射対象9に照射する粒子線照射装置58とを備え、粒子線照射装置58は、照射対象9に照射する荷電粒子ビーム1を走査する走査電磁石2、3と、走査電磁石2、3で走査された荷電粒子ビーム1の状態を演算し収集するデータ収集装置24を有する。データ収集装置24は、荷電粒子ビーム1の通過位置を複数の検出チャンネルにより検出する多チャンネル型センサ装置22からのアナログ信号に基づいたチャンネルデータの複数から一つを選択するマルチプレクサ13と、マルチプレクサ13で選択されたチャンネルデータをデジタル信号であるAD変換データに変換するAD変換器14と、マルチプレクサ13及びAD変換器14を制御するチャンネル選択回路16と、チャンネル選択回路16を介して入力された複数のAD変換データに基づいて荷電粒子ビーム1の状態を演算するデータ収集演算回路17を備え、チャンネル選択回路16は、多チャンネル型センサ装置22の複数の検出チャンネルのうちデータ収集演算回路17に出力する選抜チャンネルの情報を記憶するチャンネル設定レジスタ18を有し、選抜チャンネルの情報に基づいて選抜チャンネルのAD変換データを順次データ収集演算回路17に出力するので、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができ、治療時間を短くすることができる。
The particle beam therapy system according to the first embodiment generates a charged particle beam 1, a beam generator 52 that accelerates the charged particle beam 1 with an accelerator 54, and a beam that transports the charged particle beam 1 accelerated by the accelerator 54. The system includes a transport system 59 and a particle beam irradiation device 58 that irradiates the irradiation target 9 with the charged particle beam 1 transported by the beam transport system 59. The particle beam irradiation device 58 includes the charged particle beam 1 that irradiates the irradiation target 9. And a data collecting device 24 for calculating and collecting the state of the charged particle beam 1 scanned by the scanning electromagnets 2 and 3. The data collection device 24 selects a multiplexer 13 that selects one of a plurality of channel data based on analog signals from a multi-channel sensor device 22 that detects the passage position of the charged particle beam 1 by a plurality of detection channels, and the multiplexer 13. The AD converter 14 that converts the channel data selected in step 1 into AD conversion data that is a digital signal, the channel selection circuit 16 that controls the multiplexer 13 and the AD converter 14, and a plurality of inputs that are input via the channel selection circuit 16. The data collection calculation circuit 17 that calculates the state of the charged particle beam 1 based on the AD conversion data of the multi-channel sensor device 22 is provided. The channel selection circuit 16 outputs the data to the data collection calculation circuit 17 among the plurality of detection channels of the multi-channel sensor device 22. Channel that stores information on the selected channel Since it has a setting register 18 and sequentially outputs AD conversion data of the selected channel to the data collection arithmetic circuit 17 based on the information of the selected channel, it is possible to collect beam data from a multi-channel type monitor used in the scanning irradiation method. The arithmetic processing can be speeded up and the treatment time can be shortened.

実施の形態2.
図5は本発明の実施の形態2におけるデータ収集装置の構成を示す図である。実施の形態1のデータ収集装置24(24a)とは、チャンネル選択回路16(16b)がスキャン制御レジスタ19を有する点で異なる。スキャン制御レジスタ19に設定された始点と終点の間をマルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順、データ送信手順を繰り返す(スキャンする)ことができる。以下に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the data collection device according to Embodiment 2 of the present invention. It differs from the data collection device 24 (24a) of the first embodiment in that the channel selection circuit 16 (16b) has a scan control register 19. The multiplexer control procedure, AD conversion start procedure, and data transmission procedure can be repeated (scanned) between the start point and end point set in the scan control register 19. This will be described below.

図6はスキャン制御レジスタの構成を示す図であり、図7はスキャン制御レジスタによるスキャンパターンを示す図である。スキャン制御レジスタ19は、Xch及びYchのそれぞれ始点と終点のチャンネル情報(始点チャンネル、終点チャンネルの情報)が設定される。具体的にはチャンネル設定レジスタ18に記憶されたチャンネル番号に対応したアドレスが、スキャン制御レジスタ19に記憶される。図5に示した例では、Xchの始点(スキャン始点X)はチャンネル設定レジスタ18のアドレス3が記憶され、すなわちX0のチャンネル番号(図4参照)である。同様に、Xchの終点(スキャン終点X)はチャンネル設定レジスタ18のアドレス34が記憶され、すなわちX31のチャンネル番号ある。Ychの始点(スキャン始点Y)はチャンネル設定レジスタ18のアドレス35が記憶され、すなわちY0のチャンネル番号ある。Ychの終点(スキャン終点Y)はチャンネル設定レジスタ18のアドレス66が記憶され、すなわちY31のチャンネル番号ある。図6の例ではチャンネル設定レジスタ18に記憶された全チャンネルをスキャンする例となっている。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the scan control register, and FIG. 7 is a diagram showing a scan pattern by the scan control register. The scan control register 19 is set with channel information (start point channel and end point channel information) of the start point and end point of Xch and Ych, respectively. Specifically, an address corresponding to the channel number stored in the channel setting register 18 is stored in the scan control register 19. In the example shown in FIG. 5, the Xch start point (scan start point X) stores the address 3 of the channel setting register 18, that is, the channel number of X0 (see FIG. 4). Similarly, the end point of Xch (scan end point X) stores the address 34 of the channel setting register 18, that is, the channel number of X31. The start point of Ych (scan start point Y) stores the address 35 of the channel setting register 18, that is, the channel number of Y0. The end point of Ych (scan end point Y) stores the address 66 of the channel setting register 18, that is, the channel number of Y31. In the example of FIG. 6, all the channels stored in the channel setting register 18 are scanned.

図7の横軸はスキャン順序であり、縦軸はチャンネルである。スキャン制御レジスタ19で設定されたチャンネル区間41が矢印(スキャンパターン)42に示すように、チャンネル区間41a、41b、41c、41dと繰り返し実施することを示している。4つのチャンネル区間41a、41b、41c、41dがスキャンされた時には、スキャン区間の各チャンネルは4回データの収集が行われたことになる。   The horizontal axis in FIG. 7 is the scan order, and the vertical axis is the channel. As indicated by an arrow (scan pattern) 42, the channel section 41 set in the scan control register 19 is repeatedly performed with the channel sections 41a, 41b, 41c, and 41d. When the four channel sections 41a, 41b, 41c, and 41d are scanned, data is collected four times for each channel in the scan section.

動作を説明する。全計画スポットデータ記憶手順において、各スポットに対応したデータ収集するチャンネル数(例えばXch、Ychそれぞれ16チャンネルなど)もデータメモリ25に記憶される。レジスタ選定手順において、CPU21は、データメモリ25を参照し、1番目のスポットに対するデータ収集するチャンネル数と目標位置に基づいて、スキャン始点X、スキャン終点X、スキャン始点Y、スキャン終点Yの情報をスキャン制御レジスタ19に書き込む。チャンネル選択回路16(16b)は、データ収集演算回路17からスキャンスタートの指示を受けることで、チャンネル設定レジスタ18に設定されたチャンネル番号が全て時分割多重化されるまで自動的にマルチプレクサ13内蔵のアナログスイッチを順次開閉制御するスキャン動作を行う。チャンネル選択回路16(16b)は、スキャンスタートの指示を受け、スキャン制御レジスタ19のスキャン始点Xにしてされた情報を読み出し、該当するチャンネル設定レジスタ18のチャンネルに対応させたマルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順、データ送信手順を行う。この動作をスキャン終点Xに示された情報に基づくチャンネル設定レジスタ18のチャンネルに対応させたマルチプレクサ制御手順、AD変換開始手順、データ送信手順を行い、スキャン始点Yからスキャン終点Yまでの動作も同様に行う。   The operation will be described. In the all planned spot data storage procedure, the number of channels for collecting data corresponding to each spot (for example, 16 channels for each of Xch and Ych) is also stored in the data memory 25. In the register selection procedure, the CPU 21 refers to the data memory 25 and obtains information on the scan start point X, the scan end point X, the scan start point Y, and the scan end point Y based on the number of channels for collecting data for the first spot and the target position. Write to the scan control register 19. When the channel selection circuit 16 (16b) receives a scan start instruction from the data collection arithmetic circuit 17, the channel selection circuit 16 (16b) automatically incorporates the multiplexer 13 until all the channel numbers set in the channel setting register 18 are time-division multiplexed. A scan operation is performed to sequentially open and close the analog switches. The channel selection circuit 16 (16b) receives a scan start instruction, reads the information set as the scan start point X of the scan control register 19, and performs a multiplexer control procedure corresponding to the channel of the corresponding channel setting register 18, AD conversion Start procedure and data transmission procedure. A multiplexer control procedure, an AD conversion start procedure, and a data transmission procedure corresponding to the channel of the channel setting register 18 based on the information indicated by the scan end point X are performed, and the operation from the scan start point Y to the scan end point Y is also the same. To do.

実施の形態2のデータ収集装置24bは、チャンネル選択回路16bのチャンネル設定レジスタ18に設定されたチャンネル数から限定したチャンネル数にて多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を行うので、必要最小限の数だけビームデータの処理を行い、実施の形態1のチャンネル選択回路16aよりもビームデータの収集や演算処理の時間を短縮することができる。   The data collection device 24b according to the second embodiment collects beam data from a multi-channel monitor and performs arithmetic processing with the number of channels limited from the number of channels set in the channel setting register 18 of the channel selection circuit 16b. The beam data is processed by the minimum necessary number, and the time for collecting and calculating the beam data can be shortened as compared with the channel selection circuit 16a of the first embodiment.

また、チャンネル選択回路16bは、データ収集演算回路17からのスキャン停止指示があるまでスキャン動作を繰り返し続けるようにしてもよい。この場合は、保守作業の場合に繰り返しデータ収集を行うことができ、データ収集演算回路17におけるデータの平均化するデータ数を容易に変更できる。したがって、保守作業を効率的に行うことができる。   Further, the channel selection circuit 16b may continue the scan operation until a scan stop instruction is received from the data collection arithmetic circuit 17. In this case, data can be repeatedly collected in the case of maintenance work, and the number of data to be averaged in the data collection arithmetic circuit 17 can be easily changed. Therefore, maintenance work can be performed efficiently.

また、スキャン制御レジスタ19にスキャンする方向を追加してもよい。図8はスキャン制御レジスタの他の構成を示す図である。図6に示したスキャン制御レジスタにスキャン制御X及びスキャン制御Yが追加される。スキャン制御X及びスキャン制御Yには、それぞれスキャン方向を示す情報が設定される。00は始点から終点へ順番にスキャンすることを示し、01は終点から始点へ順番にスキャンすることを示し、10は始点から終点の間を始点側と終点側で交互に行うことを示す。スキャンする方向を追加することで、保守作業におけるスキャン方向の違いによる調整の必要性の判断を容易に行うことができ、保守作業を効率的に行うことができる。また多チャンネル型センサ装置22の隣接チャンネル漏洩や測定結果の再現性検証等を行うことができる。なお、スキャンする方向はスポット毎に変更しても構わない。   Further, a scanning direction may be added to the scan control register 19. FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the scan control register. Scan control X and scan control Y are added to the scan control register shown in FIG. In the scan control X and the scan control Y, information indicating the scan direction is set. 00 indicates scanning in order from the start point to the end point, 01 indicates scanning in order from the end point to the start point, and 10 indicates alternately between the start point and the end point on the start point side and the end point side. By adding the scanning direction, it is possible to easily determine the necessity of adjustment due to the difference in the scanning direction in the maintenance work, and the maintenance work can be performed efficiently. In addition, adjacent channel leakage of the multi-channel type sensor device 22 and reproducibility verification of measurement results can be performed. Note that the scanning direction may be changed for each spot.

実施の形態3.
図9は本発明の実施の形態3におけるデータ収集装置の構成を示す図である。実施の形態2のデータ収集装置24(24b)とは、チャンネル選択回路16(16c)がTB設定回路(タイムベース設定回路)31を有し、マルチプレクサ13(13b)が放電機能を備えたアナログスイッチ26を有する点で異なる。実施の形態1のデータ収集装置24(24a)や実施の形態2のデータ収集装置24(24b)に比べて、チャンネル毎にAD変換器14へ入力する電圧信号の安定性を得るまでの時間と、AD変換器14のAD変換処理が完了するまでの時間を最適化することができる。以下に説明する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the data collection device according to Embodiment 3 of the present invention. The data collection device 24 (24b) of the second embodiment is an analog switch in which the channel selection circuit 16 (16c) has a TB setting circuit (timebase setting circuit) 31 and the multiplexer 13 (13b) has a discharging function. It differs in having 26. Compared with the data collection device 24 (24a) of the first embodiment and the data collection device 24 (24b) of the second embodiment, the time until the stability of the voltage signal input to the AD converter 14 is obtained for each channel. The time until the AD conversion process of the AD converter 14 is completed can be optimized. This will be described below.

マルチプレクサ13bは、センサ入力端子11と同数のアナログスイッチを有する。図9では、アナログスイッチ26は、Xchに対応してアナログスイッチ26xaから26xmまであり、Ychに対応してアナログスイッチ26yaから26xnまである場合を示している。アナログスイッチ26は、電流電圧変換器12に接続された端子とGND(グランドレベル)に接続された端子を有する。図10を用いてTB設定回路31とマルチプレクサ13bの動作を説明する。   The multiplexer 13 b has the same number of analog switches as the sensor input terminal 11. In FIG. 9, the analog switch 26 has analog switches 26xa to 26xm corresponding to Xch, and there are analog switches 26ya to 26xn corresponding to Ych. The analog switch 26 has a terminal connected to the current-voltage converter 12 and a terminal connected to GND (ground level). The operation of the TB setting circuit 31 and the multiplexer 13b will be described with reference to FIG.

図10はTB設定回路によるマルチプレクサのスイッチ開閉動作を説明する図である。
マルチプレクサ13に内蔵されたアナログスイッチSW(1)、SW(2)〜SW(N)におけるTB設定回路31による開閉動作の遷移を示した。アナログスイッチSW(1)はアナログスイッチ26xaであり、アナログスイッチSW(2)は次のアナログスイッチ26xb(図示せず)であり、アナログスイッチSW(N)は最後のアナログスイッチ26ynである。図10に示したS1からS5は複数のアナログスイッチSWのタイミングである。図10では、状態S1からS5の繰り返し期間(27a、27b)が2つある範囲を示している。
FIG. 10 is a diagram for explaining the switch opening / closing operation of the multiplexer by the TB setting circuit.
The transition of the opening / closing operation by the TB setting circuit 31 in the analog switches SW (1), SW (2) to SW (N) built in the multiplexer 13 is shown. The analog switch SW (1) is the analog switch 26xa, the analog switch SW (2) is the next analog switch 26xb (not shown), and the analog switch SW (N) is the last analog switch 26yn. S1 to S5 shown in FIG. 10 are timings of the plurality of analog switches SW. FIG. 10 shows a range in which there are two repetition periods (27a, 27b) from states S1 to S5.

TB設定回路31は6つの状態を遷移するステートマシンと、その状態毎に制御信号を出力する回路である。TB設定回路31のステートマシンは、例えば、タイマで時間をカウントし、所定に時間になったら状態を遷移させる。TB設定回路31は、次の状態に遷移した際に、制御信号を出力する。ここでは、SW(1)(適宜アナログスイッチを省略して表記する)、SW(2)を例として電流電圧変換器12からの電圧信号の内、チャンネル1からチャンネル3を順次時分割多重する動作を説明するが、それ以降のSW(N)までの動作は同じ繰り返しである。   The TB setting circuit 31 is a circuit that changes the six states and outputs a control signal for each state. The state machine of the TB setting circuit 31 counts time with a timer, for example, and changes the state when a predetermined time is reached. The TB setting circuit 31 outputs a control signal when transitioning to the next state. Here, SW (1) (where the analog switch is abbreviated as appropriate) and SW (2) are taken as an example, and among the voltage signals from the current-voltage converter 12, channels 1 to 3 are sequentially time-division multiplexed. However, the subsequent operations up to SW (N) are the same.

タイミングS1(繰り返し期間27a):SW(1)を電圧信号入力側にスイッチする。それ以外のSW(2)とSW(3)はスイッチ開放状態を保つ。   Timing S1 (repetition period 27a): SW (1) is switched to the voltage signal input side. The other SW (2) and SW (3) maintain the switch open state.

タイミングS2(繰り返し期間27a):チャンネル選択回路16のインターフェース回路15によりAD変換器14にAD変換指示が出るタイミングを示す。SW(1)は電圧信号が立ち上がり、電圧が十分安定性を得るまでの時間と、AD変換器14のAD変換処理が完了するまでの時間が経過するまで電圧信号入力側にスイッチされる。   Timing S2 (repetition period 27a): Indicates a timing at which an AD conversion instruction is issued to the AD converter 14 by the interface circuit 15 of the channel selection circuit 16. SW (1) is switched to the voltage signal input side until the time until the voltage signal rises and the voltage sufficiently stabilizes, and the time until the AD conversion processing of the AD converter 14 is completed.

タイミングS3(繰り返し期間27a):インターフェース回路15によりAD変換器14からAD変換されたデジタル信号が取り出される。   Timing S3 (repetition period 27a): A digital signal obtained by AD conversion is taken out from the AD converter 14 by the interface circuit 15.

タイミングS4(繰り返し期間27a):タイミングS3の動作が完了するまで、少しガード時間を設けて、SW(1)はGND側にスイッチされる。これにより、マルチプレクサ13とAD変換器14の間の容量成分により滞留している電圧を放電する。そして、次のSW(2)が電圧信号入力側にスイッチされた際に、電圧信号が不安定となる事象を除去する。   Timing S4 (repetition period 27a): Until the operation of timing S3 is completed, a little guard time is provided, and SW (1) is switched to the GND side. As a result, the voltage remaining due to the capacitive component between the multiplexer 13 and the AD converter 14 is discharged. Then, when the next SW (2) is switched to the voltage signal input side, the event that the voltage signal becomes unstable is removed.

タイミングS5(繰り返し期間27a):SW(1)をスイッチ開放する。   Timing S5 (repetition period 27a): SW (1) is opened.

タイミングS1(繰り返し期間27b):SW(1)をスイッチ開放してから、SW(2)を電圧信号入力側にスイッチする。この時、SW(2)の出力側がSW(1)のGNDに短絡することを回避するため、少しの保護時間を設ける。   Timing S1 (repetition period 27b): SW (1) is opened and then SW (2) is switched to the voltage signal input side. At this time, a short protection time is provided in order to prevent the output side of SW (2) from being short-circuited to the GND of SW (1).

タイミングS2(繰り返し期間27b):インターフェース回路15によりAD変換器14にAD変換指示が出るタイミングを示す。SW(2)は電圧信号が立ち上がり、電圧が十分安定性を得るまでの時間と、AD変換器14のAD変換処理が完了するまでの時間が経過するまで電圧信号入力側にスイッチされる。   Timing S2 (repetition period 27b): indicates the timing at which the interface circuit 15 issues an AD conversion instruction to the AD converter 14. SW (2) is switched to the voltage signal input side until the time until the voltage signal rises and the voltage sufficiently stabilizes and the time until the AD conversion processing of the AD converter 14 is completed.

以降、同様にタイミングS3〜S5はTB設定回路31によってアナログスイッチSW(2)が制御される。   Thereafter, similarly, at the timings S3 to S5, the analog switch SW (2) is controlled by the TB setting circuit 31.

実施の形態3のデータ収集装置24cは、チャンネル毎にAD変換器14へ入力する電圧信号の安定性を得るまでの時間と、AD変換器14のAD変換処理が完了するまでの時間を最適化することができる。各チャンネルの入力レンジが予め大きく違うと分かってい
た場合には、各チャンネルの安定時間が異なるので、早く安定するチャンネルに対しては各タイミングを時間が短くなるように設定し、少し遅く安定するチャンネルに対しては各タイミングを精度が確保できるタイミングに設定することで、対象のチャンネルを全て測定する時間を短かくすることができる。したがって、実施の形態1のデータ収集装置24(24a)や実施の形態2のデータ収集装置24(24b)に比べて、アナログスイッチのタイミングを個別に調整でき、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。
The data collection device 24c according to the third embodiment optimizes the time until the stability of the voltage signal input to the AD converter 14 for each channel and the time until the AD conversion processing of the AD converter 14 is completed. can do. If the input range of each channel is known to be significantly different in advance, the stabilization time of each channel is different, so for channels that stabilize quickly, set each timing to be shorter and stabilize slightly later By setting each timing to a timing at which accuracy can be ensured for the channel, the time for measuring all the target channels can be shortened. Therefore, compared with the data collection device 24 (24a) of the first embodiment and the data collection device 24 (24b) of the second embodiment, the timing of the analog switch can be individually adjusted, and the multi-channel type used in the scanning irradiation method It is possible to speed up the collection and calculation processing of beam data from the monitor.

早く安定するチャンネルに対しては各タイミングを時間が短くなるように設定し、少し遅く安定するチャンネルに対しては各タイミングを精度が確保できるタイミングに設定するには、例えばチャンネル設定レジスタ18のデータにタイミング変更用の情報を付加する。TB設定回路31は、このタイミング変更用の情報に基づいて各タイミングを変更する。   In order to set each timing so that the time is shortened for a channel that stabilizes early, and to set a timing that can ensure accuracy for a channel that stabilizes a little later, for example, data in the channel setting register 18 Is added to the timing change information. The TB setting circuit 31 changes each timing based on this timing change information.

また、マルチプレクサ13(13b)は、放電機能を備えたアナログスイッチ26を有するので、AD変換器14とマルチプレクサ13(13b)間の残存電圧を放電するので、残存電圧が残ることで生じる電流電圧変換器12に影響を排除することがでる。   Further, since the multiplexer 13 (13b) has the analog switch 26 having a discharge function, the remaining voltage between the AD converter 14 and the multiplexer 13 (13b) is discharged, so that current-voltage conversion caused by the remaining voltage remaining. The influence on the vessel 12 can be eliminated.

TB設定回路31と放電機能を備えたアナログスイッチ26を有するマルチプレクサ13(13b)を用いることで、AD変換器14の入力安定度を高め(安定時間を短縮)、チャンネル間を移動するときに、電流電圧変換器12の保護を両立させることができる。   By using the multiplexer 13 (13b) having the TB setting circuit 31 and the analog switch 26 having a discharging function, the input stability of the AD converter 14 is increased (the stabilization time is shortened), and when moving between channels, The current / voltage converter 12 can be protected at the same time.

実施の形態4.
図11は、本発明の実施の形態4におけるデータ収集装置の構成を示す図である。本実施の形態は、実施の形態2で示す多チャンネル型センサ装置22のチャンネル毎のアナログ信号を、隣接する複数個のチャンネルで一つのグループを構成するようにして全チャンネルが複数のグループG(1)〜G(n)に分割されたものである。実施の形態4におけるデータ収集装置24dは、実施の形態2のデータ収集装置24bとは、グループ毎にAD変換ユニット29(29aから29n)を有し、選択統括回路32が追加され、AD変換ユニット29に制御設定レジスタ36を内蔵したチャンネル選択回路16(16d)を有し、データ収集演算回路17(17b)に入力バッファメモリ28が有る点で異なる。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the data collection device according to Embodiment 4 of the present invention. In the present embodiment, analog signals for each channel of the multi-channel type sensor device 22 shown in the second embodiment are combined into a group of a plurality of adjacent channels so that all the channels have a plurality of groups G ( 1) to G (n). The data collection device 24d according to the fourth embodiment is different from the data collection device 24b according to the second embodiment in that each group has an AD conversion unit 29 (29a to 29n), a selection control circuit 32 is added, and the AD conversion unit 29 has a channel selection circuit 16 (16d) with a built-in control setting register 36, and an input buffer memory 28 in the data collection arithmetic circuit 17 (17b).

グループ毎に独立したAD変換ユニット29(29aから29n)は、それぞれ電流電圧変換器12と、マルチプレクサ13と、AD変換器14と、チャンネル選択回路16dとを有する。各グループのAD変換ユニット29(29aから29n)によるAD変換処理が同時並行的に進行するように構成されている。選択統括回路32は、各グループに独立しているチャンネル選択回路16dを束ねて管理する。具体的には、チャンネル選択回路16dは、保守作業の際に各グループのAD変換ユニット29のデータ収集方法を設定する。分割された全チャンネルのグループにおいて各グループによるAD変換処理が同時並行的に進行しながら、グループ間毎に異なるパターンの時分割多重化を設定できる。また、データ収集演算回路17(17b)は各グループG(1)〜G(n)から同時並行処理されたAD変換器14の出力するデジタル信号を入力バッファメモリ28に並行して取り込む。以下に動作を説明する。   Each AD conversion unit 29 (29a to 29n) independent for each group includes a current-voltage converter 12, a multiplexer 13, an AD converter 14, and a channel selection circuit 16d. The AD conversion processing by the AD conversion units 29 (29a to 29n) of each group is configured to proceed simultaneously in parallel. The selection control circuit 32 bundles and manages the channel selection circuits 16d that are independent of each group. Specifically, the channel selection circuit 16d sets the data collection method of the AD conversion units 29 of each group at the time of maintenance work. In the group of all divided channels, time division multiplexing with different patterns can be set for each group while AD conversion processing by each group proceeds in parallel. Further, the data collection arithmetic circuit 17 (17b) takes in the digital signal output from the AD converter 14 processed simultaneously and in parallel from the groups G (1) to G (n) into the input buffer memory 28 in parallel. The operation will be described below.

図11に示す選択統括回路32は、複数個のグループG(1)〜G(n)に分割された個々のグループに独立して具備されるチャンネル選択回路16の全てを個別に制御する。制御設定レジスタ36は、チャンネル設定レジスタ18、スキャン制御レジスタ19に設定されるデータを変更する情報を設定する。制御設定レジスタ36に設定されるデータは、通常の治療時の設定と保守作業に使用する設定を含んでいる。例えば、制御設定レジスタ36は、偶数チャンネルのみ収集、奇数チャンネルのみ収集、単一チャンネルの繰り返しループを実施、全チャンネルスキャンの繰り返しループを実施する等を設定するように多ビットで構成される。   The selection control circuit 32 shown in FIG. 11 individually controls all of the channel selection circuits 16 provided independently in each group divided into a plurality of groups G (1) to G (n). The control setting register 36 sets information for changing data set in the channel setting register 18 and the scan control register 19. The data set in the control setting register 36 includes settings for normal treatment and settings used for maintenance work. For example, the control setting register 36 is configured with multiple bits so as to set collection of even channels only, collection of odd channels only, execution of a single channel repetition loop, execution of an all channel scan repetition loop, and the like.

通常の治療の場合には、制御設定レジスタ36には、通常の治療時の設定がされる。スポットに応じて、複数のグループに跨ったデータを収集する場合がある。複数のグループに跨った場合には、該当する複数のグループにおいて、チャンネル設定レジスタ18、スキャン制御レジスタ19がそれぞれ設定される。通常の治療の場合の動作は実施の形態1や実施の形態2と同様である。実施の形態4のデータ収集装置24dはグループ分割数のデータ信号を同時に得ることができるので、実施の形態1や実施の形態2に比べて、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。   In the case of normal treatment, the control setting register 36 is set for normal treatment. Depending on the spot, data across multiple groups may be collected. In case of straddling a plurality of groups, the channel setting register 18 and the scan control register 19 are respectively set in the corresponding plurality of groups. The operation in the case of normal treatment is the same as in the first and second embodiments. Since the data collection device 24d of the fourth embodiment can simultaneously obtain data signals of the number of group divisions, it can be obtained from a multi-channel type monitor used in the scanning irradiation method as compared with the first and second embodiments. Beam data collection and computation processing can be speeded up.

次に保守作業の場合について説明する。選択統括回路32は、例えば、各グループによるAD変換処理が同時並行的に進行しながら、グループG(1)は偶数チャンネルのみ、グループG(2)は奇数チャンネルのみ、グループG(3)は単一チャンネルの繰り返しループ、そしてグループG(4)は全チャンネルスキャンの動作を行うという設定や、全グループG(1)〜G(n)が同一のスキャン動作、ループ動作をするように制御する。具体的には、選択統括回路32は、グループ毎のデータ収集の仕方を指示したグループ設定指令をデータ収集演算回路17bのCPU21をより取得する。選択統括回路32は、データ収集演算回路17bからトリガ信号を受けると、グループ設定指令の内容に基づいて、各グル―プの制御設定レジスタ36に該当する設定を行う。各グル―プのチャンネル選択回路16dは制御設定レジスタ36に設定された情報に基づいて、マルチプレクサ13及びAD変換器14を制御する。   Next, the case of maintenance work will be described. The selection supervision circuit 32, for example, performs group A (AD) conversion processing by each group simultaneously, while the group G (1) is only an even channel, the group G (2) is only an odd channel, and the group G (3) is a single channel. One channel repetitive loop and group G (4) are controlled to perform all channel scan operation, and all groups G (1) to G (n) are controlled to perform the same scan operation and loop operation. Specifically, the selection supervising circuit 32 acquires a group setting command instructing how to collect data for each group from the CPU 21 of the data collection arithmetic circuit 17b. Upon receiving the trigger signal from the data collection arithmetic circuit 17b, the selection supervision circuit 32 performs a setting corresponding to the control setting register 36 of each group based on the contents of the group setting command. The channel selection circuit 16d of each group controls the multiplexer 13 and the AD converter 14 based on the information set in the control setting register 36.

実施の形態4のデータ収集装置24dは、グループ毎にデータ収集の仕方を変えられるので、グループ毎に多チャンネル型センサ装置22の隣接チャンネル漏洩や測定結果の再現性検証等を行うことができる。したがって、保守作業を効率的に行うことができる。   Since the data collection device 24d according to the fourth embodiment can change the method of data collection for each group, it is possible to perform adjacent channel leakage of the multi-channel type sensor device 22, verification of reproducibility of measurement results, and the like for each group. Therefore, maintenance work can be performed efficiently.

実施の形態5.
図12は本発明の実施の形態5におけるデータ収集装置の構成を示す図である。実施の形態4のデータ収集装置24(24d)とは、データ収集演算回路17bをデータ収集演算回路17aに変更し、入力バッファ回路33を有する点で異なる。入力バッファ回路33は、入力メモリ37、制御回路34、デュアルポートメモリ35を有する。データ収集演算回路17aは各グループG(1)〜G(n)から同時並行処理されたAD変換器14の出力するデジタル信号を入力バッファ回路33から取得する。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the data collection device according to the fifth embodiment of the present invention. The data collection device 24 (24d) of the fourth embodiment is different from the data collection device 24 (24d) in that the data collection calculation circuit 17b is changed to the data collection calculation circuit 17a and an input buffer circuit 33 is provided. The input buffer circuit 33 includes an input memory 37, a control circuit 34, and a dual port memory 35. The data collection arithmetic circuit 17a acquires from the input buffer circuit 33 digital signals output from the AD converters 14 that have been simultaneously processed in parallel from the groups G (1) to G (n).

図13はデュアルポートメモリにおけるADCデータ構成を示す図であり、図14はデュアルポートメモリにおけるポインタ構成を示す図である。デュアルポートメモリ35は、グリープ番号(G番号)と出力チャンネル番号(出力CH番号)毎に決められたアドレスが指定され、そのアドレスにADC出力データが記憶される。またデュアルポートメモリ35は、図14に示しようにADC出力データが記憶される領域以外のアドレスにポインタ情報を記憶するポインタ領域を有する。ポインタ情報は、各グループ(1からN)の最後に更新された(最新の)出力チャンネル番号である。   FIG. 13 is a diagram showing an ADC data configuration in the dual port memory, and FIG. 14 is a diagram showing a pointer configuration in the dual port memory. In the dual port memory 35, an address determined for each group number (G number) and output channel number (output CH number) is designated, and ADC output data is stored in the address. Further, as shown in FIG. 14, the dual port memory 35 has a pointer area for storing pointer information at an address other than an area for storing ADC output data. The pointer information is an updated (latest) output channel number at the end of each group (1 to N).

次に動作を説明する。入力バッファ回路33は、各グループG(1)〜G(n)から同時並行処理されたAD変換器14が出力するデジタル信号を各グループG(1)〜G(n)のインターフェース回路15を介して、入力メモリ37に並行入力される。入力バッファ回路33の入力メモリ37はどのグループの信号と接続するかを予め個々に決められており、各グループG(1)〜G(n)のデジタル信号を取り間違えることがないように配慮されている。入力メモリ37は、グループ毎にデュアルポートメモリ35にデータを転送したことを示すフラグ情報(フラグビット)を有する。例えば、16ビット構成のメモリであれば、1アドレスの16ビットの各ビットにグループを割り当てて、16グループのフラグ情報を記憶することができる。また、各AD変換ユニット29が送信してくるADC出力データにはチャンネル番号を示すヘッダが付加される。デュアルポートメモリ35は、入力側、出力側がそれぞれ1ポートである。   Next, the operation will be described. The input buffer circuit 33 outputs the digital signal output from the AD converter 14 simultaneously processed in parallel from each group G (1) to G (n) via the interface circuit 15 of each group G (1) to G (n). Are input to the input memory 37 in parallel. The input memory 37 of the input buffer circuit 33 is individually determined as to which group of signals to be connected, so that the digital signals of the groups G (1) to G (n) are not mistaken. ing. The input memory 37 has flag information (flag bits) indicating that data has been transferred to the dual port memory 35 for each group. For example, in a 16-bit memory, a group can be assigned to each 16-bit bit of one address, and flag information of 16 groups can be stored. In addition, a header indicating a channel number is added to the ADC output data transmitted by each AD conversion unit 29. The dual port memory 35 has one port each on the input side and output side.

制御回路34は、入力メモリ37に記憶されたデータを読み出し、そのヘッダに示されたチャンネル番号に対応したデュアルポートメモリ35の該当するグループのアドレスにADC出力データ(ヘッダは含まないデータ)を転送する。制御回路34は、転送が終了したグループに対応したフラグ情報を書き込み。制御回路34は、AD変換ユニット29から送信されたADC出力データを入力メモリ37に記憶した際にフラグ情報を1にし、転送が終了した際にフラグ情報を0にする。また、フラグ情報に1が記憶された対応するアドレスには上書きを防止するために、禁止回路を設ける。例えば、各ビットにANDゲートを介して入力するようにし、さらに上書きが禁止されたアドレスにADCデータが送られてきた場合に、ビジーを示しビジー信号を制御回路34に送るようにする。制御回路34は、ビジー信号を受けて、選択統括回路32に該当するグループのAD変換ユニット29のデータ処理を停止させる処理停止信号を送る。選択統括回路32は、処理停止信号を受けて、該当するグループのAD変換ユニット29のチャンネル選択回路16dに処理を停止する停止指令を送る。停止指令を受けた当該チャンネル選択回路16dは、再回指令を受けるまで処理を停止する。   The control circuit 34 reads the data stored in the input memory 37 and transfers the ADC output data (data not including the header) to the address of the corresponding group in the dual port memory 35 corresponding to the channel number indicated in the header. To do. The control circuit 34 writes flag information corresponding to the group for which transfer has been completed. The control circuit 34 sets the flag information to 1 when the ADC output data transmitted from the AD conversion unit 29 is stored in the input memory 37, and sets the flag information to 0 when the transfer is completed. In addition, a prohibition circuit is provided in order to prevent overwriting the corresponding address in which 1 is stored in the flag information. For example, each bit is input via an AND gate, and when ADC data is sent to an address where overwriting is prohibited, a busy signal is sent to the control circuit 34. In response to the busy signal, the control circuit 34 sends a processing stop signal for stopping the data processing of the AD conversion units 29 of the group corresponding to the selection control circuit 32. Upon receiving the processing stop signal, the selection control circuit 32 sends a stop command for stopping the processing to the channel selection circuit 16d of the AD conversion unit 29 of the corresponding group. Receiving the stop command, the channel selection circuit 16d stops the process until receiving the re-start command.

制御回路34は、停止指令を出したグループのADCデータをデュアルポートメモリ35に転送した後に、フラグ情報を0にすると、禁止回路からビジー信号が解除される。制御回路34は、ビジー信号の解除を受けて、選択統括回路32に該当するグループのAD変換ユニット29のデータ処理を再開させる再回指令信号を送る。選択統括回路32は、再回指令信号を受けて、該当するグループのAD変換ユニット29のチャンネル選択回路16dに処理を再開する再回指令を送る。再回指令を受けた当該チャンネル選択回路16dは、処理を再開する。   When the control circuit 34 transfers the ADC data of the group that has issued the stop command to the dual port memory 35 and then sets the flag information to 0, the busy signal is released from the inhibition circuit. In response to the release of the busy signal, the control circuit 34 sends a restart command signal for resuming the data processing of the AD conversion units 29 of the group corresponding to the selection supervision circuit 32. Upon receiving the re-turn command signal, the selection supervision circuit 32 sends a re-turn command for resuming processing to the channel selection circuit 16d of the AD conversion unit 29 of the corresponding group. The channel selection circuit 16d that has received the re-start command restarts the process.

次にデータ収集演算回路17の動作を説明する。データ収集演算回路17は、デュアルポートメモリ35からADCデータを読み出す際に、読み出すアドレス毎にグループ番号(G番号)と出力チャンネル番号(出力CH番号)が決められているので、グループ番号とチャンネル番号の組み合わせを把握することが可能となる。データ収集演算回路17は、デュアルポートメモリ35の予め決められたアドレス(メモリマップ)を参照することで、多チャンネル型センサ装置22のチャンネル毎のアナログ信号情報を得ることができるようになる。入力バッファ回路33が順次デュアルポートメモリ35を更新していくので、データ収集演算回路17は自身の決まったタイミングでデュアルポートメモリ35にアクセスすればよい。   Next, the operation of the data collection arithmetic circuit 17 will be described. When the data collection arithmetic circuit 17 reads the ADC data from the dual port memory 35, the group number (G number) and the output channel number (output CH number) are determined for each read address. It becomes possible to grasp the combination. The data collection arithmetic circuit 17 can obtain analog signal information for each channel of the multi-channel type sensor device 22 by referring to a predetermined address (memory map) of the dual port memory 35. Since the input buffer circuit 33 sequentially updates the dual port memory 35, the data collection arithmetic circuit 17 may access the dual port memory 35 at its own determined timing.

したがって、実施の形態5のデータ収集装置24eは、入力メモリ37とアクセス衝突がないデュアルポートメモリ35を設けた入力バッファ回路33により、データ収集の効率化を図ることができる。実施の形態4のデータ収集装置24dに比べて、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。   Therefore, the data collection device 24e according to the fifth embodiment can improve the efficiency of data collection by the input buffer circuit 33 provided with the dual port memory 35 that does not collide with the input memory 37. Compared with the data collection device 24d of the fourth embodiment, beam data collection and calculation processing from a multi-channel monitor used in the scanning irradiation method can be accelerated.

また、入力バッファ回路33は、デュアルポートメモリ35を更新する際に、ポインタ領域に各グループ番号においてどのチャンネル番号が最後に更新されたかを示すポインタ情報を書き込み。データ収集演算回路17はポインタ情報を参照することで、ある時点での最新データがどのチャンネル番号であるかの情報を得ることができるようになる。   Further, when updating the dual port memory 35, the input buffer circuit 33 writes pointer information indicating which channel number was last updated in each group number in the pointer area. By referring to the pointer information, the data collection arithmetic circuit 17 can obtain information on which channel number is the latest data at a certain time.

実施の形態6.
粒子線照射装置58が照射する荷電粒子ビーム1のビーム位置やビーム重心等を演算しようとする場合、多チャンネル型センサ装置22の出力するチャンネル毎のアナログ信号において、連続したチャンネルの情報が同時に必要となる。実施の形態4及び5では、隣接する複数個のチャンネルで一つのグループを構成するようにして全チャンネルを複数のグループG(1)〜G(n)に分割した場合であったが、隣接する複数個のチャンネルで一つのグループを構成すると、連続したチャンネルの情報が複数のグループに跨り、一部のデータが遅くなる場合がある。このようになると演算処理を止めなければならなくなり(データ待ちに時間が生じ)、処理時間が長くなってしまう。この問題を解決するために、隣り合うチャンネルは必ず異なるグループに配分して全チャンネルが複数のグループG(1)〜G(n)に分割されるようにする。こうすることで、演算処理を止めることなく、グループ総数と同じ数だけの隣接チャンネル数を同時並行的にAD変換処理ができる。
Embodiment 6 FIG.
When calculating the beam position, beam center of gravity, etc., of the charged particle beam 1 irradiated by the particle beam irradiation device 58, continuous channel information is required simultaneously in the analog signal for each channel output from the multi-channel sensor device 22. It becomes. In the fourth and fifth embodiments, all the channels are divided into a plurality of groups G (1) to G (n) so as to form one group with a plurality of adjacent channels. When one group is composed of a plurality of channels, information on continuous channels may straddle the plurality of groups, and some data may be delayed. In this case, the arithmetic processing must be stopped (time is required for waiting for data), and the processing time becomes long. In order to solve this problem, adjacent channels are always allocated to different groups so that all channels are divided into a plurality of groups G (1) to G (n). By doing this, AD conversion processing can be performed simultaneously and in parallel on the number of adjacent channels equal to the total number of groups without stopping the arithmetic processing.

図15は、本発明の実施の形態6におけるセンサ端子とセンサ入力端子の接続を示す図である。図15は、多チャンネル型センサ装置22の出力するセンサ端子40のチャンネル数が9つあり、ビーム位置やビーム重心等を演算するために隣り合うチャンネルが同時に3つ必要な場合の接続例である。図15に示すように、1次元(XchまたはYch)の隣り合うチャンネルを必ず異なるグループに配分することで、必要とする隣り合うチャンネルを全て同時並行的にAD変換処理ができるので、ビーム位置やビーム重心等の演算結果を短時間で得ることができる。   FIG. 15 is a diagram illustrating connection between a sensor terminal and a sensor input terminal according to Embodiment 6 of the present invention. FIG. 15 is a connection example in the case where the number of sensor terminals 40 output from the multi-channel type sensor device 22 is nine and three adjacent channels are required at the same time to calculate the beam position, the beam center of gravity, and the like. . As shown in FIG. 15, by allocating adjacent one-dimensional (Xch or Ych) adjacent channels to different groups, all the necessary adjacent channels can be subjected to AD conversion processing in parallel. Calculation results such as the beam center of gravity can be obtained in a short time.

例えば、荷電粒子ビーム1のスポットの状態(ビーム強度、ビーム平坦度、ビーム径、およびビームピーク位置等)を演算するのにXch、Ychはそれぞれ32chのデータを使用する場合で説明する。実施の形態4または実施の形態5のデータ収集装置24はXch用、Ych用に2つを使用する。Xch、Ychはそれぞれ32chのデータを収集するので、32グループに分けて、図15に示したようにセンサ端子40とセンサ入力端子11を接続する。このようにすることで、Xch及びYchのそれぞれについて、32chの全てを同時並行的にAD変換処理ができる。したがって、1回のAD変換処理時間と演算処理時間でスポットの状態を得ることができる。   For example, a description will be given of a case where Xch and Ych respectively use 32ch data for calculating the spot state (beam intensity, beam flatness, beam diameter, beam peak position, etc.) of the charged particle beam 1. The data collection device 24 of the fourth embodiment or the fifth embodiment uses two for Xch and Ych. Since Xch and Ych each collect 32ch data, they are divided into 32 groups and the sensor terminal 40 and the sensor input terminal 11 are connected as shown in FIG. By doing in this way, it is possible to perform AD conversion processing on all of 32ch simultaneously and in parallel for each of Xch and Ych. Therefore, the spot state can be obtained by one AD conversion processing time and calculation processing time.

実施の形態6のデータ収集装置24(24f)は、実施の形態4のデータ収集装置24dに比べて、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。また、実施の形態6のデータ収集装置24(24f)は、実施の形態5のデータ収集装置24eに比べて、スキャニング照射方式に用いられる多チャンネル型のモニタからのビームデータの収集や演算処理を高速化することができる。   The data collection device 24 (24f) according to the sixth embodiment is faster than the data collection device 24d according to the fourth embodiment to collect beam data from a multi-channel type monitor used in the scanning irradiation method and to perform arithmetic processing. can do. Further, the data collection device 24 (24f) of the sixth embodiment performs beam data collection and calculation processing from a multi-channel type monitor used for the scanning irradiation method, as compared with the data collection device 24e of the fifth embodiment. The speed can be increased.

なお、実施の形態1から実施の形態6の内容は、矛盾がない範囲でそれぞれ組み合わせて適用することができる。また、スポットスキャンニング照射方式で説明したが、荷電粒子ビームを停止させずに一筆書きのように走査するラスタースキャニング照射方式にも適用できる。スポットスキャニング照射方式とラスタースキャニング照射方式の両方のメリットを取り入れようとした中間の照射方式(ビームを停止させずにスポット毎に移動させる方式、ハイブリッドスキャニング照射方式と呼ぶことにする)にも適用できる。   Note that the contents of Embodiments 1 to 6 can be applied in combination as long as there is no contradiction. Further, although the spot scanning irradiation method has been described, the present invention can also be applied to a raster scanning irradiation method in which a charged particle beam is scanned like a single stroke without stopping. It can also be applied to an intermediate irradiation method (a method that moves the beam for each spot without stopping the beam, a hybrid scanning irradiation method) that attempts to take advantage of both the spot scanning irradiation method and the raster scanning irradiation method. .

1…荷電粒子ビーム、2…X方向走査電磁石、3…Y方向走査電磁石、8…照射制御装置、9…照射対象、13、13a、13b…マルチプレクサ、14…AD変換器、16、16a、16b、16c、16d…チャンネル選択回路、17、17a、17b…データ収集演算回路、18…チャンネル設定レジスタ、19…スキャン制御レジスタ、21…CPU、22…多チャンネル型センサ装置、24、24a、24b、24c、24d、24e、24f…データ収集装置、25…データメモリ、26、26xa、26xm、26ya、26yn…アナログスイッチ、28…入力バッファメモリ、29、29a、29b、29c、29n…AD変換ユニット、31…TB設定回路、32…選択統括回路、33…入力バッファ回路、34…制御回路、35…デュアルポートメモリ、36…制御設定レジスタ、37…入力メモリ、51…粒子線治療装置、52…ビーム発生装置、54…シンクロトロン、58、58a、58b…粒子線照射装置、59…ビーム輸送系。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charged particle beam, 2 ... X direction scanning electromagnet, 3 ... Y direction scanning electromagnet, 8 ... Irradiation control apparatus, 9 ... Irradiation object, 13, 13a, 13b ... Multiplexer, 14 ... AD converter, 16, 16a, 16b 16c, 16d ... channel selection circuit, 17, 17a, 17b ... data collection arithmetic circuit, 18 ... channel setting register, 19 ... scan control register, 21 ... CPU, 22 ... multi-channel type sensor device, 24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f ... data collection device, 25 ... data memory, 26, 26xa, 26xm, 26ya, 26yn ... analog switch, 28 ... input buffer memory, 29, 29a, 29b, 29c, 29n ... AD conversion unit, 31 ... TB setting circuit, 32 ... selection control circuit, 33 ... input buffer circuit, 34 ... control Path 35 ... dual port memory 36 ... control setting register 37 ... input memory 51 ... particle beam therapy device 52 ... beam generator 54 ... synchrotron 58, 58a, 58b ... particle beam irradiation device 59 ... Beam transport system.

Claims (15)

加速器により加速され、走査電磁石で走査された荷電粒子ビームの状態を演算し収集するデータ収集装置であって、
前記荷電粒子ビームの通過位置を複数の検出チャンネルにより検出する多チャンネル型センサ装置からのアナログ信号に基づいたチャンネルデータの複数から一つを選択するマルチプレクサと、前記マルチプレクサで選択された前記チャンネルデータをデジタル信号であるAD変換データに変換するAD変換器と、前記マルチプレクサ及び前記AD変換器を制御するチャンネル選択回路と、前記チャンネル選択回路を介して入力された複数の前記AD変換データに基づいて前記荷電粒子ビームの状態を演算するデータ収集演算回路を備え、
前記チャンネル選択回路は、前記多チャンネル型センサ装置の前記複数の検出チャンネルのうち前記データ収集演算回路に出力する選抜チャンネルの情報を記憶するチャンネル設定レジスタを有し、前記選抜チャンネルの情報に基づいて前記選抜チャンネルの前記AD変換データを順次前記データ収集演算回路に出力することを特徴とするデータ収集装置。
A data acquisition device that calculates and collects the state of a charged particle beam accelerated by an accelerator and scanned by a scanning electromagnet,
A multiplexer that selects one of a plurality of channel data based on an analog signal from a multi-channel type sensor device that detects a passing position of the charged particle beam by a plurality of detection channels, and the channel data selected by the multiplexer An AD converter for converting to AD conversion data which is a digital signal, a channel selection circuit for controlling the multiplexer and the AD converter, and the plurality of AD conversion data input via the channel selection circuit It has a data collection operation circuit that calculates the state of the charged particle beam,
The channel selection circuit has a channel setting register that stores information on a selection channel to be output to the data collection arithmetic circuit among the plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device, and based on the information on the selection channel A data collection apparatus characterized by sequentially outputting the AD conversion data of the selected channel to the data collection arithmetic circuit.
前記荷電粒子ビームの目標通過位置を複数有する計画データを記憶するデータメモリを有し、
前記荷電粒子ビームの照射を制御する照射制御装置から次データ収集指令を受けて、前記計画データにおける次の前記目標通過位置に基づいて次の前記選抜チャンネルを決定し、前記チャンネル設定レジスタに設定する制御器を有ることを特徴とする請求項1記載のデータ収集装置。
A data memory for storing plan data having a plurality of target passage positions of the charged particle beam;
In response to a next data collection command from an irradiation control device that controls irradiation of the charged particle beam, the next selection channel is determined based on the next target passage position in the plan data, and is set in the channel setting register. The data collection device according to claim 1, further comprising a controller.
前記チャンネル選択回路は、前記チャンネル設定レジスタの前記選抜チャンネルの情報が新たに書き換えられるまで、前記選抜チャンネルに対応して、前記マルチプレクサ及び前記AD変換器を制御し、前記選抜チャンネルのAD変換データを順次前記データ収集演算回路に出力することを繰り返すことを特徴とする請求項1または2に記載のデータ収集装置。   The channel selection circuit controls the multiplexer and the AD converter corresponding to the selected channel until the information on the selected channel in the channel setting register is newly rewritten, and converts the AD conversion data of the selected channel. 3. The data collecting apparatus according to claim 1, wherein the data collecting operation circuit sequentially repeats outputting to the data collecting arithmetic circuit. 前記チャンネル選択回路は、前記選抜チャンネルに対して、前記AD変換データを収集する始点チャンネル及び終点チャンネルを設定するスキャン制御レジスタを有し、前記始点チャンネルから前記終点チャンネルに対応するチャンネルの前記AD変換データを順次前記データ収集演算回路に出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のデータ収集装置。   The channel selection circuit has a scan control register for setting a start point channel and an end point channel for collecting the AD conversion data for the selected channel, and the AD conversion of a channel corresponding to the end point channel from the start point channel 4. The data collection apparatus according to claim 1, wherein data is sequentially output to the data collection arithmetic circuit. 前記マルチプレクサは複数のアナログスイッチを有し、前記アナログスイッチを切替えて前記チャンネルデータの一つを選択し、
前記チャンネル選択回路は、前記アナログスイッチを開閉するタイミングを制御するタイムベース設定回路を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のデータ収集装置。
The multiplexer has a plurality of analog switches, and switches the analog switches to select one of the channel data,
5. The data collection device according to claim 1, wherein the channel selection circuit includes a time base setting circuit that controls timing for opening and closing the analog switch.
前記アナログスイッチは、前記前記チャンネルデータが入力される入力端子と、前記AD変換器に接続された出力端子と、グランドレベルに接続されたGND端子を有し、
前記タイムベース設定回路は、前記AD変換器が前記AD変換データの生成を終了した際に、前記出力端子を前記GND端子に接続することを特徴とする請求項5記載のデータ収集装置。
The analog switch has an input terminal to which the channel data is input, an output terminal connected to the AD converter, and a GND terminal connected to a ground level.
6. The data collection apparatus according to claim 5, wherein the time base setting circuit connects the output terminal to the GND terminal when the AD converter finishes generating the AD conversion data.
前記多チャンネル型センサ装置の前記複数の検出チャンネルを複数のグループに分割し、
前記グループにおける前記アナログ信号が入力されるAD変換ユニットを複数有し、
前記AD変換ユニットは、前記マルチプレクサと、前記チャンネル選択回路を有し、
前記データ収集演算回路は、前記AD変換ユニットのそれぞれが出力する前記AD変換データを独立して記憶する入力バッファメモリを有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のデータ収集装置。
Dividing the plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device into a plurality of groups;
A plurality of AD conversion units to which the analog signals in the group are input;
The AD conversion unit includes the multiplexer and the channel selection circuit,
7. The data according to claim 1, wherein the data collection arithmetic circuit includes an input buffer memory that independently stores the AD conversion data output from each of the AD conversion units. 8. Collection device.
前記多チャンネル型センサ装置の前記複数の検出チャンネルを複数のグループに分割し、
前記グループにおける前記アナログ信号が入力されるAD変換ユニットを複数有し、
前記AD変換ユニットは、前記マルチプレクサと、前記チャンネル選択回路を有し、
前記AD変換ユニットのそれぞれが出力する前記AD変換データを独立して記憶し、前記データ収集演算回路に前記AD変換データを出力する入力バッファ回路を備えたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のデータ収集装置。
Dividing the plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device into a plurality of groups;
A plurality of AD conversion units to which the analog signals in the group are input;
The AD conversion unit includes the multiplexer and the channel selection circuit,
7. The input conversion circuit according to claim 1, further comprising: an input buffer circuit that independently stores the AD conversion data output from each of the AD conversion units and outputs the AD conversion data to the data collection arithmetic circuit. The data collection device according to any one of the above.
前記入力バッファ回路は、前記AD変換ユニットのそれぞれが出力する前記AD変換データを独立して記憶する入力メモリと、前記AD変換データを前記データ収集演算回路に出力するデュアルポートメモリと、前記入力メモリから前記デュアルポートメモリに前記AD変換データを転送する制御回路とを有することを特徴とする請求項8に記載のデータ収集装置。   The input buffer circuit includes: an input memory that independently stores the AD conversion data output from each of the AD conversion units; a dual port memory that outputs the AD conversion data to the data collection arithmetic circuit; and the input memory The data collection device according to claim 8, further comprising a control circuit that transfers the AD conversion data from the computer to the dual port memory. 前記入力メモリは、前記グループ毎に前記デュアルポートメモリに当該グループの前記AD変換データを前記デュアルポートメモリに転送したことを示すフラグ情報が記憶されるメモリ領域を有し、
前記入力バッファ回路は、前記フラグ情報に基づいて前記入力メモリに記憶した前記AD変換データが前記デュアルポートメモリに転送されていない場合に、当該AD変換データが記憶されたメモリ領域にデータを書き込むことを禁止する禁止回路を有することを特徴とする請求項9に記載のデータ収集装置。
The input memory has a memory area in which flag information indicating that the AD conversion data of the group has been transferred to the dual port memory is stored in the dual port memory for each group,
The input buffer circuit writes data in a memory area in which the AD conversion data is stored when the AD conversion data stored in the input memory is not transferred to the dual port memory based on the flag information. The data collection device according to claim 9, further comprising a prohibition circuit that prohibits
前記デュアルポートメモリは、前記グループ毎に前記AD変換データが記憶された最新のチャンネル情報を記憶するメモリ領域を有することを特徴とする請求項9または10に記載のデータ収集装置。   11. The data collection device according to claim 9, wherein the dual port memory has a memory area for storing the latest channel information in which the AD conversion data is stored for each group. 前記チャンネル選択回路は、当該AD変換ユニットの前記チャンネル設定レジスタに設定されたデータを変更する制御設定レジスタを有し、
前記制御設定レジスタに前記データを設定する選択統括回路を備え、
前記チャンネル選択回路は、前記制御設定レジスタに設定された情報に基づいて前記マルチプレクサ及び前記AD変換器を制御することを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項に記載のデータ収集装置。
The channel selection circuit has a control setting register for changing data set in the channel setting register of the AD conversion unit,
A selection control circuit for setting the data in the control setting register;
12. The data collection device according to claim 7, wherein the channel selection circuit controls the multiplexer and the AD converter based on information set in the control setting register.
前記多チャンネル型センサ装置の前記複数の検出チャンネルは、X方向を検出するXチャンネルとY方向を検出するYチャンネルに分割され、
前記Xチャンネルにおいて隣接する前記検出チャンネルは異なる前記AD変換ユニットに接続され、前記Yチャンネルにおいて隣接する前記検出チャンネルは異なる前記AD変換ユニットに接続されることを特徴とする請求項7乃至12のいずれか1項に記載のデータ収集装置。
The plurality of detection channels of the multi-channel type sensor device are divided into an X channel for detecting the X direction and a Y channel for detecting the Y direction.
13. The detection channel adjacent in the X channel is connected to the different AD conversion units, and the detection channel adjacent in the Y channel is connected to the different AD conversion units. The data collection device according to claim 1.
荷電粒子ビームを発生させ、この荷電粒子ビームを加速器で加速させるビーム発生装置と、前記加速器により加速された荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系と、前記ビーム輸送系で輸送された荷電粒子ビームを照射対象に照射する粒子線照射装置とを備え、
前記粒子線照射装置は、前記照射対象に照射する荷電粒子ビームを走査する走査電磁石と、前記走査電磁石で走査された荷電粒子ビームの状態を演算し収集するデータ収集装置を有し、
前記データ収集装置は、請求項1乃至13のいずれか1項に記載のデータ収集装置であることを特徴とする粒子線治療装置。
A beam generator for generating a charged particle beam and accelerating the charged particle beam with an accelerator, a beam transport system for transporting the charged particle beam accelerated by the accelerator, and a charged particle beam transported by the beam transport system A particle beam irradiation device for irradiating an irradiation target,
The particle beam irradiation apparatus includes a scanning electromagnet that scans a charged particle beam that irradiates the irradiation target, and a data collection apparatus that calculates and collects the state of the charged particle beam scanned by the scanning electromagnet,
14. The particle beam therapy apparatus according to claim 1, wherein the data collection apparatus is the data collection apparatus according to any one of claims 1 to 13.
加速器により加速され、走査電磁石で走査された荷電粒子ビームの状態を演算し収集するデータ収集方法であって、
前記荷電粒子ビームの通過位置を複数の検出チャンネルにより検出する多チャンネル型センサ装置からのアナログ信号に基づいたチャンネルデータをAD変換器によりデジタル信号に変換しAD変換データを生成するAD変換データ生成手順と、
前記AD変換データ生成手順で生成されたAD変換データをデータ収集演算回路に送信するデータ送信手順と、
前記データ送信手順により送信された複数の前記AD変換データに基づいて前記荷電粒子ビームの状態をデータ収集演算回路により演算する演算手順とを含み、
前記AD変換データ生成手順において、前記多チャンネル型センサ装置の前記複数の検出チャンネルから選抜された選抜チャンネルの情報に基づいて、前記選抜チャンネルの前記AD変換データを生成することを特徴とするデータ収集方法。
A data collection method for calculating and collecting the state of a charged particle beam accelerated by an accelerator and scanned by a scanning electromagnet,
AD conversion data generation procedure for generating AD conversion data by converting channel data based on an analog signal from a multi-channel type sensor device that detects a passage position of the charged particle beam by a plurality of detection channels into a digital signal by an AD converter When,
A data transmission procedure for transmitting the AD conversion data generated in the AD conversion data generation procedure to a data collection arithmetic circuit;
A calculation procedure for calculating a state of the charged particle beam by a data collection calculation circuit based on the plurality of AD conversion data transmitted by the data transmission procedure,
In the AD conversion data generation procedure, the AD conversion data of the selected channel is generated based on information of a selected channel selected from the plurality of detection channels of the multi-channel sensor device. Method.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03282222A (en) * 1990-03-30 1991-12-12 Mitsubishi Electric Corp Monitoring apparatus for emitted light from synchrotron
US5308988A (en) * 1992-05-18 1994-05-03 Radiation Measurements, Inc. Analyzer for radiotherapy radiation beam
JP2002058750A (en) * 2000-08-21 2002-02-26 Toshiba Corp Charged beam irradiation method and apparatus, and computer readable storage medium
JP2008175829A (en) * 2008-02-25 2008-07-31 Toshiba Corp Method and monitor for measuring particle radiation
JP2009050468A (en) * 2007-08-27 2009-03-12 Hitachi Ltd Charged particle beam irradiation system
JP2010060523A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Natl Inst Of Radiological Sciences Beam position monitor and beam position measuring method of particle beam therapy device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03282222A (en) * 1990-03-30 1991-12-12 Mitsubishi Electric Corp Monitoring apparatus for emitted light from synchrotron
US5308988A (en) * 1992-05-18 1994-05-03 Radiation Measurements, Inc. Analyzer for radiotherapy radiation beam
JP2002058750A (en) * 2000-08-21 2002-02-26 Toshiba Corp Charged beam irradiation method and apparatus, and computer readable storage medium
JP2009050468A (en) * 2007-08-27 2009-03-12 Hitachi Ltd Charged particle beam irradiation system
JP2008175829A (en) * 2008-02-25 2008-07-31 Toshiba Corp Method and monitor for measuring particle radiation
JP2010060523A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Natl Inst Of Radiological Sciences Beam position monitor and beam position measuring method of particle beam therapy device

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