波束监视系统以及粒子线照射系统技术方案

本发明专利技术提供一种波束监视系统以及粒子线照射系统，具备用于提高位置宽度确定的测量精度的简单的结构。作为在位置确定中使用的信号，从测量线所有点中周期性地提取代表线电极，各以一点分别与位置确定用电流频率变换器、监视器信号处理装置连接，来确定波束位置。作为仅取得数据的信号，将测量线所有点通过相同数量的线进行分组，取得各组信号的各一点的信号，汇聚组数的测量线与一点的数据取得用电流频率变换器、监视器信号处理装置连接。之后，上游波束监视器监视控制装置和下游波束监视器监视控制装置根据来自代表线电极的处理信号求出波束位置，根据求出的波束位置的信息、来自代表线电极的处理信号以及来自剩余线电极的处理信号求出波束宽度。

【技术实现步骤摘要】
波束监视系统以及粒子线照射系统
本专利技术涉及一种带电粒子束(粒子线、离子束)的照射系统中的波束位置的监视系统，尤其涉及一种适合在向患部照射质子或碳离子等粒子线来进行治疗的粒子线治疗装置中使用的粒子线照射系统的波束监视系统。
技术介绍
已知向癌症等患者的患部照射质子以及碳离子等带电粒子束的治疗方法。在该治疗中所使用的带电粒子束照射系统(粒子线射出装置或带电粒子束射出装置)具备带电粒子束产生装置，通过带电粒子束产生装置加速后的离子束经由第一波束输送系统以及设置在旋转台架上的第二波束输送系统到达设置在旋转台架上的照射装置。从照射装置射出离子束来向患者的患部进行照射。作为照射装置的照射方式，已知例如在非专利文献1中记载的在通过散射体扩大波束后与患部形状相符合地进行切出的双重散射体方式(非专利文献1的2081页、图35)、wobbler法(非专利文献1的2084页、图41)以及使细的波束在患部区域内进行扫描的扫描方法(非专利文献1的2092页以及2093页)。在上述波束照射方法中，基于对正常细胞的影响少且不需要喷嘴内置装置的特征，将目光集中在扫描方式中。该扫描方式的特征在于，对应于向照射对象的照射量来停止带电粒子束的输出，通过控制能量以及扫描电磁铁来变更称为点的带电粒子束的照射位置，在变更完成后重新开始带电粒子束的射出，由此在依次切换照射位置的同时与照射对象(患部)的形状相符地进行波束照射。在电荷粒子照射系统中，为了与患部的形状相符地来进行照射，在扫描电磁铁的下游侧，且在照射对象即患者的紧前设置有波束位置监视器(以下，称为点位置监视器)。该点位置监视器是由被称为多线的检测器(以下，称为通道)构成，是对于每个通道在电容器中蓄积由于波束的通过而产生的电荷量，并读出感应的电压的方式。由于在各通道中检测出的信号微弱，因此在通道的下游侧设置放大器，将在通道中检测出的信号经由放大器发送给信号处理装置，从而能够检测波束的位置以及宽度。在此，非专利文献1中记载的现有的波束监视器的测量线间隔宽，为了提高位置宽度确定的测量精度，需要使测量线的间隔变窄，增加测量点。因此，在现有的点位置监视器中产生如下的问题：与通道数量相伴需要信号放大器以及信号处理装置，在波束的位置以及宽度检测中为了对所有的通道进行信号放大以及信号处理，通道数量越是增加监视器系统越是成为规模大且复杂的结构，从而成本增加。非专利文献1：REVIEWOFSCIENTIFICINSTRUMENTS、VOLUME.64，NUMBER8、(AUGUST1993)、P2074-2093.
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在扫描方式的点照射中，具备用于提高位置宽度确定的测量精度的简单结构的波束监视系统以及具备该系统的粒子线照射系统。为了解决上述课题，例如采用在权利要求书中记载的结构。本专利技术包括多个用于解决上述课题的手段，举其一例，其特征在于，具备：收集电极，其具有多个将相邻的多个线电极作为一个组的所述组，检测通过的带电粒子束；第一信号处理装置，其将该收集电极的所述组中的一个线电极作为代表线电极，取得从该代表线电极输出的检测信号来进行信号处理；以及波束监视器控制装置，其根据来自所述第一信号处理装置的处理信号，求出通过了所述线电极的所述带电粒子束的波束位置。根据本专利技术，在测量线点数多的波束监视系统中，能够以简单的结构实现用于正确地检测波束照射的位置宽度的系统。此外，与现有的监视器相同，能够仅根据测量值确定波束照射位置，因此即使在错误地照射波束时也能够瞬间确定照射位置，并且不需要复杂的处理能够确定正确的照射位置。附图说明图1是表示本专利技术的粒子线照射系统的第一实施方式的全体结构的结构图。图2是表示构成本专利技术的粒子线照射系统的第一实施方式的扫描照射系统以及照射控制系统的概要的结构图。图3是扫描照射方式的带电粒子束照射的控制流程图。图4是本专利技术的粒子线照射系统的第一实施方式的波束监视系统的概要图。图5是表示本专利技术的粒子线照射系统的第一实施方式的波束监视系统中的线的连接结构的一例的概要图。图6是表示本专利技术的粒子线照射系统的第一实施方式的波束监视系统中的波束监视器相关的分布确定为止的概要的图。图7是光栅扫描方式的带电粒子束照射的控制流程图。符号说明1带电粒子束产生装置2波束输送系统3扫描照射装置4控制系统5中央控制装置6治疗计划装置7加速器/输送系统控制系统8照射控制系统8a患者设备控制装置8a1旋转台架控制装置8a2治疗台控制装置8a3喷嘴内设备控制装置8b监视器监视控制装置8b1上游波束监视器监视控制装置8b2下游波束监视器监视控制装置8b2-1、8b2-2、8b2-3累计脉冲取得装置8b2-4CPU8b3线量监视控制装置8c扫描电磁铁电源控制装置10治疗台11照射喷嘴11a上游波束监视器11b扫描电磁铁11c线量监视器11d下游波束监视器11d1下游波束监视器(X轴方向)11d2下游波束监视器(Y轴方向)12带电粒子束13患者/患部14旋转台架15前段加速器16圆形加速器21通过线电极测量出的测量分布22监视器信号处理装置(数字信号处理)24位置确定用电流频率变换器25数据取得用电流频率变换器40操作终端S30扫描照射方式的加速器准备S31扫描照射方式的扫描电磁铁设定S32扫描照射方式的点线量目标设定S33扫描照射方式的波束开启S34扫描照射方式的线量已满S35扫描照射方式的波束关断S36扫描照射方式的波束位置/宽度计算S37扫描照射方式的点照射控制流程部S38扫描照射方式的层/能量变更控制流程部S39扫描照射方式的治疗结束S31A光栅扫描方式的扫描电磁铁设定S32A光栅扫描方式的点线量目标设定S35A光栅扫描方式的波束关断S35B光栅扫描方式的G点扫描电磁铁设定S35C光栅扫描方式的G点线量目标值设定S36A光栅扫描方式的波束位置/宽度计算S37A光栅扫描方式的点照射控制流程部S38A光栅扫描方式的层/能量变更控制流程部具体实施方式以下，使用附图对本专利技术的波束监视系统以及粒子线照射系统的实施方式进行说明。(第一实施方式)使用图1至图6，对本专利技术的波束监视系统以及粒子线照射系统的第一实施方式进行说明。在本专利技术中，粒子线照射系统表示针对固定在治疗室内的治疗台(床装置)10上的患者的患部照射带电粒子束12(例如，质子射线或碳射线等)的系统。首先，使用图1至图3对本专利技术的粒子线照射系统的结构进行说明。图1是本实施方式的概要图，图2是构成本实施方式的带电粒子束照射系统的扫描照射装置的概要图，图3是扫描照射方式的带电粒子束照射的控制流程图。在图1中，本实施方式的粒子线照射系统大致具备：带电粒子束产生装置1、波束输送系统2、扫描照射装置3以及控制系统4。带电粒子束产生装置1具有：离子源(未图示)、前段加速器15以及圆形加速器(同步加速器)16。在本实施方式中，作为圆形加速器16以同步加速器为例子进行说明，但也可以是回旋加速器等其他的加速器。在前段加速器15的上游侧连接离子源，在前段加速器15的下游侧连接圆形加速器16。波束输送系统2连接在带电粒子束产生装置1的下游侧，用于将带电粒子束产生装置1与扫描照射装置3连接。扫描照射装置3是用于向患者的患部照射带电粒子束12的装置，如图2所示，大致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束监视系统，其特征在于，具备；收集电极，其具有多个将相邻的多个线电极作为一个组的所述组，检测通过的带电粒子束；第一信号处理装置，其将该收集电极的所述组中的一个线电极作为代表线电极，取得从该代表线电极输出的检测信号来进行信号处理；以及波束监视器控制装置，其根据来自所述第一信号处理装置的处理信号，求出通过了所述线电极的所述带电粒子束的波束位置。

【技术特征摘要】
2013.12.02 JP 2013-2488811.一种波束监视系统，其特征在于，具备；收集电极，其具有多个将相邻的多个线电极作为一个组的所述组，检测通过的带电粒子束；第一信号处理装置，其将该收集电极的所述组中的一个线电极作为代表线电极，取得从该代表线电极输出的检测信号来进行信号处理；波束监视器控制装置，其根据来自所述第一信号处理装置的处理信号，求出通过了所述代表线电极的所述带电粒子束的波束位置；第二信号处理装置，其取得从所述收集电极的所述组的所述代表线电极以外的全部的线电极输出的检测信号，来进行信号处理。2.根据权利要求1所述的波束监视系统，其特征在于，所述第二信号处理装置通过与一个组的所述代表线电极以外的全部的所述线电极相同数量的配线与所述代表线电极以外...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀能士，松下尊良，森山国夫，田所昌宏，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP