加速器控制装置、加速器控制方法以及粒子线治疗装置制造方法及图纸

提供即使在射出低能量的带电粒子束的情况下，也能够防止波束尖峰的产生的加速器控制装置、加速器控制方法以及粒子线治疗装置。实施方式的加速器控制装置具备高频电力控制部以及定时控制部。高频电力控制部对加速器供给用于使带电粒子束加速的高频电力。定时控制部基于在所述加速器内环绕的所述带电粒子束的电流值，控制切断从所述加速器射出的所述带电粒子束的断路器的动作定时。

【技术实现步骤摘要】
加速器控制装置、加速器控制方法以及粒子线治疗装置
本专利技术的实施方式涉及加速器控制装置、加速器控制方法、以及粒子线治疗装置。
技术介绍
通常，在粒子线治疗装置中设置有用于将带电粒子束加速至所希望的能量的加速器。在加速器中设置有具备多个电极的高频加速空腔。粒子线治疗装置对设置于高频加速空腔的电极供给高频电力从而使带电粒子束加速至所希望的能量，并对肿瘤等的患部照射加速后的带电粒子束。然而，在通过加速器加速至一定的能量的带电粒子束被刚刚射出后，有时产生带电粒子束的强度超过目标值的波束尖峰(beamspike)的现象。波束尖峰特别是在低能量的带电粒子束被射出时容易产生。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4873563号公报非专利文献非专利文献1：K.Mizushimaetal.,“RELIABLEBEAM-INTENSITYCONTROLTECHNIQUEATTHEHIMACSYNCHROTRON”,Proceedingsofthe1stInternationalBeamInstrumentationConference,pp.143-145,Tsukuba,Japan,2012.
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术所要解决的课题是提供即使在射出低能量的带电粒子束的情况下，也能够防止波束尖峰产生的加速器控制装置、加速器控制方法、以及粒子线治疗装置。用于解决课题的手段实施方式的加速器控制装置具备高频电力控制部以及定时控制部。高频电力控制部对加速器供给用于使带电粒子束加速的高频电力。定时控制部基于在所述加速器内环绕的所述带电粒子束的电流值，控制切断从所述加速器射出的所述带电粒子束的断路器的动作定时。附图说明图1为表示第1实施方式的粒子线治疗装置10的整体构成的框图。图2为表示第1实施方式的加速器控制装置300的构成的框图。图3为表示第1实施方式的电源用模式S4的一例的图。图4为表示波束尖峰产生时的断路器155的控制的一例的时序图。图5为表示第1实施方式的断路器155的控制的一例的时序图。图6为表示第1实施方式的电荷量阈值表313的一例的图。图7为表示第1实施方式的电荷量阈值表313的其他例的图。图8为表示第1实施方式的电荷量阈值表313的其他例的图。图9为表示第1实施方式的断路器155的控制的其他例的时序图。图10为表示第2实施方式的加速器控制装置300的构成的框图。图11为表示第2实施方式的断路器155以及斩波器115的控制的一例的时序图。图12为表示第2实施方式的脉冲宽度阈值表315的一例的图。图13为表示第2实施方式的脉冲宽度阈值表315的其他例的图。图14为表示第2实施方式的脉冲宽度阈值表315的其他例的图。图15为表示第3实施方式的加速器控制装置300的构成的框图。图16为表示第3实施方式的电流值阈值表316的一例的图。图17为表示第3实施方式的电流值阈值表316的其他例的图。图18为表示第3实施方式的电流值阈值表316的其他例的图。具体实施方式以下，参照附图说明实施方式的加速器控制装置、加速器控制方法、以及粒子线治疗装置。实施方式的加速器控制装置除了能够适用于粒子线治疗装置以外，还能够适用于利用带电粒子束的各种装置。例如，也能够适用于通过照射带电粒子束加工对象物的蚀刻装置等。(第1实施方式)图1为表示第1实施方式的粒子线治疗装置10的整体构成的框图。粒子线治疗装置10是将带电粒子束加速至所希望的能量，并对肿瘤等的患部照射加速后的带电粒子束的装置。粒子线治疗装置10具备加速器100、照射装置200、以及加速器控制装置300。加速器100具备入射器110、斩波器115、多个四极电磁铁120a至120h、多个偏转电磁铁130a至130d、高频加速空腔140、射出器150、以及电流值检测部190。入射器110使带电粒子束入射加速器100内的环绕轨道。斩波器115设置用来调整向加速器100入射的带电粒子束的量。作为斩波器115例如使用波束斩波器，其通过在时间上切换并提供用于使带电粒子束偏转的电力或磁力，从而调整向加速器100入射的带电粒子束的入射量。四极电磁铁120a至120h是使带电粒子束收敛或者发散的电磁铁，以使带电粒子束稳定地在环绕轨道上环绕。偏转电磁铁130a至130d是通过使带电粒子束偏转从而使带电粒子束在加速器100内环绕的电磁铁。电流值检测部190对在加速器100内环绕的带电粒子束的电流值进行检测。在高频加速空腔140中设置有多个电极。通过对设置于高频加速空腔140中的多个电极施加电压，来加速带电粒子束。射出器150通过对设置于加速器100的射出用电极施加高频电场，从而将在加速器100内的环绕轨道环绕的带电粒子束的一部分朝向照射装置200射出。在从加速器100至照射装置200的路径上设置有断路器155、多个四极电磁铁160a至160d、多个修正电磁铁170a至170d、以及偏转电磁铁180。断路器155是切断从加速器射出的带电粒子束的闸门，但只要能够控制到达照射装置200的波束量则不限于此。例如，断路器155可以是偏转电磁铁或者产生电场的电极等，将从加速器射出的带电粒子束导向与通向照射装置200的路径不同的路径。四极电磁铁160a至160d是使带电粒子束收敛或者发散的电磁铁，以使带电粒子束稳定地通过从加速器100至照射装置200的路径，且带电粒子束在照射位置成为目标的波束径。偏转电磁铁180是用于使带电粒子束偏转并将带电粒子束从加速器100引导至照射装置200的电磁铁。修正电磁铁170a至170d使用于修正从加速器100至照射装置200的带电粒子束的轨道的电磁铁。照射装置200设置于治疗室，是将通过加速器100加速后的带电粒子束向肿瘤等的患部照射的装置。照射装置200具备线量监视器210。线量监视器210检测向患部照射的带电粒子束的强度。加速器控制装置300是控制对带电粒子束进行加速的加速器100的装置。以下，对加速器控制装置300的详细的构成进行说明。图2为表示第1实施方式的加速器控制装置300的构成的框图。加速器控制装置300具备定时控制部310、高频电力用模式存储部320、电源用模式存储部330、高频电力控制部340、电源控制部350、斩波器控制部360、入射器控制部370、射出器控制部380、以及断路器控制部390。定时控制部310、高频电力控制部340、电源控制部350、斩波器控制部360、入射器控制部370、射出器控制部380、以及断路器控制部390由硬件实现。作为相关的硬件，例如可举出FPGA(Field-ProgrammableGateArray：现场可编程门阵列)、LSI(LargeScaleIntegration：大规模集成电路)、以及ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit：特定用途集成电路)等。此外，加速器控制装置300也可以具备CPU(CentralProcessingUnit)等的处理器、储存处理器执行的程序的程序存储器。在该情况下，也可以通过处理器执行在程序存储器中存储的程序，实现定时控制部310、高频电力控制部340、电源控制部350、斩波器控制部360、入射器控制部370、射出器控制部380、以及断路器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速器控制装置，其特征在于，具备：高频电力控制部，对加速器供给用于使带电粒子束加速的高频电力；以及定时控制部，基于在所述加速器内环绕的所述带电粒子束的电流值，控制断路器的动作定时，所述断路器对从所述加速器射出的所述带电粒子束进行切断。

【技术特征摘要】
2017.05.01 JP 2017-0912791.一种加速器控制装置，其特征在于，具备：高频电力控制部，对加速器供给用于使带电粒子束加速的高频电力；以及定时控制部，基于在所述加速器内环绕的所述带电粒子束的电流值，控制断路器的动作定时，所述断路器对从所述加速器射出的所述带电粒子束进行切断。2.如权利要求1所述的加速器控制装置，其特征在于，还具备：频率检测部，检测所述带电粒子束在所述加速器内环绕的频率；以及电荷量计算部，通过将在所述加速器内环绕的所述带电粒子束的所述电流值除以由所述频率检测部检测出的频率，来计算所述带电粒子束的电荷量，所述定时控制部基于由所述电荷量计算部计算出的所述电荷量，控制所述断路器的动作定时。3.如权利要求2所述的加速器控制装置，其特征在于，所述定时控制部保持所述带电粒子束的能量与所述带电粒子束的电荷量的阈值之间建立了对应的第1表，所述定时控制部从所述第1表取得与在所述加速器内环绕的所述带电粒子束的能量对应的所述阈值，所述定时控制部基于由所述电荷量计算部计算出的所述电荷量与从所述第1表取得的所述阈值的比较，控制所述断路器的动作定时。4.如权利要求3所述的加速器控制装置，其特征在于，在由所述电荷量计算部计算出的所述电荷量为从所述第1表取得的所述阈值以上的情况下，所述定时控制部控制所述断路器使所述带电粒子束被切断，在由所述电荷量计算部计算出的所述电荷量小于从所述第1表取得的所述阈值的情况下，所述定时控制部控制所述断路器使所述带电粒子束通过。5.如权利要求3或4所述的加速器控制装置，其特征在于，所述第1表包含用于划分能量的范围的边界能量，按每个由所述边界能量划分的能量的范围与所述带电粒子束的电荷量的所述阈值建立了对应。6.如权利要求3所述的加速器控制装置，其特征在于，所述第1表设定为所述带电粒子束的能量越低，与该能量建立对应的所述阈值越小。7.如权利要求1所述的加速器控制装置，其特征在于，还具备对斩波器进行控制的斩波器控制部，该斩波器用于调整向所述加速器入射的所述带电粒子束的量，所述定时控制部保持所述带电粒子束的能量与用于驱动所述斩波器的脉冲信号的脉冲宽度之间建立了对应的第2表，所述定时控制部从所述第2表取得与所述带电粒子束被从所述加速器射出时的所述带电粒子束的能量对应的所述脉冲宽度，所述斩波器控制部基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本宗道，古川卓司，水岛康太，塙胜词，
申请(专利权)人：东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP