JP7470859B2 - 放射線療法システム及びその安全インターロック制御方法 - Google Patents

放射線療法システム及びその安全インターロック制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、放射線療法の技術分野に関し、具体的には、放射線療法システム及びその安全インターロック制御方法に関する。
従来の放射線療法施設は、陽子線療法施設、炭素イオン療法施設、ホウ素中性子療法施設などを含み、多くの放射線療法施設は、照射室の遮蔽ドア又は放射線監視アセンブリを利用して安全インターロック機構を構築し、すなわち、治療している照射室の遮蔽ドアが閉鎖しないか、又は放射線監視値が限界を超えると、治療用ビーム生成装置は、直ちに自動的に停止することにより、人員の安全を確保する。このような設計は、一定の保護作用を果たすことができるが、依然として、いくつかの深刻な欠点がある。例えば、安全インターロックに関与する要素が単一である。しかしながら、現実にビーム生成装置（例えば、加速器、加速器補助装置、ターゲット）の状態なども治療過程に影響を与え、治療過程において、これらの装置又はアセンブリに異常が発生すると、治療結果に直接的に影響を与え、又は人員、装置に損傷を与える。同時に、治療中に緊急イベントが発生し、例えば、患者に異常が発生すると、タイムリーに照射室に入って処理する必要がある場合、まずビーム生成装置を停止させ、次にドアを開いて処理室に入って処理する必要があり、ビーム生成装置を完全に停止させない前に照射室に入ると、イベント処理人員が放射線に暴露されることを引き起こす。また、ビーム生成装置を停止させることは時間を必要とするため、緊急事態の処理を遅延させ、ビーム生成装置を強制的に停止させることもこれらの治療施設の耐用年数に悪影響を与える。
これに鑑みて、本発明の実施例は、放射線療法システム及びその安全インターロック制御方法を提供し、放射線療法システムの安全性を向上させることができる。
本発明の実施例の第１の態様によれば、照射室と、荷電粒子ビーム生成装置及び中性子ビーム生成部を含み、荷電粒子ビーム生成装置が生成した荷電粒子ビームが中性子ビーム生成部と作用して治療用中性子ビームを生成して照射室内に照射するビーム生成装置と、荷電粒子ビームを生成するように荷電粒子ビーム生成装置を制御し、荷電粒子ビーム生成装置の動作データを受信するビーム制御モジュールと、ビーム制御モジュールにより、荷電粒子ビームを生成するように荷電粒子ビーム生成装置を制御し、荷電粒子ビーム生成装置の動作データを含む放射線療法システムの動作データを受信するシステム制御モジュールとを含み、ビーム制御モジュールは、受信した荷電粒子ビーム生成装置の動作データに基づいて、安全問題があるか否かを判定し、或いはシステム制御モジュールは、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、安全問題があるか否かを判定する放射線療法システムが提供される。
本発明の１つの実施例において、荷電粒子ビーム生成装置は、荷電粒子ビーム生成部と、ビーム方向切替アセンブリを含むビーム輸送部とを含み、荷電粒子ビーム生成部は、荷電粒子ビームを生成し、ビーム方向切替アセンブリにより、選択的に中性子ビーム生成部と作用し、荷電粒子ビーム生成装置の動作データは、荷電粒子ビーム生成部の動作データ又はビーム輸送部の動作データを含み、ビーム輸送部の動作データは、ビーム方向切替アセンブリの動作データを含む。さらに、ビーム方向切替アセンブリの動作データは、ビーム方向切替アセンブリの状態データであってもよい。
本発明の１つの実施例において、荷電粒子ビーム生成部は、イオン源、加速器及び加速器補助装置を含み、荷電粒子ビーム生成部の動作データは、イオン源の動作データ、又は加速器の動作データ、又は加速器補助装置の動作データ、又は上記イオン源、加速器及び加速器補助装置の全ての故障信号データを含む。さらに、イオン源は、ガス供給装置、イオン化装置及び水冷装置を含んでもよく、イオン源の動作データは、供給ガスの圧力、イオン化装置の電流及び電圧、イオン源出口の粒子強度、水冷装置の冷却水温度、水流流量及び水圧であってもよく、加速器は、前段加速装置、前後真空チャンバ及び高エネルギー加速装置を含んでもよく、前段加速装置及び高エネルギー加速装置は、加速管路、バルブ及び電磁石を含み、加速器の動作データは、加速管路におけるビーム強度及び絶縁ガス圧力、電磁石の電流、前後真空チャンバの真空度であってもよく、加速器補助装置は、加速器冷却水を供給する水冷装置、圧縮空気を供給する空圧装置、絶縁ガスを供給するガス供給装置、及び真空環境を供給する真空ポンプを含んでもよく、加速器補助装置の動作データは、空圧装置のガス圧力、水冷装置の冷却水温度、水流流量及び水圧、ガス供給装置の絶縁ガス圧力であってもよい。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、荷電粒子ビーム生成部を収容する荷電粒子ビーム生成室と、ビーム方向切替アセンブリを収容するビーム輸送室と、荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドア、ビーム輸送室の遮蔽ドアとをさらに含み、放射線療法システムの動作データは、荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアの動作データ又はビーム輸送室の遮蔽ドアの動作データをさらに含む。さらに、遮蔽ドアの動作データは、遮蔽ドアの開放又は閉鎖の状態データ又は開放の信号データであってもよい。
本発明の１つの実施例において、荷電粒子ビーム生成装置は、荷電粒子ビーム監視アセンブリを含み、荷電粒子ビーム生成装置の動作データは、荷電粒子ビーム監視アセンブリの動作データを含む。さらに、荷電粒子ビーム監視アセンブリの動作データは、荷電粒子ビーム監視アセンブリの監視値であってもよい。
本発明の１つの実施例において、ビーム生成装置は、中性子ビーム監視アセンブリをさらに含み、放射線療法システムの動作データは、中性子ビーム監視アセンブリの動作データ又は中性子ビーム生成部の動作データをさらに含む。さらに、中性子ビーム監視アセンブリの動作データは、中性子ビーム監視アセンブリの監視値であってもよく、中性子ビーム生成部は、ターゲット、ビーム整形アセンブリ及びコリメータを含んでもよく、中性子ビーム生成部の動作データは、ターゲットの耐用年数データ、又はターゲットの温度データ、又はコリメータの型番データ、又はコリメータが不一致である信号データであってもよい。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、照射室の遮蔽ドアと、照射室に設置された放射線監視アセンブリとを含み、放射線療法システムの動作データは、照射室の遮蔽ドアの動作データ又は放射線監視アセンブリの動作データをさらに含む。さらに、遮蔽ドアの動作データは、遮蔽ドアの開放又は閉鎖の状態データ又は開放の信号データであってもよく、放射線監視アセンブリの動作データは、放射線監視アセンブリの監視値であってもよい。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、患者状態監視アセンブリ又は活動監視アセンブリをさらに含み、放射線療法システムの動作データは、患者状態監視アセンブリの動作データ又は活動監視アセンブリの動作データをさらに含む。さらに、患者状態監視アセンブリの動作データは、患者状態監視アセンブリの監視値又は患者異常の信号データであってもよく、活動監視アセンブリの動作データは、活動監視アセンブリの監視値又は活動異常の信号データであってもよい。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、治療計画モジュールをさらに含み、上記放射線療法システムの動作データは、上記システム制御モジュールが上記治療計画モジュールから呼び出した治療計画データをさらに含む。
本発明の１つの実施例において、照射室状態の信号がさらに設定されてもよく、放射線療法システムの動作データは、照射室状態の信号データをさらに含む。
本発明の実施例の第２の態様によれば、上記放射線療法システムの安全インターロック制御方法が提供され、上記制御方法は、上記ビーム生成装置が治療用中性子ビームを生成して上記照射室内への照射を開始する前に、上記ビーム制御モジュールが、受信した上記荷電粒子ビーム生成装置の動作データに基づいて、或いは上記システム制御モジュールが、受信した上記放射線療法システムの動作データに基づいて、開始直前の上記照射室への照射に安全問題があると決定する場合、上記ビーム制御モジュールが、或いは上記システム制御モジュールが上記ビーム制御モジュールにより、上記荷電粒子ビームの生成を禁止するように上記荷電粒子ビーム生成装置を制御するステップ、又は、上記ビーム生成装置が治療用中性子ビームを生成して上記照射室内に照射する時、上記ビーム制御モジュールが、受信した上記荷電粒子ビーム生成装置の動作データに基づいて、或いは上記システム制御モジュールが、受信した上記放射線療法システムの動作データに基づいて、上記照射室への照射に安全問題があると決定する場合、上記ビーム制御モジュールが、或いは上記システム制御モジュールが上記ビーム制御モジュールにより、上記荷電粒子ビームの生成を停止するように上記荷電粒子ビーム生成装置を制御するか、又は上記中性子ビーム生成部との作用を停止するように上記荷電粒子ビーム生成装置が生成した上記荷電粒子ビームを制御するステップを含む。
本発明の実施例の第３の態様によれば、放射線療法システムの安全インターロック制御方法が提供され、放射線療法システムは、システム制御モジュール、ビーム制御モジュール、ビーム生成装置及び第１の照射室を含み、ビーム生成装置は、ビーム方向切替アセンブリを含み、ビーム生成装置は、ビームを生成し、ビーム方向切替アセンブリにより、選択的に第１の照射室にビームを放出し、制御方法は、ビーム生成装置がビームを第１の照射室に放出する場合、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップと、ビーム制御モジュールが、或いはシステム制御モジュールがビーム制御モジュールにより、ビームを第１の照射室から切り離すようにビーム方向切替アセンブリを制御するステップとを含む。
本発明の１つの実施例において、上記安全インターロック制御方法は、ビーム生成装置がビームを第１の照射室に放出する前に、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、開始直前の第１の照射室への照射に安全問題があると決定する場合、ビーム制御モジュールが、或いはシステム制御モジュールがビーム制御モジュールにより、ビームを第１の照射室に放出するようにビーム生成装置を制御するステップをさらに含む。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、第２の照射室をさらに含み、ビーム制御モジュールが、或いはシステム制御モジュールがビーム制御モジュールにより、ビームを第１の照射室から切り離すようにビーム方向切替アセンブリを制御するステップの前に、上記安全インターロック制御方法は、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第２の照射室に安全問題がないと決定するステップをさらに含み、ビーム制御モジュールが、或いはシステム制御モジュールがビーム制御モジュールにより、ビームを第１の照射室から切り離すようにビーム方向切替アセンブリを制御するステップは、ビーム制御モジュールが、或いはシステム制御モジュールがビーム制御モジュールにより、ビームを第１の照射室から第２の照射室に切り替えるようにビーム方向切替アセンブリを制御するステップを含む。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、ビーム収集装置をさらに含み、ビーム制御モジュールが、或いはシステム制御モジュールがビーム制御モジュールにより、ビームを第１の照射室から切り離すようにビーム方向切替アセンブリを制御するステップは、ビーム制御モジュールが、或いはシステム制御モジュールがビーム制御モジュールにより、ビームを第１の照射室からビーム収集装置に切り替えるようにビーム方向切替アセンブリを制御するステップを含む。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、第１の照射室の遮蔽ドアと、第１の照射室に設置された放射線監視アセンブリと、患者状態監視アセンブリと、活動監視アセンブリとを含み、放射線療法システムの動作データは、第１の照射室の遮蔽ドアの動作データ、又は放射線監視アセンブリの動作データ、又は患者状態監視アセンブリの動作データ、又は活動監視アセンブリの動作データを含み、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップは、システム制御モジュールが、第１の照射室の遮蔽ドアの開放の状態データ又は開放の信号データを受信する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、システム制御モジュールが受信した放射線監視アセンブリの第１の監視値が第１の所定範囲を超える場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、システム制御モジュールが受信した患者状態監視アセンブリの第２の監視値が第２の所定範囲を超えるか、又は患者異常の信号データを受信した場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、システム制御モジュールが受信した活動監視アセンブリの第３の監視値が第３の所定範囲を超えるか、又は活動異常の信号データを受信した場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップを含む。
本発明の１つの実施例において、ビーム生成装置は、荷電粒子ビーム生成部、第１の中性子ビーム生成部及びビーム監視アセンブリをさらに含み、ビーム方向切替アセンブリは、選択的に、荷電粒子ビーム生成部が生成した荷電粒子ビームを第１の中性子ビーム生成部に輸送して中性子ビームを第１の照射室内に照射し、荷電粒子ビーム生成部は、イオン源、加速器及び加速器補助装置を含み、放射線療法システムは、荷電粒子ビーム生成部を収容する荷電粒子ビーム生成室と、ビーム方向切替アセンブリを収容するビーム輸送室と、荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアと、ビーム輸送室の遮蔽ドアとを含み、放射線療法システムの動作データは、イオン源の動作データ、又は加速器の動作データ、又は加速器補助装置の動作データ、又はビーム監視アセンブリの動作データ、又は荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアの動作データ、又はビーム輸送室の遮蔽ドアの動作データ、又は第１の中性子ビーム生成部の動作データ、又はビーム方向切替アセンブリの動作データを含み、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップは、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信したイオン源の動作データに基づいて、異常であるか又はイオン源の動作データが第４の所定範囲を超えると判定する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した加速器の動作データに基づいて、異常であるか又は加速器の動作データが第５の所定範囲を超えると判定する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した加速器補助装置の動作データに基づいて、異常であるか又は加速器補助装置の動作データが第６の所定範囲を超えると判定する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが受信したビーム監視アセンブリの第４の監視値が第７の所定閾値を超える場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、システム制御モジュールが、荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドア又はビーム輸送室の遮蔽ドアの開放の状態データ又は開放の信号データを受信する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップ、又は、システム制御モジュールが、受信した第１の中性子ビーム生成部の動作データに基づいて、異常であるか又は上記第１の中性子ビーム生成部の動作データが第８の所定範囲を超えると判定する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定ステップ、又は、ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信したビーム方向切替アセンブリの動作データに基づいて、異常であると判定する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップを含む。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、治療計画モジュールをさらに含み、放射線療法システムの動作データは、システム制御モジュールが治療計画モジュールから呼び出した治療計画データを含み、上記ビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップは、システム制御モジュールが、第１の照射室内の患者の照射データと、受信した治療計画データとの比較状況に基づいて、第１の照射室内の患者の治療計画が完了すると判定する場合、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するステップを含む。
本発明の実施例の第４の態様によれば、第１の照射室と、ビーム方向切替アセンブリを含み、ビームを生成し、ビーム方向切替アセンブリにより選択的にビームを第１の照射室に放出するビーム生成装置と、ビーム生成装置がビームを第１の照射室に放出する場合、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第１の照射室への照射に安全問題があると決定するシステム制御モジュールと、システム制御モジュールの制御指令を受信し、ビームを第１の照射室から切り離すようにビーム生成装置を制御し、或いは、ビーム生成装置がビームを第１の照射室に放出する場合、受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第１の照射室への照射に安全問題があると決定し、ビームを第１の照射室から切り離すようにビーム生成装置を制御するビーム制御モジュールとを含む放射線療法システムが提供される。
本発明の１つの実施例において、ビーム生成装置は、荷電粒子ビーム生成部、第１の中性子ビーム生成部及びビーム監視アセンブリをさらに含み、ビーム方向切替アセンブリは、選択的に、荷電粒子ビーム生成部が生成した荷電粒子ビームを第１の中性子ビーム生成部に輸送して中性子ビームを第１の照射室内に照射し、荷電粒子ビーム生成部は、イオン源、加速器及び加速器補助装置を含み、放射線療法システムは、荷電粒子ビーム生成部を収容する荷電粒子ビーム生成室と、ビーム方向切替アセンブリを収容するビーム輸送室と、荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアと、ビーム輸送室の遮蔽ドアとを含み、荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアと、ビーム輸送室の遮蔽ドアと、第１の中性子ビーム生成部とは、それぞれシステム制御モジュールに接続され、データ交換を行って第１の照射室への照射に安全問題があるか否かを判定し、イオン源と、加速器と、加速器補助装置と、ビーム監視アセンブリと、ビーム方向切替アセンブリとは、それぞれシステム制御モジュール及びビーム制御モジュールに接続されて、データ交換を行ってビーム制御モジュール又はシステム制御モジュールが第１の照射室への照射に安全問題があるか否かを判定する。
本発明の１つの実施例において、放射線療法システムは、第１の照射室の遮蔽ドアと、第１の照射室に設置された放射線監視アセンブリと、患者状態監視アセンブリと、活動監視アセンブリと、治療計画モジュールとを含み、治療計画モジュールは、患者の治療計画を記憶し、治療計画モジュール、第１の照射室の遮蔽ドア、放射線監視アセンブリ、上記患者状態監視アセンブリ及び上記活動監視アセンブリは、システム制御モジュールに接続されて、データ交換を行ってシステム制御モジュールが第１の照射室への照射に安全問題があるか否かを判定する。
本発明の実施例に係る技術手段によれば、荷電粒子ビーム生成装置は、治療用中性子ビームを生成するソースであり、異常が発生すると、患者に作用するビームに問題が発生することになり、それにより治療効果に直接的に影響を与えるか、又は人員、装置に損傷を与えるため、荷電粒子ビーム生成装置は、安全インターロック要素として極めて重要である。受信した放射線療法システムの動作データに基づいて、第１の照射室への照射に安全問題があると決定する場合、ビームを第１の照射室から切り離すようにビーム方向切替アセンブリを制御することは、ビーム生成装置を停止させることなく、ビームを第１の照射室から迅速に切り離すことができ、それにより第１の照射室の安全問題をタイムリーに解決し、放射線療法システムの安全性を向上させると同時に、ビーム生成装置の耐用年数を延長することができる。
本発明の実施例における技術手段をより明確に説明するために、以下に実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は、単に本発明のいくつかの実施例であり、当業者にとって、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。
本発明の一実施例に係る放射線療法システムのブロック図である。 本発明の一実施例に係る放射線療法システムにより患者を治療する概略構成図である。 本発明の一実施例に係る放射線療法システムの安全インターロック制御方法のフローチャート概略図である。 本発明の他の実施例に係る放射線療法システムのブロック図である。 本発明の他の実施例に係る放射線療法システムのレイアウト概略図である。 本発明の他の実施例に係る放射線療法システムの安全インターロック制御方法のフローチャート概略図である。 本発明の一実施例に係る放射線療法システムの安全インターロック制御システムのブロック図である。
以下、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術手段を明確、完全的に説明する。明らかに、説明される実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を行わない前提で得られる他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
図１は、本発明の一実施例に係る放射線療法システムのブロック図である。図１に示すように、該放射線療法システム１００は、第１の照射室１０１、ビーム生成装置１０、ビーム制御モジュール２０及びシステム制御モジュール３０を含む。ビーム生成装置１０は、治療用ビームを生成し、ビームを第１の照射室１０１に放出してもよく、第１の照射室１０１は、システム制御モジュール３０とデータ交換を行ってもよく、ビーム生成装置１０は、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０とデータ交換を行ってもよく、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０とデータ交換を行ってもよい。システム制御モジュール３０は、医師などの操作者が入力したデータ、又は受信・記憶されたビーム生成装置１０、第１の照射室１０１のデータなどをビーム制御モジュール２０に輸送してビームを第１の照射室１０１に放出するようにビーム生成装置１０を制御してもよい。
図２に示すように、本発明の一実施例において、ビーム生成装置１０は、中性子ビーム生成装置であり、荷電粒子ビーム生成部１１、ビーム輸送部１２及び第１の中性子ビーム生成部１３を含む。ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、荷電粒子ビームＰを生成するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御し、荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰを第１の中性子ビーム生成部１３に輸送するようにビーム輸送部１２を制御することができ、ビーム輸送部１２は、輸送管によって構成される。第１の中性子ビーム生成部１３は、第１の照射室１０１（該図に示せず）に対応し、荷電粒子ビームＰは、第１の中性子ビーム生成部１３と作用して治療用中性子ビームＮを生成し、第１の照射室１０１に設置された治療台４０上の患者２００を照射し、患者２００に対して照射療法を行い、例えば、患者２００の体内の腫瘍細胞Ｍに対してホウ素中性子捕捉療法を行う。なお、生成された中性子ビームは、さらに他の用途に用いることができ、本発明は、これについて特に制限がない。ビーム生成装置１０は、さらに他の放射線生成装置であってもよく、荷電粒子ビーム生成部１１及び中性子ビーム生成部１３が適宜取り換えられるか又は削除されてもよく、例えば、荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰを第１の照射室１０１に直接的に輸送して荷電粒子ビームＰの照射を行い、荷電粒子ビームＰを治療又は他の用途に使用し、本発明は、これについて特に制限がない。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、放射線療法システム１００の動作データを受信し、動作データに基づいて、安全問題があるか否かを判定することができ、具体的には、ビーム制御モジュール２０は、ビーム生成装置１０（荷電粒子ビーム生成部１１又はビーム輸送部１２）の動作データを受信することができ、システム制御モジュール３０は、ビーム生成装置１０又は第１の照射室１０１の動作データを受信することができる。図３に示すように、本発明の一実施例に係る安全インターロック制御方法は、ステップＳ３０１～ステップＳ３０６を含む。
ステップＳ３０１では、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に（例えば、治療用中性子ビームＮを生成し、第１の照射室１０１内への照射を開始する前に）、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定する。
ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１の判定結果に基づいて、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定すると、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止し、例えば、荷電粒子ビーム生成部１１が荷電粒子ビームＰを生成することを禁止してもよい。
ステップＳ３０３では、ステップＳ３０１の判定結果に基づいて、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題がないと決定すると、ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームを第１の照射室１０１に放出するようにビーム生成装置１０を制御することにより、第１の照射室１０１の照射療法を開始し、例えば、荷電粒子ビームＰを生成するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御し、第１の中性子ビーム生成部１３と作用して、第１の照射室１０１内の現在の照射対象患者２００に必要な治療用中性子ビームＮを生成して第１の照射室１０１内に照射する。
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３におけるビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する場合（例えば、治療用中性子ビームＮを生成し、第１の照射室１０１内への照射を開始する場合）、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定する。
ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４の判定結果に基づいて、第１の照射室１０１への照射に安全問題がないと決定する場合、第１の照射室１０１を継続的に照射し、すなわち、ビームを第１の照射室１０１に継続的に放出するようにビーム生成装置１０を制御する。
ステップＳ３０６では、ステップＳ３０４の判定結果に基づいて、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定すると、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させ、例えば、荷電粒子ビームＰの生成を停止するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御してもよい。
なお、照射時又は照射前のみに安全インターロックの制御を行ってもよい。
図４に示すように、本発明の一実施例において、荷電粒子ビーム生成部１１は、イオン源１１１、加速器１１２及び加速器補助装置１１３を含み、本発明は、これについて特に制限がない。イオン源１１１は、Ｈ－、陽子、重陽子などの荷電粒子を生成し、なお、イオン源１１１は、スパッタリングイオン源、高周波イオン源、ダブルプラズマイオン源、ペニングイオン源などであってもよく、本発明は、イオン源のタイプについて特に制限がない。一実施例において、イオン源１１１は、ガス供給装置、イオン化装置、水冷装置などを含み、本発明は、これについて特に制限がない。
加速器１１２は、イオン源１１１が生成した荷電粒子を加速して必要なエネルギーの荷電粒子ビームＰ、例えば、陽子線を取得し、なお、加速器１１２は、線形加速器、サイクロトロン、シンクロトロン、シンクロサイクロトロンなどであってもよく、本発明は、加速器のタイプについて特に制限がない。一実施例において、加速器１１２は、前段加速装置、前後真空チャンバ、高エネルギー加速装置などを含み、前段加速装置及び高エネルギー加速装置は、加速管路、バルブ、電磁石などで構成され、本発明は、これについて特に制限がない。
加速器補助装置１１３は、加速器１１２の運転の前提条件を提供する任意の補助装置を含んでもよい。一実施例において、加速器補助装置１１３は、加速器冷却水を供給する水冷装置、圧縮空気を供給する空圧装置、絶縁ガスを供給するガス供給装置、及び真空環境を供給する真空ポンプなどを含み、本発明は、これについて特に制限がない。
イオン源１１１、加速器１１２、及び加速器補助装置１１３は、それぞれビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０に接続されて、データ交換を行ってビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定し、すなわち、放射線療法システム１００の動作データは、荷電粒子ビーム生成部１１の動作データを含み、荷電粒子ビーム生成部１１の動作データは、イオン源１１１、加速器１１２及び加速器補助装置１１３の動作データをさらに含む。例えば、供給ガスの圧力、イオン化装置の電流及び電圧、イオン源出口の粒子強度、水冷装置の冷却水温度、水流流量及び水圧などのイオン源１１１の動作データをビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、さらに、加速管路におけるビーム強度及び絶縁ガス圧力、電磁石の電流、前後真空チャンバの真空度などの加速器１１２の動作データをビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、さらに、空圧装置のガス圧力、水冷装置の冷却水温度、水流流量及び水圧、ガス供給装置の絶縁ガス圧力などの加速器補助装置１１３の動作データをビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、また、イオン源１１１、加速器１１２及び加速器補助装置１１３の全ての故障信号をビーム制御モジュール２０に輸送してもよく、本発明は、データ交換の内容について特に制限がない。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、又はビームを第１の照射室１０１に放出する場合、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した荷電粒子ビーム生成部１１の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定すると、安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガすることを含む。
ビーム生成装置１０が、ビームを第１の照射室１０１に放出する前に、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した荷電粒子ビーム生成部１１の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超える（イオン源１１１の動作データ、例えば、供給ガスの圧力が所定範囲を超えるか、又はイオン化装置の電流又は電圧が所定範囲を超えるか、又はイオン源出口の粒子強度が所定範囲を超えるか、又は水冷装置の冷却水温度又は水流流量又は水圧が所定範囲を超え、或いは、加速器１１２の動作データ、例えば、加速管路におけるビーム強度又は絶縁ガス圧力が所定範囲を超えるか、又は電磁石の電流が所定範囲を超えるか、又は前後真空チャンバの真空度が所定範囲を超え、或いは、加速器補助装置１１３の動作データ、例えば、空圧装置のガス圧力が所定範囲を超えるか、又は水冷装置の冷却水温度又は水流流量又は水圧が所定範囲を超えるか、又はガス供給装置の絶縁ガス圧力が所定範囲を超える）と判定すると、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよく、一実施例において、イオン源１１１、加速器１１２及び加速器補助装置１１３の全ての故障信号を設定してもよく、ビーム制御モジュール２０がイオン源１１１、加速器１１２及び加速器補助装置１１３の全ての故障信号を受信して、装置故障を表すと、一般的に重大な故障が発生し、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、該故障信号を受信した後、荷電粒子ビーム生成部１１が荷電粒子ビームＰを生成することを禁止し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよい。
ビーム生成装置１０は、ビームを第１の照射室１０１に放出する場合、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信した荷電粒子ビーム生成部１１の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超える（イオン源１１１の動作データ、例えば、供給ガスの圧力が所定範囲を超えるか、又はイオン化装置の電流又は電圧が所定範囲を超えるか、又はイオン源出口の粒子強度が所定範囲を超えるか、又は水冷装置の冷却水温度又は水流流量又は水圧が所定範囲を超え、或いは、加速器１１２の動作データ、例えば、加速管路におけるビーム強度又は絶縁ガス圧力が所定範囲を超えるか、又は電磁石の電流が所定範囲を超えるか、又は前後真空チャンバの真空度が所定範囲を超え、或いは、加速器補助装置１１３の動作データ、例えば、空圧装置のガス圧力が所定範囲を超えるか、又は水冷装置の冷却水温度又は水流流量又は水圧が所定範囲を超えるか、又はガス供給装置の絶縁ガス圧力が所定範囲を超える）と判定すると、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させてもよく、ビーム制御モジュール２０がイオン源１１１、加速器１１２及び加速器補助装置１１３の全ての故障信号を受信すると、一般的に重大な故障が発生し、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、該故障信号を受信した後、荷電粒子ビームＰの生成を停止するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御し、例えば、イオン源１１１を遮断するか、又は加速器１１２を停止させ、第１の照射室１０１の照射療法を終了させる。
荷電粒子ビーム生成部は、治療用中性子ビームを生成するソースであり、加速器は、必要な荷電粒子ビームを生成する重要な装置であるため、異常が発生すると、患者に作用するビームに問題が発生することになり、それにより治療効果に直接的に影響を与えるか、又は人員、装置に損傷を与えるため、荷電粒子ビーム生成装置は、安全インターロック要素として極めて重要である。
図５に示すように、本発明の他の実施例において、放射線療法システム１００は、第２の照射室１０１’をさらに含み、ビーム生成装置１０は、第２の照射室１０１’に対応する第２の中性子ビーム生成部１３’をさらに含み、ビーム輸送部１２は、ビーム方向切替アセンブリ１２１を含み、ビーム輸送部１２は、ビーム方向切替アセンブリ１２１により、選択的に、荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰを第１の中性子ビーム生成部１３又は第２の中性子ビーム生成部１３’に輸送することにより、ビームを第１の照射室１０１又は第２の照射室１０１’に放出する。なお、第２の照射室１０１’内に照射する中性子ビームＮは、第２の照射室１０１’内の治療台４０’上の他の患者への中性子ビームＮによる照射の治療に用いられてもよく、サンプルの検出に用いられてもよく、本発明は、これについて制限がない。ビーム生成装置１０が他の放射線生成装置である場合、第２の中性子ビーム生成部１３’は、対応的に取り換えられてもよく、ビーム輸送部１２は、ビーム方向切替アセンブリ１２１により、ビームを第１の照射室１０１又は第２の照射室１０１’に選択的に放出する。
なお、ビーム生成装置１０は、さらに他の構成を有してもよい。例えば、第３の照射室がある場合、第３の照射室に対応する第３の中性子ビーム生成部を増設してもよく、中性子ビーム生成部の数は、照射室の数に対応し、本発明の実施例は、中性子ビーム生成部の数について特に制限がない。１つの荷電粒子ビーム生成部を設置して荷電粒子ビームを各中性子ビーム生成部に輸送することにより、システムコストを効果的に低減することができる。なお、ビーム生成装置は、複数の荷電粒子ビーム生成部を含んでもよく、それにより荷電粒子ビームを各中性子ビーム生成部に輸送して、複数の照射室で同時に複数の中性子ビームを生成して照射することができる。
本発明の一実施例において、ビーム方向切替アセンブリ１２１は、荷電粒子ビームＰの方向を偏向させる偏向磁石（図示せず）を含み、第１の照射室１０１に対応する偏向磁石がオンになると、ビームを第１の照射室１０１に導入し、本発明は、これについて特に制限がない。ビーム輸送部１２は、荷電粒子ビームＰを調整するビーム調整部（図示せず）を含んでもよく、ビーム調整部は、荷電粒子ビームＰの軸を調整する水平型ステアリング及び水平垂直型ステアリングと、荷電粒子ビームＰの発散を抑制する４極電磁石と、荷電粒子ビームＰを整形する４方向スリットとを含む。ビーム輸送部１２は、必要に応じて荷電粒子ビーム走査部（図示せず）を含んでもよく、荷電粒子ビーム走査部は、荷電粒子ビームＰを走査し、荷電粒子ビームＰの中性子ビーム生成部１３、１３’に対する照射を制御し、例えば、荷電粒子ビームＰの（以下に説明される）ターゲット１３１に対する照射位置を制御する。
ビーム輸送部１２は、それぞれシステム制御モジュール３０又はビーム制御モジュール２０に接続されて、データ交換を行ってビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定し、すなわち、放射線療法システム１００の動作データは、ビーム輸送部１２の動作データを含む。例えば、輸送管の真空度、磁石の電圧、磁石の温度、ビーム方向切替アセンブリ１２１の状態（例えば、導通状態）データをシステム制御モジュール３０又はビーム制御モジュール２０に輸送してもよく、本発明は、データ交換の内容について特に制限がない。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、又はビームを第１の照射室１０１に放出する場合、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信したビーム輸送部１２の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定すると、安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガすることを含む。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信したビーム輸送部１２の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定する場合、例えば、輸送管の真空度が所定範囲を超えるか、又は磁石の電圧が所定範囲を超えるか、又は磁石の温度が所定範囲を超えるか、又はビーム方向切替アセンブリ１２１の状態データによりビーム方向切替アセンブリ１２１がビームを第１の照射室１０１に導通しないことが示される場合、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよい。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する場合、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信したビーム輸送部１２の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定する場合、例えば、輸送管の真空度が所定範囲を超えるか、又は磁石の電圧が所定範囲を超えるか、又は磁石の温度が所定範囲を超えるか、又はビーム方向切替アセンブリ１２１の状態データによりビーム方向切替アセンブリ１２１がビームを第１の照射室１０１に導通しないことが示される場合、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１が照射療法を終了させてもよい。
ビーム輸送部は、治療を必要とする照射室にビームを輸送し、例えば、治療を必要とする照射室に対応する中性子ビーム生成部に荷電粒子ビームを輸送することにより、該照射室に治療用中性子ビームを生成し、ビーム輸送部に異常が発生すると、他の照射室にビームを生成するか、又は治療を必要とする照射室に正確なビームを生成することができないことを引き起こし、深刻な安全事故を生成するか、又は治療効果に影響を与える可能性があるため、ビーム輸送部を安全インターロック要素とすることも重要な意味を有する。
図２に示すように、本発明の一実施例において、第１の中性子ビーム生成部１３は、ターゲット１３１、ビーム整形アセンブリ１３２及びコリメータ１３３を含んでもよく、本発明は、これについて特に制限がない。例えば、加速器１１２により生成された荷電粒子ビームＰは、ビーム輸送部１１によりターゲット１３１に照射され、ターゲット１３１と作用して中性子を生成し、生成された中性子は、順にビーム整形アセンブリ１３２及びコリメータ１３３を通過し、中性子ビームＮを形成して、第１の照射室１０１に設置された治療台４０上の患者２００に照射される。ターゲット１３１は、リチウムターゲット又はベリリウムターゲットなどの金属ターゲットであってもよく、陽子線と９Ｂｅ（ｐ，ｎ）９Ｂ又は７Ｌｉ（ｐ，ｎ）７Ｂｅ核反応して中性子を生成し、本発明は、ターゲット１３１の材料について特に制限がない。コリメータ１３３は、複数あってもよく、異なるサイズ、形状などを有し、それにより異なる照射対象患者に適合し、一実施例において、コリメータ１３３に識別機構が設置され、システム制御モジュール３０は、コリメータ１３３の型番データを自動的に識別し取得することができ、又は医師などの操作者は、識別機構に基づいてコリメータ１３３の型番データを手動で入力し、システム制御モジュール３０に輸送し、又は医師などの操作者は、識別機構に基づいて不一致を判定し、コリメータ不一致の信号をシステム制御モジュール３０に送信する。ここでは、ターゲット１３１、ビーム整形アセンブリ１３２及びコリメータ１３３の具体的な構造を詳細に説明しない。第２の中性子ビーム生成部１３’は、第１の中性子ビーム生成部１３と同じ構造を有してもよく、本発明は、これについて特に制限がない。
第１の中性子ビーム生成部１３は、システム制御モジュール３０に接続されて、データ交換を行ってシステム制御モジュール３０が第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定し、すなわち、放射線療法システム１００の動作データは、第１の中性子ビーム生成部１３の動作データを含む。例えば、ターゲット１３１の耐用年数、ターゲット１３１の温度、コリメータ１３３の型番データ又はコリメータ不一致の信号データなどのデータをシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、本発明は、データ交換の内容について特に制限がない。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、又はビームを第１の照射室１０１に放出する場合、システム制御モジュール３０が、受信した第１の中性子ビーム生成部１３の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定すると、安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガすることを含む。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、システム制御モジュール３０は、受信した第１の中性子ビーム生成部１３の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定する場合、例えば、ターゲット１３１の耐用年数が次回の治療を完了させるには不十分であるか、又はターゲット１３１の温度が所定範囲を超えるか、又はコリメータ１３３の型番データにより現在の照射対象患者と不一致であるか又はコリメータが不一致である信号データが示される場合、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよい。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する場合、システム制御モジュール３０は、受信した第１の中性子ビーム生成部１３の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定する場合、例えば、ターゲット１３１の耐用年数が所定範囲を超えるか、又はターゲット１３１の温度が所定範囲を超える場合、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１が照射療法を終了させる。
中性子ビーム生成部は、治療用中性子ビームを生成し、治療ニーズを満たすビーム品質を得ることに対して極めて重要であり、中性子ビーム生成部を安全インターロック要素とすることは、治療効果を保証する。
図４及び図５に示すように、本発明の他の実施例において、放射線療法システム１００は、荷電粒子ビーム生成部１１を収容する荷電粒子ビーム生成室１０２と、ビーム輸送部１２を少なくとも部分的に収容する（例えば、ビーム方向切替アセンブリ１２１を収容する）ビーム輸送室１０３と、荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドアＡ（Ｂ）と、ビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣとを含み、本発明は、これについて特に制限がない。遮蔽ドアの開放又は閉鎖の状態データは、システム制御モジュール３０に送信されてもよく、操作者は、観察した状況に基づいて遮蔽ドアの開放の信号をシステム制御モジュール３０に送信してもよい。荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドアＡ（Ｂ）とビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣは、それぞれシステム制御モジュール３０に接続されて、データ交換を行ってシステム制御モジュール３０が第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定し、すなわち、放射線療法システム１００の動作データは、荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドアＡ（Ｂ）及びビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣの動作データを含む。例えば、荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドアＡ（Ｂ）又はビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣの開放又は閉鎖の状態データ又は開放の信号データなどをシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、本発明は、データ交換の内容について特に制限がない。荷電粒子ビーム生成室１０２は、一般的に二階建ての空間に設置され、２つの階にそれぞれ荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアＡと荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアＢが設置される。なお、他の設置があってもよい。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、システム制御モジュール３０が、受信した荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドアＡ（Ｂ）又はビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣの動作データ、例えば、遮蔽ドアＡ、遮蔽ドアＢ又は遮蔽ドアＣの開放の状態データ又は開放の信号データに基づいて、異常であると判定する場合、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０が、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよいことと、
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する場合、システム制御モジュール３０が、受信した荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドアＡ（Ｂ）又はビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣの動作データ、例えば、遮蔽ドアＡ、遮蔽ドアＢ又は遮蔽ドアＣの開放の状態データ又は開放の信号データに基づいて、異常であると判定する場合、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０が、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させてもよいこととを含む。
ビーム生成装置が動作する場合に高エネルギー放射線を生成し、荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドア、ビーム輸送室の遮蔽ドアが照射治療中に閉鎖されることは、人員の安全を保証し、放射汚染を回避し、遮蔽ドアを安全インターロックの要素とする必要がある。
一実施例において、ビーム生成装置１０は、ビーム監視アセンブリ１４をさらに含み、ビーム監視アセンブリ１４は、荷電粒子ビーム監視アセンブリ又は中性子ビーム監視アセンブリを含んでもよく、本発明は、これについて特に制限がない。図４に示すように、該実施例において、ビーム監視アセンブリ１４は、荷電粒子ビーム監視アセンブリであり、ビーム輸送室１０３内、例えば、ビーム輸送部１２の輸送管内壁に設置され、荷電粒子ビームＰの電流などを測定することによりビーム強度を監視する。なお、ビーム監視アセンブリ１４は、荷電粒子ビーム生成室１０２、例えば、イオン源１１１又は加速器１１２の対応する装置内に設置されてもよく、荷電粒子ビームＰの電圧、エネルギーなどを監視してもよい。中性子ビーム監視アセンブリは、第１の中性子ビーム生成部１３に設置されてもよく、例えば、ターゲット１３１で生成された放射線を測定することにより中性子ビーム強度を監視し、さらに中性子ビーム出口又はビーム整形アセンブリ内に設置されてもよい。本発明は、ビーム監視アセンブリ１４の数及び設置位置について特に制限がない。
ビーム監視アセンブリ１４は、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０に接続されて、データ交換を行ってビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定し、すなわち、放射線療法システム１００の動作データは、ビーム監視アセンブリ１４の動作データを含み、ビーム監視アセンブリ１４の動作データは、さらに荷電粒子ビーム監視アセンブリの動作データ及び中性子ビーム監視アセンブリの動作データを含む。例えば、荷電粒子ビーム監視アセンブリの動作データ、例えば、荷電粒子ビームＰの電流などをビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、或いは中性子ビーム監視アセンブリの動作データ、例えば中性子ビーム強度又は中性子ビーム生成部の他の放射線検出データなどをシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、本発明は、データ交換の内容について特に制限がない。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、又はビームを第１の照射室１０１に放出する場合、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信したビーム監視アセンブリ１４の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定すると、安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガすることを含む。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信したビーム監視アセンブリ１４の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超える（荷電粒子ビーム監視アセンブリの動作データ、例えば、荷電粒子ビームＰの電流が所定範囲を超える）と判定すると、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよく、或いは、システム制御モジュール３０は、受信したビーム監視アセンブリ１４の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超える（中性子ビーム監視アセンブリの動作データ、例えば、中性子ビーム強度が所定範囲を超える）と判定すると、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよい。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する場合、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信したビーム監視アセンブリ１４の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超える（中性子ビーム監視アセンブリの監視値、例えば、荷電粒子ビームの電流が所定範囲を超える）と判定すると、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させてもよく、或いは、システム制御モジュール３０は、受信したビーム監視アセンブリ１４の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超える（中性子ビーム監視アセンブリの監視値、例えば、中性子ビーム強度が所定範囲を超える）と判定すると、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させてもよい。
ビーム監視アセンブリの監視値により、ビームが要件を満たすか否か、又は装置が正常に動作するか否かを直接的に判定することができ、ビーム監視アセンブリを安全インターロックの要素とする必要がある。
本発明の他の実施例において、放射線療法システム１００は、第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１、第１の照射室１０１に設置される放射線監視アセンブリ５０をさらに含み、放射線監視アセンブリ５０は、第１の照射室１０１内の各種の放射線（例えば、中性子及びγ線）の線量を監視し、一実施例において、被照射部位が中性子ビームＮにより照射された後に放出された即発γ線を検出することにより、ホウ素濃度及び腫瘍線量を計算する。なお、第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１は、１つ又は複数であってもよく、例えば、主遮蔽ドア及び副遮蔽ドアを含み、第１の照射室１０１内の放射線監視アセンブリ５０は、１つ又は複数であってもよく、本発明は、遮蔽ドアＥ１、放射線監視アセンブリ５０の数について特に制限がない。放射線療法システム１００は、患者状態監視アセンブリ６０及び活動監視アセンブリ７０をさらに含む。患者状態監視アセンブリ６０は、患者の位置がずれるか否か、患者の身体に不快感があるか否か、患者の体内のホウ素薬の摂取状況などを監視することができる。なお、患者が自身の状態、又は操作者が観察された状況に基づいて患者状態監視アセンブリ６０上の患者異常の信号をトリガするか、又は患者異常の信号をシステム制御モジュール３０に送信してもよい。活動監視アセンブリ７０は、映像識別、熱センサ、赤外線センサ、超音波センサ、圧力センサ又はレーザセンサなどにより、照射室内などの放射線管制領域に人員がいるか否か、又は物体の異常活動を監視してもよく、信頼性及び安全性を確保するように、２つ以上又は異なるタイプの検知アセンブリを用いてもよく、操作者が観察された状況に基づいて、活動監視アセンブリ７０上の活動異常の信号をトリガするか、又は活動異常の信号をシステム制御モジュール３０に送信してもよい。図４に示すように、該実施例において、患者状態監視アセンブリ６０及び活動監視アセンブリ７０は、第１の照射室１０１内に設置され、本発明は、これについて特に制限がない。なお、第２の照射室は、第１の照射室と同じ設置を有してもよい。
第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１、放射線監視アセンブリ５０、患者状態監視アセンブリ６０及び活動監視アセンブリ７０は、それぞれシステム制御モジュール３０に接続されて、データ交換を行ってシステム制御モジュール３０が第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定し、すなわち、放射線療法システム１００の動作データは、第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１の動作データ、放射線監視アセンブリ５０の動作データ、患者状態監視アセンブリ６０の動作データ及び活動監視アセンブリ７０の動作データを含む。例えば、第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１の開放又は閉鎖の状態データ又は開放の信号データ、放射線監視アセンブリ５０の監視値、患者状態監視アセンブリ６０の監視値又は患者異常の信号、活動監視アセンブリ７０の監視値又は活動異常の信号などのデータをシステム制御モジュール３０に輸送してもよく、本発明は、データ交換の内容について特に制限がない。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、又はビームを第１の照射室１０１に放出する場合、システム制御モジュール３０が、受信した第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１の動作データ、放射線監視アセンブリ５０の動作データ、患者状態監視アセンブリ６０の動作データ及び活動監視アセンブリ７０の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定すると、安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガすることを含む。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、システム制御モジュール３０は、受信した第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１の動作データ、放射線監視アセンブリ５０の動作データ、患者状態監視アセンブリ６０の動作データ及び活動監視アセンブリ７０の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定する場合、例えば、第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１の開放の状態データ又は開放の信号データを受信するか、又は放射線監視アセンブリ５０の監視値が所定範囲を超えるか、又は患者状態監視アセンブリ６０の監視値が所定範囲を超えるか、又は患者状態監視アセンブリ６０からの患者異常の信号データを受信するか、又は活動監視アセンブリ７０の監視値が所定範囲を超えるか、又は活動監視アセンブリ７０からの活動異常の信号データを受信する場合、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよい。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する場合、システム制御モジュール３０は、受信した第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１の動作データ、放射線監視アセンブリ５０の動作データ、患者状態監視アセンブリ６０の動作データ及び活動監視アセンブリ７０の動作データに基づいて、異常であるか又は動作データが限界を超えると判定する場合、例えば、第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１の開放の状態データ又は開放の信号データを受信するか、又は放射線監視アセンブリ５０の監視値が所定範囲を超えるか、又は患者状態監視アセンブリ６０の監視値が所定範囲を超えるか、又は患者状態監視アセンブリ６０からの患者異常の信号データを受信するか、又は活動監視アセンブリ７０の監視値が所定範囲を超えるか、又は活動監視アセンブリ７０からの活動異常の信号データを受信する場合、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させてもよい。
照射室の遮蔽ドアは、照射療法中に閉鎖されて人員の安全を保証し、放射線汚染を回避し、照射室に設置された放射線監視アセンブリの監視値は、ビームが要件を満たすか否かを判定するか、又は患者が受けた放射線量を計算し、患者状態監視アセンブリは、患者の治療中の状態が良好であるか又は大きな変位がないことを確保することにより治療効果を保証することができ、活動監視アセンブリは、人員が放射線に予期せずに暴露しないか又は物体が異常に活動しないことを保障して人員の安全及び装置の正常を保証し、照射室の遮蔽ドア、放射線監視アセンブリ、患者状態監視アセンブリ及び活動監視アセンブリを安全インターロックの要素とする必要がある。
本発明の他の実施例において、放射線療法システム１００は、患者の治療計画を記憶する治療計画モジュール８０をさらに含む。治療計画モジュール８０は、システム制御モジュール３０に接続されて、データ交換を行ってシステム制御モジュール３０が第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定し、すなわち、放射線療法システム１００の動作データは、システム制御モジュール３０が治療計画モジュール８０から呼び出した治療計画データを含む。本発明は、データ交換の内容について特に制限がない。
ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、又はビームを第１の照射室１０１に放出する場合、システム制御モジュール３０が、受信した治療計画データに基づいて、異常であるか又は治療計画が完了すると判定する場合、安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガすることを含む。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、システム制御モジュール３０は、治療計画モジュール８０から適合な治療計画（現在の治療対象患者と一致する）を取得しない場合、例えば、システム制御モジュール３０は、受信した治療計画データに基づいて、治療計画に誤りがあると自動的に判定する場合、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよい。なお、医師などの操作者は、（例えば、番号、患者情報などが一致するか否か）を人為的に判定し、不一致であると手動で確認する信号をシステム制御モジュール３０に送信してもよく、システム制御モジュール３０は、受信した信号データに基づいて、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガする。
ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する場合、システム制御モジュール３０は、第１の照射室１０１内の患者の照射データと、受信した治療計画データとの比較状況に基づいて、第１の照射室１０１内の患者の治療計画が完了する（例えば、受信した治療計画における治療時間又は治療線量に達する）と判定する場合、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させてもよい。
患者が治療中に受けた放射線の線量、時間などは、いずれも治療計画データによって決定され、治療計画に誤りがあると、治療効果に影響を直接的に与えるか、又は患者に危害を与え、治療計画データを安全インターロック要素とすることは、放射線療法の有効な動作をさらに保証する。
本発明の別の実施例において、（例えば、照射中、照射待ち、準備中、未使用など）照射室状態の信号をさらに設定してもよく、該信号は、医師などの操作人員が照射室の状況に基づいて、手動で確認してもよく、システム制御モジュール３０が受信したデータに基づいて、自動的に判定してもよい。すなわち、放射線療法システムの動作データは、照射室状態の信号データをさらに含み、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、安全問題があると決定し、安全インターロックを行うことは、ビーム生成装置１０がビームを第１の照射室１０１に放出する前に、システム制御モジュール３０は、受信した第１の照射室１０１の状態の信号データ、例えば、第１の照射室１０１の状態が準備中又は未使用である信号に基づいて、第１の照射室１０１が照射待ち状態にないと判定する場合、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、安全インターロック機構をトリガし、システム制御モジュール３０は、ビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を禁止するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１における照射療法の開始を禁止してもよい。
本発明の他の実施例において、放射線療法システムは、ビーム収集装置９０をさらに含み、ビーム収集装置９０は、壁体内に埋め込まれた容器であってもよく、ビームを必要としない場合にビームを収集し、ビーム方向切替アセンブリ１２１は、荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰをビーム収集装置９０に輸送する。ビーム制御モジュール２０は、或いはシステム制御モジュール３０はビーム制御モジュール２０により、ビームの第１の照射室１０１への放出を停止するようにビーム生成装置１０を制御する方式は、荷電粒子ビームＰの生成を停止するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御することであってもよく、第１の中性子ビーム生成部１３との作用を停止するように荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰを制御し、すなわち、ビーム方向切替アセンブリ１２１によりビームを第１の照射室１０１から切り離すようにビーム生成装置１０を制御し、例えば、ビーム方向切替アセンブリ１２１により第２の中性子ビーム生成部１３’と作用するように荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰを制御し、第２の照射室１０１’内に照射する中性子ビームＮを生成し、ビームを第１の照射室１０１から第２の照射室１０１’に切り替えることであってもよく、ビーム方向切替アセンブリ１２１により第１の中性子ビーム生成部、及び第２の中性子ビーム生成部１３、１３’のいずれとも作用しないように荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰを制御し、荷電粒子ビームＰをビーム収集装置９０に直接的に輸送することにより、ビームを第１の照射室１０１にビーム収集装置９０に切り替えることであってもよい。上記方式の選択は、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０が、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、自動的に判定することであってもよく、安全インターロック機構がトリガされた後の提示に基づいて、操作者が手動で入力することであってもよい。一実施例において、安全インターロックをトリガする要素は、ビーム生成装置１０に関連しない場合、例えば、照射室の遮蔽ドアが開放するか、又は患者が異常である場合、ビームを第１の照射室１０１から切り離すことを選択してもよく、安全インターロックをトリガする要素は、ビーム生成装置１０に関連する場合、例えば、加速器が故障する場合、荷電粒子ビームＰの生成を停止するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御することを選択してもよく、なお、他の設置方式があってもよく、本発明は、これについて制限がない。
一実施例において、ビームを第１の照射室１０１から第２の照射室１０１’に切り替える前に、上記安全インターロック制御方法は、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、第２の照射室１０１’への照射に安全問題があるか否か（未使用状態にあるか否か、及び第２の照射室１０１’の遮蔽ドアが閉鎖するか否か）を判定するステップをさらに含む。第２の照射室１０１’が未使用状態にあり、第２の照射室１０１’の遮蔽ドアが閉鎖すると決定する場合、ビームを第１の照射室１０１から第２の照射室１０１’に切り替え、第２の照射室１０１’が未使用状態になく、第２の照射室１０１’の遮蔽ドアが閉鎖しないと決定する場合、ビームを第１の照射室１０１から第２の照射室１０１’に切り替える動作を実行せず、提示する。具体的には、第１の照射室１０１に対応するビーム方向切替アセンブリ１２１の部分を遮断し、第２の照射室１０１’に対応するビーム方向切替アセンブリ１１の部分を連通することにより、ビームを第１の照射室１０１から第２の照射室１０１’に切り替えることを実現してもよい。
本発明の実施例に係る技術手段によれば、ビーム制御モジュール２０又はシステム制御モジュール３０は、受信した放射線療法システム１００の動作データに基づいて、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定する場合、ビームを第１の照射室１０１から切り離すようにビーム生成装置１０を制御し、ビーム生成装置を停止させることなく、ビームを第１の照射室１０１から迅速に切り離すことにより、第１の照射室１０１の安全問題をタイムリーに解決することができ、放射線療法システム１００の安全性を向上させると同時に、ビーム生成装置１０の耐用年数を延長することができる。また、第１の照射室１０１及び第２の照射室１０１’は、１つのビーム生成装置１０を共有し、ビーム生成装置１０の利用率を向上させ、複数の照射室が同時に協働して安全インターロック保護を行うニーズを満たす。上記全ての好ましい技術手段は、任意の組み合わせで本発明の好ましい実施例を形成することができ、ここで重複して説明しない。
本発明の一実施例において、遮蔽ドア及びビーム方向切替アセンブリ１２１が互いに協働し、安全インターロック要素を共同で構成することを例として、安全インターロック機構の原理を簡単に説明する。遮蔽ドアは、荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドア（例えば、遮蔽ドアＡ及び遮蔽ドアＢ）、ビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣ及び照射室の遮蔽ドア（第１の照射室の遮蔽ドアＥ１及び第２の照射室の遮蔽ドアＥ２）を含む。ビーム方向切替アセンブリ１２１は、それぞれ照射ビームを第１の照射室１０１と第２の照射室１０１’に導入する偏向磁石Ｄ１と偏向磁石Ｄ２を含む。偏向磁石Ｄ１及び偏向磁石Ｄ２のオンは、相互排他的であり、例えば、偏向磁石Ｄ１がオンになる場合、偏向磁石Ｄ２がオフになり、偏向磁石Ｄ２がオンになる場合、偏向磁石Ｄ１がオフになる。
照射室の照射療法の開始について、荷電粒子ビーム生成室１０２の遮蔽ドアＡ、遮蔽ドアＢ及びビーム輸送室１０３の遮蔽ドアＣは、閉鎖状態にある必要があり、また、少なくとも１つの偏向磁石がオンになり、対応する照射室の遮蔽ドアが閉鎖する必要があり、例えば、偏向磁石Ｄ１がオンになり、第１の照射室の遮蔽ドアＥ１が閉鎖し、或いは、偏向磁石Ｄ２がオンになり、第２の照射室の遮蔽ドアＥ２が閉鎖する。
簡単に言えば、遮蔽ドアＡ、遮蔽ドアＢ及び遮蔽ドアＣがいずれも閉鎖状態にあり、偏向磁石Ｄ１がオンになり、対応する第１の照射室１０１の遮蔽ドアＥ１が閉鎖状態にある場合、荷電粒子ビーム生成部１１は、ビーム放出条件に達し、或いは、遮蔽ドアＡ、遮蔽ドアＢ及び遮蔽ドアＣがいずれも閉鎖状態にあり、偏向磁石Ｄ２がオンになり、対応する第２の照射室１０１’の遮蔽ドアＥ２が閉鎖状態にある場合、荷電粒子ビーム生成部１１は、ビーム放出条件に達する。すなわち、システム制御モジュールは、第１の照射室又は第２の照射室への照射を開始する指令を受信し、上記安全インターロックの判定を行うことにより、該照射室への照射に安全問題がないと決定した後、システム制御モジュールは、荷電粒子ビームＰを生成するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御し（イオン源１１１、加速器１１２及び加速器補助装置１１３は、ビーム放出状態に運転する）、荷電粒子ビームＰは、対応する中性子ビーム生成部と作用して中性子ビームを生成して該照射室に照射すると、該照射室の照射療法が開始する。
照射室の照射療法の閉鎖について、第１の照射室１０１の照射療法が実行される過程において、少なくとも１つの遮蔽ドア（例えば、遮蔽ドアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅ１のうちの少なくとも１つ）が開放されるか、又は偏向磁石Ｄ１の状態が異常である（例えば、オン状態からオフ状態に予期せずに変換される）と、第１の照射室１０１への照射に安全問題があると決定し、偏向磁石Ｄ１をオフにするか、又は荷電粒子ビーム生成部１１に荷電粒子ビームＰの生成を停止させる（例えば、加速器１１２を停止させるか、又はイオン源１１１を遮断する）限り、ビームを第１の照射室１０１から切り離し、第１の照射室１０１の照射療法を終了させることができる。偏向磁石Ｄ１をオフにすることでビームを第１の照射室１０１から切り離す場合、第２の照射室１０１’が未占用状態にあり、遮蔽ドアが閉鎖すると決定すると、偏向磁石Ｄ２をオンにすることにより、ビームを第１の照射室１０１から第２の照射室１０１’に切り替え、偏向磁石Ｄ１、Ｄ２がいずれもオフになることを保持すれば、ビームを第１の照射室からビーム収集装置９０に切り替える。
第２の照射室１０１’の照射療法が実行される過程において、少なくとも１つの遮蔽ドア（例えば、遮蔽ドアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅ２のうちの少なくとも１つ）が開放されるか、又は偏向磁石Ｄ２の状態が異常である（例えば、オン状態からオフ状態に予期せずに変換される）と、第２の照射室１０１’への照射に安全問題があると決定し、偏向磁石Ｄ２をオフにするか、又は荷電粒子ビーム生成部１１に荷電粒子ビームＰの生成を停止させる（例えば、加速器１１２を停止させるか、又はイオン源１１１を遮断する）限り、ビームを第２の照射室１０１’から切り離し、第２の照射室１０１’の照射療法を終了させることができる。偏向磁石Ｄ２をオフにすることでビームを第２の照射室１０１’から切り離す場合、第１の照射室１０１が未占用状態にあり、遮蔽ドアが閉鎖すると決定すると、偏向磁石Ｄ１をオンにすることにより、ビームを第２の照射室１０１’から第１の照射室１０１に切り替え、偏向磁石Ｄ１、Ｄ２がいずれもオフになることを保持すれば、ビームを第２の照射室１０１’からビーム収集装置９０に切り替える。
安全インターロック機構の原理を簡略化して説明するために、前文は、遮蔽ドア及び偏向磁石のみを安全インターロック要素とすることを例とする。なお、遮蔽ドア及び偏向磁石以外に、本明細書に言及した他の要素（例えば、イオン源、加速器、加速器補助装置、中性子ビーム生成部、ビーム監視アセンブリ、放射線監視アセンブリ、及び治療計画モジュールなど）と共同で組み合わせ、安全インターロック機構を共同で構成することができ、本発明は、これについて制限がない。複数種の装置及びアセンブリを安全インターロック要素とすることで、放射線療法システムの安全性を効果的に向上させ、放射線療法システムの効果的な利用を強化する。
図６は、本発明の他の実施例に係る放射線療法システムの安全インターロック制御方法のフローチャート概略図であり、第１の照射室の中性子照射療法を例とする。該安全インターロック制御方法は、放射線療法システムにおける安全インターロック制御システム７００により実行されてもよい。安全インターロック制御システム７００は、制御ソフトウェアと、制御プログラムを実行するキャリアを含んでもよく、ユーザ入力インタフェース及びフィードバック表示インタフェースを含んでもよく、さらにプロセッサモジュール、データ収集モジュール、ビーム生成装置又は照射室などの装置接続ポートなどをさらに含んでもよく、本発明の実施例は、これについて特に制限がない。図６に示すように、該安全インターロック制御方法は、ステップＳ６０１～ステップＳ６１３を含む。
ステップＳ６０１では、ユーザのログイン情報を受信する。
ステップＳ６０２では、ステップＳ６０１においてユーザのログイン情報を受信した後、ユーザがログインに成功するか否かを判定する。
ユーザがログインに失敗する場合、ステップＳ６０１に戻し、ユーザがログインに成功する場合、ステップＳ６０３を実行する。
ステップＳ６０３では、治療パラメータを受信する。
治療パラメータを受信する前後に、ユーザは、さらに治療装置又は患者の状態を検証することができる。治療パラメータは、ユーザが手動で入力するものであってもよく、治療計画モジュールから取得した治療計画データにおける治療パラメータであってもよく、本発明は、これについて制限がない。
ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３において治療パラメータを受信した後、ユーザにより入力された第１の照射室１０１の照射療法を開始する指令を受信する。
ステップＳ６０５では、ステップＳ６０４においてユーザにより入力された第１の照射室１０１の照射療法を開始する指令を受信した後、ビーム生成装置１０の制御権を取得する。
ステップＳ６０６では、ステップＳ６０５の後に、安全インターロック機構に基づいて、第１の照射室１０１の照射療法を開始することができるか否かを判定する。
具体的には、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かを判定する。開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題がある場合、ステップＳ６０７を実行し、開始直前の第１の照射室１０１への照射に安全問題がなく、治療を開始することができる場合、ステップＳ６０８を実行する。
ステップＳ６０７では、治療開始指令を実行せず、安全インターロック機構がトリガされる提示をポップアップする。
例えば、提示は、動作データが限界を超え、装置が故障し、偏向磁石がオンせず、遮蔽ドアが閉鎖せず、ターゲットの耐用年数が不足であり、コリメータが不一致であり、患者が異常であり、治療計画に誤りがあるなどであってもよく、本発明は、これについて制限がない。ユーザは、提示に基づいて安全問題を解決し、問題が解決される場合、例えば、対応する遮蔽ドアが閉鎖される場合、問題が解決されることをユーザが手動で選択決定し、ステップＳ６０６に戻し、照射を開始する前の安全インターロックの判定を再び行い、問題が一時的に解決されない場合、例えば、装置が深刻に故障する場合、問題が解決されないことをユーザが手動で選択決定し、ステップＳ６１２を実行し、患者に対する照射療法を終了させ、ビーム生成装置１０の制御権を解放する。
ステップＳ６０８では、治療用ビームを生成するようにビーム生成装置１０を制御し、第１の照射室１０１内の患者２００に対して照射療法を開始する。
具体的には、荷電粒子ビームＰを生成するように荷電粒子ビーム生成部１１を制御し、荷電粒子ビーム生成部１１が生成した荷電粒子ビームＰを第１の中性子ビーム生成部１３に輸送するようにビーム輸送部１２を制御し、荷電粒子ビームＰは、第１の中性子ビーム生成部１３と作用して治療用中性子ビームＮを生成し、第１の照射室１０１に設置された治療台４０上の患者２００に照射し、患者２００に対して照射療法を行う。
ステップＳ６０９では、ステップＳ６０８において第１の照射室１０１内の患者に対して照射療法を開始した後、安全インターロック機構に基づいて、第１の照射室１０１に対して照射療法を継続することができるか否かをリアルタイムに判定する。
つまり、第１の照射室１０１への照射に安全問題があるか否かをリアルタイムに判定し、第１の照射室１０１への照射に安全問題がない場合、ステップＳ６１０を実行し、第１の照射室１０１への照射に安全問題がある場合、ステップＳ６１１を実行する。
ステップＳ６１０では、第１の照射室１０１内の患者２００に対して照射療法を継続し、Ｓ６０９に戻して判定を継続する。
ステップＳ６１１では、第１の照射室１０１内の患者２００に対する照射療法を停止させ、安全インターロック機構がトリガされる提示をポップアップする。
例えば、提示は、動作データが限界を超え、装置が故障し、偏向磁石がオンせず、遮蔽ドアが開放し、患者が異常であり、又は治療計画が完了するなどであってもよく、本発明は、これについて制限がない。ユーザは、提示に基づいて安全問題を解決し、問題が解決される場合、例えば、対応する遮蔽ドアが閉鎖される場合、問題が解決されることをユーザが手動で選択決定し、ステップＳ６０８に戻し、第１の照射室１０１内の患者２００に対する照射療法を再び開始し、問題が一時的に解決されない場合、例えば、装置が深刻に故障する場合、問題が解決されないことをユーザが手動で選択決定し、ステップＳ６１２を実行し、第１の照射室１０１の患者２００に対する照射療法を終了させ、ビーム生成装置１０の制御権を解放し、或いは、治療計画が完了すると提示し、照射が完了することをユーザが手動で選択決定し、ステップＳ６１２を実行し、第１の照射室１０１内の患者２００に対する照射療法を終了させ、ビーム生成装置１０の制御権を解放する。
ステップＳ６１２では、第１の照射室１０１内の患者２００に対する照射療法を終了させ、ビーム生成装置１０の制御権を解放する。
ステップＳ６１３では、ステップＳ６１２において照射療法を終了させた後、ユーザのログアウト情報を受信する。
なお、上記ステップにおいて、安全インターロックの判定を行うことにより安全問題があると決定した後、安全インターロックをトリガする要素に基づいて、安全インターロック機構がトリガされる提示を先にポップアップしてもよく、ユーザは、提示に基づいて、照射療法を開始又は継続することができるか否かを決定し、いくつかの動作データが所定範囲を超える幅が大きくない場合、医師などが経験に基づいて、動作データが依然として安全範囲にあると判定すると、照射療法を開始又は継続することができる。
本発明の実施例に係る技術手段によれば、複数の安全インターロック要素で構成された安全インターロック機構により、照射療法を開始する前に、又は照射療法中に安全問題があるか否かを監視することにより、放射線療法システムの安全性を向上させる。
上記全ての好ましい技術手段は、任意の組み合わせで本発明の好ましい実施例を形成することができ、ここで重複して説明しない。
上記装置における各モジュールの機能及び作用の実現過程は、具体的には、上記方法における対応するステップの実現過程を参照し、ここで説明を省略する。
図７は、本発明の一実施例に係る放射線療法システムの安全インターロック制御システム７００のブロック図である。
図７に示すように、安全インターロック制御システム７００は、処理アセンブリ７１０を含み、１つ又は複数のプロセッサと、アプリケーションプログラムなどの処理アセンブリ７１０により実行できる指令を記憶するメモリ７２０で代表するメモリリソースとをさらに含む。メモリ７２０に記憶されたアプリケーションプログラムは、それぞれ１組の指令に対応する１つ以上のモジュールを含んでもよい。また、処理アセンブリ７１０は、指令を実行して、上記放射線療法システムの安全インターロック制御方法を実行するように構成される。
安全インターロック制御システム７００は、安全インターロック制御システム７００の電源管理を実行するように構成される電源アセンブリと、安全インターロック制御システム７００をネットワークに接続するように構成される有線又は無線ネットワークインタフェースと、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースとをさらに含んでもよい。安全インターロック制御システム７００は、Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、Ｍａｃ ＯＳ Ｘ（登録商標）、Ｕｎｉｘ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、ＦｒｅｅＢＳＤ（登録商標）などのメモリ７２０に記憶された操作システムに基づいて操作され得る。
非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、記憶媒体における指令が上記安全インターロック制御システム７００のプロセッサにより実行される場合、上記安全インターロック制御システム７００は、上記いずれか一項に記載の放射線療法システムの安全インターロック制御方法を実行することができる。
当業者であれば、本明細書に開示されている実施例に記載された各例のユニット及びアルゴリズムステップを組み合わせて、電子ハードウェア、又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせで実現することができることを認識することができる。これらの機能が最終的にハードウェアの形態で実行されるか、又はソフトウェアの形態で実行されるかは、技術手段の特定の応用及び設計上の制約条件により決定される。当業者であれば、各特定の応用に異なる方法を使用することで、説明された機能を実現することができるが、このような実現は、本発明の範囲を超えるとみなすべきではない。
当業者であれば、説明の便宜上、簡潔にするために、上述したシステム、装置、及びユニットの具体的な動作過程については、前述した方法の実施例における対応する過程を参照することが可能であり、ここでは説明を省略する。
本願に係るいくつかの実施例において、開示されたシステム、装置及び方法は、他の方式で実現されてもよいことを理解されたい。例えば、以上に説明した装置の実施例は模式的なものに過ぎず、例えば、前記各ユニットの分割は、論理的な機能分割のみであり、実際に実現される場合には他の分割方式があってもよく、例えば、複数のユニット又はアセンブリが別のシステムに組み込まれていてもよいし、一部の特徴が無視されてもよいし、実行されなくてもよい。また、表示又は議論の相互間の結合又は直接的な結合又は通信接続は、何らかのインタフェースを介して、装置又はユニットの間接的な結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械的又は他の形態であってもよい。
前記分離部材として説明したユニットは、物理的に分離されていなくてもよく、ユニットとして表示される部材は、物理ユニットであってもよいし、物理ユニットでなくてもよいし、一つの場所にあってもよく、あるいは複数のネットワークユニット上に分布していてもよい。実際の必要に応じてそのうちの一部又は全部のユニットを選択して本実施例の解決手段の目的を達成することができる。
また、本発明の各実施例における各機能ユニットが１つの処理ユニットに集積されてもよく、各ユニットが単独で物理的に存在してもよく、２つ又は２つ以上のユニットが１つのユニットに集積されてもよい。
前記機能はソフトウェア機能ユニットの形式で実現され、独立した製品として販売されるか、又は使用される場合に、１つのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されてもよい。このような理解に基づいて、本発明の技術手段は、本質的に、又は従来技術に寄与する部分、又は該技術手段の一部がソフトウェア製品の形態で実現されてもよく、該コンピュータソフトウェア製品が、コンピュータ装置（パーソナルコンピュータ、サーバ又はネットワーク装置などであってもよい）に本発明の各実施例に記載の方法の全て又は一部のステップを実行させるいくつかの指令を含む記憶媒体に記憶されている。前述の記憶媒体は、ＵＳＢフラッシュメモリ、リムーバブルハードディスク、読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、磁気ディスク又は光ディスクなどのプログラムチェックコードを記憶可能な様々な媒体を含む。
なお、本発明における各技術的特徴の組み合わせ方式は、本発明の特許請求の範囲に記載の組み合わせ方式又は具体的な実施例に記載の組み合わせ方式に限定されず、本発明に記載の全ての技術的特徴は、相互に矛盾しない限り、いかなる方式で自由に組み合わせるか又は結合することができる。
なお、以上に列挙されたものは、本発明の具体的な実施例に過ぎず、明らかに、本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、それに伴って行われた類似の変化を有する。当業者が本発明の開示された内容から直接的に導出するか又は連想する全ての変形は、いずれも本発明の保護範囲に属するべきである。
なお、本発明の実施例に言及された第１、第２などの限定語は、本発明の実施例の技術手段をより明確に説明するために用いられるだけであり、本発明の保護範囲を限定するものではない。
以上は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われるいかなる修正、等価な置き換え、改善などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (14)

  1. 放射線療法システムであって、
    第１の照射室と、
    荷電粒子ビーム生成装置及び第１の中性子ビーム生成部を含み、前記荷電粒子ビーム生成装置が生成した荷電粒子ビームが前記第１の中性子ビーム生成部と作用して治療用中性子ビームを生成して前記第１の照射室内に照射するビーム生成装置であって、前記荷電粒子ビーム生成装置は、荷電粒子ビーム生成部と、ビーム方向切替アセンブリを含むビーム輸送部とを含む、ビーム生成装置と、
    前記荷電粒子ビームを生成するように前記荷電粒子ビーム生成装置を制御し、前記荷電粒子ビーム生成装置の動作データを受信するビーム制御モジュールと、
    前記ビーム制御モジュールにより、前記荷電粒子ビームを生成するように前記荷電粒子ビーム生成装置を制御するシステム制御モジュールであって、前記荷電粒子ビーム生成装置の動作データを含む前記放射線療法システムの動作データを受信するシステム制御モジュールとを含み、
    前記ビーム制御モジュールは、受信した前記荷電粒子ビーム生成装置の動作データに基づいて、安全問題があるか否かを判定し、或いは前記システム制御モジュールは、受信した前記放射線療法システムの動作データに基づいて、安全問題があるか否かを判定し、
    前記ビーム生成装置が前記中性子ビームを前記第１の照射室に照射し、前記ビーム制御モジュール又は前記システム制御モジュールが前記第１の照射室への照射に安全問題があると決定する場合、前記ビーム制御モジュールは、或いは前記システム制御モジュールは前記ビーム制御モジュールにより、前記中性子ビームを前記第１の照射室から切り離すように前記ビーム方向切替アセンブリを制御することができることを特徴とする、放射線療法システム。
  2. 前記荷電粒子ビーム生成部は、前記荷電粒子ビームを生成し、前記ビーム方向切替アセンブリにより、選択的に前記第１の中性子ビーム生成部と作用して治療用中性子ビームを生成して前記第１の照射室内に照射することを特徴とする、請求項１に記載の放射線療法システム。
  3. 前記荷電粒子ビーム生成装置の動作データは、前記荷電粒子ビーム生成部の動作データ又は前記ビーム輸送部の動作データを含み、前記ビーム輸送部の動作データは、前記ビーム方向切替アセンブリの動作データを含むことを特徴とする、請求項２に記載の放射線療法システム。
  4. 前記荷電粒子ビーム生成部は、イオン源、加速器及び加速器補助装置を含み、前記荷電粒子ビーム生成部の動作データは、前記イオン源の動作データ、又は前記加速器の動作データ、又は前記加速器補助装置の動作データ、又は前記イオン源、前記加速器及び前記加速器補助装置の全ての故障信号データを含むことを特徴とする、請求項２に記載の放射線療法システム。
  5. 前記放射線療法システムは、前記荷電粒子ビーム生成部を収容する荷電粒子ビーム生成室と、前記ビーム方向切替アセンブリを収容するビーム輸送室と、前記荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアと、前記ビーム輸送室の遮蔽ドアとをさらに含み、前記放射線療法システムの動作データは、前記荷電粒子ビーム生成室の遮蔽ドアの動作データ又は前記ビーム輸送室の遮蔽ドアの動作データをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の放射線療法システム。
  6. 前記荷電粒子ビーム生成装置は、荷電粒子ビーム監視アセンブリを含み、前記荷電粒子ビーム生成装置の動作データは、前記荷電粒子ビーム監視アセンブリの動作データを含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線療法システム。
  7. 前記ビーム生成装置は、中性子ビーム監視アセンブリをさらに含み、前記放射線療法システムの動作データは、前記中性子ビーム監視アセンブリの動作データ又は前記第１の中性子ビーム生成部の動作データをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線療法システム。
  8. 前記放射線療法システムは、前記第１の照射室の遮蔽ドアと、前記第１の照射室に設置された放射線監視アセンブリとを含み、前記放射線療法システムの動作データは、前記第１の照射室の遮蔽ドアの動作データ又は前記放射線監視アセンブリの動作データをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線療法システム。
  9. 前記放射線療法システムは、患者状態監視アセンブリ又は活動監視アセンブリをさらに含み、前記放射線療法システムの動作データは、前記患者状態監視アセンブリの動作データ又は前記活動監視アセンブリの動作データをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線療法システム。
  10. 前記放射線療法システムは、治療計画モジュールをさらに含み、前記放射線療法システムの動作データは、前記システム制御モジュールが前記治療計画モジュールから呼び出した治療計画データをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線療法システム。
  11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の放射線療法システムの安全インターロック制御方法であって、
    前記ビーム生成装置が治療用中性子ビームを生成して前記第１の照射室内への照射を開始する前に、前記ビーム制御モジュールが、受信した前記荷電粒子ビーム生成装置の動作データに基づいて、或いは前記システム制御モジュールが、受信した前記放射線療法システムの動作データに基づいて、開始直前の前記第１の照射室への照射に安全問題があると決定する場合、前記ビーム制御モジュールは、或いは前記システム制御モジュールは前記ビーム制御モジュールにより、前記荷電粒子ビームの生成を禁止するように前記荷電粒子ビーム生成装置を制御するステップ、又は
    前記ビーム生成装置が治療用中性子ビームを生成して前記第１の照射室内に照射する時、前記ビーム制御モジュールが、受信した前記荷電粒子ビーム生成装置の動作データに基づいて、或いは前記システム制御モジュールが、受信した前記放射線療法システムの動作データに基づいて、前記第１の照射室への照射に安全問題があると決定する場合、前記ビーム制御モジュールは、或いは前記システム制御モジュールは前記ビーム制御モジュールにより、前記荷電粒子ビームの生成を停止するように前記荷電粒子ビーム生成装置を制御するか、又は前記第１の中性子ビーム生成部との作用を停止するように前記荷電粒子ビーム生成装置が生成した前記荷電粒子ビームを制御するステップを含むことを特徴とする、安全インターロック制御方法。
  12. 前記荷電粒子ビーム生成装置は、荷電粒子ビーム生成部と、ビーム方向切替アセンブリを含むビーム輸送部とを含み、前記荷電粒子ビーム生成部は、前記荷電粒子ビームを生成し、前記ビーム方向切替アセンブリにより、選択的に前記第１の中性子ビーム生成部と作用して治療用中性子ビームを生成して前記第１の照射室内に照射し、前記ビーム制御モジュールが、或いは前記システム制御モジュールが前記ビーム制御モジュールにより、前記第１の中性子ビーム生成部との作用を停止するように前記荷電粒子ビーム生成装置が生成した前記荷電粒子ビームを制御するステップは、前記ビーム制御モジュールが、或いは前記システム制御モジュールが前記ビーム制御モジュールにより、前記中性子ビームを前記第１の照射室から切り離すように前記ビーム方向切替アセンブリを制御するステップを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の安全インターロック制御方法。
  13. 前記放射線療法システムは、第２の照射室をさらに含み、前記ビーム制御モジュールが、又は前記システム制御モジュールが前記ビーム制御モジュールにより、前記中性子ビームを前記第１の照射室から切り離すように前記ビーム方向切替アセンブリを制御するステップの前に、
    前記ビーム制御モジュール又は前記システム制御モジュールが、受信した前記放射線療法システムの動作データに基づいて、前記第２の照射室に安全問題がないと決定するステップとをさらに含み、
    前記ビーム制御モジュールが、或いは前記システム制御モジュールが前記ビーム制御モジュールにより、前記中性子ビームを前記第１の照射室から切り離すように前記ビーム方向切替アセンブリを制御するステップは、
    前記ビーム制御モジュールが、或いは前記システム制御モジュールが前記ビーム制御モジュールにより、前記中性子ビームを前記第１の照射室から前記第２の照射室に切り替えるように前記ビーム方向切替アセンブリを制御するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の安全インターロック制御方法。
  14. 前記放射線療法システムは、ビーム収集装置をさらに含み、前記ビーム制御モジュールが、或いは前記システム制御モジュールが前記ビーム制御モジュールにより、前記中性子ビームを前記第１の照射室から切り離すように前記ビーム方向切替アセンブリを制御するステップは、
    前記ビーム制御モジュールが、或いは前記システム制御モジュールが前記ビーム制御モジュールにより、前記中性子ビームを前記第１の照射室から前記ビーム収集装置に切り替えるように前記ビーム方向切替アセンブリを制御するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の安全インターロック制御方法。
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