JPS6121110B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、放射線を発生しながらある点を中
心に回転することができ、かつ放射線の発生はこ
の中心点に対して行なうようにした放射線発生装
置に関し、回転する単位角度あたりの放射線の発
生量を自動制御することのできる放射線発生装置
を提供することを目的とする。

従来のこの種の装置を説明する。第１図、第２
図はこの種の装置の一例を示す。

第１図において、１は固定された回転駆動系を
含む駆動装置であり、回転中心軸７を中心に放射
線発生回転部２を回転させる。３は放射線発生
部、４は放射線の広がりを制限するヘツド部、５
は患部等に照射される放射線、６は患者等を固定
する治療台、７は回転部２の回転中心軸となる仮
想線である。

第２図は第１図の装置の正面図である。回転部
２が回転中心軸７の周囲を回転して、例えば２ａ
の位置に回転すると、この時の放射線発生部３の
位置は３ａの位置となり、５ａのような放射線が
照射される。

第３図は、この種の従来装置で、回転中心に位
置する患部に回転角度当たりに照射される放射線
量を一定に保つための制御方式を示している。

第３図において、１０は角度線量率を外部から
設定入力するための角度線量率設定機構、１１は
放射線出力に対して、回転速度を制御するための
制御回路、１２は回転速度を制御するためのサー
ボ機構、１３は回転部２を回転させるための駆動
モータ、１４は回転速度をモニタするための回転
速度検出器である。

１５は放射線発生回転部２に内蔵された加速装
置を運転するための高電圧パルス発生器、１６は
電子銃、１７は加速管に供給する大電力マイクロ
波を発生する大電力マイクロ波発生器、１８は加
速管、１９は電子ビームを偏向するための偏向系
である。また２０は放射線検出器、２１は放射線
検出器２０の出力を増幅する増幅器、２２は増幅
器２１からの放射線出力信号を安定化する安定化
回路、２３は放射線の出力表示部、２４は角度線
量率設定機構１０の設定出力と増幅器２１の出力
とが入力され、放射線出力信号に応じて回転部２
の回転速度を制御するための演算部である。

次いで動作について説明する。

放射線発生回路２は回転軸７の放射線５が照射
される部分を中心に回転しながら放射線５を発生
する。照射される放射線の量をＤとすると単位時
間当たりの放射線出力はＤ〓である。一方、放射線
発生回転部２の回転角度をθとすると単位時間当
たりの回転角（回転速度）はθ〓である。放射線発
生回転部２がこれに内蔵されている放射線発生部
３で放射線を発生しながら回転すると、単位角度
当たりにはＤ〓／θ〓で表わされる放射線量が照射さ
れる。これを角度線量率と呼ぶことにすると、第
３図の制御システムは角度線量率Ｄ〓／θ〓を一定に
しようとするものである。

第３図でパルス発生器１５、電子銃１６、大電
力マイクロ波発生器１７、加速管１８により、電
子ビームが加速され、放射線発生部３でＸ線、電
子線等の放射線が発生する。この時、装置によつ
ては偏向系１９が必要である場合もある。発生し
た放射線５は検出器２０によつて、放射線出力Ｄ〓
がモニタされる。この信号が増幅器２１で増幅さ
れ、出力表示部２３に表示されると共に安定化回
路２２の入力信号となる。

一方、回転しながら放射線を発生する場合、角
度線量率設定機構１０により、装置に許された仕
様の範囲内でＤ〓／θ〓の値を設定することができ
る。この設定された値に対して、安定化回路２２
は必要なＤ〓の値を一定に保つように制御を行な
い、放射線発生のために必要な機構、即ち、パル
ス発生器１５、電子銃１６、大電力マイクロ波発
生器１７等のいずれかあるいはいくつかに帰還制
御する。

次に角度線量率設定機構１０は、制御回路１１
によりＤ〓／θ〓を定め、モータ１３を回転させる。
その回転速度は回転速度検出器１４により検出さ
れており、サーボ機構１２により回転速度を安定
化している。

ここで、放射線５の出力Ｄ〓が安定化回路２２の
制御の範囲を超えて変化した時増幅器２１の出力
は、演算部２４により設定されているＤ〓／θ〓の値
に対して、回転速度を補正するように演算が行な
われる。即ち、Ｄ〓／θ〓＝Ｄ〓１／θ〓１＝（αＤ〓
／
（αθ〓）となるようにする。ここで、Ｄ〓１、θ〓１
は放射線出力が変化した後の角度線量率を構成す
る値である。従つてＤ〓が変化してＤ〓１になつた割
合αだけ回転速度もα倍しなければならない。演
算部２４でこのαの値を演算して、制御回路１１
において、回転速度をα倍させるための制御を行
なわせるものである。

従来の装置は、以上のような構成によりＤ〓／θ〓
を一定にさせる機能を実現しているので、放射線
出力と、回転速度の双方を安定化する必要があつ
た。又、角度線量率を一定にするため放射線出力
の変化に応じて、回転速度を制御するので、応答
速度が遅いという欠点があつた。

以上のように従来の放射線発生装置は制御系が
複雑で高価になるにもかかわらず、応答速度が遅
く、従つて角度線量率が、常に一定とはならず、
予め定められた角度範囲を回転する間に、計画さ
れたとおりの放射線量が照射されない、等の欠点
を有していた。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、放射線出力と回
転速度の双方の信号から常に、角度線量率をモニ
タし、該角度線量率に応じて放射線出力を安定化
するとともに、回転速度の変化が上記角度線量率
に反映されるように帰還することにより、安価で
単純な制御回路とし、しかも応答速度を速め、放
射線発生回転部に回転ムラが発出しても計画され
たとおりの放射線を照射することのできる放射線
発生装置を提供することを目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図は本発明の一実施例による放射線発生
装置を示し、図において、第３図と同一符号は同
一のものを示す。３０は角度線量率をモニタする
ための演算部で、除算回路により構成される。３
１は角度線量率設定機構の出力を演算部３０の出
力と同じ信号レベルになるように調整するための
増幅器、３２は差動増幅器、３３は放射線出力を
制御するための制御部である。また、３４は回転
部２を回転させるモータ１３を駆動するための駆
動回路、３５は回転速度検出器１４の出力を演算
部３０に入力するための増幅器である。なお、上
記増幅器２１，３１，３２，３５、出力表示部２
３、演算部３０、制御部３３により角度線量率を
計算し、該角度線量率が角度線量率設定機構１０
により外部より設定される設定値と一致するよう
に放射線源を制御する制御回路が構成されてい
る。

次に動作について説明する。

従来の実施例と同様に、放射線の出力の制御は
パルス発生器１５、電子銃１６、大電力マイクロ
波発生器１７のいずれか又はいくつかを制御する
ことにより達成でき、そのための信号が制御部３
３により発生される。

今、検出器２０により検出された放射線出力は
増幅器２１で増幅され、Ｄ〓としてモニタされてい
る。駆動回路３４は角度線率量設定機構１０で設
定された値に対し、適宜回転速度を決定して、モ
ータ１３を駆動し、回転部２を回転させる。この
時の回転速度は回転速度検出器１４で検出され、
増幅器３５で演算部３０に入力するに適性な信号
θ〓が形成される。そして演算部３０により除算を
行ない、Ｄ〓／θ〓を演算する。この値が現在進行し
ている角度線量率となる。角度線量率設定機構１
０に設定されたＤ〓／θ〓の値は増幅器により、基準
となる（Ｄ〓／θ〓）_Nとなり差動増幅器３２により、
（Ｄ〓／θ〓）_Nと現在進行しているＤ〓／θ〓を比較
す
る。この差を制御部３３において、計画された
Ｄ〓／θ〓となるように補正を行ない制御信号を発生
させる。従つて放射線出力、回転速度の双方の変
化が、同時に補正され、放射線出力が制御される
のである。このように放射線出力を制御するよう
にしたのは一般に放射線出力は応答速度が速いの
で、Ｄ〓／θ〓を容易に一定に保つことができるため
である。

なお以上の説明では、駆動回路３４は角度線量
率設定機構１０のみで駆動信号を発生する場合を
示したが、回転速度検出器１４出力を帰還して、
サーボをかけることにより駆動信号を発生するよ
うにしてもよい。

また、上記実施例では加速装置の場合について
説明したが、他の放射線発生装置であつてもよ
く、又、治療に用いる放射線発生装置の場合を示
したが、治療に用いない装置であつてもよい。

また、上記実施例では回転部２が回転中心軸の
周りを一周して放射線を発生するようにしたもの
について説明したが、回転部２の回転角を検出し
て所定の角度範囲内で放射線を発生するようにし
てもよい。

さらに、上記実施例では、角度線量率を一定に
保つ場合について説明したが、角度線量率設定機
構に計画装置を組み込み、回転部２の角度に対し
て角度線量率を適宜設定できるようにした装置に
おい、角度線量率を制御するようにしてもよい。

以上のように、この発明に係る放射線発生装置
によれば、角度線量率を演算することによりモニ
タし、該角度線量率が一定となるように放射線出
力を自動制御するように構成したので、装置が単
純になり安価となると共に応答速度が速くなり、
精度の高い角度線量率が量られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の装置を示す側面図、第２図は
第１図の装置の正面図、第３図は従来の角度線量
率制御方法を説明するブロツク図、第４図はこの
発明の一実施例を示すブロツク図である。 図中、２は放射線発生回転部、３は放射線発生
部、７は回転中心軸、１０は角度線量率設定機
構、１３は駆動モータ、１４は回転速度検出器、
１５は高圧パルス発生器、１６は電子銃、１７は
大電力マイクロ波発生器、２０は放射線検出器、
２１は増幅器、３０は演算器、３１は増幅器、３
２は差動増幅器、３３は制御部、３４は駆動回
路、３５は増幅器である。なお図中同一符号は同
一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転駆動手段により所定位置の周囲を回転し
   ながら上記所定位置の方向へ放射線を照射する放
   射線源と、 上記放射線の強度変化を検出する手段と、 上記放射線源の回転速度を検出する手段と、 上記回転速度と放射線の強度変化との比である
   角度線量率を算出し該角度線量率が一定値になる
   ように上記放射線源を制御する制御回路とを備え
   たことを特徴とする放射線発生装置。 ２ 上記制御回路は、外部から所要の角度線量率
   を設定するための角度線量率設定機構と、上記角
   度線量率に応じて上記回転駆動手段を制御する駆
   動制御手段と、上記回転速度検出手段の出力と上
   記放射線強度変化検出手段の出力との比を演算す
   る演算部と、該演算部の出力値と上記角度線量率
   とに応じて上記放射線源の出力を制御する制御部
   とを備えたものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の放射線発生装置。