(57)【要約】【課題】位置幅特定の計測精度を向上するためのシンプルな構成を備えたビーム監視システムを提供する。【解決手段】位置特定用に使用する信号として、計測ワイヤ全点から周期的に代表ワイヤ電極を取り出しそれぞれを位置特定用電流周波数変換器２４，モニタ信号処理装置２２に１点ずつ接続し、ビーム位置を特定する。また、データのみ取得する信号として、計測ワイヤ全点を同じ数のワイヤでグループ化し、各グループの信号を１点ずつ取り出し、グループの数分の計測ワイヤをまとめて１点のデータ取得用電流周波数変換器２５，モニタ信号処理装置２２に接続する。その上で、上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１や下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２は、代表ワイヤ電極由来の処理信号に基づいてビーム位置を求め、求めたビーム位置の情報と代表ワイヤ電極由来の処理信号と残りのワイヤ電極由来の処理信号とに基づいてビーム幅等を求める。【選択図】  図４
2015104597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う複数のワイヤ電極を一つのグループとした前記グループを複数有し、通過する荷電粒子ビームを検出する収集電極と、
この収集電極の前記グループのうち一つのワイヤ電極を代表ワイヤ電極として、この代表ワイヤ電極から出力される検出信号を受け取って信号処理する第１信号処理装置と、
前記第１信号処理装置からの処理信号に基づいて前記ワイヤ電極を通過した前記荷電粒子ビームのビーム位置を求めるビームモニタ制御装置とを備えた
ことを特徴とするビーム監視システム。
【請求項２】
請求項１に記載のビーム監視システムにおいて、
前記収集電極の前記グループの前記代表ワイヤ電極以外の全てのワイヤ電極から出力される検出信号を受け取って信号処理する第２信号処理装置を更に備え、
この第２信号処理装置は、前記グループの各々から選択された一つのワイヤ電極から出力される検出信号を同一の配線から入力するように、前記グループに属するワイヤ電極と同数の配線によって前記代表ワイヤ電極以外の全ての前記ワイヤ電極と接続され、
前記ビームモニタ制御装置は、求めたビーム位置の情報と前記第２信号処理装置からの処理信号と前記第１信号処理装置からの処理信号とに基づいて前記ワイヤ電極を通過した前記荷電粒子ビームのビーム幅を求める
ことを特徴とするビーム監視システム。
【請求項３】
請求項１に記載のビーム監視システムにおいて、
前記ビームモニタ制御装置は、前記第１信号処理装置からの処理信号のみに基づいて前記ワイヤ電極を通過した前記荷電粒子ビームのビーム位置を求める
ことを特徴とするビーム監視システム。
【請求項４】
請求項１に記載のビーム監視システムにおいて、
前記代表ワイヤ電極同士の間隔が、前記荷電粒子ビームのビーム幅より狭い
ことを特徴とするビーム監視システム。
【請求項５】
請求項１に記載のビーム監視システムにおいて、
前記収集電極の前記代表ワイヤ電極を、複数のワイヤ電極の中から周期的に選択した
ことを特徴とするビーム監視システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のビーム監視システムを備えた
ことを特徴とする粒子線照射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子ビーム（粒子線、イオンビーム）の照射システムにおけるビーム位置の監視システムに係り、特に、陽子や炭素イオン等の粒子線を患部に照射して治療する粒子線治療装置に適用するのに好適な粒子線照射システムのビーム監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
がん等の患者の患部に陽子および炭素イオン等の荷電粒子ビームを照射する治療方法が知られている。この治療に用いる荷電粒子ビーム照射システム（粒子線出射装置或いは荷電粒子ビーム出射装置）は、荷電粒子ビーム発生装置を備え、荷電粒子ビーム発生装置で加速されたイオンビームは、第１ビーム輸送系および回転ガントリに設けられた第２ビーム輸送系を経て回転ガントリに設置された照射装置に達する。イオンビームは照射装置より出射されて患者の患部に照射される。
【０００３】
照射装置の照射方式としては、例えば非特許文献１に記載のような、散乱体によってビームを広げた後に患部形状に合せて切り出す二重散乱体方式（非特許文献１の２０８１頁、図３５）、ウォブラ法（非特許文献１の２０８４頁、図４１）、細かいビームを患部領域内に走査させるスキャニング方式（非特許文献１の２０９２頁および２０９３頁）が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS、 VOLUME.64、 NUMBER 8、(AUGUST 1993)、P2074-2093.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ビーム照射法の中でも、正常細胞に対する影響が少なく、ノズル内蔵機器が不要であるという特徴からスキャニング方式に注目が集まっている。このスキャニング方式は、照射対象への照射量に対応して、荷電粒子ビームの出力を停止させ、エネルギーおよび走査電磁石を制御することによりスポットと呼ばれる荷電粒子ビームの照射位置を変更し、変更完了後に荷電粒子ビームの出射を再開することで、順次照射位置を切り替えながら照射対象（患部）の形状に合わせてビームを照射することが特徴である。
【０００６】
荷電粒子照射システムにおいて、患部の形状に合わせて照射するために走査電磁石下流側、かつ照射対象である患者の直前にビーム位置監視モニタ（以降、スポット位置モニタと呼ぶ）が設置されている。
【０００７】
このスポット位置モニタは、マルチワイヤと呼ばれる検出器（以降、チャンネルと呼ぶ）からなり、チャンネル毎にビームの通過によって発生した電荷量をコンデンサに蓄積し、誘起された電圧を読み出す方式である。各チャンネルで検出する信号は微弱であることからチャンネルの下流側には増幅器が設置され、チャンネルで検出した信号は増幅器を介し信号処理装置に送られ、ビームの位置および幅を検出することができる。
【０００８】
ここで、非特許文献１に記載されたような従来のビームモニタの計測ワイヤ間隔は広く、位置幅特定の計測精度を上げるためには、計測ワイヤの間隔を狭め、計測点を増加させる必要がある。そのため、従来のスポット位置モニタではチャンネル数に伴い信号増幅器および信号処理装置が必要であること、ビームの位置および幅検出には全てのチャンネルに対して信号増幅および信号処理を行う為にチャンネル数が増えるほどモニタシステムが大規模かつ複雑な構成としなければならないこと等により、コストが高くなってしまうとの課題があった。
【０００９】
本発明は、スキャニング方式のスポット照射において、位置幅特定の計測精度を向上するためのシンプルな構成を備えたビーム監視システムとそれを備えた粒子線照射システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、隣り合う複数のワイヤ電極を一つのグループとした前記グループを複数有し、通過する荷電粒子ビームを検出する収集電極と、この収集電極の前記グループのうち一つのワイヤ電極を代表ワイヤ電極として、この代表ワイヤ電極から出力される検出信号を受け取って信号処理する第１信号処理装置と、前記第１信号処理装置からの処理信号に基づいて前記ワイヤ電極を通過した前記荷電粒子ビームのビーム位置を求めるビームモニタ制御装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、計測ワイヤ点数の多いビーム監視システムにおいて、シンプルな構成でビーム照射の位置幅を正確に検出するためのシステムを実現できる。また、従来モニタ同様、計測値のみからビーム照射位置を特定できるため、誤ったビーム照射時にも瞬時に照射位置が特定でき、複雑な処理を必要とせずとも、正確な照射位置を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の粒子線照射システムの第１の実施形態の全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の粒子線照射システムの第１の実施形態を構成するスキャニング照射システムおよび照射制御システムの概略を示す構成図である。
【図３】スキャニング照射方式による荷電粒子ビーム照射の制御のフローチャート図である。
【図４】本発明の粒子線照射システムの第１の実施形態におけるビーム監視システムの概略図である。
【図５】本発明の粒子線照射システムの第１の実施形態のビーム監視システムにおけるワイヤの接続構成の一例を示す概略図である。
【図６】本発明の粒子線照射システムの第１の実施形態のビーム監視システムにおけるビームモニタに関する分布特定までの概略を示した図である。
【図７】ラスタースキャン方式による荷電粒子ビーム照射の制御のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明のビーム監視システムおよび粒子線照射システムの実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１４】
＜第１の実施形態＞  
本発明のビーム監視システムおよび粒子線照射システムの第１の実施形態を、図１乃至図６を用いて説明する。
なお、本発明において、粒子線照射システムとは、治療室内の治療台（ベッド装置）１０上に固定された患者の患部に対して荷電粒子ビーム１２（例えば、陽子線や炭素線等）を照射するシステムのことを意味する。
【００１５】
まず、本発明の粒子線照射システムの構成について、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は本実施形態の概略図であり、図２は本実施形態の荷電粒子ビーム照射システムを構成するスキャニング照射装置の概略図、図３はスキャニング照射方式による荷電粒子ビーム照射の制御のフローチャート図である。
【００１６】
図１において、本実施形態の粒子線照射システムは、荷電粒子ビーム発生装置１、ビーム輸送系２、スキャニング照射装置３および制御システム４を概略備えている。
【００１７】
荷電粒子ビーム発生装置１は、イオン源（図示せず）、前段加速器１５および円形加速器（シンクロトロン）１６を有する。本実施形態では、円形加速器１６としてシンクロトロンを例に説明するが、サイクロトロン等の他の加速器であってもよい。前段加速器１５の上流側にイオン源が接続され、前段加速器１５の下流側に円形加速器１６が接続される。
【００１８】
ビーム輸送系２は、荷電粒子ビーム発生装置１の下流側に接続されており、荷電粒子ビーム発生装置１とスキャニング照射装置３とを接続する。
【００１９】
スキャニング照射装置３は、荷電粒子ビーム１２を患者の患部に照射するための装置であり、図２に示すように、患者１３を載せる治療台１０、照射ノズル（ノズル装置）１１および回転ガントリ１４とを概略備えている。
【００２０】
治療台１０は、治療室内に配置されており、患者１３を載せて患部の位置決めを行う。
【００２１】
図２に示すように、照射ノズル１１には荷電粒子ビーム１２の進行方向の上流側から順番に、上流ビーム位置モニタ１１ａ、走査電磁石１１ｂ、線量モニタ１１ｃおよび下流ビームモニタ１１ｄがビーム経路に沿って配置される。照射ノズル１１は、スキャニングビームの照射野を形成する。
上流ビームモニタ１１ａは、照射ノズル１１内に入射された荷電粒子ビーム１２の通過位置およびビーム幅（ビーム径）を計測する。
走査電磁石１１ｂは、通過する荷電粒子ビームを第一の方向（例えば、Ｘ軸方向）に偏向・走査する第１走査電磁石１１ｂ１と、第一の方向と垂直な第二の方向（例えば、Ｙ軸方向）に荷電粒子ビームを偏向・走査する第二走査電磁石１１ｂ２を備えている。ここで、Ｘ軸方向とは、照射ノズル１１に入射された荷電粒子ビームの進行方向に垂直な平面内の一方向であり、Ｙ軸方向とは、当該平面内であってＸ軸と垂直な方向を示す。
線量モニタ１１ｃは、通過する荷電粒子ビームの照射線量を計測する。すなわち、線量モニタ１１ｃは、患者に照射された荷電粒子ビームの照射線量を監視するモニタである。
下流ビームモニタ１１ｄは、走査電磁石１１ｂの下流側に設置され、通過する荷電粒子ビームの位置およびビーム幅を計測する。すなわち、下流ビームモニタ１１ｄは、走査電磁石１１ｂによって走査された荷電粒子ビームの位置およびビーム幅を計測するモニタである。
【００２２】
回転ガントリ１４は、アイソセンタ（図示せず）を中心に回転可能な構成であり、ビームの照射角度を決める。回転ガントリ１４が回転することによって、患者１０に照射する荷電粒子ビーム１２の照射角度を変更することができる。
【００２３】
制御システム４は、図１に示すように、中央制御装置５、加速器・輸送系制御システム７およびビーム輸送系制御システム８を概略備えている。
中央制御装置５は、治療計画装置６、加速器・輸送系制御システム７、照射制御システム８および操作端末４０に接続される。この中央制御装置５は、治療計画装置６からの設定データに基づいて、加速器運転のための運転パラメータの設定値、照射野を形成するための運転パラメータ、計画されるビーム位置およびビーム幅、線量の設定値を算出する機能を備えている。これらの運転パラメータおよびモニタ設定値は、中央制御装置５から加速器・輸送系制御システム７および照射制御システム８に出力される。
加速器・輸送系制御システム７は、荷電粒子ビーム発生装置１およびビーム輸送系２に接続され、荷電粒子ビーム発生装置１およびビーム輸送系２を構成する機器を制御する。
照射制御システム８は、スキャニング照射装置３に接続され、スキャニング照射装置３を構成する機器を制御する。
操作端末４０は、操作者（医者、オペレータ等の医療従事者）がデータや指示信号を入力する入力装置および表示画面を備えている。
【００２４】
照射制御システム８について、図２を用いて説明する。
照射制御システム８は、患者機器制御装置８ａ、モニタ監視制御装置８ｂおよび走査電磁石電源制御装置８ｃを備えている。
【００２５】
患者機器制御装置８ａは、回転ガントリ１４を構成する各機器を制御する回転ガントリ制御装置８ａ１、治療台１０を移動して位置決め制御する治療台制御装置８ａ２、ノズル１１内に配置された機器を制御するノズル内機器制御装置８ａ３を備えている。このうち、回転ガントリ制御装置８ａ１は、回転ガントリ１４の回転角度を制御することで、患者１０に照射する荷電粒子ビームの照射角度を制御する。
【００２６】
モニタ監視制御装置８ｂは、上流ビームモニタ１１ａを監視制御する上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１、下流ビームモニタ１１ｄを監視制御する下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２、線量モニタ１１ｃを監視制御する線量監視制御装置８ｂ３を概略備えている。
【００２７】
上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１は上流ビームモニタ１１ａに入射された荷電粒子ビームのビーム位置およびビーム幅を計測する機能を有し、荷電粒子ビームに異常がないか否かを判定する機能（異常判定処理）を有する。
【００２８】
下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２は、走査電磁石１１ｂによって走査され、下流ビームモニタ１１ｄに入射された荷電粒子ビームのビーム位置およびビーム幅を計測する機能を有する。すなわち、走査された荷電粒子ビームのビーム位置およびビーム幅に異常がないか否かを判定する機能（異常判定処理）を有する。上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１や下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２の機構は、具体的には以下の通りである。
【００２９】
上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１は、上流ビームモニタ１１ａで計測された計測データを受信して演算処理し、荷電粒子ビームが通過した位置およびビーム幅を求める。求めたビーム位置が予め定められた範囲外の場合、またはビーム幅が予め定められた範囲外の場合は、上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１はビーム異常と判定し、中央制御装置５に異常信号を出力する。
【００３０】
下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２は、下流ビームモニタ１１ｃで計測した計測データを受信して演算処理し、荷電粒子ビームが通過した位置およびビーム幅を求める。求めたビーム位置が予め定められた範囲外の場合、またはビーム幅が予め定められた範囲外の場合は、下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２はビーム異常と判定し、中央制御装置５に異常信号を出力する。
中央制御装置５は、上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１または下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２から異常信号を入力すると、加速器・輸送系制御装置７にビーム停止指令信号を出力し、荷電粒子ビーム発生装置１から出射する荷電粒子ビームを停止させる。
本実施形態では、荷電粒子ビーム発生装置１から出射する荷電粒子ビームを停止するように制御したが、中央制御装置５がビーム輸送系２を制御し、照射ノズル１１に入射される荷電粒子ビームを停止するように制御してもよい。
【００３１】
ここで、荷電粒子ビームのビーム位置とは、例えば、ビームモニタ（上流ビームモニタ１１ａまたは下流ビームモニタ１１ｃ）を通過する荷電粒子ビームの重心位置のことである。
また、荷電粒子ビームのビーム幅とは、ビームモニタ（上流ビームモニタ１１ａまたは下流ビームモニタ１１ｃ）を通過した荷電粒子ビームの領域を示す。ビーム幅の求め方には、例えば、ビーム進行方向に垂直な平面上に配置されたビームモニタ（上流ビームモニタ１１ａまたは下流ビームモニタ１１ｃ）で荷電粒子ビームを検出した領域の面積を算出する方法や、このようなビームモニタでの荷電粒子ビームの検出領域の面積および当該検出領域の幅を算出する方法などがある。
【００３２】
走査電磁石電源制御装置８ｃは、走査電磁石１１ｂの電源装置（図示せず）を制御することによって走査電磁電磁石１１ｂに励磁する励磁電流を制御し、患者１０への荷電粒子ビームの照射位置を変更する。
【００３３】
次に、図３を用いて患者に対する治療開始から治療終了までの流れを説明する。
本実施形態では、患者１３の患部をビーム進行方向（患者１３の体表面からの深さ方向）に対して複数の層（以下、レイヤーという）に分割し、各レイヤーを複数のスポットである小領域に分けてビーム照射するスポットスキャニング照射法を例に説明する。
【００３４】
治療計画装置６は、予め取得された患者の治療計画情報を記憶している。治療計画情報は、照射データ（ビームエネルギー情報、照射位置情報、各照射位置に対する荷電粒子ビームの目標線量値等）および許容値データ（上流ビームモニタ１１ａでの許容ビーム位置情報および許容ビーム幅情報や、各照射位置に対する下流ビームモニタ１１ｄでの許容ビーム位置情報および許容ビーム幅情報等）を含んでいる。
なお、本実施形態では、治療計画装置６が照射データおよび許容値データを求める構成としたが、治療計画装置６が照射データを求め、中央制御装置５が許容値データを求める構成としても良い。この場合、治療計画装置６は、許容値データを求めるのに必要なデータを中央制御装置５に送信し、中央制御装置５は受け取ったデータに基づいて許容値データを算出する。照射データである目標線量値は、各レイヤー内のスポット位置毎に定められる。
【００３５】
患者１３が治療台（ベッド）上に固定されると、医師は操作端末４０の入力装置から準備開始信号を入力する。
準備開始信号を受信した中央制御装置５は、該当する患者の治療計画情報を治療計画装置６から受け取り、治療台制御装置８ａ２にベッド位置情報を出力する。治療台制御装置８ａ２は、ベッド位置情報に基づいて患者１３をビーム軸の延長線上の所定位置に配置するように治療台１０を移動し、位置決めする。また、中央制御装置５は、回転ガントリ制御装置８ａ１にガントリ角度情報を出力する。回転ガントリ制御装置８ａ１は、ガントリ角度情報に基づいて回転ガントリ１４を回転させて所定の角度に配置する。また、中央制御装置５は、照射位置毎の荷電粒子ビームの目標線量値や許容値データをモニタ制御装置８ｂに送信する。中央制御装置５は、照射データに含まれるビームエネルギー情報および照射位置情報に基づいて、走査電磁石１１ｂに励磁すべき励磁電流値を算出し、励磁電流パラメータを求め、走査電磁石電源制御装置８ｃに励磁電流パラメータを送信する。さらに、中央制御装置５は、治療計画情報に基づいて円形加速器１６の加速運転のための運転パラメータや、円形加速器１６から出射された荷電粒子ビームを照射ノズル１１に輸送するためのビーム輸送系２の運転パラメータを求め、加速器・輸送系制御システム７にこれらの運転パラメータを送信する。
【００３６】
治療の準備が完了すると、医師は操作端末４０の入力装置から治療開始信号を入力する。
治療開始信号が入力された中央制御装置５は、加速器・輸送系制御システム７に指令信号を送信する。
次いで、加速器・輸送系制御システム７は、最初に照射するレイヤー（最初のビームエネルギー情報）に相当する運転パラメータを円形加速器１６およびビーム輸送系２に設定する。円形加速器１６およびビーム輸送系２の運転パラメータが設定されて運転開始準備が完了すると（ステップＳ３０）、走査電磁石電源制御装置８ｃは励磁電流パラメータに基づいて走査電磁石１１ｂを励磁する（ステップＳ３１）。最初の照射スポットに対応する励磁電流が走査電磁石１１ｂに励磁された後、モニタ監視制御装置８ｂの線量監視制御装置８ｂ３が、当該スポット位置に対する目標線量値に基づいてビームの照射線量の監視を開始し（ステップＳ３２）、照射準備が完了する。
【００３７】
中央制御装置５がビーム出射開始指令を送信すると（ステップＳ３３）、加速器・輸送系制御装置７はイオン源を起動し、荷電粒子（陽子または重粒子）を生成する。前段加速器１５は、イオン源からの荷電粒子を加速し、円形加速器１６に出射する。円形加速器１６は、荷電粒子ビームを更に加速する。周回する荷電粒子ビームは目標エネルギーまで加速され、円形加速器１６からビーム輸送系２に出射される。荷電粒子ビームは、ビーム輸送系２を経てスキャニング照射装置３に到達する。荷電粒子ビームは、照射ノズル１１内をビーム軸に沿って進行し、上流ビームモニタ１１ａ，走査電磁石１１ｂ，線量モニタ１１ｃおよび下流ビームモニタ１１ｄを通過する。照射ノズル１１から出射された荷電粒子ビームが患者１３の患部に照射される。
【００３８】
線量監視制御装置８ｂ３は、線量モニタ１１ｃで計測した計測データを受け取って演算処理し、当該照射スポットに対する照射線量を求める。最初の照射スポットに対する照射線量値が目標線量値に達するまで荷電粒子ビームの照射を続ける。線量監視制御装置８ｂ３は、照射線量値が目標線量値に達したと判定すると、中央制御装置５に対して照射満了信号を出力する（ステップＳ３４）。中央制御装置５は、照射満了信号を受けて荷電粒子ビームの出射を停止する（ステップＳ３５）。
【００３９】
次いで、上流ビームモニタ１１ａで検出した第１検出データを上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１で取り込むとともに、下流ビームモニタ１１ｄで検出した第２検出データを下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２で取り込む。そして、照射された荷電粒子ビームの位置およびビーム幅を求める（ステップＳ３６）。
演算処理が終了し、ビームの位置およびビーム幅に異常がなければ（ビーム位置が許容ビーム位置の範囲内であり、ビーム幅が許容ビーム幅の範囲内と判定されれば）、照射満了した照射スポットがレイヤー内での最後のスポット位置であるか否かを判定する。最後の照射スポット位置でないと判定された場合（Ｎｏの場合）はステップＳ３１に戻り、操作電磁石電源制御装置８ｃは、次のスポットに荷電粒子ビームを照射するように走査電磁石１１の励磁電流値を変更する。
走査電磁石電源制御装置８ｃは励磁電流パラメータに基づいて走査電磁石１１ｂを励磁すると（ステップＳ３１）、モニタ監視制御装置８ｂの線量監視制御装置８ｂ３は、次の照射スポット位置に対する目標線量値に基づいてビーム線量の監視を再開する（ステップＳ３２）。その後、中央制御装置５がビーム出射開始指令を送信することで次の照射スポット位置に対する荷電粒子ビームの照射が開始される（ステップＳ３３）。
照射満了した照射スポットがレイヤー内での最後のスポット位置であると判定されるまで（Ｙｅｓと判定されるまで）、走査電磁石設定（ステップＳ３１）から最後のスポットであるか否かの判定までの制御フロー（ステップＳ３７）を繰り返し行う。
【００４０】
レイヤー内の全てのスポットへの照射が完了すると、中央制御装置５は、照射完了したレイヤーが患者１３に対する最後のレイヤーであるか否かを判定する。最後のレイヤーでない場合（Ｎｏの場合）、中央制御装置５は加速器・輸送系制御システム７に指令信号を送信する。加速器・輸送系制御システム７は、次に照射するレイヤーに相当する運転パラメータを円形加速器１６およびビーム輸送系２に設定し、次の運転準備を開始する（ステップＳ３０）。
【００４１】
この制御フロー（ステップＳ３８）を全てのレイヤーが照射完了するまで繰り返す。全てのスポットおよび全てのレイヤーの照射が完了すると治療終了となる（ステップＳ３９）。
【００４２】
ここで、従来方式の下流ビームモニタ監視制御装置におけるビーム位置およびビーム幅計測について説明する。
【００４３】
下流ビームモニタ監視制御装置では、ビーム位置および幅計測処理にて、下流ビームモニタの全チャンネル数の計測データを取り込んだ後、各チャンネルにおけるオフセット分を差し引き、ピークチャンネルを検索している。検索終了後、ピークチャンネルの出力のＮ％（例えば３０％）以下のデータは除外し、フィッティング処理を行う。その後、照射したビームの位置およびビーム幅を算出する。このような処理は上流ビームモニタ監視制御装置も同様である。
【００４４】
従来方式では、実際にビーム位置およびビーム幅の算出に必要なチャンネルはピークチャンネル出力のＮ％以上のチャンネルのみであるにもかかわらず、全チャンネルのデータを取り込み処理する。このため、モニタ信号処理装置内のパルスカウンタ、および下流ビームモニタ監視制御装置内の積算パルス取込装置をチャンネル数に応じて設置する必要があった。そのため、モニタシステムが従来よりも多数チャンネルで構成されるほど、装置の員数もその分多く設置しなければならないとの問題があった。
【００４５】
本実施形態のビーム監視システムは、このような課題を解決するために見出されたものである。以下、図４乃至図６を参照して本実施形態のビーム監視システムについて説明する。
図４はビーム監視システムの概略図、図５は高精度モニタのワイヤ接続構成の一例の詳細を示す図、図６はビーム監視システムにおけるビームモニタに関する分布特定までの概略を示した図である。
【００４６】
まずは、ビーム監視システムの構成について図４を用いて説明する。ここで、図４ではビーム監視システムとして下流ビーム監視システムの構成を例に説明する。なお、上流ビーム監視システムは、下流ビーム監視システムと同様の構成を有し、ビームモニタのチャンネル数のみが異なる構成となるため、その詳細は省略する。
【００４７】
本実施形態のビーム監視システムは、上述した従来方式のモニタの構成と比較して、モニタ信号処理装置２２を位置特定用とデータ取得用の２種類の用途に分け、ビームモニタ部分の計測ワイヤと電流周波数変換器との接続を工夫することで、正確なビーム位置計測性能を持ち、機器員数を低減したシンプルなシステム構成が可能となっているものである。
【００４８】
図４に示すように、下流ビームモニタ１１ｄは、デジタル信号処理を行うモニタ信号処理装置２２を介して下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２に接続されている。
下流ビームモニタ１１ｄは、マルチワイヤイオンチェンバ型のビームモニタである。この下流ビームモニタ１１ｄは、荷電粒子ビームのＸ方向の通過位置を検出するＸ電極１１ｄ１、Ｙ方向の通過位置を検出するＹ電極１１ｄ２、電圧を印加する高圧電極（電圧印加電極、図示せず）および電流・周波数変換器（パルス発生器）２４，２５を備えている。
本実施形態では、荷電粒子ビームの進行方向の上流側からＸ電極，Ｙ電極の順番で配置された構成を例に説明するが、Ｙ電極，Ｘ電極の順番で配置される構成であっても良い。
【００４９】
Ｘ電極１１ｄ１およびＹ電極１１ｄ２は、ワイヤ電極（タングステンワイヤ等）が等間隔で張られた構成を有する電荷収集電極である。Ｘ電極１１ｄ１およびＹ電極１１ｄ２を構成するワイヤ電極は、荷電粒子ビームのビーム軌道上に配置され、荷電粒子ビームを検出する。高圧電極に電圧を印加することによって、Ｘ電極と高圧電極の間に電場を発生し、Ｙ電極と高圧電極の間に電場を発生させる。荷電粒子ビームがイオンチェンバを通過すると、高圧電極とＸ電極の間の気体および高圧電極とＹ電極の間の気体が電離し、イオンペアが生成される。生成されたイオンペアは、電場によってＸ電極およびＹ電極に移動して、ワイヤ（以降、チャンネルと呼ぶ）により回収される。従って、各チャンネルの検出電荷量を計測することにより、ビーム形状２１を測定することができる。また、各チャンネルの検出電荷量を演算処理することにより、ビームの重心位置およびビーム幅を算出できる。
【００５０】
各チャンネルで検出された電荷は、電流・周波数変換器２４，２５に入力される。電流・周波数変換器２４，２５は、受け取った電荷をパルス信号に変換した後、モニタ信号処理装置２２にパルス信号（検出信号）を出力する。
【００５１】
モニタ信号処理装置２２は、複数のパルスカウンタ２２ａを備えており、電流・周波数変換器２４，２５から入力したパルス信号を受け取って信号処理する。
具体的には、モニタ信号処理装置２２のパルスカウンタは入力したパルス信号に基づいてパルス数を積算し、積算されたパルス数を下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２の積算パルスカウンタ取込装置８ｂ２−１，８ｂ２−２，８ｂ２−３に出力する。
【００５２】
本実施形態においては、電流周波数変換器およびモニタ信号処理装置の役割を新しく２種類に分け、位置特定用とデータ取得用との２種類を用意する。
具体的には、図４に示すように、位置特定用として、Ｘ電極１１ｄ１，Ｙ電極１１ｄ２の全計測ワイヤの中から代表点をｃｈの並び順にある間隔で抜き出して代表ワイヤ電極とし、この代表ワイヤ電極を１対１の関係で位置特定用電流周波数変換器２４と接続し、モニタ信号処理装置２２、下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２の順に接続する。
またデータ取得用では、図４に示すように、位置特定用の代表ワイヤ電極以外の計測ワイヤを、複数対１でデータ取得用電流周波数変換器２５と接続し、モニタ信号処理装置２２、下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２とに順に接続する。
【００５３】
下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２は、３つの積算パルス取込装置（第１の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−１と第２の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−２、データ取得用積算パルス取込装置８ｂ２−３）およびＣＰＵ８ｂ２−４を備えている。
このうち、第１の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−１は、Ｘ電極の位置特定用の代表ワイヤ電極につながるパルスカウンタ２２ａに接続され、Ｘ電極中の代表ワイヤ電極で検出された信号に基づくパルス数のデータ収集を行う。
第２の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−２は、Ｙ電極の位置特定用の代表ワイヤ電極につながるパルスカウンタ２２ａに接続され、Ｙ電極中の代表ワイヤ電極で検出された信号に基づくパルス数のデータ収集を行う。
また、データ取得用積算パルス取込装置８ｂ２−３は、Ｘ電極またはＹ電極の代表ワイヤ電極以外のワイヤ電極につながるパルスカウンタに接続され、Ｘ電極またはＹ電極で検出された信号に基づくパルス数のデータ収集を行う。
これらの積算パルス取込装置８ｂ２−１，８ｂ２−２，８ｂ２−３は、下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２内のＣＰＵ８ｂ２−４に接続されており、これら積算パルス取込装置８ｂ２−１，８ｂ２−２，８ｂ２−３で収集されたデータ（処理信号）は、ＣＰＵ８ｂ２−４にて取り込まれる。
【００５４】
ＣＰＵ８ｂ２−４は、第１の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−１と第２の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−２からの処理信号から、ワイヤ電極を通過した荷電粒子ビームのビーム重心位置を算出する。また、ＣＰＵ８ｂ２−４は、データ取得用積算パルス取込装置８ｂ２−３からの処理信号に加えて第１の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−１と第２の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−２からの処理信号からワイヤ電極を通過した荷電粒子ビームのビーム形状およびビーム幅を算出する。
ここで、荷電粒子ビームのビーム形状とは、荷電粒子ビームのビーム軌道に垂直な平面内（Ｘ−Ｙ平面）でのビームの強度分布を示す。
【００５５】
次に、図５および図６を用いて、本実施形態の下流ビームモニタ１１ｄを用いたビーム位置およびビーム幅の測定方法について説明する。
なお、Ｘ軸ビームモニタ１１ｄ１から信号処理装置２２の間までの構成は、Ｙ軸ビームモニタ１１ｄ２の場合と同様の構成であるため、ここでは下流ビームモニタ１１ｄのうちＸ軸ビームモニタ１１ｄ１を例に説明する。
【００５６】
図５において、位置幅精度の高精度化のため、計測ワイヤの間隔を従来モニタの間隔から１／４に狭め、従来モニタの計測ワイヤの間に３本分のワイヤが増加する場合を考えている。
図５に示すように、Ｘ軸ビームモニタ１１ｄ１は、５１２本のワイヤ電極（Ｘ電極）が等間隔に張られた構成であり、５１２チャンネルを有する構成となっている。このうち、計測点を１２８ｃｈ毎の４つのグループに分けておく。
【００５７】
この全５１２ｃｈの計測ワイヤのうち、従来の計測点数１２８ｃｈ分を代表ワイヤ電極として、位置特定用電流周波数変換器２４に１対１で接続する。図５では、全計測ワイヤのうちｃｈの並びで３ｃｈを１点目として、４ｃｈごとに１点を代表ワイヤ電極としている。従って、図５に示すように、３ｃｈ、７ｃｈ、・・・、１２７ｃｈ、・・・が代表ワイヤ電極として位置特定用電流周波数変換器２４に接続される。これら代表ワイヤ電極の計測値情報により、正確な照射位置が特定可能となる。
【００５８】
また、図５に示すように、位置特定用電流周波数変換器２４に接続されない残りの３８４ｃｈは、データ取得用電流周波数変換器２５に接続されている。
この際、４つのグループそれぞれから、ｃｈの並び順に同じ位置の計測ワイヤをデータ取得用電流周波数変換器２５の同じ入力部に接続している。このように接続することで、３８４点分の計測ワイヤがデータ取得用電流周波数変換器２５およびモニタ信号処理装置２２では９６ｃｈ分に集約される。
ビーム幅が１グループ内に収まる幅であれば、他グループの相対的に同じ位置での計測ワイヤでの計測値はバックグラウンドレベルである。このため、データ取得用電流周波数変換器２５においては、複数接続されている計測ワイヤのうちの１点のみの計測値が得られる。これら多数の計測値をモニタ信号処理装置２２への接続で集約することで、モニタ信号処理装置２２の員数を従来方式に比べ削減可能となる。
【００５９】
本実施例では、全５１２ｃｈを４グループに分け、４点毎に代表ワイヤ電極を取り出し位置特定用電流周波数変換器２４に接続する構成を考えているが、任意のｃｈ数、任意のグループ数、任意の代表ワイヤ電極での構成が可能である。
【００６０】
なお、位置特定用電流周波数変換器２４に接続される代表ワイヤ電極同士の間隔を４ｃｈ毎としたが、代表ワイヤ電極同士の間隔は、照射される荷電粒子ビームの通過位置を確実に検出するために、ビーム幅より狭いことが望ましい。
【００６１】
また、代表ワイヤ電極を、複数のワイヤ電極の中から周期的に選択したが、これに限定されず、任意の間隔とすることが可能である。なお、本実施形態のように代表ワイヤ電極を、複数のワイヤ電極の中から４ｃｈ毎に周期的に選択することで、代表ワイヤ電極同士の間隔が必要以上に狭くなる箇所や広くなる箇所が生じることが避けられ、安定したビーム位置、ひいてはビーム幅やビーム形状の検出が可能となる。
【００６２】
次に、図６を用いて、本実施形態におけるビーム位置およびビーム幅検出の具体的な処理の流れについて説明する。
なお、図６においては、説明の簡略化のため、１グループ８ｃｈの計測ワイヤが４グループ分存在し、全３２ｃｈの計測ワイヤを持つビームモニタとしている。また、代表ワイヤ電極として１ｃｈ、５ｃｈ、９ｃｈ、・・・、２９ｃｈが位置特定用電流周波数変換器２４に接続され、その他の２ｃｈ、３ｃｈ、４ｃｈ、６ｃｈ、７ｃｈ、８ｃｈ、・・・、３０ｃｈ、３１ｃｈ、３２ｃｈはデータ取得用電流周波数変換器２５にグループ数分まとめて接続されているものとする。
【００６３】
図６において、グループ１，２の５ｃｈ〜９ｃｈにビームが照射された場合、位置特定用電流周波数変換器２４に１対１で接続されている５ｃｈ、９ｃｈに計測値が伝達される。また、上述のように、計測ワイヤは、１対１で電流周波数変換器２４，２５を介して上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１や下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２内のＣＰＵ８ｂ２−４まで接続されている。このため、ＣＰＵ８ｂ２−４では、５ｃｈおよび９ｃｈ部分に計測値を得られたと判定する。この判定結果を基にして、ＣＰＵ８ｂ２−４では、５ｃｈと９ｃｈとの間に照射ビームの分布が存在すると判定する。
【００６４】
ここで、グループ１の６ｃｈ〜８ｃｈの計測値データが得られるが、データ取得用電流周波数変換器２５では複数グループの計測ワイヤを電流周波数変換器の同じｃｈにまとめて接続しているため、データ取得用電流周波数変換器２５からの処理信号だけでは、６ｃｈ〜８ｃｈ，１４ｃｈ〜１６ｃｈ，２２ｃｈ〜２４ｃｈ，３０ｃｈ〜３２ｃｈのいずれかで計測された計測値であることしか分からない。
しかし、ＣＰＵ８ｂ２−４では、先ほど位置特定用電流周波数変換器２４にて得られた５ｃｈ〜９ｃｈの間に照射ビームの分布が存在するという判定から、データ取得用電流周波数変換器２５から得られたデータの位置が６ｃｈ〜８ｃｈのものであると特定することができる。この処理により、計測ワイヤ部分での照射ビームの分布を特定し、ビーム位置およびビーム幅の算出を実施する。
【００６５】
ビーム位置およびビーム幅の計算には、計測ワイヤ部分で計測された実照射ビームの情報のみを元にしているため、誤照射時の照射場所の特定も上述したような従来方式と同様の方法で実施する。
【００６６】
上述したように、本発明のビーム監視システムおよび粒子線照射システムの実施形態は、位置特定用電流周波数変換器２４やデータ取得用電流周波数変換器２５は、Ｘ電極１１ｄ１やＹ電極１１ｄ２のグループのうち一つのワイヤ電極を代表ワイヤ電極として、代表ワイヤ電極から出力される検出信号を受け取って信号処理する。また、データ取得用電流周波数変換器２５は、グループの各々から選択された一つのワイヤ電極から出力される検出信号を同一の配線から入力するように、グループに属するワイヤ電極と同数の配線によって代表ワイヤ電極以外の全てのワイヤ電極と接続されており、データ取得用電流周波数変換器２５およびデータ取得用積算パルス取込装置８ｂ２−３は、Ｘ電極１１ｄ１やＹ電極１１ｄ２のグループの代表ワイヤ電極以外の全てのワイヤ電極から出力される検出信号を受け取って信号処理する。その上で、上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１や下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２は、第１の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−１と第２の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−２からの処理信号に基づいてワイヤ電極を通過した荷電粒子ビームのビーム位置を求め、求めたビーム位置の情報と第１の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−１と第２の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−２からの処理信号とデータ取得用積算パルス取込装置８ｂ２−３からの処理信号とに基づいてワイヤ電極を通過した荷電粒子ビームのビーム幅等を求める。
【００６７】
このように、荷電粒子ビームの位置およびビーム幅の算出に利用するチャンネルを限定しているため、従来方式のように位置幅特定の計測精度を向上するために全チャンネルに対応した増幅器および信号処理装置を準備する必要がなく、信号処理系の装置の数を削減することができる。また、位置特定用の代表ワイヤ電極が設けられていることから、正確なビーム照射位置の特定が可能であり、シンプルな構成で計測値から正確なビームの位置および幅を特定することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１や下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２は、第１の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−１と第２の位置特定用積算パルス取込装置８ｂ２−２からの処理信号のみに基づいてワイヤ電極を通過した荷電粒子ビームのビーム位置を求めることができるため、治療計画装置６での照射計画位置に基づいて通過した荷電粒子ビームのビーム位置を求める必要がなく、装置構成をよりシンプルにすることができ、更なるコスト低減を図ることができる。
【００６９】
＜第２の実施形態＞  
本発明のビーム監視システムおよび粒子線照射システムの第２の実施形態を図７を用いて説明する。
図７はラスタースキャン方式による荷電粒子ビーム照射の制御のフローチャート図である。
【００７０】
第１の実施形態はスポットスキャニング照射法におけるビーム位置およびビーム幅を監視するビーム監視システムを備える粒子線照射システムであるのに対し、本実施形態の粒子線照射システムはラスタースキャニング照射法におけるビーム位置およびビーム幅を監視するビーム監視システムを備えている。
【００７１】
本実施形態の粒子線照射システムは、患者１３の患部をビーム進行方向に複数のレイヤーに分割し、各レイヤーにおいて荷電粒子ビームの照射を継続したまま（ビームＯＮのまま）、荷電粒子ビームを走査するラスタースキャニング照射法におけるビーム位置およびビーム幅を監視するビーム監視システムを備えている。
【００７２】
以下、本実施形態の粒子線照射システムについて、図７を参照して、第１の実施形態と異なる構成、動作を説明する。
【００７３】
治療の準備が完了すると、医師は操作端末４０の入力装置から治療開始信号を入力する。
治療開始信号を入力した中央制御装置５は、加速器・輸送系制御システム７に指令信号を送信する。
加速器・輸送系制御システム７は、最初に照射するレイヤー（最初に照射するビームエネルギー情報）に相当する運転パラメータを円形加速器１６およびビーム輸送系２に設定する。円形加速器１６およびビーム輸送系２の運転パラメータが設定されて準備完了すると（ステップＳ３０）、走査電磁石電源制御装置８ｃは励磁電流パラメータに基づいて走査電磁石１１ｂを励磁する（ステップＳ３１Ａ）。最初の照射位置に対応する励磁電流が走査電磁石１１ｂに励磁された後、モニタ監視制御装置８ｂの線量監視制御装置８ｂ３が、当該スポット位置に対する目標線量値に基づいてビーム線量の監視を開始し（ステップＳ３２Ａ）、照射準備が完了する。
【００７４】
中央制御装置５がビーム出射開始指令を送信すると（ステップＳ３３）、加速器・輸送系制御装置７はイオン源を起動し、荷電粒子（陽子または重粒子）を生成する。前段加速器１５は、イオン源からの荷電粒子を加速し、円形加速器１６に出射する。円形加速器１６は、荷電粒子ビームを更に加速する。周回する荷電粒子ビームは目標エネルギーまで加速され、円形加速器１６からビーム輸送系２に出射される。荷電粒子ビームは、ビーム輸送系２を経てスキャニング照射装置３に到達する。さらに、荷電粒子ビームは、照射ノズル１１内をビーム軸に沿って進行し、上流ビームモニタ１１ａ，走査電磁石１１ｂ，線量モニタ１１ｃおよび下流ビームモニタ１１ｄを通過する。照射ノズル１１から出射された荷電粒子ビームが患者１３の患部に照射される。
【００７５】
線量監視制御装置８ｂ３は、線量モニタ１１ｃで計測した計測データを受け取って演算処理して当該照射位置に対する照射線量を求めるとともに、最初の照射位置に対する照射線量値が目標線量値に達するまで荷電粒子ビームの照射を続ける。線量監視制御装置８ｂ３は、照射線量値が目標線量値に達したと判定すると、中央制御装置５に対して照射満了信号を出力する（ステップＳ３４）。
【００７６】
上流ビームモニタ１１ａで検出した第１検出データを上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１で取り込み、下流ビームモニタ１１ｄで検出した第２検出データを下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２で取り込み、照射された荷電粒子ビームの位置およびビーム幅を求める（ステップＳ３５Ａ）。演算処理が終了し、ビームの位置およびビーム幅に異常がなければ（ビーム位置が許容ビーム位置の範囲内であり、ビーム幅が許容ビーム幅の範囲内と判定されれば）、照射満了した照射位置がレイヤー内での最後の照射位置であるか否かを判定する。最後の照射位置でないと判定された場合（Ｎｏの場合）、走査電磁石電源制御装置８ｃが励磁電流パラメータに基づいてスポット走査電磁石の設定を行い（ステップＳ３５Ｂ）、モニタ監視制御装置８ｂがスポット線量目標値設定を行う（ステップＳ３５Ｃ）。
ステップＳ３４に戻り、照射満了した照射スポットがレイヤー内での最後のスポット位置であると判定されるまで（Ｙｅｓと判定されるまで）、線量満了の判定ステップＳ３４から最後のスポットであるか否かの判定までの制御フロー３７Ａを繰り返し行う。
【００７７】
レイヤー内の全てのスポットへの照射が完了すると、中央制御装置５は、照射完了したレイヤーが患者１３に対する最後のレイヤーであるか否かを判定する（ステップＳ３６Ａ）。最後のレイヤーでない場合（Ｎｏの場合）、中央制御装置５は加速器・輸送系制御システム７に指令信号を送信する。加速器・輸送系制御システム７は、次に照射するレイヤーに相当する運転パラメータを円形加速器１６およびビーム輸送系２に設定し、次の運転準備を開始する（ステップＳ３０）。
【００７８】
この制御フロー３８Ａを全てのレイヤーが照射完了するまで繰り返す。全てのスポットおよび全てのレイヤーの照射が完了すると治療終了３９となる。
【００７９】
上述のフローにおいて、上流ビームモニタ監視制御装置８ｂ１および下流ビームモニタ監視制御装置８ｂ２は、第１の実施形態と同様の処理を実施する。
【００８０】
このように、本実施形態の粒子線照射システムは、荷電粒子ビームを出射させた状態で照射位置を変更して、患部に対してビーム照射するラスタースキャニング照射法を実現する。
【００８１】
本発明のビーム監視システムおよび粒子線照射システムの第２の実施形態においても、前述したビーム監視システムおよび粒子線照射システムの第１の実施形態とほぼ同様な効果が得られる。
すなわち、シンプルな構成でモニタシステムを構築することができ、低コストかつ信頼性の高いモニタシステムを実現することができる。
【００８２】
＜その他＞  
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。
【００８３】
例えば、モニタのチャンネル、区分、およびグループは任意の数で構成することができる。
【００８４】
また、実施形態において、信号処理装置は電流・周波数変換器およびパルスカウンタを含むデジタルモニタ信号処理装置で構成されているが、電荷を積分し、電圧に変換して出力する回路や電流を電圧に変換し出力するアナログモニタ信号処理装置によって構成することができる。
【００８５】
更に、信号処理装置とビームモニタ制御装置とを別個の装置に搭載されている場合を例示したが、同一装置内に搭載することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…荷電粒子ビーム発生装置、
２…ビーム輸送系、
３…スキャニング照射装置、
４…制御システム、
５…中央制御装置、
６…治療計画装置、
７…加速器・輸送系制御システム、
８…照射制御システム、
８ａ…患者機器制御装置、
８ａ１…回転ガントリ制御装置、
８ａ２…治療台制御装置、
８ａ３…ノズル内機器制御装置、
８ｂ…モニタ監視制御装置、
８ｂ１…上流ビームモニタ監視制御装置、
８ｂ２…下流ビームモニタ監視制御装置、
８ｂ２−１，８ｂ２−２，８ｂ２−３…積算パルス取込装置、
８ｂ２−４…ＣＰＵ、
８ｂ３…線量監視制御装置、
８ｃ…走査電磁石電源制御装置、
１０…治療台、
１１…照射ノズル、
１１ａ…上流ビームモニタ、
１１ｂ…走査電磁石、
１１ｃ…線量モニタ、
１１ｄ…下流ビームモニタ、
１１ｄ１…下流ビームモニタ（Ｘ軸方向）、
１１ｄ２…下流ビームモニタ（Ｙ軸方向）、
１２…荷電粒子ビーム、
１３…患者・患部、
１４…回転ガントリ、
１５…前段加速器、
１６…円形加速器
２１…ワイヤ電極で計測された計測分布、
２２…モニタ信号処理装置（デジタル信号処理）、
２４…位置特定用電流周波数変換器、
２５…データ取得用電流周波数変換器、
４０…操作端末、
Ｓ３０…スキャニング照射方式の加速器準備、
Ｓ３１…スキャニング照射方式の走査電磁石設定、
Ｓ３２…スキャニング照射方式のスポット線量目標設定、
Ｓ３３…スキャニング照射方式のビームＯＮ、
Ｓ３４…スキャニング照射方式の線量満了、
Ｓ３５…スキャニング照射方式のビームＯＦＦ、
Ｓ３６…スキャニング照射方式のビーム位置・幅計算、
Ｓ３７…スキャニング照射方式のスポット照射制御フロー部、
Ｓ３８…スキャニング照射方式のレイヤー・エネルギー変更制御フロー部、
Ｓ３９…スキャニング照射方式の治療終了、
Ｓ３１Ａ…ラスタースキャン方式の走査電磁石設定、
Ｓ３２Ａ…ラスタースキャン方式のスポット線量目標設定、
Ｓ３５Ａ…ラスタースキャン方式のビームＯＦＦ、
Ｓ３５Ｂ…ラスタースキャン方式のＧスポット走査電磁石設定、
Ｓ３５Ｃ…ラスタースキャン方式のＧスポット線量目標値設定、
Ｓ３６Ａ…ラスタースキャン方式のビーム位置・幅計算、
Ｓ３７Ａ…ラスタースキャン方式のスポット照射制御フロー部、
Ｓ３８Ａ…ラスタースキャン方式のレイヤー・エネルギー変更制御フロー部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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