JPWO2011148513A1 - Charged particle irradiation system - Google Patents
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Abstract
制御部21は、シンクロトロン9に属する電磁石群及びビーム輸送系4に属する電磁石群を励磁し、荷電粒子ビームの「入射→加速→出射→減速」を1運転サイクルとしてこれを必要回数繰り返すことにより行う通常運転完了後に、シンクロトロン9に属する電磁石群及びビーム輸送系4に属する電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う。これにより通常運転開始前の待ち時間を短縮することで、装置の稼働率を高め、粒子線治療システムにおいては、患者が治療室に入ってから治療が完了するまでの時間を短縮し、患者の負担を軽減することができる。複数の照射装置に分岐するビーム輸送系を有するシステムでは、先の通常運転によるヒステリシスの影響を毎回一定にし、常に安定したビーム照射を行える。The control unit 21 excites the electromagnet group belonging to the synchrotron 9 and the electromagnet group belonging to the beam transport system 4 and repeats this as many times as necessary with “incidence → acceleration → extraction → deceleration” of the charged particle beam as one operation cycle. After completion of the normal operation to be performed, an initialization operation for automatically initializing the electromagnet group belonging to the synchrotron 9 and the electromagnet group belonging to the beam transport system 4 is automatically performed. This shortens the waiting time before the start of normal operation, thereby increasing the operating rate of the apparatus. In the particle beam therapy system, the time from the patient entering the treatment room until the treatment is completed is shortened. The burden can be reduced. In a system having a beam transport system that branches into a plurality of irradiation apparatuses, the influence of hysteresis due to the previous normal operation is made constant every time, and stable beam irradiation can always be performed.
Description
本発明は荷電粒子照射システムに係わり、特に荷電粒子ビーム発生装置とビーム輸送系を備え、荷電粒子ビームの「入射→加速→出射→減速」を1運転サイクルとしてこれを必要回数繰り返することからなる通常運転を連続して行う場合の電磁石初期化運転に最適な荷電粒子照射システムに関する。 The present invention relates to a charged particle irradiation system, and in particular, includes a charged particle beam generator and a beam transport system, and consists of repeating “incidence → acceleration → extraction → deceleration” of a charged particle beam as a single operation cycle. The present invention relates to a charged particle irradiation system optimum for an electromagnet initialization operation in a case where normal operation is continuously performed.
がんなどの患者の患部に陽子等の荷電粒子ビームを照射する治療方法が知られている。この治療に用いる治療システムのうち大規模なものは、従来、荷電粒子ビーム発生装置、ビーム輸送系、及び複数の治療室に設置された複数の照射装置を備えている。荷電粒子ビーム発生装置で加速された荷電粒子ビームは、ビーム輸送系を経て各治療室の照射装置に達し、照射装置のノズルから患者の患部に照射される。このとき、ビーム輸送系は、1つの共通のビーム輸送系と、この共通のビーム輸送系から分岐して各治療室の照射装置へと至る複数の分岐したビーム輸送系とから構成される。各分岐ビーム輸送系の分岐位置には、共通のビーム輸送系からの荷電粒子ビームを偏向し当該分岐ビーム輸送系へ導入するための切替電磁石がそれぞれ設けられ、各分岐ビーム輸送系には、切替電磁石により導入された荷電粒子ビームを照射装置に導くための偏向電磁石、四極電磁石等の電磁石群(第2ビーム輸送系に属する電磁石群)が設けられている。切替電磁石及び第2ビーム輸送系に属する電磁石群は、他の治療室に対応する切替電磁石と第2ビーム輸送系に属する電磁石群と互いに電源を共有している(特許文献1)。そのため、ある照射装置での照射後に他の照射装置でビーム照射を行なう場合は、切替電磁石を切替制御すると共に、当該分岐ビーム輸送系に属する電磁石群に電源群を接続するために負荷切替装置の切替処理を行なう(特許文献1及び2)。通常運転開始前には、荷電粒子ビーム発生装置及びビーム輸送系に属する電磁石の残留磁場が通常運転に影響を与えないようにするために、使用する電磁石の最大と最小の励磁を複数回繰り返す初期化運転を行い、ヒステリシスの影響を毎回一定にする(特許文献2及び3)。
2. Description of the Related Art A treatment method for irradiating an affected area of a patient such as cancer with a charged particle beam such as proton is known. A large-scale treatment system used for this treatment has conventionally been provided with a charged particle beam generator, a beam transport system, and a plurality of irradiation devices installed in a plurality of treatment rooms. The charged particle beam accelerated by the charged particle beam generator reaches the irradiation device in each treatment room through the beam transport system, and is irradiated to the affected area of the patient from the nozzle of the irradiation device. At this time, the beam transport system includes one common beam transport system and a plurality of branched beam transport systems that branch from the common beam transport system and reach the irradiation apparatus in each treatment room. Each branch beam transport system is provided with a switching electromagnet for deflecting the charged particle beam from the common beam transport system and introducing it into the branch beam transport system. An electromagnet group (electromagnet group belonging to the second beam transport system) such as a deflection electromagnet and a quadrupole electromagnet for guiding the charged particle beam introduced by the electromagnet to the irradiation device is provided. The switching electromagnet and the electromagnet group belonging to the second beam transport system share the power source with the switching electromagnet corresponding to another treatment room and the electromagnet group belonging to the second beam transport system (Patent Document 1). Therefore, when beam irradiation is performed with another irradiation device after irradiation with a certain irradiation device, the switching electromagnet is controlled to be switched and the load switching device is connected to connect the power supply group to the electromagnet group belonging to the branch beam transport system. Switching processing is performed (Patent Documents 1 and 2). Before starting normal operation, in order to prevent the residual magnetic field of the electromagnets belonging to the charged particle beam generator and the beam transport system from affecting normal operation, the initial and maximum excitations of the electromagnet used are repeated several times. Operation is performed, and the influence of hysteresis is made constant each time (
特許文献2及び3に記載のように、上記粒子線治療システムのような従来の荷電粒子照射システムにおいては、治療室準備完了後に初期化運転を行い、それから通常運転を行う。そのため、通常運転開始前には、治療室の準備時間に初期化運転の時間を加えた待ち時間が発生する。
As described in
また、特許文献1及び2に記載のように、上記粒子線治療システムのような複数の照射装置に分岐するビーム輸送系を有する荷電粒子照射システムにおける切替電磁石は、励磁、無励磁の切替を行うことで当該照射装置にビームを導くが、初期化運転が行われるのは励磁している切替電磁石のみである。つまり、ビーム輸送系の上流側に位置する照射装置で通常運転完了後に下流側の照射装置で通常運転を行う場合、下流側の照射装置での通常運転開始前には上流側の切替電磁石は無励磁状態となるだけで初期化運転は行なわれず、下流側の切替電磁石だけが励磁された上で初期化運転が行なわれる。このとき、上流側の切替電磁石の残留磁場は、上流側の通常運転完了後のヒステリシスによる影響を受ける。そのため、下流側での通常運転が上流側の切替電磁石の残留磁場から受ける影響は毎回異なってくる。
Further, as described in
本発明の第1の目的は、通常運転開始前の待ち時間を短縮することで、装置の稼働率を高め、粒子線治療システムにおいては、患者が治療室に入ってから治療が完了するまでの時間を短縮し、患者の負担を軽減することができる荷電粒子照射システムを提供することである。 The first object of the present invention is to increase the operating rate of the apparatus by shortening the waiting time before the start of normal operation. In the particle beam therapy system, the treatment is completed after the patient enters the treatment room. To provide a charged particle irradiation system capable of reducing time and reducing a burden on a patient.
本発明の第2の目的は、複数の照射装置に分岐するビーム輸送系を有する荷電粒子照射システムにおいて、先の通常運転によるヒステリシスの影響を毎回一定にし、常に安定したビーム照射を行える荷電粒子照射システムを提供することである。 A second object of the present invention is a charged particle irradiation system having a beam transport system that branches into a plurality of irradiation devices, in which the influence of hysteresis due to the previous normal operation is made constant every time, so that stable beam irradiation can be performed constantly. Is to provide a system.
上記第1の目的を実現する本発明は、荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、前記荷電粒子ビームの照射を行う照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置から前記照射装置に出射された前記荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系とを備える荷電粒子照射システムにおいて、前記荷電粒子ビーム発生装置に属する電磁石群及び前記ビーム輸送系に属する電磁石群を励磁し、荷電粒子ビームの「入射→加速→出射→減速」を1運転サイクルとしてこれを必要回数繰り返すことにより行う通常運転完了後に、前記通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う制御装置を備えるものである。 The present invention that realizes the first object includes a charged particle beam generating apparatus that emits a charged particle beam, an irradiation apparatus that irradiates the charged particle beam, and an emitted apparatus that emits the charged particle beam from the charged particle beam generator to the irradiation apparatus. In the charged particle irradiation system comprising the beam transport system for transporting the charged particle beam, the electromagnet group belonging to the charged particle beam generator and the electromagnet group belonging to the beam transport system are excited, It is provided with a control device that automatically performs initialization operation for initializing the electromagnet group excited in the normal operation after the normal operation is completed by repeating this process as many times as necessary with “acceleration → extraction → deceleration” as one operation cycle. is there.
また、上記第1及び第2の目的を実現する本発明は、荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の場所にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第1ビーム輸送系と、この第1ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第2ビーム輸送系を有する荷電粒子照射システムにおいて、前記荷電粒子ビーム発生装置に属する電磁石群、前記第1ビーム輸送系の上流側から、前記複数の照射装置のうち治療に用いる照射装置に対応する切替電磁石までの電磁石群、及び当該照射装置に対応する第2ビーム輸送系に属する電磁石群を励磁し、荷電粒子ビームの「入射→加速→出射→減速」を1運転サイクルとしてこれを必要回数繰り返すことにより行う通常運転完了後に、前記通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う制御装置を備えるものである。 The present invention for realizing the first and second objects includes a charged particle beam generator for emitting a charged particle beam, a plurality of irradiation devices respectively installed at a plurality of locations, and the charged particle beam generator. A beam transport system for transporting the charged particle beam emitted from the charged particle beam generator to each of the irradiation devices, and the beam transport system is connected to the charged particle beam generator In a charged particle irradiation system having a first beam transport system and a plurality of second beam transport systems branched from the first beam transport system and connected to the respective irradiation devices, an electromagnet belonging to the charged particle beam generator A group of electromagnets from the upstream side of the first beam transport system to the switching electromagnet corresponding to the irradiation device used for treatment among the plurality of irradiation devices, and Exciting the electromagnet group belonging to the second beam transport system corresponding to the irradiation device, and repeating the necessary number of times as “operation → acceleration → extraction → deceleration” of the charged particle beam as one operation cycle, A control device for automatically performing an initialization operation for initializing an electromagnet group excited in a normal operation is provided.
更に、上記第1及び第2の目的を実現する本発明は、荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の場所にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第1ビーム輸送系と、この第1ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記複数の照射装置に接続された複数の第2ビーム輸送系を有し、前記荷電粒子ビーム発生装置は第1電磁石群を有し、前記第1ビーム輸送系は第2電磁石群を有し、前記複数の第2ビーム輸送系は第3電磁石群を有し、前記第3電磁石群は前記第1ビーム輸送系から前記複数の第2ビーム輸送系の各分岐位置に配置された切替電磁石群を含む荷電粒子照射システムにおいて、前記第1電磁石群及び第2電磁石群を励磁するための第1電磁石電源装置と、前記第3電磁石群を励磁するための第2電磁石電源装置と、前記第3電磁石群の電磁石のうち、治療のために選択された1つの第2ビーム輸送系に属する選択された電磁石群を前記第2電磁石電源装置に接続するよう切り替える負荷切替装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に属する前記第1電磁石群、前記第1ビーム輸送系に属する前記第2電磁石群のうち、前記第1ビーム輸送系の上流側から前記選択された1つの第2ビーム輸送系に対応する切替電磁石の直前までの電磁石群、及び前記第2ビーム輸送系に属する前記第3電磁石群のうち前記選択された電磁石群を励磁し、荷電粒子ビームの「入射→加速→出射→減速」を1運転サイクルとしてこれを必要回数繰り返すことにより行う通常運転完了後に、前記通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う第1制御装置と、前記第1制御装置による前記初期化運転が完了し、かつ前記複数の場所の1つからその場所での照射準備が完了したことを示す準備完了信号が出力されたときに前記負荷切替装置を制御し、前記第3電磁石群の電磁石のうち、前記1つの場所に対応する第2ビーム輸送系に属する前記選択された電磁石群を前記第2電磁石電源装置に接続するよう切り替える第2制御装置とを備えるものである。 Furthermore, the present invention for realizing the first and second objects includes a charged particle beam generator for emitting a charged particle beam, a plurality of irradiation devices respectively installed at a plurality of locations, and the charged particle beam generator. A beam transport system for transporting the charged particle beam emitted from the charged particle beam generator to each of the irradiation devices, and the beam transport system is connected to the charged particle beam generator A first beam transport system; and a plurality of second beam transport systems branched from the first beam transport system and connected to the plurality of irradiation devices, respectively, and the charged particle beam generator includes a first electromagnet group The first beam transport system includes a second electromagnet group, the plurality of second beam transport systems includes a third electromagnet group, and the third electromagnet group extends from the first beam transport system. Multiple In a charged particle irradiation system including a switching electromagnet group disposed at each branch position of the second beam transport system, a first electromagnet power supply device for exciting the first electromagnet group and the second electromagnet group, and the third electromagnet A second electromagnet power supply device for exciting a group and a second electromagnet power supply selected from the electromagnets of the third electromagnet group belonging to one second beam transport system selected for treatment. Of the load switching device for switching to connect to the device, the first electromagnet group belonging to the charged particle beam generator, and the second electromagnet group belonging to the first beam transport system, upstream of the first beam transport system To the immediately preceding switching electromagnet corresponding to the selected one second beam transport system, and the selected electromagnetism among the third electromagnet group belonging to the second beam transport system. Initialize the electromagnet group excited in the normal operation after the normal operation is completed by exciting the group and repeating the necessary number of times as “injection → acceleration → extraction → deceleration” of the charged particle beam as one operation cycle. A first control device that automatically performs the operation, and a preparation completion signal that indicates that the initialization operation by the first control device has been completed and that irradiation preparation at one of the plurality of locations has been completed. Is output, and the selected electromagnet group belonging to the second beam transport system corresponding to the one place among the electromagnets of the third electromagnet group is controlled by the second electromagnet power source. And a second control device that switches to connect to the device.
ここで、前記制御装置は、更に、前記初期化運転により前記電磁石群を初期化したときに、初期化が完了した時刻を記憶し、この時刻から予め設定した所定時間以上前記電磁石群の初期化が行われない場合に、前記電磁石群を再初期化する初期化運転を自動的に行うものとすることが好ましい。 Here, the control device further stores a time when the initialization is completed when the electromagnet group is initialized by the initialization operation, and the electromagnet group is initialized for a predetermined time or more from this time. It is preferable that the initialization operation for reinitializing the electromagnet group is automatically performed when the operation is not performed.
また、前記制御装置は、更に、前記通常運転中に通常運転停止指令を受けた場合に、前記通常運転を停止して前記電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行うものとすることが好ましい。 Further, the control device automatically performs an initialization operation for stopping the normal operation and initializing the electromagnet group when a normal operation stop command is received during the normal operation. Is preferred.
本発明によれば、単一の照射装置あるいは複数の照射装置を有する荷電粒子照射システムにおいて、通常運転完了後に通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行うことで、通常運転開始前の待ち時間を短縮し、装置の稼働率を高めることができる。その結果、粒子線治療システムにおいては、患者が治療室に入ってから治療が完了するまでの時間を短縮し、患者の負担を軽減することができる。 According to the present invention, in a charged particle irradiation system having a single irradiation device or a plurality of irradiation devices, by automatically performing an initialization operation to initialize an electromagnet group excited in normal operation after completion of normal operation, The waiting time before the start of normal operation can be shortened and the operating rate of the apparatus can be increased. As a result, in the particle beam therapy system, the time from when the patient enters the treatment room until the treatment is completed can be shortened, and the burden on the patient can be reduced.
また、複数の部屋に分岐するビーム輸送系を有する荷電粒子照射システムにおいては、切替電磁石の残留磁場におけるヒステリシスの影響を一定にすることで、安定したビーム照射を行うことができる。 In a charged particle irradiation system having a beam transport system that branches into a plurality of rooms, stable beam irradiation can be performed by making the influence of hysteresis in the residual magnetic field of the switching electromagnet constant.
<第1の実施の形態>
以下、本発明の第1の実施形態である荷電粒子照射システムを図面を参照しつつ説明する。<First Embodiment>
Hereinafter, a charged particle irradiation system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態の荷電粒子照射システムは例えば陽子線治療システムであり、この陽子線治療システムは、図1に示すように、荷電粒子ビーム発生装置1と、治療室2と、荷電粒子ビーム発生装置1から治療室2にイオンビームを導くビーム輸送系4を有している。
The charged particle irradiation system of the present embodiment is, for example, a proton beam treatment system, and the proton beam treatment system includes a charged particle beam generator 1, a
荷電粒子ビーム発生装置1は、イオン源(図示せず)、線形加速器を用いた前段加速器(前段荷電粒子ビーム発生装置)7及びシンクロトロン9を有する。イオン源で発生したイオン(陽イオン−他の粒子線の場合は例えば炭素イオン)は前段加速器7で加速される。前段加速器7から出射されたイオンビーム(例えば、陽イオンビーム)は偏向電磁石8を介しシンクロトロン9に入射される。荷電粒子ビーム(粒子線)であるそのイオンビームは、シンクロトロン9で、高周波加速空胴(図示せず)から印加される高周波電力によってエネルギーを与えられて加速される。シンクロトロン9内を周回するイオンビームのエネルギーが設定されたエネルギー(例えば100〜200MeV)までに高められた後、出射用の高周波印加装置(図示せず)から高周波がイオンビームに印加される。安定限界内で周回しているイオンビームは、この高周波の印加によって安定限界外に移行し、出射用デフレクタ(図示せず)を通ってシンクロトロン9から出射される。シンクロトロン9は四極電磁石51、偏向電磁石52等の電磁石群を備え、イオンビームの出射の際には四極電磁石51、偏向電磁石52等の電磁石に導かれる電流が電流設定値に保持され、安定限界もほぼ一定に保持されている。尚、シンクロトロン9からのイオンビームの出射停止は、高周波印加装置への高周波電力の印加を停止することによって行われる。
The charged particle beam generator 1 includes an ion source (not shown), a pre-stage accelerator (pre-stage charged particle beam generator) 7 using a linear accelerator, and a
シンクロトロン9から出射されたイオンビームは、ビーム輸送系4より治療室2へ輸送される。ビーム輸送系4は、ビーム経路にビーム進行方向上流側より配置された四極電磁石13、偏向電磁石12、四極電磁石14、偏向電磁石6、四極電磁石15、偏向電磁石16、四極電磁石17、偏向電磁石18、偏向電磁石19を備える。ビーム輸送系4へ導入されたイオンビームは、ビーム経路を通って照射装置10へと輸送される。
The ion beam emitted from the
照射装置10は、治療室2にそれぞれ設置された回転ガントリー(図示せず)に取り付けられている。照射装置10は二重散乱体方式の照射装置である。これに代えウォブラー方式の照射装置を用いてもよい。治療室2は例えばがん患者用の治療室である。
The
本実施の形態の陽子線治療システムにおける電磁石のうち、ビーム輸送系4に属する電磁石群を以下に列挙する。 Among the electromagnets in the proton beam therapy system of the present embodiment, the electromagnet group belonging to the beam transport system 4 is listed below.
<ビーム輸送系4に属する電磁石群>
四極電磁石13、偏向電磁石12、四極電磁石14、偏向電磁石6、四極電磁石15、偏向電磁石16、四極電磁石17、偏向電磁石18、偏向電磁石19
尚、電磁石群は一部を説明を省略し示している。例えば、シンクロトロン9及びビーム輸送系4におけるステアリング電磁石は省略している。<Electromagnet group belonging to beam transport system 4>
The electromagnet group is partially omitted from illustration. For example, the steering electromagnet in the
本実施形態の陽子線治療システムは、制御装置20を備え、制御装置20は、制御部21と、電磁石電源装置22を有している。電磁石電源装置22は、シンクロトロン9に属する電磁石群及びビーム輸送系4に属する電磁石群に含まれる各電磁石をそれぞれ励磁するためのものである。
The proton beam therapy system of this embodiment includes a
本実施形態の制御装置20の制御部21の構成と、制御部21、電磁石電源装置22、荷電粒子ビーム発生装置1、治療室2間の信号の送受信の関係を図2に示す。制御部21における処理の流れを図3に示す。
FIG. 2 shows the configuration of the
制御部21は記憶装置24と出力装置25とシーケンサ23を備えており、記憶装置24には、初期化運転に必要な各電磁石の初期化励磁パターン26及び通常運転に必要な各電磁石の通常励磁パターン27を予め保存して保有している。制御部21は通常運転開始判定装置28と、初期化運転開始判定装置29と、初期化タイマー30とを有している。
The
通常運転が完了すると、荷電粒子ビーム発生装置1より通常運転完了信号35が出力される。これを受け、初期化運転開始判定装置29は出力装置25に対し初期化運転開始指令31を出力する(ステップS140)。同時に初期化運転開始判定装置29は、初期化運転開始信号32を初期化タイマーに出力する。初期化タイマーは初期化開始信号32を受けたタイミングを記憶しておく。そして、前回の初期化開始信号を受けてから予め設定した一定時間以上初期化開始信号がない場合は、長時間経過により電磁石の残留磁場が変化していると判断し、初期化運転開始判定装置に対し再初期化要求33を出力する。再初期化要求33を受けると、初期化運転開始判定装置29は出力装置25に対し初期化運転開始指令31を出力する(ステップS100)。また、治療室2において手動またはインターロックが働く等により治療が中断された場合、或いは荷電粒子ビーム発生装置1においてインターロックが働く等により通常運転が中断された場合、通常運転停止指令34a,34bが治療室2及び荷電粒子ビーム発生装置1から初期化運転開始判定装置29に対し出力される。この場合においても、初期化運転開始判定装置29は出力装置25に対し初期化運転開始指令31を出力する(ステップS130)。
When the normal operation is completed, a normal
出力装置25は初期化運転開始指令31を受けると、記憶装置24に格納された初期化パターン26を電磁石電源装置22に出力し、通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転が行なわれる(ステップS150)。初期化運転が完了すると電磁石電源装置22から通常運転開始判定装置28に初期化運転完了信号36が出力され、通常運転開始が可能な状態となる(ステップS160)。その後、治療室2より通常運転開始要求37に応じて、通常運転開始判定装置28は出力装置25及び荷電粒子ビーム発生装置1に対し通常運転開始信号38を出力する。出力装置25は通常運転開始指令38を受けると、記憶装置24に格納された運転パターン27を電磁石電源装置22に出力し、通常運転が行なわれる(ステップS110→S120)。
When the
次に、従来の初期化運転方式と本実施の形態における初期化運転方式の比較を図4を用いて説明する。図4における通常運転及び初期化運転時のビーム輸送系に属する電磁石電源の励磁状態を図5に示す。 Next, a comparison between the conventional initialization operation method and the initialization operation method in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the excitation state of the electromagnet power source belonging to the beam transport system during normal operation and initialization operation in FIG.
図4は、二人の患者に一人当たり通常運転を3回繰り返す場合の動作の流れを、従来と本実施の形態とで比較して示すタイムチャートである。図中の治療室準備は患者の固定等の準備工程を指し、照射準備は通常運転開始前のノズルやガントリの調整等の準備工程を指す。図5は初期化運転時の輸送系電磁石の励磁状態を従来と本実施の形態とで比較して示す図である。図5に示すように、通常運転では、荷電粒子ビームの「入射→加速→出射→減速」を1運転サイクルとしてこれを必要回数(図5の例では3回)繰り返して行い、初期化運転では、電磁石の最大と最小の励磁を複数回(図5の例では3回)繰り返して行う。 FIG. 4 is a time chart showing the flow of operation in the case where the normal operation per person is repeated three times for two patients in comparison with the conventional embodiment. The treatment room preparation in the figure refers to a preparation process such as patient fixation, and the irradiation preparation refers to a preparation process such as adjustment of a nozzle and a gantry before starting normal operation. FIG. 5 is a diagram showing the excitation state of the transport system electromagnet during the initialization operation in comparison with the prior art and the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the normal operation, “incidence → acceleration → extraction → deceleration” of the charged particle beam is performed as one operation cycle, and this is repeated as many times as necessary (in the example of FIG. 5, three times). The maximum and minimum excitations of the electromagnet are repeated a plurality of times (three times in the example of FIG. 5).
図4の上側に示すように、従来の初期化運転方式では、それぞれの通常運転の前に初期化運転を行っている。それに対し、本実施の形態の初期化運転方式では、図4の下側に示すように、前回の初期化運転から一定時間経過しているという理由で通常運転1の前に初期化運転を行うが、それ以外はそれぞれの通常運転後に自動で初期化運転を開始し、初期化運転を行うものとする。また、通常運転後の初期化運転に関しては、照射準備と並行してを行うことで初期化運転による待ち時間を無くす。そして、照射運転後に初期化運転を行えば通常運転前の初期化運転が不要となるため、照射装置の使用時間が短縮される。 As shown on the upper side of FIG. 4, in the conventional initialization operation method, the initialization operation is performed before each normal operation. On the other hand, in the initialization operation method of the present embodiment, as shown in the lower side of FIG. 4, the initialization operation is performed before the normal operation 1 because a predetermined time has elapsed since the previous initialization operation. However, otherwise, the initialization operation is automatically started after each normal operation, and the initialization operation is performed. In addition, regarding the initialization operation after the normal operation, the waiting time due to the initialization operation is eliminated by performing in parallel with the irradiation preparation. If the initialization operation is performed after the irradiation operation, the initialization operation before the normal operation becomes unnecessary, and the usage time of the irradiation apparatus is shortened.
以上により、本実施の形態では通常運転後にシンクロトロン9に属する電磁石群及び輸送系に属する電磁石群の初期化運転を行い、それと並行して次の照射準備を行うことにより、装置の稼働率を高めることができる。
As described above, in this embodiment, after the normal operation, the initialization operation of the electromagnet group belonging to the
図3において、治療室準備を15分、照射準備を5分、通常運転を2分、初期化運転を1分とする。この場合、従来の初期化運転方式における装置の稼動時間は以下の式から68分となる。 In FIG. 3, the treatment room preparation is 15 minutes, the irradiation preparation is 5 minutes, the normal operation is 2 minutes, and the initialization operation is 1 minute. In this case, the operating time of the apparatus in the conventional initialization operation method is 68 minutes from the following equation.
15*2+5*4+2*6+1*6=68
これに対し、本実施の形態の初期化運転方式における装置の稼動時間は以下の式から63分となる。15 * 2 + 5 * 4 + 2 * 6 + 1 * 6 = 68
On the other hand, the operating time of the apparatus in the initialization operation method of the present embodiment is 63 minutes from the following equation.
15*2+5*4+2*6+1*1=63
よって、二人の患者の治療に要する時間を5分短縮できる。15 * 2 + 5 * 4 + 2 * 6 + 1 * 1 = 63
Therefore, the time required for treatment of two patients can be shortened by 5 minutes.
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態による荷電粒子照射システムを図面を参照しつつ説明する。<Second Embodiment>
A charged particle irradiation system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態の荷電粒子照射システムである陽子線治療システムは、図6に示すように、第1の実施の形態と同様の荷電粒子ビーム発生装置1と、3つの治療室2A,2B,2Cと、荷電粒子ビーム発生装置1の下流側に接続された第1ビーム輸送系4A及びこの第1ビーム輸送系4Aから分岐するようにそれぞれ設けられた第2ビーム輸送系5A,5B,5Cを有するビーム輸送系を有している。第1ビーム輸送系4Aは、第2ビーム輸送系5A,5B,5Cのそれぞれにイオンビームを導く共通のビーム輸送系である。
As shown in FIG. 6, the proton beam treatment system which is the charged particle irradiation system of the present embodiment includes a charged particle beam generator 1 similar to that of the first embodiment and three
荷電粒子ビーム発生装置1のシンクロトロン9は、前述したように四極電磁石51、偏向電磁石52等の電磁石群(以下第1電磁石群という)を備えている。シンクロトロン9から出射されたイオンビームは、第1ビーム輸送系4Aより下流側へ輸送される。第1ビーム輸送系4Aは、ビーム経路にビーム進行方向上流側より配置された四極電磁石13、偏向電磁石12、四極電磁石14A、切替電磁石6A、四極電磁石14B、切替電磁石6B、四極電磁石14C、切替電磁石6C、四極電磁石14Dを備えている。第1ビーム輸送系4Aに導入されたイオンビームは、切替電磁石6A,6B,6Cの励磁、非励磁の切替えによる偏向作用の有無によって、第2ビーム輸送系5A,5B,5Cのいずれかに選択的に導入される。各切替電磁石は、偏向電磁石の一種である。
The
第2ビーム輸送系5Aは、第1輸送系4Aのビーム経路に接続されて治療室2A内に配置された照射装置10Aに連絡されるビーム経路にビーム進行方向上流側より配置された四極電磁石15A、偏向電磁石16A、四極電磁石17A、偏向電磁石18A、偏向電磁石19Aを備える。切替電磁石6Aは第2ビーム輸送系5Aのビーム経路上に配置されているとも言える。
The second
第2ビーム輸送系5B、第2ビーム輸送系5Cも第2ビーム輸送系5Aと同様に構成されている。これら第2ビーム輸送系2B、2Cは、第2ビーム輸送系2Aの構成要素の参照数字に、添え字Aに代わって添え字B,Cを付した構成要素から成る。
The second
第2ビーム輸送系5Aへ導入されたイオンビームは、当該電磁石の励磁によりビーム経路を通って照射装置10Aへと輸送される。第2ビーム輸送系5B,5Cについても同様に、イオンビームは各ビーム経路を通って照射装置10B,10Cにそれぞれ輸送される。
The ion beam introduced into the second
本実施の形態の陽子線治療システムにおける電磁石のうち、第1ビーム輸送系4A及び第2ビーム輸送系5A〜5Cに属する電磁石群を以下に列挙する。
Among the electromagnets in the proton beam therapy system of the present embodiment, the electromagnet groups belonging to the first
<第1ビーム輸送系4Aに属する電磁石群(以下第2電磁石群という)>
四極電磁石13、偏向電磁石12、四極電磁石14A、切替電磁石6A、四極電磁石14B、切替電磁石6B、四極電磁石14C、切替電磁石6C、四極電磁石14D。<Electromagnet group belonging to first
A
<第2ビーム輸送系5A〜5Cに属する電磁石群(以下第3電磁石群という)>
1.治療室2Aに対応する電磁石群(四極電磁石15A、偏向電磁石16A、四極電磁石17A、偏向電磁石18A、偏向電磁石19A)
2.治療室2Bに対応する電磁石群(四極電磁石15B、偏向電磁石16B、四極電磁石17B、偏向電磁石18B、偏向電磁石19B)
3.治療室2Cに対応する電磁石群電磁石群(四極電磁石15C、偏向電磁石16C、四極電磁石17C、偏向電磁石18C、偏向電磁石19C)。<Electromagnet group belonging to second
1. Electromagnet group corresponding to
2. Electromagnet group corresponding to
3. Electromagnet group electromagnet group (quadrupole electromagnet 15C, deflection electromagnet 16C, quadrupole electromagnet 17C, deflection electromagnet 18C, deflection electromagnet 19C) corresponding to treatment room 2C.
尚、電磁石群は一部を説明を省略し示している。例えば、シンクロトロン9、第1ビーム輸送系4A及び第2ビーム輸送系5A,5B,5Cにおけるステアリング電磁石は省略している。
The electromagnet group is partially omitted from illustration. For example, the steering electromagnets in the
本実施形態の陽子線治療システムは、制御装置20Aを備え、制御装置20Aは、制御部21A、電磁石電源装置22A、負荷切替装置40を有している。制御部21Aは電磁石制御部21a及び負荷切替制御部21bを有している。電磁石制御部21a及び負荷切替制御部21bの機能は後述する。電磁石電源装置22Aは、シンクロトロン9に属する第1電磁石群及び第1ビーム輸送系4Aに属する第2電磁石群、第2ビーム輸送系5A〜5Cに属する第3電磁石群に含まれる各電磁石をそれぞれ励磁するためのものであり、第1電磁石群及び第2電磁石群を励磁するための第1電磁石電源装置22aと、第3電磁石群を励磁するための第2電磁石電源装置22bとを有している。負荷切替装置40は、治療室が選択されたときに、第2ビーム輸送系5A〜5Cに属する第3電磁石群のうち、当該治療室に対応する第2ビーム輸送系に属する電磁石群を第2電磁石電源装置22bに接続するよう切り替え、それら電磁石群の励磁制御を行うものである。
The proton beam treatment system of this embodiment includes a control device 20A, and the control device 20A includes a
本実施形態の制御装置20Aの制御部21Aの電磁石制御部21aの構成と、制御部21Aの電磁石制御部21a及び負荷切替制御部21b、電磁石電源装置22A、負荷切替装置40、荷電粒子ビーム発生装置1、治療室2A,2B,2C間の信号の送受信の関係を図7に示す。
The configuration of the electromagnet control section 21a of the
制御部21Aにおいて、電磁石制御部21aは第1の実施の形態における制御部21に相当し、電磁石制御部21aにおける処理の流れは図3と同様である。
In the
本実施の形態において第1の実施の形態と異なる点は、通常運転ではシンクロトロン9と第1ビーム輸送系の該当する部分を占有することと、各治療室が通常運転開始要求37を出力するためには、該当治療室にビームを導くための第2ビーム輸送系に属する第3電磁石群に負荷切替が必要なことである。
This embodiment is different from the first embodiment in that the normal part occupies corresponding portions of the
例えば、治療室2Aで治療を行う場合、シンクロトロン9の電磁石群、第1ビーム輸送系4Aに属する第2電磁石群のうち電磁石群12,13,14A、第2ビーム輸送系5Aに属する第3電磁石群6A,15A〜19Aを励磁して通常運転を行う。通常運転が完了すると、荷電粒子ビーム発生装置1より通常運転完了信号35が出力され、これを受けて初期化運転開始判定装置29は出力装置25に対し初期化運転開始指令31を出力する(図3のステップS140)。出力装置25は初期化運転開始指令31を受けると、記憶装置24に格納された初期化パターン26を電磁石電源装置22Aに出力し、初期化運転が行なわれる(図3のステップS150)。すなわち、通常運転が完了すると、通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う。この第1ビーム輸送系4Aにおける電磁石群の選択及び電磁石群を励磁して行う通常運転及び初期化運転の制御は制御部21Aの電磁石制御部21aが行う。
For example, when treatment is performed in the
この後、別の治療室で治療を行う場合、その治療室にビームを導くための負荷切替を行う。この負荷切替は次のようにして行う。 Thereafter, when treatment is performed in another treatment room, load switching for guiding the beam to the treatment room is performed. This load switching is performed as follows.
各治療室2A,2B,2Cにおいて、患者の位置決め等の治療室準備或いはノズルやガントリの調整等の照射準備が完了すると、各治療室から準備完了信号41が負荷切替制御部21bに出力される。また、初期化運転が完了すると電磁石電源装置22Aから通常運転開始判定装置28と負荷切替制御部21bに初期化運転完了信号36が出力される。負荷切替制御部21bは準備完了信号41と初期化運転完了信号36を受けると、直ちに負荷切替要求42を負荷切替装置40に出力する。負荷切替装置40はその負荷切替要求42を受けて負荷切替を行なった後に、負荷切替完了信号43を負荷切替制御部21bに出力し、負荷切替制御部21bは通常運転開始許可信号44を治療室に出力する。こうして初めて通常運転開始が可能な状態となり、当該治療室から通常運転開始要求37を出力することが可能になる。
In each
本実施の形態において、初期化運転により電磁石群を初期化したときに、初期化が完了した時刻を記憶し、この時刻から予め設定した所定時間以上前記電磁石群の初期化が行われない場合に、前記電磁石群を再初期化する初期化運転を自動的に行うこと(図3のステップS100)、及び通常運転中に通常運転停止指令を受けた場合に、通常運転を停止して電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行うこと(図3のステップS130)は、第1の実施の形態と同じである。ただし、前回の初期化から所定時間以上初期化が行われなかった場合の再初期化は、シンクロトロン9の電磁石群、第1ビーム輸送系4Aの第2電磁石群、第2ビーム輸送系5A〜5Cの第3電磁石群とで区別して前回の初期化からの所定時間の経過を監視し、該当する電磁石群のみを再初期化する必要がある。
In the present embodiment, when the electromagnet group is initialized by the initialization operation, the time when the initialization is completed is stored, and when the electromagnet group is not initialized for a predetermined time from this time. The initialization operation for reinitializing the electromagnet group is automatically performed (step S100 in FIG. 3), and when the normal operation stop command is received during the normal operation, the normal operation is stopped and the electromagnet group is The initialization operation to be initialized automatically (step S130 in FIG. 3) is the same as in the first embodiment. However, the re-initialization when the initialization has not been performed for a predetermined time or more after the previous initialization includes the electromagnet group of the
次に、従来の初期化運転方式と本実施の形態における初期化方式の比較を図8及び図9を用いて説明する。図8及び図9における通常運転及び初期化運転時のビーム輸送系に属する電磁石電源の励磁状態は図5と同様である。 Next, a comparison between the conventional initialization operation method and the initialization method in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The excitation state of the electromagnet power source belonging to the beam transport system during normal operation and initialization operation in FIGS. 8 and 9 is the same as that in FIG.
図8及び図9は、治療室2A、2Bにおいて一人の患者に対し3回通常運転を繰り返す場合の荷電粒子照射システムの動作の流れの2つの例を、従来と本実施の形態とで比較して示すタイムチャートである。従来の初期化運転方式では、それぞれの照射の前に初期化運転を行っている。それに対し、本実施の形態の初期化運転方式では、治療室2Aについては前回の初期化運転から一定時間経過しているという理由で通常運転1の前に初期化運転を行うが、それ以外はそれぞれの通常運転後に自動で初期化運転を開始し、初期化運転を行うものとする。治療室2Bについては前回の初期化運転から一定時間経過していないため、通常運転4の前に初期化運転を行う必要がないものとする。照射後の初期化運転に関しては、初期化運転と並行して次の照射準備を行う。
FIG. 8 and FIG. 9 compare two examples of the operation flow of the charged particle irradiation system when a normal operation is repeated three times for one patient in the
図8は、治療室2A、2Bのビーム照射開始が重なり、交互に通常運転を行う場合の例である。複数の治療室に分岐する荷電粒子照射システムにおいては、ある治療室で通常運転及び初期化運転を行っている場合、他の治療室の通常運転や初期化運転を開始することができない。この例ではそのため、従来の初期化運転と本実施の形態の初期化運転いずれにおいても、通常運転1を除くすべての通常運転前に待ち時間が発生し、初期化運転を通常運転前に行うか通常運転後に行うかによる時間短縮の優劣は存在しない。
FIG. 8 is an example in the case where the beam irradiation starts in the
図9は、治療室2A、2Bのビーム照射開始が重ならず、治療室2Aでの3回の通常運転後に治療室2Bでの通常運転を開始する場合の例である。従来の初期化運転では、治療室2Bの準備が完了した時点では、治療室2Aでのビーム照射が全て完了しておらず、通常運転4の前に待ち時間が発生している。本実施の形態の初期化運転においても、通常運転4の前に待ち時間が発生しているが、初期化運転と照射準備を並行して行うことで治療室2Aのビーム照射がより早く完了するため、通常運転4の前の待ち時間が短縮される。それに加え、治療室2Bにおいても初期化と照射準備を並行して行うことで装置稼動時間は短縮される。
FIG. 9 is an example of the case where the beam irradiation starts in the
図9において、治療室準備を15分、照射準備を5分、通常運転を2分、初期化運転を1分とする。この場合、従来の初期化運転方式における計6回の通常運転が完了するまでの時間は以下の式から53分となる。 In FIG. 9, the treatment room preparation is 15 minutes, the irradiation preparation is 5 minutes, the normal operation is 2 minutes, and the initialization operation is 1 minute. In this case, the time required for completing six normal operations in the conventional initialization operation method is 53 minutes from the following equation.
15*1+5*4+2*6+1*6=53
それに対し、本実施の形態の初期化運転方式における計6回の照射が完了するまでの時間は以下の式から49分となる。15 * 1 + 5 * 4 + 2 * 6 + 1 * 6 = 53
On the other hand, the time required to complete a total of six irradiations in the initialization operation method of the present embodiment is 49 minutes from the following equation.
15*1+5*4+2*6+1*2=49
よって、二人の患者の治療に要する時間を4分短縮できる。15 * 1 + 5 * 4 + 2 * 6 + 1 * 2 = 49
Therefore, the time required for treatment of two patients can be shortened by 4 minutes.
図8の従来の初期化運転における各電磁石の初期化状況を図10に、本実施の形態の初期化運転における各電磁石の初期化状況を図11に示す。 FIG. 10 shows the initialization status of each electromagnet in the conventional initialization operation of FIG. 8, and FIG. 11 shows the initialization status of each electromagnet in the initialization operation of the present embodiment.
図10は図8の従来の初期化運転における治療室2Aの通常運転時(通常運転1、通常運転2、通常運転3)及び治療室2Bの通常運転時(通常運転4、通常運転5、通常運転6)の初期化状況を、初期化済の電磁石を白、初期化されていない電磁石を黒で示している。治療室2Aの通常運転時は、直前の初期化運転により、シンクロトロン9に属する第1電磁石群、第1ビーム輸送系の上流側から切替電磁石6Aの直前までの第2電磁石群、治療室2Aに対応する第2ビーム輸送系に属する第3電磁石群(切替電磁石6Aを含む)が初期化済となる。治療室2Bの通常運転時は、直前の初期化運転により、シンクロトロン9に属する第1電磁石群、第1ビーム輸送系の上流側から切替電磁石6Bの直前までの第2電磁石群、治療室2Bに対応する第2ビーム輸送系に属する第3電磁石群(切替電磁石6Bを含む)が初期化済となる。但し、切替電磁石6Aに関しては、負荷切替装置40により電磁石電源装置22bが切替電磁石6Bと接続するよう切り替えられているため、切替電磁石6Aは無励磁状態となるだけで、初期化は行われない。そのため、治療室6Bにおける通常運転時の切替電磁石6Aの残留磁場は、治療室2Aでの通常運転によるヒステリシスの影響を受ける。そして、治療室2Bの通常運転が切替電磁石6Aの残留磁場から受ける影響が毎回異なってくる。
FIG. 10 shows the normal operation of the
図11は図8の本実施の形態の初期化運転における治療室2Aの通常運転時(通常運転1、通常運転2、通常運転3)及び治療室2Bの通常運転時(通常運転4、通常運転5、通常運転6)の初期化状況を、初期化済の電磁石を白、初期化されていない電磁石を黒で示している。治療室2Aの通常運転時は、通常運転1直前の初期化運転及び通常運転1、通常運転2直後の初期化運転により、シンクロトロン9に属する第1電磁石群、第1ビーム輸送系の上流側から切替電磁石6Aの直前までの第2電磁石群、治療室2Aに対応する第2ビーム輸送系に属する第3電磁石群(切替電磁石6Aを含む)が初期化済となる。また、治療室2Bは通常運転4の直前においては前回の初期化運転から一定時間が経過していないこと及び通常運転4、通常運転5直後の初期化運転により、第1ビーム輸送系の上流側から切替電磁石6Bの直前までの第2電磁石群、治療室2Bに対応する第2ビーム輸送系に属する第3電磁石群(切替電磁石6Bを含む)についても初期化済である。また、治療室2Aの通常運転後に使用した電磁石は初期化されるため、治療室2Bの通常運転時も治療室2Aの通常運転時と同様の初期化状況となる。そして、切替電磁石6Aの初期化運転が行われているため、治療室2Aでの通常運転によるヒステリシスが治療室2Bのビーム照射へ影響を及ぼすことはない。
11 shows the normal operation of the
尚、図9における各電磁石の初期化状況についても同様に、図10、図11のようになる。 Similarly, the initialization state of each electromagnet in FIG. 9 is as shown in FIGS.
第2の実施の形態では通常運転後に初期化運転を行うことで、前の治療室での通常運転によるヒステリシスの影響を毎回一定にすることができる。また、通常運転後に初期化運転を行い、それと並行して次の照射準備を行うことにより、各治療室の治療開始のタイミングによっては、装置稼働時間の短縮ができる。 In the second embodiment, by performing the initialization operation after the normal operation, the influence of the hysteresis due to the normal operation in the previous treatment room can be made constant every time. In addition, the initialization operation is performed after the normal operation, and the next irradiation preparation is performed in parallel therewith, so that the operation time of the apparatus can be shortened depending on the treatment start timing of each treatment room.
尚、第1及び第2の実施の形態では共にシンクロトロンの例を挙げたが、サイクロトロンにおいても同様の効果が得られる。 In the first and second embodiments, the example of the synchrotron is given, but the same effect can be obtained in the cyclotron.
1 荷電粒子ビーム発生装置
2,2A,2B,2C 治療室
4 ビーム輸送系
4A 第1ビーム輸送系
5A,5B,5C 第2ビーム輸送系
6,8,12,16,16A,16B,16C,18,18A,18B,18C,19,19A,19B,19C 偏向電磁石
6A,6B,6C 切替電磁石
7 前段加速器
9 シンクロトロン
10,10A,10B,10C 照射装置
13,14,14A,14B,14C,14D,15,15A,15B,15C,17,17A,17B,17C 四極電磁石
20,20A 制御装置
21,21A 制御部
21a 電磁石制御部
21b 負荷切替制御部
22 電磁石電源装置
22a 第1電磁石電源装置
22b 第2電磁石電源装置
23 シーケンサ
24 記憶装置
25 出力装置
26 初期化パターン
27 通常運転パターン
28 通常運転判定装置
29 初期化運転判定装置
30 初期化タイマー
31 初期化運転開始指令
32 初期化運転開始信号
33 再初期化要求
34a,34b 通常運転停止指令
35 通常運転完了信号
36 初期化運転完了信号
37 通常運転開始要求
38 通常運転開始信号
40 負荷切替装置
41 準備完了信号
42 負荷切替要求
43 負荷切替完了信号
44 通常運転開始許可信号
51 四極電磁石
52 偏向電磁石1 charged
Claims (5)
前記荷電粒子ビームの照射を行う照射装置(10)と、
前記荷電粒子ビーム発生装置から前記照射装置に出射された前記荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系(4)とを備える荷電粒子照射システムにおいて、
前記荷電粒子ビーム発生装置(1)に属する電磁石群(51,52)及び前記ビーム輸送系(4)に属する電磁石群(6,12〜19)を励磁して行う通常運転完了後に、前記通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う制御装置(21)を備えることを特徴とする荷電粒子照射システム。A charged particle beam generator (1) for emitting a charged particle beam;
An irradiation device (10) for irradiating the charged particle beam;
In a charged particle irradiation system comprising a beam transport system (4) for transporting the charged particle beam emitted from the charged particle beam generator to the irradiation device,
After completion of normal operation performed by exciting the electromagnet group (51, 52) belonging to the charged particle beam generator (1) and the electromagnet group (6, 12-19) belonging to the beam transport system (4), the normal operation is performed. A charged particle irradiation system comprising a control device (21) for automatically performing an initialization operation for initializing the electromagnet group excited in step (1).
複数の場所にそれぞれ設置された複数の照射装置(10A〜10C)と、
前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系(4A,5A〜5C)とを備え、
前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第1ビーム輸送系(4A)と、この第1ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第2ビーム輸送系(5A〜5C)を有する荷電粒子照射システムにおいて、
前記荷電粒子ビーム発生装置(1)に属する電磁石群(51,52)、前記第1ビーム輸送系(4A)の上流側から、前記複数の照射装置(10A〜10C)のうち治療に用いる照射装置(例えば10A)に対応する切替電磁石(例えば6A)までの電磁石群(例えば12,13,14A)、及び当該照射装置に対応する第2ビーム輸送系(例えば5A)に属する電磁石群(例えば6A,12A〜19A)を励磁して行う通常運転完了後に、前記通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う制御装置(21A,21a)を備えることを特徴とする荷電粒子照射システム。A charged particle beam generator (1) for emitting a charged particle beam;
A plurality of irradiation devices (10A to 10C) respectively installed at a plurality of places;
A beam transport system (4A, 5A-5C) that communicates with the charged particle beam generator and transports the charged particle beam emitted from the charged particle beam generator to each of the irradiation devices;
The beam transport system includes a first beam transport system (4A) connected to the charged particle beam generator and a plurality of second beams branched from the first beam transport system and connected to the irradiation devices. In a charged particle irradiation system having a transport system (5A-5C),
Irradiation device used for treatment among the plurality of irradiation devices (10A to 10C) from the upstream side of the first beam transport system (4A) from the electromagnet group (51, 52) belonging to the charged particle beam generation device (1). Electromagnet groups (for example, 12, 13, 14A) up to switching electromagnets (for example, 6A) corresponding to (for example, 10A), and electromagnet groups (for example, 6A, 6A) belonging to the second beam transport system (for example, 5A) corresponding to the irradiation apparatus. Charged particles comprising a control device (21A, 21a) for automatically performing an initialization operation for initializing the electromagnet group excited in the normal operation after the normal operation performed by exciting 12A to 19A) is completed Irradiation system.
複数の場所(2A〜2C)にそれぞれ設置された複数の照射装置(10A〜10C)と、
前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを輸送するビーム輸送系(4A,5A〜5C)とを備え、
前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第1ビーム輸送系(4A)と、この第1ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記複数の照射装置に接続された複数の第2ビーム輸送系(5A〜5C)を有し、
前記荷電粒子ビーム発生装置(1)は第1電磁石群(51,52)を有し、前記第1ビーム輸送系(4A)は第2電磁石群(12,13,14A〜14D)を有し、前記複数の第2ビーム輸送系(5A〜5C)は第3電磁石群(6A,15A〜19A,6B,15B〜19B,6C,15C〜19C)を有し、前記第3電磁石群は前記第1ビーム輸送系から前記複数の第2ビーム輸送系の各分岐位置に配置された切替電磁石群(6A〜6C)を含む荷電粒子照射システムにおいて、
前記第1電磁石群(51,52)及び第2電磁石群(12,13,14A〜14D)を励磁するための第1電磁石電源装置(22a)と、
前記第3電磁石群(6A,15A〜19A,6B,15B〜19B,6C,15C〜19C)を励磁するための第2電磁石電源装置(22b)と、
前記第3電磁石群の電磁石のうち、治療のために選択された1つの第2ビーム輸送系(例えば5A)に属する選択された電磁石群(例えば6A,15A〜19A)を前記第2電磁石電源装置(22b)に接続するよう切り替える負荷切替装置(40)と、
前記荷電粒子ビーム発生装置(1)に属する第1電磁石群、前記第1ビーム輸送系に属する前記第2電磁石群のうち、前記第1ビーム輸送系の上流側から前記選択された1つの第2ビーム輸送系(例えば5A)に対応する切替電磁石(例えば6A)の直前までの電磁石群(例えば12,13,14A)、及び前記第2ビーム輸送系に属する前記第3電磁石群のうち前記選択された電磁石群(例えば6A,15A〜19A)を励磁して行う通常運転完了後に、前記通常運転で励磁した電磁石群を初期化する初期化運転を自動的に行う第1制御装置(21A,21a)と、
前記第1制御装置による前記初期化運転が完了し、かつ前記複数の場所(2A〜2C)の1つ(例えば2B)からその場所での照射準備が完了したことを示す準備完了信号(41)が出力されたときに前記負荷切替装置(40)を制御し、前記第3電磁石群の電磁石のうち、前記1つの場所に対応する第2ビーム輸送系(例えば5B)に属する前記選択された電磁石群(例えば6B,15B〜19B)を前記第2電磁石電源装置(22b)に接続するよう切り替える第2制御装置(21A,21b)とを備えることを特徴とする荷電粒子照射システム。A charged particle beam generator (1) for emitting a charged particle beam;
A plurality of irradiation devices (10A to 10C) respectively installed at a plurality of places (2A to 2C);
A beam transport system (4A, 5A-5C) that communicates with the charged particle beam generator and transports the charged particle beam emitted from the charged particle beam generator to each of the irradiation devices;
The beam transport system includes a first beam transport system (4A) connected to the charged particle beam generator and a plurality of first branches branched from the first beam transport system and connected to the plurality of irradiation devices. Having a two-beam transport system (5A-5C),
The charged particle beam generator (1) has a first electromagnet group (51, 52), and the first beam transport system (4A) has a second electromagnet group (12, 13, 14A-14D), The plurality of second beam transport systems (5A to 5C) include a third electromagnet group (6A, 15A to 19A, 6B, 15B to 19B, 6C, and 15C to 19C), and the third electromagnet group includes the first electromagnet group. In a charged particle irradiation system including a switching electromagnet group (6A to 6C) arranged at each branch position of the plurality of second beam transport systems from a beam transport system,
A first electromagnet power supply (22a) for exciting the first electromagnet group (51, 52) and the second electromagnet group (12, 13, 14A-14D);
A second electromagnet power supply (22b) for exciting the third electromagnet group (6A, 15A to 19A, 6B, 15B to 19B, 6C, 15C to 19C);
Among the electromagnets of the third electromagnet group, the selected electromagnet group (for example, 6A, 15A to 19A) belonging to one second beam transport system (for example, 5A) selected for treatment is used as the second electromagnet power supply device. A load switching device (40) for switching to connect to (22b);
Of the first electromagnet group belonging to the charged particle beam generator (1) and the second electromagnet group belonging to the first beam transport system, the second one selected from the upstream side of the first beam transport system. The electromagnet group (for example, 12, 13, 14A) up to immediately before the switching electromagnet (for example, 6A) corresponding to the beam transport system (for example, 5A) and the third electromagnet group belonging to the second beam transport system are selected. The first control device (21A, 21a) that automatically performs initialization operation for initializing the electromagnet group excited in the normal operation after the normal operation performed by exciting the electromagnet group (for example, 6A, 15A to 19A) is completed. When,
A preparation completion signal (41) indicating that the initialization operation by the first control device is completed and irradiation preparation at one of the plurality of locations (2A to 2C) (for example, 2B) is completed. Is output, and the selected electromagnet belonging to the second beam transport system (for example, 5B) corresponding to the one place among the electromagnets of the third electromagnet group is controlled. A charged particle irradiation system comprising: a second control device (21A, 21b) that switches a group (for example, 6B, 15B to 19B) to connect to the second electromagnet power supply device (22b).
前記制御装置(21)は、更に、前記初期化運転により前記電磁石群(51,52,6,12〜19)を初期化したときに、初期化が完了した時刻を記憶し、この時刻から予め設定した所定時間以上前記電磁石群の初期化が行われない場合に、前記電磁石群を再初期化する初期化運転を自動的に行うことを特徴とする荷電粒子照射システム。In the charged particle irradiation system according to any one of claims 1 to 3,
The control device (21) further stores a time at which the initialization is completed when the electromagnet group (51, 52, 6, 12-19) is initialized by the initialization operation. A charged particle irradiation system, wherein an initialization operation for reinitializing the electromagnet group is automatically performed when the electromagnet group is not initialized for a set predetermined time or more.
前記制御装置(21)は、更に、前記通常運転中に通常運転停止指令を受けた場合に、前記通常運転を停止して前記電磁石群(51,52,6,12〜19)を初期化する初期化運転を自動的に行うことを特徴とする荷電粒子照射システム。In the charged particle irradiation system according to any one of claims 1 to 3,
The control device (21) further stops the normal operation and initializes the electromagnet groups (51, 52, 6, 12 to 19) when a normal operation stop command is received during the normal operation. Charged particle irradiation system characterized by automatically performing initialization operation.
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