JPH048372A - 放射線発生装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、医療用ライナックなどの放射線発生装置に
関するものである。

特に、放射線発生装置の放射線出力モニタに関するもの
である。

［従来の技術］ 従来例の構成を第３図を参照しながら説明する。

第３図は、例えば特開昭５５−１３３８００号公報に示
された従来の放射線発生装置を示すブロック図である。

第３図において、従来の放射線発生装置は、パルストリ
ガ発生器（１）と、このパルストリガ発生器（１）に接
続された高電圧パルス変調器（２）と、この高電圧パル
ス変調器（２）に接続されたパルストランス（３）及び
（４）と、パルストランス（４）に接続された大電力マ
イクロ波発生部（５）と、パルストランス（３）に接続
され、電子ビームを発生する電子銃（６）と、この電子
銃（６）に結合され、電子ビームを加速する加速管（７
）と、この加速管（７）に結合され、電子ビームを偏向
する偏向系（８）と、この偏向系（８）に結合され、電
子ビームにより放射線を発生する放射線発生機構（９）
と、 さらに、放射線の出力をモニタするための検出器（１０
）と、この検出器（１０）に接続され、検出された放射
線強度に比例する電気信号を増幅する増幅器（１１）と
、パルストリガ発生器（１）に接続された出力安定化回
路＜１２３と、この出力安定化回路（１２）に接続され
、放射線の出力強度を設定するための出力設定機構（１
３）と、増幅器（１１）、出力安定化回路（１２）及び
出力設定ｔｌ［（１３）に接続され、出力設定機構（１
３）により定められる計画放射線と増幅器（１１）から
の出力放射線との比を演算する除算器（１４）と、除算
器（１４）の出力の上限値を定める許容上限設定器（１
５）と、除算器（１４）の下限値を定める許容下限設定
器（１６）と、除算器（１４）及び許容下限設定器（１
５）に接続された比較器（１７）と、除算器（１４）及
び許容上限設定器（１６）に接続された比較器（１８）
と、比較器（１７）及び（１８）に接続されたＡＮＤ回
路（１９）と、増幅器（１１）に接続された放射線出力
強度表示部（２０）と、増幅器（１１）に接続され、発
生した放射線量を計測する積算回路（２１）と、この積
算回路（２１）に接続された放射線量表示部（２２）と
、照射すべき放射線の積算量を設定する積算放射線設定
機構（２３）と、積算回路（２１）及び積算放射線設定
機構（２３）に接続され、積算回路（２１）の出力値が
積算放射線設定８１１横（２３）で指定された値に達し
ているかどうかを判定する比較器（２４）と、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（２
５）と、放射線発生の０Ｎ１０ＦＦを行うスイッチ機構
（２６）と、このスイッチ機構（２６）に接続され、放
射線発生と同時に時間を計測するたタイマ機構（２７）
と、このタイマ機構（２７）に接続され、放射線発生の
時閉の時間表示部（２８）と、時間設定機構（２５）及
びタイマ機構（２７）に接続された比較器（２９）と、
比較器（２４）、（２９）及びスイッチ機構（２６）に
接続された放射線発生のシーケンス部であるＡＮＤ回路
（３０）と、ＡＮＤ回路（１９）及び〈３０）に接続さ
れたＡＮＤ回路（３１）と、このＡＮＤ回路（３１）に
接続され、放射線発生の０Ｎ１０ＦＦ制御する制御部（
３２）と、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（２２
）及び（２８）の表示を初期値にリセットしかつ積算回
路（２１）及び表示部（２８）に前回の放射線発生によ
り値がホールドされていればこれも初期値にリセットす
るリセット機構（３３）とから構成されている。

つぎに、上述した従来例の動作の概略を説明する。

パルストリガ発生器（１）により発生したマスタトリ力
は、高電圧パルス変調器（２）で高圧パルスに増幅され
て電子銃（６）と大電力マイクロ波発生部（５）に印加
される。そして、電子銃（６）で発生した電子ビームが
加速管（７）により加速され、偏向系（８）を経て放射
線発生機構（９）で放射線を発生する。

発生した放射線は、検出器（線量モニタ＞＜１０３によ
り検出され、増幅器（１１）で電圧変換された後、積算
回路（２１）やインターロック回路の制御信号として用
いられる。

なお、比較器（２４）は、積算回路（２１）の出力値が
積算放射線設定機構（２３）で指定した値未満である時
に論理回路の“１”を出力し、指定値以上になると“０
”を出力する。比較器（２９）は、タイマ機構（２７）
の出力が時間設定機構（２５）により指定された値未満
の時゛°１”を出力し、指定値以上になると“０パを出
力する。スイッチ機構（２６）は、放射線発生ＯＮで“
１“を出力し、タイマｍ楕（２７）は時間計測を開始す
る。ＡＮＤ回路（３０）は、比較器（２４〉及び（２９
）の出力が共に“１”の時、スイッチ機構（２６）によ
り放射線発生をＯＮにすると“１”を出力し、比較器（
２４）及び（２９）の出力が“０°゛となると同時に０
”を出力する。比較器（１７）は、除算器（１４）の出
力が許容上限設定器（１５）で定められる値よりも小さ
い時“１”を出力し、比較器（１８）は、除算器（１４
）の出力が許容下限設定器（１６）よりも大きい値の時
゛１”を出力する。比較器（１７）及び（１８）は、以
上述べた場合の他は“０”を出力する。ＡＮＤ回路（１
９）は、比較器（１７）及び（１８）の双方が同時に“
１”となる時“１“を出力し、制御部＜３２）のＯＮゲ
ートを開く機能を有する。

つづいて、上述した従来例の動作を第４図、第５図及び
第６図を参照しながら説明する。

第４図は従来の放射線発生装置の動作を示す信号波形図
、第５図は従来の放射線発生装置の増幅器（１１）を示
す回路図、第６図は第５図で示す増幅器（１１）の出力
波形を示す信号波形図である６第４図に示す波形は、発
生した放射線により得られる検出器（１０）からの電離
電流を表し、τすはパルス幅、ｉ　ｐは出力波高値、τ
８はパルスの繰り返し周期である。

増幅器（１１）は、第４図に示すパルス波形を積分し電
圧信号に変換する。

パルス波形の平均値をｉ、１．とすると、１　＊ｖａ＝
１　ｐ　’τｗ／τＲ・・・　０式％式％ 通常の放射線発生装置では、出力中の発生放射線強度を
出力線量率としてリアルタイムモニタする必要があり従
来より第５図に示す増幅器（８Ｉ分回路）を用いてモニ
タを行っている。この積分回路は、積分時定数がＣＲで
、出力の平均電圧（出力線量モニタ信号）ＶＯ−ｖ−は
、 Ｖ　Ｏｍｖａ”　　Ｒ’　１　ｐａｖｅ　　”’　　０
式％式％ ここで、第４図に示すようなパルスを濱が第５図に示す
積分回路に印加された場合の出力信号を過渡的に表すと
、 Ｖｏ　（ｔ　）　＝−Ｒ、’ｒ　ｐ’　Ｃ、ｅ−”−”
”’。

（τ、（ＲＣの時）　・・・　０式 従って、出力波形は第６図に示すように、ＲＣの時定数
で決まるリップルΔ■を有する信号となる。このΔＶは
パルス繰り返しに影響を受け、繰り返し間隔が長くなる
程大きくなることが判っている。

また、はとんど装置は、この出力線量モニタ信号を単に
出力観測用のモニタとしてだけでなく、出力安定化、平
坦化制御、及び安全系インターロック回路の基準信号と
して用いているためリップル分ΔＶが大きくなると制御
回路の不安定動作やインターロック回路誤動作などの原
因となっていた。

し発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来の放射線発生装置では、出力線量モ
ニタ信号にリップルがあったためにパルスの繰り返しに
より制御回路がリップルの影響を受け、ハンチング動作
を生じなり１、メータがハンチングして見づらいなどの
問題点があった。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、出力線量モニタ信号のリップル成分を取り除く
ことができる放射線発生装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る放射線発生装置は、以下に述べるような
手段を備えたものである。

（ｉ）、放射線発生量を検出する検出器。

（ｉｉ　＞　、放射線パルスのパルス積分値ごとに、そ
の前に発生したパルスとの時間間隔に相当した電圧信号
で割算し出力線量モニタ信号として出力する放射線パル
ス処理手段。

［作用］ この発明においては、検出器によって、放射線発生量が
検出される。

また、放射線パルス処理手段によって、放射線パルスの
パルス積分値ごとに、その前に発生したパルスとの時間
間隔に相当した電圧信号で割算され出力線量モニタ信号
として出力される。

［実施例］ この発明の実施例の構成を第１図を参照しながら説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図であり
、パルストリガ発生器（１）、検出器＜１０）　、放射
線出力強度表示部（２０）及び制御部（３２）は上記従
来装置のものと全く同一である。

第１図において、この発明の一実施例は、上述した従来
装置のものと全く同一のものと、パルストリガ発生器（
１）に接続された三角波発生器（３４〉と、パルストリ
ガ（１）及び三角波発生器（３４）に接続されたサンプ
ルホールド回路（３５）と、検出器（１０）に接続され
たパルス増幅器（３６）と、このパルス増幅器（３６）
及びパルストリガ発生器（１）に接続されたパルス積分
回路（３７）と、このパルス積分回路（３７）に接続さ
れた増幅器（３８）と、サンプルホールド回路（３５）
及び増幅器（３８）に接続された割算回路（３９）と、
この割算回路（３９）に接続された電圧周波数変換器〈
４０）と、この電圧周波数変換器（４０）に接続された
分周器（４１）と、この分周器（４１）に接続された積
算カウンタ（４２）とから構成されて−る。

なお、通常は電流計である放射線出力強度表示部（２０
）及び制御部（３２）は割算回路（３９３４こ接続され
ている。

ところで、この発明の放射線パルス処理手段Ｃよ、上述
したこの発明の一実施例では）（ルストリガ発生器（１
）、三角波発生器（３４）〜割算回路（３９）から構成
されている。

つぎに、上述した実施例の動作を第２図を参照しながら
説明する。

第２図（ａ）−（ｇ）は、この発明の一実施例の各部の
信号波形を示すタイミングチャート図である。

第２図（ａ）は、パルス増幅器（３６）の出力であり、
その出力パルスＡが時々変化しているものとする。パル
ス積分回路（３７）は、パルストリガ発生器（１）から
のトリガにより、第２図（ｂ）に示すような、積分とサ
ンプルホールドを行い、第２図（ｄ）に示すように、各
パルスの積分値Ｃ（■１、■２、・・・、）を出力する
。

■、−で１　・　Ｖ　ｐｌ、 ■２−τ１．・Ｖ　ｐ　２　　　　・・・　０式この出
力Ｃは、各パルスの積分値であり、放射線の瞬時出力強
度のみを示しており、平均的な強度を示すためには各パ
ルス間隔時間で割算することが必要である。三角波発生
器（３４）は、第２図（ｆ）に示すように、各トリガの
立ち上がりをスタートとする傾きが一定のランプ波形Ｅ
を発生する。この出力波形は各トリガの立ち上がりで零
リセットされるために、その三角波のピーク値は前のパ
ルスとの間の時間間隔に比例したものとなっている。従
って、実際のパルス間隔τ□、τ８２に比例し、 Ｖ　＋−Ｃ”τ８２、 Ｖ２＝Ｃ秦τ。　　　・・・　０式 となる。なお、Ｃ“は定数である。

三角波発生器（３４）の出力Ｅは、サンプルホールド回
路（３５）によりそのピーク値がホールドされて、第２
図（ｇ＞に示すような直流信号Ｆに変換される。

増幅器（３８）の出力を割算回路（３９）の分子入力へ
、サンプルホールド回路（３５）の出力を割算回路（３
９）の分母入力とすることにより、割算回路（３５）は
次式で示す信号を出力する。

Ｖ　ｔ　ｌ−β　（τ１１１　Ｖｐｌ／■、）−（β／
Ｃ′１）（τｗ　＋　’　Ｖ　Ｐ　ｌ　／τＲ１）Ｖｔ
２−β・（ｒｗｚ’　ＶＰ２／Ｖ２＞（β／Ｃマ）・　
（τ、２・■ｐ２／τ８．）０式 ただし、βは割算回路（３９）のゲインである。

ここで、割算回路（３９）のゲインβをＣ１１−βとな
るようにすると、■式と同等の関係が成立し、リップル
のない放射線出力の平均電圧信号が得られる。パルス繰
り返しの低い動作においても同様の性能が得られる。

この発明の一実施例は、上述したように、放射線発生量
を検出する検出器（１０）と、この検出された信号のパ
ルス波形を積分するパルス積分回路（３７）と、放射線
の発生用マスタトリガと同期して三角波を発生する三角
波発生器（３４）と、マスタトリガによりこの三角波を
サンプルホールドするサンプルホールド回路（３５）と
、このサンプルホールド回路（３５）の出力を分母入力
とし、パルス積分回路（３７）の出力を分子入力とする
割算回路（３９）とを備えているので、出力線量モニタ
信号のリップルの無い平均値出力が得られ、制御回路等
が安定に動作し、放射線治療装置に用いた場合には精度
の高い放射線治療を行うことができるという効果を奏す
る。

なお、上記実施例ではパルス繰り返し開隔時間の検出に
三角波発生器（３４）とサンプルホールド回路（３５）
を用いたが、高分解能のディジタルタイマとＤ／Ａコン
バータを用いても同様の動作を期待できる。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、放射線発生量を検出
する検出器と、放射線パルスのパルス積分値ごとに、そ
の前に発生したパルスとの時間間隔に相当した電圧信号
で割算し出力線量モニタ信号として出力する放射線パル
ス処理手段とを備えたので、出力線量モニタ信号のリッ
プル成分を取り除くことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例の各部の信号波形を示すタイミン
グチャート図、第３図は従来の放射線発生装置を示すブ
ロック図、第４図は従来の放射線発生装置の動作を示す
信号波形図、第５図は従来の放射線発生装置の増幅器を
示す回路図、第６図は第５図で示す増幅器の出力波形を
示す信号波形図である。 図において、 （１）　・・・　パルストリガ発生器、（１０）　　・
・・　検出器、 （２０）　　・・・　放射線出力強度表示部、（３４）
　　・・・　三角波発生器、 （３５）　　・・・　サンプルホールド回路、（３６）
　　・・・　パルス増幅器、 （３７）　　・・・　パルス積分回路、なお、 を示す。 ・・・　増幅器、 割算回路、 ・・・　電圧周波数変換器、 ・・・　分周器、 ・・・　積算カウンタである。 各図中、同一符号は同一、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線発生量を検出する検出器、及び放射線パルスのパ
   ルス積分値ごとに、その前に発生したパルスとの時間間
   隔に相当した電圧信号で割算し出力線量モニタ信号とし
   て出力する放射線パルス処理手段を備えたことを特徴と
   する放射線発生装置。