JP4646069B2 - 粒子線照射システム - Google Patents
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Description
すなわち、上記照射装置の走査電磁石は、電流と磁場との関係にヒステリシス特性がある。すなわち、走査電磁石に与えた電流に対し得られる磁場は、残留磁場の影響により必ずしも同じにはならない。そのため、走査電磁石のヒステリシス特性がビーム照射位置の精度を低下させる要因となっていた。この走査電磁石のヒステリシスの影響を抑える方法の一つとして、磁場強度差を小さく抑える磁性体を使用する方法が考えられる。ところが、このような磁性体は、良いものを選ぶほど高価となり、またヒステリシスの影響を抑えるのにも限界があった。また、ビーム走査範囲を狭める方法も考えられるが、広いビーム走査範囲の照射を行うときには避けられない課題であった。
ti=ti-1+|Ii−Ii-1|/It・・・(1)
It:電流規格値(一定値)
この内部変数t1(t1=t0+|I1−I0|/It=1+I1/It)は、電流初期値I0に対する電流値I1の変化量|I1−I0|を電流規格化値Itで割って規格化し、その値|I1−I0|/Itと内部変数初期値t0=1とを合算したものである。
dI=sgn×dImax×f(ti)・・・(2)
f(ti)=1−2/(1+ti):(0<t<∞、−1<f(ti)<1)
dImax:補正飽和値(一定値、なお電流値Iiに応じて算出してもよい)
このとき、sgn=1であるからdI=dImax×f(ti)となり、f(ti)は内部変数tiの増加に応じてf(ti)=1に漸近する増加関数であるから、補正値dIは内部変数tiの増加に応じて正の補正飽和値dImaxに漸近するようになっている。
6 照射装置
9 シンクロトロン(加速器)
13 出射装置(照射停止手段)
21 走査電磁石
22 走査電磁石
26 照射制御装置
36 入力装置(入力手段)
39 第1演算部(第1の演算手段)
40 第2演算部(第2の演算手段)
43 照射制御装置
45 演算部(第3の演算手段)
48 照射制御装置
49 記憶部(記憶手段)
50 演算部(第4の演算手段)
Claims (7)
- 荷電粒子ビームを出射する加速器と、
前記荷電粒子ビームを走査する走査電磁石を有し、前記加速器からの荷電粒子ビームを照射対象に照射する照射装置と、
前記走査電磁石の電流を制御してビーム照射位置を移動させる照射制御装置とを備えた粒子線照射システムにおいて、
照射計画に基づくビーム照射位置に対応して、ヒステリシス特性を考慮しない前記走査電磁石の電流値を演算する第1の演算手段と、
前記第1の演算手段で演算した前記走査電磁石の電流値を、ヒステリシス特性を考慮して補正演算する第2の演算手段とを有し、
前記照射制御装置は、前記第2の演算手段の演算結果に基づいて前記走査電磁石の電流を制御することを特徴とする粒子線照射システム。 - 請求項1記載の粒子線照射システムにおいて、前記第2の演算手段は、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値が増加するときは、その増加に応じて、前記第1の演算手段で演算した電流値に補正飽和値を加算した第1の飽和電流値に漸近するように補正演算し、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値が減少するときは、その減少に応じて、前記第1の演算手段で演算した電流値から補正飽和値を減算した第2の飽和電流値に漸近するように補正演算することを特徴とする粒子線照射システム。
- 請求項2記載の粒子線照射システムにおいて、前記第2の演算手段は、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値が増加方向又は減少方向に切り替わってからの電流値の変化量に対応する内部変数を設定し、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値が増加する場合、前記内部変数の増加に応じて正の補正飽和値に漸近するような補正値を演算する増加関数と、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値が減少する場合、前記内部変数の増加に応じて負の補正飽和値に漸近するような補正値を演算する減少関数とを設定し、前記増加関数及び減少関数で演算した補正値を加算して補正演算することを特徴とする粒子線照射システム。
- 請求項3記載の粒子線照射システムにおいて、前記内部変数をパラメータとした前記増加関数及び減少関数は、前記内部変数の軸を中心に対称とし、かつ前記内部変数のとりうる範囲で前記負の補正飽和値から前記正の補正飽和値未満の範囲をとる関数であり、前記内部変数は、前記走査電磁石の電流値が増加方向又は減少方向に切り替わるときに前記増加関数及び減少関数で演算した補正値が等しくなるように変換することを特徴とする粒子線照射システム。
- 荷電粒子ビームを出射する加速器と、
前記荷電粒子ビームを走査する走査電磁石を有し、前記加速器からの荷電粒子ビームを照射対象に照射する照射装置と、
前記走査電磁石の電流を制御してビーム照射位置を制御する照射制御装置とを備えた粒子線照射システムにおいて、
所定の最大電流値から所定の最小電流値まで制御された場合の前記走査電磁石のヒステリシス特性曲線を用いて、照射計画に基づくビーム照射位置に対応する前記走査電磁石の電流値を演算する第3の演算手段を有し、
前記照射制御装置は、前記第3の演算手段の演算結果に基づいて前記走査電磁石の電流を制御してビーム照射位置を移動させるとともに、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値を増加方向から減少方向に切り替える場合は、前記走査電磁石を前記ヒステリシス特性曲線の最大電流値に制御してから行い、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値を減少方向から増加方向に切り替える場合は、前記走査電磁石を前記ヒステリシス特性曲線の最小電流値に制御してから行うことを特徴とする粒子線照射システム。 - 荷電粒子ビームを出射する加速器と、
前記荷電粒子ビームを走査する走査電磁石を有し、前記加速器からの荷電粒子ビームを照射対象に照射する照射装置と、
前記走査電磁石の電流を制御してビーム照射位置を制御する照射制御装置とを備えた粒子線照射システムにおいて、
所定の最大電流値から所定の最小電流値まで制御された場合の前記走査電磁石のヒステリシス特性曲線を、前記最大電流値及び最小電流値の大きさに応じて異なる複数種類記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した複数種類のヒステリシス特性曲線のうちいずれかを選択可能な入力手段と、
前記入力手段で選択したヒステリシス特性曲線を用いて、照射計画に基づくビーム照射位置に対応する前記走査電磁石の電流値を演算する第4の演算手段とを有し、
前記照射制御装置は、前記第4の演算手段の演算結果に基づいて前記走査電磁石の電流を制御してビーム照射位置を移動させるとともに、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値を増加方向から減少方向に切り替える場合は、前記走査電磁石を前記入力手段で選択したヒステリシス特性曲線の最大電流値に制御してから行い、前記ビーム照射位置の移動に応じて前記走査電磁石の電流値を減少方向から増加方向に切り替える場合は、前記走査電磁石を前記入力手段で選択したヒステリシス特性曲線の最小電流値に制御してから行うことを特徴とする粒子線照射システム。 - 請求項5又は6記載の粒子線照射システムにおいて、照射対象へのビーム照射を停止する照射停止手段を有し、前記照射停止手段でビーム照射を停止させた状態で、前記照射制御装置は前記走査電磁石を所定の最大電流値及び所定の最小電流値に制御することを特徴とする粒子線照射システム。
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