JP6599752B2 - 加速器の制御装置及びその制御方法、粒子線治療装置 - Google Patents
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Description
また、本実施形態に係る加速器の制御装置は、電磁石に電磁石電源から電磁石電流を供給し、前記電磁石電源に電流制御のための電流パターンとして電流基準値を出力する加速器の制御装置であって、前記電流基準値を記憶して出力するパターンメモリと、前記パターンメモリに、前記電流パターンをリセットするリセットトリガー信号と、前記電流パターンの出力を更新するクロック信号とを出力し、補正開始・停止信号を出力するタイミング信号発生装置と、前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように、前記パターンメモリの前記電流基準値を演算にて補正し、補正後の電流基準値を出力する補正装置と、を備え、前記補正装置は、前記電流基準値に対する補正量に近似した補正パターン近似式を作成する補正パターン近似式作成部と、前記補正パターン近似式の係数が前記加速器の加速サイクルにおける最初の出射エネルギーに対応して設定された近似式用係数テーブルメモリ部と、を有し、前記電流基準値に対する前記補正量を前記補正パターン近似式から演算することを特徴とする。
また、本実施形態の加速器の制御方法は、電磁石に電磁石電源から電磁石電流を供給し、前記電磁石電源に電流制御のための電流パターンとして電流基準値を出力する加速器の制御装置を用いて前記加速器を制御する加速器の制御方法であって、前記電流基準値をパターンメモリが記憶して出力する工程と、タイミング信号発生装置が前記パターンメモリに、前記電流パターンをリセットするリセットトリガー信号と、前記電流パターンの出力を更新するクロック信号とを出力し、補正開始・停止信号を出力する工程と、前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように、補正装置が前記パターンメモリの前記電流基準値を演算にて補正し、補正後の電流基準値を出力する補正工程と、を有し、前記補正工程は、補正パターン近似式作成部により作成された前記電流基準値に対する補正量に近似した補正パターン近似式と、近似式用係数テーブルメモリ部により前記加速器の加速サイクルにおける最初の出射エネルギーに対応して設定された設定された前記補正パターン近似式の係数と、を用いて、前記電流基準値に対する前記補正量を前記補正パターン近似式から演算する工程を有する、ことを特徴とする。
図1は第1実施形態の加速器の制御装置を示すブロック図である。図2は図1の補正装置の内部構成を示すブロック図である。図3は図2の補正開始・停止信号及び基本パターン出力信号を示す波形図である。図4は図2の係数テーブルメモリ部に記録された係数テーブルの一例を示す説明図である。図5は図1のパターンメモリの動作を示すタイミングチャートである。図6は図1のパターンメモリ及び補正装置の動作を示すタイミングチャートである。
図7は第2実施形態の補正装置の内部構成を示すブロック図である。図8は図7の補正クロック周期、タイミング変更部が備えた周期テーブルを示す説明図である。図9は図7の補正クロック周期、タイミング変更部が備えた遅れ時間テーブルを示す説明図である。図10は第2実施形態において周期係数変更及び遅れ時間遅れ設定での補正データ信号を示す波形図である。
図11は第3実施形態の補正装置の内部構成を示すブロック図である。図12は図11の近似用係数テーブルメモリ部に記憶された近似式の係数aのテーブルを示す説明図である。図13は図11の近似用係数テーブルメモリ部に記憶された近似式の計数bのテーブルを示す説明図である。図14は図11の補正パターン近似式作成部の出力波形図である。
図15は第4実施形態の加速器の制御装置を示すブロック図である。図16は図15の補正装置の内部構成を示すブロック図である。
図17は第5実施形態の加速器の制御装置を示すブロック図である。図18は図17の補正装置の内部構成を示すブロック図である。
図19は第6実施形態の加速器の制御装置における補正装置の内部構成を示すブロック図である。
図20は第7実施形態の加速器の制御装置における補正装置の内部構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Claims (12)
- 電磁石に電磁石電源から電磁石電流を供給し、前記電磁石電源に電流制御のための電流パターンとして電流基準値を出力する加速器の制御装置であって、
前記電流基準値を記憶して出力するパターンメモリと、
前記パターンメモリに、前記電流パターンをリセットするリセットトリガー信号と、前記電流パターンの出力を更新するクロック信号とを出力し、補正開始・停止信号を出力するタイミング信号発生装置と、
前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように、前記パターンメモリの前記電流基準値を演算にて補正し、補正後の電流基準値を出力する補正装置と、
を備え、
前記補正装置は、
前記電流基準値に対する補正量の基本パターンが記憶された基本パターンメモリ部と、
前記加速器の加速サイクルにおける最初のビーム出射の出射エネルギーに対応して前記補正量の係数が設定された係数テーブルメモリ部と、
前記基本パターンメモリ部に記憶された前記基本パターンと、前記係数テーブルメモリ部から選択された係数とを乗算する乗算部と、
を有することを特徴とする加速器の制御装置。 - 前記係数テーブルメモリ部は、前記加速器の加速サイクルにおける2回目以降のビーム出射の出射エネルギー及びその前回のビーム出射の出射エネルギーに対応して前記補正量の係数が設定されたことを特徴とする請求項1に記載の加速器の制御装置。
- 前記補正装置は、前記基本パターンメモリ部に記憶された前記基本パターンに対し、前記基本パターンを更新するための補正クロック信号の補正クロック周期及び開始タイミングを前記出射エネルギーに応じて変更する補正クロック周期、開始タイミング変更部をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の加速器の制御装置。
- 電磁石に電磁石電源から電磁石電流を供給し、前記電磁石電源に電流制御のための電流パターンとして電流基準値を出力する加速器の制御装置であって、
前記電流基準値を記憶して出力するパターンメモリと、
前記パターンメモリに、前記電流パターンをリセットするリセットトリガー信号と、前記電流パターンの出力を更新するクロック信号とを出力し、補正開始・停止信号を出力するタイミング信号発生装置と、
前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように、前記パターンメモリの前記電流基準値を演算にて補正し、補正後の電流基準値を出力する補正装置と、
を備え、
前記補正装置は、
前記電流基準値に対する補正量に近似した補正パターン近似式を作成する補正パターン近似式作成部と、
前記補正パターン近似式の係数が前記加速器の加速サイクルにおける最初のビーム出射の出射エネルギーに対応して設定された近似式用係数テーブルメモリ部と、を有し、
前記電流基準値に対する前記補正量を前記補正パターン近似式から演算することを特徴とする加速器の制御装置。 - 前記近似式用係数テーブルメモリ部は、前記加速器の加速サイクルにおける2回目以降のビーム出射の出射エネルギー及びその前回のビーム出射の出射エネルギーに対応して前記補正パターン近似式の係数が設定されたことを特徴とする請求項4に記載の加速器の制御装置。
- 前記電磁石の磁場変化を検出する磁場変化検出器と、
前記磁場変化検出器から出力された磁場変化信号を増幅する信号増幅器と、をさらに備え、
前記補正装置は、前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように前記パターンメモリの前記電流基準値を補正し、
前記信号増幅器から出力された磁場変化増幅信号を積分し、磁場変動量検出値信号として出力する積分器と、
前記加速器の出射エネルギーに対応して決定される磁場変動量基準値信号と、前記磁場変動量検出値信号との差分を演算して磁場変動量偏差信号を出力する差分演算処理部と、
前記磁場変動量偏差信号を得て、前記差分がなくなるように前記電流基準値に対する前記補正量を算出するフィードバック制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の加速器の制御装置。 - 前記電磁石を通るビームの位置ずれ量を検出するビーム位置信号検出器と、
前記位置づれ量を演算し、この位置づれ量をビーム位置検出値信号として出力する位置計算回路と、をさらに備え、
前記補正装置は、前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように前記パターンメモリの前記電流基準値を補正し、
前記位置計算回路から出力された前記ビーム位置検出値信号と、あらかじめ設定されたビーム位置基準値信号との差分を演算し、この差分がなくなるように前記電流基準値に対する前記補正量を算出するフィードバック制御部、
を備えることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の加速器の制御装置。 - 請求項1乃至請求項7に記載された補正装置のうちの少なくとも2つの補正装置と、
前記少なくとも2つの補正装置から出力された補正データ信号を選択して加算する制御方式選択部と、
を備えることを特徴とする加速器の制御装置。 - 請求項1乃至請求項7に記載された補正装置のうちの少なくとも2つの補正装置と、
前記少なくとも2つの補正装置から出力された補正データ信号を選択して加算する制御方式選択部と、
前記少なくとも2つの補正装置のいずれかに設けられ、前記補正データ信号を記録する補正データ記録部と、
を備えることを特徴とする加速器の制御装置。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載された加速器の制御装置を備えたことを特徴とする粒子線治療装置。
- 電磁石に電磁石電源から電磁石電流を供給し、前記電磁石電源に電流制御のための電流パターンとして電流基準値を出力する加速器の制御装置を用いて前記加速器を制御する加速器の制御方法であって、
前記電流基準値をパターンメモリが記憶して出力する工程と、
タイミング信号発生装置が前記パターンメモリに、前記電流パターンをリセットするリセットトリガー信号と、前記電流パターンの出力を更新するクロック信号とを出力し、補正開始・停止信号を出力する工程と、
前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように、補正装置が前記パターンメモリの前記電流基準値を演算にて補正し、補正後の電流基準値を出力する補正工程と、
を有し、
前記補正工程は、
基本パターンメモリ部に記憶された前記電流基準値に対する補正量の基本パターンと、
係数テーブルメモリ部に記憶された前記加速器の加速サイクルにおける最初のビーム出射の出射エネルギーに対応して設定された前記補正量の係数と、
を用いて、
前記基本パターンメモリ部に記憶された前記基本パターンと、前記係数テーブルメモリ部から選択された係数とを乗算する工程を有する、ことを特徴とする加速器の制御方法。 - 電磁石に電磁石電源から電磁石電流を供給し、前記電磁石電源に電流制御のための電流パターンとして電流基準値を出力する加速器の制御装置を用いて前記加速器を制御する加速器の制御方法であって、
前記電流基準値をパターンメモリが記憶して出力する工程と、
タイミング信号発生装置が前記パターンメモリに、前記電流パターンをリセットするリセットトリガー信号と、前記電流パターンの出力を更新するクロック信号とを出力し、補正開始・停止信号を出力する工程と、
前記補正開始・停止信号を得て、この補正開始・停止信号がオン中に、前記電磁石による磁場強度が一定となるように、補正装置が前記パターンメモリの前記電流基準値を演算にて補正し、補正後の電流基準値を出力する補正工程と、
を有し、
前記補正工程は、
補正パターン近似式作成部により作成された前記電流基準値に対する補正量に近似した補正パターン近似式と、
近似式用係数テーブルメモリ部により前記加速器の加速サイクルにおける最初のビーム出射の出射エネルギーに対応して設定された設定された前記補正パターン近似式の係数と、
を用いて、
前記電流基準値に対する前記補正量を前記補正パターン近似式から演算する工程を有する、ことを特徴とする加速器の制御方法。
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