JP6009691B2 - 粒子線治療装置 - Google Patents
粒子線治療装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6009691B2 JP6009691B2 JP2015548920A JP2015548920A JP6009691B2 JP 6009691 B2 JP6009691 B2 JP 6009691B2 JP 2015548920 A JP2015548920 A JP 2015548920A JP 2015548920 A JP2015548920 A JP 2015548920A JP 6009691 B2 JP6009691 B2 JP 6009691B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particle beam
- signal
- control signal
- time
- charged particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 526
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 title claims description 177
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 152
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 140
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 139
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 53
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 50
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 69
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001591005 Siga Species 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1077—Beam delivery systems
- A61N5/1079—Sharing a beam by multiple treatment stations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N2005/1074—Details of the control system, e.g. user interfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
- A61N2005/1087—Ions; Protons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
- A61N5/1065—Beam adjustment
- A61N5/1067—Beam adjustment in real time, i.e. during treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
- A61N5/1068—Gating the beam as a function of a physiological signal
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physiology (AREA)
Description
図1は本発明の実施の形態1による粒子線治療装置を示す構成図である。図2は図1の粒子線照射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、複数の粒子線照射装置58a、58bとを備える。粒子線照射装置58bは治療室29bに設けられた回転ガントリ(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29aに設置される。なお、図1では簡単のため治療室の数を2として説明するが、本発明における治療室の数を2に限定する意図ではない。
図10は本発明の実施の形態2による粒子線治療装置を示す構成図であり、図11は図10のビーム経路制御器を示す図である。図12は図10のダクト分岐部の周辺に配置されたダンパーを示す図であり、図13は本発明の実施の形態2による複数の治療室へのビーム分配を説明するタイミング図である。実施の形態2の粒子線治療装置51は、ビーム経路変更器16の下流側にあるダクト分岐部21に荷電粒子ビーム81を遮断するダンパー11を設け、治療管理装置95がビーム経路変更器16にビーム経路変更器制御信号であるキッカー制御信号csigdを出力するビーム経路制御器19を有する点で、実施の形態1の粒子線治療装置51と異なる。ビーム経路制御器19は、実施の形態1の出射器制御信号生成部36及びキッカー制御信号生成部37に代えて、出射器制御信号csigaを生成する出射器制御信号生成部39及びキッカー制御信号生成部(ビーム経路変更器制御信号生成部)40を備える。キッカー制御信号生成部40は、呼吸ゲート信号gsig1、gsig2、タイムシェアリング信号ssigを受信し、生成したキッカー制御信号csigdを出力する。出射器制御信号生成部39は、呼吸ゲート信号gsig1、gsig2、タイムシェアリング信号ssigを受信し、キッカー制御信号csigdに対応した出射器制御信号csigaを生成し、出射器62に出力する。
図15は本発明の実施の形態3による粒子線治療装置を示す構成図であり、図16は図15のビーム経路制御器を示す図である。図17は、本発明の実施の形態3による複数の治療室へのビーム分配を説明するタイミング図である。実施の形態3の粒子線治療装置51は、複数の治療室29からの照射要求が重なった場合に、例えば、治療室1の呼吸ゲート信号gsig1がオン状態であり、他の治療室2の呼吸ゲート信号gsig2がオン状態である場合に、以下に示すように、該当する治療室1、2(治療室29a、29b)に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する。
実施の形態3では、複数の治療室29からの照射要求が重なった場合に、実施の形態1よりも短い周期Tc2のタイムシェアリング信号ssigaと、タイムシェアリング信号ssigaの治療室選択をマスクするマスク信号msigを用いて、該当する治療室1、2(治療室29a、29b)に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する例を示した。実施の形態4では、ビーム輸送系59においてダンパー11を備えた粒子線治療装置51において、複数の治療室29に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する例を説明する。
実施の形態3では、複数の治療室29からの照射要求が重なった場合に、実施の形態1よりも短い周期Tc2のタイムシェアリング信号ssigaと、タイムシェアリング信号ssigaの治療室選択をマスクするマスク信号msigを用いて、該当する治療室1、2(治療室29a、29b)に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する例を示した。実施の形態5では、マスク信号msigを用いずに、複数の治療室29に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御したり、1つの治療室29に短い時間の照射電流を供給する例を説明する。
実施の形態5では、ビーム輸送系59においてダンパー11を備えない粒子線治療装置51において、マスク信号msigを用いずに、複数の治療室29に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御したり、1つの治療室29に短い時間の照射電流を供給する例を示した。実施の形態6では、ビーム輸送系59においてダンパー11を備えた粒子線治療装置51において、マスク信号msigを用いずに、複数の治療室29に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御したり、1つの治療室29に短い時間の照射電流を供給する例を説明する。
実施の形態1〜6では、ビーム経路変更器16としてキッカー電磁石10を用いた例で説明したが、キッカー電磁石10の代りに、後述するビーム偏向器15を用いることができる。ここで、キッカー電磁石10は荷電粒子ビーム81を偏向する偏向可能角度が小さいため、ビーム経路を構成するための偏向電磁石12eをキッカー電磁石10から距離をおいた下流側に設置しなければならないという要件が課される。この要件は、粒子線治療装置をコンパクトに設計しようとする場合の障害となり得る。そこで、実施の形態7においては、ビーム偏向器15を用いることで、高速なビーム経路の切替えを実現し、かつ、粒子線治療装置をコンパクトに設計することができる例を示す。
Z0=87/(εr+1.41)1/2×ln(A/B) ・・・(1)
なお、A及びBは、それぞれ数式(2)及び数式(3)のように表わせる。
A=5.98×(h2−h1) ・・・(2)
B=0.8×W×h1 ・・・(3)
比誘電率をεr、幅W、厚さh1、厚さh2を選択することで、所定のインピーダンス(例えば50Ω)を得ることができる。
v1=c×√(1−(Es/(Es+K))2) ・・・(4)
v2=1/√(L×C) ・・・(5)
ここで、Kは粒子96のエネルギー(MeV)、cは光速、Esは陽子の静止エネルギー、Lは導体板77のインダクタンス、Cは導体板77の電気容量である。
vb=v1×d/(L3−L4) ・・・(6)
Vd=(1/2×m1×vb2)/q ・・・(7)
ライン電極板74の終端において必要な電位差Vdは、ライン電極板74のn1本の導体板77のそれぞれで分担することになる。すなわち、荷電粒子96が導体板77の1本当たりVd/n1の電位差を受けるように、ライン電極板74のn1本の導体板77と電極板76間に電場Eを発生させればよい。導体板77の幅Wを通過する場合に、その幅Wを通過する時間はv1/Wなので、ライン電極板74の垂直方向の移動距離daは、数式(8)のように表わされる。
da=(vb/n1)×(W/v1) ・・・(8)
したがって、ビーム偏向器15で荷電粒子ビーム81に印加すべき電場Eは(Vd/n1)/daなので、数式(7)、(8)を代入し整理すると、数式(9)のように表わされる。
E=(1/2×m1×vb×v1)/(q×W) ・・・(9)
数式(9)に数式(6)を代入して整理すると、電場Eは数式(10)のように表わされる。
E=m1×d×v12/(2×q×W×(L3−L4))
・・・(10)
実施の形態8では、ビーム輸送系59においてダンパー11を備えた実施の形態2の粒子線治療装置51に、ビーム偏向器15を用いることで、高速なビーム経路の切替えを実現し、かつ、粒子線治療装置をコンパクトに設計することができる例を示す。図34は本発明の実施の形態8による粒子線治療装置を示す構成図であり、図35は図34のビーム経路制御器を示す図である。図36は本発明の実施の形態8による複数の治療室へのビーム分配を説明するタイミング図である。実施の形態8の粒子線治療装置51は、ビーム経路変更器16としてビーム偏向器15を用い、治療管理装置95がビーム偏向器15を制御するビーム偏向器制御信号csige(ビーム経路変更器制御信号)を出力するビーム経路制御器68を有する点で、実施の形態2とは異なる。
実施の形態9では、複数の治療室29からの照射要求が重なった場合に、該当する治療室1、2(治療室29a、29b)に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する実施の形態3の粒子線治療装置51に、ビーム偏向器15を用いることで、高速なビーム経路の切替えを実現し、かつ、粒子線治療装置をコンパクトに設計することができる例を示す。図37は本発明の実施の形態9による粒子線治療装置を示す構成図であり、図38は図37のビーム経路制御器を示す図である。図39は本発明の実施の形態9による複数の治療室へのビーム分配を説明するタイミング図である。実施の形態9の粒子線治療装置51は、ビーム経路変更器16としてビーム偏向器15を用い、治療管理装置95がビーム偏向器15を制御するビーム偏向器制御信号csigcを出力するビーム経路制御器113を有する点で、実施の形態3とは異なる。
実施の形態10では、ビーム輸送系59においてダンパー11を備え、複数の治療室29からの照射要求が重なった場合に、該当する治療室1、2(治療室29a、29b)に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する実施の形態4の粒子線治療装置51に、ビーム偏向器15を用いることで、高速なビーム経路の切替えを実現し、かつ、粒子線治療装置をコンパクトに設計することができる例を示す。図40は本発明の実施の形態10による粒子線治療装置を示す構成図であり、図41は図40のビーム経路制御器を示す図である。図42は本発明の実施の形態10による複数の治療室へのビーム分配を説明するタイミング図である。実施の形態10の粒子線治療装置51は、ビーム経路変更器16としてビーム偏向器15を用い、治療管理装置95がビーム偏向器15を制御するビーム偏向器制御信号csigeを出力するビーム経路制御器114を有する点で、実施の形態4とは異なる。
実施の形態11は、複数の治療室29からの照射要求が重なった場合に、マスク信号msigを用いずに該当する治療室1、2(治療室29a、29b)に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する実施の形態5の粒子線治療装置51に、ビーム偏向器15を用いることで、高速なビーム経路の切替えを実現し、かつ、粒子線治療装置をコンパクトに設計することができる例を示す。図43は本発明の実施の形態11による粒子線治療装置を示す構成図であり、図44は図43のビーム経路制御器を示す図である。図45は本発明の実施の形態11による複数の治療室へのビーム分配を説明するタイミング図である。実施の形態11の粒子線治療装置51は、ビーム経路変更器16としてビーム偏向器15を用い、治療管理装置95がビーム偏向器15を制御するビーム偏向器制御信号csigcを出力するビーム経路制御器115を有する点で、実施の形態5とは異なる。
実施の形態12では、ビーム輸送系59においてダンパー11を備え、複数の治療室29からの照射要求が重なった場合に、マスク信号msigを用いずに該当する治療室1、2(治療室29a、29b)に荷電粒子ビーム81を短い時間で切替えるように制御する実施の形態6の粒子線治療装置51に、ビーム偏向器15を用いることで、高速なビーム経路の切替えを実現し、かつ、粒子線治療装置をコンパクトに設計することができる例を示す。図46は本発明の実施の形態12による粒子線治療装置を示す構成図であり、図47は図46のビーム経路制御器を示す図である。図48は本発明の実施の形態12による複数の治療室へのビーム分配を説明するタイミング図である。実施の形態12の粒子線治療装置51は、ビーム経路変更器16としてビーム偏向器15を用い、治療管理装置95がビーム偏向器15を制御するビーム偏向器制御信号csigeを出力するビーム経路制御器116を有する点で、実施の形態6とは異なる。
15…ビーム偏向器、16…ビーム経路変更器、
18、19…ビーム経路制御器、29、29a、29b…治療室、
30、30a、30b…患者、33…タイムシェアリング信号生成部、
36…出射器制御信号生成部、
37…キッカー制御信号生成部(ビーム経路変更器制御信号生成部)、
39…出射器制御信号生成部、
40…キッカー制御信号生成部(ビーム経路変更器制御信号生成部)、
41…パルス制御器、42…高速スイッチ、43…偏向器電源、
44…マスク信号生成部、45…タイムシェアリング信号生成部、
46…出射器制御信号生成部、
47…キッカー制御信号生成部(ビーム経路変更器制御信号生成部)、
48、49…ビーム偏向器制御信号生成部
(ビーム経路変更器制御信号生成部)、
50…キッカー制御信号生成部(ビーム経路変更器制御信号生成部)、
51…粒子線治療装置、54…円形加速器(加速器)、
57…出射器制御信号生成部、58、58a、58b…粒子線照射装置、
59…ビーム輸送系、60…キッカー制御信号生成部
(ビーム経路変更器制御信号生成部)、62…出射器、
63、64、65、66、67、68…ビーム経路制御器、
69…キッカー制御信号生成部(ビーム経路変更器制御信号生成部)、
74…ライン電極板、75…裏面導体、76…電極板、
77、77a、77b、77c、77d、77e、77f…導体板、
81…荷電粒子ビーム、95…治療管理装置、97…電圧パルス、
105、106、107、108…ビーム偏向器制御信号生成部
(ビーム経路変更器制御信号生成部)、
113、114、115、116…ビーム経路制御器、
csiga…出射器制御信号、
csigb…キッカー制御信号(ビーム経路変更器制御信号)、
csigc…ビーム偏向器制御信号(ビーム経路変更器制御信号)、
csigd…キッカー制御信号(ビーム経路変更器制御信号)、
csige…ビーム偏向器制御信号(ビーム経路変更器制御信号)、
gsig1、gsig2、gsig3…呼吸ゲート信号、
msig…マスク信号、
ssig、ssiga…タイムシェアリング信号、
TV0…伝送基本時間、TP0…粒子移動基本時間。
Claims (13)
- 複数の治療室と、複数の前記治療室毎に配置された複数の粒子線照射装置と、荷電粒子ビームを加速する加速器と、前記加速器により加速された前記荷電粒子ビームを複数の前記粒子線照射装置に輸送するビーム輸送系と、前記加速器、前記ビーム輸送系、複数の前記粒子線照射装置を制御する治療管理装置とを備えた粒子線治療装置であって、
前記ビーム輸送系は、複数の前記粒子線照射装置のいずれか一つに前記荷電粒子ビームを輸送するようにビーム経路を変更するビーム経路変更器を有し、
前記治療管理装置は、同一治療時間帯に治療を行う複数の前記粒子線照射装置に対して、前記荷電粒子ビームを割当時間毎に複数の前記粒子線照射装置のいずれか一つに輸送するように、前記加速器の出射器を制御する出射器制御信号と前記ビーム経路変更器を制御するビーム経路変更器制御信号とを生成するビーム経路制御器を有し、
前記ビーム経路制御器は、
複数の前記粒子線照射装置が前記荷電粒子ビームを照射する複数の患者の呼吸状態を個別にモニタされ、前記患者毎に生成された前記荷電粒子ビームの照射を許可する複数の呼吸ゲート信号のうち少なくとも2つが同時にオンとなる場合に、
前記複数の呼吸ゲート信号に依存することなく複数の前記粒子線照射装置のいずれか一つを周期的に選択するタイムシェアリング信号により指定された治療室の前記粒子線照射装置に前記荷電粒子ビームを輸送するように、複数の前記呼吸ゲート信号と前記タイムシェアリング信号とに基づいて、前記出射器制御信号及び前記ビーム経路変更器制御信号を生成することを特徴とする粒子線治療装置。 - 前記ビーム経路制御器は、
前記タイムシェアリング信号における治療室指定に応じて、指定された治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令が変化する前記ビーム経路変更器制御信号を生成するビーム経路変更器制御信号生成部と、
前記タイムシェアリング信号において指定された治療室に対応する前記呼吸ゲート信号がオンの場合に前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、他の場合に前記荷電粒子ビームの出射停止を指令する出射停止指令を示す前記出射器制御信号を生成する出射器制御信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム輸送系は、前記ビーム経路制御器の下流側に前記荷電粒子ビームを遮断するダンパーを備え、
前記ビーム経路制御器は、
前記タイムシェアリング信号において指定された治療室に対応する前記呼吸ゲート信号がオンの場合に、この条件が成立する治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示し、
前記タイムシェアリング信号において指定された治療室に対応する前記呼吸ゲート信号がオフの場合に、前記ダンパーに前記荷電粒子ビームを導く経路遮断指令を示す前記ビーム経路変更器制御信号を生成するビーム経路変更器制御信号生成部と、
前記タイムシェアリング信号の周期毎に指定された治療室指定に対応する前記呼吸ゲート信号がオンの場合に前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、
一度出射指令が生成された後に当該周期における最後の治療室指定が解除された場合に、前記荷電粒子ビームの出射停止を指令する出射停止指令を示す前記出射器制御信号を生成する出射器制御信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム経路制御器は、
前記呼吸ゲート信号がオン状態を継続する期間に、治療室指定が2回以上変化するような周期を有する前記タイムシェアリング信号を生成するタイムシェアリング信号生成部と、前記タイムシェアリング信号の治療室指定をマスクするマスク信号を生成するマスクマスク信号生成部と、
複数の前記呼吸ゲート信号、前記マスク信号、前記タイムシェアリング信号に基づいて前記出射器制御信号を生成する出射器制御信号生成部と、
複数の前記呼吸ゲート信号、前記マスク信号、前記タイムシェアリング信号に基づいて、前記ビーム経路変更器制御信号を生成するビーム経路変更器制御信号生成部と、を備え、前記出射器制御信号生成部は、
前記マスク信号がマスク指令を示し、前記呼吸ゲート信号がオンの場合に、前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、
前記マスク信号がマスク解除指令を示し、前記呼吸ゲート信号でオンである治療室が前記タイムシェアリング信号において指定された場合に、前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、
他の場合に前記荷電粒子ビームの出射停止を指令する出射停止指令を示す前記出射器制御信号を生成し、
前記ビーム経路変更器制御信号生成部は、
前記マスク信号がマスク指令を示し、複数の前記呼吸ゲート信号のうち1つのみがオンである場合に、この条件が成立する治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示し、
前記マスク信号がマスク解除指令を示し、複数の前記呼吸ゲート信号のうち少なくとも2つが同時にオンであり、前記呼吸ゲート信号がオンである治療室が前記タイムシェアリング信号において指定された場合に、この条件が成立する治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示す前記ビーム経路変更器制御信号を生成することを特徴とする請求項1記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム輸送系は、前記ビーム経路制御器の下流側に前記荷電粒子ビームを遮断するダンパーを備え、
前記ビーム経路制御器は、
前記呼吸ゲート信号がオン状態を継続する期間に、治療室指定が2回以上変化するような周期を有する前記タイムシェアリング信号を生成するタイムシェアリング信号生成部と、前記タイムシェアリング信号の治療室指定をマスクするマスク信号を生成するマスクマスク信号生成部と、
複数の前記呼吸ゲート信号と前記タイムシェアリング信号に基づいて前記出射器制御信号を生成する出射器制御信号生成部と、
複数の前記呼吸ゲート信号、前記マスク信号、前記タイムシェアリング信号に基づいて、前記ビーム経路変更器制御信号を生成するビーム経路変更器制御信号生成部と、を備え、前記出射器制御信号生成部は、
複数の前記呼吸ゲート信号のうち少なくとも1つがオンである場合に前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、
他の場合に前記荷電粒子ビームの出射停止を指令する出射停止指令を示す前記出射器制御信号を生成し、
前記ビーム経路変更器制御信号生成部は、
前記マスク信号がマスク指令を示し、複数の前記呼吸ゲート信号のうち1つのみがオンである場合に、この条件が成立する治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示し、
前記マスク信号がマスク解除指令を示し、前記タイムシェアリング信号において指定された治療室に対応する前記呼吸ゲート信号がオンの場合に、この条件が成立する治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示し、
前記マスク信号がマスク解除指令を示し、前記タイムシェアリング信号において指定された治療室に対応する前記呼吸ゲート信号がオフの場合に、前記ダンパーに前記荷電粒子ビームを導く経路遮断指令を示す前記ビーム経路変更器制御信号を生成することを特徴とする請求項1記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム経路制御器は、
前記呼吸ゲート信号がオン状態を継続する期間に、治療室指定が2回以上変化するような周期を有する前記タイムシェアリング信号を生成するタイムシェアリング信号生成部と、複数の前記呼吸ゲート信号と前記タイムシェアリング信号に基づいて前記出射器制御信号を生成する出射器制御信号生成部と、
複数の前記呼吸ゲート信号、前記タイムシェアリング信号に基づいて、前記ビーム経路変更器制御信号を生成するビーム経路変更器制御信号生成部と、を備え、
前記出射器制御信号生成部は、
複数の前記呼吸ゲート信号のうち1つのみがオンであり、前記呼吸ゲート信号でオンである治療室が前記タイムシェアリング信号において指定された場合に、前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、
複数の前記呼吸ゲート信号のうち少なくとも2つが同時にオンであり、前記呼吸ゲート信号がオンである治療室が前記タイムシェアリング信号において指定された場合に、前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、
他の場合に前記荷電粒子ビームの出射停止を指令する出射停止指令を示す前記出射器制御信号を生成し、
前記ビーム経路変更器制御信号生成部は、
複数の前記呼吸ゲート信号のうち1つのみの呼吸ゲート信号がオンである場合に、前記呼吸ゲート信号でオンである治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示し、
複数の前記呼吸ゲート信号のうち少なくとも2つが同時にオンであり、前記呼吸ゲート信号がオンである治療室が前記タイムシェアリング信号において指定された場合に、前記呼吸ゲート信号でオンである治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示す前記ビーム経路変更器制御信号を生成することを特徴とする請求項1記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム輸送系は、前記ビーム経路制御器の下流側に前記荷電粒子ビームを遮断するダンパーを備え、
前記ビーム経路制御器は、
前記呼吸ゲート信号がオン状態を継続する期間に、治療室指定が2回以上変化するような周期を有する前記タイムシェアリング信号を生成するタイムシェアリング信号生成部と、
複数の前記呼吸ゲート信号と前記タイムシェアリング信号に基づいて、前記出射器制御信号を生成する出射器制御信号生成部と、
前記複数の呼吸ゲート信号、前記タイムシェアリング信号に基づいて、前記ビーム経路変更器制御信号を生成するビーム経路変更器制御信号生成部と、を備え、
前記出射器制御信号生成部は、
前記複数の呼吸ゲート信号のうち少なくとも1つがオンである場合に前記荷電粒子ビームの出射を指令する出射指令を示し、
他の場合に前記荷電粒子ビームの出射停止を指令する出射停止指令を示す前記出射器制御信号を生成し、
前記ビーム経路変更器制御信号生成部は、
前記タイムシェアリング信号において指定された治療室に対応する前記呼吸ゲート信号がオンの場合に、この条件が成立する治療室へ前記荷電粒子ビームを輸送する経路指令を示し、
前記タイムシェアリング信号において指定された治療室に対応する前記呼吸ゲート信号がオフの場合に、前記ダンパーに前記荷電粒子ビームを導く経路遮断指令を示す前記ビーム経路変更器制御信号を生成することを特徴とする請求項1記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム経路変更器はキッカー電磁石であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビーム経路変更器はビーム偏向器であり、
前記ビーム経路制御器は、高速スイッチと、偏向器電源を有し、
前記高速スイッチは、前記ビーム経路制御器で生成した制御信号に応じて前記偏向器電源の出力電圧を選択することにより前記ビーム経路変更器制御信号を生成することを特徴とする請求項1記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム経路変更器はビーム偏向器であり、
前記ビーム経路変更器制御信号生成部は、パルス制御器と、高速スイッチと、偏向器電源を有し、
前記パルス制御器は、当該ビーム経路変更器制御信号生成部に入力された信号に基づいて生成した制御信号を前記高速スイッチに出力し、
前記高速スイッチは、前記制御信号に応じて前記偏向器電源の出力電圧を選択することにより前記ビーム経路変更器制御信号を生成することを特徴とする請求項2から7のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム偏向器は、前記荷電粒子ビームの進行方向に短手方向を並べた複数の導体板が配置されたライン電極板と、前記ライン電極板に平行に配置された電極板と、前記ライン電極板と前記電極板との間に前記荷電粒子ビームが通過する通過領域を有し、
複数の前記導体板は、長手方向に直列に接続され、インピーダンス整合がされており、
前記ビーム経路制御器は、前記荷電粒子ビームが複数の前記導体板の短手方向を通過する通過周期である粒子移動基本時間に、複数の前記導体板の長手方向を伝送する伝送周期である伝送基本時間を同期させた電圧パルスである前記ビーム経路変更器制御信号を出力することを特徴とする請求項9記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム偏向器は、前記荷電粒子ビームの進行方向に短手方向を並べた複数の導体板が配置されたライン電極板と、前記ライン電極板に平行に配置された電極板と、前記ライン電極板と前記電極板との間に前記荷電粒子ビームが通過する通過領域を有し、
複数の前記導体板は、長手方向に直列に接続され、インピーダンス整合がされており、
前記ビーム経路変更器制御信号生成部は、前記荷電粒子ビームが複数の前記導体板の短手方向を通過する通過周期である粒子移動基本時間に、複数の前記導体板の長手方向を伝送
する伝送周期である伝送基本時間を同期させた電圧パルスである前記ビーム経路変更器制御信号を出力することを特徴とする請求項10記載の粒子線治療装置。 - 前記ライン電極板は、基板と、前記基板の表面側に配置された複数の前記導体板と、前記基板の裏面側に接地レベルに接続された裏面導体を有し、前記基板と複数の前記導体板と前記裏面導体の構造は、マイクロストリップライン構造であることを特徴とする請求項11または12に記載の粒子線治療装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/081386 WO2015075797A1 (ja) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | 粒子線治療装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6009691B2 true JP6009691B2 (ja) | 2016-10-19 |
JPWO2015075797A1 JPWO2015075797A1 (ja) | 2017-03-16 |
Family
ID=53179104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015548920A Expired - Fee Related JP6009691B2 (ja) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | 粒子線治療装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9687679B2 (ja) |
EP (1) | EP3072554A4 (ja) |
JP (1) | JP6009691B2 (ja) |
CN (1) | CN105792890A (ja) |
TW (1) | TWI586401B (ja) |
WO (1) | WO2015075797A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9847210B2 (en) * | 2015-11-11 | 2017-12-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Particle beam irradiation apparatus for irradiating a subject with an arbitrary number of particles |
WO2017145259A1 (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | 重粒子線治療装置 |
CN106139421B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-05-21 | 中国原子能科学研究院 | 一种错位布置的双固定室双束照射的质子治疗系统 |
US11179129B2 (en) * | 2016-12-14 | 2021-11-23 | Varian Medical Systems, Inc. | Systems and methods for planning and executing automated multi-axis motion in treatment |
JP7061896B2 (ja) * | 2018-03-02 | 2022-05-02 | 株式会社日立製作所 | 粒子線治療システムおよび粒子線治療システムの設備更新方法 |
CN108883304B (zh) * | 2018-06-22 | 2020-08-07 | 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 | 同步加速器控制方法、装置及存储介质 |
CN109091767A (zh) * | 2018-09-14 | 2018-12-28 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种用于粒子剂量安全保护联锁系统 |
CN109550159A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-04-02 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 用于质子治疗装置的治疗室切换及束流换能自动化系统 |
WO2020097874A1 (zh) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 新瑞阳光粒子医疗装备 (无锡) 有限公司 | 加速器注入粒子数控制方法及装置、加速器和存储介质 |
JP7236894B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2023-03-10 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線治療装置 |
CN112774042B (zh) * | 2019-11-07 | 2023-09-01 | 中硼(厦门)医疗器械有限公司 | 射束照射系统及其控制方法 |
JP2023084781A (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-20 | 株式会社日立製作所 | 円形加速器および粒子線治療システム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070165779A1 (en) * | 2006-01-19 | 2007-07-19 | Eastman Kodak Company | Real-time target confirmation for radiation therapy |
JP2012024254A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 |
WO2012032632A1 (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | 三菱電機株式会社 | 粒子線治療装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3859605B2 (ja) * | 2003-03-07 | 2006-12-20 | 株式会社日立製作所 | 粒子線治療システム及び粒子線出射方法 |
DE102004027071A1 (de) * | 2004-05-19 | 2006-01-05 | Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH | Strahlzuteilungsvorrichtung und Strahlzuteilungsverfahren für medizinische Teilchenbeschleuniger |
WO2006082651A1 (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 粒子線照射方法およびそれに使用される粒子線照射装置 |
CN101267858A (zh) * | 2005-07-22 | 2008-09-17 | 断层放疗公司 | 根据生物学模型修改放射疗法治疗计划的方法和系统 |
WO2007067296A2 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-14 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
JP5074915B2 (ja) * | 2007-12-21 | 2012-11-14 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子ビーム照射システム |
US10213626B2 (en) * | 2010-04-16 | 2019-02-26 | Vladimir Balakin | Treatment delivery control system and method of operation thereof |
US9168392B1 (en) * | 2008-05-22 | 2015-10-27 | Vladimir Balakin | Charged particle cancer therapy system X-ray apparatus and method of use thereof |
WO2009150708A1 (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | 三菱電機株式会社 | 粒子線治療装置 |
US8627822B2 (en) * | 2008-07-14 | 2014-01-14 | Vladimir Balakin | Semi-vertical positioning method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system |
JP5318801B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2013-10-16 | 住友重機械工業株式会社 | ビームスケジューラ及びビームスケジューラのビーム割り当て方法 |
US10086214B2 (en) * | 2010-04-16 | 2018-10-02 | Vladimir Balakin | Integrated tomography—cancer treatment apparatus and method of use thereof |
US8808341B2 (en) * | 2010-11-16 | 2014-08-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Respiratory induction apparatus, respiratory induction program, and particle beam therapy system |
WO2015102680A2 (en) * | 2013-09-11 | 2015-07-09 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Methods and systems for beam intensity-modulation to facilitate rapid radiation therapies |
EP3113681B1 (en) * | 2014-03-03 | 2020-02-26 | Varian Medical Systems, Inc. | Systems and methods for patient position monitoring |
GB2538260B (en) * | 2015-05-12 | 2017-07-05 | Vision Rt Ltd | A method of calibrating a sterescopic camera system |
-
2013
- 2013-11-21 WO PCT/JP2013/081386 patent/WO2015075797A1/ja active Application Filing
- 2013-11-21 US US14/903,177 patent/US9687679B2/en active Active
- 2013-11-21 JP JP2015548920A patent/JP6009691B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-11-21 EP EP13897957.0A patent/EP3072554A4/en not_active Withdrawn
- 2013-11-21 CN CN201380081093.9A patent/CN105792890A/zh active Pending
-
2014
- 2014-06-26 TW TW103122050A patent/TWI586401B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070165779A1 (en) * | 2006-01-19 | 2007-07-19 | Eastman Kodak Company | Real-time target confirmation for radiation therapy |
JP2012024254A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 |
WO2012032632A1 (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | 三菱電機株式会社 | 粒子線治療装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160136461A1 (en) | 2016-05-19 |
TW201519930A (zh) | 2015-06-01 |
JPWO2015075797A1 (ja) | 2017-03-16 |
TWI586401B (zh) | 2017-06-11 |
US9687679B2 (en) | 2017-06-27 |
EP3072554A1 (en) | 2016-09-28 |
EP3072554A4 (en) | 2017-07-19 |
WO2015075797A1 (ja) | 2015-05-28 |
CN105792890A (zh) | 2016-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6009691B2 (ja) | 粒子線治療装置 | |
US10090132B2 (en) | Charged particle beam irradiation apparatus | |
US8217373B2 (en) | Determination of a planning volume for irradiation of a body | |
JP6387476B1 (ja) | 荷電粒子ビーム照射装置 | |
JP2001085200A (ja) | 加速器システム | |
EP2554217A1 (en) | Particle beam irradiation apparatus and particle beam treatment apparatus | |
CN107949423B (zh) | 粒子射束传输系统及其分段 | |
JP6634299B2 (ja) | 治療計画装置、治療計画方法、制御装置および粒子線治療システム | |
CN102917755A (zh) | 粒子射线照射装置及粒子射线治疗装置 | |
US20130035905A1 (en) | Method and system for operating electron guns in magnetic fields | |
WO2017081826A1 (ja) | 粒子線治療システム | |
CN114025836A (zh) | 用于质子放射系统的紧凑型旋转台架 | |
Wah et al. | Compact hadron driver for cancer therapies using continuous energy sweep scanning | |
JP2016100209A (ja) | 荷電粒子ビーム発生装置、荷電粒子ビーム照射装置、粒子線治療システムおよび荷電粒子ビーム発生装置の運転方法 | |
CN109260606A (zh) | 带电粒子束治疗系统 | |
JP5511567B2 (ja) | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 | |
Gohil | Dynamic imperfections in the compact linear collider | |
CN110404183B (zh) | 粒子线照射装置及粒子线治疗系统 | |
WO2015151275A1 (ja) | 粒子線治療装置 | |
CN211019406U (zh) | 一种用于医用加速器的电子束流输出导向线圈固定装置 | |
TWI622418B (zh) | 粒子射線治療裝置 | |
JP2023063024A (ja) | 粒子線治療装置 | |
Rees | Linear colliders: prospects 1985 | |
JP6358948B2 (ja) | 粒子線照射装置および粒子線照射装置の制御方法 | |
JP2021019985A (ja) | 粒子線治療システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160817 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160914 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6009691 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |