TWI765146B - 加速器的控制方法、加速器的控制裝置及粒子線治療系統 - Google Patents

Abstract

提供可讓加速週期更短的加速器的控制方法、加速器的控制裝置及粒子線治療系統。

本實施例的加速器的控制方法，是依據電流值的指令訊號，使對應帶電粒子的加速能量發生在主加速器內循環的磁場的電流供給至複數偏向電磁鐵的加速器的控制方法，當伴隨朝電子束傳輸系統的帶電粒子的射出的加速週期的情況時，設置使偏向電磁鐵的電流值固定的平面領域，當不伴隨朝電子束傳輸系統的帶電粒子的射出的加速週期的情況時，在電流值的指令訊號，不設置平面領域，當朝電流值的平面領域的移動時、或是在從平面領域的移動時將電流值的時間變化平滑化，依據帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定平滑化所需要的時間。

Description

加速器的控制方法、加速器的控制裝置及粒子線治療系統

本發明的實施例，是有關於加速器的控制方法、加速器的控制裝置、及粒子線治療系統。

一般，使用在粒子線治療系統的加速器，是將從離子源由入射器被加速的帶電粒子由入射能量入射至主加速器，由主加速器朝目的能量加速。藉由此主加速器中的偏向電磁鐵所生成的磁場，將帶電粒子沿著規定的軌道循環。藉由從此偏向電磁鐵的電源被供給的電流的增加將磁場強度增加，且藉由將具有對應磁場強度的頻率的高頻電力朝高頻加速空洞施加，將帶電粒子沿著規定的軌道被加速。

從主加速器將帶電粒子取出時，是例如直到規定的能量為止加速後，直到固定的能量為止減速，在將帶電粒子的能量固定地保持的狀態下，從主加速器進行帶電粒子的取出。被取出的帶電粒子，是經過電子束傳輸系，朝治療室被導入。且，在此方法中規定的能量中的照射終了之後，直到下一個不同的能量為止減速，在將能量 固定地保持的狀態下，再度進行帶電粒子的取出。

在將帶電粒子減速中在規定的能量狀態下固定地保持中，有必要將偏向電磁鐵的電流值及與其對應的高頻電力的頻率減少變化之後朝固定值移動。但是，在將偏向電磁鐵的電流減少變化中急峻地成為固定值的話，電流響應會來不及，電流偏差會變大，帶電粒子的位置跳變和帶電粒子的消失會發生。因此設有平滑領域，在將偏向電磁鐵的電流值成為固定值的前後中使電流平滑地朝固定值移動。

在習知的加速器控制中，實現這種駕駛方法的偏向電磁鐵的電流控制，是使對於預先被計算的時間軸的電流值的指令訊號(電流訊號)被記憶於記憶體，隨著時間經過，將電流值的指令訊號朝偏向電磁鐵的電源逐次輸出的方法。此情況，在對應規定的取出能量的部分中，設有使電流值成為固定的短的平面領域。如此，短的平面領域、及短的平面領域的前後的平滑領域是被組入電流值的指令訊號的指令圖型。且，在偏向電磁鐵的電流值是成為此短的平面領域的時間點，將電流值的輸出的更新停止，藉由保持，將能量的固定狀態保持。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4873563號公報

[專利文獻2]日本特開2017-112021號公報

由習知的加速器實現的帶電粒子的取出能量的種類是10種類程度，使用範圍移位器等的硬體機器，作成了進一步細分化的能量種類。另一方面，在範圍移位器的切換等因為需要時間，所以硬體的維修等也成為必要。因此，也被要求作出只由加速器就可將細分化的帶電粒子的取出能量。另一方，為了治療時間縮短而被要求加速週期的縮短化。

本實施例的加速器的控制方法，是一種加速器的控制方法，具有：使對應帶電粒子的加速能量發生在主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供給至前述複數偏向電磁鐵的電源，伴隨朝電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，對前述電流值的指令訊號設置平面領域，前述平面領域是對應前述帶電粒子的規定的取出能量使前述偏向電磁鐵的電流值固定，不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，在前述電流值的指令訊號，不設置前述平面領域，前述偏向電磁鐵的電流值朝前述平面領域移動時、或是從前述平面領域的移動時使電流值的時間變化平滑化，依據前 述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑化所需要的時間。

本實施例的加速器的控制方法，是一種加速器的控制方法，具備：將帶電粒子直到入射能量為止加速地入射至主加速器的入射器、及朝被入射至主加速器的前述帶電粒子施加加速能量的高頻加速空洞、及使對應前述帶電粒子的前述加速能量發生在前述主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供給至前述複數偏向電磁鐵的電源、及將前述帶電粒子從前述主加速器朝電子束傳輸系統射出用的射出用機器，在不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期中的前述偏向電磁鐵的電流值的時間變化中，使具有：對應前述帶電粒子的最低能量的平面底部區間、及對應最高能量的頂點或是平面頂部區間、及從前述平面底部區間加速用的加速區間、及從前述頂點或是前述平面頂部區間朝平面底部減速用的減速區間，而不具有：對應規定的取出能量使前述偏向電磁鐵的電流值固定的平面領域，在伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期中的前述偏向電磁鐵的電流值的時間變化中，使具有：在對應前述減速區間及前述加速區間的至少其中任一的區劃的中途處對應規定的取出能量使前述電流值成為固定的平面領域，從前述對應的區劃朝前述平面領域移動時、或是從前述平面領域朝前述對應的區劃的移動時，將前述電流值的時間變化平滑化，且，依據前 述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑化所需要的時間。

本實施例的加速器的控制裝置，是一種加速器的控制裝置，具有：使對應帶電粒子的加速能量發生在主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供給至前述複數偏向電磁鐵的電源，更具有電流訊號生成部，前述電流訊號生成部是伴隨朝電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成設置對應前述帶電粒子的規定的取出能量使前述偏向電磁鐵的電流值固定的平面領域用的前述電流值的指令訊號，不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成不設置前述平面領域的前述電流值的指令訊號，前述偏向電磁鐵的電流值朝前述平面領域移動時、或是從前述平面領域的移動時，前述電流值的指令訊號，是具有將電流變化平滑化的平滑區間，依據前述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑區間的時間長度。

本實施例的粒子線治療系統，是具備：將帶電粒子直到入射能量為止加速地入射至主加速器的入射器、及在被入射至前述主加速器的前述帶電粒子施加加速能量的高頻加速空洞、及使對應前述帶電粒子的前述加速能量發生在前述主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供 給至前述複數偏向電磁鐵的電源、及將前述帶電粒子從前述主加速器朝電子束傳輸系統射出用的射出用機器、及將前述入射器、前述高頻加速空洞、前述電源、及前述射出用機器之中的至少前述電源控制的控制裝置，前述控制裝置，是具有電流訊號生成部，前述電流訊號生成部是伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成供設置對應前述帶電粒子的規定的取出能量使前述偏向電磁鐵的電流值固定的平面領域用的前述電流值的指令訊號，不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成不設置前述平面領域的前述電流值的指令訊號，朝前述平面領域的移動時、或是從前述平面領域的移動時生成將電流變化平滑化的平滑區間，且依據前述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑區間的時間長度。

依據本發明的話，可使加速週期更短，可以使治療時間更短。

1:粒子線治療系統

10:加速器系統

20:電子束傳輸系統

21:時間控制部

30:照射裝置

40:射出控制裝置

42:照射控制裝置

50:計算機系統

100:加速器

102:入射器

104:主加速器

106:高頻加速空洞

108:偏向電磁鐵

110:四極電磁鐵

112:射出用機器

114:電源

200:控制裝置

210:時間控制部

212:第1記憶部

214:第1脈衝生成部

216:第2脈衝生成部

230:高頻控制部

240:高頻加速空洞控制部

242:第2記憶部

242a:高頻修正用圖型記憶體領域

244:高頻訊號生成部

246:第1輸出部

247:高頻擴大器

250:電源控制部

252:第3記憶部

252a:電流修正用圖型記憶體領域

254:電流訊號生成部

256:第2輸出部

400:患者

500:停止點

510~516:平滑領域

600:控制裝置

[第1圖]顯示第1實施例的粒子線治療系統1的概略的整體構成的圖。

[第2圖]例示加速週期間的電流的基準訊號的圖。

[第3圖]顯示依據由第2圖顯示的基準訊號所生成的電流訊號及脈衝訊號的關係的圖。

[第4圖]顯示脈衝訊號的停止時所生成的電流訊號的圖。

[第5圖]擴大了基準訊號的一部分的圖。

[第6圖]例示依據基準訊號而輸出的電流訊號的圖。

[第7圖]說明脈衝訊號及電流訊號的時序圖。

[第8圖]顯示從帶電粒子的減速期間的基準訊號生成平滑領域的例的圖。

[第9圖]顯示能量定常狀態、及脈衝數的關係的圖。

[第10圖]顯示平滑開始之後的脈衝數及脈衝間隔的關係的圖。

[第11圖]顯示隨著脈衝的可變週期而生成了平滑領域的例的圖。

[第12圖]顯示平滑開始之後的脈衝數及經過時間的關係的圖。

[第13圖]顯示依據平滑開始之後的期間而生成了平滑領域的例的圖。

[第14圖]說明使用可變脈衝訊號來生成電流訊號的流程圖。

[第15圖]顯示第2實施例的粒子線治療系統的概略的整體構成。

[第16圖]顯示依據基準訊號所生成的修正前的電流訊 號及修正訊號的關係的圖。

[第17圖]說明使用修正訊號而生成電流訊號的流程圖。

以下，對於本發明的實施例的粒子線治療系統，一邊參照圖面一邊詳細說明。又，以下所示的實施例，只是本發明的實施例的一例，本發明不被這些的實施例限定解釋。且，在本實施例所參照的圖面中，對於具有同一部分或是同樣的功能的部分是附加同一的符號或是類似的符號，並省略反覆說明的情況。且，為了說明的方便上，具有：圖面的尺寸比率是與實際的比率不同的情況、和構成的一部分是從圖面被省略的情況。

(第1實施例)

首先，依據第1圖，說明粒子線治療系統1的整體的構成。第1圖，是顯示第1實施例的粒子線治療系統1的概略的整體構成的圖。如此第1圖所示粒子線治療系統1，是將碳離子等的帶電粒子照射在患者的患部進行治療的系統。更具體而言，此粒子線治療系統1，是具備：加速器系統10、及電子束傳輸系統20、及照射裝置30、及照射控制裝置42、及射出控制裝置40、及計算機系統50。

計算機系統50，是由PC或伺服器所構成，從被保持的治療計畫等的資料將各種控制裝置的設定值作成並設定。 各控制裝置，是由高性能的CPU和FPGA所構成，如被設定的設定值使各種機器動作地進行控制。

加速器系統10，是將帶電粒子加速。此加速器系統10，是具備：加速器100、及控制裝置200。此加速器100，是具備：入射器102、及主加速器104、及高頻加速空洞106、及複數偏向電磁鐵108、及複數四極電磁鐵110、及射出用機器112。

入射器102，是與主加速器104連接。此入射器102，是例如直線加速器，將生成的陽子、氦、碳、氮、氧、氖、矽、氬等的帶電粒子直到入射能量為止加速，供給至主加速器104。

在主加速器104中，連接有入射器102，從入射器102使帶電粒子被入射。此主加速器104，是例如同步加速器，具有圓環狀的真空的導管。由此，從入射器102被入射的帶電粒子，是在主加速器104的導管內的規定軌道循環。即，高頻加速空洞106、及複數偏向電磁鐵108、及複數四極電磁鐵110，是沿著主加速器104中的圓環狀的真空的導管被配置。

高頻加速空洞106，是在高頻加速空洞106內外加高頻電壓，將在主加速器104的導管內循環的帶電粒子加速。此高頻加速空洞106，是藉由被設置在內部的電極間發生的電場，將在循環軌道上循環的帶電粒子加速。如此，高頻加速空洞106，是將在主加速器104內循環的帶電粒子，直到對應照射在患者的帶電粒子的能量的複數定 常能量為止加速或是減速。

偏向電磁鐵108，是使對應在主加速器104內循環的帶電粒子的加速能量的磁場發生。此偏向電磁鐵108所生成的磁場，是沿著主加速器104內的規定軌道使帶電粒子循環地作用。且，四極電磁鐵110所生成的磁場，是使在主加速器104內循環的帶電粒子收束或是發散地作用。即，偏向電磁鐵108、及四極電磁鐵110，是與高頻加速空洞106中的帶電粒子的加速或是減速同期，使生成對應被加速或是減速的帶電粒子的能量的強度的磁場地被控制。

射出用機器112，是對於帶電粒子的進行方向朝垂直交叉方向施加高頻電場，使在加速器100內循環的帶電粒子的電子束的寬度擴大。藉此從穩定領域朝共鳴領域偏離的帶電粒子束的粒子是朝射出軌道被導引而朝電子束傳輸系統20被射出。射出用機器112，是藉由變更電場的強度，來控制朝電子束傳輸系統20的帶電粒子的射出及射出停止。

電源114，是將從電力系統被供給的電力，供給至：複數偏向電磁鐵108、及複數四極電磁鐵110。更詳細的話，電源114，是依據控制裝置200所生成的時間序列的電流訊號，將使對應帶電粒子的能量的磁場發生用的電流，供給至：複數偏向電磁鐵108、及複數四極電磁鐵110。

控制裝置200，是進行粒子線治療系統1整體 的控制。又，控制裝置200的詳細的構成是如後述。

照射裝置30，是設於治療室的壁面等的構造物或旋轉高架(龍門)等，將藉由電子束傳輸系統20被運送的帶電粒子照射在患者。帶電粒子，是通過患者的體內時運動能量喪失而停止，在停止位置的附近將被稱為布拉格尖峰的高能量放出。因此，藉由將帶電粒子的停止位置對位在患者帶電粒子的患部，就可抑制對正常組織的影響，且可只對於患部細胞，例如癌細胞造成損傷。

射出控制裝置40，是依據來自照射控制裝置42的帶電粒子束的要求訊號，將帶電粒子朝電子束傳輸系統20射出及射出停止地將射出用機器112控制。

接著，說明控制裝置200的詳細的構成。如第1圖所示控制裝置200，是具有：時間控制部210、及高頻加速空洞控制部240、及電源控制部250。

時間控制部210，是進行：高頻加速空洞控制部240、及電源控制部250的時間控制。更具體而言，此時間控制部210，是具備：第1記憶部212、及第1脈衝生成部214、及第2脈衝生成部216。第1記憶部212，是將依據照射在患者400的帶電粒子的能量被決定的脈衝訊號的停止條件、及脈衝訊號的解除條件等記憶。照射在患者400的帶電粒子的能量，是從照射控制裝置42被輸出。又，本實施例的第2脈衝生成部216，是對應脈衝訊號生成部。

第1脈衝生成部214，是時間測量用的內部脈衝，生成例如10MHz(100ns週期)的基準脈衝訊號。此第1 脈衝生成部214，是例如具有脈衝生成電路。

第2脈衝生成部216，是生成與第1脈衝生成部214所生成的基準脈衝訊號同期的控制用的脈衝訊號。脈衝訊號的週期是例如100kHz(10μs)。此第2脈衝生成部216，是例如具有脈衝生成電路。

第2脈衝生成部216，是將重設訊號朝高頻加速空洞控制部240、及電源控制部250輸出。由此，高頻加速空洞控制部240、及電源控制部250，是開始與第2脈衝生成部216所生成的脈衝訊號同期的控制。

照射控制裝置42，是對於射出控制裝置40將照射要求訊號輸出來進行帶電粒子束的射出要求。具體而言，將：朝患者400照射的帶電粒子的能量訊號、及為了實際將帶電粒子束照射在患者400而從加速器100將帶電粒子束射出的要求訊號輸出。且，照射控制裝置42，是進行照射在患者的帶電粒子束的掃描控制。

高頻加速空洞控制部240，是將外加在高頻加速空洞106的電極的高頻電場的頻率、振幅控制。更詳細的話，高頻加速空洞控制部240，是具備：第2記憶部242、及高頻訊號生成部244、及第1輸出部246、及高頻擴大器247。第2記憶部242，是記憶與時間序列的編號相關連的頻率的基準訊號、振幅的基準訊號。

高頻訊號生成部244，是對應第2脈衝生成部216所生成的脈衝訊號的收訊，使用被記憶於第2記憶部242的頻率的基準訊號、振幅的基準訊號生成高頻訊號， 依序朝第1輸出部246供給。且，高頻訊號生成部244，是第2脈衝生成部216的脈衝若停止的話，將輸出中的高頻訊號持續輸出。

第1輸出部246，是依據高頻訊號生成部244所生成的高頻訊號生成正弦波的指令訊號，透過將正弦波的指令訊號增幅的高頻擴大器247，朝高頻加速空洞106輸出。由此，高頻加速空洞106，是依據這些的高頻訊號，生成外加在電極的高頻電場。

電源控制部250，是控制從電源114供給至偏向電磁鐵108的電流。更具體而言，電源控制部250，是具備：第3記憶部252、及電流訊號生成部254、及第2輸出部256。

第3記憶部252，是例如將與連續的編號相關連的電流的基準訊號記憶的圖型記憶體。此基準訊號的指令值，是對應從電源114供給至偏向電磁鐵108的電流的值。且，此電流的基準訊號、及高頻加速空洞106的控制所使用的基準訊號，是使被加速的帶電粒子在規定的軌道循環地被相關連。由此，使帶電粒子在規定的軌道循環。

電流訊號生成部254，是伴隨朝電子束傳輸系統20的帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成設置對應帶電粒子的規定的取出能量使偏向電磁鐵108的電流值固定的平面領域的電流訊號，不伴隨朝電子束傳輸系統20的帶電粒子的射出的加速週期的情況時，不生成設置平面領域的電流訊號。此電流訊號生成部254，是對應第2脈 衝生成部216所生成的脈衝訊號的收訊，將被記憶於第3記憶部252的電流的基準訊號作為電流訊號，朝第2輸出部256依序輸出。且，電流訊號生成部254，是第2脈衝生成部216的脈衝若停止的話，將輸出中的電流訊號持續輸出。又，電流訊號生成部254的更詳細的構成是如後述。

第2輸出部256，是將電流訊號生成部254所生成的電流訊號朝電源114輸出。由此，電源114，是依據此電流訊號，生成朝偏向電磁鐵108流動的電流。又，本實施例的第1記憶部212、及第2記憶部242、及第3記憶部252，是對應記憶部，本實施例的第2輸出部256，是對應輸出部。

接著，依據第2圖至第7圖，詳細說明電流訊號生成部254中的電流訊號的生成例。首先，使用第5圖說明電流指令訊號的平滑。在上述的平面領域的前後，使偏向電磁鐵108中的電流的可響應的範圍電流被平滑化地形成平滑領域(平滑區間)。對於電流訊號的指令值若偏向電磁鐵108的電流響應來不及的話，會具有發生帶電粒子的位置跳變和消失的可能性，其可以藉由平滑將這些迴避。

接著，使用第2圖說明加速週期間的電流的基準訊號例。在第2圖中，橫軸是顯示時間，縱軸，是顯示基準訊號。加速週期，是指從入射器102使帶電粒子被入射之後，直到再度從入射器102使帶電粒子被入射為止的期間的意思。此加速週期之間帶電粒子，是從平面底部的能量直到頂能量為止被加速，再度直到原來的平面底部 的能量為止被減速。

如第2圖所示，複數停止點500，是顯示可停止第2脈衝生成部216所生成的脈衝訊號的點。這些的停止點500，是各別對應在主加速器104循環的帶電粒子的定常能量。且，在停止點500的前後形成有平滑領域。

第3圖，是顯示依據由第2圖顯示的基準訊號所生成的電流訊號，即，電流訊號及脈衝訊號的關係的圖。橫軸是顯示時間，(1)~(3)的各縱軸中，(1)，是顯示電流訊號的指令值，即顯示電流值，(2)，是顯示重設訊號，(3)，是顯示脈衝訊號。由第3圖顯示的電流訊號，因為是一次也未停止第2脈衝生成部216所生成的脈衝訊號，所以將與電流的基準訊號同等的訊號輸出。又，本實施例的電流訊號，是對應電流值的指令訊號。

第4圖，是顯示脈衝訊號被停止的情況時依據基準訊號所生成的電流訊號及脈衝訊號的關係的圖。橫軸是顯示時間，(1)~(4)的各縱軸中，(1)，是顯示電流訊號的指令值，即電流值，(2)，是顯示重設訊號，(3)，是顯示脈衝訊號，(4)的縱軸，是顯示照射訊號。照射訊號，是為了朝患者照射帶電粒子束而使照射控制裝置42輸出，使帶電粒子對應此照射訊號從加速器100朝電子束傳輸系統20被射出。

如第4圖所示，第2脈衝生成部216，是依據被記憶於第1記憶部的停止條件，成為對應預先被決定的停止點的脈衝數的話將脈衝訊號的輸出停止。電流訊號生 成部254，是將對應脈衝訊號停止的時點的基準訊號作為電流訊號連續輸出。又，在第3圖的例中雖在將帶電粒子減速的過程設定停止點，但是在將帶電粒子加速的過程設定停止點也可以。停止條件是指照射在患者400的帶電粒子的能量，依據從照射控制裝置42被輸出的訊號和從計算機系統50的設定而被記憶。

如此，在帶電粒子的取出能量各別設有停止點500及平滑領域的基準訊號的情況，與電子束取出能量的數值成正比例地使加速週期變長，治療時間會增加。

在此，依據第6圖，說明在平滑領域不設置該當領域的基準訊號。第6圖，是例示依據加速週期內的本實施例的基準訊號被輸出的電流訊號的圖。橫軸是顯示時間，(1)~(3)的各縱軸中，(1)，是顯示電流訊號的指令值，即顯示電流值，(2)，是顯示重設訊號，(3)，是顯示脈衝訊號。

第6圖(1)中的電流訊號的指令值，因為是未停止脈衝訊號所以顯示與基準訊號的指令值同等的值。此時間序列的基準訊號，是預先被記憶於第3記憶部252(第1圖)。

如此第6圖所示，此基準訊號，因為未具有平滑領域，所以加速週期期間是比設置平滑領域的情況更短。在此加速週期中的電流值的時間變化中，設有：對應最低能量的平面底部區間、及對應最高能量的頂點或是平面頂部區間、及從平面底部區間加速用的加速區間、及從 頂點或是平面頂部區間朝平面底部區間減速用的減速區間。

接著，依據第7圖說明，本實施例的第2脈衝生成部216(第1圖)所輸出的脈衝訊號、及電流訊號生成部254(第1圖)所生成的電流訊號。

第7圖，是說明：本實施例的第2脈衝生成部216(第1圖)所輸出的脈衝訊號、及電流訊號生成部254(第1圖)所生成的電流訊號的時序圖。橫軸是顯示時間，(1)~(4)的各縱軸中，(1)，是顯示電流訊號的指令值，即電流值，(2)，是顯示重設訊號，(3)，是顯示脈衝訊號，(4)的縱軸，是顯示照射訊號。

如此第7圖所示，本實施例的第2脈衝生成部216(第1圖)，是在帶電粒子的能量成為定常狀態的前後將脈衝訊號的週期連續地變更。即，第2脈衝生成部216，是將對應平滑領域的脈衝訊號的週期連續地變更。對應此平滑領域的脈衝訊號的週期，是依據偏向電磁鐵108中的電流的暫態特性，預先被運算。即，第2脈衝生成部216，是藉由設置將脈衝週期連續地增加或是減少的時間序列的平滑區間，而將對於流動於偏向電磁鐵108的電流的時間的變動比規定值更小。在此，電流的平滑化，是指使對於流動於偏向電磁鐵108的電流的時間的變動比規定值更小的意思。

本實施例的電流訊號生成部254(第1圖)，是對應第2脈衝生成部216所輸出的脈衝訊號，將被記憶於第 3記憶部252的基準訊號(例如第6圖)依序輸出。由此，在電流訊號生成平滑領域510~516等。

如此，在帶電粒子的加速週期中的偏向電磁鐵108的電流值的時間變化中，設有：對應最低能量的平面底部區間、及對應最高能量的頂點或是平面頂部區間、及從平面底部加速用的加速區間、及從平面頂部朝平面底部減速用的減速區間。

另一方面，設有平面領域，其是在伴隨朝電子束傳輸系統20的帶電粒子的射出的加速週期中的偏向電磁鐵108的電流的時間變化中，在減速區間及加速區間的至少其中任一的中途處使對應規定的取出能量的電流值固定。且，從減速區間及加速區間的至少其中任一朝平面領域的移動時、或是從平面領域朝減速區間及加速區間的至少其中任一的移動時，將電流值的變化平滑化。由此，對於偏向電磁鐵108的電流值的時間的變動，是被抑制在偏向電磁鐵108可來得及電流響應的範圍。因此，可以抑制帶電粒子的位置跳變、和帶電粒子消失的發生。

且在本實施例的基準訊號中，因為未設置平滑領域，所以在對於帶電粒子的加速領域、減速領域的電流訊號中平滑領域不會發生。由此，可以比在基準訊號預先設置平滑領域的情況更將電流訊號的加速週期縮短。如此，電流訊號生成部254，是在不進行朝患者的照射情況時，不設置使帶電粒子在規定的能量為定常狀態的平面領域，朝患者進行帶電粒子的照射的情況時，設置使前述帶 電粒子在規定的能量為定常狀態的平面領域。由此，粒子線治療系統1整體的處理效率成為可提高，可以將治療時間更短。

接著，依據第8圖更詳細說明，從帶電粒子的減速期間的基準訊號生成電流訊號的平滑領域的例。第8圖，是顯示從帶電粒子的減速期間的基準訊號生成電流訊號的平滑領域的例的圖。縱軸是電流訊號，橫軸是時間。(1)是將脈衝訊號的輸出週期固定的情況的電流訊號(即，基準訊號的狀態))，(2)顯示將脈衝訊號的輸出週期連續地延長的情況的電流訊號。

如此第8圖所示，將第2脈衝生成部216(第1圖)所輸出的脈衝訊號的週期連續地增加的話，使電流訊號生成部254(第1圖)所輸出的指令訊號的指令值的時間變化成為平緩，而生成平滑領域。相反地，第2脈衝生成部216是將輸出的脈衝訊號的週期連續地縮短的話，就可生成：使電流訊號生成部254(第1圖)所輸出的電流訊號的指令值的時間變化成為平緩，從平面領域至直線減速領域滑順地移動的平滑領域。

使用在此平滑領域的設定的時間(平滑時間)，是依據帶電粒子的取出能量進行設定較佳。且，進行能量變更的情況時，即，在朝進行下一個帶電粒子的射出的能量變更的情況，對應變更前後的能量的差的指令訊號的指令值的電流差是愈大平滑時間愈長較佳。在此，能量變更前的能量，是指在其加速週期成為最初的帶電粒子的射出的情況 時在平面頂部的能量，第二個之後的射出的情況時是指在射出之前的帶電粒子的射出的能量。能量的變更幅度大的話，因為帶電粒子的能量難追隨指令訊號的變化，所以藉由作成更平緩的平滑領域，就可以更確實地抑制帶電粒子的位置跳變和帶電粒子的消失的發生。

接著，依據第9圖、第10圖、第12圖說明有關於，本實施例的時間控制部210是使用在控制的脈衝訊號的資訊。第9圖，是顯示帶電粒子的能量定常狀態、及脈衝停止時的脈衝數、及在平滑領域的生成所必要的平滑脈衝數的關係的圖。左列是顯示帶電粒子的能量定常狀態的數值，中列是顯示停止時的脈衝數，右列是顯示平滑脈衝數。此第9圖所示的帶電粒子的能量定常狀態、及脈衝停止時的脈衝數、及在平滑領域的生成所必要的平滑脈衝數的關係，是作為目錄表被記憶於時間控制部210的第1記憶部212(第1圖)。

如此第9圖所示在本實施例中，設有1000種類的帶電粒子的能量定常狀態。使這些1000種類的帶電粒子的能量定常狀態，各別與脈衝停止時的脈衝數、及平滑脈衝數相關連。例如，能量定常狀態的數值是4的情況，第2脈衝生成部216，是依據被記憶於第1記憶部212的目錄表，從重設訊號的輸出起算成為1550脈衝數的話將脈衝訊號停止。且，第2脈衝生成部216，是在將脈衝訊號停止的60脈衝前，即，脈衝數是達到1550-60=1490的話，將脈衝訊號的輸出模式從定週期輸出模式朝可變週期輸出模式移 動。

第10圖，是顯示開始平滑之後的脈衝數及脈衝間隔的關係的圖。左列是顯示開始平滑處理的時點，即，朝可變週期輸出模式移動時，從脈衝週期的變更開始的時點的脈衝數，中列，是顯示能量數值為4的情況的脈衝間隔。參照第9圖的話，平滑脈衝數雖是60，但是在第10圖中，將脈衝數記載至最長的100為止。且，右列，是將其他的能量數的例例示地由能量數N顯示。此第10圖所示的平滑開始之後的脈衝數及脈衝間隔的關係，是作為目錄表被記憶於時間控制部21的第1記憶部212(第1圖)。

第11圖，是顯示第10圖的能量數值為4的脈衝間隔，即依據脈衝的可變週期生成平滑領域的例的圖。橫軸是顯示時間，縱軸，是顯示電流訊號。

如此第11圖所示，第2脈衝生成部216，是依據被記憶於第1記憶部212(第1圖)的目錄表，將第1個的脈衝訊號在從平滑的開始的12微秒之後輸出，進一步將第2個脈衝訊號在16微秒之後輸出，進一步將第3個脈衝訊號在22微秒之後輸出。且，電流訊號生成部254(第1圖)，是將被記憶於第3記憶部252的基準訊號(第7圖)對應這些的脈衝訊號依序作為電流訊號輸出。如此，藉由將從平滑的開始時點的脈衝訊號的週期變更，而在電流訊號生成平滑領域。

第12圖，是顯示平滑開始之後的脈衝數及經過時間的關係的圖。左列是顯示平滑開始的時點，即，從 脈衝週期的變更開始的時點起算的脈衝數，中列，是顯示從能量數值為4的情況的平滑開始時之後的經過時間。參照第9圖的話，平滑脈衝數雖是60，但是在第12圖中，將脈衝數記載至最長的100為止。且，右列，是將其他的能量數的例例示地由能量數N顯示。第12圖，是將與第10圖同等的內容，由從平滑的開始時點起算的脈衝數及經過時間的關係顯示。此第12圖所示的平滑開始之後的脈衝數及經過時間的關係，是作為目錄表被記憶於時間控制部21的第1記憶部212(第1圖)。

第13圖，是顯示從第12圖的能量數值為4的平滑開始起算的脈衝輸出時間，即依據脈衝週期生成平滑領域的例的圖。橫軸是顯示時間，縱軸，是顯示電流訊號。

如此第13圖所示，第2脈衝生成部216，是依據被記憶於第1記憶部212(第1圖)的目錄表，例如將第1個的脈衝訊號從平滑的開始起算12微秒後輸出，將第2個脈衝訊號，從平滑的開始起算28微秒後輸出，將第3個脈衝訊號，從平滑的開始起算50微秒後輸出。且，電流訊號生成部254(第1圖)，是將被記憶於第3記憶部252的基準訊號(第7圖)對應這些的脈衝訊號依序作為電流訊號輸出。如此，藉由將從平滑的開始時點的脈衝訊號的週期變更，就可在電流訊號生成平滑領域。

如此，時間控制部210的第1記憶部212，是將有關於由第9圖、第10圖、第12圖等例示的脈衝的資訊 目錄表化地記憶。且，第2脈衝生成部216，是依據具有射出的要求的定常能量數，將脈衝訊號朝電源控制部250輸出。

在上述的例中成為在各定常能量規定脈衝數、脈衝間隔的目錄表。別的例，不是在被設定的各定常能量設定脈衝數、脈衝間隔，而是對應與帶電粒子變更的定常能量間對應的指令訊號的指令值的差分規定脈衝數、脈衝間隔的目錄表也可以。即，例如，由能量數100將帶電粒子射出的情況，藉由在其之前進行了帶電粒子的射出的能量數，而使朝能量數100的平面領域的移動時的平滑脈衝數、脈衝間隔不同的目錄表。

實現這種規定的目錄表的構成是不拘，例如，能量數間的能量的差是固定的情況，在各能量數的差規定平滑的脈衝數及脈衝間隔即可。例如，將能量數從1朝101變更的情況，是參照對應目錄表的能量數差100的脈衝數及脈衝間隔。藉由對於能量數的差設定脈衝數及脈衝間隔，使可以作成比對於變更前的能量數及變更後的能量數的組合全部設定脈衝數及脈衝間隔的情況更小的目錄表。在此，因為也有變更前的能量是平面頂部的情況，所以將平面頂部作為能量數0登錄在目錄表也可以。

又，因為平滑脈衝數及脈衝間隔決定的話平滑時間也決定，所以資料目錄表，也可說是定常能量、或是對應定常能量的差的電流差及對應平滑時間的目錄表。

時間控制部210，是依據以下的式，將脈衝 訊號的週期運算也可以。如第7圖所示，有必要隨著對應帶電粒子變更的定常能量間的指令訊號的指令值的差分也就是電流差變大將平滑脈衝數增加。

因此將平滑脈衝數設成Nmax，將K1設成任意的常數，將對應定常能量間的指令訊號的指令值的差分也就是電流差設成Dif的話成為可由例如(1式)表示。

Nmax=K1×Dif (1式)

將從平滑的開始至n號的脈衝間隔設成Tn，將C1、C2、C3設成任意的常數，將對應定常能量間的指令訊號的指令值的差分也就是電流差設成Dif的話，可成為(2式)表示。

Tn=C1×n×Dif×Dif+C2×n×Dif+C3×n (2式)

在此，n是0至Nmax為止的整數。

且將平滑脈衝數Nmax由一般的函數形式Nmax=f(Dif)表示也可以。f( )是任意的一次函數。且，將從平滑的開始至n號的平滑時脈衝間隔Tn由一般的函數形式T(n、Dif)表示也可以。T( )是任意的二次函數。將這種函數對應偏向電磁鐵108(第1圖)的電流特性定義，在時間控制部210將平滑脈衝數及平滑時間即時運算也可以。

又，求得在平滑領域的設定所使用的脈衝數及脈衝的間隔的上述運算式只是一例，不限定於此。例如，依據對應帶電粒子變更的定常能量的差的指令訊號的指令值的電 流差，首先運算使用在平滑領域的設定的平滑時間，依據此平滑時間將使用在平滑的設定用的脈衝數及脈衝間隔運算也可以。即，在上述運算式的例中雖藉由求得脈衝數及脈衝間隔而使平滑時間被決定，但是依據電流差運算平滑時間而求得，從求得的平滑時間來決定脈衝數及脈衝間隔也可以。電流差愈大，平滑時間愈長的運算即可。

且雖說明了帶電粒子變更的定常能量間的差，但是在其加速週期使最初的帶電粒子射出的情況時，成為對應與平面頂部的能量、及進行帶電粒子的射出的定常能量，的差的指令訊號的指令值的電流差Dif。即，依據帶電粒子的能量的變更前後的電流差，決定平滑時間。

如以上，藉由將對應帶電粒子變更的定常能量間的差而使用在平滑領域的設定的脈衝數、間隔運算求得，就可以使能量的變更前後的差愈大平滑時間愈長。

第14圖，是說明使用可變的脈衝訊號的電流訊號的生成的流程圖。在此說明，使用在第6圖例示的基準訊號的電流訊號的生成例。

計算機系統50，是將事先計算及調整完成的頻率的基準訊號、振幅的基準訊號設定成高頻加速空洞控制部240的第2記憶部242，將電流的基準訊號設定成電源控制部250的第3記憶部252(步驟S100)。

第2脈衝生成部216，是收到來自計算機系統50的輸出許可訊號，開始脈衝訊號及重設訊號的輸出。或是收到計算機系統50的動作開始訊號事先將脈衝訊號及重 設訊號輸出(步驟S102)。

接著，入射器102，是與重設訊號同期，在重設訊號的固定時間後，將帶電粒子入射至主加速器104內(步驟S103)。之後，高頻加速空洞控制部240是對應脈衝訊號，將被設定於第2記憶部242的頻率的基準訊號、振幅的基準訊號依序頻率訊號，作為振幅訊號朝高頻加速空洞106輸出。同樣地，電源控制部250，是對應脈衝訊號，將被設定於第3記憶部252的電流的基準訊號依序作為電流訊號朝電源114輸出。由此帶電粒子，是在主加速器104內的規定軌道一邊循環一邊加速。

時間控制部210，是參照被設定於第1記憶部212的停止條件及目錄表，判別是否將脈衝訊號的週期變更(步驟S200)。時間控制部210，是參照有關於被設定於第1記憶部212的停止條件及脈衝的目錄表(例如有關於由第9圖、第10圖、第12圖等顯示的脈衝的資訊)，在脈衝數是對應能量數的平滑開始脈衝數的情況(步驟S200的YES)，開始脈衝訊號的週期的變更(步驟S202)。電源控制部250的電流訊號生成部254，是將對應脈衝訊號被記憶於第3記憶部252的基準訊號依序作為電流訊號輸出。由此，如第7圖所示生成平滑領域510。

接著，時間控制部210，是參照有關於被設定於第1記憶部212的停止條件及脈衝的目錄表，判別是否將脈衝訊號停止(步驟S204)。時間控制部210，當脈衝數不是該當停止條件的脈衝數的情況(步驟S206的NO)，反覆 步驟S202之後的處理。

另一方面，時間控制部210，是脈衝數該當停止條件的脈衝數的話(步驟S206的YES)，將脈衝訊號的輸出停止(步驟S208)。電流訊號生成部254，是將脈衝訊號的停止時的電流訊號持續朝電源控制部250輸出。由此，如第7圖所示生成該當第1能量中的定常狀態的平面領域。

接著，時間控制部210，是判別是否將脈衝訊號的輸出再開(步驟S212)。時間控制部210，是沒有從照射控制裝置42收訊到照射終了訊號或是不同能量的照射要求訊號的話，判別為維持脈衝訊號的停止(步驟S212的NO)，反覆步驟S208之後的處理。

另一方面，時間控制部210，是從照射控制裝置42收訊到照射終了訊號或是不同的能量的照射要求訊號的話，判別為脈衝訊號的輸出的再開(步驟S212的YES)。之後，開始脈衝訊號的週期的變更(步驟S214)。

接著，時間控制部210，是參照被設定於第1記憶部212的停止條件及目錄表，判別是否將脈衝訊號的週期的變更停止(步驟S218)。脈衝數不是該當變更停止的脈衝數的情況(步驟S218的YES)，反覆步驟S214之後的處理。電流訊號生成部254，是將對應脈衝訊號被記憶於第3記憶部的基準訊號依序作為電流訊號輸出。由此，如第7圖所示生成平滑領域512。

另一方面，脈衝數是該當變更停止的脈衝 數的情況(步驟S218的NO)，判別整體處理是否終了(步驟S220)，不是終了的話(步驟S220的NO)，反覆步驟S200之後的處理。

時間控制部210，是脈衝數未對應能量數的平滑開始脈衝數的情況(步驟S200的NO)，將定週期的脈衝訊號朝電源控制部250輸出。電源控制部250的電流訊號生成部254，是對應脈衝訊號，將被設定於第3記憶部252的電流的基準訊號依序作為電流訊號朝電源114輸出(步驟S222)。另一方面，整體處理終了的話(步驟S220的YES)，終了整體的控制處理。如此，時間控制部210，是將脈衝訊號的週期連續地變化，生成平滑領域。

如以上依據本實施例，電流訊號生成部254，是對應脈衝訊號的收訊將基準訊號作為時間序列的電流訊號輸出的情況，在進行脈衝訊號的停止之前將脈衝訊號的週期連續地變化。由此，因為對於時間序列指令訊號的指令值的時間的變化被平滑化，所以可以從未設置平滑領域的基準訊號，將形成有平滑領域的電流訊號輸出。

且將實際治療實施時，不必要設置在不進行帶電粒子的取出的電子束能量中使偏向電磁鐵108的電流值固定的平面領域，實際上只進行帶電粒子的取出的電子束能量就可設置平面領域。由此使帶電粒子的加速週期更被縮短化，有助於患者的治療時間的縮短化。尤其是，即使由加速器實現的帶電粒子的取出能量比以往多的情況(例如600種類)，也不會藉此使加速週期長大化。因此， 因為不需要使用範圍移位器等的硬體，只要使用與習知同程度或其以上的照射能量的種類即可，所以有助於治療時間的縮短。

且帶電粒子的能量的變更前後的差愈大平滑時間愈長。

(第2實施例)

第2實施例的粒子線治療系統1，其可取代將第2脈衝生成部216的脈衝訊號的頻率變更使在電流訊號生成平滑領域，而使用電流的修正訊號使在電流訊號生成平滑領域的點，是與第1實施例相異。以下，說明與第1實施例相異的點。

第15圖，是顯示第2實施例的粒子線治療系統1的概略的整體構成的圖。如此第15圖所示，藉由在第2記憶部242設置高頻修正用圖型記憶體領域242a，在第3記憶部252設置電流修正用圖型記憶體領域252a，是與第2實施例相異。將頻率的基準訊號、振幅的基準訊號各別修正的頻率的修正訊號、振幅的修正訊號，是被記憶於高頻修正用圖型記憶體領域242a中。且，供修正電流的基準訊號用的修正訊號，是被記憶於電流修正用圖型記憶體領域252a中。

第16圖，是顯示依據基準訊號所生成的修正前的電流訊號及修正訊號的關係的圖。橫軸是顯示時間，(1)~(5)的各縱軸中，(1)，是顯示修正前的電流訊號， (2)，是顯示脈衝訊號，(3)，是顯示修正訊號，(4)，是顯示修正開始訊號，(5)，是顯示修正後的電流訊號。依據第16圖說明，進行平滑處理的情況的本實施例的時間控制部210的處理、及電源控制部250的處理例。

首先，說明電流訊號生成部254所輸出的修正前的電流訊號。電流訊號生成部254，是如第16圖的減少領域1、減少領域2等顯示，對應脈衝訊號的收訊，將被記憶於第3記憶部252的電流的基準訊號作為修正前的電流訊號依序輸出。且，電流訊號生成部254，是如平面領域顯示，脈衝訊號若停止的話，將脈衝訊號的停止時的基準訊號作為電流訊號持續輸出。

接著，說明電流訊號生成部254是使用在電流訊號的修正用的修正訊號。此修正訊號(平滑圖型1、平滑圖型2等)的指令值，是預先將修正前的電流訊號的指令值及修正訊號的指令值加算的話，就可對於時間平滑地變化地被運算。因此，將修正前的指令訊號的指令值及修正訊號的指令值加算的話，就可獲得對於時間平滑地變化的指令訊號的指令值。即，修正後的電流訊號的指令值是被平滑化，對於時間的微分值是連續地變化。

電流訊號生成部254，是依據修正開始訊號，生成具有將修正前的指令訊號的指令值及修正訊號的指令值加算了的指令值的修正後的電流訊號。更詳細的話，電流訊號生成部254，是例如從減少領域1朝對應帶電粒子的能量定常狀態的平面領域移動時，是依據修正開始 訊號的立起訊號的檢出，生成具有將修正前的指令訊號的指令值及修正訊號(平滑圖型1)的指令值加算了的指令值的修正後的電流訊號。且，電流訊號生成部254，是例如從對應帶電粒子的能量定常狀態的平面領域朝減少領域2移動時，是依據修正開始訊號的下降訊號的檢出，生成具有將修正前的電流訊號的指令值及修正訊號(平滑圖型2)的指令值加算了的指令值的修正後的電流訊號。

在減少領域1、減少領域2等中，對於修正前的指令訊號的指令值的時間的變化的程度是被維持在規定值。因此，如第16圖所示，例如，顯示修正開始訊號的立起時被加算的修正訊號的時間序列值的平滑圖型1、及顯示修正開始訊號的下降時被加算的修正訊號的時間序列值的平滑圖型2，是正負相反。由此，由修正開始訊號所產生的平滑處理，是從減少領域1移動至平面領域的情況時、從平面領域移動至減少領域2的情況時皆可進行。

且電流訊號生成部254，是在基準訊號的指令值，加算將各別對應複數定常能量的電流值的差分也就是對應電流差的係數乘算在修正訊號(例如平滑圖型1、平滑圖型2)的指令值的值，而生成電流訊號也可以。由此，成為可對於定常能量間的大小調整平滑量。尤其是，如第1實施例所說明，成為帶電粒子的能量的變更前後的差愈大平滑時間愈長的修正訊號。

接著說明，時間控制部210所輸出的修正開始訊號。時間控制部210，是依據從計算機系統50收訊到 的脈衝的停止條件，將修正開始訊號在脈衝訊號的停止前朝電源控制部250輸出。且，時間控制部210，是收訊到從照射控制裝置42照射的停止訊號或是不同的能量中的照射要求訊號的話，將修正開始訊號下降。且，時間控制部210，是規定的脈衝數經過之後，將脈衝訊號的輸出再開。如此，時間控制部210，是將修正開始訊號輸出且規定的脈衝數經過之後，將脈衝訊號停止。且，時間控制部210，是將修正開始訊號的輸出停止且規定的脈衝數經過之後，將脈衝訊號的輸出再開。

從這些可了解，將修正前的指令訊號的指令值及修正訊號的指令值加算的話，就可獲得對於時間平滑地變化的電流訊號，即對於時間的變化的程度是比規定值更小的電流訊號。

第17圖，是說明使用修正訊號的電流訊號的生成的流程圖。對於與第1實施例同等的處理是附加同一的編號並省略說明。在此，說明電流訊號的生成例。

首先，時間控制部210，是帶電粒子被入射至主加速器104之後，也將定週期的脈衝訊號持續朝電流訊號生成部254輸出。電流訊號生成部254，是對應此脈衝訊號的收訊，將基準訊號作為修正前的電流訊號依序輸出。

接著，時間控制部210，是參照被設定於第1記憶部212的停止條件，判別使用修正訊號的平滑是否開始(步驟S300)。時間控制部210，是判別為平滑開始的情 況時(步驟S300的YES)，將修正開始訊號朝電源控制部250輸出。電源控制部250的電流訊號生成部254，是依據修正開始訊號的立起訊號的檢出，將加算了基準訊號的指令值及修正訊號(例如平滑圖型1)的指令值電流訊號輸出(步驟S304)。且，時間控制部210，是從修正開始訊號的輸出開始的時點若規定的脈衝數經過的話將脈衝訊號停止。之後，電流訊號生成部254，是將加算了脈衝停止時的基準訊號及修正訊號的電流訊號輸出。進一步，規定的脈衝數經過的話，電流訊號生成部254，是將脈衝停止時的基準訊號作為電流訊號輸出。

接著，時間控制部210，是判別是否將脈衝訊號的輸出再開(步驟S306)。時間控制部210，是沒有從照射控制裝置42收訊到照射終了訊號或是不同能量的照射要求訊號的話，判別為維持脈衝訊號的停止(步驟S306的NO)，反覆步驟S302之後的處理。

另一方面，時間控制部210，是從照射控制裝置42收訊到照射終了訊號或是不同的能量的照射要求訊號的話，判別為脈衝訊號的輸出的再開(步驟S306的YES)，將修正開始訊號的輸出停止，進一步規定的脈衝數經過之後，將脈衝訊號的輸出再開。電源控制部250的電流訊號生成部254，是將修正開始訊號的下降訊號檢出的話，將加算了基準訊號的指令值及修正訊號(例如平滑圖型2)的指令值的指令值的電流訊號輸出。進一步，規定的脈衝數經過的話電流訊號生成部254，是將基準訊號作為 電流訊號依序輸出。

接著，時間控制部210，是判別整體處理是否終了(步驟S308)，不是終了的話(步驟S308的NO)，反覆步驟S300之後的處理。

另一方面，時間控制部210，是判別為不是平滑的開始的情況時(步驟S300的NO)，將定週期的脈衝訊號持續朝電源控制部250輸出。電源控制部250，是對應脈衝訊號，將被設定於第3記憶部252的電流的基準訊號依序作為電流訊號輸出(步驟S310)。另一方面，整體的控制處理是終了的話(步驟S308的YES)，終了整體的處理。如此，時間控制部210，是藉由在指令訊號的指令值，將使指令值的變動減少的修正訊號的指令值加算，而生成平滑領域。

如以上依據本實施例，電流訊號生成部254，是在進行脈衝訊號的停止前後在時間序列的指令訊號的指令值，加算使對於時間的指令值的變動減少的修正訊號的指令值。由此，因為可將對於時間的指令值的變化平滑化，所以帶電粒子的位置跳變和帶電粒子的消失被迴避。

且當不伴隨朝電子束傳輸系統20的帶電粒子的射出的加速週期的情況時，不設置對應帶電粒子的規定的取出能量使偏向電磁鐵108的電流值固定的平面領域，當伴隨朝電子束傳輸系統20的帶電粒子的射出的加速週期的情況時，設置平面領域。由此可以使帶電粒子的加速週 期更被縮短化，可以將患者的治療時間更縮短化。

在上述的各實施例所說明的控制裝置200的至少一部分，是由硬體構成也可以，由軟體構成也可以。由軟體構成的情況時，將實現控制裝置600的至少一部分的功能的程式收納在軟碟(FD)和CD-ROM等的記錄媒體，由讀入電腦來實行也可以。記錄媒體，不限定於磁性碟片和光碟片等的可裝卸型，硬碟(HD)裝置和記憶體等的固定型的記錄媒體也可以。

且將實現控制裝置200的至少一部分的功能的程式，透過網際網路等的通訊線路(也包含無線通訊)頒布也可以。進一步，將同程式暗號化，或進行變調，在壓縮的狀態下，透過網際網路等的有線線路和無線線路、或是收納在記錄媒體進行頒布也可以。

以上，雖說明了本發明的一些的實施例，但是這些的實施例，只是例示者，未意圖限定發明的範圍。這些新穎的實施例，可由其他的各式各樣的形態實施，在不脫離發明的實質範圍內，可以進行各種的省略、置換、變更。這些的實施例和其變形例，是被包含於發明的範圍和實質，並且被包含於申請專利範圍的發明及其均等的範圍。

1:粒子線治療系統

10:加速器系統

20:電子束傳輸系統

30:照射裝置

40:射出控制裝置

42:照射控制裝置

50:計算機系統

100:加速器

102:入射器

104:主加速器

106:高頻加速空洞

108:偏向電磁鐵

110:四極電磁鐵

112:射出用機器

114:電源

200:控制裝置

210:時間控制部

212:第1記憶部

214:第1脈衝生成部

216:第2脈衝生成部

240:高頻加速空洞控制部

242:第2記憶部

244:高頻訊號生成部

246:第1輸出部

247:高頻擴大器

250:電源控制部

252:第3記憶部

254:電流訊號生成部

256:第2輸出部

Claims (12)

1. 一種加速器的控制方法，具有：使對應帶電粒子的加速能量而發生在主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供給至前述複數偏向電磁鐵的電源，伴隨朝電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，對前述電流值的指令訊號設置平面領域，前述平面領域是對應前述帶電粒子的規定的取出能量而使前述偏向電磁鐵的電流值固定，不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，在前述電流值的指令訊號，不設置前述平面領域，前述偏向電磁鐵的電流值朝前述平面領域移動時、或是從前述平面領域的移動時，使電流值的時間變化平滑化，依據前述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑化所需要的時間。
2. 一種加速器的控制方法，具備：將帶電粒子直到入射能量為止加速地入射至主加速器的入射器、及朝被入射至主加速器的前述帶電粒子 施加加速能量的高頻加速空洞、及使對應前述帶電粒子的前述加速能量發生在前述主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供給至前述複數偏向電磁鐵的電源、及將前述帶電粒子從前述主加速器朝電子束傳輸系統射出用的射出用機器，在不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期中的前述偏向電磁鐵的電流值的時間變化中，具有：對應前述帶電粒子的最低能量的平面底部區間、及對應最高能量的頂點或是平面頂部區間、及從前述平面底部區間加速用的加速區間、及從前述頂點或是前述平面頂部區間朝平面底部減速用的減速區間，而不具有：對應規定的取出能量使前述偏向電磁鐵的電流值固定的平面領域，在伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期中的前述偏向電磁鐵的電流值的時間變化中，具有：在對應前述減速區間及前述加速區間的至少其中任一的區劃的中途處對應規定的取出能量使前述電流值成為固定的平面領域，從前述對應的區劃朝前述平面領域移動時、或是從前述平面領域朝前述對應的區劃的移動時，將前述電流值的時間變化平滑化，且，依據前述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑化所需要的時間。
3. 一種加速器的控制裝置，具有：使對應帶電粒子的加速能量發生在主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供給至前述複數偏向電磁鐵的電源，更具有電流訊號生成部，前述電流訊號生成部是伴隨朝電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成供設置對應前述帶電粒子的規定的取出能量使前述偏向電磁鐵的電流值固定的平面領域用的前述電流值的指令訊號，不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成不設置前述平面領域的前述電流值的指令訊號，前述偏向電磁鐵的電流值朝前述平面領域移動時、或是從前述平面領域的移動時，前述電流值的指令訊號，是具有將電流變化平滑化的平滑區間，依據前述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑區間的時間長度。
4. 如申請專利範圍第3項的加速器的控制裝置，其中，進一步具備：生成脈衝訊號的脈衝訊號生成部、及 將與前述脈衝訊號建立對應且具有電流值的資訊的時間序列的基準訊號記憶的記憶部，前述電流訊號生成部，是對應前述脈衝訊號的收訊，將前述時間序列的基準訊號依序輸出，生成前述電流值的指令訊號，且，對應脈衝週期的連續的增加或是減少，生成前述平滑區間。
5. 如申請專利範圍第4項的加速器的控制裝置，其中，前述記憶部，是記憶資料目錄表，前述資料目錄表，是使前述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差、及前述平滑區間的時間長度，建立了對應的資料目錄表，前述脈衝訊號生成部，是依據前述資料目錄表，將前述脈衝訊號輸出。
6. 如申請專利範圍第4項的加速器的控制裝置，其中，前述脈衝訊號生成部，是使用：依據朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，運算使用在前述平滑區間的設定的脈衝數的第1運算式；及依據朝前述規定的取出能量的變更前後的能量的差，運算對應從將前述平滑區間的設定開始的時點的脈衝數的脈衝週期的第2運算式；的至少其中任一將前述脈衝訊號輸出。
7. 如申請專利範圍第4至6項中任一項的加速器的控制裝 置，其中，前述脈衝訊號，是與前述主加速器的4極電磁鐵的電流訊號、及前述主加速器的高頻加速空洞的頻率指令訊號同期。
8. 如申請專利範圍第3項的加速器的控制裝置，其中，進一步具備記憶部，可記憶：時間序列的基準訊號、及時間序列的修正訊號，前述時間序列的基準訊號具有成為基準的時間序列的電流值的資訊，前述時間序列的修正訊號與平滑領域對應，前述平滑領域用於將流動於前述偏向電磁鐵的電流限制在每單位時間可變動的範圍內，前述電流訊號生成部，是依據前述時間序列的基準訊號及前述時間序列的修正訊號，生成將前述電流變化平滑化的前述電流值的指令訊號。
9. 如申請專利範圍第8項的加速器的控制裝置，其中，前述電流訊號生成部，是依據前述基準訊號的指令值及前述修正訊號的指令值的加算值，生成前述電流值的指令訊號。
10. 如申請專利範圍第9項的加速器的控制裝置，其中，前述電流訊號生成部，是在前述基準訊號的指令值加算了將對應朝規定的取出能量的變更前後的能量的差的係數乘算在前述修正訊號的指令值的值，生成前述電流值的 指令訊號。
11. 如申請專利範圍第3項的加速器的控制裝置，其中，將前述電流變化平滑化的平滑區間，是依據前述偏向電磁鐵的暫態特性被運算。
12. 一種粒子線治療系統，具備：將帶電粒子直到入射能量為止加速地入射至主加速器的入射器、及在被入射至前述主加速器的前述帶電粒子施加加速能量的高頻加速空洞、及使對應前述帶電粒子的前述加速能量發生在前述主加速器內循環的磁場的複數偏向電磁鐵、及依據電流值的指令訊號將使前述磁場發生的電流供給至前述複數偏向電磁鐵的電源、及將前述帶電粒子從前述主加速器朝電子束傳輸系統射出用的射出用機器、及將前述入射器、前述高頻加速空洞、前述電源、及前述射出用機器之中的至少前述電源控制的控制裝置，前述控制裝置，具有電流訊號生成部，前述電流訊號生成部是伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成供設置對應前述帶電粒子的規定的取出能量使前述偏向電磁鐵的電流值固定的平面領域用 的前述電流值的指令訊號，不伴隨朝前述電子束傳輸系統的前述帶電粒子的射出的加速週期的情況時，生成不設置前述平面領域的前述電流值的指令訊號，朝前述平面領域的移動時、或是從前述平面領域的移動時，生成將電流變化平滑化的平滑區間，依據前述帶電粒子的規定的取出能量、或是朝規定的取出能量的變更前後的能量的差，來決定前述平滑區間的時間長度。

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