JPH03118082A - 放射線治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、放射線を発生する装置に関し、特にその発生
放射線が、予め設定された条件に従って出力され、装置
周辺の漏洩放射線量が規定値内に入っているかどうか判
定・し、装置の運転継続の可否を求める安全機構を備え
た放射線治療装置に関する。

（従来の技術） 放射線治療装置の一例として、線形電子加速装置の構成
を第２図を参照して説明する。

第２図において、電子銃１から発生された電子ビームは
加速管２により加速され、該加速された電子ビームは偏
向系３により偏向される（なお、偏向系３は、加速装置
の種類によっては設けられていない場合もある。）。そ
して、電子ビームは放射線発生機構４入り、ここで電子
ビームにより放射線５を発生する。

なお、６は放射線の出力をモニタするための検出器、７
は検出された放射線強度に比例する電気信号を出力する
増幅器、８は放射線出力強度の表示部、９は発生した放
射線量を計測する為の積算回路、１０は積算回路の表示
部、１１は放射線の出力強度を設定するための出力設定
機構、１２は出力安定化回路、１３はパルス発器、１４
は高電圧パルス変調器、１５　ａ、１５　ｂは各パルス
トランジスタで、１６は大電力マイクロ波発生部である
。

さらに、第３図を参照して発生放射線の停止機構の例に
ついて説明する。すなわち、第３図において、１７は照
射すべき積算量を設定する積算放射線設定機構であり、
１８は積算回路９の出力値が積算放射線設定機構１７で
指定された値に達つしているかどうかを判定する比較器
である。

ここで、第３図の例では、積算回路９の出力値が、積算
放射線設定器１７の指定した値未満であるときに、比較
器１８は論理回路の“１“を出力し、積算回路９の出力
値が積算線量設定機構１７の指定値以上になると“０″
を出力するものとなっている。

また、１９は放射線の発生する継続時間の最大値を設定
する時間設定機構であり、２０は放射線発生と同時に時
間を計測するタイマ機構であり、２１は放射線発生の時
間の表示部である。２２は前記比較器１８と同様の比較
器であるが、タイマ機構２０の出力が時間設定機構１９
により指定された値未満のとき“１“出力となり、タイ
マ機構２０は出力値が時間設定機構１９の指定値以上に
なると“０″出力となる。

２３は装置の各種動作状態を監視するインクロック検出
機構であり、装置の動作、状態が正常の時“１″出力と
なり、異常が検出されると“０゜出力となる。

２４は放射線発生の０Ｎ１０ＦＦを行うスイッチ機構で
ある。ここで、放射線発生ＯＮで“１″出力となる前述
のスイッチ機構２４により放射線発生が装置に指示され
ると、タイマ機構２０は時間計測を開始する。

２５は放射線発生のシーケンス部であり、ここではＡＮ
Ｄ回路として示しである。すなわち、装置に異常がなく
インタロック検出機構２３の出力は“１”であり、また
、比較器１８及び比較器２２の出力が共に“１″の時ス
イッチ機構２４により、放射線発生をＯＮにすると、シ
ーケンス部２５の出力は“１“となり、比較器１８又は
比較器２２あるいはインクロック検出機構２３のいずれ
かの出力が“０°になると同時にシーケンス部２５の出
力は“０”となるものである。

２６は線形電子加速装置の放射線発生を０Ｎ１０ＦＦ制
御する制御部である。２７はリセット機構であり、これ
は、他の部分との関連を図示していないが、放射線発生
を行う前に前回の放射線発生により、表示部１０．２１
の表示を初期値にリセットと、且つ積算回路９１表示部
２１に前回の放射線発生による値がホールドされていれ
ば、これもリセットするものである。

２８はリヤ１８２機構であり、これは装置が異常動作を
した時、インタロック作動し、その状態を保持する為異
常箇所を調べ、正常動作に戻った時、インタロック検出
機構２３の回路をリセットするものである。

次に、上記の構成の動作について説明する。第２図の例
では、線形電子加速装置を示しているが、出力設定機構
１１で設定された放射線出力が得られるように、出力安
定化回路１２の出力によりパルストリガ発生器１３によ
りパルスが発生する。

また、出力安定化回路１２は、放射線出力を安定化し、
この場合、パルス繰返し周波数を制御することにより安
定化が達成できるものとする。このパルストリガにより
高電圧パルス変調器１４が動作し、高電圧パルスが発生
すると、パルストランジスタ１５ａ、１５ｂの各々によ
り所定の電圧に昇圧されて電子銃１、およびマイクロ波
発生器１６に印加され、電子ビームが発生する同時に、
大電力のマイクロ波が発生する。

そして、加速管２で、電子ビームがマイクロ波により加
速され、加速された電子ビームは、偏向系がある場合は
偏向系３により偏向されて、放射線発生機構４に入射す
る。ここから放射線５が発生する。この放射線５が検出
器６により検出されるとその検出信号は増幅器７で増幅
され、表示部８において放射線の出力強度を表示し、出
力安定化回路１２の入力となり、出力設定機構１１で設
定された出力に安定化される帰還回路を形成する。

一方、増幅器７の出力は積算回路９の入力となり発生し
た放射線のｆａＷ−値を演算し、表示部１０にこの値を
表示している。

ところで、線形電子加速装置の放射線発生を停止させる
機能を示したのが第３図である。線形電子加速装置には
通常、積算放射線量を設定する機構あるいは発生継続時
間を設定する機構のいずれか或いは双方が装備されてお
り、または、それに準する機能が装備されている。積算
放射線量設定機構で設定した放射線量に達し、あるいは
放射線発生時間を設定して、この時間に達した時、又は
、装置に異常が発生し、インクロック検出機構２３が異
常を検出した時、放射線の発生を停止する機能を説明し
ているのが第２図である。

また、比較器１８では積算放射線設定機構１７で設定さ
れた値以上に積算回路９の出力値が達すると“０”出力
を発生する論理回路となっている。

また、同様に比較器２２では、放射線発生時間設定機構
１９により設定された値以上に、タイマ機構２０による
放射線発生時間の値が達すると“０”出力を発生する論
理回路となっている。

表示部２１では、タイマ機構２０による計測時間を表示
している。また、インタロック検出機構２３は、装置が
正常動作時には“１″出力を、異常を検出した時“０″
出力を発生する論理回路となってる。

放射線発生のスイッチをＯＮの前に、リセット１機構２
７で積算回路９、タイマ機構２０及び表示部１０．２１
を初期値にリセットすると、比較器１８．２１の出力は
“１′となる。

この場合、装置に異常がなければ、インタロック検出機
構２３は“１″出力で、異常検出後、正常に戻った時に
は、リセット２機構２８によりリセットすることでイン
クロック検出機構２３は“１″出力となる。この状態で
ＡＮＤ回路よりなるシーケンス部２５は、スイッチ機構
、２４のスイッチをＯＮにすれば、放射線は発生し得る
。

以上のようにして、放射線がスイッチ機構２４により発
生できる。次に、放射線の停止は、スイッチ気孔２４を
ＯＦＦにすること、と共に比較器１８．２２のいずれか
が“０゛出力になることにより達成できる。

すなわち、予定された積算放射線量に発生放射の積算値
が達するか、予定された放射線発生継続時間に、放射線
を発生している時間が達するかにより放射線は停止され
るのである。

当然のことながら、放射線発生中に装置に異常を検出し
た時は、予定の積算放射線量又は放射線発生時間継続時
間に達する前にインクロック検出機構２３の“０“出力
により放射線は停止される。

（発明が解決しようとする課題） 従来のこの種の装置では、装置の動作条件が正常動作の
許容範囲内ではあるが、加速管内を加速される電子ビー
ムの軌導が変化し、不要な漏洩放射線が増加しても検出
できず、予定された積算放射線量又は時間に達しなけれ
ば装置の運転は停止されない。

このため特に治療装置として使用する場合には、患者及
び室外の操作者等に、漏洩放射線による不要な放射線を
浴せてしまう可能性がある等の欠点を有していた。

そこで本発明は、上記の様な従来のものの欠点を除去す
るためになされたもので、不要の漏洩放射線の発生を防
止すると共に、装置の損傷を防ぐことを可能とした放射
線治療装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、放射線を 発生手段と、この放射線発生手段により発生された本来
の放射線を検出する第１の検出手段と、電子ビームの軌
導周辺から発生する漏洩放射線を検出する第２の検出手
段と、これら第１．第２の検出手段の出力比を計算する
比率計算手段と、この比率計算手段により計算された比
率と予定の規定値とを比較し該比率が前記規定値より超
えたときにインクロック信号を出力して前記放射線発生
手段からの放射線の発生を停止する比較手段とを備えた
ことを特徴とする。

（作用） 上記の如く構成された本発明の放射線治療装置によれば
、漏洩放射線発生器を取付け、装置の本来の放射線出力
の検出器からの検出信号と、漏洩放射線検出器からの検
出信号との比較を行ない装置を運転することにより得ら
れる本来の放射線出力強度と漏洩放射線量の比が許容値
を超えて変化した場合には、瞬時に放射線の発生を停止
することにより、不要の漏洩放射線の発生を防止すると
共に、装置の損傷を防ぐことができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例装置を示すブロック図である
。第１図において、２９は装置の電子ビーム軌導周辺に
発生する漏洩放射線強度に比例放射線の出力をモニタす
る検出器、３１は検出された漏洩放射線強度に比例する
電気信号の増幅器、３２は漏洩放射線出力強度の表示部
である。

３３は装置の放射線出力をモニタしている増幅器７の信
号と漏洩放射線出力をモニタしている増幅器３１の信号
を入力し、２つの信号の比率を計算する比率計算機構で
在る。

３４は計算された比率と、予め設定された許容値とを比
較し、比率計算機構３３の人力値が大きい場合には“０
″出力（この“０゛出力は保持される）を、又、入力値
が越えない場合には“１゛出力をＡＮＤ回路に出力する
比較回路である。また、比較回路３４には、リセット機
構２８の信号が入力されており、リセット信号が出力さ
れた時、比較回路３４の出力は保持されていた“０゛出
力がリセットされて“１”となる。

次に上記の如く構成された本実施例装置の動作について
説明する。すなわち、第１図において、放射線５の出力
強度は、出力設定機構１１で定められた値に安定化され
て、運転されており、漏洩放射線２９も、許容値内の出
力強度になっている。

しかし、万−何らかの原因で放射線５の出力強度に対す
る漏洩放射線２つの強度の比が許容値を越えた時本実施
例装置は、即座に放射線の発生を停止することができる
。すなわち、検出器３０は、漏洩放射線２９を常時モニ
タし、その検出信号を増幅器３１に入力し、漏洩放射線
２つに比例した信号が比率計算機構３３に入力されると
共に、その強度は表示部２２で表示される。

そして、比率計算機構３３は、装置の出力放射線５に比
例した信号が増幅器７から出力され、その信号も入力し
ている。ここで、増幅器７からの入力信号をＸ、増幅器
３１からの入力信号をＹとすると、比率計算機構３３は
Ｙ／ＸＸ１００（％）を計算し、例えば１００％がＩＯ
Ｖ、１０％が１ｖ１１％が０．１ｖになる様に比率を電
圧に変換して出力する。この信号は、比較回路３４に入
力される。この入力電圧をｖｌとする。

また、比較回路３４では、入力された電圧■１と予め許
容値として設定されている電圧（Ｖ２とする）を比較す
る。即ち、（Ｖ２−Ｖｌ）≧０の時には“ビを、（Ｖ２
−Ｖｌ）＜Ｏの時は“０“を出力する。例えばＶ２−０
．ＩＶとすると、ｖｌがｏ、ｉｖ、即ち１％を越えた時
に“０”を出力する。この“０″出力により、ＡＮＤ回
路２５の出力は“０゛となり、比較器１８．２２が“０
“を出力しなくても放射線の出力は停止することができ
る。

さらに、比較回路３４は１度’、（Ｖ２−Ｖｌ）＜０に
なると“０″を出力し、放射線の出力が停止されても、
その出力を保持し、リセ・ソト２機構２８のリセット信
号により“０゛出力が解除され、本来の（Ｖ２−Ｖｌ）
の値に基づいた信号を出力する。

ここで、初期状態を考えると、放射線出力５も漏洩放射
線２９も出力されていな０ため、比率計算回路３３の入
力Ｘ、Ｙ共に“０“である為、Ｙ／Ｘｘ１００　（％）
の計算が困難になる。そこで、比率計算回路３３にＸ≦
αの時には、例え（Ｉｖ２／２の電圧を出力する様な機
構を持たすことで、放射線５の出力がない場合にも比率
計算機構３３のは、Ｖｌ−Ｖ２／２となり、比較回路３
４の（Ｖ２−Ｖｌ）の値は正の値となり“１″を出力す
ることができ、上述した様な方で照射を開始することが
できる。

ここで、αは規定値で例えば、通常の放射線５の出力の
１０％程度の値にしておく。このよう１こすれば、放射
線発生までの初期においても不都合を生じないようにし
ている。

これにより、初期状態では比較器１８．２２及びインク
ロック機構２３の出力は“１″で比較回路３４は、放射
線５の出力がない為、Ｘ≦αの条件となり、Ｖｌ−Ｖ２
／２が入力される為、（Ｖ２−Ｖｌ）−Ｖ２−　（Ｖ２
／２）　≧０となり“１“を出力する。この時、スイッ
チ機構２４をＯＮにすることで、ＡＮＤ回路２５のは全
て“１となり制御器２６に“１“を出力し、放射線が発
生する。放射線５が発生して規定値（Ｘ＞α）以上にな
ると比率計算機構３３はＹ／ＸＸ１００を計算し、その
値に対応した電圧値を出力する。装置が正常に動作して
いる時、すなわち、電子ビームの軌導が正常であれば加
速管２や、偏向系３等から出る漏洩放射線は少なく比較
回路３４の出力は′１＃となっている。

仮に、出力設定機構１１の設定を変化させても漏洩放射
線も比例して変化するため、比較計算機構３３のＹ／Ｘ
Ｘ１００の値は変化しないので、比較回路３４の出力は
１１°のままである。この時、装置に異常があり電子ビ
ームの軌導がずれたとすると、放射線５の出力は低下す
る。すると比率計算機構３３のＹ／ＸＸ１００の値は増
加し、その出力Ｖ１が大きくなり、Ｖ２−Ｖｌ＜０以上
になると比較回路３４の出力は０２となり放射線出力は
停止する。

この場合、当然に、放射！１５の出力が低下すると、出
力安定化回路１２の動作により、パルストリガ発生器１
３の出力パルスの繰返し周波数を高くして、放射線５の
出ノ〕強度が、出力設定機構１１で設定された値になる
。この時、比率計算機構３３の人力Ｘは、正常動作中の
値になるが、漏洩放射線２９の値は繰返し周波数が高く
なった分だけ大きくなり、結果的にはＶ２−Ｖｌ＜０の
条件になり、放射線の出力は停止することになる。

以上のように本実施例によれば、装置本体の放射線出力
に対する漏洩放射線の比率を計測し、その値が許容値以
上になった時、即座に放射線の出力を行なうことができ
、不要の過大な漏洩放射線を照射することなく、患者又
は操作者に対し、安全かつ装置の損傷を防ぐことができ
る。

尚、本発明は上記の実施例に限定されることなく、例え
ば、漏洩放射線を検出する検出器を複数個配置して検出
するように構成してもよく、また、上記の例では、比率
が過大になった例を示したが、比率コ１算を行なわず、
常に一定値を越えた時放射線を停止する等、本来の目的
の内容を変えないで種々変更できることはもちろんのこ
とである。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、漏洩放射線用検出器を電子ビー
ムの軒道周辺に取りつけ、装置本来の放射線出力と漏洩
放射線出力の比率を計算し、その比率が規定値以上にな
ったとき、インタロック信号を出力し、装置の放射線の
出力を停止させるようにしたことにより、不要な放射線
を患者又は操作者に与えることなく、安全で且つ装置の
損傷を未然に防止することができる放射線治療装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる放射線治療装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は線形電子加速装置を示すブロッ
ク図、第３図は従来例にかかる発生放射線停止機構を示
すブロック図である。 ６・・・検出器、７・・・増幅器、１１・・・出力設定
機構、１２・・・出力安定化回路、２４・・・スイッチ
機構、２５・・・シーケンス部（ＡＮＤ回路）、２６・
・・制御部、３０・・・検出器、３１・・・増幅器、３
３・・・比率計算機構、３４・・・比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線発生手段と、この放射線発生手段により発生され
   た本来の放射線を検出する第１の検出手段と、電子ビー
   ムの軌導周辺から発生する漏洩放射線を検出する第２の
   検出手段と、これら第１、第２の検出手段の出力比を計
   算する比率計算手段と、この比率計算手段により計算さ
   れた比率と予定の規定値とを比較し該比率が前記規定値
   より超えたときにインタロック信号を出力して前記放射
   線発生手段からの放射線の発生を停止する比較手段とを
   備えたことを特徴とする放射線治療装置。