KR100649505B1

KR100649505B1 - 입자선 치료 시스템

Info

Publication number: KR100649505B1
Application number: KR1020040011074A
Authority: KR
Inventors: 모리야마구니오; 마에다아끼히꼬; 야스에요시까쯔; 나까야마다까히데
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2006-11-27
Also published as: KR20040079849A; US20040183033A1; EP1454654A2; US20040200982A1; EP1454657A3; KR100602029B1; US7173264B2; DE602004020819D1; EP1454656A2; EP1454654B1; US7262424B2; EP1454655A3; US20040173763A1; DE602004020820D1; EP1454657A2; KR20040079847A; EP1454656A3; AU2004201061A1; JP3859605B2; US7319231B2

Abstract

본 발명은 조사 대상이 아닌 치료실로의 잘못된 빔 수송을 미연에 방지하고, 안전성을 향상하기 위한 입자선 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

하전 입자 빔을 출사하는 하전 입자 빔 발생 장치(1)와, 조사 장치(15A 내지 15C, 16)를 구비한 복수의 치료실(2A 내지 2C, 3)과, 출사된 빔을 빔 진행 방향 하류측으로 수송하는 하나의 제1 빔 수송계(4)와, 이로부터 분기하도록 설치되어 빔을 복수의 치료실(2A 내지 2C, 3) 중 대응하는 것의 조사 장치(15A 내지 15C, 16)로 각각 수송하는 복수의 제2 빔 수송계(5A 내지 5D)와, 그 분기부에 각각 설치되어, 제1 빔 수송계(4)로부터의 빔을 편향하여 대응하는 제2 빔 수송계(5A 내지 5D)로 도입하는 복수의 절환 전자석(6A 내지 6C)과, 절환 전자석(6A 내지 6C)보다 하류측에 설치되어, 빔 진행 경로를 차단하는 제1 셔터(7A 내지 7D)를 갖는다.

하전 입자 빔, 빔 발생 장치, 빔 수송계, 절환 전자석, 조사 장치

Description

입자선 치료 시스템{PARTICLE RADIATION THERAPY SYSTEM}

도1은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 입자선 치료 시스템의 전체 개략 구성을 나타내는 개념도.

도2는 도1에 도시한 치료실의 상세 구성을 나타낸 개념적 평면도.

도3은 본 발명의 실시 형태의 입자선 치료 시스템에 있어서의 제어계를 나타낸 블록도.

도4는 본 발명의 일실시 형태의 입자선 치료 시스템에 있어서의 제어계를 더욱 상세히 나타낸 블록도.

도5는 선착 우선 제어 장치가 실행하는 제어 수순을 나타낸 흐름도.

도6은 각 환자별 상기 치료 계획 데이터(환자 데이터)의 일예를 나타낸 도면.

도7은 중앙 제어 장치 내에 설치한 메모리에 미리 저장 기억되어 있는 전력 공급 제어 테이블을 나타낸 도면.

도8은 중앙 제어 장치 내에 설치한 메모리에 미리 저장 기억되어 있는 도7과는 다른 전력 공급의 제어 테이블을 나타낸 도면.

도9는 제어 지령 데이터의 일예를 나타낸 도면.

도10은 스위치 절환반의 상세 구성을 나타낸 도면.

도11은 경로 절환 제어 장치의 메모리에 기억된 스위치의 절환 패턴을 나타낸 도면.

도12는 판정기에 있어서의 비교의 모습을 설명하기 위한 데이터 비교 설명도.

도13은 중앙 인터록 장치의 셔터의 개폐 제어에 따른 기능을 나타낸 블록도.

도14는 전자석 전원 제어 장치, 경로 절환 제어 장치에 있어서의 인터록 기능을 나타낸 설명도.

도15는 셔터 개폐 비교 기능을 포함하는 중앙 인터록 장치의 또 다른 기능(이상 검출시의 록 기능)을 나타내는 블록도.

도16은 본 실시 형태에 있어서의 조작, 제어의 흐름을 경시적으로 나타낸 도면.

도17은 스위치 절환반의 다른 실시 형태의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 하전 입자 빔 발생 장치

2A 내지 2C : 치료실

3 : 치료실

4 : 제1 빔 수송계

5A 내지 5D : 제2 빔 수송계

6A 내지 6C : 절환 전자석

7A 내지 7D : 제1 셔터

15A 내지 15C : 조사 장치

16 : 조사 장치

본 발명은 입자선 치료 시스템에 관한 것으로, 특히 양자 및 탄소 이온 등의 하전 입자 빔을 환부에 조사하여 치료하는 입자선 치료 시스템에 관한 것이다.

암 등의 환자의 환부에 양자 등의 하전 입자 빔을 조사하는 치료 방법이 알려져 있다. 이 치료에 이용하는 치료 시스템 중 대규모인 것은 종래 하전 입자 빔 발생 장치, 빔 수송계 및 복수의 치료실을 구비한다. 하전 입자 빔 발생 장치에서 가속된 하전 입자 빔은, 빔 수송계를 거쳐 각 치료실의 조사 장치에 이르고, 조사 장치의 노즐로부터 환자의 환부에 조사된다. 이 때, 빔 수송계는 하나의 공통의 빔 수송계와, 이 하나의 제1 빔 수송계로부터 분기하여 각 치료실의 조사 장치에 설치된 복수의 분기 후의 빔 수송계로 구성된다. 각 분기 빔 수송계의 분기 장치에는 제1 빔 수송계로부터의 하전 입자 빔을 편향하여 상기 분기 빔 수송계로 도입하기 위한 절환 전자석이 각각 설치되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]

미국 특허 제5,585,642호(대응 일본 출원 : 일본 특허 공표 공보 제1999-501232호 공보); 칼럼 4, 제47행 내지 칼럼 5, 제34행

상기 종래의 입자선 치료 시스템에 있어서, 각 치료실에 있어서의 조사 치료 시에는, 제1 빔 수송계로부터의 하전 입자 빔을 상기 치료실에만 선택적으로 도입한다. 그 때, 모든 절환 전자석을 제어 컨트롤로부터의 제어 신호에 의해서 여자 절환 제어하고, 그 치료실에의 빔 수송 경로를 형성한다. 이에 따라, 본래 그 때에 하전 입자 빔을 도입해야 할 치료실과는 다른 치료실로 잘못하여 하전 입자 빔이 유도되는 것을 방지한다.

그러나, 상기와 같은 제어 컨트롤러로부터의 제어 신호의 전자석 여자 절환 제어에 의한 루프 형성만으로는, 어떠한 이유에 의한 제어 컨트롤러의 만일의 오동작과 제어 불안정 상태의 발생 등의 가능성을 고려하면, 조사 대상이 아닌 치료실에의 잘못된 빔 수송을 미연에 방지한다는 면에서, 아직 개선의 여지가 있었다.

본 발명의 목적은 조사 대상이 아닌 치료실에의 잘못된 빔 수송을 미연에 방지하여, 안전성을 향상할 수 있는 입자선 치료 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하는 제1 발명의 특징은, 복수의 치료실 내의 상기 각 조사 장치에 하전 입자 빔 발생 장치로부터 출사된 하전 입자 빔을 따로 따로 수송하는 복수의 빔 수송계 중 적어도 하나에 상기 빔 수송계의 빔 경로를 차단하는 제1 셔터를 설치하는 것이다. 이와 같이, 빔 자체를 물리적으로 차단해버리는 셔터를 빔 경로에 설치함으로써, 전자석 절환을 수행하는 제어 컨트롤러 소프트의 신뢰성에만 의존하는 종래 기술에 비하여, 안전성을 현저하게 향상할 수 있다. 바람직하게는, 상기 전체 빔 수송계의 빔 경로를 차단하는 제1 셔터를 설치하면 안전성은 현저히 향상한다.

제2 발명의 특징은, 선택된 치료실을 나타내는 치료실 정보와, 그 치료실에 입실하는 환자의 환자 식별 정보에 따라 정해지는 치료 계획 정보를 적어도 이용하여, 선택된 치료실 내의 조사 장치로 하전 입자 빔을 유도하는 빔 수송계에 설치된 복수의 엘리먼트 각각의 제어 정보를 포함하는 제어 지령 정보를 작성하는 제어 정보 작성 장치를 구비하는데 있다. 이에 따라, 시스템 구성을 간소화할 수 있음과 동시에, 원활하고 효율적인 치료를 수행할 수 있다. 구체적으로는, 의사측에서는 각 환자의 치료 계획 정보만을 작성하고, 오퍼레이터측으로부터는 어떤 치료실에 어떤 환자가 있는가 하는 환자 식별 정보 및 치료실 정보를 제어 정보 작성 장치로 부여하면 충분하다. 제어 정보 작성 장치는, 환자 식별 정보에 의해 얻어지는 치료 계획 정보 및 치료실 정보에 근거하여, 자동적으로 하전 입자 빔 발생 장치와 절환 전자석을 작동시키기 위한 최종적인 제어 지령 정보를 작성한다. 이 결과, 제어 지령 정보를 작성함에 있어서, 의학적인 견지에 근거한 환자의 치료 계획 정보와 단지 치료 시스템의 조작 상에 필요한 정보를 모두 망라한 방대한 데이터를 준비할 필요가 없어진다. 따라서, 의사측과 오퍼레이터측에서 데이터에 관한 분업화를 도모할 수 있으므로, 시스템 구성을 간소화할 수 있음과 동시에, 원활하고 효율적인 치료를 수행할 수 있다.

제3 발명의 특징은, 복수의 치료실의 각각에 대한 조사 준비 완료 신호에 기인하여 치료실에 하전 입자 빔을 유도하는 순번을 결정하고, 그 순번에 따라서 각 치료실의 조사 장치에 하전 입자 빔 발생 장치로부터 출사된 하전 입자 빔을 유도 하는 빔 경로를 형성하는 제어 시스템을 구비한 것에 있다.

이에 따라, 오퍼레이터의 수고와 노력을 대폭 저감할 수 있게 된다. 구체적으로는, 임의의 치료실에 있어서 조사 준비를 할 경우, 다른 치료실의 상황을 고려하지 않고, 유연하게 조사 준비를 수행할 수 있다. 즉, 미리 각 치료실의 조사 순번을 미리 이에 따라 빔 수송을 행하는 경우와 달리, 예를 들어 조사 준비에 수고를 요했거나 또는 환자가 기분이 나빴던 등의 치료실에 대해서는, 조사 준비가 미리 완료한 치료실보다 자동적으로 나중으로 하는 등 유연하게 대응하고, 필요 없는 대기 시간을 없애서 시스템을 최대한 유효하게 활용할 수 있다. 따라서, 다수의 환자에 대해, 원활하고 효율적인 치료를 수행할 수 있다. 또한, 예를 들어 조사 순번과 스케줄을 미리 정해두는 것이 반드시 필요하지는 않게 되거나, 또는 스케줄을 용이하고 플랙시블하게 변경할 수 있다. 이 경우, 치료 시에 있어서의 오퍼레이터의 수고와 노력을 대폭 저감할 수 있게 된다.

제4 발명의 특징은, 선택된 치료실 내에 연장되어 있는 빔 경로의 제1 엘리먼트군에 대한 제어 지령 정보를 작성하는 제어 정보 작성 장치와, 제1 엘리먼트군의 상태를 나타내는 상태 정보를 포함하는 엘리먼트 정보로부터, 선택된 치료실 내에 연장되어 있는 상기 빔 경로의 상기 제1 엘리먼트군의 상태 정보를 선택하고, 선택된 상태 정보가 상기 제어 지령 정보에 포함된 제1 엘리먼트군의 제어 지령 정보인 것을 확인하는 정보 확인 장치를 구비한 것에 있다. 이에 따라, 트러블 발생에 대해서 능력 저하가 적은 강한 시스템을 실현할 수 있다. 구체적으로는 복수의 치료실 중 어느 하나에 문제가 발생하여, 그 치료실에 관한 각 전자석 실작동 검출 수단으로부터 통상의 값이 아닌 검출 신호가 출력되었더라도, 그 치료실을 실제로 치료에 사용하지 않고 선택하지 않도록 하면, 추출 판정 수단은 그와 같은 통상의 값이 아닌 검출 신호로 혼란해짐 없이, 지령치와 실제치의 비교와 같은 본래의 역할을 확실히 수행할 수 있다. 이 결과, 하나의 치료실에 문제가 발생하더라도, 정상적인 나머지 치료실을 이용하여 계속하여 치료 행위가 가능하게 되므로, 치료 능력의 저하를 방지 또는 최소한에 그치게 할 수 있어, 원활하게 치료를 계속할 수 있다. 바꾸어 말하면, 트러블 발생에 대해 능력 저하가 적고 강한 시스템을 실현할 수 있다.

제5 발명의 특징은, 복수의 엘리먼트군이 빔 경로의 하전 입자 빔의 진행 방향에 있어서, 빔 경로에 순차 배치되고, 또 각각의 엘리먼트군은 복수의 빔 경로에 각각 배치되는 엘리먼트를 포함하고 있으며, 엘리먼트군내의 각 엘리먼트를 각각 배타적으로 선택하는 배타적 선택 장치를 엘리먼트군마다 설치하는 것에 있다. 이에 따라, 조사를 예정하지 않은 치료실에 잘못 빔이 도입되는 것은 확실하게 방지할 수 있으므로, 안전성을 향상할 수 있다. 구체적으로는 정상 시에는 하나의 계통의 전자석군에만 전력이 공급되어 하나의 빔 경로가 완성되어, 예를 들어, 조사하려고 하는 치료실에만 빔이 도입된다. 한편, 어떠한 이상으로 전력이 복수 계통에 걸쳐 공급된 경우에는 아무런 빔 경로도 형성되지 않고, 모든 치료실에 빔은 도입되지 않는다. 즉, 어떠한 경우에도 조사를 예정하지 않은 치료실에 잘못 빔이 도입되는 것은 확실히 방지할 수 있으므로, 안전성을 향상할 수 있다.

제6 발명의 특징은, 치료실 내 또는 치료실에 각각 대응하여 설치된 제어실 내에 설치되어, 치료실 내에서의 조사 준비 완료를 나타내는 신호를 입력하기 위한 제1 수동 입력 장치를 조작하고, 그 후 선택된 치료실 내의 조사 장치에 하전 입자 빔을 유도하는 빔 수송계에 있어서의 하전 입자 빔의 수송의 각각의 준비가 완료되었음을 확인하고, 하전 입자 빔의 수송의 준비 완료 정보를 준비 완료 표시 장치에 표시시키고, 그 후 치료실 내 또는 제어실 내에 설치된 조사 개시를 지시 입력하기 위한 제2 수동 입력 장치를 조작하는데 있다.

이에 따라, 치료실 내에서의 환자에 대한 조사 준비 완료 후에 빔 수송계에 있어서의 하전 입자 빔의 수송의 각각의 준비가 완료하기 직전까지, 조사 개시를 시작할지의 여부를 결정할 수 있다. 이 결과, 환자의 몸 상태, 컨디션이 조사 치료를 허용할 수 있는 만전의 상태에 있는지, 컨디션이 좋지 않게 되거나 화장실에 가고 싶어지지는 않았는지 등, 조사 직전 순간까지 언제라도 조사를 중지 가능한 유연한 체제로 할 수 있다. 따라서, 각 환자에게 있어 안전하고 지장이 없는 만전을 기한 치료를 수행할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시 형태인 입자선 치료 시스템(입자선 조사 시스템)을 도면을 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태의 입자선 치료 시스템인 양자선 치료 시스템은, 도1에 도시한 바와 같이, 하전 입자 빔 발생 장치(1)와, 4개의 치료실(2A, 2B, 2C 및 3)과, 하전 입자 빔 발생 장치(1)의 하류측에 접속된 제1 빔 수송계(4) 및 이 제1 빔 수송계(4)로부터 분기하도록 각각 설치된 제2 빔 수송계(5A, 5B, 5C 및 5D)를 갖는 빔 수송계와, 절환 전자석(경로 절환 장치)(6A, 6B, 6C)과, 각 치료실별의 셔터(제1 셔터)(7A, 7B, 7C, 7D)와, 전체 치료실 공통의 셔터(제2 셔터)(8)를 갖고 있다. 제1 빔 수송계(4)는 제2 빔 수송계(5A, 5B, 5C 및 5D)의 각각에 이온 빔을 도입하는 공통의 빔 수송계이다.

하전 입자 빔 발생 장치(1)는 이온원(도시하지 않음), 전단 하전 입자 빔 발생 장치(리낵(linac)(11) 및 싱크로트론(12)을 갖는다. 이온원에서 발생한 이온(예를 들어, 양자 이온(또는 탄소 이온))은 전단 하전 입자 빔 발생 장치(예를 들어, 직선 하전 입자 빔 발생 장치)(11)에서 가속된다. 전단 하전 입자 빔 발생 장치(11)로부터 출사된 이온 빔(양자 빔)은 4극 전자석(9) 및 편향 전자석(10)을 통하여 싱크로트론(12)에 입사된다. 하전 입자 빔(입자선)인 그 이온 빔은, 싱크로트론(12)에서 고주파 가속 공동(도시하지 않음)으로부터 인가되는 고주파 전력에 의해서 에너지를 부여받아 가속된다. 싱크로트론(12)내를 주회하는 이온 빔의 에너지가 설정된 에너지(예를 들어, 100 내지 200MeV)까지 높여진 후, 출사용 고주파 인가 장치(도시하지 않음)로부터 고주파가 이온 빔에 인가된다. 안정 한계 내에서 주회하고 있는 이온 빔은, 이 고주파의 인가에 의해서 안정 한계 밖으로 이행하고, 출사용 편향기(도시하지 않음)를 통하여 싱크로트론(12)으로부터 출사된다. 이온 빔의 출사 시에는, 싱크로트론(12)에 설치된 4극 전자석(13) 및 편향 전자석(14) 등의 전자석에 도입되는 전류가 전류 설정치로 유지되고, 안정 한계도 대략 일정하게 유지된다. 고주파 인가 장치에의 고주파 전력의 인가를 정지함에 따라, 싱크로트론(12)으로부터의 이온 빔의 출사가 정지된다.

싱크로트론(12)으로부터 출사된 이온 빔은, 제1 빔 수송계(4)보다 하류측으 로 수송된다. 제1 빔 수송계(4)는 빔 경로(61) 및 빔 경로(61)에 빔 진행 방향 상류측에서부터 배치된 4극 전자석(18), 셔터(8), 편향 전자석(17), 4극 전자석(18), 절환 전자석(6A), 4극 전자석(19), 절환 전자석(6B), 4극 전자석(20), 절환 전자석 (6C)을 구비하고 있다. 제1 빔 수송계(4)에 도입된 이온 빔은, 이들의 전자석 및 절환 전자석(6A, 6B, 6C)의 여자, 비여자(非勵磁)의 절환에 따른 편향 작용의 유무에 따라서(상세는 후술), 제2 빔 수송계(5A), 5B, 5C 및 5D 중 어느 것에 선택적으로 도입된다. 각 절환 전자석은 편향 전자석의 일종이다.

제2 빔 수송계(5A)는 빔 경로(62)에 접속되어 치료실(2A) 내에 배치된 조사 장치(15A)에 연결되는 빔 경로(62) 및 빔 경로(62)에 빔 진행 방향 상류측에서부터 배치된 편향 전자석(21A), 4극 전자석(22A), 셔터(7A), 편향 전자석(23A), 4극 전자석(24A), 편향 전자석(25A), 편향 전자석(26A)을 구비한다. 절환 전자석(6A)은 빔 경로(62)에 배치되어 있다고도 할 수 있다. 제2 빔 수송계(5B)는 빔 경로(62)에 접속되어 치료실(2B) 내에 배치된 조사 장치(15B)에 연결되는 빔 경로(63) 및 빔 경로(63)에 빔 진행 방향 상류측에서부터 배치된 편향 전자석(21B), 4극 전자석(22B), 셔터(7B), 편향 전자석(23B), 4극 전자석(24B), 편향 전자석(25B), 편향 전자석(26B)을 구비한다. 절환 전자석(6B)은 빔 경로(63)에 배치되어 있다고도 할 수 있다. 제2 빔 수송계(5C)는 빔 경로(62)에 접속되어 치료실(2C) 내에 배치된 조사 장치(15C)에 연결되는 빔 경로(64) 및 빔 경로(64)에 빔 진행 방향 상류측에서부터 배치된 편향 전자석(21C), 4극 전자석(22C), 셔터(7C), 편향 전자석(23C), 4극 전자석(24C), 편향 전자석(25C), 편향 전자석(26C)을 구비한다. 또한, 제2 빔 수송계(5D)는 빔 경로(61)에 접속되어 치료실(3) 내에 설치된 고정 조사 장치(16)에 연결되는 빔 경로(65) 및 빔 경로(65)에 빔 진행 방향 상류측에서부터 배치된 4극 전자석(27, 28), 셔터(7A)를 구비한다. 절환 전자석(6C)은 빔 경로(64, 65)에 배치되어 있다고도 할 수 있다. 제2 빔 수송계(5A)로 도입된 이온 빔은 해당하는 전자석의 여자에 의해 빔 경로(62)를 통하여 조사 장치(15A)로 수송된다. 제2 빔 수송계(5B)로 도입된 이온 빔은 해당하는 전자석의 여자에 의해 빔 경로(63)를 통하여 조사 장치(15B)로 수송된다. 제2 빔 수송계(5C)로 도입된 이온 빔은 해당하는 전자석의 여자에 의해 빔 경로(64)를 통하여 조사 장치(15A)로 수송된다. 또한, 제2 빔 수송계(5D)로 도입된 이온 빔은 해당하는 전자석의 여자에 의해 빔 경로(65)를 통하여 조사 장치(16)로 수송된다.

치료실(2A 내지 2C)은 내부에 각각 설치된 회전 갠트리(도시하지 않음)에 장착된 조사 장치(15A 내지 15C)를 각각 구비한다. 치료실(2A 내지 2C)은 예를 들어 암환자용의 제1 내지 제3 치료실이며, 치료실(3)은 고정식의 조사 장치(16)를 구비한 안과 치료용의 제4 치료실이다.

도2를 이용하여 치료실(2A) 내의 구성 및 기기 배치를 설명한다. 치료실( 2B 및 2C)도 치료실(2A)과 같은 구성 및 기기 배치를 갖고 있으므로, 설명은 생략한다. 치료실(2A)은 1층 부분에 설치한 시료실(구획)(31) 및 이 보다 한층 낮은 지하 1층 부분에 설치한 갠트리실(구획)(32)을 구비한다. 또한, 치료실(2A)의 외측에서 치료실(2A)에 근접하여 조사 제어실(33)이 배치되어 있다. 조사 제어실(33)은 치료실(2B, 2C)에 대해서도 동일하게 배치된다. 조사 제어실(33)은 시료실(31) 과 갠트리실(32)은 차단되어 있다. 그러나, 조사 제어실(33) 내에 있어서의 환자(30A)의 모습은, 조사 제어실(33) 및 시료실(31)의 경계벽에 설치된 예를 들어 유리창 너머로 또는 시료실(31) 내에 설치한 TV 카메라(도시하지 않음)로 촬영한 영상의 모니터에 의한 관찰로 볼 수 있다.

제2 빔 수송계(5A)의 일부인 역 U자형의 빔 수송 장치 및 조사 장치(15A)는 회전 갠트리(도시하지 않음)의 대략 통형상의 회전 드럼(50)에 배치되어 있다. 회전 드럼(50)은 모터(도시하지 않음)에 의해 회전 가능하도록 구성되어 있다. 회전 드럼 (50)내에는 치료 게이지(도시하지 않음)가 형성된다.

조사 장치(15A 내지 15C)는, 회전 드럼(50)에 장착되어 전술한 역 U자형의 빔 수송 장치에 접속되는 케이싱(도시하지 않음) 및 이온 빔을 출사하는 노즐 선단측에 설치되는 스나웃(snout)(도시 않음)을 갖고 있다. 케이싱 및 스나웃 내에는 도시되지 않았으나, 예를 들어 편향 전자석, 산란체 장치, 링 콜리메이터(collimator), 환자 콜리메이터, 보울러스(bolus) 등이 배치된다.

빔 경로(62)를 거쳐 역 U자형의 빔 수송 장치로부터 치료실(2A) 내의 조사 장치(15A)내로 도입된 이온 빔은, 조사 장치(15A)내에서 링 콜리메이터에 의해 그 조사 영역이 성기게 시준되고, 환자 콜리메이터에 의해서 빔 진행 방향과 수직인 평면 방향으로 환부 형상에 맞추어 정형된다. 또한, 그 이온 빔은 보울러스에 의해 그 도달 심도가 치료용 베드(29A)에 누워있는 환자(30A)의 환부의 최대 깊이에 맞추어 조정된다. 치료용 베드(29A)는 조사 장치(15A)로부터 이온 빔을 조사하기 전에, 베드 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 이동되어 상기 치료 게이지 내에 삽 입됨과 동시에, 조사 장치(15A)에 대한 조사를 위한 위치 결정이 이루어진다. 이와 같이 하여 조사 장치(15A)에서 입자선 치료에 가장 적합한 선량 분포가 형성된 이온 빔은, 환자(30A)의 환부(예를 들어, 암과 종양의 발생 부위)에 조사되어 환부에 있어서 그 에너지를 방출하고, 고선량(高線量) 영역을 형성한다. 이온 빔의 조사 장치(15B) 및 15C내에서의 이동 상태 및 치료용 베드의 위치 결정은 조사 장치(15A)와 동일하게 이루어진다.

이 때, 회전 드럼(50)의 회전은 갠트리 컨트롤러(34)에 의해서 모터의 회전을 제어함으로써 이루어진다. 또한, 조사 장치(15A 내지 15C)내의 편향 전자석, 산란체 장치, 링 콜리메이터 등은 조사 노즐 컨트롤러(35)에 의해 구동 제어된다. 또한, 베드 구동 장치는 베드 컨트롤러(36)에 의해 구동 제어된다. 이들 컨트롤러 (34, 35 및 36)는 모두 치료 장치(2A)내의 갠트리실(32)에 배치된 조사 제어 장치(40)에 의해서 제어된다. 또한, 시료실(31)측에 연장 설치된 케이블을 통하여 펜던트(41)가 조사 제어 장치(40)에 접속되어 있고, 환자(30A)의 곁에 선 의사(또는 오퍼레이터)가 펜던트(41)의 조작에 의해, 제어 개시 신호 및 제어 정지 신호를 조사 제어 장치(40)를 통하여 해당하는 컨트롤러(34 내지 36)로 전한다. 펜던트(41)로부터 회전 갠트리의 제어 개시 신호가 출력되면, 후술하는 중앙 제어 장치(100)가 기억 장치(110)내의 치료 계획 정보 중 환자(30A)에 관한 회전 갠트리의 회전각 정보를 입력하여 조사 제어 장치(40)를 통하여 해당하는 컨트롤러(34)에 전한다. 컨트롤러(34)는 그 회전각 정보를 이용하여 회전 갠트리를 회전시킨다.

조사 제어실(33) 내에 배치된 오퍼레이터 콘솔(37)에는 제1 수동 입력 장치( 준비 완료 정보 출력 장치)로서의 환자용의 준비 완료 스위치(38), 준비 완료 표시 장치로서의 디스플레이(39), 제2 수동 입력 장치로서의 조사 지시 스위치(42) 및 제3 수동 입력 장치인 조사 취소 스위치(66)가 설치되어 있다. 이들 기능에 대해서는 후술한다. 조사 제어실(33)은 치료실(3)에 대해서도 별도로 수용되어 있다.

본 실시 형태의 양자선 치료 시스템이 구비되어 있는 제어 시스템을, 도3을 이용하여 설명한다. 그 제어 시스템(90)은 중앙 제어 장치(100), 치료 계획 데이터베이스를 저장한 기억 장치(110), 중앙 인터록 장치(안전 장치)(120), 전자석 전원 제어 장치(130), 가속기용 전원 장치(이하, 가속기 전원이라 한다)(140), 빔 패스 전자석용 전원 장치(이하, 빔 패스 전원이라 한다)(150), 스위칭 전원(이하, 스위칭 전원이라 한다)(160) 및 경로 절환 제어 장치(170)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태의 양자선 치료 시스템은, 스위치 절환반(180), 셔터 구동 장치 190A 내지 190D, 셔터 구동 장치 200 및 셔터 구동 장치 210(도시 않음, 후술하는 도13 참조)를 갖고 있다. 또한, 도3에서는 치료실(2A 내지 2C) 중, 도시의 번잡 방지를 위해 치료실(2A)에 관한 구성만을 예시하고 있으나, 다른 2개의 치료실(2B, 2C)에 대해서도 같은 구성이 설치되어 있다.

이온 빔에 의한 조사 치료를 받으려고 하는 환자(30A)는, 치료실(2A 내지 2C) 중 어느 곳에 입실한다. 그 때, 각 환자(30A)와 일대일로 대응하여 미리 부여된 환자 식별 정보인 식별자(예를 들어, 소위 ID 넘버)가, 예를 들어, 조사 제어실(33)의 오퍼레이터 콘솔(37)에 설치한 환자 ID 입력 장치(PC 등)(43)를 통하여 오퍼레이터(또는 경우에 따라서는 환자일 수도 있다. 이하 같음)에 의해 입력된다. 또한, 예를 들어, 환자(30A)의 몸에 지니는 것(예를 들어, 손목에 끼우는 벨트상인 것)에 식별자(예를 들어, 바 코드 정보)를 기입해 두고, 치료실 내로 입실 할 때에 치료실의 입구에 설치된 도시되지 않은 식별자 판독 장치(예를 들어, 바 코드 판독 장치)에 의해 그 식별자를 판독 입력시킬 수도 있다. 이 환자 ID 장치(43)는 각 치료실(2A 내지 2C)마다 설치되어 있으므로, 상기 환자 식별 정보와, 환자(30A)가 입실한 치료실의 치료실 정보(예를 들어, 치료실 번호)를 관련지어 함께 중앙 제어 장치(100)의 CPU(중앙 연산 장치)(101)로 출력한다.

한편, 입실 후에 소정의 검사 등을 마친 환자(30A)가 치료용 베드(29A)에 누워, 회전 갠트리의 회전 및 치료용 베드(29A)의 위치 결정 등의 조사전의 준비가 완료되어 이온 빔의 조사를 기다리려고 하는 상태가 되었을 때, 오퍼레이터는 치료실(2A)을 퇴출하여 가장 가까운 조사 제어실(33) 내로 가고, 오퍼레이터 콘솔(37)의 준비 완료 스위치(또는, 버튼)(38)를 누른다. 또한, 이 준비 완료 스위치(38)는 오퍼레이터의 피폭 방지가 다른 수단으로 확실히 도모되는 것이면, 치료실(2A 내지 2C) 내에 각각 설치할 수 있다. 이 준비 완료 스위치(38)를 누름으로써 발생하는 환자 준비 완료 신호(조사 준비 완료 신호)는, 중앙 인터록 장치(120)로 출력된다.

중앙 인터록 장치(120)는, 치료실(2A, 2B 및 2C)에 각각 대응하는 3개의 AND회로(121A, 121B, 121C), 치료실(3)에 대응하는 AND 회로 (121D)(도시하지 않음, AND 회로(121A)와 같은 기능을 갖는다), 또는 2개의 AND 회로(122, 123)를 구비한다. AND 회로(121A 내지 121D)에는 치료실(2A 내지 2C, 3)에 대응하는 각 조사 제 어실(33) 내의 각각의 준비 완료 스위치(38)로부터의 환자 준비 완료 신호와, 상세한 설명은 생략하나, 각 치료실(2A 내지 2C, 3) 내의 이온 빔의 조사에 관한 장치, 기기가 스탠바이(준비 완료)상태가 되었을 때에 출력되는 기계 준비 완료 신호가 각각 입력된다. 장치, 기기측의 준비가 완료된 상태에서 치료실(2A 내지 2C, 3)의 각 조사 제어실(33) 내의 준비 완료 스위치(38)가 눌려지면, AND 회로(121A, 121B, 121C, 121D)로부터 ON 신호가 중앙 제어 장치(100)의 선착 우선 제어 장치(First Come First Serve)(102)에 입력된다.

선착 우선 제어 장치(102)가 실행하는 처리 수순을 도5에 따라 설명한다. 선착 우선 제어 장치(102)는 3가지 기능을 갖는다. 첫 번째는 도5에서 제75, 제70 단계의 처리를 수행하는 치료 순서 결정 장치로서의 기능이며, 두 번째는 도5에서 제71 단계의 처리를 수행하는 치료실 정보 출력 장치로서의 기능이다. 마지막 세 번째는 도5에서 제72 내지 74 단계의 처리를 수행하는 빔 조사 캔슬 장치로서의 기능이다. 우선, 제1 기능에 대해 설명한다. 제75 단계는 치료 순서 결정 공정이며, 제70 단계는 치료실 번호(치료실 정보)의 추가 공정이다. 치료 순서 결정 공정(제 75 단계)에서는 치료실(2A)(치료실 번호 No.1)에 대응하는 AND 회로(121A), 치료실(2B)(치료실 번호 No.2)에 대응하는 AND 회로(121B), 치료실(2C)(치료실 번호 No.3)에 대응하는 AND 회로(121C), 치료실(3)(치료실 번호 No.4)에 대응하는 AND 회로로부터의 각 ON 신호에 대해서, 그들 ON 신호의 입력순(조사 준비 완료 신호의 발생순, 조사 준비 완료 신호의 출력순), 즉 가장 먼저 입력한 ON 신호를 우선적으로 빠른 순번으로 하도록 각 치료실에 대한 치료 순서가 결정된다. 치료실 번호의 추가 공정(제70 단계)에서는 결정된 치료 순서로 입력한 ON 신호를 출력한 AND 회로에 대응한 해당하는 치료실 번호(치료실 정보)가 선착 우선 제어 장치(102)의 메모리(도시하지 않음)에 기억되어 있는 조사 대기 순번의 최후미에 추가된다. AND 회로(121A, 121B, 121C, 121D)가 설치되어 있으므로, 오퍼레이터가 잘못하여 준비 완료 스위치(38)를 누른 경우에는, 기계 준비 완료 신호가 해당하는 AND 회로에 입력되지 않으므로, ON 신호가 출력되지 않는다. 이 때문에, 불필요한 빔 경로를 형성하는 조작(후술하는 전자석의 여자 등)을 방지할 수 있다.

이어서, 제2 기능에 대해 설명한다. 가장 처음의 치료(예를 들어, 하루의 가장 처음 치료)에서는 선착 우선 제어 장치(102)의 메모리 내에 기억된 가장 앞선 순번의 치료실 번호가 출력된다(제71 단계). 이 가장 앞선 순번의 치료실 번호 (No.1, No.2, No.3 또는 No.4)는 중앙 제어실(100)의 CPU(101)(도4 참조)에 입력된다. 두 번째 이후는 컨트롤러(220)(도13 참조)로부터 출력된 조사 만료 신호(후술)또는 중앙 인터록 장치(120)(도15 참조)의 OR 회로(69)의 출력인 빔 정지 신호(후술)가 단자(67)를 통하여 입력되었을 때, 상기 가장 앞선 순번의 치료실 번호가 선착 우선 제어 장치(102)로부터 CPU(101)로 출력된다. 조사 만료 신호 및 빔 정지 신호는 조사 만료 신호이며, 가장 앞선 순번의 치료실 번호는 조사 만료 신호로 출력된다. 가장 앞선 순번의 치료실 번호의 출력에 의해, 상기 메모리내의 조사 대기의 치료실 번호는 출력 순위가 하나 앞당겨 진다.

마지막으로 제3 기능에 대해 설명한다. 이 기능은 임의의 치료실에 대한 준비 완료 스위치(38)가 눌려진 후에 조사 지시 스위치(42)가 눌려질 때까지 동안에, 치료용 베드(29A)상의 환자(30A)의 상태가 나빠져서 이온 빔의 환자(30A)에의 조사를 중지할 때에 작동시킨다. 예를 들어, No.1의 치료실(2A) 내의 환자(30A)가 상태가 나빠진 경우에는, 치료실(2A)에 대응하는 제어실(33) 내의 조사 취소 스위치 (66)를 의사가 누른다. 이에 따라 발생하는 캔슬 신호가 선착 우선 제어 장치 (102)에 입력되면, 제72 단계에서 해당하는 치료실 번호가 출력 완료되었는지를 판정한다. 「NO」이면 선착 우선 제어 장치(102)의 메모리내의 해당하는 치료실 번호(이번은 No.1)가 캔슬 된다(제74 단계). 이 때, 캔슬된 치료실 번호보다도 조사 대기의 치료실 번호가 하나 앞당겨 진다. 제72 단계의 판정이「YES」이면, 출력 완료된 치료실 번호를 캔슬하기 위해, 하전 입자 빔 발생 장치(1)에의 빔 정지 신호를 출력한다(제73 단계). 이 빔 정지 신호는 단자(68)를 통하여 중앙 인터록 장치(120)의 OR 회로(69)(도15 참조)로부터 출력되어, 하전 입자 빔 발생 장치(1)가 강제 정지된다. 제3 기능에 의해, 상태가 나빠진 치료용 베드(29A)상의 환자에 대한 이온 빔의 조사를 정지할 수 있다.

선착 우선 제어 장치(102)는 내부의 메모리 내에 치료순으로 기억되어 있는 복수의 치료실 번호를 그 순서로 각 치료실(2A 내지 2C, 3)에 대응하는 각 조사 제어실(33) 내의 오퍼레이터 콘솔(37)에 설치된 각 디스플레이(39)로 출력한다. 치료순으로 치료실 번호가 각 디스플레이(39)에 표시되므로, 각 치료실(2A 내지 2C, 3)에 대응한 조사 제어실(33) 내에 있는 각 오퍼레이터는, 담당 치료실의 현재의 치료순을 알 수 있다. 또한, 이와 같은 표시에 한정되지 않고, 선착 우선 제어 장치(102)는 대기 인수가 몇 명인지, 치료까지의 대기 시간이 대략 어느 정도가 될지 등을 각 디스플레이(39)에 표시할 수도 있다. 또는 그다지 구체적이지 않고 우선 순위가 1위가 아닌 것(지금 당장 조사 가능하지 않고 적어도 환자 한 명은 기다리지 않으면 않되는 것)을 표시하는 것만으로 가능하다.

앞의 제71 단계에서 선착 우선 제어 장치(102)에 의해 출력된 가장 앞선 순번의 치료실 번호(앞으로 조사를 행하기 위해 선택된 치료실의 번호), 즉 선택된 치료실의 치료실 번호는, 중앙 제어 장치(100)의 CPU(101)로 입력된다. 이하의 설명의 편의상, 그 치료실 번호를「No.1」으로 한다. 즉, 치료실(2A)이 선택된 치료실이다.

CPU(101)는 이 치료실 번호와, 앞서 각 치료실(2A 내지 2C)의 환자 ID 장치(43)로부터 입력되어, 치료실 정보에 관련지어진 환자 식별 정보에 따라서, 지금부터 이온 빔의 조사 치료를 수행하는 환자 및 치료를 위해 이온 빔을 유도하는 치료실을 인식한다. 그리고, 기억 장치(110)의 치료 계획 데이터베이스에 액세스한다. 이 데이터베이스에는 미리 의사가 작성한 조사 치료를 받으려고 하는 모든 환자에 대한 치료 계획 데이터가 저장 축적되어 있다.

기억 장치(110)에 기억되어 있는 각 환자마다의 상기 치료 계획 데이터(환자 데이터)의 일예를 도6을 이용하여 설명한다. 이 치료 계획 데이터는 환자 ID 번호, 조사선량(일회당), 조사 에너지, 조사 방향(도시하지 않음), 조사 위치(도시하지 않음) 등의 데이터를 포함한다. 또한, 전술한 바와 같이 환자 식별 정보와 치료실 정보가 관련지어지므로, 이 치료 계획 데이터 자체에 치료실 정보를 반드시 포함시킬 필요는 없다. 그러나, 치료 행위의 편의 등을 고려하여 치료 계획 데이터에 포함시킬 수 있음은 물론이다.

CPU(101)는 입력한 환자 식별 정보를 이용하여, 앞으로 조사 치료를 수행할 환자에 관한 상기 치료 계획 데이터를 기억 장치(110)로 부터 읽어 들인다. 이 환자별 치료 계획 데이터 중, 중요한 것은 조사 에너지 값이다. 이에 따라, 이미 설명한 각 전자석에의 여자 전력 공급의 제어 패턴이 정해진다.

중앙 제어 장치(100)내에 설치한 메모리(103)에 미리 기억되어 있는 전력 공급 제어 테이블을, 도7을 이용하여 설명한다. 이에 도시하는 바와 같이, 조사 에너지의 각종 값(이 예에서는 70, 80, 90,…〔Mev〕)에 따라서, 싱크로트론(12)을 포함하는 하전 입자 빔 발생 장치(1)에 있어서의 4극 전자석(9, 13) 및 편향 전자석(10, 14), 제1 빔 수송계(4)의 4극 전자석(18, 19, 20) 및 편향 전자석(17), 치료실(2A)에 따른 제2 빔 수송계(5A)의 4극 전자석(22A, 24A), 치료실(2B)에 따른 제2 빔 수송계(5B)의 4극 전자석(22B, 24B), 치료실(2C)에 따른 제2 빔 수송계(5C)의 4극 전자석(22C, 24C), 치료실(3)에 따른 제2 빔 수송계(5D)의 4극 전자석(28)에 대한 공급 여자 전력값(도중에서는「…」로 도시 생략되어 있으나, 실제는 구체적인 수치이다) 또는 그 패턴 및 스위칭 전원(162-1, 162-2, 162-3, 162-4)(후술)에 있어서의 기전력값(도중에서는「…」로 도시 생략되어 있으나, 실제는 구체적인 수치이다)이 미리 설정되어 있다.

본 실시 형태에서는 도7에 도시한 환자별 치료 계획 데이터를 이용하여 각종 전자석 및 전원의 제어를 수행하고, 이에 따라 빔 경로를 절환 제어한다. 여기에서 본 실시 형태의 큰 특징의 하나는 4개의 치료실(2A, 2B, 2C, 3)에 각각 이온 빔 을 유도하는 4개의 빔 경로(62, 63, 64, 65)중 어느 것에, 빔 경로 61로부터 이온 빔을 유도하도록 빔 경로를 절환하는 경우에, 상기 빔 경로의 절환 설정을 위해 직접 관계가 없는 전자석에 대해서는, 특히 적극적인 제어를 하지 않고 그 상태를 문제로 하지 않는데 있다. 이를 도8을 이용하여 설명한다.

도8에 도시한 전력 공급의 제어 테이블은, 중앙 제어 장치(100)내에 설치한 메모리(103)에 미리 저장 기억되어 있다. 그 제어 테이블은 도7에 도시한 전력 공급 제어 테이블과는 다른 전력 공급의 제어 테이블을 나타내는 도면이다. 도8에 도시한 바와 같이, 치료실 번호(No.1 내지 No.4)에 따라서 싱크로트론(12)을 포함하는 하전 입자 빔 발생 장치(1)에 있어서의 4극 전자석(9, 13) 및 편향 전자석(10, 14), 제1 빔 수송계(4)의 4극 전자석(18, 19, 20) 및 편향 전자석(17), 치료실(2A)에 따른 제2 빔 수송계(5A)의 4극 전자석(22A, 24A), 제2 치료실(2B)에 따른 제2 빔 수송계(5B)의 4극 전자석(22B, 24B), 치료실(2C)에 따른 제2 빔 수송계(5C)의 4극 전자석(22C, 24C), 치료실(3)에 따른 제2 빔 수송계(5D)의 4극 전자석(28)에 대해 제어(도중「ON」으로 나타낸다)하는 것이 미리 설정되어 있다. 도중의「No Care」부분은 해당하는 기기(예를 들어, 4극 전자석 22B)의 제어 데이터를 포함하지 않는 것을 의미한다. 이는 이하에서도 동일하다. 예를 들어, 치료실(2A)로 제2 빔 수송계(5A)를 통하여 이온 빔을 수송하려고 했을 때는 하전 입자 빔 발생 장치(1)에 있어서의 4극 전자석(9, 13) 및 편향 전자석(10, 14), 제1 빔 수송계(4)의 4극 전자석 18 및 편향 전자석(17), 제2 빔 수송계(5A)의 4극 전자석(22A, 24A)에 대해서는, 치료실(2A)에 이온 빔을 유도하는 빔 경로 상에 위치하 므로, ON 제어하지 않으면 안된다. 그러나, 그 빔 경로 이외의 부분에 위치하는 다른 전자석에 대해서는, ON 이건 OFF 이건 본질적으로는 빔 경로의 절환 제어에는 영향이 없다. 또한,「No Care」의 부분에 정보를 부가하는 경우에는, 대상 기기에 대한 제어가 실행되지 않는 정보와 무관계한 정보를 부가한다.

마찬가지로, 제2 치료실(2B)로 제2 빔 수송계(5B)를 통하여 이온 빔을 수송하려고 할 때는, 제1 빔 수송계(4)의 4극 전자석(20, 27), 치료실(2A)에의 제2 빔 수송계(5A)의 4극 전자석(22A, 24A), 치료실(2C)에의 제2 빔 수송계(5C)의 4극 전자석(22C, 24C), 치료실(3)에의 제2 빔 수송계(5A)의 4극 전자석(28)은 제어를 수행하지 않는다. 또한, 치료실(2C)로 제2 빔 수송계(5C)를 통하여 이온 빔을 수송하려고 할 때는, 전자석(22A, 24A, 22B, 24B, 27, 28)에 대해서는 제어를 수행하지 않는다. 또한, 치료실(3)로 제2 빔 수송계(5D)를 통하여 이온 빔을 전송하려고 할 때는 전자석(22A, 24A, 22B, 24B, 22C, 24C)에 대해서는 제어를 수행하지 않는다.

CPU(101)는 제어 정보 작성 장치로서, 도6에 도시한 치료 계획 데이터와 도7 및 도8에 도시한 전력 공급 제어 테이블을 이용하여, 앞으로 조사를 받으려고 하는 환자에 대해, 하전 입자 빔 발생 장치(1)와 각 빔 경로에 배치된 전자석을 제어하기 위한 제어 지령 데이터(제어 지령 정보)를 작성한다.

이상과 같이 하여 CPU(101)가 작성한 제어 지령 데이터의 일예를, 도9를 이용하여 설명한다. 이 예에서는 환자는 치료실(2A)(치료실 번호 No.1)에 있어서 70MeV의 에너지로 조사를 받는다. 도6에 도시한 환자 데이터의 뒤에, 도7에 도시한 「70MeV」난의 수치 및 패턴 중 도8에서「ON」으로 나타내어지는 부분을 추출한 데이터를 합성하여 작성한 것이다(모든 전자석에 대해서 제어 데이터용의 통신상의 어드레스는 부여되지 않는다). 도9에 도시한 바와 같이, 후술하는 빔 경로 절환 제어를 위해, 적어도 이 단계에서는 치료실 번호는 반드시 포함되어야만 한다. 그 의미에서는 이 제어 지령 데이터는 반드시 어느 치료실(2A 내지 2C, 3)의 번호(No.1 내지 No.4)와 대응되어 있고(치료실별 제어 지령 데이터) CPU(101)는 치료실별 제어 정보 작성 장치로서의 기능도 갖는다.

CPU(101)는 이와 같이 하여 작성한 제어 지령 데이터를 전자석 전원 제어 장치(130)와, 중앙 제어 장치(100)내에 별도 설치한 판정기(정보 확인 장치)(104)로 출력한다.

전자석 전원 제어 장치(130)는 연산 기능을 구비한 CPU(중앙 연산 장치)(131)와, 신호 송수신 대상인 가속기 전원(140), 빔 패스 전원(150), 스위칭 전원 (160)의 정전류 컨트롤러 및 판정기의 총수와 같은 개수만큼 입출력부를 설치한 입출력 변환 제어 장치(예를 들어, 소위 A/D, A/I, D/O, D/I 등)를 구비한다. 입출력 변환 제어 장치로서는 가속기 전원(140)과의 신호 수수를 행하는 입출력 변환 제어 장치 132, 빔 패스 전원(150)과의 신호 수수를 행하는 입출력 변환 제어 장치 133, 스위칭 전원(160)과의 신호 수수를 행하는 입출력 변환 제어 장치 134를 구비한다.

전자석 전원 제어 장치(130)의 CPU(131)는, 중앙 제어 장치(100)의 CPU(101)로부터 입력된 제어 지령 데이터를 가속기 전원(140), 빔 패스 전원(150), 스위칭 전원(160)의 제어에 각각 필요한 성분(엘리먼트의 제어 정보)으로 재분해하여, 대 응하는 입출력 변환 제어 장치(132, 133, 134)에 분배한다.

즉, CPU(131)는 가속기 전원(140)에 대응하는 입출력 변환 제어 장치(132)에, 도9에 일예를 나타낸 제어 지령 데이터 중 하전 입자 빔 발생 장치(1)의 4극 전자석(9, 13), 편향 전자석(10, 14)에 대한 각각의 전력 공급 제어 데이터(엘리먼트의 제어 정보)를 분배한다.

CPU(131)는 일반적으로는 빔 패스 전원(150)에 대응하는 입출력 변환 제어 장치(133)에, 도9에 일예를 나타낸 제어 지령 데이터 중 하전 입자 빔 발생 장치 (1)이외의 부분, 즉 제1 빔 수송계(4)의 4극 전자석(18, 19, 20) 및 편향 전자석(17), 제1 치료실(2A)에 따른 제2 빔 수송계(5A)의 4극 전자석(22A, 24A), 제2 치료실(2B)에 따른 제2 빔 수송계(5B)의 4극 전자석(22B, 24B), 제3 치료실(2C)에 따른 제2 빔 수송계(5C)의 4극 전자석(22C, 24C), 제4 치료실(3)에 따른 제2 빔 수송계(5D)의 4극 전자석(28)에 대한 각각의 전력 공급 제어 데이터(엘리먼트의 제어 정보)를 분배한다. 이들 전력 공급 제어 데이터의 분배는, 제어 지령 데이터에 포함된 치료실 정보, 즉 치료실 번호의 정보에 따라 다르다. 예를 들어, 제어 지령 데이터에 포함된 치료실 번호가 전술한 바와 같이, 「No.1」인 경우에는, CPU(131)는 그 치료실 번호로 지정된 치료실(선택된 치료실)에 싱크로트론(12)으로부터 이온 빔을 유도하는 빔 경로에 배치된 4극 전자석 18, 22A, 24A 및 편향 전자석(17)에 따른 각 전력 공급 제어 데이터를 입출력 변환 제어 장치(133)에 분배한다. 제어 지령 데이터가 다른 치료실 번호의 정보를 포함하고 있는 경우에도, CPU(131)는 마찬가지로 해당하는 전자석에 따른 각 전력 공급 제어 데이터를 분배한다.

CPU(131)는 스위칭 전원(160)에 대응하는 입출력 변환 제어 장치(134)에, 도9에 일예를 나타낸 제어 지령 데이터 중 치료실 번호 데이터(도9 예에서는 No.1)를 분배한다.

가속기 전원(140)은 정전류 컨트롤러(141), 전원(142), 전류계(143)를 1 유닛으로 하여, 이들 유닛을 복수개(예를 들어 전류 출력 대상, 다시 말하면 제어 대상인 4극 전자석(9, 13) 및 편향 전자석(10, 14)의 수와 동수 만)를 구비한다. 정전류 컨트롤러(141)는 원하는 값의 정전류 제어 기능을 구비한 제어 장치(소위 ACR)(141a)와, 판정기(141b)(엘리먼트 정보 확인 장치)를 갖는다.

입출력 변환 제어 장치(132)로부터의 4극 전자석(9, 13) 및 편향 전자석 (10, 14)에 대한 각 전력 공급 제어 데이터(전류치 지령 신호를 포함)는 각각의 전자석에 대응하여 설치된 정전류 컨트롤러(141)의 ACR(141a)에 입력된다. ACR(141a)은 그 제어 데이터에 따라 해당하는 전원(142)에 전류치 지령 신호를 출력하고, 이 지령 신호에 따라 전원(142)을 ON으로 함과 동시에, 그 전원(142)을 제어한다. 이에 따라, 그 전원(142)으로부터 해당하는 전자석인 편향 전자석(10)에 공급되는 전류의 크기가 제어된다. 전원(142)이 출력하는 전류의 전류치는 전류계(143)에 의해 검출되고, 그 검출된 실전류치 I_act가 ACR(141a) 및 판정기(141b)에 입력된다. ACR(141a)는 전류계(143)의 출력인 전류치 I_act를 근거로 피드백 제어를 수행한다. 이 피드백 제어에 의해, 전력 공급 제어 데이터의 데 이터에 대략 동등한 값의 전류(빔의 가속, 출사 형태에 따라 시간적으로 변화하는 공지의 형태의 전류치)가 제어 대상인 편향 전자석(14)에 대해서 공급된다. 판정기(141b)는 그 전류 지령치(엘리먼트 제어 정보)(I_ref)와 실전류치(엘리먼트의 상태 정보)(I_act)를 비교하여, 실전류치I_act가 허용 범위를 포함하여 전류 지령치 I_ref로 되어 있는지를 판정한다. 다시 말하면, 이 실전류치와 전류 지령치와의 판정은, 실전류치가 전류 지령치로 되어 있음을 확인하는 것이다. 또한, 다른 정전류 컨트롤러(141)도 같은 기능을 하여 전류 지령치 I_ref로 되어 있는 전류를 4극 전자석(9,13), 편향 전자석에 공급한다. 이에 따라, 각 전자석이 전류 지령치 I_ref의 정전류로 여자되므로, 조사를 받으려고 하는 환자의 치료 형태에 따른 빔 가속을 싱크로트론(12)에서 수행할 수 있는 상태가 된다.

이 때, ACR(141a)은 후술하는 이 시스템 전체의 동작 확인을 위해 전류계(143)로부터의 실전류치(엘리먼트의 상태 정보)를 나타내는 신호를 입출력 변환 제어 장치(132)로 출력한다. 판정기(141b)는 상기 판정에서 얻어진 판정 결과(판정 정보 또는 확인 정보라 한다), 즉「OK (또는 NG)」를 전자석 전원 제어 장치(130)의 CPU(131)로 출력한다(상세는 후술). 판정기(141b)는 상기 판정 결과가 이상의 발생을 나타내는 경우에는, 대응하는 전원(142) 및 ACR(141a)의 이상 유무를 진단하고, 이 진단 결과(진단 대상에 대한「OK (또는 NG)」도 중앙 인터록 장치(120)로 출력한다. 다른 판정기(141b)도 같은 기능을 하여 판정 결과, 진단 결과를 중앙 인터록 장치(120)로 출력한다.

빔 패스 전원(150)은 가속기 전원(140)과 마찬가지로 정전류 컨트롤러(151), 전원(152), 전류계(153)를 1 유닛으로 하여, 이들 유닛을 복수개(예를 들어, 전류 출력 대상, 다시 말하면 제어 대상인 4극 전자석(18, 19, 20, 22A 내지 22C, 24A 내지 24C, 27, 28) 및 편향 전자석(17)의 수와 동수 만)를 구비한다. 정전류 컨트롤러(151)는 원하는 값의 정전류 제어 기능을 구비한 제어 장치(소위 ACR)(151a)와, 판정기(151b)(엘리먼트 정보 확인 장치)를 갖는다.

입출력 변환 제어 장치(133)로부터의 각 전자석에 대응한 전력 공급 제어 데이터는, 각각의 전자석(예를 들어, 선택된 치료실(2A)에 유도되는 이온 빔이 지나는 빔 경로에 배치된 상기의 각 전자석)에 대응하여 설치된 정전류 컨트롤러(151)의 ACR(151a)에 입력된다. 임의의 정전류 컨트롤러(151)의 ACR(151a)은 그 제어 데이터에 근거하여, 가속기 전원(140)의 정전류 컨트롤러(141)와 마찬가지로 해당하는 전원(152)을 ON으로 함과 동시에, 전류계(153)에서 검출된 실전류치를 피드백하여 전원(152)을 제어한다. 이에 따라, 전원(152)으로부터 출력되는 전류가 전류 지령치 I_ref로 조정되어, 선택된 치료실(2A)에 이온 빔이 유도될 때에 통과하는 4극 전자석(18, 22A, 24A) 및 편향 전자석(17)에 전류 지령치 I_ref의 정전류가 각 전원 (152)로부터 공급된다. 그들 전자석이 여자된다. 또한, ACR(151a)은 실전류치 I_act의 정보를 입출력 변환 제어 장치(133)로 출력한다.

정전류 컨트롤러(151)의 판정기(151b)는 판정기(141b)와 마찬가지로 전류계(153)에서 검출한 실전류치 I_act를 전류 지령치 I_ref와 비교하여, 판정한다(실 전류치 I_act가 전류 지령치 I_ref인지의 확인). 판정기(151b)는 그 판정 결과(판정 정보 또는 확인 정보라 한다), 즉「OK(또는 NG)」 및 진단 결과(진단 대상에 대한「OK(또는 NG)」)를 중앙 인터록 장치(120)로 출력한다. 다른 정전류 컨트롤러(151)의 ACR(151a) 및 판정기(151b)도 상기와 같은 기능을 발휘한다.

스위칭 전원(160)은 가속기 전원(140)과 마찬가지로, 정전류 컨트롤러(161), 전원(162) 및 전류계(163)를 1 유닛으로 하여, 전원(162)이 4개 있으므로 이들 유닛을 복수개(예를 들어, 이 예에서는 4개) 구비한다. 정전류 컨트롤러(161)는 원하는 값의 정전류 제어 기능을 구비한 제어 장치(ACR)(161a) 및 판정기(161b)를 갖는다.

입출력 변환 제어 장치(134)로부터의 각 스위칭 전원(162)(도10에 도시한 스위칭 전원(162-1, 162-2, 162-3, 162-4))에 대응한 전력 공급 제어 데이터는, 각각의 스위칭 전원(162)에 대응하여 설치된 각 정전류 컨트롤러(161)의 ACR(161a)에 입력된다. 어떤 정전류 컨트롤러(161)의 ACR(161a)은, 그 제어 데이터에 따라 해당하는 전원(162)을 ON으로 함과 동시에, 전류계(163)로부터의 실전류치를 피드백으로서 스위칭 전원(162)을 제어한다. 이에 따라, 스위칭 전원(162)으로부터 전류 지령치 I_ref의 정전류가 전류 공급 대상인 스위칭 절환반(180)에 설치된 해당 절환 스위치군(도10 참조)에 공급된다. 절환 스위치군의 제어에 따라 대응하는 전자석에의 전류 공급은 후술한다. ACR(151a)은 전류계(163)로부터의 실전류치 I_act의 정보를 입출력 변환 제어 장치(134)로 출력한다.

정전류 콘트롤(161)의 판정기(161b)는, 판정기(141b)와 마찬가지로 전류계(163)에서 검출한 실전류치 I_act를 전류 지령치 I_ref와 비교하여, 판정한다(실전류치 I_act가 전류 지령치 I_ref인지의 확인). 판정기(161b)는 그 판정 결과(판정 정보 또는 확인 정보라 한다), 즉「OK (또는 NG)」 및 진단 결과(진단 대상에 대한「OK (또는 NG)」)를 중앙 인터록 장치(120)로 출력한다. 다른 정전류 컨트롤러(161)의 ACR(161a) 및 판정기(161b)도 상기와 같은 기능을 발휘한다.

전자석 전원 제어 장치(130)의 CPU(131)는, 치료실 번호 데이터(도9의 예에서는 No.1)를 경로 절환 제어 장치(170)로도 출력한다. 경로 절환 제어 장치(170)는 스위칭 컨트롤러(171), 메모리(172), 판정기(173)를 구비한다. 스위칭 컨트롤러(171)는 CPU(131)로부터의 치료실 번호 데이터에 근거하여, 스위치 절환반(180)에 구비된 각 스위치의 절환 제어를 수행한다.

스위치 절환반(180)의 상세 구성을 도10에 따라 설명한다. 스위치 절환반 (180)은 4개의 스위치군을 갖는다. 제1 스위치군은 스위치(SW1, SW2)를 갖고, 제2 스위치군은 스위치(SW3, SW4)를 갖고, 제3 스위치군은 스위치(SW5, SW6)를 갖고, 제4 스위치군은 스위치(SW7, SW8)를 갖는다. 이들 스위치군의 각 스위치를 절환함에 의해, 제2 빔 수송계(5A, 5B, 5C)의 편향 전자석(6A 내지 6C, 21A 내지 21C, 23A 내지 23C, 25A 내지 25C, 26A 내지 26C)에 대한 선택적인 제어를 수행한다. 각각의 스위치는 배타적인 절환 기능을 구비한 배타적 선택 장치인 기계적 스위치 장치(예를 들어, 소위 쌍두식의 기계적 스위치를 포함한다)를 구비한다.

제1 스위치군에 있어서는, 스위칭 전원(160)의 하나의 스위칭 전원(162-1)에 스위치(SW1)의 입력측 단자가 접속되고, 스위치(SW1)의 제1 출력측 단자에 스위치(SW2)의 입력측 단자가 접속되어 있다. 전기적으로 직렬로 배치된 절환 전자석(편향 전자석)(6A) 및 편향 전자석(21A)이 스위치(SW2)의 제1 출력측 단자에 접속된다. 전기적으로 직렬로 배치된 절환 전자석(편향 전자석)(6B) 및 편향 전자석(21B)이 스위치(SW2)의 다른 제2 출력측 단자에 접속된다. 전기적으로 직렬로 배치된 절환 전자석(편향 전자석)(6C) 및 편향 전자석(21C)이 스위치(SW1)의 다른 제2 출력측 단자에 접속된다. 후술하는 경로 절환 제어 장치(170)에 의한 스위치의 절환 조작에 의해, 스위칭 전원(162-1)으로부터 선택된 치료실(2A) 내에 조사 장치(15A)에 이르는 빔 경로(62)에 빔 경로(61)로부터 이온 빔을 휘게 하는 절환 전자석(6A)에 전류가 공급된다. 절환 전자석(6A)이 여자된다. 이 때, 스위치(SW1)는 제1 출력측 단자에, 스위치(SW2)는 제1 출력측 단자에 접속되어 있다.

제2 스위치군의 SW3, SW4도 상기한 제1 스위치군과 마찬가지로, 각 스위치 상호의 단자가 접속되고, 스위칭 전원(162-2)이 스위치(SW1)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 편향 전자석(23A)이 스위치(SW2)의 제1 출력측 단자에, 편향 전자석(23B)이 스위치(SW2)의 다른 제2 출력측 단자에, 편향 전자석(23C)이 스위치(SW1)의 다른 제2 출력측 단자에 접속된다.

제3 스위치군의 SW5, SW6도 상기한 제1 스위치군과 마찬가지로, 각 스위치 상호의 단자가 접속되고, 스위칭 전원(162-3)이 스위치(SW1)의 입력측 단자에 접속 되어 있다. 편향 전자석(25A)이 스위치(SW2)의 제1 출력측 단자에, 편향 전자석(25B)이 스위치(SW2)의 다른 제2 출력측 단자에, 편향 전자석(25C)이 스위치(SW1)의 다른 제2 출력측 단자에 접속된다.

제4 스위치군의 SW7, SW8도 상기한 제1 스위치군과 마찬가지로, 각 스위치 상호의 단자가 접속되고, 스위칭 전원(162-4)이 스위치(SW1)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 편향 전자석(26A)이 스위치(SW2)의 제1 출력측 단자에, 편향 전자석(26B)이 스위치(SW2)의 다른 제2 출력측 단자에, 편향 전자석(26C)이 스위치(SW1)의 다른 제2 출력측 단자에 접속된다.

선택된 치료실(2A)에 이온 빔을 유도하기 위해, 각 스위치군의 조작에 의해, 빔 경로(62)에 배치된 편향 전자석(23A, 25A, 26A)에 각각 전류가 공급되어, 그들이 여자된다.

이상과 같은 스위치 절환반(180)의 구성은, 제1 스위치군에 대응하는 제1 전자석군, 제2 스위치군에 대응하는 제2 전자석군, 제3 스위치군에 대응하는 제3 전자석군 및 제4 스위치군에 대응하는 제4 전자석을 갖고, 이들 전자석군이 빔 경로(62, 63, 64)에 있어서 이온 빔의 진행 방향으로 순차 배치되어 있다. 또한, 각 전자석군에 있어서는, 각 전자석군에 포함되는 각 전자석이 빔 경로(62, 63, 64)에 각각 하나씩 배치된다. 하나의 전자석군에 포함되는 각 전자석에는 공통의 전원에 접속되고, 배타적인 스위치의 절환에 의해 전류를 공급할 수 있도록 되어 있다. 각 전자석군에 있어서는, 하나의 전자석에만 전원으로부터 전력이 공급되고, 나머지 전자석에는 그 전원으로부터 전력이 공급되지 않는 구조로 되어 있다.

다시 말하면, 제1, 제2, 제3 및 제4 스위치군에 있어서, 치료실(2A, 2B, 2C)에 각각 이온 빔을 유도하는 빔 경로(62, 63, 64)의 각각에 따른 다른 3개의 전자석군(A)이 구성되어 있다고도 할 수 있다. 이 때문에, 각 스위치군 내의 각 스위치의 조작에 의해, 4개의 스위치 전원(162-1, 162-2, 162-3, 162-4)으로부터 선택된 치료실(예를 들어, 치료실(2A))에 연장되어 있는 빔 경로(빔 경로(62))에 따라 배치되어 있는 하나의 전자석군에 포함되는 5개의 전자석이 여자된다.

스위치 절환반(180)의 각 스위치의 절환 조작은, 경로 절환 제어 장치(170)의 제어에 의해 이루어진다. 경로 절환 제어 장치(170)는 스위칭 컨트롤러(171), 메모리(172), 판정기(173)를 갖는다. 메모리(173)는 스위치(SW1 내지 SW8)에 대한 도11에 도시한 기준 절환 패턴의 정보를 기억하고 있다. 스위칭 컨트롤러(171)는 기준 절환 패턴의 정보에 근거하여, 스위치(SW1 내지 SW8) 중 해당하는 각 스위치에 대해서 위치(1) 또는 위치(2)가 되는 절환 제어 신호를 출력하고, 해당하는 스위치의 절환 조작을 수행한다. 스위치의 기준 절환 패턴은, 접속하는 출력측 단자의 위치 1(도11중의 「1」) 또는 위치 2(도11중의 「2」)를 포함하고 있다. 도11에 도시된 「No Care」는 전술한 바와 같이 제어 정보를 포함하지 않는다.

스위칭 컨트롤러(171)는 전자석 전원 제어 장치(130)의 CPU(131)로부터의 치료실 번호 데이터(No.1)를 입력하면, 메모리(172)를 참조하여 대응하는 스위치 절환 패턴을 읽어 들인다(치료실 번호 No.1의 스위치 번호 1 내지 8에 대한 절환 패턴). 스위칭 컨트롤러(171)는 읽어 들인 기준 절환 패턴의 정보에 근거하여, 해당하는 각 스위치 절환 조작을 수행한다. 치료실 No.1(선택된 치료실(2A))에 대한 기준 절환 패턴은, 스위치 번호 1 내지 8이 모두「1」이므로, 스위치(SW1 내지 SW8) 모두가 제1 출력측 단자에 접속된다. 이에 따라, 스위치 전원(162-1, 162-2, 162-3, 162-4)으로부터 빔 경로(62)를 따라 배치된 절환 전자석(6A), 편향 전자석(21A, 23A, 25A, 26A)에 각각 전류가 공급된다. 이들 전자석에의 전류의 공급은, 전술한 스위칭 전원(160) 및 경로 절환 제어 장치(170)의 협조에 따라 실현된다.

스위치 절환반의 다른 실시예를 도17에 따라 설명한다. 본 실시 형태의 스위치 절환반은, 4개의 스위치를 이용하고 있다. 스위치(SW1, SW2)의 제1, 제2 출력측 단자에는, 스위치 절환반(180)과 같은 전자석이 접속되어 있다. 스위치(SW4)의 제1 출력측 단자에는, 편향 전자석(23A, 25A, 26A)이 직렬로 접속된다. 스위치(SW4)의 제2 출력측 단자에는 편향 전자석(23B, 25B, 26B)이 직렬로 접속된다. 스위치(SW3)의 제2 출력측 단자에는 편향 전자석(23C, 25C, 26C)이 직렬로 접속된다. 본 실시 형태에 있어서의 기준 절환 패턴은 도11의 스위치 번호 1 내지 4에 대응하는 패턴이 된다. 본 실시 형태의 스위치 절환반은, 스위치 절환반(180)에 비하여 스위치의 수가 적고 또한 필요한 전원의 수도 적어진다. 이 때문에, 양자선 치료 시스템의 구성을 단순화할 수 있다.

CPU(101)로부터 출력된 제어 지령 데이터에 따른 제어는, 가속기 전원(140), 빔 패스 전원(150), 스위칭 전원(160) 및 경로 절환 제어 장치(170)에 의해서 상기한 바와 같이 이루어진다. 이들에 의한 제어에 의해, 선택된 치료실, 구체적으로는 선택된 치료실(2A)에 이온 빔을 유도하기 위해 필요한 하전 입자 빔 발생 장치(1)내의 모든 전자석 및 빔 경로(61)와 빔 경로(62)의 접합부의 상류 및 하류에 배치된 모든 전자석의 여자가 완료된다.

또한, 스위치 절환반(180)의 각 스위치(SW1 내지 SW8)의 각 출력측 단자에는 스위치의 절환 상태를 검출하는 검출기(예를 들어, 공지의 리미트 스위치 등)이 각각 설치되어 있다. 즉, 스위치(SW1)의 제1 출력측 단자에는 리미트 스위치(L11), 다른 제2 출력측 단자에는 리미트 스위치(L12)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 리미트 스위치(L21, L22, L31, L32, L41, L42, L51, L52, L61, L62, L71, L72, L81, L82)가 도10에 도시한 바와 같이, 각 스위치의 출력측 단자에 설치되어 있다.

판정기(173)는 그들 리미트 스위치로부터의 출력 신호를 입력하여, 이들 출력 신호에 근거하여 얻어지는 실제 절환 패턴이 도11에 나타낸 기준 절환 패턴이 되었는지를 판정한다. 이 판정은 실제의 절환 패턴이 기준 패턴이 되었음을 확인하는 것이기도 하다. 실제의 절환 패턴이 기준 절환 패턴이 되었을 때에는, 「OK」를, 기준 패턴이 되지 않았을 때에는「NG」를, 전자석 전원 제어 장치(130)의 CPU(131)로 출력한다(상세는 후술). 또한, 판정기(173)는 각 스위치(SW1 내지 SW8)의 검출 신호에 근거하여, 독자로 메모리(172)에 액세스하여 기준 절환 패턴 정보를 참조하여, 실제의 스위치(SW1 내지 SW8)의 절환 상황이 몇 번 치료실(2A 내지 2C, 3)에 상당하는지를 판정하고, 그 결과를 나타내는 신호(실치료실 정보)를 전자석 전원 제어 장치(130)의 CPU(131)로 출력한다.

전자석 전원 제어 장치(130)의 CPU(131)는 가속기 전원(140)의 각 정전류 컨트롤러(141)의 ACR(141a)로부터 입출력 변환 제어 장치(132)로 입력된 실전류치, 빔 패스 전원(150)의 정전류 컨트롤러(151)의 ACR(151a)로부터 입출력 변환 제어 장치(133)로 입력된 실전류치 및 스위칭 전원(160)의 정전류 컨트롤러(161)의 ACR(161a)로부터 입출력 변환 제어 장치(134)로 입력된 실전류치를, 대응하는 각 전자석의 실상태 데이터(엘리먼트의 상태 정보)로서 통합하여 중앙 제어 장치(100)의 판정기(104)(정보 확인 장치)로 출력한다. 경로 절환 제어 장치(170)의 판정기 (173)로부터 출력된 판정 결과(판정 정보, 확인 정보)는 CPU(131)를 통하여 판정기(104)로 출력된다.

판정기(104)는, 이와 같이하여 입력된 가속기 전원(140), 빔 패스 전원 (150) 및 스위칭 전원(160)의 전술한 각 유닛 단위에 있어서의 전자석의 실상태를 나타내는 실상태 데이터(실전류치) 및 경로 절환 제어 장치(170)로부터의 해당하는 전자석의 실상태 데이터(예를 들어, 해당하는 전자석에 스위칭 전원(162-1)등의 스위칭 전원(162)으로부터 공급되는 전류의 전류치(실전류치)를 입력한다. 그 한편으로 전술한 바와 같이 이 판정기(104)에는, CPU(101)에서 작성한 제어 지령 데이터(치료실 번호 데이터를 포함)가 입력되어 있다. 그리고, 판정기(104)는 그 제어 지령 데이터와 상기 전자석 실상태 데이터를 비교함과 동시에, 제어 지령 데이터에 포함되는 치료실 번호 데이터를 상기 실치료실 정보를 비교한다.

여기에서, 본 실시 형태의 다른 특징의 하나는 판정기(104)에 있어서의 상기 확인 방법에 있다. 그 내용을 도12를 이용하여 설명한다.

도12는 판정기(104)에 있어서의 확인의 모습을 설명하기 위한 데이터 비교 설명도이다. 도12의 상부에 나타낸 데이터는 앞서 도9에 나타낸 제어 지령 데이터 의 일예를 다시 게재한 것이며, 하부에 나타낸 데이터는 이에 대응하는 상기 전자석 실상태 데이터를 나타낸 것이다.

이 도12에 있어서, CPU(101)에서 작성한 제어 지령 데이터는, 전술한 바와 같이, 모든 전자석에 대해 제어 데이터용의 어드레스는 부여되어 있으나, 참조 대상인 치료실 번호에 대응하여 빔 경로로서 직접 관여하지 않는 전자석에 대해서는 특히 적극적인 제어를 수행하지 않는다(제어 데이터용의 통신용 어드레스는 부여되어 있으나, 데이터 수치는 정해지지 않는다)

한편, 전자석 실상태 데이터는 해당하는 전자석의 제어가 수행되는지 어떤지에 관계없이, 상시 모든 전자석에 관한 실상태 데이터(전류계의 전류치)가 수치 데이터로서 포함되어 있다(도면중, a,b,c,d,e…등으로 나타낸다).

본 실시 형태에서는, 이와 같은 데이터 생성에 있어서의 실배경을 고려하여, 시스템 전체의 동작 확인을 위해 제어 지령 데이터와 실상태 데이터를 비교함에 있어서, 상기 적극적인 제어를 수행하지 않는 부분에 대해서는 비교 대상에서 제외한다. 즉, 전체 전자석 실상태 데이터로부터 실제로 제어가 수행된 각 전자석(선택된 치료실(2A)에 대해서 말하면, 하전 입자 빔 발생 장치(1)에 포함된 모든 전자석 및 빔 경로(61), 빔 경로(62)와의 접합부의 상류 및 하류의 각각의 빔 경로에 배치된 모든 전자석)의 전자석 실상태 데이터를 추출한다. 이는 판정기(104)가 전체 전자석 실상태 데이터로부터 제어 지령 데이터에 제어 정보가 포함되어 있는 각 전자석(도12에 도시한 CPU(101)에서 작성한 기계 지령 데이터의 A부 및 B부에 나타낸 전체 전자석)에 대응하는 전자석 실상태 데이터를 선택함에 의해 수행된다. 그 기 계 지령 데이터는 제어 지령 데이터이다. 이 결과, 도12에 나타낸 전체 전자석 실데이터 중, 도12에 나타낸 A부 및 B부에 나타낸 각 전자석 실데이터가 선택된다. 판정기(104)는 선택된 각 실전자석 상태 데이터와 CPU(101)에서 작성한 제어 지령 데이터, 즉 도12에 도시한 제어 지령 데이터의 A부 및 B부의 각 제어 데이터를 비교하여, 전자의 각 실전자석 데이터가 후자의 각 제어 데이터인지를 확인하고, 이에 따라, 시스템 전체에 있어서 CPU(101)가 지정한 제어 상태를 확인할 수 있다. 판정기(104)는 선택된 전체 실전자석 상태 데이터가 정상인 것을 확인했을 때, 시스템 전체의 동작 허락 신호를 전술한 중앙 인터록 장치(120)의 AND 회로(122)로 출력한다(도4 참조).

본 실시예에 있어서의 판정기(104)는, 최종적으로 조사 치료를 수행하도록 선택된 치료실에 따른 실전자석 데이터만 추출하고, 선택된 치료실에 대응한 제어 지령 데이터와 비교한다. 이에 따라, 예를 들어 복수의 치료실 중 어느 하나에 문제가 발생하고, 그 치료실에 따른 각 전자석 실상태 데이터에 통상의 값이 아닌 데이터가 포함되어 있더라도, 그 치료실을 실제로 치료에 사용하지 않고 선택하지 않도록 하면, 추출 판정 수단은 그와 같은 통상의 값이 아닌 검출 신호로 혼란해짐 없이, 지령치와 실제치의 비교와 같은 본래의 역할을 확실히 수행할 수 있다. 이 결과, 하나의 치료실에 문제가 발생하더라도 정상적인 나머지 치료실을 이용하여 계속하여 치료 행위를 할 수 있게 되므로, 치료 능력의 저하를 방지 또는 최소한으로 억제할 수 있어, 원활하게 치료를 계속할 수 있다. 다시 말하면, 트러블 발생에 대해 능력 저하가 적은 강한 시스템을 실현할 수 있다.

한편, 본 실시 형태의 또 다른 특징의 하나는 전술한 셔터(7A, 7B, 7C, 7D, 8)의 개폐 제어에 있다. 그 내용을 이하 상세히 설명한다.

상기 셔터(7A, 7B, 7C, 7D, 8)의 개폐 제어는, 전술한 중앙 인터록 장치(120)에 의해서 수행된다. 도13은 이 중앙 인터록 장치(120)의 상기 셔터의 개폐 제어에 관한 기능을 나타낸 블록도이다.

도13에 있어서, 중앙 인터록 장치(120)는 앞서 설명한 AND 회로(121A 내지 121C, 122 및 123)와는 별도로, 5개의 AND 회로(124A, 124B, 124C, 124D, 124E)와, 이들에 각각 대응하여 접속된 NOT 회로(125A, 125B, 125C, 125D, 125E)와, 5개의 AND 회로(124A 내지 124E) 중 4개의 AND 회로(124A 내지 124D)에 각각 대응하여 접속된 4개의 신호 출력기(126A, 126B, 126C, 126D)를 구비한다.

AND 회로(124A)는 제2 빔 수송계(5A)에 설치한 셔터(7A)를 개폐 구동하는 셔터 구동 장치(190A)로 구동 제어 신호를 출력(신호가「1」인 ON에서 셔터 개방 구동)하는 것이며, NOT 회로(125A), 신호 출력기(126A)가 접속되어 있다. 다시 말하면, AND 회로(124A), NOT 회로(125A) 및 신호 출력기(126A)가 치료실(2A)에 대응되어지는 하나의 그룹으로 되어 있다. 마찬가지로 하여, AND 회로(124B), NOT 회로(125B) 및 신호 출력기(126B)가 치료실(2B)에 대응되어져 제2 빔 수송계(5B)의 셔터(7B)를 개폐 구동하는 셔터 구동 장치(190B)로 구동 제어 신호를 출력한다. AND 회로(124C), NOT 회로(125C) 및 신호 출력기(126C)는 치료실(2C)에 대응되어져 제2 빔 수송계(5C)의 셔터(7C)를 개폐 구동하는 셔터 구동 장치(190C)로 구동 제어 신호를 출력한다. AND 회로(124D), NOT 회로(125D) 및 신호 출력기(126D)는 치료 실(3)에 대응되어져 제2 빔 수송계(5D)의 셔터(7D)를 개폐 구동하는 구동 장치(210)로 구동 제어 신호를 출력한다. AND 회로(124E)는 NOT 회로(125E)와 접속되어 있고, 제1 빔 수송계(4)에 설치한 셔터(8)를 개폐 구동하는 구동 장치(200)로 구동 제어 신호를 출력한다.

전술한 바와 같이 중앙 제어 장치(100)의 판정기(104)는, 제어 지령 데이터에 포함되는 각 제어 데이터와 해당하는 실전자석 상태 데이터를 비교하여 동작이 정상인 것을 확인했을 때, 시스템 전체로서의 동작 허락 신호를 출력한다. AND 회로(124A 내지 124D)의 각각에는, 우선 이 동작 허락 신호가 ON 신호「1」로서 입력된다. 이 때 각 AND 회로(124A 내지 124D)에는, 신호 출력기(126A 내지 124D)의 신호도 아울러 입력되어 있다. 신호 출력기(126A 내지 126D)에는 전술한 선착 우선 제어 장치(102)로부터의 치료실 번호를 나타내는 신호가 입력된다. 그리고, 각 신호 출력기(126A 내지 126D)는 전술한 바와 같이 하여 자신이 관련지어져 있는 치료실 번호와 동일한 치료실 번호가 선착 우선 제어 장치(102)로부터 입력된 경우에만, ON 신호「1」을 출력하고, 그 이외는 OFF 신호「0」을 출력하도록 되어 있다. 이 결과, 선착 우선 제어 장치(102)로부터의 치료실 번호가 1(즉, 치료실(2A)의 선택을 의미한다)이었던 경우, 신호 출력기(126A)로부터의 출력만이 ON 신호「1」이 되고, 다른 신호 출력기(126B)로부터의 출력은 OFF 신호「0」이 된다. 또한 이 때, AND 회로(124A 내지 124D)에는 NOT 회로 (125A 내지 125D)를 통하여 별도 설치한 선량 검출 컨트롤러(220)로부터의 신호도 입력되어 있으나, 후술하는 바와 같이 통상은 이 신호는 NOT 회로(125A 내지 125D)에 의해 ON 신호「1」이 되어 있다. 이 결과, 신호 출력기(126A)에 대응하는 AND 회로(124A)로부터 ON 신호「1」이 출력되어, 치료실(2A)에의 제2 빔 수송계(5A)에 설치한 셔터(7A)만이 개방 제어되어, 다른 셔터(7B, 7C, 7D)는 폐쇄 상태로 유지되게 된다. 즉, 다른 제2 빔 수송계(5B, 5C, 5D)는 셔터(7B, 7C, 7D)로 차단되어, 치료실(2A)에의 빔 경로만이 개통한다. 마찬가지로 선착 우선 제어 장치(102)로부터의 치료실 번호가 2, 3 및 4였던 경우, 각각 신호 출력기(126B, 126C, 126D)로부터의 출력만이 ON 신호「1」이 되어, 대응하는 셔터(7B, 7C, 7D)만이 개방 제어되므로, 대응하는 치료실(2B, 2C, 3)에의 빔 경로만이 개통한다.

또한 이 때, 각 셔터(7A, 7B, 7C, 7D)에는, 도시 않은 개폐 상태 검출 장치(예를 들어, 공지의 리미트 스위치 등)가 설치되어 있고, 대응하는 검출 신호는 중앙 인터록 장치(120)에 입력되어, 지령 신호와 비교된다.

도14 및 도15는 이 셔터 개폐 비교 기능을 포함하는 중앙 인터록 장치의 또 다른 기능(이상 검출시의 록 기능)을 나타내는 블록도이다. 이미 설명한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 적절히 설명을 생략한다.

도15에 있어서, 중앙 인터록 장치(120)는 이상 검출 록 기능에 따른 메인의 AND 회로(127)를 구비한다. 이 AND 회로(127)에 입력되는 신호 중 하나는 셔터 개폐에 따른 비교기(128)로부터의 출력 신호이다. 전술한 리미트 스위치 등으로부터의 셔터 개폐 검출 신호(실셔터 동작 정보)와, 도13을 이용하여 전술한 중앙 인터록 장치(120)의 AND 회로(124A 내지 124D)측으로부터의 각 셔터(7A 내지 7D)를 구동하는 셔터 구동 장치(190A 내지 190C, 210)에의 지령 신호가, 각각 이 비교기(128)로 입력된다. 단, 이 때, 지령 신호측은 상기 개방 구동되어 있는 셔터(7A 내지 7D)에의 셔터 개방 지령 신호만이 도시 않은 추출 수단에서 추출되어 비교기(128)로 입력되고, 동시에 폐쇄 상태대로 유지되어 있는 다른 셔터에의 지령 신호에 대해서는 비교기(128)로는 입력되지 않는다(도15에 있어서의 테이블(129) 참조). 개방 지령이 내려진 셔터가 정상적으로 열려 동작하고 있으면, 비교기(128)의 비교(판정)가 만족되어, ON 신호 「1」이 AND 회로(127)로 입력된다.

이 때 한편 AND 회로(127)에는, 상기 셔터 동작에 따른 신호 외에「전자력 공급 이상」「전류 이상」「절환 이상」「절환반 이상」에 각각 따른 4개의 신호가 입력되어 있다. 이하, 이들을 순차 설명한다.

① 전자력 공급 이상 신호

전술한 가속기 전원(140), 빔 패스 전원(150), 스위칭 전원(160)에는 전술한 유닛 단위(정전류 컨트롤러, 전원, 전류계)로 각종 이상 검출 수단(도시하지 않음)을 구비한다. 그리고, 이상 검출 시에 있어서 각각에 대응하는 검출 신호를 전자석 전원 제어 장치(130)의 대응하는 입출력 변환 제어 장치(132, 133, 134)로 출력한다. 이상 검출의 내용은, 전원 정치에 있어서의 과전류 발생, 정전류 컨트롤러에 있어서의 전력 공급 이상 발생, 전류 공급선의 각 전자석의 과열 발생, 각 전자석에의 냉각 유체(공기 또는 다른 냉매)의 과소류량, 전원반의 과열 발생, 전원반을 냉각하는 팬의 정지, 전원반의 개폐 도어의 개방 상태 검출이다. 또한, 이 때 아울러 각 유닛 단위로 설치된 도시 않은 비상 정지 스위치가 수동 조작된 경우의 조작 신호에 대해서도, 마찬가지로 입출력 변환 제어 장치(132, 133, 134)로 입력된다.

이들 전원 장치(140, 150, 160)의 각 유닛으로부터의 이상 검출 신호(비상 스위치 조작 신호를 포함한다, 이하 동일)는 전자석 전원 제어 장치(130)의 입출력 변환 제어 장치(132, 133, 134)를 통하여, CPU(131)(전술한 도4를 참조)로 수집된다. CPU(131)에는 기능적으로 상기 유닛의 총수에 동등한 만큼의 OR 회로(135) 및 AND 회로(136), 그리고 하나의 OR 회로(137)와 동등한 기능이 구비되어 있다(도14중에는 회로 그 자체로서 도시. 또는 실제로 하드로서 그와 같은 회로를 구비할 수도 있다). 각 유닛으로부터의 상기 8개의 이상 검출 신호등은 OR 회로(135)에 의해 하나의 출력 신호로 집약되어, 즉 어느 하나의 이상이 검출되면, 이 출력 신호가 ON 신호「1」이 된다. 이 출력 신호는 또한 대응하는 AND 회로(136)에 입력된다. 이 때 AND 회로(136)의 타측에는 대응하는 유닛이 지령에 따른 실질적인(적극적인) 제어 상태에 있는 경우에 ON 신호「1」이 입력되어 있다. 따라서, 치료실(2A, 2B, 2C, 3)의 선택에 따른 전술한 빔 수송 경로의 형성에 대응하여, 상기 전원 장치(140, 150, 160)의 유닛이 중앙 제어 장치(100)에서 생성한 전술한 제어 지령 데이터에 근거하는 실질적인(적극적인) 제어 하에 있는 경우에는, 상기 OR 회로(135)로부터의 이상 검출 신호가 그대로 최종적인 OR 회로(137)로 출력된다. 한편 상기와 같은 제어 하에 없는 경우(이미 설명한 각 도면에 있어서의 「NoCare」를 참조)에는 이상 검출 신호가 설령 ON 신호「1」이더라도 그것은 무효화(무시)되고, OR 회로(137)에는 OFF 신호「0」이 출력된다. 이상과 같이 하여, OR 회로(137)로부터는 실질적인 제어 하에 있는 전원 장치(140, 150, 160)의 각 유닛에 있어서 어떠한 이상이 발생한 경우에는, 「전자력 공급 이상」을 나타내는 ON 신호「1」이 중앙 인터록 장치(120)측으로 입력된다. 중앙 인터록 장치(120)에서는 이 신호를 NOT 회로(221A)를 통하여 상기 AND 회로(127)로 입력한다. 따라서, 이상이 발생하지 않는 경우에 AND 회로(127)에는 ON 신호「1」이 입력되는 한편, 이상이 발생한 경우에는 OFF 신호「0」이 입력되고, AND 회로(127)로부터의 출력 신호도 확실히 OFF 신호「0」이 된다.

② 전류 이상 신호

이미 설명한 바와 같이, 가속기 전원(140), 빔 패스 전원(150), 스위칭 전원 (160)에는 전술한 유닛 단위(정전류 컨트롤러, 전원, 전류계)로 판정기(141b, 151b, 161b)를 구비한다. 그리고, 대응하는 전원(142, 152, 162)과 ACR(141a, 151b, 161b)가 정상적으로 기능하여 이상이 없는지 어떤지(예를 들어, 확인 결과가 소정의 범위 내에 수용되는지 어떤지)를 판단한다. 이상으로 판정된 경우 그에 대응하는 신호(NG 신호)가 「전자력 공급 이상」을 나타내는 ON 신호「1」로서 중앙 인터록 장치(120)측으로 입력된다. 중앙 인터록 장치(120)에는 상기 유닛의 총수와 동등한 만큼의 AND 회로(222) 및 하나의 OR 회로(223)가 구비되어 있다. 상기 전자력 공급 이상을 나타내는 신호는, 대응하는 AND 회로(222)로 각각 입력된다. 이 때 AND 회로(222)의 타측에는 상기 ①에서 기술한 것과 마찬가지로 대응하는 유닛이 지령에 따른 실질적인(적극적인) 제어 상태에 있는 경우에 ON 신호「1」이 입력되어 있다. 따라서, 치료실(2A, 2B, 2C, 3)의 선택에 대응하여 상기 유닛이 실 질적인(적극적인) 제어 하에 있는 경우에는, 상기 전류 이상 검출 신호가 그대로 최종적인 OR 회로(223)로 출력된다. 한편 상기와 같은 제어 하에 없는 경우에는, OR 회로(223)에는 OFF 신호「0」이 출력된다. 이 신호는 NOT 회로(221B)를 통하여 상기 AND 회로(127)로 입력된다. 따라서, 전류 이상이 발생하지 않는 경우에 AND 회로(127)에는 ON 신호「1」이 입력되는 한편, 이상이 발생한 경우에는 OFF 신호「0」이 입력되어, AND 회로(127)로부터의 출력 신호도 확실히 OFF 신호「0」이 된다.

③ 절환 이상 신호

이미 기술한 바와 같이, 경로 전한 제어 장치(170)에는 판정기(173)가 구비되어 있다. 그리고, 각 제1 내지 제8 스위치와 스위칭 컨트롤러(171)가 정상적인 기능을 하여 이상이 없는지 어떤지를 비교(판단)한다. 이상으로 판정된 경우, 이에 대응하는 신호(NG 신호)가 「절환 이상」을 나타내는 ON 신호 「1」로서 중앙 인터록 장치(120)측으로 입력된다. 중앙 인터록 장치(120)에서는, 이 신호는 NOT 회로 (221C)를 통하여 상기 AND 회로(127)로 입력된다. 따라서, 절환 이상이 발생하지 않는 경우에 AND 회로(127)에는 ON 신호「1」이 입력되는 한편, 이상이 발생한 경우에는 OFF 신호「0」이 입력되어, AND 회로(127)로부터의 출력 신호도 확실히 OFF 신호「0」이 된다.

④ 절환반 이상 신호

경로 절환 제어 장치(170)에는 상기 판정기(173) 이외에 스위치 절환반 (180)과 경로 절환 제어 장치(170) 자체에 관한 각종 이상 검출 수단(도시하지 않 음)을 구비한다. 그리고, 이상 검출 시에 있어서 각각에 대응하는 검출 신호를 별도 설치한 OR 회로(174)로 출력한다. 이상 검출 내용은, 스위칭 컨트롤러(171)에 있어서의 전력 공급 이상 발생, 전원반의 과열 발생, 전원반을 냉각하는 팬의 정지, 전원반의 개폐 도어의 개방 상태 검출이다. 또한, 이 때 아울러 경로 절환 제어 장치(170)에 설치한 도시하지 않은 비상 정지 스위치가 수동 조작된 경우의 조작 신호에 대해서도, 마찬가지로 OR 신호(174)로 입력된다.

이들 5가지 이상 검출 신호등은 OR 회로(174)에 의해 하나의 출력 신호로 집약되어, 즉 어느 하나의 이상이 검출되면, 이 출력 신호가 ON 신호「1」이 된다. 이 출력 신호는 중앙 인터록 장치(120)로 입력된다. 각종 이상 검출 수단(도시하지 않음)을 구비한다. 그리고, 이상 검출 시에 있어서 각각에 대응하는 검출 신호를 전자석 전원 제어 장치(130)의 대응하는 입출력 변환 제어 장치(132, 133, 134)로 출력한다. 이상 검출의 내용은, 전원 장치에 있어서의 과전류 발생, 정전류 컨트롤러에 있어서 전력 공급 이상 발생, 전류 공급선의 각 전자석의 과열 발생, 각 전자석에의 냉각 유체(공기 또는 다른 냉매)의 과소 유량, 전원반의 과열 발생, 전원반을 냉각하는 팬의 정지, 전원반의 개폐 도어의 개방 상태 검출이다. 또한, 이 때 아울러 각 유닛 단위로 설치된 도시하지 않은 비상 정지 스위치가 수동 조작된 경우의 조작 신호에 대해서도, 마찬가지로 입출력 변환 제어 장치(132, 133, 134)로 입력된다.

이들 전원 장치(140, 150, 160)의 각 유닛으로부터의 이상 검출 신호(비상 스위치 조작 신호를 포함한다, 이하 동일)는 전자석 전원 제어 장치(130)의 입출력 변환 제어 장치(132, 133, 134)를 통하여, CPU(131)(전술한 도4를 참조)로 수집된다. CPU(131)에는 기능적으로 상기 유닛의 총수와 동등한 만큼의 OR 회로(135) 및 AND 회로(136), 그리고 하나의 OR 회로(137)와 동등한 기능이 구비되어 있다(도14중에는 회로 그 자체로서 도시. 또는 실제로 하드로서 그와 같은 회로를 구비할 수도 있다). 각 유닛으로부터의 상기 8가지 이상 검출 신호등은, OR 회로(135)에 의해 하나의 출력 신호로 집약되어, 즉 어느 하나의 이상이 검출되면, 이 출력 신호가 ON 신호「1」이 된다. 이 출력 신호는 또한 대응하는 AND 회로(136)에 입력된다. 이 때 AND 회로(136)의 타측에는 대응하는 유닛이 지령에 따른 실질적인(적극적인) 제어 상태에 있는 경우에 ON 신호「1」이 입력되어 있다. 따라서, 치료실(2A, 2B, 2C, 3)의 선택에 따른 전술한 빔 수송 경로의 형성에 대응하여, 상기 전원 장치(140, 150 및 160)의 유닛이 중앙 제어 장치(100)에서 생성한 전술한 제어 지령 데이터에 근거하는 실질적인(적극적인) 제어 하에 있는 경우에는, 상기 OR 회로(135)로부터의 이상 검출 신호가 그대로 최종적인 OR 회로(137)로 출력된다. 한편 상기와 같은 제어 하에 없는 경우(이미 설명한 각 도면에 있어서의 「NoCare」를 참조)에는 이상 검출 신호가 설령 ON 신호「1」이더라도 그것은 무효화(무시)되고, OR 회로(137)에는 OFF 신호「0」이 출력된다. 이상과 같이 하여, OR 회로(137)로부터는 실질적인 제어 하에 있는 전원 장치(140, 150, 160)의 각 유닛에 있어서 어떠한 이상이 발생한 경우에는, 「전자력 공급 이상」을 나타내는 ON 신호「1」이 중앙 인터록 장치(120)측으로 입력된다. 중앙 인터록 장치(120)에서는 이 신호를 NOT 회로(221D)를 통하여 상기 AND 회로(127)로 입력한다. 따라서, 이상이 발생하지 않는 경우에 AND 회로(127)에는 ON 신호「1」이 입력되는 한편, 이상이 발생한 경우에는 OFF 신호「0」이 입력되고, AND 회로(127)로부터의 출력 신호도 확실히 OFF 신호「0」이 된다.

이상과 같이 하여, 「셔터 동작」「전자력 공급」「전류」「절환」「절환반」에 대해서 아무 이상 검출이 없는 경우에는, AND 회로(127)로부터는 ON 신호 「1」이 조사 가능 신호로서 출력된다. 이 조사 가능 신호가 전술한 중앙 제어 장치 (100)의 판정기(104)로부터의 동작 허락 신호와 함께 AND 회로(122)로 입력되는 것이다. 상기와 같이 각부의 이상 검출이 없고 조사 가능 신호가 입력되고, 또한 전술한 바와 같이 하여 제어 지령 데이터와 전자석 실상태 데이터가 대략 일치하여 동작 허락 신호가 입력되었으면, AND 회로(122)는 ON 신호「1」을 기계측의 최종 준비가 완료했음을 나타내는 신호(표시 신호)로서 오퍼레이터 콘솔(37)의 디스플레이(39)로 출력하고, 또 AND 회로(123)에도 같은 신호를 출력한다. 디스플레이 (39)에서는 상기 표시 신호에 응하여, 기계측 최종 준비 완료의 표시(다시 말하면, 최종적으로 조사 개시할 의지가 있는지 어떤 지의 확인 표시)를 행한다. 예를 들어, 의사(해외에서는 오퍼레이터인 경우도 있을 수 있으나, 일본에서는 법령상의 규제에 의해 안전상, 인도상의 관점에서 현상태에서는 의사에 한정된다)에 의해 조사 지시 스위치(또는 버튼으로 할 수도 있다)(42)가 조작되면, 이에 대응한 조사 개시 지시 신호가 ON 신호「1」로서 중앙 인터록 장치(120)의 상기 AND 회로(123)에 입력된다. 이 시점에서 AND 회로(123)의 타측에는 전술한 바와 같이 기계측 최종 준비 완료 신호로서의 ON 신호「1」이, 제1 빔 수송계(4)에 설치한 제2 셔터(8) 를 개방 제어하는 신호로서 출력된다.

도13으로 돌아와서, 이 제2 셔터 개방 신호는 전술한 중앙 인터록 장치(120)의 셔터(8)에 관련하는 AND 회로(124E)에 입력된다. 이 때, 전술한 바와 같이, AND 회로(124E)의 타측에 선량 검출 컨트롤러(220)로부터 NOT 회로(125E)를 통하여 입력되는 신호는, 통상 ON신호「1」이 되어 있다. 이 결과, AND 회로(124E)로부터 ON 신호「1」이 출력되어, 제1 빔 수송계(4)에 설치한 셔터(8)가 개방 제어된다. 이 때, 제2 셔터(8)에는 전술한 제1 셔터(7A 내지 7D)와 마찬가지로, 도시하지 않은 개폐 상태 검출 수단(예를 들어, 공지한 리미트 스위치 등)이 설치되어 있다. 그리고, 제2 셔터(8)가 개방 상태가 되면, 대응하는 검출 신호(제2 셔터 개방 검출 신호)가 중앙 인터록 장치(120)에 별도 설치한 AND 회로(224)로 입력된다. 이 시점에서 AND 회로(224)의 타측에는 전술한 바와 같이 제2 셔터 개방 신호로서의 ON 신호「1」이 입력되어 있으므로, AND 회로(224)로부터는 ON 신호「1」이 출사 지시 신호 및 가속 지시 신호로서 출력되어, 각각 리낵(11) 및 싱크로트론(12)의 전술한 고주파 가속 공동으로 출력된다.

이상 설명한 바와 같이 하여, 하전 입자 빔 발생 장치(1)로부터 출사된 이온 빔이 싱크로트론(12)에서 가속되고, 또한 싱크로트론(12)으로부터 출사된 이온 빔이 개방 상태의 제2 셔터(8)를 통과하면서 제1 빔 수송계(4)로 수송된다. 그리고, 이온 빔은 개방 상태의 제1 셔터(7A 내지 7D)를 통과하면서 조사 대상의 환자가 재실하는 치료실(2A 내지 2C, 3)에 대응하는 제2 빔 수송계(5A 내지 5D)에 도입되어, 치료실 (2A 내지 2C, 3)의 조사 장치(15A 내지 15C, 16)를 통하여, 상기 환자(30) 의 환부에 치료 계획에 따른 가장 적합한 형태로 조사된다.

또한 이 때, 도13에 도시한 바와 같이, 대응하는 조사 장치(15A 내지 15C, 16)의 노즐 내에는 공지의 선량계(선량 검출 수단, 누적 선량 검출 수단)(225)가 설치되어 있음, 그 검출 신호가 선량 검출 컨트롤러(220)에 입력된다. 선량 검출 컨트롤러(220)는 통상은 OFF 신호「0」을 출력한다. 그리고, 선량계(225)에 의한 누적 선량이 소정의 값(미리 설정 기억된 값일 수도 있고, 중앙 제어 장치(100)의 CPU(101)를 통하여 환자마다의 치료 계획에 따른 값(도6의 환자 데이터에 있어서의 「조사 선량」난 참조)를 조사할 때마다 읽어들일 수도 있다)에 달했으면, ON 신호 「1」을 출력한다. 이에 따라, 전술한 NOT 회로(125A 내지 125E)를 통하여 모든 AND 회로 (124A 내지 124E)에 OFF 신호「0」이 입력된다. 이 결과, 셔터 구동 장치(190A 내지 190C, 210)를 통하여 그때까지 열려있었던 제1 셔터(7A 내지 7D)가 폐쇄되어 구동 제어된다. 마찬가지로 셔터 구동 장치(200)를 통하여, 열려있었던 제2 셔터(8)도 자동적으로 폐쇄된다. AND 회로(127)의 출력은 NOT 회로를 통하여 OR 회로(69)로부터 출력된다. 이 출력은 빔 정지 신호이다. 셔터(7A 내지 7D) 중 열려 있었던 셔터는, 그 빔 정지 신호를 단자(51)를 통하여 도13에 도시한 OR 회로(52)로부터 NOT 회로(125A, 125B, 125C, 125D, 125E) 중 해당하는 NOT 회로를 거쳐 AND 회로(124A, 124B, 124C, 124D, 124E) 중 해당하는 AND 회로에 입력함에 의해서도 폐쇄된다. 이는 양자선 치료 시스템에 있어서 어떤 이상이 발생하여, 빔 정지 신호가 중앙 인터록 장치(120), 구체적으로는 OR 회로(69)로부터 출력된 경우에, 열려있는 셔터를 확실히 폐쇄시킬 수 있다. 이는 양자선 치료 시스템의 안전 성을 현저하게 향상할 수 있다.

도16은 이상의 흐름을 경시적으로 나타낸 것이다. 또한, 제1 셔터(7A 내지 7D)보다도 제2 셔터(8)가 가벼우므로, 개폐 동작(특히 개방 동작)에 요하는 시간이 짧은 속동성인 것으로서 구성되어 있다.

이상과 같이 하여 구성한 본 실시 형태의 입자선 치료 시스템에 따르면, 이하와 같은 효과를 얻는다.

본 실시 형태에 있어서는 각 제2 빔 수송계(5A 내지 5D)의 각각에, 빔 진행 경로를 차단하는 제1 셔터(7A 내지 7D)를 설치한다. 즉, 조사 대상이 아닌 치료실에의 잘못된 빔 수송을 방지하기 위해, 빔 자체를 물리적으로 차단해 버리는 셔터(7A 내지 7D)를 빔 경로 상에 설치함으로써, 전자석 절환을 행하는 제어 컨트롤러의 소프트의 신뢰성에만 의존하는 종래 기술에 비해서 안전성을 향상할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 중앙 제어 장치(100)의 CPU(101)가 환자 식별 정보(ID No.)와 치료실 정보와, 각 환자마다의 치료 계획 정보를 이용하여 환자별 제어 지령 데이터를 작성한다. 즉, 의사측에서는 각 환자의 치료 계획 정보만을 작성하고, 오퍼레이터측에서는 어느 치료실에 어느 환자가 있는 지와 같은 환자 식별 정보 및 치료실 정보만을 환자 ID 입력 장치(43)로부터 CPU로 입력하면 된다. CPU(101)는 이들 치료 계획 정보, 환자 식별 정보, 치료실 정보에 따라, 자동적으로 환자별 제어 지령 데이터를 작성한다. 이 결과, 최종적인 환자별 제어 지령 데이터를 작성함에 있어서, 의학적인 견지에 근거하는 환자의 치료 계획 정보와 단지 치료 시스템의 조작 상에 필요한 정보를 모두 망라한 방대한 데이터를 용의할 필요가 없어진다. 따라서, 의사측과 오퍼레이터측에서 데이터에 관한 분업화를 도모할 수 있으므로, 시스템 구성을 간소화할 수 있음과 동시에 원활하고 효율적으로 치료를 수행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 선착 우선 제어 장치(102)에 의해 환자의 조사 준비가 먼저 완료한 치료실부터 우선적으로 이온 빔이 수송되도록, 빔 수송 경로가 제어된다. 이에 따라, 복수의 치료실(2A 내지 2C, 3)에서 적절히 자유롭게 환자의 조사 준비를 수행하고, 조사 준비가 완료된 곳부터 순차 이온 빔의 조사를 행하도록 할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 미리 각 치료실의 조사 순번을 미리 이에 따라 빔 수송을 행하는 경우와 달리, 예를 들어 조사 준비에 수고를 요했거나 또는 환자가 컨디션이 좋지 않게 되는 등의 치료실에 대해서는, 조사 준비가 먼저 완료된 치료실보다 자동적으로 나중으로 하는 등 유연하게 대응하여, 불필요한 대기 시간을 없애 시스템을 최대한 유효하게 활용할 수 있다. 따라서, 다수의 환자에 대해 원활하고 효율적인 치료를 수행할 수 있다. 또한, 예를 들어 조사 순번과 스케줄을 미리 정해두는 것이 반드시 필요하지는 않게 되거나, 또는 스케줄을 용이하고 플랙시블하게 변경할 수 있다. 이 경우, 치료 시에 있어서의 오퍼레이터의 수고와 노력을 대폭 저감할 수 있게 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 치료실(2A 내지 2C, 3)의 선택에 응하여 CPU(101)가 치료실별 제어 지령 데이터를 작성하고, 이에 따라서 각 전자석이 작동할 때, 각 전자석에 대응하는 전류계(143, 153, 163) 등으로부터의 검출 신호는 치 료실의 선택에 무관계하게 출력되고 있다. 그리고, 그들에 근거하는 각 전자석의 실상태 데이터로부터, 판정기(104)가 선택된 치료실에 관한 것을 추출하여, CPU(101)로부터의 치료실별 제어 지령 데이터와 비교 판정한다. 즉, 판정기(104)는 최종적으로 조사 치료를 행하도록 선택된 치료실(2A 내지 2C, 3)에 관한 데이터만 추출하여, 치료실별 제어 지령 데이터와 비교한다. 이에 따라, 예를 들어 치료실(2A 내지 2C, 3) 중 어느 하나에 문제가 발생하여, 그 치료실에 따른 실작동 검출 데이터로서 통상적이지 않은 값이 검출되었더라도, 그 치료실을 실제로 치료에 사용하지 않고 선택하지 않도록 하면, 판정기(104)는 그와 같은 통상의 값이 아닌 검출 신호로 혼란해짐 없이, 지령치와 실제치의 비교와 같은 본래의 역할을 확실히 수행할 수 있다. 이 결과, 하나의 치료실에 문제가 발생하더라도, 정상적인 나머지 치료실을 이용하여 계속하여 치료 행위가 가능하게 되므로, 치료 능력의 저하를 방지 또는 최소한에 그치게 할 수 있어, 원활하게 치료를 계속할 수 있다. 바꾸어 말하면, 트러블 발생에 대해 능력 저하가 적고 강한 시스템을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는 스위치 절환반(180)에 있어서, 제1 내지 제8 스위치는 상기 4개의 전원(162-1 내지 162-4)으로부터의 전력이, 제2 빔 수송계(5A)에 따른 계통(편향 전자석)(6A, 21A, 23A, 25A, 26A), 제2 빔 수송계(5B)에 따른 계통(편향 전자석)(6B, 21B, 23B, 25B, 26B), 제2 빔 수송계(5C)에 따른 계통(편향 전자석)(6C, 21C, 23C, 25C, 26C)의 3가지 중 적어도 2개의 계통에 걸쳐 공급된 경우에는, 제2 빔 수송계(5A 내지 5C)중 어느 빔 수송 경로도 형성되지 않도록(다시 말하면, 하나의 빔 수송 경로를 완성시켰을 때에는 반드시 그에 대응하는 하나의 계통의 전자석군에만 전력이 공급되도록)접속되어 있다.

이에 따라, 정상 시에는 하나의 계통의 전자석군에만 전력이 공급되어 하나의 빔 수송 경로가 완성되어, 조사하려고 하는 치료실에만 빔이 도입된다. 한편, 어떠한 이상으로 전력이 복수 계통에 걸쳐 공급된 경우에는 어떤 빔 수송 경로도 형성되지 않고, 모든 치료실(2A 내지 2C, 3)에 빔은 도입되지 않는다. 즉, 어떠한 경우에도 조사를 예정하지 않은 치료실에 잘못하여 빔이 도입되는 것을 확실히 방지할 수 있으므로, 안전성을 향상할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 준비 완료 스위치(38)로 환자의 조사 준비가 완료했음을 조작 입력하면, 디스플레이(39)가 하전 입자 빔 발생 장치(1) 및 빔 수송계(4, 5A 내지 5D)의 조사 준비가 갖추어졌음을 표시하고, 이를 받아서 조사 지시 스위치(42)로 조사 개시를 지시 입력하도록 한 것이다.

이에 따라, 환자측의 조사 준비 완료 후에 기계측 준비가 완료하여 조사를 개시하기 직전까지, 조사 개시를 시작할지의 여부를 치료실(2A 내지 2C, 3) 내(또는 그 근방에 있는 조사 제어실(33) 내)측에서 결정할 수 있다. 이 결과, 환자의 몸 상태, 컨디션이 조사 치료를 허용할 수 있는 만전의 상태에 있는지, 컨디션이 좋지 않게 되거나 화장실에 가고 싶게 되지 않았는지 등, 조사 직전 순간까지 언제라도 조사를 중지 할 수 있는 유연한 체제로 할 수 있다. 따라서, 각 환자에게 안전하고 지장이 없는 만전을 기한 치료를 수행할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 경로 절환 제어 장치(170)의 판정기 (173)가 각 제1 내지 제8 스위치의 검출 신호에 근거하여 실제의 제1 내지 제8 스위치의 절환 상황이 몇 번의 치료실(2A 내지 2C, 3)에 상당하는지를 판정할 때, 메모리(172)에 액세스하여 테이블을 참조함으로써 실제의 실치료실 정보를 얻었으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 이와 같은 소프트상의 처리가 아니고, 하드적인 구성(예를 들어, 다수의 논리 회로의 결합체)으로 같은 기능을 가지도록 할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 조사 대상이 아닌 치료실에의 잘못된 빔 수송을 미연에 방지하여 안전성을 향상할 수 있다.

Claims

삭제
하전 입자 빔을 출사하는 하전 입자 빔 발생 장치와,

복수의 치료실의 각각에 배치되어, 상기 하전 입자 빔을 조사하는 복수의 조사 장치와,

상기 하전 입자 빔 발생 장치에 접속되어, 상기 하전 입자 빔 발생 장치로부터 출사된 상기 하전 입자 빔을 수송하는 제1 빔 수송계와,

각각의 상기 치료실에 대해 설치되어 상기 제1 빔 수송계에 접속되고, 상기 제1 빔 수송계에 의해 수송되어 온 상기 하전 입자 빔을, 상기 치료실 내에 배치된 회전 갠트리에 설치된 상기 조사 장치로 수송하는 복수의 제2 빔 수송계와,

상기 제1 빔 수송계의 빔 경로와 상기 복수의 제2 빔 수송계의 빔 경로의 각 접합부에 각각 배치되어, 상기 하전 입자 빔을 유도하는 빔 경로를 절환하는 경로 절환 장치와,

상기 복수의 제2 빔 수송계의, 상기 하전 입자 빔의 진행 방향에 있어서 상기 경로 절환 장치보다도 하류측에 각각 설치되어, 대응하는 상기 제2 빔 수송계의 빔 경로를 각각 차단하는 복수의 제1 셔터를 구비한 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제2항에 있어서, 상기 복수의 치료실 중 어느 하나의 선택된 상기 치료실에 하전 입자 빔을 유도하는 상기 제2 빔 수송계에 설치된 상기 제1 셔터를 개방 상태로 제어하는 셔터 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제3항에 있어서, 상기 하전 입자 빔을 유도하는 상기 제2 빔 수송계 이외의, 상기 하전 입자 빔을 유도하지 않는 다른 상기 제2 빔 수송계에 설치된 상기 제1 셔터를 개방 상태로 제어하지 않는 상기 셔터 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제3항에 있어서, 상기 선택된 상기 치료실을 나타내는 선택 치료실 정보를 상기 셔터 제어 장치로 출력하는 선택 치료실 정보 출력 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제5항에 있어서, 상기 셔터 제어 장치는 모든 상기 제2 빔 수송계에 설치된 모든 상기 제1 셔터를 폐쇄 상태로 하는 제1 제어 및 상기 선택 치료실 정보를 이 용하여, 상기 선택된 치료실에 상기 하전 입자 빔을 유도하는 상기 제2 빔 수송계에 설치된 상기 제1 셔터를 개방 상태로 하는 제2 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제3항에 있어서, 상기 셔터 제어 장치는 모든 상기 제2 빔 수송계에 설치된 모든 상기 제1 셔터를 폐쇄 상태로 하는 제1 제어 및 상기 선택된 치료실에 상기 하전 입자 빔을 유도하는 상기 제2 빔 수송계에 설치된 상기 제1 셔터를 개방 상태로 하는 제2 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제3항에 있어서, 상기 복수의 치료실 내에 배치된 상기 조사 장치에 상기 하전 입자 빔에 기인하는 방사선량을 검출하는 선량(線量) 검출 장치를 각각 설치하고, 상기 셔터 제어 장치는 상기 선택된 치료실 내의 상기 선량 검출 장치에서 검출된 상기 방사선량이 선량 설정치가 되었을 때, 개방 상태의 상기 제1 셔터를 폐쇄 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제3항에 있어서, 상기 셔터 제어 장치는 상기 선택된 치료실 내의 상기 조사 장치에 의한 상기 하전 입자 빔의 조사를 종료할 때, 개방 상태의 상기 제1 셔터를 폐쇄 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제2항에 있어서, 상기 하전 입자 빔 발생 장치와 상기 하전 입자 빔 발생 장 치에 가장 가까운 상기 접속부와의 사이에서 상기 제1 빔 수송계에 설치되어, 상기 제1 빔 수송계의 빔 경로를 차단하는 제2 셔터를 구비한 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제10항에 있어서, 상기 제2 셔터는 상기 제1 셔터보다도 가벼운 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제10항에 있어서, 선택된 상기 치료실에 상기 하전 입자 빔을 유도하는 상기 제2 빔 수송계에 설치된 상기 제1 셔터를 개방 상태로 제어하고, 그 이후에 상기 제2 셔터를 개방 상태로 제어하는 셔터 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제10항에 있어서, 상기 복수의 치료실 중 어느 하나의 선택된 상기 치료실에 상기 하전 입자 빔을 유도하는 상기 제2 빔 수송계에 설치된 상기 제1 셔터를 개방 상태로 제어하고, 그 이후에 상기 제2 셔터를 개방 상태로 제어하는 셔터 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제2항에 있어서, 상기 경로 절환 장치가 절환 전자석인 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
하전 입자 빔 발생 장치로부터의 하전 입자 빔을, 복수의 치료실 중 선택된 상기 치료실 내의 조사 장치로 수송할 때에, 그 하전 입자 빔의 수송은, 상기 선택된 치료실 내의 상기 조사 장치에 상기 하전 입자 빔을 유도하는 빔 경로에 설치된 셔터를 개방하여 수행하고,

상기 선택된 치료실 내의 상기 조사 장치에 도달한 상기 하전 입자 빔을, 상기 선택된 치료실 내에 있는 환자에 대해 조사하는 것을 특징으로 하는 입자선 조사 방법.
제15항에 있어서, 상기 환자에의 상기 하전 입자 빔의 조사는, 상기 선택된 치료실 이외의 다른 상기 치료실 내에 연장되어 있는 빔 경로에 설치된 셔터를 폐쇄 상태로 행하는 것을 특징으로 하는 입자선 조사 방법.
하전 입자 빔을 출사하는 하전 입자 빔 발생 장치와,

복수의 치료실의 각각에 배치되어, 상기 하전 입자 빔을 조사하는 복수의 조사 장치와,

상기 하전 입자 빔 발생 장치에 연락되어, 상기 복수의 치료실 내의 상기 각 조사 장치에 상기 하전 입자 빔 발생 장치로부터 출사된 상기 하전 입자 빔을 따로 따로 수송하는 복수의 빔 경로를 갖는 하전 입자 빔 수송 장치와,

복수의 엘리먼트군을 구비하고,

상기 복수의 엘리먼트군이, 상기 빔 경로의 상기 하전 입자 빔의 진행 방향에 있어서, 상기 빔 경로에 순차 배치되고, 또 각각의 상기 엘리먼트군은 상기 복수의 빔 경로에 각각 배치되는 엘리먼트를 포함하며,

상기 엘리먼트군내의 각 엘리먼트를 각각 배타적으로 선택하는 배타적 선택 장치를 상기 엘리먼트군마다 설치하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
하전 입자 빔을 출사하는 하전 입자 빔 발생 장치와,

복수의 치료실의 각각에 배치되어, 상기 하전 입자 빔을 조사하는 복수의 조사 장치와,

상기 하전 입자 빔 발생 장치에 연락되어, 상기 복수의 치료실 내의 상기 각 조사 장치에 상기 하전 입자 빔 발생 장치로부터 출사된 상기 하전 입자 빔을 따로 따로 수송하는 복수의 빔 경로를 갖는 하전 입자 빔 수송 장치와,

복수의 엘리먼트를 각각 갖는 복수의 엘리먼트군을 구비하고,

상기 엘리먼트군이 상기 복수의 빔 경로에 하나씩 배치되고, 또 각각의 상기 엘리먼트군내의 상기 복수의 엘리먼트는 상기 하전 입자 빔의 진행 방향에 있어서, 상기 빔 경로에 순차 배치되어 있고,

상기 엘리먼트군 각각을 배타적으로 선택하는 배타적 선택 장치를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제17항에 있어서, 상기 배타적 선택 장치는 상기 엘리먼트군내의 각 엘리먼트를 서로 공통의 전원에 배타적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제18항에 있어서, 상기 배타적 선택 장치는, 각각의 엘리먼트군내에서 전기적으로 직렬로 접속된 상기 복수의 엘리먼트를, 공통의 전원에 배타적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제17항에 있어서, 상기 배타적 선택 장치가 기계적 스위치인 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배타적 선택 장치가 기계적 스위치인 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
삭제
제19항에 있어서, 적어도 하나의 상기 엘리먼트군은 상기 각 빔 경로를 따라 배치되고, 전기적으로 직렬로 접속된 복수의 상기 엘리먼트를 갖는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제19항에 있어서, 상기 엘리먼트는 전자석인 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제19항에 있어서, 하나의 상기 엘리먼트군의 상기 각 엘리먼트는 상기 각 빔 경로에 상기 하전 입자 빔을 유도하는 경로 절환 전자석인 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제19항에 있어서, 하나의 상기 엘리먼트군의 상기 각 엘리먼트는 상기 각 빔 경로에 설치되어, 상기 빔 경로를 차단하는 셔터 및 그들 셔터를 각각 구동하는 셔터 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
복수의 치료실에 복수의 환자를 입실시켜, 하전 입자 빔 발생 장치로부터의 하전 입자 빔을 각 치료실에 구비한 조사 장치에 순차 선택적으로 도입하여 각 환자에게 조사를 행하는 입자선 조사 방법에 있어서,

상기 하전 입자 빔 발생 장치로부터 상기 복수의 치료실의 조사 장치까지에 이르는, 복수의 빔 수송 경로 각각에 1계통씩의 전자석군을 관련지어,

전원으로부터의 전력이 복수 계통의 전자석군에 걸쳐 공급되는 경우에는, 어떠한 빔 수송 경로도 형성하지 않고,

전원으로부터의 전력이 하나의 계통의 전자석군에만 공급되는 경우에는, 대응하는 하나의 빔 수송 경로를 형성시키고, 이 형성된 빔 수송 경로로부터 대응하는 치료실의 조사 장치를 통해 환자에의 빔 조사를 수행하는 것을 특징으로 하는 입자선 조사 방법.
제2항에 있어서, 상기 제1 셔터는, 상기 입자선 입자 빔을 물리적으로 차단하는 셔터인 것을 특징으로 하는 입자선 치료 시스템.
제15항에 있어서, 상기 셔터는, 상기 하전 빔을 물리적으로 차단하는 셔터인 것을 특징으로 하는 입자선 조사 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 복수의 빔 경로에 각각 마련되고, 각 빔 경로를 차단하는 복수의 셔터를 구비한 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제31항에 있어서, 상기 셔터는, 상기 하전 입자 빔을 물리적으로 차단하는 셔터인 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제31항에 있어서, 상기 복수의 엘리먼트군 내의 각 엘리먼트 중 상기 배타적 선택 장치에 의해 선택한 각 엘리먼트의 제어 지령 데이터와 상기 각 엘리먼트의 실상태 데이터를 비교하여, 상기 배타적 선택 장치에 의해 선택한 각 엘리먼트의 동작이 정상인 것이 확인되면, 상기 배타적 선택 장치에 의해 선택한 각 엘리먼트에 관계되는 빔 경로의 상기 셔터를 개방 상태로 제어하고, 그 이외의 상기 셔터를 폐쇄 상태로 유지하는 셔터 제어 장치를 마련한 것을 특징으로 하는 입자선 치료 장치.
제28항에 있어서, 상기 복수의 빔 수송 경로에 각각 마련되고, 각 빔 수송 경로를 차단하는 복수의 셔터를 구비한 것을 특징으로 하는 입자선 조사 방법.
제34항에 있어서, 상기 셔터는, 상기 하전 입자 빔을 물리적으로 차단하는 셔터인 것을 특징으로 하는 입자선 조사 방법.