JP5311566B2

JP5311566B2 - Radiation irradiation system

Info

Publication number: JP5311566B2
Application number: JP2009080857A
Authority: JP
Inventors: 卓司古川; 拓稲庭; 眞二佐藤; 敏之白井; 耕司野田
Original assignee: National Institute of Radiological Sciences
Current assignee: National Institute of Radiological Sciences
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP2010227464A

Description

本発明は、放射線照射システムに関し、特に三次元スキャニング法によって放射線を照射する放射線照射システムに関する。 The present invention relates to a radiation irradiation system, and more particularly to a radiation irradiation system that emits radiation by a three-dimensional scanning method.

近年、陽子線、重粒子線等といった放射線を用いた放射線治療（粒子線治療）が注目されている。放射線治療は、放射線の照射エネルギを調節することによって、被照射体（人体）の深層にある、予め設定された照射領域に対して選択的に放射線を照射することによって、照射領域以外の正常な組織における障害の発生を低減することができる治療法である。 In recent years, radiotherapy (particle beam therapy) using radiation such as proton beams and heavy particle beams has attracted attention. Radiation therapy is performed by selectively irradiating a predetermined irradiation region in the deep layer of the irradiated object (human body) by adjusting the irradiation energy of the radiation, so that normal radiation other than the irradiation region is obtained. A treatment that can reduce the occurrence of disorders in tissues.

かかる放射線治療における放射線の照射法に一つに、三次元スキャニング法がある（例えば、特許文献１参照）。三次元スキャニング法を用いた放射線照射システムは、加速器から出射された細い粒子線を拡大することなく、被照射体の照射領域を当該粒子線の進行方向に対して垂直平面方向及び深さ方向の三次元方向にスキャンし、複雑な形状の照射領域を塗りつぶすように放射線を照射する。 One of the radiation irradiation methods in such radiotherapy is a three-dimensional scanning method (see, for example, Patent Document 1). The radiation irradiation system using the three-dimensional scanning method does not enlarge the thin particle beam emitted from the accelerator, and the irradiation region of the irradiated object is in the vertical plane direction and the depth direction with respect to the traveling direction of the particle beam. Scan in three dimensions and irradiate with radiation so as to fill the irradiation area of complex shape.

特開２００６−０８７６４９号公報JP 2006-087649 A

しかしながら、従来の放射線照射システムは、放射線の照射位置を変更する装置（例えば、電磁石）の性能によって、線量の制約を受けている。すなわち、照射される放射線の線量を大きくすることができないため、照射時間を短縮することは困難であった。 However, the conventional radiation irradiation system is limited in dose by the performance of an apparatus (for example, an electromagnet) that changes the radiation irradiation position. That is, it is difficult to shorten the irradiation time because the dose of irradiated radiation cannot be increased.

本発明は、前記した問題を解決すべく創案されたものであり、放射線の照射時間を短縮することが可能な放射線照射システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a radiation irradiation system capable of shortening the irradiation time of radiation.

前記課題を解決するため、本発明の放射線照射システムは、放射線出射装置から出射された放射線の照射位置を変更する照射位置変更装置と、前記放射線の線量をモニタリングする線量モニタリング装置と、モニタリングされた前記線量に基づいて前記照射位置変更装置を制御する制御装置と、を備える放射線照射システムであって、前記制御装置は、モニタリングされた前記線量に基づいて前記照射位置変更装置を制御する照射位置制御部と、前記放射線の照射位置と、当該照射位置において照射すべき線量と、が関連付けて記憶される記憶部と、を備え、前記照射位置制御部は、モニタリングされた前記線量に基づいて、一の照射位置における線量を積算する線量積算部と、前記照射位置変更装置から照射位置変更完了信号を取得する照射位置変更完了信号取得部と、一の照射位置において、前記線量積算部によって積算された線量が前記記憶部に記憶された前記照射すべき線量に達し、かつ、前記照射位置変更完了信号が取得されない場合に、制御渋滞であると判定し、制御渋滞であると判定された後に前記照射位置変更完了信号が取得された場合に、制御渋滞が解消されたと判定する制御渋滞判定部と、前記照射位置変更装置へ照射位置変更開始信号を出力することによって、前記照射位置変更装置を制御して照射位置を変更させる照射位置変更開始信号出力部と、を備え、制御渋滞であると判定された場合には、前記線量積算部は、前記線量モニタリング装置によってモニタリングされた線量を、次の照射位置における線量として積算し、前記照射位置変更開始信号出力部は、制御渋滞が解消されたと判定された際に、前記次の照射位置に関する照射位置変更開始信号を出力することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a radiation irradiation system of the present invention is monitored by an irradiation position changing device that changes an irradiation position of radiation emitted from a radiation emitting device, a dose monitoring device that monitors the radiation dose, and A radiation irradiation system comprising: a control device that controls the irradiation position changing device based on the dose, wherein the control device controls the irradiation position changing device based on the monitored dose. And a storage unit that stores the irradiation position of the radiation and the dose to be irradiated at the irradiation position in association with each other, and the irradiation position control unit is based on the monitored dose. A dose integrating unit that accumulates doses at the irradiation position and an irradiation position change completion signal from the irradiation position changing device. In the position change completion signal acquisition unit and the one irradiation position, the dose accumulated by the dose accumulation unit reaches the dose to be irradiated stored in the storage unit, and the irradiation position change completion signal is not acquired. A control traffic determination unit that determines that the control traffic has been resolved when the irradiation position change completion signal is acquired after determining that the control traffic is a control traffic, and the irradiation position An irradiation position change start signal output unit that controls the irradiation position change device to change the irradiation position by outputting an irradiation position change start signal to the change device, and when it is determined that there is control congestion The dose integrating unit integrates the dose monitored by the dose monitoring device as a dose at the next irradiation position, and outputs the irradiation position change start signal. , When the control traffic congestion is determined to have been eliminated, and outputs the irradiation position change start signal regarding the next irradiation position.

従来の放射線照射システムにおいては、照射位置変更完了信号が取得されていない状態において制御装置が照射位置変更開始信号を出力すると、電磁石用電源が異常判定を行うことによってシステム全体が停止していた。そのため、照射位置変更完了信号が取得されるまでに積算された線量が照射すべき線量に達しないように、荷電粒子ビームの線量が抑えられていた。これに対し、本発明の放射線照射システムは、制御渋滞という概念を採用することにより、照射位置変更完了信号が取得されていない状態においても線量の積算を行うことができるので、荷電粒子ビームの線量を大きくし、照射時間を短縮することができる。 In the conventional radiation irradiation system, when the control device outputs the irradiation position change start signal in a state where the irradiation position change completion signal has not been acquired, the entire system is stopped due to the abnormality determination of the electromagnet power supply. Therefore, the dose of the charged particle beam is suppressed so that the dose accumulated until the irradiation position change completion signal is acquired does not reach the dose to be irradiated. On the other hand, the radiation irradiation system of the present invention adopts the concept of control congestion, so that the dose can be integrated even in the state where the irradiation position change completion signal has not been acquired. Can be increased and the irradiation time can be shortened.

また、前記制御装置は、前記放射線出射装置を制御する放射線出射制御部と、制御渋滞であると判定された回数と制御渋滞が解消されたと判定された回数との差が所定回数に達したか否かを判定する制御渋滞回数判定部と、をさらに備え、制御渋滞であると判定された回数と制御渋滞が解消されたと判定された回数との差が所定回数に達したと判定された場合に、前記放射線出射制御部は、前記放射線出射装置からの放射線の出射を停止させる構成であってもよい。 In addition, the control device, the radiation emission control unit that controls the radiation emitting device, whether the difference between the number of times determined to be control congestion and the number of times determined to have resolved the control congestion has reached a predetermined number of times A control traffic number determination unit that determines whether or not the control traffic jam is determined, and when the difference between the number of times determined to be control traffic and the number of times determined to have resolved the control traffic has reached a predetermined number of times Furthermore, the radiation emission control unit may be configured to stop emission of radiation from the radiation emission device.

また、前記制御装置は、前記放射線出射装置を制御する放射線出射制御部と、制御渋滞中に前記線量モニタリング装置によってモニタリングされた線量である制御渋滞中線量を積算し、積算された前記制御渋滞中線量が所定値に達したか否かを判定する制御渋滞中線量判定部と、をさらに備え、積算された前記制御渋滞中線量が所定値に達したと判定された場合に、前記放射線出射制御部は、前記放射線出射装置からの放射線の出射を停止させる構成であってもよい。 Further, the control device integrates a radiation emission control unit that controls the radiation emission device, and a control traffic congestion dose that is a dose monitored by the dose monitoring device during the control traffic congestion, and the integrated control traffic congestion A dose determining unit for determining whether or not the dose has reached a predetermined value; and determining that the accumulated dose in the control traffic has reached a predetermined value, the radiation emission control The unit may be configured to stop the emission of radiation from the radiation emitting device.

本発明によれば、放射線の照射時間を短縮することができる。 According to the present invention, the irradiation time of radiation can be shortened.

本発明の実施形態に係る粒子線照射システムを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the particle beam irradiation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る照射系を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the irradiation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る粒子線照射システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the particle beam irradiation system which concerns on embodiment of this invention. 記憶部に記憶された照射パラメータファイルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the irradiation parameter file memorize | stored in the memory | storage part. 本発明の実施形態に係る放射線照射システムの第一の動作例を説明するための図であり、（ａ）は時刻と荷電粒子ビームの照射位置との関係を示すグラフ、（ｂ）は時刻と制御渋滞回数判定部のカウンタとの関係を示すグラフ、（ｃ）は時刻と荷電粒子ビームの線量の積算位置との関係を示すグラフ、（ｄ）は時刻と積算位置における荷電粒子ビームの線量Ｉとの関係を示すグラフ、（ｅ）は時刻と制御渋滞中における荷電粒子ビームの線量Ｉ_Ｘとの関係を示すグラフである。It is a figure for demonstrating the 1st operation example of the radiation irradiation system which concerns on embodiment of this invention, (a) is a graph which shows the relationship between time and the irradiation position of a charged particle beam, (b) is time and (C) is a graph showing the relationship between the time and the accumulated position of the charged particle beam dose, and (d) is the charged particle beam dose I at the accumulated position. (E) is a graph which shows the relationship between time and the dose _IX of the charged particle beam in control congestion. 本発明の実施形態に係る放射線照射システムの第二の動作例を説明するための図であり、（ａ）は時刻と荷電粒子ビームの照射位置との関係を示すグラフ、（ｂ）は時刻と制御渋滞回数判定部のカウンタとの関係を示すグラフ、（ｃ）は時刻と荷電粒子ビームの線量の積算位置との関係を示すグラフ、（ｄ）は時刻と積算位置における荷電粒子ビームの線量Ｉとの関係を示すグラフ、（ｅ）は時刻と制御渋滞中における荷電粒子ビームの線量Ｉ_Ｘとの関係を示すグラフである。It is a figure for demonstrating the 2nd operation example of the radiation irradiation system which concerns on embodiment of this invention, (a) is a graph which shows the relationship between time and the irradiation position of a charged particle beam, (b) is time and (C) is a graph showing the relationship between the time and the accumulated position of the charged particle beam dose, and (d) is the charged particle beam dose I at the accumulated position. (E) is a graph which shows the relationship between time and the dose _IX of the charged particle beam in control congestion. 本発明の実施形態に係る放射線照射システムの第三の動作例を説明するための図であり、（ａ）は時刻と荷電粒子ビームの照射位置との関係を示すグラフ、（ｂ）は時刻と制御渋滞回数判定部のカウンタとの関係を示すグラフ、（ｃ）は時刻と荷電粒子ビームの線量の積算位置との関係を示すグラフ、（ｄ）は時刻と積算位置における荷電粒子ビームの線量Ｉとの関係を示すグラフ、（ｅ）は時刻と制御渋滞中における荷電粒子ビームの線量Ｉ_Ｘとの関係を示すグラフである。It is a figure for demonstrating the 3rd operation example of the radiation irradiation system which concerns on embodiment of this invention, (a) is a graph which shows the relationship between time and the irradiation position of a charged particle beam, (b) is time and (C) is a graph showing the relationship between the time and the accumulated position of the charged particle beam dose, and (d) is the charged particle beam dose I at the accumulated position. (E) is a graph which shows the relationship between time and the dose _IX of the charged particle beam in control congestion. 本発明の実施形態に係る放射線照射システムの第四の動作例を説明するための図であり、（ａ）は時刻と荷電粒子ビームの照射位置との関係を示すグラフ、（ｂ）は時刻と制御渋滞回数判定部のカウンタとの関係を示すグラフ、（ｃ）は時刻と荷電粒子ビームの線量の積算位置との関係を示すグラフ、（ｄ）は時刻と積算位置における荷電粒子ビームの線量Ｉとの関係を示すグラフ、（ｅ）は時刻と制御渋滞中における荷電粒子ビームの線量Ｉ_Ｘとの関係を示すグラフである。It is a figure for demonstrating the 4th example of operation | movement of the radiation irradiation system which concerns on embodiment of this invention, (a) is a graph which shows the relationship between time and the irradiation position of a charged particle beam, (b) is time and (C) is a graph showing the relationship between the time and the accumulated position of the charged particle beam dose, and (d) is the charged particle beam dose I at the accumulated position. (E) is a graph which shows the relationship between time and the dose _IX of the charged particle beam in control congestion.

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. Similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１に示すように、本発明の実施形態に係る放射線照射システム１は、三次元スキャニング法によって放射線を照射するシステムであり、加速器１０と、ビーム輸送系２０と、照射系３０と、制御装置４０と、を備える。 As shown in FIG. 1, a radiation irradiation system 1 according to an embodiment of the present invention is a system that irradiates radiation by a three-dimensional scanning method, and includes an accelerator 10, a beam transport system 20, an irradiation system 30, and a control device. 40.

＜加速器及びビーム輸送系＞
加速器１０は、放射線の一例である荷電粒子ビームＢを加速して出射する。ビーム輸送系２０は、加速器１０から出射された荷電粒子ビームＢを輸送する。これら加速器１０及びビーム輸送系２０の組み合わせが、特許請求の範囲における「放射線出射装置」の一例である。 <Accelerator and beam transport system>
The accelerator 10 accelerates and emits a charged particle beam B that is an example of radiation. The beam transport system 20 transports the charged particle beam B emitted from the accelerator 10. The combination of the accelerator 10 and the beam transport system 20 is an example of the “radiation emitting device” in the claims.

＜照射系＞
照射系３０は、ビーム輸送系２０によって輸送された荷電粒子ビームＢを被照射体（人体）５０の照射対象５１（例えば、腫瘍部）に照射する。図２及び図３に示すように、照射系３０は、照射位置変更装置３１と、線量モニタリング装置３２と、エネルギ調整装置３３と、を備える。 <Irradiation system>
The irradiation system 30 irradiates the irradiation target 51 (for example, a tumor part) of the irradiated body (human body) 50 with the charged particle beam B transported by the beam transport system 20. As shown in FIGS. 2 and 3, the irradiation system 30 includes an irradiation position changing device 31, a dose monitoring device 32, and an energy adjusting device 33.

≪照射位置変更装置≫
照射位置変更装置３１は、加速器１０から出射されてビーム輸送系２０によって輸送された荷電粒子ビームＢの照射位置を変更するための装置であり、図２及び図３に示すように、電磁石３１ａ，３１ｂと、電磁石用電源３１ｃと、を備える。
電磁石３１ａは、電磁石用電源３１ｃから供給される電力によって、荷電粒子ビームＢの進行方向（Ｚ軸方向）に垂直な平面におけるＸ軸方向に荷電粒子ビームＢを偏向させるためのものである。
電磁石３１ｂは、電磁石用電源３１ｃから供給される電力によって、荷電粒子ビームＢの進行方向（Ｚ軸方向）に垂直な平面においてＸ軸に垂直なＹ軸方向に荷電粒子ビームＢを偏向させるためのものである。
電磁石用電源３１ｃは、電源及び電源制御部を備えて構成されており、後記する制御装置４０の照射位置変更完了信号出力部４４ｄから出力された照射位置変更開始信号に基づいて、電磁石３１ａ，３１ｂに電力を供給し、荷電粒子ビームＢの照射位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）を所望の位置へ変更する。
また、電磁石用電源３１ｃは、荷電粒子ビームＢの照射位置を所望の位置へ変更し終えた際に、照射位置変更終了信号を後記する制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂへ出力する。 ≪Irradiation position changing device≫
The irradiation position changing device 31 is a device for changing the irradiation position of the charged particle beam B emitted from the accelerator 10 and transported by the beam transport system 20, as shown in FIG. 2 and FIG. 31b and an electromagnet power supply 31c.
The electromagnet 31a is for deflecting the charged particle beam B in the X-axis direction on a plane perpendicular to the traveling direction (Z-axis direction) of the charged particle beam B by the electric power supplied from the electromagnet power supply 31c.
The electromagnet 31b deflects the charged particle beam B in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis in a plane perpendicular to the traveling direction (Z-axis direction) of the charged particle beam B by the electric power supplied from the electromagnet power supply 31c. Is.
The electromagnet power supply 31c includes a power supply and a power supply control unit, and electromagnets 31a and 31b are based on an irradiation position change start signal output from an irradiation position change completion signal output unit 44d of the control device 40 described later. Is supplied with electric power to change the irradiation position (X-axis direction, Y-axis direction) of the charged particle beam B to a desired position.
When the irradiation position of the charged particle beam B is changed to a desired position, the electromagnet power supply 31c outputs an irradiation position change end signal to the irradiation position change completion signal acquisition unit 44b of the control device 40 described later. .

本実施形態において、電磁石用電源３１ｃの電源制御部は、図示しない電流センサによって測定された電磁石３１ａ，３１ｂの電磁石電流値を取得し、当該電磁石電流値が前記した所望の位置に相当する値になったときに、照射位置変更終了信号を出力する。なお、電源駆動部３１ｃの電源制御部には、電磁石３１ａ，３１ｂの電磁石電流値と荷電粒子ビームＢの照射位置との関係が予め記憶されており、電源駆動部３１ｃの電源制御部は、かかる関係を参照して、電磁石電流値が電磁石電流値が前記した所望の位置に相当する値になったか否かを判定する。 In the present embodiment, the power controller of the electromagnet power supply 31c acquires the electromagnet current values of the electromagnets 31a and 31b measured by a current sensor (not shown), and the electromagnet current value becomes a value corresponding to the desired position described above. When this happens, an irradiation position change end signal is output. The power supply control unit of the power supply drive unit 31c stores in advance the relationship between the electromagnet current values of the electromagnets 31a and 31b and the irradiation position of the charged particle beam B. With reference to the relationship, it is determined whether or not the electromagnet current value has reached a value corresponding to the desired position.

なお、照射位置変更装置３１は、図示しないビームモニタ部を電磁石３１ａ，３１ｂの下流側に備え、ビームモニタ部によってモニタリングされた荷電粒子ビームＢの照射位置が前記した所望の位置に対応する位置となったときに、照射位置変更終了信号を出力する構成であってもよい。なお、ビームモニタ部には、ビームモニタ部によってモニタリングされた荷電粒子ビームＢの照射位置と荷電粒子ビームＢの照射対象５１への照射位置との関係が予め記憶されており、電源駆動部３１ｃの電源制御部は、かかる関係を参照して、モニタリングされた荷電粒子ビームＢの照射位置が前記した所望の位置に対応する位置となったか否かを判定する。 The irradiation position changing device 31 includes a beam monitor unit (not shown) on the downstream side of the electromagnets 31a and 31b, and the irradiation position of the charged particle beam B monitored by the beam monitor unit corresponds to the above-described desired position. When it becomes, the structure which outputs an irradiation position change end signal may be sufficient. The beam monitor unit stores in advance the relationship between the irradiation position of the charged particle beam B monitored by the beam monitor unit and the irradiation position of the charged particle beam B onto the irradiation target 51, and the power drive unit 31 c The power supply control unit determines whether or not the monitored irradiation position of the charged particle beam B is a position corresponding to the desired position with reference to such a relationship.

≪線量モニタリング装置≫
線量モニタリング装置３２は、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングする装置である。モニタリングされた線量は、後記する制御装置４０の線量積算部４４ａへ出力される。 ≪Dose monitoring device≫
The dose monitoring device 32 is a device that monitors the dose of the charged particle beam B. The monitored dose is output to a dose integrating unit 44a of the control device 40 described later.

≪エネルギ調整装置≫
エネルギ調整装置３３は、Ｚ軸方向における荷電粒子ビームＢの停止位置を調整するとともに、荷電粒子ビームＢのエネルギを調整する装置である。本実施形態において、エネルギ調整装置３３は、図２及び図３に示すように、複数のエネルギ吸収体からなるレンジシフタ３３ａと、当該レンジシフタ３３ａを駆動するレンジシフタ駆動部３３ｂと、を備える。 ≪Energy adjustment device≫
The energy adjustment device 33 is a device that adjusts the energy of the charged particle beam B while adjusting the stop position of the charged particle beam B in the Z-axis direction. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the energy adjustment device 33 includes a range shifter 33 a including a plurality of energy absorbers, and a range shifter driving unit 33 b that drives the range shifter 33 a.

＜制御装置＞
制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、入出力回路等から構成されており、機能部として、記憶部４１と、加速器制御部４２と、エネルギ制御部４３と、照射位置制御部４４と、を備える。 <Control device>
The control device 40 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read-Only Memory), an input / output circuit, and the like. As a functional unit, a storage unit 41 and an accelerator control unit 42 are provided. And an energy control unit 43 and an irradiation position control unit 44.

記憶部４１には、図４に示すような照射パラメータファイルが記憶されている。照射パラメータファイルは、照射位置に固有のスポットＮｏ．と、当該照射位置のＸ軸方向の座標と、当該照射位置のＹ軸方向の座標と、当該照射位置に照射すべき線量と、当該照射位置に照射される荷電粒子ビームＢのエネルギと、を関連付けて格納するファイルであり、Ｚ軸方向の座標ごとに設けられている。かかる照射パラメータファイルにおいて、例えばスポットＮｏ．１〜Ｎｏ．１２１７に対応する照射位置には、同じエネルギの荷電粒子ビームＢが異なる線量だけ照射されるように設定されている。 The storage unit 41 stores an irradiation parameter file as shown in FIG. The irradiation parameter file includes a spot number unique to the irradiation position. The coordinates of the irradiation position in the X-axis direction, the coordinates of the irradiation position in the Y-axis direction, the dose to be irradiated to the irradiation position, and the energy of the charged particle beam B irradiated to the irradiation position. This file is stored in association with each other and is provided for each coordinate in the Z-axis direction. In such an irradiation parameter file, for example, spot No. 1-No. The irradiation position corresponding to 1217 is set so that the charged particle beam B having the same energy is irradiated by different doses.

加速器制御部４２は、特許請求の範囲における「放射線出射制御部」の一例であり、加速器１０及びビーム輸送系２０の駆動をＯＮ／ＯＦＦ制御する。 The accelerator control unit 42 is an example of a “radiation emission control unit” in the claims, and performs ON / OFF control of driving of the accelerator 10 and the beam transport system 20.

エネルギ制御部４３は、記憶部４１に記憶された照射パラメータファイルを参照して、エネルギ調整装置３３のレンジシフタ駆動部３３ｂを制御することによって、照射位置に応じたエネルギが照射されるようにレンジシフタ３３ａを駆動させる。 The energy control unit 43 refers to the irradiation parameter file stored in the storage unit 41 and controls the range shifter driving unit 33b of the energy adjustment device 33 so that the energy corresponding to the irradiation position is irradiated. Drive.

照射位置制御部４４は、記憶部４１に記憶された照射パラメータファイルを参照して、電磁石用電源３１ｃを制御することによって、照射位置を所望の位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）と一致させるように電磁石３１ａ，３１ｂに電力を供給させる。照射位置制御部４４は、詳細な機能ブロックとして、線量積算部４４ａと、照射位置変更完了信号取得部４４ｂと、制御渋滞判定部４４ｃと、照射位置変更開始信号出力部４４ｄと、を備える。 The irradiation position control unit 44 refers to the irradiation parameter file stored in the storage unit 41 and controls the electromagnet power supply 31c to match the irradiation position with a desired position (X-axis direction, Y-axis direction). Thus, electric power is supplied to the electromagnets 31a and 31b. The irradiation position control unit 44 includes, as detailed functional blocks, a dose integration unit 44a, an irradiation position change completion signal acquisition unit 44b, a control traffic jam determination unit 44c, and an irradiation position change start signal output unit 44d.

線量積算部４４ａは、線量モニタリング装置３２から出力された線量に基づいて、一の照射位置における線量を積算する。 Based on the dose output from the dose monitoring device 32, the dose integration unit 44 a integrates the dose at one irradiation position.

照射位置変更完了信号取得部４４ｂは、照射位置変更装置３１の電磁石用電源３１ｃから出力された照射位置変更完了信号を取得する。 The irradiation position change completion signal acquisition unit 44 b acquires an irradiation position change completion signal output from the electromagnet power supply 31 c of the irradiation position changing device 31.

制御渋滞判定部４４ｃは、一の照射位置において、照射位置変更完了信号が取得された後に、線量積算部４４ａによって積算された線量が記憶部４１に記憶された照射すべき線量に達した場合に、制御渋滞ではないと判定する。また、制御渋滞判定部４４ｃは、一の照射位置において、線量積算部４４ａによって積算された線量が記憶部４１に記憶された照射すべき線量に達し、かつ、照射位置変更完了信号が取得されない場合に、制御渋滞であると判定する。さらに制御渋滞判定部４４ｃは、制御渋滞であると判定された後に照射位置変更完了信号が取得された場合に、制御渋滞が解消されたと判定する。 The control congestion determination unit 44c, when the irradiation position change completion signal is acquired at one irradiation position and the dose accumulated by the dose accumulation unit 44a reaches the dose to be irradiated stored in the storage unit 41. It is determined that there is no control congestion. Moreover, the control traffic determination part 44c reaches the dose which should be irradiated memorize | stored in the memory | storage part 41 in the one irradiation position, and the irradiation position change completion signal is not acquired. Then, it is determined that there is a control jam. Further, the control traffic determination unit 44c determines that the control traffic has been eliminated when the irradiation position change completion signal is acquired after the control traffic is determined to be control traffic.

照射位置変更開始信号出力部４４ｄは、制御渋滞ではないと判定された場合に、記憶部４１を参照し、次の照射位置に関する照射位置変更開始信号を出力する。また、照射位置変更開始信号出力部４４ｄは、制御渋滞が解消されたと判定された場合にも、記憶部４１を参照し、次の照射位置に関する照射位置変更開始信号を出力する。 The irradiation position change start signal output unit 44d refers to the storage unit 41 and outputs an irradiation position change start signal related to the next irradiation position when it is determined that there is no control congestion. The irradiation position change start signal output unit 44d also refers to the storage unit 41 and outputs an irradiation position change start signal related to the next irradiation position even when it is determined that the control congestion has been eliminated.

ここで、線量積算部４４ａは、制御渋滞ではないと判定された場合に、次の照射位置における線量の積算を開始する。また、線量積算部４４ａは、制御渋滞であると判定された場合にも、制御渋滞が解消されて次の照射位置に関する照射位置変更開始信号の出力を待たずに、次の照射位置における線量の積算を開始する。 Here, the dose integrating unit 44a starts integrating doses at the next irradiation position when it is determined that there is no control traffic jam. In addition, even when it is determined that there is a control congestion, the dose integrating unit 44a does not wait for the output of the irradiation position change start signal related to the next irradiation position after the control congestion is resolved, and the dose at the next irradiation position. Start integration.

制御装置４０は、制御渋滞回数判定部４５と、制御渋滞中線量判定部４６と、をさらに備える。 The control device 40 further includes a control traffic number determination unit 45 and a control traffic dose determination unit 46.

制御渋滞回数判定部４５は、制御渋滞であると判定された回数と制御渋滞が解消されたと判定された回数との差が所定回数に達したか否かを判定する。制御渋滞であると判定された回数と制御渋滞が解消されたと判定された回数との差が所定回数に達したと判定された場合には、加速器制御部４２は、加速器１０及びビーム輸送系２０を停止させることによって、荷電粒子ビームＢの出射を停止させる。 The control traffic number determination unit 45 determines whether or not the difference between the number of times determined to be control traffic and the number of times determined to have resolved the control traffic has reached a predetermined number. When it is determined that the difference between the number of times determined to be a control traffic jam and the number of times determined to have been eliminated is the predetermined number of times, the accelerator controller 42 determines that the accelerator 10 and the beam transport system 20 To stop the emission of the charged particle beam B.

制御渋滞中線量判定部４６は、制御渋滞中に線量モニタリング装置３２によってモニタリングされた線量である制御渋滞中線量を積算し、積算された制御渋滞中線量が所定値に達したか否かを判定する。積算された制御渋滞中線量が所定値に達したと判定された場合には、加速器制御部４２は、加速器１０及びビーム輸送系２０を停止させることによって、荷電粒子ビームＢの出射を停止させる。 The control traffic congestion dose determination unit 46 integrates the control traffic congestion dose, which is the dose monitored by the dose monitoring device 32 during the control traffic congestion, and determines whether or not the integrated control traffic congestion dose has reached a predetermined value. To do. When it is determined that the accumulated dose in the control traffic has reached a predetermined value, the accelerator controller 42 stops the emission of the charged particle beam B by stopping the accelerator 10 and the beam transport system 20.

＜第一の動作例＞
続いて、本発明の実施形態に係る放射線照射システム１の第一の動作例について、図５を参照して説明する。第一の動作例は、制御渋滞が発生しない場合を説明するための動作例である。なお、後記する各動作例において、照射位置ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４における荷電粒子ビームＢのエネルギは同じ値であり、時刻ｔ＝０において、荷電粒子ビームＢの照射位置は照射位置ＳＰ１に設定されているものとする。 <First operation example>
Then, the 1st operation example of the radiation irradiation system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. The first operation example is an operation example for explaining a case where no control traffic occurs. In each operation example described later, the energy of the charged particle beam B at the irradiation positions SP1, SP2, SP3, and SP4 has the same value, and the irradiation position of the charged particle beam B is set to the irradiation position SP1 at time t = 0. It is assumed that

まず、時刻ｔ＝０において、制御部４０の加速器制御部４２が、加速器１０及びビーム輸送系２０の駆動をＯＮにすることによって、加速器１０が荷電粒子ビームＢを出射し、ビーム輸送系２０が出射された荷電粒子ビームＢを輸送する。また、制御装置４０のエネルギ制御部４３が、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、レンジシフタ駆動部３３ｂを制御することによって、照射位置ＳＰ１における荷電粒子ビームＢのエネルギを調整する。さらに、線量モニタリング装置３２が、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングして出力し、制御装置４０の線量積算部４４ａが、モニタリングされた線量を照射位置ＳＰ１（＝積算位置ＳＰ１）における線量Ｉとして積算し始める。 First, at time t = 0, the accelerator control unit 42 of the control unit 40 turns on the driving of the accelerator 10 and the beam transport system 20, whereby the accelerator 10 emits the charged particle beam B, and the beam transport system 20 The emitted charged particle beam B is transported. Further, the energy control unit 43 of the control device 40 adjusts the energy of the charged particle beam B at the irradiation position SP1 by referring to the irradiation parameter file in the storage unit 41 and controlling the range shifter driving unit 33b. Further, the dose monitoring device 32 monitors and outputs the dose of the charged particle beam B, and the dose integration unit 44a of the control device 40 integrates the monitored dose as the dose I at the irradiation position SP1 (= integration position SP1). Begin to.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_１において、積算された線量Ｉが照射位置ＳＰ１において照射すべき線量Ｉ_１に達すると、照射位置変更開始信号出力部４４ｄが、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、照射位置変更開始信号を出力して電磁石用電源３１ｃを制御することによって、荷電粒子ビームＢの照射位置を照射位置ＳＰ２に移動させる。さらに、線量モニタリング装置３２が、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングして出力し、制御装置４０の線量積算部４４ａが、モニタリングされた線量を照射位置ＳＰ２（＝積算位置ＳＰ２）における線量Ｉとして積算し始める。 Subsequently, at time t = t _1, the accumulated the dose I reaches a dose I ₁ to be irradiated in the irradiation position SP1, the irradiation position change start signal output unit 44d refers to the exposure parameters file in the storage unit 41 The irradiation position change start signal is output and the electromagnet power supply 31c is controlled to move the irradiation position of the charged particle beam B to the irradiation position SP2. Further, the dose monitoring device 32 monitors and outputs the dose of the charged particle beam B, and the dose integration unit 44a of the control device 40 integrates the monitored dose as the dose I at the irradiation position SP2 (= integration position SP2). Begin to.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_１１において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ２に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。 Subsequently, at time t = t _11, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP2, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_２において、積算された線量Ｉが照射位置ＳＰ２において照射すべき線量Ｉ_２に達すると、照射位置変更開始信号出力部４４ｄが、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、照射位置変更開始信号を出力して電磁石用電源３１ｃを制御することによって、荷電粒子ビームＢの照射位置を照射位置ＳＰ３に移動させる。さらに、線量モニタリング装置３２が、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングして出力し、制御装置４０の線量積算部４４ａが、モニタリングされた線量を照射位置ＳＰ３（＝積算位置ＳＰ３）における線量Ｉとして積算し始める。 Subsequently, at time t = t _2, the accumulated the dose I reaches a dose I ₂ to be irradiated in the irradiation position SP2, the irradiation position change start signal output unit 44d refers to the exposure parameters file in the storage unit 41 The irradiation position change start signal is output and the electromagnet power supply 31c is controlled to move the irradiation position of the charged particle beam B to the irradiation position SP3. Further, the dose monitoring device 32 monitors and outputs the dose of the charged particle beam B, and the dose integration unit 44a of the control device 40 integrates the monitored dose as the dose I at the irradiation position SP3 (= integration position SP3). Begin to.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_１２において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ３に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。 Subsequently, at time t = t _12, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP3, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_３において、積算された線量Ｉが照射位置ＳＰ３において照射すべき線量Ｉ_３に達すると、照射位置変更開始信号出力部４４ｄが、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、照射位置変更開始信号を出力して電磁石用電源３１ｃを制御することによって、荷電粒子ビームＢの照射位置を照射位置ＳＰ４に移動させる。さらに、線量モニタリング装置３２が、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングして出力し、制御装置４０の線量積算部４４ａが、モニタリングされた線量を照射位置ＳＰ４（＝積算位置ＳＰ４）における線量Ｉとして積算し始める。 Subsequently, at time t = t _3, the accumulated the dose I reaches dose I ₃ to be irradiated in the irradiation position SP3, the irradiation position change start signal output unit 44d refers to the exposure parameters file in the storage unit 41 The irradiation position change start signal is output and the electromagnet power supply 31c is controlled to move the irradiation position of the charged particle beam B to the irradiation position SP4. Further, the dose monitoring device 32 monitors and outputs the dose of the charged particle beam B, and the dose integration unit 44a of the control device 40 integrates the monitored dose as the dose I at the irradiation position SP4 (= integration position SP4). Begin to.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_１３において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ４に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。 Subsequently, at time t = t _13, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP4, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal.

第一の動作例では、時刻ｔ＝ｔ_２，ｔ_３において制御渋滞は発生していないので、制御渋滞回数判定部４５におけるカウンタ値は常に０であり、制御渋滞中線量判定部４６における制御渋滞中線量も常に０である。 In the first operation example, since control congestion does not occur at times t = t ₂ and t ₃ , the counter value in the control congestion number determination unit 45 is always 0, and the control congestion in the control congestion medium dose determination unit 46 is performed. The medium dose is always zero.

＜第二の動作例＞
続いて、本発明の実施形態に係る放射線照射システム１の第二の動作例について、図６を参照して説明する。第二の動作例は、制御渋滞が発生した場合を説明するための動作例である。 <Second operation example>
Then, the 2nd operation example of the radiation irradiation system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. The second operation example is an operation example for explaining a case where a control congestion occurs.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_２において、積算された線量Ｉが照射位置ＳＰ２において照射すべき線量Ｉ_２に達すると、制御渋滞判定部４４ｃが、制御渋滞であると判定する。また、線量モニタリング装置３２が、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングして出力し、制御装置４０の線量積算部４４ａが、モニタリングされた線量を照射位置ＳＰ３（＝積算位置ＳＰ３）における線量Ｉとして積算し始める。さらに、制御渋滞回数判定部４５が、カウンタ値を１とし、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中線量Ｉ_Ｘを積算し始める。 Subsequently determines, at time t = t _2, the accumulated the dose I reaches a dose I ₂ to be irradiated in the irradiation position SP2, the control-congestion determination unit 44c is a control congestion. Further, the dose monitoring device 32 monitors and outputs the dose of the charged particle beam B, and the dose integration unit 44a of the control device 40 integrates the monitored dose as the dose I at the irradiation position SP3 (= integration position SP3). Begin to. Further, the control traffic number determination unit 45 sets the counter value to 1, and the control traffic dose determination unit 46 starts to accumulate the control traffic dose _IX .

続いて、時刻ｔ＝ｔ_２１において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ２に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。また、制御渋滞判定部４４ｃが、制御渋滞が解消されたと判定する。さらに、制御渋滞回数判定部４５が、カウンタ値を０とし、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中線量Ｉ_Ｘの積算を中断する。さらに、照射位置変更開始信号出力部４４ｄが、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、照射位置変更開始信号を出力して電磁石用電源３１ｃを制御することによって、荷電粒子ビームＢの照射位置を照射位置ＳＰ３に移動させる。 Subsequently, at time t = t _21, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP2, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal. Further, the control traffic determination unit 44c determines that the control traffic has been eliminated. Further, the control traffic frequency determination unit 45 sets the counter value to 0, and the control traffic dose determination unit 46 interrupts the accumulation of the control traffic dose _IX . Furthermore, the irradiation position change start signal output unit 44d refers to the irradiation parameter file in the storage unit 41, outputs an irradiation position change start signal, and controls the electromagnet power source 31c, thereby controlling the irradiation position of the charged particle beam B. Move to irradiation position SP3.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_２２において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ３に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。 Subsequently, at time t = t _22, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP3, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal.

第二の動作例では、時刻ｔ＝ｔ_２〜ｔ_２１の間に制御渋滞が発生しているので、時刻ｔ＝ｔ_２〜ｔ_２１の間において、制御渋滞回数判定部４５におけるカウンタ値は１となり、制御渋滞中線量判定部４６における制御渋滞中線量Ｉ_Ｘが積算される。 In the second operation example, since the control congestion between times _{_t} = _t 2 _{~t 21} occurs, during the time _{_t} = _t 2 _{~t 21,} the counter value in the control congestion times judging unit 45 1 Therefore, the control traffic jam dose _IX in the control traffic dose determining unit 46 is integrated.

＜第三の動作例＞
続いて、本発明の実施形態に係る放射線照射システム１の第三の動作例について、図７を参照して説明する。第三の動作例は、制御渋滞が連続して発生した場合を説明するための動作例である。 <Third operation example>
Then, the 3rd operation example of the radiation irradiation system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. The third operation example is an operation example for explaining a case where control congestion occurs continuously.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_３１において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ２に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。また、制御渋滞判定部４４ｃが、制御渋滞が解消されたと判定する。さらに、制御渋滞回数判定部４５が、カウンタ値を０とし、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中線量Ｉ_Ｘの積算を中断する。さらに、照射位置変更開始信号出力部４４ｄが、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、照射位置変更開始信号を出力して電磁石用電源３１ｃを制御することによって、荷電粒子ビームＢの照射位置を照射位置ＳＰ３に移動させる。 Subsequently, at time t = t _31, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP2, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal. Further, the control traffic determination unit 44c determines that the control traffic has been eliminated. Further, the control traffic frequency determination unit 45 sets the counter value to 0, and the control traffic dose determination unit 46 interrupts the accumulation of the control traffic dose _IX . Furthermore, the irradiation position change start signal output unit 44d refers to the irradiation parameter file in the storage unit 41, outputs an irradiation position change start signal, and controls the electromagnet power source 31c, thereby controlling the irradiation position of the charged particle beam B. Move to irradiation position SP3.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_３において、積算された線量Ｉが照射位置ＳＰ３において照射すべき線量Ｉ_３に達すると、制御渋滞判定部４４ｃが、制御渋滞であると判定する。また、線量モニタリング装置３２が、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングして出力し、制御装置４０の線量積算部４４ａが、モニタリングされた線量を照射位置ＳＰ４（＝積算位置ＳＰ４）における線量Ｉとして積算し始める。さらに、制御渋滞回数判定部４５が、カウンタ値を１とし、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中線量Ｉ_Ｘを積算し始める。 Subsequently determines, at time t = t _3, the accumulated the dose I reaches dose I ₃ to be irradiated in the irradiation position SP3, the control-congestion determination unit 44c is a control congestion. In addition, the dose monitoring device 32 monitors and outputs the dose of the charged particle beam B, and the dose integration unit 44a of the control device 40 integrates the monitored dose as the dose I at the irradiation position SP4 (= integration position SP4). Begin to. Further, the control traffic number determination unit 45 sets the counter value to 1, and the control traffic dose determination unit 46 starts to accumulate the control traffic dose _IX .

続いて、時刻ｔ＝ｔ_３２において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ３に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。また、制御渋滞判定部４４ｃが、制御渋滞が解消されたと判定する。さらに、制御渋滞回数判定部４５が、カウンタ値を０とし、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中線量Ｉ_Ｘの積算を中断する。さらに、照射位置変更開始信号出力部４４ｄが、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、照射位置変更開始信号を出力して電磁石用電源３１ｃを制御することによって、荷電粒子ビームＢの照射位置を照射位置ＳＰ４に移動させる。 Subsequently, at time t = t _32, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP3, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal. Further, the control traffic determination unit 44c determines that the control traffic has been eliminated. Further, the control traffic frequency determination unit 45 sets the counter value to 0, and the control traffic dose determination unit 46 interrupts the accumulation of the control traffic dose _IX . Furthermore, the irradiation position change start signal output unit 44d refers to the irradiation parameter file in the storage unit 41, outputs an irradiation position change start signal, and controls the electromagnet power source 31c, thereby controlling the irradiation position of the charged particle beam B. Move to irradiation position SP4.

第三の動作例では、時刻ｔ＝ｔ_２〜ｔ_３１,ｔ_３〜ｔ_３２の間に制御渋滞が発生しているので、時刻ｔ＝ｔ_２〜ｔ_２１,ｔ_３〜ｔ_３２の間において、制御渋滞回数判定部４５におけるカウンタ値は１となり、制御渋滞中線量判定部４６における制御渋滞中線量Ｉ_Ｘが積算される。 In the third operation example, a control traffic jam occurs between time t = t _{2 to} t ₃₁ , t _{3 to} t ₃₂ , and therefore between time t = t _{2 to} t ₂₁ , t _{3 to} t ₃₂ . The counter value in the control traffic number determination unit 45 is 1, and the control medium dose _IX in the control traffic dose determination unit 46 is integrated.

＜第四の動作例＞
続いて、本発明の実施形態に係る放射線照射システムの第四の動作例について、図８を参照して説明する。第四の動作例は、制御渋滞が連続して発生した場合を説明するための他の動作例である。 <Fourth operation example>
Subsequently, a fourth operation example of the radiation irradiation system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth operation example is another operation example for explaining the case where the control congestion occurs continuously.

続いて、時刻ｔ＝ｔ_３において、積算された線量Ｉが照射位置ＳＰ３において照射すべき線量Ｉ_３に達すると、制御渋滞判定部４４ｃが、さらに制御渋滞が発生したと判定する。また、線量モニタリング装置３２が、荷電粒子ビームＢの線量をモニタリングして出力し、制御装置４０の線量積算部４４ａが、モニタリングされた線量を照射位置ＳＰ４（＝積算位置ＳＰ４）における線量Ｉとして積算し始める。さらに、制御渋滞回数判定部４５が、カウンタ値を２とし、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中線量Ｉ_Ｘを積算し続ける。 Subsequently, when the accumulated dose I reaches the dose I ₃ to be irradiated at the irradiation position SP3 at time t = t ₃ , the control congestion determination unit 44c determines that further control congestion has occurred. In addition, the dose monitoring device 32 monitors and outputs the dose of the charged particle beam B, and the dose integration unit 44a of the control device 40 integrates the monitored dose as the dose I at the irradiation position SP4 (= integration position SP4). Begin to. Further, the control traffic number determination unit 45 sets the counter value to 2, and the control traffic dose determination unit 46 continues to accumulate the control traffic dose _IX .

続いて、時刻ｔ＝ｔ_４１において、荷電粒子ビームＢの照射位置が照射位置ＳＰ２に移動し終えると、電磁石用電源３１ｃが、照射位置変更完了信号を出力し、制御装置４０の照射位置変更完了信号取得部４４ｂが、照射位置変更完了信号を取得する。また、制御渋滞判定部４４ｃが、最初の制御渋滞が解消されたと判定する。さらに、制御渋滞回数判定部４５が、カウンタ値を１とし、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中線量Ｉ_Ｘの積算を継続する。さらに、照射位置変更開始信号出力部４４ｄが、記憶部４１の照射パラメータファイルを参照し、照射位置変更開始信号を出力して電磁石用電源３１ｃを制御することによって、荷電粒子ビームＢの照射位置を照射位置ＳＰ３に移動させる。 Subsequently, at time t = t _41, when the irradiation position of the charged particle beam B has finished moving the irradiation position SP2, the electromagnet power supply 31c may output the irradiation position change completion signal, the irradiation position change completion of the control unit 40 The signal acquisition unit 44b acquires an irradiation position change completion signal. Further, the control traffic determination unit 44c determines that the first control traffic has been eliminated. Furthermore, the control traffic number determination unit 45 sets the counter value to 1, and the control traffic dose determination unit 46 continues to accumulate the control traffic dose _IX . Furthermore, the irradiation position change start signal output unit 44d refers to the irradiation parameter file in the storage unit 41, outputs an irradiation position change start signal, and controls the electromagnet power source 31c, thereby controlling the irradiation position of the charged particle beam B. Move to irradiation position SP3.

第四の動作例では、時刻ｔ＝ｔ_２以降に制御渋滞が継続して発生しているので、時刻ｔ＝ｔ_２以降において、制御渋滞回数判定部４５におけるカウンタ値は１以上となり、制御渋滞中線量判定部４６における制御渋滞中線量Ｉ_Ｘが積算される。 In the fourth operation example, since the time t = t ₂ after the control traffic congestion is occurring continuously, at time t = t ₂ later, the counter value in the control congestion times judging unit 45 becomes 1 or more, control congestion The medium dose determination unit 46 accumulates the control congestion medium dose _IX .

なお、第二〜第四の動作例において、制御渋滞回数判定部４５が、制御渋滞であると判定された回数と制御渋滞が解消されたと判定された回数との差（図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）のカウンタ値に相当）が所定回数に達したか否かを判定し、制御渋滞であると判定された回数と制御渋滞が解消されたと判定された回数との差が所定回数に達したと判定された場合には、加速器制御部４２が、加速器１０及びビーム輸送系２０を停止させてもよい。かかる所定回数は、照射パラメータファイルの策定後にシミュレーションを行うことによって、荷電粒子ビームＢの線量分布が悪化しない回数に設定される。 In the second to fourth operation examples, the difference between the number of times that the control congestion number determination unit 45 determines that the control congestion is determined and the number of times that the control congestion is determined to be eliminated (FIG. 6B, It is determined whether or not the predetermined number of times (corresponding to the counter values in FIGS. 7B and 8B) has reached a predetermined number of times, and the number of times determined to be control traffic and the number of times control traffic has been resolved When it is determined that the difference between and the predetermined number of times has been reached, the accelerator controller 42 may stop the accelerator 10 and the beam transport system 20. The predetermined number of times is set to the number of times that the dose distribution of the charged particle beam B does not deteriorate by performing a simulation after the irradiation parameter file is established.

また、第二〜第四の動作例において、制御渋滞中線量判定部４６が、制御渋滞中に線量モニタリング装置３２によってモニタリングされた線量である制御渋滞中線量Ｉ_Ｘを積算し、積算された制御渋滞中線量Ｉ_Ｘが所定値に達したか否かを判定し、積算された制御渋滞中線量Ｉ_Ｘが所定値に達したと判定された場合には、加速器制御部４２が、加速器１０及びビーム輸送系２０を停止させてもよい。かかる所定値は、照射パラメータファイルの策定後にシミュレーションを行うことによって、荷電粒子ビームＢの線量分布が悪化しない値に設定される。 Further, in the second to fourth operation examples, the control traffic dose determination unit 46 adds up the control traffic dose _IX that is the dose monitored by the dose monitoring device 32 during the control traffic, and performs the integrated control. It is determined whether or not the traffic congestion dose _IX has reached a predetermined value. If it is determined that the accumulated control traffic congestion dose _IX has reached a predetermined value, the accelerator control unit 42 The beam transport system 20 may be stopped. The predetermined value is set to a value that does not deteriorate the dose distribution of the charged particle beam B by performing a simulation after the irradiation parameter file is established.

従来の放射線照射システムにおいては、照射位置変更完了信号が取得されていない状態において制御装置が照射位置変更開始信号を出力すると、電磁石用電源が異常判定を行うことによってシステム全体が停止していた。そのため、照射位置変更完了信号が取得されるまでに積算された線量が照射すべき線量に達しないように、荷電粒子ビームの線量が抑えられていた。これに対し、本発明の実施形態に係る放射線照射システム１は、制御渋滞という概念を採用することにより、照射位置変更完了信号が取得されていない状態においても線量の積算を行うことができるので、荷電粒子ビームの線量を大きくし、照射時間を短縮することができる。すなわち、放射線照射システム１は、照射時間の短縮によって、患者負担を低減することができるとともに、臓器の位置及びサイズ変化に対するリスクを低減することができる。 In the conventional radiation irradiation system, when the control device outputs the irradiation position change start signal in a state where the irradiation position change completion signal has not been acquired, the entire system is stopped due to the abnormality determination of the electromagnet power supply. Therefore, the dose of the charged particle beam is suppressed so that the dose accumulated until the irradiation position change completion signal is acquired does not reach the dose to be irradiated. On the other hand, the radiation irradiation system 1 according to the embodiment of the present invention adopts the concept of control traffic jam, so that the dose can be integrated even in a state where the irradiation position change completion signal is not acquired. The dose of the charged particle beam can be increased and the irradiation time can be shortened. That is, the radiation irradiation system 1 can reduce the burden on the patient by shortening the irradiation time, and can also reduce the risk of changes in the position and size of the organ.

ここで、照射すべき線量が小さい照射位置においては制御渋滞が発生しやすく、照射すべき線量が大きい照射位置においては制御渋滞が解消されやすい。照射すべき線量が小さい照射位置は、全ての照射位置における線量の加算によって生成される線量分布に与える影響が小さく、照射すべき線量が大きい照射位置は、全ての照射位置における線量の加算によって生成される線量分布に与える影響が大きい。本発明の実施形態に係る放射線照射システム１は、制御渋滞に関する情報を管理することによって、線量分布の悪化を防ぎつつ、システムの性能を最大限に活かした照射を実現することができる。 Here, control congestion is likely to occur at an irradiation position where the dose to be irradiated is small, and control congestion is likely to be eliminated at an irradiation position where the dose to be irradiated is large. An irradiation position with a small dose to be irradiated has little influence on the dose distribution generated by adding doses at all irradiation positions, and an irradiation position with a large dose to be irradiated is generated by adding doses at all irradiation positions. The effect on the dose distribution is large. The radiation irradiation system 1 which concerns on embodiment of this invention can implement | achieve irradiation which utilized the performance of the system to the maximum, preventing the deterioration of dose distribution by managing the information regarding control congestion.

本発明の実施形態に係る放射線照射システムは、本願と同一の出願人によって出願されて公開された特開２００８−１３６５２３号公報に開示されているような、荷電粒子ビームの強度変調機能を有する加速器を備えるシステムに適用可能である。強度変調機能を有する加速器においては、その設定強度と実際の荷電粒子ビームの強度との間には、加速器の性能に依存したズレが生じるが、本発明を荷電粒子ビームの強度変調機能を有する加速器を備えるシステムに適用することによって、強度（線量）のズレに起因したシステムの停止を抑制することができる。 A radiation irradiation system according to an embodiment of the present invention includes an accelerator having an intensity modulation function of a charged particle beam as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-136523 filed and published by the same applicant as the present application. It is applicable to a system comprising In an accelerator having an intensity modulation function, a deviation depending on the performance of the accelerator occurs between the set intensity and the actual intensity of the charged particle beam. The present invention is an accelerator having an intensity modulation function of a charged particle beam. By applying it to a system comprising the above, it is possible to suppress the stoppage of the system due to intensity (dose) deviation.

以上、本発明の実施形態について実施形態を参照して説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、加速器１０がエネルギ調整部を一体的に備えており、エネルギ制御部４３が加速器１０に一体的に設けられたエネルギ調整部を制御することによって荷電粒子ビームＢのエネルギを調整する構成であってもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to embodiment, this invention is not limited to the said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the accelerator 10 includes an energy adjustment unit integrally, and the energy control unit 43 adjusts the energy of the charged particle beam B by controlling the energy adjustment unit provided integrally with the accelerator 10. May be.

１放射線照射システム
１０加速器
２０ビーム輸送系
３０照射系
４０制御装置
４１記憶部
４２加速器制御部（放射線出射制御部）
４４照射位置制御部
４４ａ線量積算部
４４ｂ照射位置変更完了信号取得部
４４ｃ制御渋滞判定部
４４ｄ照射位置変更開始信号出力部
４５制御渋滞回数判定部
４６制御渋滞中線量判定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation irradiation system 10 Accelerator 20 Beam transport system 30 Irradiation system 40 Control apparatus 41 Memory | storage part 42 Accelerator control part (radiation emission control part)
44 Irradiation Position Control Unit 44a Dose Accumulation Unit 44b Irradiation Position Change Completion Signal Acquisition Unit 44c Control Congestion Judgment Unit 44d Irradiation Position Change Start Signal Output Unit 45 Control Congestion Number Judgment Unit 46 Control Congestion Dose Determination Unit

Claims

An irradiation position changing device for changing the irradiation position of the radiation emitted from the radiation emitting device;
A dose monitoring device for monitoring the radiation dose;
A control device for controlling the irradiation position changing device based on the monitored dose;
A radiation irradiation system comprising:
The controller is
An irradiation position control unit for controlling the irradiation position changing device based on the monitored dose;
A storage unit that stores an irradiation position of the radiation and a dose to be irradiated at the irradiation position in association with each other;
With
The irradiation position control unit
A dose integrating unit that integrates doses at one irradiation position based on the monitored dose;
An irradiation position change completion signal acquisition unit for acquiring an irradiation position change completion signal from the irradiation position change device;
In one irradiation position, when the dose accumulated by the dose accumulation unit reaches the dose to be irradiated stored in the storage unit, and the irradiation position change completion signal is not acquired, it is a control congestion. A control traffic determination unit that determines that the control traffic has been eliminated when the irradiation position change completion signal is acquired after determining that the control traffic is a control traffic;
By outputting an irradiation position change start signal to the irradiation position changing device, an irradiation position change start signal output unit for controlling the irradiation position changing device to change the irradiation position;
With
If it is determined that there is a control jam,
The dose integrating unit integrates the dose monitored by the dose monitoring device as a dose at the next irradiation position,
The irradiation position change start signal output unit outputs an irradiation position change start signal related to the next irradiation position when it is determined that the control congestion has been eliminated.

The controller is
A radiation output control unit for controlling the radiation output device;
A control traffic number determination unit that determines whether or not the difference between the number of times determined to be control traffic congestion and the number of times determined to have been resolved is reached a predetermined number of times;
Further comprising
When it is determined that the difference between the number of times determined to be control traffic congestion and the number of times determined to have resolved control traffic congestion has reached a predetermined number of times, the radiation output control unit is configured to receive radiation from the radiation output device. The radiation irradiation system according to claim 1, wherein emission of the light is stopped.

The controller is
A radiation output control unit for controlling the radiation output device;
A control traffic dose determining unit that integrates the dose during control traffic, which is a dose monitored by the dose monitoring device during control traffic, and determines whether or not the integrated dose during control traffic has reached a predetermined value; ,
Further comprising
The radiation emission control unit stops emission of radiation from the radiation emitting device when it is determined that the accumulated dose in the control traffic has reached a predetermined value. Radiation irradiation system.