JP5618860B2 - イオンシンクロトロン - Google Patents
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Description
〜構成〜
図1は、本実施形態のシンクロトロンが適用される粒子線治療装置の全体構成図である。粒子線治療装置は、イオンビーム発生装置1、ビーム輸送系16、及び照射装置17を備える。
図2は、偏向電磁石20の磁場強度パターン400の一例を示す図である。
電流変化検出装置23は、偏向電磁石電源制御装置22から入力した励磁電流設定値221に基づいて、励磁電流の変化を検出する電流変化検出手段を構成する。
以上述べたように、本実施形態においては、偏向電磁石20は励磁電流パターンデータ401に基づいて励磁制御される。一方、高周波加速装置30は周波数更新指令信号231に基づいて励磁制御と協調しながら、かつ周波数パターンデータ403に基づいて周波数制御される。
第1実施形態において、励磁電流パターンデータ401は偏向磁場強度パターンデータ400および I-B特性に基づいて生成されているため、I-B特性の誤差により、(数1)に示した偏向磁場強度と周波数の関係にわずかな誤差が生じ、シンクロトロン内を周回するイオンビームが、設計軌道上を安定に周回できないおそれがある。
10 イオンシンクロトロン
11 前段加速器
12 入射装置
13 出射装置
14 ビーム軌道モニタ
15 イオンビーム
16 ビーム輸送系
17 照射装置
18 患者
20 偏向電磁石
21 偏向電磁石電源
22 偏向電磁石電源制御装置
23 電流変化検出装置
30 高周波加速装置
31 加速空胴
32 高周波制御装置
33 電力増幅器
34 高周波発振器
35 周波数データメモリ
36 周波数更新制御部
37 ビーム軌道検出部
38 目標ビーム軌道設定部
39 フィードバック演算部
40 上位制御システム
141 ビーム軌道検出信号
211 励磁電流
221 励磁電流データ
231 周波数更新指令信号
321 周波数設定値
331 高電力の高周波信号
341 低電力高周波信号
351 周波数データ
371 検出ビーム軌道データ
381 目標ビーム軌道データ
391 周波数補正量
400 偏向磁場強度パターンデータ
401 励磁電流パターンデータ
403 周波数パターンデータ
404 目標ビーム位置設定データ
Claims (3)
- イオンビームを一定軌道上で周回させるための偏向磁場を発生する偏向電磁石と、
予め設定された励磁電流パターンデータに基づいて励磁電流設定値を求める偏向電磁石制御手段と、
この偏向電磁石制御手段で求められた前記励磁電流設定値に基づいて励磁電流を求め、前記偏向電磁石に前記励磁電流を供給する偏向電磁石電源と、
イオンビームを加速しエネルギーを付与する高周波電圧を印加する加速空胴、この加速空胴に印加する高周波信号を発振する高周波発振器、この高周波発振器から出力される高周波信号を増幅する電力増幅器、および、高周波発振器に周波数設定値を設定する高周波制御手段を有する高周波加速装置と
を備えたイオンシンクロトロンにおいて、
更に、前記偏向電磁石制御手段で求めた前記励磁電流設定値における励磁電流の変化を検出する電流変化検出手段を備え、
前記高周波制御手段は、前記電流変化検出手段が励磁電流設定値における励磁電流の変化を検出する毎に、励磁電流変化に対応するように周波数設定値を更新する周波数更新制御部を有する
ことを特徴とするイオンシンクロトロン。 - 請求項1記載のイオンシンクロトンにおいて、
前記高周波制御手段は、偏向磁場強度に対するビームの周回周波数との関係式と、励磁電流設定値における励磁電流に対する偏向磁場強度との関係式とから導出された周波数パターンデータを記憶する周波数データメモリ部を有し、
前記周波数更新制御部は、周波数データメモリ部に記憶された周波数パターンデータから、励磁電流設定値における励磁電流変化に対応する周波数データを読み込み、周波数設定値とする
ことを特徴とするイオンシンクロトロン。 - 請求項2記載のイオンシンクロトンにおいて、更に、
シンクロトロン内を周回するイオンビームの目標軌道を設定するビーム軌道設定手段と、
イオンビームの軌道を検出するビーム軌道検出手段と、
目標軌道と検出軌道との変位値に基づき、この変位値を打ち消すように、前記周波数データに対する周波数補正量を演算する周波数補正量演算手段と
を備えることを特徴とするイオンシンクロトロン。
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