JP6936988B2 - 加速器制御装置、加速器制御方法、および粒子線治療装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る粒子線治療装置10の全体構成を示すブロック図である。粒子線治療装置10は、荷電粒子ビームを所望のエネルギーまで加速し、加速した荷電粒子ビームを腫瘍等の患部に照射する装置である。粒子線治療装置10は、加速器100と、照射装置200と、加速器制御装置300とを備える。
第1の実施形態において、タイミング制御部310は、加速器100から出射された荷電粒子ビームを遮断する遮断器155の動作タイミングを制御することとした。これに対し、第2の実施形態において、タイミング制御部310は、遮断器155の動作タイミングの制御に加えて、チョッパ115を駆動するためのチョッパパルス信号のパルス幅を制御することとする。以下、第2の実施形態について詳細に説明する。
第1の実施形態および第2の実施形態のタイミング制御部310は、加速器100内を周回する荷電粒子ビームの電流値に基づいて荷電粒子ビームの電荷量を算出し、算出した荷電粒子ビームの電荷量に基づいて、遮断器155の動作タイミングを制御することとした。これに対し、第3の実施形態のタイミング制御部310は、荷電粒子ビームの電荷量を算出することなく、加速器100内を周回する荷電粒子ビームの電流値(ビーム電流)に基づいて、遮断器155の動作タイミングを制御することとする。以下、第3の実施形態について詳細に説明する。
Claims (13)
- 荷電粒子ビームを加速させるための高周波電力を加速器に供給する高周波電力制御部と、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの電流値に基づいて、前記加速器から出射された前記荷電粒子ビームを遮断すべく、前記加速器から照射装置までの経路に設けられた遮断器の動作タイミングを制御するタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、
前記荷電粒子ビームのエネルギーと、荷電粒子ビームの電流値を基に算出される当該荷電粒子ビームの電荷量の閾値とが対応付けられた第1テーブルを保持し、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームのエネルギーに対応する前記閾値を前記第1テーブルから取得し、
前記電荷量と、前記第1テーブルから取得された前記閾値との比較に基づいて、前記遮断器の動作タイミングを制御し、
前記第1テーブルは、前記荷電粒子ビームのエネルギーが低いほど、当該エネルギーに対応付けられる前記閾値が小さくなるように設定されている加速器制御装置。 - 荷電粒子ビームを加速させるための高周波電力を加速器に供給する高周波電力制御部と、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの電流値に基づいて、前記加速器から出射された前記荷電粒子ビームを遮断すべく、前記加速器から照射装置までの経路に設けられた遮断器の動作タイミングを制御するタイミング制御部と、
前記荷電粒子ビームが前記加速器内を周回する周波数を検出する周波数検出部と、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの前記電流値を、前記周波数検出部によって検出された周波数で除算することによって、前記荷電粒子ビームの電荷量を算出する電荷量算出部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、
前記荷電粒子ビームのエネルギーと、前記荷電粒子ビームの電荷量の閾値とが対応付けられた第1テーブルを保持し、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームのエネルギーに対応する前記閾値を前記第1テーブルから取得し、
前記電荷量算出部によって算出された前記電荷量と、前記第1テーブルから取得された前記閾値との比較に基づいて、前記遮断器の動作タイミングを制御し、
前記第1テーブルは、前記荷電粒子ビームのエネルギーが低いほど、当該エネルギーに対応付けられる前記閾値が小さくなるように設定されている加速器制御装置。 - 前記タイミング制御部は、
前記電荷量算出部によって算出された前記電荷量が、前記第1テーブルから取得された前記閾値以上の場合には、前記遮断器を制御して前記荷電粒子ビームを遮断させ、
前記電荷量算出部によって算出された前記電荷量が、前記第1テーブルから取得された前記閾値未満の場合には、前記遮断器を制御して前記荷電粒子ビームを通過させる
請求項2記載の加速器制御装置。 - 前記第1テーブルは、エネルギーの範囲を区切るための境界エネルギーを含み、前記境界エネルギーによって区切られたエネルギーの範囲ごとに、前記荷電粒子ビームの電荷量の前記閾値が対応付けられている
請求項1から3のいずれか一項に記載の加速器制御装置。 - 前記加速器に入射される前記荷電粒子ビームの量を調整するためのチョッパを制御するチョッパ制御部を更に備え、
前記タイミング制御部は、
前記荷電粒子ビームのエネルギーと、前記チョッパを駆動するためのパルス信号のパルス幅とが対応付けられた第2テーブルを保持し、
前記荷電粒子ビームが前記加速器から出射される際の前記荷電粒子ビームのエネルギーに対応する前記パルス幅を前記第2テーブルから取得し、
前記チョッパ制御部は、
前記タイミング制御部によって取得された前記パルス幅に基づいて、前記チョッパの動作タイミングを制御する
請求項1から4のいずれか一項に記載の加速器制御装置。 - 前記第2テーブルは、エネルギーの範囲を区切るための境界エネルギーを含み、前記境界エネルギーによって区切られたエネルギーの範囲ごとに、前記パルス幅が対応付けられている
請求項5記載の加速器制御装置。 - 前記第2テーブルは、前記荷電粒子ビームのエネルギーが低いほど、当該エネルギーに対応付けられる前記パルス幅が小さくなるように設定されている
請求項5または6記載の加速器制御装置。 - 前記タイミング制御部は、
前記荷電粒子ビームのエネルギーと、前記荷電粒子ビームの電流値の閾値とが対応付けられた第3テーブルを保持し、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームのエネルギーに対応する前記閾値を前記第3テーブルから取得し、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの電流値と、前記第3テーブルから取得された前記閾値との比較に基づいて、前記遮断器の動作タイミングを制御する
請求項1または2記載の加速器制御装置。 - 前記タイミング制御部は、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの前記電流値が、前記第3テーブルから取得された前記閾値以上の場合には、前記遮断器を制御して前記荷電粒子ビームを遮断させ、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの前記電流値が、前記第3テーブルから取得された前記閾値未満の場合には、前記遮断器を制御して前記荷電粒子ビームを通過させる
請求項8記載の加速器制御装置。 - 前記第3テーブルは、エネルギーの範囲を区切るための境界エネルギーを含み、前記境界エネルギーによって区切られたエネルギーの範囲ごとに、前記荷電粒子ビームの電流値の前記閾値が対応付けられている
請求項8または9記載の加速器制御装置。 - 前記第3テーブルは、前記荷電粒子ビームのエネルギーが低いほど、当該エネルギーに対応付けられる前記閾値が小さくなるように設定されている
請求項8から10のいずれか一項に記載の加速器制御装置。 - 荷電粒子ビームを加速する加速器を制御する加速器制御方法であって、
高周波電力制御部が、前記荷電粒子ビームを加速させるための高周波電力を前記加速器に供給し、
タイミング制御部が、前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの電流値に基づいて、前記加速器から出射された前記荷電粒子ビームを遮断すべく、前記加速器から照射装置までの経路に設けられた遮断器の動作タイミングを制御し、
前記タイミング制御部が、前記荷電粒子ビームのエネルギーと、荷電粒子ビームの電流値を基に算出される当該荷電粒子ビームの電荷量の閾値とが対応付けられた第1テーブルを保持し、
前記タイミング制御部が、前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームのエネルギーに対応する前記閾値を前記第1テーブルから取得し、
前記タイミング制御部が、前記電荷量と、前記第1テーブルから取得された前記閾値との比較に基づいて、前記遮断器の動作タイミングを制御し、
前記第1テーブルは、前記荷電粒子ビームのエネルギーが低いほど、当該エネルギーに対応付けられる前記閾値が小さくなるように設定されている
加速器制御方法。 - 荷電粒子ビームを加速する加速器と
前記荷電粒子ビームを加速させるための高周波電力を前記加速器に供給する高周波電力制御部と、
前記加速器によって加速された前記荷電粒子ビームを出射する出射器と、
前記出射器によって出射された前記荷電粒子ビームを遮断する、前記加速器から照射装置までの経路に設けられた遮断器と、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームの電流値を検出する電流値検出部と、
前記電流値検出部によって検出された前記電流値に基づいて、前記加速器から出射された前記荷電粒子ビームを遮断すべく、前記遮断器の動作タイミングを制御するタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、
前記荷電粒子ビームのエネルギーと、荷電粒子ビームの電流値を基に算出される当該荷電粒子ビームの電荷量の閾値とが対応付けられた第1テーブルを保持し、
前記加速器内を周回する前記荷電粒子ビームのエネルギーに対応する前記閾値を前記第1テーブルから取得し、
前記電荷量と、前記第1テーブルから取得された前記閾値との比較に基づいて、前記遮断器の動作タイミングを制御し、
前記第1テーブルは、前記荷電粒子ビームのエネルギーが低いほど、当該エネルギーに対応付けられる前記閾値が小さくなるように設定されている粒子線治療装置。
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