【手続補正書】
【提出日】平成28年1月19日(2016.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを加速して出射するシンクロトロンと、
このシンクロトロンから出射された前記イオンビームを照射する照射装置と、
患者の生理的活動による患部の移動を検知する検知手段と、
この検知手段からの出力値に基づき、出射許可判定信号を出力する出射許可判定手段と、
前記シンクロトロンを構成する機器の運転制御データを、１以上の初期加速制御データ、複数のエネルギーのイオンビームを出射する複数の出射制御データ、前記複数の出射制御データ間を接続する複数のエネルギー変更制御データ、前記複数の出射制御データに対応した複数の減速制御データで構成し、これらの制御データを組み合わせることで複数のエネルギーのビームの出射制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記出射許可判定手段から出力される出射許可判定信号に基づいて前記シンクロトロンからのビーム出射制御を実施する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項２】
請求項１記載の粒子線照射システムにおいて、
前記制御装置は、前記シンクロトロンからのビーム出射制御時に、前記出射許可判定手段から出力される出射許可判定信号に基づき、同一のエネルギーで複数回のビーム出射制御を実施する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項３】
請求項２記載の粒子線照射システムにおいて、
前記出射許可判定手段は、前記検知手段において、前記患部が出射許可範囲内にあるときに前記出射許可判定信号を出力し、前記患部が出射許可範囲内にないときは前記出射許可判定信号を出力しない
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項４】
請求項１記載の粒子線照射システムにおいて、
前記制御装置は、
前記シンクロトロンを構成する機器の制御タイミングを管理する複数の制御タイミング信号を出力するタイミングシステムと、
前記シンクロトロンを構成する機器を制御する電源制御装置とを有し、
前記運転制御データを構成する前記初期加速制御データ、前記複数の出射制御データ、前記複数のエネルギー変更制御データおよび前記複数の減速制御データは、前記電源制御装置に記憶されており、
前記電源制御装置は、前記タイミングシステムから出力される前記複数の制御タイミング信号を入力し、これらの制御タイミング信号に基づき、前記初期加速制御データ、前記複数の出射制御データ、前記複数のエネルギー変更制御データおよび前記複数の減速制御データを選択して更新する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項５】
請求項４記載の粒子線照射システムにおいて、
前記シンクロトロン内の蓄積ビーム量を検出するビーム量検出手段を更に備え、
前記制御装置は、
前記出射許可判定手段から出力される出射許可判定信号の入力を受け、前記シンクロトロンの運転制御が出射条件設定され、かつ出射許可判定信号が入力されたときはビーム出射制御を指令し、
前記出射許可判定信号が停止された際は、前記ビーム量検出手段から入力された前記シンクロトロン内の蓄積ビーム量の検出結果と照射中のエネルギーでのビーム照射が完了したかの判定結果とに基づいて、再び出射許可判定信号が出力された際に当該エネルギーでのビーム出射が可能なように待機するか、次のエネルギーのビームが照射可能なようにエネルギー変更制御に遷移するか、減速制御に遷移するかを判定し、前記タイミングシステムに対して先に判定したそれぞれの制御に対応した制御指令を出力する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項６】
請求項４記載の粒子線照射システムにおいて、
前記制御装置は、
前記シンクロトロンに入射したビームエネルギーを初段の出射エネルギーまでビームを加速する初期加速指令、前記シンクロトロンで初期加速ないしエネルギー変更後に出射条件を設定する照射準備開始指令、前記シンクロトロンで出射条件の設定が完了したことを示す照射待機指令、前記出射許可判定手段から出力される出射許可判定信号と前記シンクロトロンの出射条件設定状態とに基づき出力されるビーム出射指令、前記患部へのビーム照射を停止する照射停止指令、前記患者に照射されたイオンビームの照射経過情報に基づき出力されるエネルギー変更指令、前記シンクロトロンおよび前記照射装置を含んだ粒子線照射システムを構成する機器の状態に基づき出力される減速制御指令および照射を完了したことを示す照射完了指令を出力するインターロックシステムを更に有し、
前記タイミングシステムは、前記インターロックシステムから出力される前記初期加速指令、前記照射準備開始指令、前記照射待機指令、前記照射停止指令、前記エネルギー変更指令および前記減速制御指令に基づいて、前記複数の制御タイミング信号の中から対応する制御タイミング信号を選択して出力する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項７】
請求項４記載の粒子線照射システムにおいて、
前記電源制御装置は、
前記タイミングシステムから入力された前記複数のタイミング信号のうち減速制御開始タイミング信号を入力したときは、複数の減速制御データの中から出射制御完了時のエネルギーに対応する減速制御データを選択し、減速制御に遷移するよう制御する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項８】
請求項６記載の粒子線照射システムにおいて、
前記インターロックシステムは、前記シンクロトロンおよび前記照射装置を含む粒子線照射システムを構成する機器に異常が生じた場合にも前記減速制御指令を出力し、
前記電源制御装置は、前記タイミングシステムから減速制御開始タイミング信号を入力したとき、現在の制御データを更新した後、前記複数の減速制御データの中からその更新制御終了後の到達エネルギーに対応する減速制御データを選択し、減速制御に遷移するよう制御する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項９】
請求項６記載の粒子線照射システムにおいて、
前記インターロックシステムは、あるエネルギーの出射制御完了後に次の目標エネルギーが存在する場合或いは初期加速制御終了後およびエネルギー変更制御終了後に到達したエネルギーと次の目標エネルギーが一致しない場合にエネルギー変更指令を出力し、
前記タイミングシステムは、前記エネルギー変更指令を入力したとき、前記複数の制御タイミング信号の中からエネルギー変更制御タイミング信号を選択して出力し、
前記電源制御装置は、前記エネルギー変更制御タイミング信号を入力したとき、前記複数のエネルギー変更制御データの中から前記あるエネルギーあるいは到達エネルギーに対応するエネルギー変更制御データを選択し、エネルギー変更制御に遷移するよう制御する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項１０】
請求項１記載の粒子線照射システムにおいて、
前記運転制御データを構成する前記初期加速制御データ、前記複数の出射制御データ、前記複数のエネルギー変更制御データおよび前記複数の減速制御データは、前記シンクロトロンを構成する機器に直接与えられる制御量である電流／電圧の時系列データによって構成されている
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項１１】
請求項１記載の粒子線照射システムにおいて、
前記制御装置は、
前記運転制御データを構成する前記初期加速制御データ、前記複数の出射制御データ、前記複数のエネルギー変更制御データおよび前記複数の減速制御データを含めて、想定される複数の患者の照射条件に対応した全てのエネルギーのビーム出射を可能とする制御データをモジュールデータとして記憶した記憶装置と、
前記シンクロトロンを構成する機器を制御する電源制御装置とを有し、
前記制御装置は、照射準備に際して、特定の患者の照射条件が与えられたとき、前記記憶装置に記憶したモジュールデータの中から該当する制御データを選択して前記電源制御装置に記憶し、前記運転制御データを構成する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項１２】
イオンビームを加速して出射するシンクロトロンと、
前記シンクロトロンから出射された前記イオンビームを照射する照射装置と、
患者の生理的活動による患部の移動を検知する検知手段と、
この検知手段からの出力値に基づき、出射許可判定信号を出力する出射許可判定手段と、
想定される複数の患者の照射条件に対応した全てのエネルギーのビーム出射を可能とする制御データであって、複数のエネルギーのイオンビームに対応した１以上の初期加速制御データ、複数の出射制御データ、複数のエネルギー変更制御データおよび複数の減速制御データを含む制御データをモジュールデータとして記憶した記憶装置と、
前記シンクロトロンを構成する機器を制御する電源制御装置と、
照射準備に際して、特定の患者の照射条件が与えられたとき、前記記憶装置に記憶したモジュールデータの中から該当する制御データを選択して前記電源制御装置に記憶し、前記シンクロトロンの機器の運転制御データを構成する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記出射許可判定手段から出力される出射許可判定信号に基づいて前記シンクロトロンからのビーム出射制御を実施する
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項１３】
イオンビームを加速して出射するシンクロトロンと、
前記シンクロトロンから出射された前記イオンビームを照射する照射装置と、
患者の生理的活動による患部の移動を検知する検知手段と、
この検知手段からの出力値に基づき、出射許可判定信号を出力する出射許可判定手段とを備えた粒子線照射システムの運転方法であって、
前記シンクロトロンを構成する機器の運転制御データを、初期加速制御データと、複数のエネルギーのイオンビームを出射する複数の出射制御データと、前記複数の出射制御データ間を接続する複数のエネルギー変更制御データおよび、前記複数の出射制御データに対応した複数の減速制御データで構成し、これらの制御データを組み合わせることで複数のエネルギーのビームの出射制御を行い、かつ前記複数のエネルギーに対応した減速制御データを有することで、どのエネルギーからも速やかに減速制御へ遷移可能とするとともに、前記出射許可判定手段から出力される出射許可判定信号に基づいて前記シンクロトロンからのビーム出射制御を実施する
ことを特徴とする粒子線照射システムの運転方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の粒子線照射システムの運転方法において、
前記運転制御データを構成する前記初期加速制御データ、前記複数の出射制御データ、前記複数のエネルギー変更制御データおよび前記複数の減速制御データを含めて、想定される複数の患者の照射条件に対応した全てのエネルギーのビーム出射を可能とする制御データをモジュールデータとして用意しておき、
特定の患者の照射条件が与えられたとき、前記モジュールデータの中から該当する制御データを選択して前記運転制御データを構成する
ことを特徴とする粒子線照射システムの運転方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
がんの放射線治療として、陽子または重イオン等のイオンビームを患者のがんの患部に照射して治療する粒子線治療が知られている。イオンビーム照射法として、スキャニング照射法がある。
このスキャニング照射法で要求されるビームエネルギーの変更制御をイオンビーム発生装置としてシンクロトロンを採用した場合に短時間で実現する制御法として、特許文献１、特許文献２および、非特許文献１に開示されているような、イオンシンクロトロンで一回の運転周期内で複数のエネルギーのイオンビームの照射を実現する多段出射制御運転がある。
また、患者の呼吸等による生理的活動により患部が時間的に移動する呼吸移動性臓器へのビーム照射法として、特許文献３および特許文献４に記載の照射法がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
イオンビーム発生装置としてシンクロトロンを採用した場合、入射・加速・出射・減速といった一連の運転を一回の運転周期として制御する。スキャニング照射法のように、イオンビームのエネルギー変更制御を繰り返し実施する際には、シンクロトロンは運転周期の更新が必要なため、エネルギーの変更時間が掛かる課題があった。この対策として特許文献１および非特許文献１に示されるような一回の運転周期内で複数のエネルギーのビームを出射する多段出射運転が示されている。例えば、非特許文献１では、シンクロトロンで照射可能な全てのエネルギー範囲を一つに纏めた運転制御データを用意し、ビームを照射するエネルギーでのみフラットトップを延長してビームを出射することで、一回の運転制御で照射する全てのエネルギーのビームを患部に照射が可能となる。さらに、一回の運転制御で全てのエネルギーのビームが照射可能となるため、シンクロトロンは常に同じ運転制御データで照射が実現できるため、粒子線治療システムにおけるシンクロトロンの運転制御が簡素になる効果がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
しかし、特許文献１および非特許文献１に示されている運転制御を効果的に実現するには、シンクロトロンの蓄積ビーム電荷量が、一回の運転周期で患部に照射する全てのエネルギーの照射に十分な電荷量であることが求められる。
例えば、シンクロトロンの加速制御時に何らかの原因で治療照射に必要な蓄積ビーム電荷量が得られなかった場合、予め設定した照射エネルギー範囲の途中でシンクロトロン内の蓄積ビーム電荷量が枯渇してしまう。シンクロトロン内の蓄積ビーム電荷量が枯渇した場合には、イオンビームの照射を中断して出射制御から減速制御に遷移し、シンクロトロンの運転制御を更新する必要がある。シンクロトロンの運転制御データとして、シンクロトロンで照射可能な全てのエネルギー範囲を一つに纏めた運転制御データを適用した場合、設定値の連続性を担保するため当該出射エネルギーから減速制御に直接遷移できない。そのため、当該出射エネルギーから減速制御に至る間のエネルギー変更制御データの更新が必要となる。この当該出射エネルギーから減速制御へ遷移するための時間が、線量率を低下させ治療時間を短縮できない要因の一つに挙げられる。同様に、粒子線治療装置を構成する機器に異常が生じてイオンビームの照射を中断した場合にも、当該出射エネルギーから減速制御に直接遷移できない課題があった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
特許文献２では、加速器の磁場コイルに励磁するコイル電流に関して、経過時間に応じた磁束密度情報を出力する磁場基準発生部と、磁束密度情報に応じた磁場を発生させるコイル電流を求める電流基準変換部とを備えた加速器の制御装置が示されている。そして、磁場基準発生部が出力する磁束密度情報を４種類のパターン（初期上げパターン、減少パターン、増加パターン、終了パターン）を組み合わせて出力することで、一回の運転周期内で複数エネルギーのビーム出射を実現する制御方法が示されている。特許文献２によると、４種類の磁束密度パターンを組み合わせ、一回の運転周期内で複数エネルギーのイオンビームの出射が可能である。この機能に基づき、所定のＳＯＢＰを形成するために必要な照射エネルギーを選択することができるが、一方で、４種類のパターンを選択し出力するタイミングは予めタイミング制御装置に書き込んでおくため、特許文献１および非特許文献１と同様に、イオンビームの照射を中断した場合に当該出射エネルギーから減速制御に直接遷移できず、当該出射エネルギーから減速制御に至る間のエネルギー変更制御データを更新しなければ減速制御（特許文献２でいう終了パターン）に遷移できない課題は解決されていない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、シンクロトロン内を周回しているビームが十分でなかった場合に減速制御に遷移する際には、特許文献１、特許文献２および非特許文献１と同様に、イオンビームの照射を中断した場合に、当該出射エネルギーから減速制御に直接遷移することができず、当該出射エネルギーから減速制御に至る間のエネルギー変更制御データを更新しなければ減速制御に遷移できない課題は解決されていない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
例えば、前記制御装置は、前記シンクロトロンからのビーム出射制御時に、前記出射許可判定手段から出力される出射許可判定信号に基づき、同一のエネルギーで複数回のビーム出射制御を実施する。
また、前記出射許可判定手段は、前記検知手段において、前記患部が出射許可範囲内にあるときに前記出射許可判定信号を出力し、前記患部が出射許可範囲内にないときは前記出射許可判定信号を出力しないよう制御する。
これにより、患者の生理的活動による患部の移動を検知してビーム照射が中断されても、同一エネルギーでのビーム照射が再開され、ビーム照射を効率的に実行することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、非特許文献１には、イオンシンクロトロンより出射する複数のエネルギーに対応して、エネルギー変更制御と出射制御からなる階段状の運転制御データ（非特許文献１の３４頁、図２）を予め用意しておき、出射するイオンビームエネルギーに対応した出射制御部の運転制御データの平坦部を延長する運転（非特許文献１の３５頁、図３）が示されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
非特許文献１に記載されているように、複数のエネルギーの出射が可能な運転制御データをパターンデータとして予め用意する制御を適用した場合、全ての照射を完了するために必要なイオンビーム量がシンクロトロンに蓄積されている場合には、一回の運転周期で全てのエネルギーの照射が完了できる効果があるが、全ての照射を完了するために必要なイオンビーム量がシンクロトロンに蓄積されていない場合には、イオンビーム量が枯渇した時点で減速制御を実施した後に、運転周期を更新してイオンビーム１０ｂの入射と加速を再度実施する必要がある。この際、イオンビームが枯渇したエネルギーの出射制御から減速制御に遷移するには、運転制御データの連続性を考慮する必要があるため、イオンビーム１０ｂが枯渇したエネルギーよりも後段に記憶されている全てのエネルギー変更制御の運転制御データを更新する必要があり、当該運転制御データから減速制御に直接遷移できない。そのため、シンクロトロン１３の運転周期の更新には時間が掛かる課題がある。粒子線照射システム１を構成する機器に異常が生じた場合にも、同様に、当該運転制御データから減速制御に直接遷移できない課題があった。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
タイミング信号５１の入力に対する運転制御データ７０の更新制御について、図３を用いて説明する。
電源制御装置４５は、加速制御開始タイミング信号５１１の入力により、入射エネルギー（Ｅｉｎｊ）から初段の出射エネルギー（Ｅａ）までの初期加速制御データ７０１ａを更新してビームを加速する。
出射条件設定タイミング信号５１２の入力により、出射条件設定データ７０３ａを更新する。
ビーム出射制御時には、偏向電磁石１８、四極電磁石１９、六極電磁石（図示せず）の励磁量および高周波加速空胴１７に印加する高周波電圧は一定値で制御することで安定なビーム出射を実現するため、出射制御待機タイミング信号５１３の入力により、出射条件設定データ７０３ａの更新を停止し、出射条件解除タイミング信号５１４の入力まで待機する。シンクロトロン１３からのビーム出射は、出射許可判定信号３５５の入力に基づき高周波スイッチ２１を閉じることで、出射用高周波電極２０ａに出射用高周波電圧を供給する。
ビーム出射制御の終了後に、減速ないしはエネルギー変更制御に遷移する場合には、出射条件を解除するため、出射条件解除タイミング信号５１４の入力により出射条件解除データ７０４ａの更新を開始する。
インターロックシステム６０は、出射条件解除データ７０４ａの更新終了までに、シンクロトロン１３内の蓄積ビーム量の検出結果１５２と、現在のエネルギーでの目標線量と照射線量の差分で示される残照射線量とに基づき、エネルギー変更タイミング信号５１５もしくは減速制御開始タイミング信号５１６のいずれを出力するかを選択する。インターロックシステム６０の選択結果により、タイミングシステム５０に対して、エネルギー変更タイミング信号５１５もしくは減速制御開始タイミング信号５１６の出力を指令する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
タイミングシステム５０は、インターロックシステム６０から出力されるエネルギー変更指令６１５に基づきエネルギー変更タイミング信号５１５を出力する。また、インターロックシステム６０から出力される照射準備指令６１２に基づき出射条件設定タイミング信号５１２を出力する。また、インターロックシステム６０から出力される照射停止指令６１４に基づき出射条件解除タイミング信号５１４を出力する。また、減速制御指令６１６に基づき減速制御開始タイミング信号５１６を出力する。更に、出射許可判定手段３５４から出力される出射許可判定信号３５５に基づき、高周波スイッチ２１にビーム出射指令６２を出力し、出射用高周波電極２０ａへの出射用高周波電圧の供給を制御する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
レイヤー内の線量が満了でない場合（Ｎｏの場合）、次のスポットを照射するのに十分な蓄積ビーム量があるか、蓄積ビーム量の残量を確認する（ステップＳ８２４）。蓄積ビーム量の残量が充分であれば（Ｙｅｓの場合）、照射制御装置４４は走査電磁石３２の励磁量の変更によりビーム照射位置を変更し（ステップＳ８２５）、次のスポットに対してビーム照射を継続する。これに対し、蓄積ビーム量の残量が充分ないときは、ステップＳ８１９に処理を進め、インターロックシステム６０はタイミングシステム５０に対して照射停止指令６１４を出力し、タイミングシステム５０から電源制御装置４５に出射条件解除タイミング信号５１４を出力し、電源制御装置４５は出射条件解除データ７０４を更新する（ステップＳ８１９）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
以上のような制御（ステップＳ８１３〜ステップＳ８２０）を繰り返した後、インターロックシステム６０はタイミングシステム５０に減速制御指令６１６を出力し、タイミングシステム５０は電源制御装置４５に減速制御開始タイミング信号５１６を出力し、電源制御装置４５は減速制御データ７０６の更新を開始する（ステップＳ８２１）。
次いで、減速制御データの更新が完了後、全レイヤーの照射が完了したか否かを確認する（ステップＳ８２２）。全レイヤーの照射が完了した場合（Ｙｅｓの場合）は、シンクロトロン１３の運転制御を終了する。また、未照射のレイヤーがある場合は、インターロックシステム６０は機器の正常動作を確認した後、目標エネルギーを変更し、初期加速指令６１１を出力する（再びステップＳ８０９から処理を行う）。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
まず、図７Ａを用いて多段出射制御の出力例について説明する。
電源制御装置４５は、タイミングシステム５０から加速制御開始タイミング信号５１１が入力されると、初期加速データ７０１を選択し、励磁電流データ更新制御を開始する。
初期加速制御が終了すると、タイミングシステム５０から出射条件設定タイミング信号５１２が電源制御装置４５に入力される。電源制御装置４５は、初段の出射エネルギーＥａに対応した出射条件設定データ７０３ａを出力する。
この後、出射制御待機タイミング信号５１３の入力により、電源制御装置４５は最終更新値を保持し、出射制御が実施される。
出射制御が完了すると、タイミングシステム５０から出射条件解除タイミング信号５１４が電源制御装置４５に出力され、電源制御装置４５は出射条件解除データ７０４ａの更新出力を開始する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
最後のエネルギーＥｃの出射条件解除データ７０４ｃの更新制御が終了後、タイミングシステム５０は、減速制御開始タイミング信号５１６を出力する。電源制御装置４５は、減速制御開始タイミング信号５１６の入力に伴い、直前の出射条件解除データ７０４ｃに対応した減速制御データ７０６ｃを選択し、減速制御データの更新出力を開始する。
なお、本実施例の減速制御では、エネルギーを低い方から高い方にビームを出射する制御をしているため（Ｅａ＜Ｅｂ＜Ｅｃ）、減速制御で最大エネルギー（Ｅｉｎｉｔ）まで初期化励磁している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
減速制御終了タイミング信号５１７の入力に合わせて、全てのエネルギーの出射制御が完了しているかを確認する。全てのエネルギーの出射制御が完了していない場合は、引き続き、目標エネルギーをＥｂからＥｃに変更した上で、再び加速制御開始タイミング信号５１１を出力する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
加速制御開始タイミング信号５１１の入力により、初期加速制御データ７０１の更新を開始する。初期加速制御が終了後、到達エネルギーと目標エネルギーを比較する。この際、初期加速制御データ７０１の到達エネルギーはＥａであり、目標エネルギーはＥｃであるため、ビームを更に加速する必要がある。このため、エネルギー変更制御タイミング信号５１５を出力する。電源制御装置４５は、エネルギー変更制御タイミング信号５１５に基づき、エネルギー変更データ７０５ａｂの更新し、エネルギー変更制御を実施する。エネルギー変更制御終了後、再び到達エネルギーと目標エネルギーを比較する。エネルギー変更制御後の到達エネルギーはＥｂであり、目標エネルギーはＥｃであるため、引き続き、エネルギー変更制御タイミング信号５１５を出力し、エネルギー変更制御データ７０５ｂｃを更新する。このような制御を繰り返すことで、到達エネルギーを目標エネルギーと同じＥｃまで加速する。その後は、上記に示した出射制御および減速制御と同じ制御を実施する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
図８（ａ）は患部位置検出手段３５で観測された患部位置検出信号の時間変化を示しており、図８（ｂ）は出射許可判定信号３５５の出力を示している。図８（ｂ）の出射許可判定信号３５５は、患部位置変化が安定な領域（図８（ａ）に示した点直線よりも低い領域）に患部位置がある場合にビームを照射することで、患部３７への正確な照射を実現する。
図８（ｃ）はインターロックシステム６０から出力されるビーム出射指令６２を示している。ビーム出射指令６２は、シンクロトロン１３の出射条件の設定状態と、出射許可判定信号３５５に基づいて出力される。
図８（ｄ）はシンクロトロン１３を構成する偏向電磁石１８の運転制御データ７０ａｃと７０ｄｆを示しており、図８（ｅ）はシンクロトロンを構成する四極電磁石１９の運転制御データ７０ａｃと７０ｄｆを示している。図８（ｅ）に示した四極電磁石１９の運転制御データは、図８（ｄ）に示した偏向電磁石１８の運転制御データと異なり、シンクロトロン１３の加速制御時の運転条件から出射制御時の運転条件に遷移する必要があるため、出射条件設定７０３および出射条件解除７０４で励磁量を変更している。
ここで、シンクロトロン１３からビーム出射制御が可能な領域は、図８（ｄ）および図８（ｅ）において点線で示した区間であり、出射制御待機タイミング信号５１３から出射条件解除タイミング信号５１４の区間となる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
レイヤー線量が満了したら、次のレイヤーに対応したビームエネルギーＥｂに変更するため、出射条件解除、エネルギー変更、出射条件設定を実施する。
図８（ｅ）に示したように、出射条件解除、エネルギー変更、出射条件設定では、四極電磁石１９の励磁量を逐次変更することで、多段出射制御運転時にビーム損失を生じずに効率良く実現できる。
出射条件解除から出射条件設定の区間では、シンクロトロンからビーム出射制御は実施できないため、図８（ａ）に示すように出射許可判定信号３５５がＯＮであっても、ビーム出射指令６２はＯＦＦとなる（９０１ｂ）。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
シンクロトロン１３のエネルギー変更および出射条件設定が完了後、出射許可判定信号３５５がＯＮの領域でビーム出射指令６２がＯＮとなる（９０４ｃ）。
その際、患者の生理的現象等により、患部位置検出手段３５で観測された患部位置に瞬時的な変動（図８（ａ）の３５３ａ）が生じた場合、出射許可判定信号３５５は瞬時的にＯＦＦとなる。その後に患部３７の位置がビーム照射許容範囲３５３に戻ったら出射許可判定信号３５５はＯＮとなり、ビーム出射指令６２も同期して変化する（９０２ｂ→９０４ｄ）。
このように、図６に示した制御フローに従うことで、このような患者の生理的現象等による患部位置の瞬時的な変動に対しても、安定なビーム照射を実現できる。
その後、ビームエネルギーをＥｂからＥｃへの変更制御を実施（９０３ａ）した後、再びビーム出射指令６２がＯＮとなる（９０４ｅ）。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
以上のように本実施の形態では、シンクロトロン１３を構成する機器やその制御手段（制御システム１００）として、運転制御データ７０を選択して電源４６に更新出力する手段（電源制御装置４５）と、シンクロトロン１３からのビーム出射を制御する手段（タイミングシステム５０）と、シンクロトロン１３内を周回するビーム量（蓄積ビーム量）を検出する手段（蓄積ビーム量検出手段１５，蓄積ビーム量計測手段１５１）と、患部３７へ照射した線量を検出する手段（線量モニタ３１）と、患部３７へ照射する目標線量と実際に患部３７へ照射した線量とから残照射線量を求める手段（照射制御装置４４）と、患者３６の生理的活動による患部３７の移動を検知する手段（患部位置検出手段，透視画像取得手段３５１）と、この患部３７の移動を検知する手段からの出力値に基づいて出射許可判定信号３５５を出力する手段（出射許可判定手段３５４）と、出射許可判定信号３５５，シンクロトロン１３内の蓄積ビーム量の検出値，患部へ照射する残照射残量，シンクロトロン１３からビーム出射制御が可能な状態を示す出射準備完了信号４４５に基づいてシンクロトロン１３の運転制御を切り替える手段（インターロックシステム６０）とを備える。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
１  粒子線照射システム
１００  制御システム（制御装置）
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  ビーム
１１  イオンビーム発生装置
１２  前段加速器
１３  シンクロトロン
１４  ビーム輸送装置
１５  蓄積ビーム量検出手段
１５１  蓄積ビーム量計測手段
１５２  蓄積ビーム量計測データ
１６  高周波電極
１７  高周波加速空胴
１８  偏向電磁石
１９  四極電磁石
２０ａ  出射用高周波電極
２０ｂ  出射用デフレクター
２１  高周波スイッチ
３０  照射装置
３１  線量モニタ
３１１  線量計測データ
３２  走査電磁石
３４  コリメータ
３５  患部位置検出手段
３５１  透視画像取得手段
３５２  マーカ
３５３  ビーム照射許容範囲
３５４  出射許可判定手段
３５５  出射許可判定信号
３６  患者
３７  患部
３７１  患部位置検出マーカ
３８  出射許可判定手段
３８１  出射許可判定信号
４０  加速器制御装置
４０１  各機器の制御データ
４０２  目標エネルギー到達信号
４１  統括制御装置
４１１  制御データ
４１２  機器情報データ
４２  記憶装置
４２１  照射情報データ
４３  治療計画装置
４３１  治療計画情報
４４  照射制御装置
４４１  出射制御許可信号
４４２  線量満了信号
４４３  エネルギー変更要求信号
４４４  減速制御要求信号
４４５  照射完了信号
４５  電源制御装置
４５１  電源制御指令値
４５２  ステータス情報
４６  電源
５０  タイミングシステム
５１  タイミング信号
５１１  加速制御開始タイミング信号
５１２  出射条件設定タイミング信号
５１３  出射制御待機タイミング信号
５１４  出射条件解除タイミング信号
５１５  エネルギー変更制御タイミング信号
５１６  減速制御開始タイミング信号
５１７  減速制御終了タイミング信号
６０  インターロックシステム
６１  インターロック信号
６１１  初期加速指令
６１２  照射準備指令
６１３  照射待機指令
６１４  照射停止指令
６１５  エネルギー変更指令
６１６  減速制御指令
６１７  照射完了指令
６２  ビーム出射指令
７０  運転制御データ
７０１  初期加速制御データ
７０２  出射制御データ
７０３  出射条件設定データ
７０４  出射条件解除データ
７０５  エネルギー変更制御データ
７０６  減速制御データ