TWI758860B - 放射線治療裝置 - Google Patents

放射線治療裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI758860B
TWI758860B TW109131632A TW109131632A TWI758860B TW I758860 B TWI758860 B TW I758860B TW 109131632 A TW109131632 A TW 109131632A TW 109131632 A TW109131632 A TW 109131632A TW I758860 B TWI758860 B TW I758860B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
charged particle
accelerator
time
particle beam
ejection
Prior art date
Application number
TW109131632A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202118529A (zh
Inventor
佐佐井健蔵
Original Assignee
日商住友重機械工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商住友重機械工業股份有限公司 filed Critical 日商住友重機械工業股份有限公司
Publication of TW202118529A publication Critical patent/TW202118529A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI758860B publication Critical patent/TWI758860B/zh

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/001—Arrangements for beam delivery or irradiation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/10—Arrangements for ejecting particles from orbits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1071—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the dose delivered by the treatment plan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H5/00—Direct voltage accelerators; Accelerators using single pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/02—Circuits or systems for supplying or feeding radio-frequency energy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1089—Electrons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/109—Neutrons
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2277/00—Applications of particle accelerators
    • H05H2277/10—Medical devices
    • H05H2277/11—Radiotherapy

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

[課題] 提供一種能夠在適當的時點結束帶電粒子束的射出之放射線治療裝置。 [解決手段] 一種放射線治療裝置具備：加速器，係射出帶電粒子束；時間測量部，係測量加速器的帶電粒子束的射出時間；第1控制部，係根據由時間測量部測量之射出時間而控制加速器；及射出判定部，係判定在第1控制部控制加速器之期間加速器是否射出了帶電粒子束，時間測量部將藉由射出判定部判定為加速器射出帶電粒子束之時間與加速器的帶電粒子束的射出時間相加，且不將藉由射出判定部判定為加速器未射出帶電粒子束之時間與加速器的帶電粒子束的射出時間相加。

Description

放射線治療裝置
本發明有關放射線治療裝置。 本申請案係主張基於2019年9月17日申請之日本專利申請第2019-168554號的優先權。該日本申請案的全部內容係藉由參閱而援用於本說明書中。
以往，作為在照射放射線來殺死癌細胞之療法中使用之裝置，已知專利文獻1中所記載者。專利文獻1中所記載之中子捕獲療法裝置使用於照射中子而殺死癌細胞之中子捕獲療法。該中子捕獲療法裝置具備：第1電流測定部，係測定帶電粒子束的電流；第2電流測定部，係於比第1電流測定部更靠下游側測定帶電粒子束的電流；及控制部，係根據所測定之電流值而控制加速器。該中子捕獲療法裝置藉由第1電流測定部和第2電流測定部在帶電粒子束的輸送中測定電流值的降低，並進行與該電流值的降低相應之控制。 [先前技術文獻]
[專利文獻1] 日本特開2016-191621號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻1中所記載之中子捕獲療法裝置中，除了基於藉由控制部進行控制之電流值的加速器的控制方法以外，還可考慮基於包括與控制部獨立之計時器之控制系統之加速器的控制方法。包括計時器之控制系統例如在從測量開始經過之時間達到預先設定之照射結束時間時控制加速器，並結束放射線治療。因此，當暫時不按照初始的治療計劃而照射帶電粒子束時(例如，暫時停止射出)，與藉由控制部更新之治療計劃無關地包括計時器之控制系統有可能會結束帶電粒子束的照射。
本發明的目的在於提供一種能夠在適當的時點結束帶電粒子束的射出之放射線治療裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明的一側面之放射線治療裝置具備：加速器，係射出帶電粒子束；時間測量部，係測量加速器的帶電粒子束的射出時間；第1控制部，係根據由時間測量部測量之射出時間而控制加速器；及射出判定部，係判定在第1控制部控制加速器期間加速器是否射出了帶電粒子束，時間測量部將藉由射出判定部判定為加速器射出帶電粒子束之時間與加速器的帶電粒子束的射出時間相加，且不將藉由射出判定部判定為加速器未射出帶電粒子束之時間與加速器的帶電粒子束的射出時間相加。
該放射線治療裝置具備：時間測量部，係將藉由射出判定部判定為加速器射出帶電粒子束之時間與帶電粒子束的射出時間相加；及第1控制部，係根據藉由時間測量部測量之射出時間而控制加速器。依據該種構成，不將射出時間與判定為加速器未射出帶電粒子束之時間相加，因此第1控制部能夠進行與帶電粒子束的射出狀況相應之控制。如上所述，該放射線治療裝置能夠在適當的時點結束帶電粒子束的射出。
在一實施形態中，射出判定部可以根據表示加速器中的帶電粒子束的生成狀態之資訊而判定是否射出了帶電粒子束。時間測量部能夠藉由基於射出判定部中的表示帶電粒子束的生成狀態之資訊的判定而測量帶電粒子束的射出時間。藉此，該放射線治療裝置能夠適當地測量帶電粒子束的射出時間。
在一實施形態中，加速器具有生成帶電粒子之生成源，射出判定部可以根據表示生成源中的帶電粒子的生成狀態之資訊而判定加速器是否射出了帶電粒子束。時間測量部能夠藉由基於射出判定部中的表示生成源中的帶電粒子束的生成狀態之資訊的判定而測量帶電粒子束的射出時間。藉此，該放射線治療裝置能夠適當地測量加速器中的帶電粒子束的射出時間。
在一實施形態中，加速器具有設置在帶電粒子束所通過之軌道上，並藉由打開和關閉而控制帶電粒子束的通過及屏蔽之擋塊，射出判定部可以根據表示擋塊的打開和關閉狀態之資訊而判定加速器是否射出了帶電粒子束。時間測量部能夠藉由基於射出判定部中的表示擋塊的打開和關閉狀態之資訊的判定而測量帶電粒子束的射出時間。藉此，該放射線治療裝置能夠根據表示加速器內的擋塊的打開和關閉狀態之資訊而適當地測量加速器中的帶電粒子束的射出時間。
在一實施形態中，加速器具有輸出高頻電力之訊號源，射出判定部可以根據表示高頻電力的狀態之資訊而判定加速器是否射出了帶電粒子束。時間測量部能夠藉由基於射出判定部中的表示訊號源的高頻電力的狀態之資訊的判定而測量帶電粒子束的射出時間。藉此，該放射線治療裝置能夠根據表示加速器內的訊號源的高頻電力的狀態之資訊而適當地測量加速器中的帶電粒子束的射出時間。
具備設置在帶電粒子束的射束路徑並測定帶電粒子束的狀態之複數個帶電粒子束測量部和根據複數個帶電粒子束測量部的測定結果而控制加速器之複數個第2控制部，第1控制部及複數個第2控制部各自可以分別彼此獨立地控制加速器。在該情況下，第1控制部及複數個第2控制部能夠根據時間測量部中的射出時間及複數個訊號測量部中的測定結果而控制加速器。第1控制部及複數個第2控制部分別獨立，因此該放射線治療裝置能夠根據複數個條件而在適當的時點結束帶電粒子束的射出。
在一實施形態中，加速器具有限制帶電粒子束的射出之聯鎖，當聯鎖不限制帶電粒子束的射出時，時間測量部可以繼續進行射出時間的測量，當聯鎖限制帶電粒子束的射出時，時間測量部可以結束射出時間的測量。當聯鎖不限制帶電粒子束的射出時，即使帶電粒子束的射出停止，亦能夠視作例如能夠自動恢復之暫時停止。因此，時間測量部能夠繼續進行射出時間的測量，並將上述暫時停止視作未與射出時間相加之時間來處理。另一方面，當聯鎖限制了帶電粒子束的射出時，有可能在解除該情況時需要時間。因此，當聯鎖限制帶電粒子束的射出時，時間測量部結束射出時間的測量。藉此，能夠抑制時間測量部不必要地進行長時間的測量。 [發明之效果]
根據本發明，能夠提供一種能夠在適當的時點結束帶電粒子束的射出之放射線治療裝置。
以下，佐以圖式來對本發明的較佳的實施形態進行詳細說明。
放射線治療裝置係於基於放射線療法的癌症治療等中所利用之裝置。放射線治療裝置例如為帶電粒子束治療裝置或中子捕獲療法裝置等。帶電粒子束治療裝置對由離子源裝置生成之帶電粒子進行加速並作為帶電粒子束射出。帶電粒子束係高速對具有電荷之粒子進行了加速者，例如可舉出質子束、中子束、重粒子(重離子)束、電子束等。又，中子捕獲療法裝置藉由向標靶照射帶電粒子束而產生中子束。放射線治療裝置係對患者體內的腫瘤(被照射體)照射帶電粒子束或中子束者。
在本實施形態中，使用作為放射線治療裝置的一例之中子捕獲療法裝置進行說明。圖1所示之作為放射線治療裝置的一例之中子捕獲療法裝置1係使用硼中子捕獲療法(BNCT：Boron Neutron Capture Therapy)進行癌症治療之裝置。在中子捕獲療法裝置1中，例如向被給予硼(10 B)之患者(被照射體)100的腫瘤照射中子束N。患者100配置在診療台101上。
中子捕獲療法裝置1具備加速器2。加速器2係對負離子等帶電粒子進行加速而形成帶電粒子束K並射出預先設定之能量的帶電粒子束R之裝置。在本實施形態中，作為加速器2而採用迴旋加速器。此外，作為加速器2，可以使用其他圓形加速器(例如，同步加速器)、線性加速器(例如，直線加速器)或靜電加速器等其他加速器來替代迴旋加速器。在本實施形態中，帶電粒子束K與帶電粒子束R可以由不同之帶電粒子構成，亦可以由相同的帶電粒子構成。在本實施形態中，帶電粒子束K係由經加速之負離子P生成之射束，帶電粒子束R係從構成帶電粒子束K之負離子P剝取電荷而生成之質子束。該加速器2具有生成例如射束半徑為40mm、60kW(=30MeV×2mA)的帶電粒子束R之能力。
詳細而言，加速器2係具有：真空室21，係負離子P在其內部巡迴；離子源裝置22(生成源的一例)，係產生負離子P；及離子供給口23，係從離子源裝置22向真空室21供給負離子。又，加速器2係具有：一對加速電極24，係配置在一對磁極(未圖示)之間；訊號源25，係向加速電極24供給高頻電力；及擋塊26，係捕獲負離子P。進而，加速器2係具有：箔剝離器27，係從負離子P剝取電子；射出口28，係取出因箔剝離器27而變更了軌道之質子；及聯鎖29。
真空室21在其內部供給負離子，並射出經加速之負離子。真空室21中設置有真空排氣用排氣口(未圖示)。該排氣口與真空泵(未圖示)連接。真空室21的內部藉由真空泵而被真空化。真空室21中被圓環狀線圈包圍之一對磁極(未圖示)彼此對向而配置。一對磁極各自的形狀呈圓柱狀。一對磁極面向圓盤表面。藉由向包圍磁極之線圈供給電流而產生從一個磁極朝向另一個磁極之磁通量。亦即，在真空室21的內部由被圓環狀線圈包圍之一對磁極形成電磁鐵。真空室21的內部呈將與一對磁極的圓盤表面的直徑大致相同之圓盤作為上表面或底面之圓柱狀。
真空室21中設置有向其內部供給由離子源裝置22生成之負離子P之離子供給口23。離子源裝置22係於氫氣等原材料中進行電弧放電而生成負離子P之裝置。離子源裝置22可以配置在加速器2的外部，亦可以設置在加速器2的內部。由離子源裝置22生成之負離子P以經由離子供給口23而被引入真空室21內之方式供給。
離子源裝置22包括離子源監視器(未圖示)。離子源監視器即時檢測電弧放電中所使用之電流值或電壓值等之訊號。離子源監視器例如為電流計、電壓計、流量計或法拉第杯等。離子源監視器將檢測結果作為表示離子源裝置22中的負離子P的生成狀態之資訊(表示帶電粒子束的生成狀態之資訊的一例)而向後述之射出判定部40的離子源判定部輸出。此外，有時將該種資訊稱為離子源資訊。
被供給到真空室21內之負離子P藉由被施加高頻電壓之加速電極24而巡迴的同時加速。加速電極24與輸出高頻電力之訊號源25連接。加速電極24藉由從訊號源25供給之高頻電力而工作來使負離子P加速。藉由加速電極24加速之負離子P逐漸增加能量。若能量增加則負離子P的旋轉半徑變大，並繪製如進行旋轉運動之環繞軌道。此時，經加速之負離子P形成帶電粒子束K。
訊號源25包括訊號源監視器(未圖示)。訊號源監視器即時檢測輸出高頻電力時的高頻電力、高頻電力的電流值或高頻電力的電壓值等之訊號。訊號源監視器例如為電流計、電壓計或溫度計。訊號源監視器將檢測結果作為表示高頻電力的狀態之資訊(表示帶電粒子束的生成狀態之資訊的一例)而向後述之射出判定部40的訊號源判定部輸出。此外，有時將該種資訊稱為高頻電力資訊。
擋塊26設置在真空室21內的帶電粒子束K所通過之軌道上，並藉由打開和關閉而控制帶電粒子束K的通過及屏蔽。亦即，當擋塊26打開帶電粒子束K的軌道時，擋塊26使帶電粒子束K通過。當擋塊26關閉帶電粒子束K的軌道時，擋塊26屏蔽帶電粒子束K。擋塊26例如為法拉第杯。當擋塊26關閉帶電粒子束K的軌道時，擋塊26捕獲例如經由離子供給口23而被供給到真空室21內之負離子P。
擋塊26包括擋塊監視器(未圖示)。擋塊監視器即時檢測擋塊26的打開和關閉。擋塊監視器例如獲取對擋塊26的開放及封閉分別確定之打開和關閉訊號。擋塊監視器例如於擋塊26使帶電粒子束通過之狀態時獲取呈“關閉”的打開和關閉訊號。擋塊監視器例如於擋塊26屏蔽帶電粒子束之狀態時獲取呈“打開”的打開和關閉訊號。擋塊監視器將打開和關閉訊號作為表示擋塊26的打開和關閉狀態之資訊(表示帶電粒子束的生成狀態之資訊的一例)而向射出判定部40的擋塊判定部輸出。此外，有時將該種資訊稱為打開和關閉資訊。
箔剝離器27從構成帶電粒子束K之負離子P奪取電子，並將質子誘導至射出口28。箔剝離器27具備：剝離器驅動軸27a，係沿加速器2的徑向延伸；箔27b，係設置在剝離器驅動軸27a的前端；及箔驅動部27c，係沿一對磁極的徑向進退自如地驅動剝離器驅動軸27a。箔驅動部27c具備高精度的馬達等，藉由箔驅動部27c的驅動控制使剝離器驅動軸27a以10-2 mm～10-1 mm的單位進退，其結果，箔27b以與負離子P(帶電粒子束K)的環繞軌道交叉之方式進退自如。
箔27b例如由碳製薄膜製成。箔27b若侵入環繞之負離子P(帶電粒子束K)的環繞軌道上而與負離子P接觸，則從該負離子P剝離電子。被剝離電子而從負電荷變為正電荷之質子(加速粒子)的環繞軌道的曲率反轉，且其軌道朝向跳出環繞軌道的外側之方向變更。在反轉之後的質子的軌道上設置有用於從真空室21內取出質子之射出口28。亦即，真空室21中在藉由箔剝離器27而變更了軌道之質子的軌道上設置有射出口28。因此，箔27b從負離子P奪取電子，結果將質子誘導至射出口28。如上所述，由被誘導之質子形成之帶電粒子束R從箔剝離器27經由射出口28而從加速器2射出。此外，加速器2還具有包含空心線圈之磁通量調整部，該空心線圈用於在箔27b的周邊產生磁通量。
箔剝離器27測量從負離子P剝取之電子的電子量(帶電粒子束測量部的一例)。係即時檢測經測量之電子量(亦即，電荷、照射劑量率)者。箔剝離器27向後述之第2控制部70輸出檢測結果。此外，“劑量率”是指每單位時間的劑量。
聯鎖29控制基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出。亦即，聯鎖29不工作，由此加速器2能夠射出帶電粒子束K及帶電粒子束R。聯鎖29例如可以為離子源裝置22、訊號源25或擋塊26中所具備之硬體結構，亦可以為加速器2中所具備之硬體結構及軟體結構中的至少一者。當根據基於系統的指示或者根據操作者等的指示而聯鎖29工作時，聯鎖29禁止加速器2射出帶電粒子束K、R。當聯鎖29工作，且禁止加速器2射出帶電粒子束K、R時，中子捕獲療法裝置1不會自動恢復。亦即，當聯鎖29禁止加速器2射出帶電粒子束K、R時，只要不存在操作者的操作等來自外部的介入，則中子捕獲療法裝置1不執行向患者100照射中子束N。例如，藉由由操作者轉動聯鎖29的復位鍵而聯鎖29被手動恢復。當聯鎖29禁止射出帶電粒子束K、R時，聯鎖29向射出判定部40輸出無法自動恢復之資訊。
向中子束生成部M輸送從加速器2射出之帶電粒子束R。中子束生成部M包括射束管3和標靶7。從加速器2射出之帶電粒子束R通過射束管3而向配置在射束管3的端部之標靶7行進。沿該射束管3而設置有複數個四極電磁鐵4、電流監視器5(帶電粒子束測量部的一例)及掃描電磁鐵6。複數個四極電磁鐵4係例如使用電磁鐵而進行帶電粒子束R的射束軸調整者。
電流監視器5係即時檢測對標靶7照射之帶電粒子束R的電流值(亦即，電荷、照射劑量率)者(訊號測量部的一例)。電流監視器5使用不影響帶電粒子束R而能夠測定電流之非破壞型DCCT(DC Current Transformer：直流比流器)。電流監視器5向後述之第2控制部71輸出檢測結果。
具體而言，為了以良好的精度檢測對標靶7照射之帶電粒子束R的電流值，在比四極電磁鐵4更靠下游側(帶電粒子束R的下游側)，在掃描電磁鐵6的正前方設置電流監視器5，以排除基於四極電磁鐵4的影響。亦即，為了使掃描電磁鐵6以不會對於標靶7始終向相同位置照射帶電粒子束R之方式進行掃描，將電流監視器5配設於比掃描電磁鐵6更靠下游側時需要大型電流監視器5。相對於此，藉由將電流監視器5設置在比掃描電磁鐵6更靠上游側而能夠將電流監視器5小型化。
掃描電磁鐵6係掃描帶電粒子束R，並控制對標靶7照射帶電粒子束R者。該掃描電磁鐵6控制帶電粒子束R針對標靶7的照射位置。
中子捕獲療法裝置1藉由向標靶7照射帶電粒子束R而產生中子束N，並朝向患者100射出中子束N。中子捕獲療法裝置1具備標靶7、屏蔽體9、減速部件8、準直器10及伽馬射線檢測部11。
又，中子捕獲療法裝置1具備控制器30。控制器30由CPU(Central Processing Unit：中央處理器)、ROM(Read OnlyMemory：唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)等構成，且為綜合控制中子捕獲療法裝置1之電子控制單元。控制器30例如實施中子捕獲療法裝置1的自動恢復。
標靶7係接收帶電粒子束R的照射而生成中子束N者。此處的標靶7例如由鈹(Be)或鋰(Li)、鉭(Ta)、鎢(W)形成，例如呈直徑160mm的圓板狀。此外，標靶7並不限制於圓板狀，亦可以為其他形狀。又，標靶7並不限制於固體狀，亦可以為液體狀。
減速部件8係使由標靶7生成之中子束N的能量減速者。減速部件8具有層疊結構，該層疊結構由主要使中子束N中所包含之快中子減速之第1減速部件8A和主要使中子束N中所包含之超熱中子減速之第2減速部件8B組成。
屏蔽體9係屏蔽所產生之中子束N及隨著該中子束N的產生而生成之伽馬射線等以免向外部釋放者。屏蔽體9以包圍減速部件8之方式設置。屏蔽體9的上部及下部比減速部件8更向帶電粒子束R的上游側延伸，且在該等延伸部設置有伽馬射線檢測部11。
準直器10係對中子束N的照射場進行整形者，並具有使中子束N通過之開口10a。準直器10為例如在中央具有開口10a之塊狀部件。
伽馬射線檢測部11係即時檢測藉由帶電粒子束R的照射而從中子束生成部M產生之伽馬射線者。作為伽馬射線檢測部11，能夠採用閃爍器或電離室、其他各種伽馬射線檢測設備。在本實施形態中，伽馬射線檢測部11在標靶7的周圍設置在比減速部件8更靠帶電粒子束R的上游側。
伽馬射線檢測部11分別配置在向帶電粒子束K、R的上游側延伸之屏蔽體9的上部及下部的內側。此外，伽馬射線檢測部11的數量並無特別限定，可以為一個，亦可以為三個以上。設置三個以上伽馬射線檢測部11時，能夠以包圍標靶7的外周之方式隔開規定間隔而設置。伽馬射線檢測部11例如向控制器30輸出伽馬射線的檢測結果。亦可以為不具備該伽馬射線檢測部11之結構。
本實施形態中的帶電粒子束R的射束路徑是指從生成帶電粒子束K、R之地點至向患者100照射之地點。亦即，帶電粒子束K、R的射束路徑中將加速器2內的箔剝離器27設為起點，並將患者100設為終點。帶電粒子束R的射束路徑是指加速器2、射束管3、標靶7、減速部件8及準直器10的各內部。帶電粒子束R的射束路徑可以將標靶7設為終點。
中子捕獲療法裝置1具備控制加速器2中的帶電粒子束K、R的射出之電子控制單元31。電子控制單元31例如具有與控制器30相同的結構。電子控制單元31具有射出判定部40、時間測量部50及第1控制部60。此外，射出判定部40、時間測量部50及第1控制部60可以設置在彼此獨立之電子控制單元內而不包含於1個電子控制單元31。
射出判定部40判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。射出判定部40根據表示加速器2中的帶電粒子束K、R的生成狀態之資訊而判定是否射出了帶電粒子束K、R。射出判定部40具有離子源判定部，該離子源判定部根據來自離子源裝置22的離子源監視器之離子源資訊而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。又，射出判定部40具有訊號源判定部，該訊號源判定部根據來自訊號源25的訊號源監視器之高頻電力資訊而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。進而，射出判定部40具有擋塊判定部，該擋塊判定部根據來自擋塊26的擋塊監視器之打開和關閉資訊而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。
當使用來自離子源裝置22的離子源監視器之離子源資訊而進行判定時，射出判定部40的離子源判定部將作為預先設定的臨界值之離子源臨界值與離子源資訊進行比較而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。離子源臨界值根據離子源資訊的單位而設定電流值或電壓值等。當離子源資訊小於離子源臨界值時，射出判定部40的離子源判定部判定為，離子源裝置22未供給生成負離子P時所需要的電力，且加速器2未以規定的輸出射出帶電粒子束K、R。亦即，當離子源資訊小於離子源臨界值時，射出判定部40的離子源判定部判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R。當離子源資訊為離子源臨界值以上時，射出判定部40的離子源判定部判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R。
當使用來自訊號源25的訊號源監視器之高頻電力資訊進行判定時，射出判定部40的訊號源判定部將作為預先設定的臨界值之訊號源臨界值與高頻電力資訊進行比較而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。訊號源臨界值根據高頻電力資訊的單位而設定電力、電流值或電壓值等。當高頻電力資訊小於訊號源臨界值時，射出判定部40的訊號源判定部判定為訊號源25未向加速電極24供給所需要的高頻電力，且加速器2未以規定的輸出射出帶電粒子束K、R。亦即，當高頻電力資訊小於訊號源臨界值，射出判定部40的訊號源判定部判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R。當高頻電力資訊為訊號源臨界值以上時，射出判定部40的訊號源判定部判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R。
當使用來自擋塊26的擋塊監視器之打開和關閉資訊進行判定時，射出判定部40的擋塊判定部根據打開和關閉資訊的內容而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。當作為打開和關閉資訊之打開和關閉訊號為“打開”時，射出判定部40的擋塊判定部判定為擋塊26捕獲或屏蔽了負離子P，且加速器2未以規定的輸出射出帶電粒子束K、R。亦即，當作為打開和關閉資訊之打開和關閉訊號為“打開”時，射出判定部40的擋塊判定部判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R。當作為打開和關閉資訊之打開和關閉訊號為“關閉”時，射出判定部40的擋塊判定部判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R。
在射出判定部40實施基於離子源資訊的判定、基於高頻電力資訊的判定及基於打開和關閉資訊的判定中的1個或複數個判定。當在所實施之所有的判定中均判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R時，射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R。亦即，當在上述複數個判定中的1個以上的判定中判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R時，射出判定部40判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R。射出判定部40向時間測量部50發送判定結果。
此外，當藉由上述判定判斷為未射出帶電粒子束K、R時，射出判定部40可以判定為因聯鎖29而加速器2未射出帶電粒子束K、R並且能夠自動恢復。射出判定部40可以向時間測量部50發送該判定結果。又，當藉由上述判定判斷為未射出帶電粒子束K、R時，中子捕獲療法裝置1進行藉由控制器30自動地恢復之自動恢復。
當藉由射出判定部40的離子源判定部判定為離子源資訊小於離子源臨界值時，控制器30執行例如將離子源裝置22中的電弧放電時所使用之電流值或電壓值提高至規定值之自動恢復。當藉由射出判定部40的訊號源判定部判定為高頻電力資訊小於訊號源臨界值時，控制器30執行例如將訊號源25中的高頻電力、高頻電力的電流值或高頻電力的電壓值提高至規定值之自動恢復。當藉由射出判定部40的擋塊判定部判定為打開和關閉資訊中的打開和關閉訊號為“打開”時，控制器30執行例如解決擋塊26工作之原因且擋塊26使負離子P通過之自動恢復。
時間測量部50測量加速器2的帶電粒子束R的射出時間。射出時間是指藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R之條件下的時間。射出時間能夠換算成向患者100照射中子束N之時間。時間測量部50將藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R之時間與加速器2的帶電粒子束R的射出時間相加。時間測量部50不將藉由射出判定部40判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R之時間與加速器2的帶電粒子束K、R的射出時間相加。當未接收射出判定部40的判定結果時，時間測量部50結束射出時間的測量。
當聯鎖29未限制帶電粒子束K、R的射出時，時間測量部50繼續進行射出時間的測量。當聯鎖29限制了帶電粒子束K、R的射出時，時間測量部50結束射出時間的測量。時間測量部50可以直接接收與聯鎖29限制帶電粒子束K、R的射出有關之訊號，亦可以經由射出判定部40而接收。
對時間測量部50經由射出判定部40而接收與聯鎖29限制帶電粒子束K、R的射出有關之訊號之情況進行說明。當聯鎖29工作時，射出判定部40接收無法自動恢復之資訊，射出判定部40判定為無法自動恢復。亦即，當聯鎖29工作時，射出判定部40判定為因聯鎖29而加速器2未射出帶電粒子束K、R。
假定實施了基於離子源資訊之判定、基於高頻電力資訊之判定及基於打開和關閉資訊之判定中的1個或複數個判定之情況。即使在所實施之所有的判定中均判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R之情況下，當聯鎖29工作時，射出判定部40判定為因聯鎖29而加速器2未射出帶電粒子束K、R並且無法自動恢復。當聯鎖29限制了帶電粒子束K、R的射出時，時間測量部50結束射出時間的測量。
當射出判定部40未從聯鎖29接收無法自動恢復之資訊時，射出判定部40根據上述1個或複數個判定而判定加速器2的帶電粒子束K、R的射出狀況。當聯鎖29未限制帶電粒子束K、R的射出時，時間測量部50繼續進行射出時間的測量。
第1控制部60根據由時間測量部50測量之射出時間而控制加速器2。第1控制部60根據針對患者100之治療計劃而設定照射中子束N之預定時間亦即預定射出時間。當由時間測量部50測量之射出時間成為預定射出時間時，第1控制部60禁止加速器2中的帶電粒子束K、R的射出。第1控制部60在禁止基於加速器2的帶電粒子束K、R的輸出之後結束加速器2的控制。亦即，只要由時間測量部50測量之射出時間未達到預定射出時間，則第1控制部60繼續進行加速器2的控制。此外，射出判定部40判定在第1控制部60控制加速器2之期間加速器2是否射出了帶電粒子束R。
中子捕獲療法裝置1具備控制加速器2中的帶電粒子束R的射出之複數個電子控制單元32、33。複數個電子控制單元32、33各自具有例如與電子控制單元31相同的結構。電子控制單元32具備控制加速器2中的帶電粒子束R的射出之第2控制部70。電子控制單元33具備控制加速器2中的帶電粒子束R的射出之第2控制部71。第1控制部60、第2控制部70及第2控制部71例如為分別獨立之電子控制單元。第1控制部60、第2控制部70及第2控制部71各自分別獨立地控制加速器2。
第2控制部70根據由箔剝離器27測量之電子量而控制加速器2。第2控制部70根據針對患者100之治療計劃而預先設定作為照射中子束N時的預定的輸出之預定輸出和作為相對於預定輸出而被允許之誤差範圍之允許誤差範圍。第2控制部70根據由箔剝離器27測量之電子量計算作為中子束N的輸出之電子換算輸出。
當電子換算輸出相對於預定輸出在允許誤差範圍內時，第2控制部70維持基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出。當電子換算輸出相對於預定輸出不在允許誤差範圍內時，第2控制部70以使電子換算輸出相對於預定輸出在允許誤差範圍內之方式控制加速器2。例如，當電子換算輸出維持了規定時間時，第2控制部70禁止加速器2中的帶電粒子束K、R的射出。第2控制部70在禁止基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出之後結束加速器2的控制。
第2控制部71根據由電流監視器5測量之檢測結果而控制加速器2。第2控制部71根據由電流監視器5測量之檢測結果計算作為中子束N的輸出之電流換算輸出。
當電流換算輸出相對於預定輸出在允許誤差範圍內時，第2控制部71維持基於加速器2的帶電粒子束R的射出。當電流換算輸出相對於預定輸出不在允許誤差範圍內時，第2控制部71以電流換算輸出相對於預定輸出在允許誤差範圍內之方式控制加速器2。例如，當電流換算輸出維持了規定時間時，第2控制部71禁止加速器2中的帶電粒子束K、R的射出。第2控制部71在禁止基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出之後結束加速器2的控制。
當第2控制部70或第2控制部71禁止了加速器2中的帶電粒子束K、R的射出時，第1控制部60結束射出判定部40中的判定，結束基於時間測量部50的射出時間T0 的測量，結束加速器2的控制。
接著，對基於時間測量部50的射出時間的測量方法進行說明。如圖2所示，時間測量部50測量射出時間。圖2(a)表示藉由射出判定部40繼續判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R時的加速器2中的帶電粒子束K、R的射出狀況與時間之間的關係。
當藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R時(圖2中的“OK”)，時間測量部50測量射出時間T0 並相加。當藉由時間測量部50測量之射出時間T0 達到預定射出時間T1 時，第1控制部60結束基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出。第1控制部60結束加速器2的控制。藉此，射出判定部40結束加速器2是否射出了帶電粒子束K、R之判定。時間測量部50未接收射出判定部40的判定結果，因此結束射出時間T0 的測量。此外，預定射出時間T1 根據治療計劃而設定。
圖2(b)表示分別產生了藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R之情況和藉由射出判定部40判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R之情況時的加速器2中的帶電粒子束K、R的射出狀況與時間之間的關係。圖2(b)表示直至時間測量部50的射出時間T0 達到預定射出時間T1 為止，藉由射出判定部40僅判定了n-1(n為2以上的整數)次加速器2未射出帶電粒子束K、R之情況。
首先，當藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R時(圖2中的“OK”)，時間測量部50繼續測量射出時間T0 。當藉由射出判定部40判定為加速器2未射出帶電粒子束R時(圖2中的“NG(能夠自動恢復”)，時間測量部50暫時中止射出時間T0 的測量。當藉由射出判定部40繼續判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R時(圖2中的“NG(能夠自動恢復)”)，時間測量部50的射出時間T0 不發生變化。當藉由控制器30執行自動恢復，且藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束R時(圖2中的“OK”)，時間測量部50重新開始射出時間T0 的測量。
時間測量部50開始或重新開始測量而開始測量射出時間T0 之次數為第p次時(p為1以上且n以下的整數)，時間測量部50將判定為加速器射出了帶電粒子束之時間設為測量時間tp 。時間測量部50將所有的測量時間(t1 、t2 、･･････tn-1 、tn )相加而測量合計的射出時間T0 。亦即，時間測量部50不將藉由射出判定部40繼續判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R之時間與射出時間T0 相加。
當經測量之射出時間達到預定射出時間T1 時，第1控制部60結束基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出。第1控制部60結束加速器2的控制。藉此，射出判定部40結束加速器2是否射出了帶電粒子束K、R之判定。時間測量部50未接收射出判定部40的判定結果，因此結束射出時間T0 的測量。此外，即使時間測量部50開始測量至結束測量為止的時間T2 大於預定射出時間T1 ，第1控制部60亦不結束加速器2的控制。
圖2(c)表示分別產生了藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R之情況和藉由射出判定部40判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R之情況且聯鎖29工作時的加速器2中的帶電粒子束K、R的射出狀況與時間之間的關係。圖2(c)表示在時間測量部50的射出時間T0 達到預定射出時間T1 之前且在聯鎖29工作之前藉由射出判定部40僅判定了m-1(m為2以上的整數)次加速器2未射出帶電粒子束R之情況。
當藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束R時(圖2中的“OK”)，時間測量部50繼續測量射出時間T0 。當藉由射出判定部40判定加速器2未射出帶電粒子束R時(圖2中的“NG(能夠自動恢復”)，時間測量部50暫時中止射出時間T0 的測量。當藉由射出判定部40繼續判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R時(圖2中的“NG(能夠自動恢復)”)，時間測量部50的射出時間T0 不發生變化。當藉由控制器30自動恢復，且藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R時(圖2中的“OK”)，時間測量部50重新開始射出時間T0 的測量。
當在射出判定部40中判定為因聯鎖29而加速器2未射出帶電粒子束K、R並且無法自動恢復時(圖2中的“NG(無法自動恢復)”)，時間測量部50結束射出時間T0 的測量。此外，此處的“結束測量”是指，結束為了測量射出時間T0 而進行之基於電子控制單元31的控制處理本身。另一方面，“暫時中止射出時間T0 的測量”是指，繼續進行為了測量射出時間T0 而進行之電子控制單元31的控制處理而僅結束測量時間的測量。此時，當藉由控制器30而自動恢復時，即可重新開始測量時間的測量。
時間測量部50將所有的測量時間(t1 、t2 、･･････tm-1 、tm )相加而測量合計的射出時間T0 。當經測量之射出時間T0 達到預定射出時間T1 時，第1控制部60結束加速器2的控制。即使經測量之射出時間未達到預定射出時間T1 並且聯鎖29工作時，第1控制部60亦結束加速器2的控制。藉此，射出判定部40結束加速器2是否射出了帶電粒子束R之判定。時間測量部50未接收射出判定部40的判定結果，因此結束射出時間T0 的測量。此外，與時間測量部50開始測量至結束測量為止的時間T3 是否為預定射出時間T1 以上無關而在聯鎖29工作之時間點第1控制部60結束加速器2的控制。
接著，參閱圖3對本實施形態中的中子捕獲療法裝置1的控制步驟進行說明。首先，控制器30射出帶電粒子束K、R(步驟S110：射出開始處理)。接著，射出判定部40判定加速器2中的帶電粒子束K、R的射出是否正常(步驟S120：射出的判定處理)。在射出判定部40使用基於離子源資訊的判定、基於高頻電力資訊的判定及基於打開和關閉資訊的判定中的1個或複數個判定。
當在所有的判定中均判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R時，射出判定部40判定為加速器2中的帶電粒子束K、R的射出正常。亦即，射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R。在該情況下，接著，時間測量部50進行射出時間的相加(步驟S130：相加處理)。時間測量部50將測量時間tp 與射出時間T0 相加。
在上述判定中的任1個判定中判定為加速器2未射出帶電粒子束R時，射出判定部40判定為加速器2中的帶電粒子束K、R的射出不正常。亦即，射出判定部40判定為加速器2未射出帶電粒子束R。在該情況下，接著，射出判定部40判定加速器2中的帶電粒子束R的射出狀況是否無法自動恢復(步驟S150：恢復的判定處理)。在射出判定部40判定為加速器2中的帶電粒子束K、R的射出狀況並不是無法自動恢復(能夠自動恢復)時，射出判定部40、時間測量部50及第1控制部60從射出的判定處理(S120)開始再次進行一系列的處理。此時，控制器30進行中子捕獲療法裝置1的自動恢復。
在射出判定部40判定為因聯鎖29而加速器2中的帶電粒子束K、R的射出狀況無法自動恢復(無法自動恢復)時，第1控制部60執行無法自動恢復的對應處理(步驟S160：無法自動恢復的對應處理)。第1控制部60結束加速器2的控制。時間測量部50結束射出時間T0 的測量。當藉由操作者等的操作再次啟動中子捕獲療法裝置1時，控制器30從射出開始處理(S110)開始。
當藉由時間測量部50而進行了相加處理(S130)時，接著，第1控制部60判定經相加之射出時間T0 是否達到預定射出時間T1 (步驟S140：結束的判定處理)。當已合計之射出時間T0 未達到預定射出時間T1 時，射出判定部40、時間測量部50及第1控制部60從射出的判定處理(S120)開始再次進行一系列的處理。當已相加之射出時間T0 達到預定射出時間T1 時，第1控制部60結束基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出。第1控制部60結束加速器2的控制。藉此，結束中子捕獲療法裝置1的控制。
接著，對本實施形態之中子捕獲療法裝置1的作用及效果進行說明。
本實施形態之放射線治療裝置1具備：加速器2，係射出帶電粒子束K、R；時間測量部50，係測量加速器2的帶電粒子束K、R的射出時間；第1控制部60，係根據由時間測量部50測量之射出時間T0 而控制加速器2；及射出判定部40，係判定在第1控制部60控制加速器2期間加速器2是否射出了帶電粒子束K、R，時間測量部50將藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R之時間與加速器2的帶電粒子束K、R的射出時間T0 相加，且不將藉由射出判定部40判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R之時間與加速器2的帶電粒子束K、R的射出時間T0 相加。
該中子捕獲療法裝置1具備：時間測量部50，係將藉由射出判定部40判定為加速器2射出了帶電粒子束K、R之時間與帶電粒子束K、R的射出時間T0 相加；及第1控制部60，係基於藉由時間測量部50測量之射出時間T0 而控制加速器2。依據該種構成，射出時間T0 中未相加判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R之時間，因此第1控制部能夠進行與帶電粒子束K、R的射出狀況相應之控制。藉此，該中子捕獲療法裝置1能夠在適當的時點結束帶電粒子束K、R的射出。
在中子捕獲療法中，由於其治療時間比其他放射線治療方法長，因此有可能會產生帶電粒子束K、R或中子束N的輸出未遵循基於治療計劃的輸出之時間。亦即，在經過較長治療時間的期間，會存在如帶電粒子束K、R的射出暫時停止的時間。又，當將包括以往的計時器之控制系統適用到中子捕獲療法裝置時，計時器測量從開始測量至所經過之時間，因此亦測量未遵循治療計劃之時間。因此，即使在實際上是以適當的輸出被射出之帶電粒子束K、R或中子束N的射出時間未達到所需要的預定射出時間T1 時，當從開始測量而經過之時間達到預定射出時間T1 時亦有可能結束射出。
依據本實施形態的中子捕獲療法裝置1的時間測量部50，能夠測量射出遵循治療計劃而設定成所需要的輸出之帶電粒子束K、R之時間。因此，第1控制部60能夠根據由時間測量部50測量之時間在遵循治療計劃之適當的時間結束帶電粒子束K、R的射出。藉此，即使為治療時間比其他放射線治療方法長之中子捕獲療法，亦能夠將帶電粒子束K、R或中子束N射出相當於遵循治療計劃之所需要的時間，並在遵循治療計劃之時間結束射出。
在一實施形態中，射出判定部40可以根據與加速器2中的帶電粒子束K、R的生成有關的訊號而判定是否射出了帶電粒子束K、R。時間測量部50能夠藉由射出判定部40中的基於與帶電粒子束K、R的生成有關的訊號之判定而測量帶電粒子束K、R的射出時間T0 。藉此，該中子捕獲療法裝置1能夠適當地測量帶電粒子束K、R的射出時間T0 。
在一實施形態中，加速器2具有生成帶電粒子之離子源裝置22，射出判定部40可以根據離子源裝置22的離子源資訊而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。時間測量部50能夠藉由射出判定部40中的基於離子源裝置22的離子源資訊之判定而測量帶電粒子束K、R的射出時間T0 。藉此，該中子捕獲療法裝置1能夠適當地測量加速器2中的帶電粒子束K、R的射出時間T0 。
在一實施形態中，加速器2具有設置在帶電粒子束K所通過之軌道上並藉由打開和關閉而控制帶電粒子束K的通過及屏蔽之擋塊26，射出判定部40可以根據擋塊26的打開和關閉而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。時間測量部50能夠藉由射出判定部40中的基於擋塊26的打開和關閉的判定而測量帶電粒子束K、R的射出時間。藉此，該中子捕獲療法裝置1能夠根據加速器2內的擋塊26的打開和關閉而適當地測量加速器2中的帶電粒子束K、R的射出時間T0 。
在一實施形態中，加速器2具有輸出高頻電力之訊號源25，射出判定部40可以根據高頻電力而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。時間測量部50能夠藉由射出判定部40中的基於訊號源25的高頻電力的判定而測量帶電粒子束K、R的射出時間T0 。藉此，該中子捕獲療法裝置1能夠根據加速器2內的訊號源25的高頻電力而適當地測量加速器2中的帶電粒子束K、R的射出時間T0 。
在一實施形態中，具備：射束管3，係輸送從加速器2射出之帶電粒子束R；複數個訊號測量部(電流監視器5及箔剝離器27)，係設置在射束管3並測定帶電粒子束R的訊號；及複數個第2控制部70、71，根據複數個訊號測量部的測定結果而控制加速器2，第1控制部60及複數個第2控制部70、71各自可以分別彼此獨立地控制加速器2。在該情況下，第1控制部60及複數個第2控制部70、71能夠根據時間測量部50中的射出時間T0 及複數個訊號測量部中的測定結果而控制加速器2。第1控制部及複數個第2控制部分別獨立，因此該中子捕捉療法裝置1能夠根據複數個條件而在適當的時點結束帶電粒子束的射出。
在一實施形態中，加速器2具有限制帶電粒子束K、R的射出之聯鎖29，當聯鎖29不限制帶電粒子束K、R的射出時，第1控制部60可以控制加速器2，當聯鎖29限制帶電粒子束K、R的射出時，第1控制部60可以不控制加速器2。當聯鎖29限制了帶電粒子束K、R的射出時，有可能在解除該情況時需要時間。在基於聯鎖29的限制中，由於第1控制部60不控制加速器2，因此射出判定部40對於是否為射出帶電粒子束K、R之時間不進行判定。因此，時間測量部50不進行帶電粒子束K、R的射出時間T0 的相加。當沒有基於聯鎖29的限制時，第1控制部60進行基於射出時間T0 的控制。因此，第1控制部60能夠抑制在基於聯鎖29的限制中結束中子束捕獲療法之情況。
本發明並不限定於上述實施形態。
當在射出判定部40中判定為因聯鎖29而加速器2未射出帶電粒子束R並且無法自動恢復時(圖2中的“NG(無法自動恢復)”)，時間測量部50可以不中止射出時間T0 的測量。在該情況下，根據操作者等的操作解除聯鎖29，當進行恢復時，時間測量部50可以再次開始射出時間T0 的測量，並對恢復之前的射出時間T0 重新相加恢復之後的射出時間T0 。
時間測量部50可以測量藉由射出判定部40繼續判定為加速器2未射出帶電粒子束K、R之時間(圖2中的“NG(能夠自動恢復)”及“NG(無法自動恢復)”)來作為延長時間。在該情況下，時間測量部50將經測量之延長時間逐一與原始的預定射出時間T1 相加並更新。時間測量部50可以在從開始測量之時間點起計算的經過時間成為被更新之預定射出時間T1 之時間點結束測量。
在本實施形態中作為第2控制部70、71而對兩種控制部進行了說明，但亦可以為包括3個以上的控制部之結構。中子捕獲療法裝置1可以根據在電流監視器5中計算出之帶電粒子束R的劑量、在伽馬射線檢測部11中計算出之伽馬射線的劑量及中子束N的劑量而判定基於加速器2的帶電粒子束K、R的射出狀況。當帶電粒子束R的劑量、伽馬射線的劑量及中子束N的劑量分別小於對帶電粒子束R的劑量、伽馬射線的劑量及中子束N的劑量分別設定之臨界值時，複數個第2控制部可以分別獨立地控制加速器2。此外，準直器10中使用閃爍器、光纖、光檢測器等而檢測中子束N的劑量。
第2控制部70可以向時間測量部50發送電子換算輸出相對於預定輸出不在允許誤差範圍內之時點及電子換算輸出相對於預定輸出在允許誤差範圍內之時點。第2控制部71可以向時間測量部50發送電子換算輸出相對於預定輸出不在允許誤差範圍內之時點及電子換算輸出相對於預定輸出在允許誤差範圍內之時點。時間測量部50可以根據該等時點而進行射出時間T0 的測量。例如，當在射出判定部40中的所有的判定中判定為從加速器2射出了帶電粒子束K、R，並且在第2控制部70、71中電子換算輸出及電流換算輸出相對於預定輸出在允許誤差範圍內時，時間測量部50進行射出時間T0 的測量。
中子捕獲療法裝置1中，加速器2可以為直線加速器。在該情況下，加速器2可以具有DTL(Drift Tube Linac：漂移管直線加速器)。除了離子源判定部及訊號源判定部以外，射出判定部40亦可以具有根據來自DTL的監視器的能量資訊而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R之DTL判定部。DTL判定部將作為預先設定之臨界值之DTL臨界值與從監視器得到之能量資訊進行比較而判定加速器2是否射出了帶電粒子束K、R。在射出判定部40中實施基於離子源資訊的判定、基於高頻電力資訊的判定及基於能量資訊的判定中的1個或複數個判定。又，作為與複數個第2控制部連接並監視帶電粒子束R的射出狀況之監視器，使用CT(Current Transformer：電流感測器)、DCCT或ACCT(AlternateCurrent Transformer：交流電流感測器)等。
中子捕獲療法裝置1中，加速器2可以為靜電加速器。在該情況下，作為與複數個第2控制部連接並監視帶電粒子束R的射出狀況之監視器，使用DCCT、核分裂監視裝置(Fission Monitor)、3 He比例計數管或H2 + 監視器等。
放射線治療裝置可以不是中子捕獲療法裝置1。放射線治療裝置可以為質子束治療裝置。質子束治療裝置中，加速器2可以為同步加速器。加速器2具有離子源裝置、直線加速器及主環等。射出判定部40在基於離子源裝置的動作狀況、直線加速器的動作狀況、主環的動作狀況或加速器2內的擋塊是否縮回等的判定中實施1個或複數個判定。又，作為與複數個第2控制部連接並監視帶電粒子束R的射出狀況之監視器，使用電離室。
質子束治療裝置中，加速器2可以為迴旋加速器。加速器2具有離子源裝置、訊號源及斬波器等。射出判定部40在基於離子源裝置的動作狀況、訊號源的動作狀況、斬波器的動作狀況或加速器2內的擋塊是否縮回等的判定中實施1個或複數個判定。又，作為與複數個第2控制部連接並監視帶電粒子束R的射出狀況之監視器，使用電離室。
1:中子捕獲療法裝置 2:加速器 3:射束管 4:四極電磁鐵 5:電流監視器 6:掃描電磁鐵 7:標靶 8:減速部件 9:屏蔽體 10:準直器 11:伽馬射線檢測部 21:真空室 22:離子源裝置 23:離子供給口 24:加速電極 25:訊號源 26:擋塊 27:箔剝離器 27a:剝離器驅動軸 27b:箔 27c:箔驅動部 28:射出口 29:聯鎖 30:控制器 31,32,33:電子控制單元 40:射出判定部 50:時間測量部 60:第1控制部 70,71:第2控制部 100:患者 K,R:帶電粒子束 M:中子束生成部 N:中子束 P:負離子 T0 :射出時間 T1 :預定射出時間
[圖1]係表示作為一實施形態之放射線治療裝置的一例之中子捕獲療法系統之概略圖。 [圖2]係表示一實施形態之放射線治療裝置的帶電粒子束的射出狀況之圖表。 [圖3]係表示一實施形態之放射線治療裝置的控制的一例之流程圖。

Claims (7)

  1. 一種放射線治療裝置，係具備： 加速器，係射出帶電粒子束； 時間測量部，係測量前述加速器的前述帶電粒子束的射出時間； 第1控制部，係根據由前述時間測量部測量之前述射出時間而控制前述加速器；及 射出判定部，係判定在前述第1控制部控制前述加速器之期間前述加速器是否射出了前述帶電粒子束， 前述時間測量部將藉由前述射出判定部判定為前述加速器射出了前述帶電粒子束之時間與前述加速器的前述帶電粒子束的前述射出時間相加，且不將藉由前述射出判定部判定為前述加速器未射出前述帶電粒子束之時間與前述加速器的前述帶電粒子束的前述射出時間相加。
  2. 如請求項1所述之放射線治療裝置，其中 前述射出判定部根據表示前述加速器中的前述帶電粒子束的生成狀態的資訊而判定是否射出了前述帶電粒子束。
  3. 如請求項2所述之放射線治療裝置，其中 前述加速器具有生成帶電粒子之生成源， 前述射出判定部根據表示前述生成源中的前述帶電粒子的生成狀態之資訊而判定前述加速器是否射出了前述帶電粒子束。
  4. 如請求項2或3所述之放射線治療裝置，其中 前述加速器具有擋塊，該擋塊設置在前述帶電粒子束所通過之軌道上，並藉由打開和關閉而控制前述帶電粒子束的通過及屏蔽， 前述射出判定部根據表示前述擋塊的打開和關閉狀態之資訊而判定前述加速器是否射出了前述帶電粒子束。
  5. 如請求項2或3所述之放射線治療裝置，其中 前述加速器具有輸出高頻電力之訊號源， 前述射出判定部根據表示前述高頻電力的狀態之資訊而判定前述加速器是否射出了前述帶電粒子束。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之放射線治療裝置，其中具備： 複數個帶電粒子束測量部，係設置在前述帶電粒子束的射束路徑並測定前述帶電粒子束的狀態；及 複數個第2控制部，係根據前述複數個帶電粒子束測量部的測定結果而控制前述加速器， 前述第1控制部及前述複數個第2控制部各自分別獨立地控制前述加速器。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之放射線治療裝置，其中 前述加速器具有限制前述帶電粒子束的射出之聯鎖， 當前述聯鎖未限制前述帶電粒子束的射出時，前述時間測量部繼續進行前述射出時間的測量，當前述聯鎖限制了前述帶電粒子束的射出時，前述時間測量部結束前述射出時間的測量。
TW109131632A 2019-09-17 2020-09-15 放射線治療裝置 TWI758860B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-168554 2019-09-17
JP2019168554A JP7430044B2 (ja) 2019-09-17 2019-09-17 放射線治療装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202118529A TW202118529A (zh) 2021-05-16
TWI758860B true TWI758860B (zh) 2022-03-21

Family

ID=74868805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109131632A TWI758860B (zh) 2019-09-17 2020-09-15 放射線治療裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11246209B2 (zh)
JP (1) JP7430044B2 (zh)
CN (1) CN112516466B (zh)
TW (1) TWI758860B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019174548A1 (zh) * 2018-03-12 2019-09-19 姜山 一种加速器质谱测量方法和系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1697587A (zh) * 2004-04-19 2005-11-16 三菱电机株式会社 带电粒子束加速器、粒子束照射医疗系统及其运行方法
CN104338243A (zh) * 2013-07-26 2015-02-11 株式会社日立制作所 粒子线照射系统及其运转方法
CN105938731A (zh) * 2015-03-05 2016-09-14 住友重机械工业株式会社 中子捕捉疗法装置
JP2017042311A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 住友重機械工業株式会社 中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法システムの制御方法
CN109407133A (zh) * 2017-08-18 2019-03-01 南京中硼联康医疗科技有限公司 生物剂量计及具有其的中子捕获治疗系统

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3912364B2 (ja) * 2003-11-07 2007-05-09 株式会社日立製作所 粒子線治療装置
JP4489529B2 (ja) * 2004-07-28 2010-06-23 株式会社日立製作所 粒子線治療システム及び粒子線治療システムの制御システム
JP4730167B2 (ja) * 2006-03-29 2011-07-20 株式会社日立製作所 粒子線照射システム
US9044600B2 (en) * 2008-05-22 2015-06-02 Vladimir Balakin Proton tomography apparatus and method of operation therefor
US9056199B2 (en) * 2008-05-22 2015-06-16 Vladimir Balakin Charged particle treatment, rapid patient positioning apparatus and method of use thereof
NZ589387A (en) * 2008-05-22 2012-11-30 Vladimir Yegorovich Balakin Charged particle beam extraction method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9579525B2 (en) * 2008-05-22 2017-02-28 Vladimir Balakin Multi-axis charged particle cancer therapy method and apparatus
US8901509B2 (en) * 2008-05-22 2014-12-02 Vladimir Yegorovich Balakin Multi-axis charged particle cancer therapy method and apparatus
CA2725493C (en) * 2008-05-22 2015-08-18 Vladimir Yegorovich Balakin Charged particle cancer therapy beam path control method and apparatus
JP5133319B2 (ja) * 2009-09-30 2013-01-30 株式会社日立製作所 粒子線照射システムおよびその制御方法
JP5340131B2 (ja) 2009-12-17 2013-11-13 三菱電機株式会社 円形加速器、および円形加速器の運転方法
US11000705B2 (en) * 2010-04-16 2021-05-11 W. Davis Lee Relativistic energy compensating cancer therapy apparatus and method of use thereof
EP2845623B1 (en) * 2011-02-17 2016-12-21 Mitsubishi Electric Corporation Particle beam therapy system
EP2684580B1 (en) * 2011-03-10 2015-08-26 Mitsubishi Electric Corporation Particle therapy device
US20130023716A1 (en) * 2011-04-25 2013-01-24 Mark Thomas Dose control system and method of controlling output dose of a radiation therapy treatment system
JP5597162B2 (ja) * 2011-04-28 2014-10-01 三菱電機株式会社 円形加速器、および円形加速器の運転方法
WO2013027263A1 (ja) * 2011-08-23 2013-02-28 三菱電機株式会社 ビームデータ処理装置及び粒子線治療装置
WO2013054788A1 (ja) * 2011-10-14 2013-04-18 住友重機械工業株式会社 荷電粒子線照射システム及び荷電粒子線照射計画方法
US8586942B2 (en) * 2012-01-20 2013-11-19 Mitsubishi Electric Corporation Beam position monitor and particle beam therapy system
JP5954826B2 (ja) * 2012-12-25 2016-07-20 株式会社日立製作所 粒子線治療装置
JP5996470B2 (ja) * 2013-03-29 2016-09-21 住友重機械工業株式会社 中性子捕捉療法装置
JP2015047260A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社日立製作所 粒子線照射システムとその運転方法
JP6692115B2 (ja) * 2014-02-25 2020-05-13 株式会社日立製作所 ビーム位置監視装置及び荷電粒子ビーム照射システム
JP6200368B2 (ja) * 2014-04-07 2017-09-20 株式会社日立製作所 荷電粒子照射システムおよび荷電粒子ビーム照射システムの制御方法
JP6605221B2 (ja) 2015-03-31 2019-11-13 住友重機械工業株式会社 中性子捕捉療法装置
US10429829B2 (en) * 2015-07-13 2019-10-01 Hitachi, Ltd. Monitoring system, particle beam therapy system, and method of repairing plant
CN207081832U (zh) * 2016-01-15 2018-03-09 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗系统的辐射线检测系统
JP6757583B2 (ja) * 2016-03-30 2020-09-23 株式会社日立製作所 粒子線線量評価システム、計画装置および粒子線照射システムならびに線量評価方法
JP6601325B2 (ja) 2016-06-29 2019-11-06 株式会社豊田自動織機 粗紡機の管替装置
EP3308834B1 (en) * 2016-10-11 2019-01-09 Ion Beam Applications Particle therapy apparatus comprising an mri
JP6936988B2 (ja) * 2017-05-01 2021-09-22 東芝エネルギーシステムズ株式会社 加速器制御装置、加速器制御方法、および粒子線治療装置
CN111050849B (zh) * 2017-07-11 2022-04-08 反射医疗公司 用于pet检测器余辉管理的方法
CN109011221A (zh) * 2018-09-04 2018-12-18 东莞东阳光高能医疗设备有限公司 一种剂量引导的中子俘获治疗系统及其操作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1697587A (zh) * 2004-04-19 2005-11-16 三菱电机株式会社 带电粒子束加速器、粒子束照射医疗系统及其运行方法
CN104338243A (zh) * 2013-07-26 2015-02-11 株式会社日立制作所 粒子线照射系统及其运转方法
CN105938731A (zh) * 2015-03-05 2016-09-14 住友重机械工业株式会社 中子捕捉疗法装置
JP2017042311A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 住友重機械工業株式会社 中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法システムの制御方法
CN109407133A (zh) * 2017-08-18 2019-03-01 南京中硼联康医疗科技有限公司 生物剂量计及具有其的中子捕获治疗系统

Also Published As

Publication number Publication date
TW202118529A (zh) 2021-05-16
JP2021045275A (ja) 2021-03-25
CN112516466B (zh) 2022-11-08
JP7430044B2 (ja) 2024-02-09
US20210084744A1 (en) 2021-03-18
CN112516466A (zh) 2021-03-19
US11246209B2 (en) 2022-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6565113B2 (ja) 中性子捕捉療法装置
JP5996470B2 (ja) 中性子捕捉療法装置
JP4378396B2 (ja) 粒子線照射システム
JP6261919B2 (ja) 中性子照射装置
JP2007311125A (ja) 荷電粒子ビーム加速器のビーム出射制御方法及び荷電粒子ビーム加速器を用いた粒子ビーム照射システム
US10751553B2 (en) Radiation therapy apparatus
JP3489312B2 (ja) 粒子線治療システム
JP6257994B2 (ja) 中性子発生装置及び医療用加速器システム
TWI758860B (zh) 放射線治療裝置
JP6605221B2 (ja) 中性子捕捉療法装置
EP2946809B1 (en) Neutron capture therapy apparatus and nuclear transformation apparatus
EP2684430B1 (en) Electron source for linear accelerators
JP2010012056A (ja) 荷電粒子ビーム照射システム
KR20180032156A (ko) 이온 치료 장치 및 이온 빔을 이용하는 치료 방법
JP2015179586A (ja) 荷電粒子線治療装置
JP6139797B2 (ja) 粒子線治療装置
Yamada et al. HIMAC and medical accelerator projects in Japan
JP2009172261A (ja) 荷電粒子ビーム照射システム