JPH05154209A - 放射線治療装置 - Google Patents

放射線治療装置

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JPH05154209A
JPH05154209A JP32193591A JP32193591A JPH05154209A JP H05154209 A JPH05154209 A JP H05154209A JP 32193591 A JP32193591 A JP 32193591A JP 32193591 A JP32193591 A JP 32193591A JP H05154209 A JPH05154209 A JP H05154209A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス放射線治療装置における出力線量率自
動制御回路の応答性,制御性の向上を図るとともに、安
全性の向上をも図る。 【構成】 トリガ信号に基づいて照射されるパルス放射
線の検出電流をパルス毎に積分する積分形プリアンプ3
と、この積分形プリアンプ3の出力パルスをホールドす
るホールド回路6と、このホールド回路6をトリガ信号
に基づいて駆動制御するタイミングコントローラ8とを
備えた。又、ホールド回路6のホールド値が規定値以内
に入っているか否かを判断するコンパレータ14,15
と、ホールド値が規定値以内にないときに放射線の照射
を停止させるインターロック回路とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、放射線治療装置、特
に医療用ライナックにおける放射線出力をパルス単位で
高速積分してモニタすると共に装置をインターロックす
ることができる放射線治療装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は例えば特開昭56−83362号
公報に示された従来の放射線治療装置の出力モニタ系を
示す構成図であり、図において1は放射線治療装置本
体、2はこの放射線治療装置本体1の照射部に設けら
れ、放射線出力をモニタするための放射線出力モニタ用
電離箱チェンバ、3はこの電離箱チェンバ2と電気的に
接続され、電離箱チェンバ2から出力されたパルス電流
を平滑化された電圧信号に変換する積分形プリアンプ、
4はこの積分形プリアンプ3に接続され、その出力電圧
を増幅すると共に放射線出力線量モニタ信号を出力する
メインアンプ、5は放射線治療装置本体1に接続され、
放射線治療装置本体1からパルス状放射線を発生させる
ために必要な電気パルスを発生するマスタオッシレータ
である。
【0003】次に動作について説明する。マスタオッシ
レータ5はその外部ボリウム5aにより電気パルスのパ
ルス繰返し周波数が制御され、その出力パルスはパルス
状放射線を発生するのに必要な各パルス電源(図示せ
ず)を駆動するためのトリガパルスとなる。このマスタ
オッシレータ5からのトリガパルスは放射線治療装置本
体1に送出され、これによりパルス状放射線が発生され
る。このパルス状放射線は、電離箱チェンバ2を通して
放射線治療装置本体1の照射部から被照射体に照射され
る。電離箱チェンバ2は、大気中での電離作用を利用
し、一定体積中で電離した電離電流量を検出して発生放
射線量を測定する。この電離箱チェンバ2は、図4に示
されるようにマスタオッシレータ5からのトリガパルス
T に同期したパルス電流I0 を出力する。このパルス
電流I0 は積分形プリアンプ3に入力され、積分形プリ
アンプ3は入力されたパルス電流I0 をパルス電圧に変
換する。その際、積分形プリアンプ3はそのフィードバ
ックループにインピーダンスが接続されることによりあ
る時定数が付与され、これによりパルス電流I0 を平滑
化した電圧信号V0 に変換する。この積分形プリアンプ
3の入出力信号の関係は次のようになる。
【0004】 V0ave ≒−R1P(τW /τR ) ・・・(1)
【0005】 V0 ≒(τR /R11 )V0ave ・・・(2) ただし、τW ≪τR ,τR ≪R11であり、τW は電離
電流パルス幅、τR はパルス繰返し周期、IP は電離電
流ピーク値、V0 は積分形プリアンプ(すなわち電流電
圧変換アンプ3の出力電圧、V0aveは積分形プリアンプ
3の出力平均電圧、△V0 は積分形プリアンプ3の出力
リップル電圧のP−P値である。積分形プリアンプ3の
このようにして与えられる出力電圧はメインアンプ4に
入力され、そこで増幅される。メインアンプ4は可変抵
抗器R2 を変化されることにより増幅度を変化させるこ
とができる電圧反転アンプとして作用する。その出力電
圧VA は次のようになる。 VA =−(R3 /R2 )V0 ・・・(3) ただし、R2,R3は図3のメインアンプ4の入力抵抗お
よびフィードバック抵抗である。このメインアンプ4か
らの出力電圧VA は放射線出力線量モニタ信号としてメ
ータに表示されたり、また出力線量自動制御回路のフィ
ードバック信号として用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の放射線治療装置
は以上のように構成されているので、パルス信号をCR
積分回路により直流信号に変化しており、そのため積分
形プリアンプ出力のリップル電圧△V0 を完全に除去す
ることはできず、パルス繰返し周期τR が電離電流パル
ス幅τW と比較して大きくなるとリップル電圧△V0
大きくなり、その結果出力線量メータの振動が大きくな
るとともに出力線量率自動制御回路の制御性を劣化させ
る原因となるという問題点があった。一方、リップル電
圧△V0を小さくするため時定数C11を大きくする
と、上記と同様に出力線量メータの振動も大きくなり、
出力線量率自動制御回路の応答性が悪くなるという問題
点もあった。
【0007】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、リップルによる出力線量メータの
振動を排除し、出力線量率自動制御回路の応答性,制御
性の向上を図り、更に異常時には装置をインタロックし
て照射を停止することで安全性の向上をも図ることがで
きる放射線治療装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る放射線治
療装置は、トリガ信号に基づいて治療用パルス放射線を
患者に照射する放射線照射部と、その放射線照射部と患
者の間に設けられ、前記治療用パルス放射線の強度を検
出しパルス状電離電流を出力する電離箱チェンバと、こ
の電離箱チェンバに接続され、前記パルス状電離電流を
パルス積分するプリアンプと、このプリアンプに接続さ
れ、そのパルス積分した出力電流をピークホールドする
ピークホールド回路と、このホールド回路を前記トリガ
信号に基づいて駆動制御するタイミングコントローラと
を備える。また、この発明に係る放射線治療装置は、更
に、前記ホールド回路に接続され、前記ホールド回路の
ホールド値が規定値以内に入っているか否かを判断する
コンパレータと、このコンパレータに接続され、その出
力信号に基づき前記ホールド値が規定値以内に入ってい
ないときに前記放射線の照射を停止させるインターロッ
ク回路とを備える。
【0009】
【作用】この発明におけるパルス状電離電流はプリアン
プとホールド回路により直流化され、リップルが排除さ
れる。またホールド回路の出力側に設けられたコンパレ
ータによりホールド回路の出力のレベルの規定値以内に
入っているか否か判断され、規定値内に入っていない場
合はインタロック回路により放射線の照射が停止され
る。
【0010】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図にもとづいて
説明する。図1において、1乃至3は従来例と同じもの
であり、6は積分形プリアンプ3の出力側に接続され、
その積分出力値をピークホールドするピークホールド回
路、7はこのピークホールド回路6の出力側に接続さ
れ、その出力信号をデイジタル信号に変換するA/D変
換器、8はこのA/D変換器7の出力側に接続されたI
/Oインタフェース、9はこのI/Oインタフェース8
の出力側に接続されたマイクロプロセッサ(以下CPU
と記す)、10,11はこのCPU9のシステムバスに
接続されたそれぞれROM,RAM、12は同様にCP
U9のシステムバスに接続されたE2 −ROM、13は
ピークホールド回路6、A/D変換器7、CPU9、お
よびマスタオシッレータに接続され、マスタオッシレー
タからのトリガパルスを受けてピークホールド回路6お
よびA/D変換器7に動作タイミングパルスを出力する
タイミングコントローラ、14および15はピークホー
ルド回路6の出力側に接続され、ピークホールド出力の
上限レベルおよび下限レベルを検出する上限レベル検出
用アナログコンパレータおよび下限レベル検出用アナロ
グコンパレータ、16はこれらアナログコンパレータ1
4,15に接続され、それらの出力に基づいてこの放射
線治療装置の照射続行および停止を指示するためのイン
タロック回路である。
【0011】次に動作について説明する。図2はこの実
施例の動作を説明するタイムチャートである。図2にお
いて、(a)はパルス状放射線を発生させるためのマス
タオッシレータからのトリガ信号例えばライナックトリ
ガを示し、(b)はこのライナックトリガに同期して放
出される放射線出力の波形を示す。この放射線出力は電
離箱チェンバ2で電流信号として検出され、この検出電
流は積分形プリアンプ3でパルス積分されて、(c)に
示されるようになる。そして、ピークホールド回路6
は、CPU9によって制御されるタイミングコントロー
ラ13により、ライナックトリガと一定のタイミングで
駆動され、プリアンプ3の積分値をホールドする。とこ
ろで積分器による積分波形はその積分時定数で決定され
るが、図2(a)に示したパルスの繰返し時間幅Tに比
べてその積分時定数τ=C11が十分小さいときはパル
スのピーク値が積分形プリアンプ3の積分値とほぼ同じ
になる。したがってこの積分値をピークホールド回路6
によりホールドすることにより各パルスの積分値を次の
パルスが発生するまで一定に保持することができ、パル
ス状信号が直流化されることになる。(d)はこのよう
にピークホールドされ、パルス毎に直流化されたピーク
ホールド出力を示したものである。このピークホールド
出力はA/D変換器7でデイジタル信号に変換される。
(e)はタイミングコントローラ13により指令され、
ライナックトリガに同期してスタートする、A/D変換
器7のA/D変換器スタート信号を示している。(d)
より明らかなようにピークホールド回路6のホールド値
PHは従来例のように積分器の影響によるリップル分を
含まない直流信号となっている。従って放射線出力をパ
ルス毎に制御するためのフィードバック信号として、こ
のホールド値を用いれば、回路定数やパルス繰返し周波
数などの影響を受けない安定制御が実現される。通常、
放射線パルスあたりの線量は運転モードにより一定であ
ることが装置の安定性にとって必要であり、同時に患者
に対して安全性を保証することになる。上限レベル検出
用アナログコンパレータ14および下限レベル検出用ア
ナログコンパレータ15は、夫々ピークホールド回路6
の積分値を上限電圧Vup及び下限電圧VLoと比較し、積
分値がこれら規定電圧内にない場合にはインターロック
回路16に信号を出力する。すなわち、これらコンパレ
ータ14,15は、放射線出力の異常変動をパルス毎に
検出することができ、異常が発生したときは最初の1パ
ルスの信号で直ちに異常検出を行うことができる。そし
て、この信号が入力されたインタロック回路16は直ち
にインタロックを作動させて放射線の照射停止を行うこ
とができる。そして、CPU9にはA/D変換器7から
のデイジタルデータが入力され、そのデータはE2 −R
OM12に記憶される。E2 −ROM12は、通常のデ
ータ記憶に使用されるRAMとは異なり、電源がオフし
てもその記憶データは消えず、同じアドレスに再書込み
がなされるまで半永久的に記憶データを保存する。した
がって、日々の放射線出力のパルスあたりの線量を記憶
保存することにより経年的な出力変化をトレースするこ
とができ、この放射線治療装置の安定度を他の測定器を
用いることなく容易に記録することができる結果、放射
線発生に必要な各部品が破損する以前に異常を検知し、
予防保全を行うことができる。
【0012】なお、上記実施例では、ピークホールド回
路を設け、積分形プリアンプからの積分パルスをピーク
ホールドするように構成したが、サンプルホールド回路
を設け、前記積分パルスをサンプルホールドするように
してもよい。また、E2 −ROMの代りにバッテリバッ
クアップによりRAMを常時動作させるようにしても同
様の効果を奏する。
【0013】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、パルス
放射線の検出電流をパルスあたりに積分した積分パルス
をピークホールドして直流化するホールド回路と、この
ホールド回路を前記トリガ信号に基づいて駆動制御する
タイミングコントローラとを備え、更にこのホールド回
路の出力値が規定値以内に入っているか否かを判別する
コンパレータと、このコンパレータの出力信号に基づ
き、ホールド回路のホールド値が規定値以内に入ってい
ないときに放射線の照射を停止させるインターロック回
路とを備えるようにしたため、出力線量制御の安定動作
を実現できると共に、患者に対する安全性も向上するこ
とができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による放射線治療装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】図1の実施例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。
【図3】従来の放射線治療装置を示す概略構成図であ
る。
【図4】従来装置の動作を説明するタイミングチャート
である。
【符号の説明】
1 放射線治療装置本体 2 電離箱チェンバ 3 積分形プリアンプ 6 ピークホールド回路 13 タイミングコントローラ 14 上限レベル検出用アナログコンパレータ 15 下限レベル検出用アナログコンパレータ 16 インターロック回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トリガ信号に基づいて治療用パルス放射
    線を患者に照射する放射線照射部と、この放射線照射部
    と患者の間に設けられ、前記治療用パルス放射線の強度
    を検出しパルス状電離電流を出力する電離箱チェンバ
    と、この電離箱チェンバに接続され、前記パルス状電離
    電流をパルス積分するプリアンプと、このプリアンプに
    接続され、そのパルス積分した出力電流をピークホール
    ドするピークホールド回路と、このホールド回路を前記
    トリガ信号に基づいて駆動制御するタイミングコントロ
    ーラとを備えたことを特徴とする放射線治療装置。
  2. 【請求項2】 トリガ信号に基づいて治療用パルス放射
    線を患者に照射する放射線照射部と、この放射線照射部
    と患者の間に設けられ、前記治療用パルス放射線の強度
    を検出しパルス状電離電流を出力する電離箱チェンバ
    と、この電離箱チェンバに接続され、前記パルス状電離
    電流をパルス積分するプリアンプと、このプリアンプに
    接続され、そのパルス積分した出力電流をピークホール
    ドするピークホールド回路と、このホールド回路を前記
    トリガ信号に基づいて駆動制御するタイミングコントロ
    ーラと、前記ホールド回路に接続され、前記ホールド回
    路のホールド値が規定値以内に入っているか否かを判断
    するコンパレータと、このコンパレータに接続され、そ
    の出力信号に基づき前記ホールド値が規定値以内に入っ
    ていないときに前記放射線の照射を停止させるインター
    ロック回路とを備えたことを特徴とする放射線治療装
    置。
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