(57)【要約】第１の線量測定部３１は、照射ノズル１２内に設けられて荷電粒子線の第１の線量を測定することができ、第２の線量測定部３３は、ビーム輸送ライン１３に設けられて荷電粒子線の第２の線量を測定することができる。また、第２の線量測定部３３の応答周波数は、第１の線量測定部３１の応答周波数よりも高い。第１の線量測定部３１は、被照射体Ｐに照射される直前における荷電粒子線の線量を測定することができる。その一方、第２の線量測定部３３は、第１の線量測定部３１よりも高い応答周波数にて、ビーム輸送ライン１３での荷電粒子線の線量を測定することができる。これによって、高速でスキャニング照射を行う場合であっても、第２の線量測定部３３にて荷電粒子線の線量を測定することができる。
2016158126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部と、
前記加速器から出射された前記荷電粒子線を前記照射部へ輸送するビーム輸送ラインと、
前記照射部内に設けられて前記荷電粒子線の第１の線量を測定する第１の線量測定部と、
前記ビーム輸送ラインに設けられて前記荷電粒子線の第２の線量を測定する第２の線量測定部と、を備え、
前記第２の線量測定部の応答周波数は、前記第１の線量測定部の応答周波数よりも高い、荷電粒子線治療装置。
【請求項２】
前記第１の線量測定部、及び前記第２の線量測定部は、
ガスが充填された空間内で対向する一対の電極と、
前記一対の電極間で発生する電流を測定する測定部と、を備え、
前記第１の線量測定部における前記一対の電極間の距離は、前記第２の線量測定部における前記一対の電極間の距離よりも小さい、請求項１に記載の荷電粒子線治療装置。
【請求項３】
前記第１の線量測定部で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも高い周波数に係るデータをカットするローパスフィルタと、
前記第２の線量測定部で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも低い周波数に係るデータをカットするハイパスフィルタと、
前記ローパスフィルタから出力された信号と、前記ハイパスフィルタから出力された信号とを足し合わせた合成信号に基づいて、前記加速器にイオンを供給するイオン源の動作を制御するイオン源制御部と、を更に備える、請求項１又は２に記載の荷電粒子線治療装置。
【請求項４】
前記ビーム輸送ラインに設けられ、前記荷電粒子線のエネルギーを調整するエネルギー調整部を更に備え、
前記第２の線量測定部は、前記エネルギー調整部よりも上流側に設けられる、請求項１〜３の何れか一項に記載の荷電粒子線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被照射体に荷電粒子線を照射することによって治療を行う荷電粒子線治療装置として、例えば、特許文献１に記載された荷電粒子線治療装置が知られている。特許文献１に記載された荷電粒子線治療装置は、被照射体に対して設定された一の層に所定のスキャニングパターンに従って荷電粒子線を走査しながら照射する。荷電粒子線治療装置は、一の層に対する荷電粒子線の照射が完了すると、荷電粒子線のエネルギーを変更し、次の層に対して当該次の層に対して設定されたスキャニングパターンに従って荷電粒子線を走査しながら照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１２／１２０６７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、近年、荷電粒子線を高速で走査しながらスキャニング照射を行うことで被照射体に荷電粒子線を照射することが求められている。このように荷電粒子線を高速で走査しながらスキャニング照射を行うためには、荷電粒子線の線量（強度）を高い応答速度で測定する必要がある。ここで、引用文献１に記載の荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部に線量測定部が設けられていた。しかしながら、このような線量測定部では、高い応答速度で線量を測定することが難しいという問題があった。【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、高い応答速度で荷電粒子線の線量を測定できる荷電粒子線治療装置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】
【０００６】
本発明の一側面に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部と、加速器から出射された荷電粒子線を照射部へ輸送するビーム輸送ラインと、照射部内に設けられて荷電粒子線の第１の線量を測定する第１の線量測定部と、ビーム輸送ラインに設けられて荷電粒子線の第２の線量を測定する第２の線量測定部と、を備え、第２の線量測定部の応答周波数は、第１の線量測定部の応答周波数よりも高い。【０００７】
本発明の一側面に係る荷電粒子線治療装置によれば、第１の線量測定部は、照射部内に設けられて荷電粒子線の第１の線量を測定することがでる。第２の線量測定部は、ビーム輸送ラインに設けられて荷電粒子線の第２の線量を測定することができる。また、第２の線量測定部の応答速度（応答周波数）は、第１の線量測定部の応答速度（応答周波数）よりも高い。第１の線量測定部は、被照射体に照射される直前における荷電粒子線の線量を測定することができる。その一方、第２の線量測定部は、第１の線量測定部よりも高い応答速度（応答周波数）にて、ビーム輸送ラインでの荷電粒子線の線量を測定することができる。これによって、荷電粒子線を高速で走査しながらスキャニング照射を行う場合であっても、第２の線量測定部にて荷電粒子線の線量を高い応答速度で測定することができる。以上によって、荷電粒子線を高速で走査しながらスキャニング照射を行いながらも、高い応答速度で荷電粒子線の線量を測定できる。【０００８】
また、本発明の他の側面に係る荷電粒子線治療装置において、第１の線量測定部、及び第２の線量測定部は、ガスが充填された空間内で対向する一対の電極と、一対の電極間で発生する電流を測定する測定部と、を備え、第１の線量測定部における一対の電極間の距離は、第２の線量測定部における一対の電極間の距離よりも小さくてよい。これによって、一対の電極間の距離を小さくするだけの簡単な構成にて、第２の線量測定部の応答周波数を高めることができる。【０００９】
また、本発明の他の側面に係る荷電粒子線治療装置において、第１の線量測定部で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも高い周波数に係るデータをカットするローパスフィルタと、第２の線量測定部で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも低い周波数に係るデータをカットするハイパスフィルタと、ローパスフィルタから出力された信号と、ハイパスフィルタから出力された信号とを足し合わせた合成信号に基づいて、加速器にイオンを供給するイオン源の動作を制御するイオン源制御部と、を更に備えてよい。これによって、応答速度（応答周波数）の低い第１の線量測定部については、ローパスフィルタを用いて周波数の低い領域（応答速度が低い領域）での測定精度を向上することができる。応答速度（応答周波数）の高い第２の線量測定部については、ハイパスフィルタを用いて周波数の高い領域（応答速度が高い領域）での測定精度を向上することができる。イオン源制御部は、ローパスフィルタから出力された信号と、ハイパスフィルタから出力された信号とを足し合わせた合成信号に基づいて、イオン源の動作を制御する。従って、荷電粒子線の周波数が高い領域から低い領域までの広い帯域において測定精度の高い測定結果に基づいてイオン源を制御することができる。【００１０】
また、本発明の他の側面に係る荷電粒子線治療装置において、ビーム輸送ラインに設けられ、荷電粒子線のエネルギーを調整するエネルギー調整部を更に備え、第２の線量測定部は、エネルギー調整部よりも上流側に設けられてよい。これによって、第２の線量測定部は、エネルギー調整部で調整される前の高いエネルギーの状態における荷電粒子線の線量を測定できる。従って、第２の線量測定部の測定精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高い応答速度で荷電粒子線の線量を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係る荷電粒子線照射装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置の要部を示す概略構成図である。
【図３】図３は、線量測定部の概略構成図である。
【図４】図４は、被照射体を仮想的にスライスした様子を示す模式図である。
【図５】図５は、変形例に係る荷電粒子線照射装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、「上流」「下流」の語は、出射する荷電粒子線の上流（加速器側）、下流（患者側）をそれぞれ意味している。
【００１４】
図１に示すように、荷電粒子線治療装置１は、放射線療法によるがん治療等に利用される装置である。荷電粒子線治療装置１は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器１１と、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射ノズル１２（照射部）と、加速器１１から出射された荷電粒子線を照射ノズル１２へ輸送するビーム輸送ライン１３（輸送ライン）と、ビーム輸送ライン１３に設けられて荷電粒子線の線量を測定する第２の線量測定部３３と、ビーム輸送ライン１３に設けられ、荷電粒子線のエネルギーを低下させて荷電粒子線の飛程を調整するデグレーダ（エネルギー調整部）１８と、ビーム輸送ライン１３に設けられた複数の電磁石２５と、複数の電磁石２５のそれぞれに対応して設けられた電磁石電源２７と、荷電粒子線治療装置１全体を制御する制御部３０と、を備えている。本実施形態では、加速器１１としてサイクロトロンを採用するが、これに限定されず、荷電粒子線を発生させるその他の発生源、例えば、シンクロトロン（詳細は図５を用いて後述する）、シンクロサイクロトロン、ライナック等であってもよい。
【００１５】
荷電粒子線治療装置１は、治療台２２上の患者Ｐの腫瘍（被照射体）に対して加速器１１から出射した荷電粒子線の照射を行う。荷電粒子線は電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線等がある。本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１は、いわゆるスキャニング法により荷電粒子線の照射を行うものであり、被照射体を深さ方向に仮想的に分割（スライス）し、スライス平面（層）毎に、層上の照射範囲に対して、荷電粒子線の照射を行う。
【００１６】
なお、スキャニング法による照射方式として、例えばスポット式スキャニング照射、及び、ラスター式スキャニング照射がある。スポット式スキャニング照射は、一の層における照射範囲で、一のスポットへの照射が完了すると、一度ビーム（荷電粒子線）照射を止め、次のスポットへの照射準備が整った後に次のスポットへの照射を行う方式である。これに対し、ラスター式スキャニング照射は、一の層における照射範囲については、照射を途中で止めることなく、連続的にビーム照射を行う方式である。このように、ラスター式スキャニング照射は、一の層における照射範囲については連続的にビーム照射が行われるものである。従って、ラスター式スキャニング照射は、スポット式スキャニング照射と異なり、照射範囲は複数のスポットから構成されるものではない。以下では、ラスター式スキャニング照射により照射を行う例を説明するが、これに限定されず、スポット式スキャニング照射により照射を行う構成としてもよい。
【００１７】
照射ノズル１２は、治療台２２の周りを３６０度回転可能な回転ガントリ２３の内側に取り付けられており、回転ガントリ２３によって任意の回転位置に移動可能とされている。照射ノズル１２は、収束電磁石１９、スキャニング電磁石２１、第１の線量測定部３１、真空ダクト２８を含んでいる。スキャニング電磁石２１は、照射ノズル１２の中に設けられている。スキャニング電磁石２１は、荷電粒子線の照射方向と交差する面においてＸ方向へ荷電粒子線を走査するＸ方向走査電磁石と、荷電粒子線の照射方向と交差する面においてＸ方向と交差するＹ方向へ荷電粒子線を走査するＹ方向走査電磁石と、を有している。また、スキャニング電磁石２１により走査された荷電粒子線はＸ方向及び／又はＹ方向へ偏向されるため、スキャニング電磁石よりも下流側の真空ダクト２８は、その径が下流側ほど拡大されている。第１の線量測定部３１は、照射前の荷電粒子線の線量を測定する（詳細は後述）。
【００１８】
ビーム輸送ライン１３は、荷電粒子線が通る真空ダクト１４を有している。真空ダクト１４の内部は真空状態に維持されており、輸送中の荷電粒子線を構成する荷電粒子が空気等により散乱することを抑制している。
【００１９】
また、ビーム輸送ライン１３は、加速器１１から出射された所定のエネルギー幅を有する荷電粒子線から所定のエネルギー幅よりも狭いエネルギー幅の荷電粒子線を選択的に取り出すＥＳＳ（Energy Selection System）１５と、ＥＳＳ１５によって選択されたエネルギー幅を有する荷電粒子線を、エネルギーが維持された状態で輸送するＢＴＳ（Beam Transport System）１６と、ＢＴＳ１６から回転ガントリ２３に向けて荷電粒子線を輸送するＧＴＳ（Gantry Transport System）１７と、を有している。
【００２０】
デグレーダ１８は、通過する荷電粒子線のエネルギーを低下させて当該荷電粒子線の飛程を調整する。患者の体表から被照射体である腫瘍までの深さは患者ごとに異なるため、荷電粒子線を患者に照射する際には、荷電粒子線の到達深さである飛程を調整する必要がある。デグレーダ１８は、加速器１１から一定のエネルギーで出射された荷電粒子線のエネルギーを調整することにより、患者体内の所定の深さにある被照射体に荷電粒子線が適切に到達するように調整する。このようなデグレーダ１８による荷電粒子線のエネルギー調整は、被照射体を仮想的にスライスした層毎に行われる。例えば、図４に示すように、被照射体Ｇが複数の層Ｌに仮想的にスライスされる。一の層Ｌにおいて荷電粒子線のスキャニングが完了（走査ラインＳＬを描く）すると、当該層に隣接する他の層Ｌにおいて荷電粒子線のスキャニングが行われる。
【００２１】
電磁石２５は、ビーム輸送ライン１３に複数設けられるものであり、磁場によってビーム輸送ライン１３で荷電粒子線を輸送することができるように、当該荷電粒子線の調整を行うものである。電磁石２５として、輸送中の荷電粒子線のビーム径を収束させる収束電磁石１９、及び荷電粒子線を偏向させる偏向電磁石２０が採用される。なお、以下では収束電磁石１９及び偏向電磁石２０を区別せずに電磁石２５と記載する場合がある。また、電磁石２５は、少なくともビーム輸送ライン１３のうちデグレーダ１８よりも下流側に複数設けられる。ただし、本実施形態では、電磁石２５は、デグレーダ１８よりも上流側にも設けられる。ここでは、電磁石２５として収束電磁石１９が、デグレーダ１８によるエネルギー調整前の荷電粒子線のビーム径を収束させるために、デグレーダ１８の上流側にも設けられている。電磁石２５の総数は、ビーム輸送ライン１３の長さ等により柔軟に変更が可能であり、例えば、１０〜４０程度の数とされる。なお、図１中には電磁石電源２７が一部のみ記載されているが、実際には、電磁石２５の数と同数、設けられている。
【００２２】
デグレーダ１８及び電磁石２５のビーム輸送ライン１３中における位置は特に限定されない。本実施形態では、ＥＳＳ１５には、デグレーダ１８、収束電磁石１９、及び偏向電磁石２０が設けられている。また、ＢＴＳ１６には収束電磁石１９が設けられており、ＧＴＳ１７には収束電磁石１９及び偏向電磁石２０が設けられている。なお、デグレーダ１８は、上述したように加速器１１と回転ガントリ２３との間であるＥＳＳ１５に設けられている。より詳細には、デグレーダ１８は、ＥＳＳ１５のうち回転ガントリ２３よりも加速器１１側（上流側）に設けられている。
【００２３】
電磁石電源２７は、対応する電磁石２５に電流を供給することによって電磁石２５の磁界を生じさせる。電磁石電源２７は、対応する電磁石２５に供給する電流を調整することにより、対応する電磁石２５の磁場の強さを設定可能である。電磁石電源２７は、制御部３０からの信号に応じて電磁石２５に供給する電流を調整している。電磁石電源２７は、各電磁石２５それぞれに一対一で対応するように設けられている。すなわち、電磁石電源２７は、電磁石２５の数と同数、設けられている。また、電磁石電源２７は、各層に対応する電磁石２５のパラメータを記憶する記憶部２７ａを有している。
【００２４】
被照射体の各層の深さと電磁石２５に供給される電流との関係は以下のとおりである。すなわち、各層の深さから、各層に荷電粒子線を照射するために必要な荷電粒子線のエネルギーが決まり、デグレーダ１８によるエネルギー調整量が決まる。ここで、荷電粒子線のエネルギーが変わると、当該荷電粒子線を偏向・収束するために必要な磁場の強さも変わることとなる。従って、電磁石２５の磁場の強さがデグレーダ１８によるエネルギー調整量に応じた強さとなるように、電磁石２５に供給される電流が決まる。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１の要部について説明する。図２では、荷電粒子線治療装置１のうち、加速器１１と、第１の線量測定部３１と、第２の線量測定部３３と、ビーム輸送ライン１３と、制御部３０と、が示されている。なお、図２では、ＥＳＳ１５、ＢＴＳ１６、ＧＴＳ１７は、一つのブロックとしてまとめて示されている。また、図２には、加速器１１にイオンを供給するイオン源３２が示されている。
【００２６】
ここで、図３を参照し、第１の線量測定部３１及び第２の線量測定部３３の構成について詳細に説明する。線量測定部３１，３３は、電離箱によって構成される。具体的に、線量測定部３１，３３は、ガス（空気、窒素等）が充填された箱体４１の空間内で対向する一対の電極４２，４３と、一対の電極４２，４３間で発生する電流を測定する測定部４４と、を備える。
【００２７】
電極４２，４３は、例えば銅などの金属薄板で構成されており、対向面がフィルム４２ａ，４３ａで覆われている。電極４２，４３間には電源が接続されており、高圧な電界が印加される。このような構成により、線量測定部３１，３３内を荷電粒子線が通過すると、荷電粒子線とガス体の分子が衝突して、ガス体が電離される。電極４２，４３間に電界が印加されているため、電離した電子ｅ−が一方の電極４３に、イオンｉ＋が高圧の電極４２に集極される。電離する電子ｅ−、イオンｉ＋の数は通過する荷電粒子線の線量に比例する。従って、荷電粒子線の線量は測定部４４で測定された電流値により測定される。
【００２８】
第２の線量測定部３３における一対の電極４２，４３間の距離（図３においてＬ１で示す距離）は、第１の線量測定部３１における一対の電極４２，４３間の距離（図３においてＬ２で示す距離）よりも小さい。第１の線量測定部３１は、第２の線量測定部３３に比して一対の電極４２，４３間の距離が小さく、電子を短時間で集極できる。従って、第２の線量測定部３３の応答速度（応答周波数）は、第１の線量測定部３１の応答速度（応答周波数）よりも高い。第１の線量測定部３１における一対の電極４２，４３間の距離は、５〜８μｍに設定され、応答周波数は１ｋＨｚ以下（又は未満）となる。第２の線量測定部３３における一対の電極４２，４３間の距離は、４μｍ以下に設定され、応答周波数は１ｋＨｚ以上（又は未満）となる。なお、「応答周波数」とは、単位時間あたりの線量を検出できる回数である。
【００２９】
図２へ戻り、制御部３０は、荷電粒子線治療装置１全体の制御を行う機能を有している。制御部３０は、第１の線量測定部３１及び第２の線量測定部３３の測定結果に基づいて、照射ノズル１２から被照射体へ照射される荷電粒子線の線量（強度）を制御する。本実施形態では、制御部３０は、ローパスフィルタ３４と、ハイパスフィルタ３５と、イオン源制御部３６と、を備えている。
【００３０】
具体的に、ローパスフィルタ３４は、第１の線量測定部３１と電気的に接続されている。ローパスフィルタ３４は、第１の線量測定部３１で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも高い周波数に係るデータをカットする。また、ローパスフィルタ３４を通過した信号は、イオン源制御部３６へ出力される。なお、ローパスフィルタ３４の設定周波数は、１ｋＨｚ以下（又は未満）に設定してよい。
【００３１】
ハイパスフィルタ３５は、第２の線量測定部３３と電気的に接続されている。ハイパスフィルタ３５は、第２の線量測定部３３で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも低い周波数に係るデータをカットする。また、ハイパスフィルタ３５を通過した信号は、イオン源制御部３６へ出力される。なお、ハイパスフィルタ３５の設定周波数は、１ｋＨｚ以上（又は未満）に設定してよい。
【００３２】
イオン源制御部３６は、ローパスフィルタ３４、ハイパスフィルタ３５及びイオン源３２と電気的に接続されている。イオン源制御部３６は、ローパスフィルタ３４から出力された信号と、ハイパスフィルタ３５から出力された信号とを足し合わせた合成信号を生成する。また、イオン源制御部３６は、生成した合成信号に基づいて、イオン源３２の動作を制御（フィードバック制御）する。例えば、イオン源制御部３６は、合成信号に基づいて荷電粒子線の線量が治療計画に従っているか否かを判定する。イオン源制御部３６は、荷電粒子線の線量が不足していると判定した場合は、イオン源３２からのイオン供給量を増加させ、荷電粒子線の線量が過剰であると判定した場合は、イオン源３２からのイオン供給量を減少させる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１の作用効果について説明する。
【００３４】
ここで、従来の荷電粒子線治療装置においては、患者の呼吸等による被照射体の動きに合わせて荷電粒子線の照射を制御していた。例えば、Ｘ線ＣＴやレーザ測定器等により患者や被照射体の動きを検知し、検知した動き（移動量）に応じて荷電粒子線を照射する位置を調整する。荷電粒子線を照射する位置を調整する際には、荷電粒子線を走査するための走査電磁石の励磁量を調整する。呼吸動作等に伴う被照射体の動きは時間とともに変化するため、正確に荷電粒子線の照射位置を調整することは困難であった。よって、上述のように患者の呼吸に同期させて荷電粒子線を制御する場合、制御が複雑になってしまうという問題がある。一方、照射タイミングを呼吸に同期させる制御を行わない場合、患者が呼吸を止めている間に荷電粒子線を照射することが考えられる。しかしながら、スキャニング照射に時間がかかる場合、患者が何度も息を止めなくてはならず、患者への負担が大きくなる場合がある。従って、荷電粒子線治療装置で治療を行っている間の患者への負担を低減することが求められていた。このような患者への負担を低減するために、スキャニング照射を高速化することが求められていた。それに伴い、荷電粒子線の線量を高い応答速度で測定することが求められていた。
【００３５】
そこで、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１によれば、第１の線量測定部３１は、照射ノズル１２内に設けられて荷電粒子線の第１の線量を測定することができ、第２の線量測定部３３は、ビーム輸送ライン１３に設けられて荷電粒子線の第２の線量を測定することができる。また、第２の線量測定部３３の応答速度（応答周波数）は、第１の線量測定部３１の応答速度（応答周波数）よりも高い。第１の線量測定部３１は、被照射体Ｐに照射される直前における荷電粒子線の線量を測定することができる。その一方、第２の線量測定部３３は、第１の線量測定部３１よりも高い応答速度（応答周波数）にて、ビーム輸送ライン１３での荷電粒子線の線量を測定することができる。これによって、荷電粒子線を高速で走査しながらスキャニング照射を行う場合であっても、第２の線量測定部３３にて荷電粒子線の線量を高い応答速度で測定することができる。以上によって、荷電粒子線を高速で走査しながらスキャニング照射を行いながらも、高い応答速度で荷電粒子線の線量を測定できる。
【００３６】
また、第１の線量測定部３１としては、従来の荷電粒子線治療装置で用いられている既存のドーズモニタを流用し、そこへ第２の線量測定部３３を付加することができる。また、低周波用の第１の線量測定部３１と高周波用の第２の線量測定部３３とで役割を分けることで、既存の設備を流用しつつ、高速のスキャニング照射にも対応することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１において、第１の線量測定部３１、及び第２の線量測定部３３は、ガスが充填された空間内で対向する一対の電極４２，４３と、一対の電極４２，４３間で発生する電流を測定する測定部４４と、を備える。第１の線量測定部３１における一対の電極４２，４３間の距離は、第２の線量測定部３３における一対の電極４２，４３間の距離よりも小さい。これによって、一対の電極４２，４３間の距離を小さくするだけの簡単な構成にて、第２の線量測定部３３の応答周波数を高めることができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１において、第１の線量測定部３１で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも高い周波数に係るデータをカットするローパスフィルタ３４と、第２の線量測定部３３で測定されたデータのうち、予め定められた設定周波数よりも低い周波数に係るデータをカットするハイパスフィルタ３５と、ローパスフィルタ３４から出力された信号と、ハイパスフィルタ３５から出力された信号とを足し合わせた合成信号に基づいて、加速器１１にイオンを供給するイオン源３２の動作を制御するイオン源制御部３６と、を更に備えている。これによって、応答速度（応答周波数）の低い第１の線量測定部３１については、ローパスフィルタ３４を用いて周波数の低い領域（応答速度が低い領域）での測定精度を向上し、応答速度（応答周波数）の高い第２の線量測定部３３については、ハイパスフィルタ３５を用いて周波数の高い領域（応答速度が高い領域）での測定精度を向上することができる。イオン源制御部３６は、ローパスフィルタ３４から出力された信号と、ハイパスフィルタ３５から出力された信号とを足し合わせた合成信号に基づいて、イオン源３２の動作を制御するため、荷電粒子線の周波数が高い領域から低い領域までの広い帯域において測定精度の高い測定結果に基づいてイオン源３２を制御することができる。
【００３９】
また、応答速度の速い第２の線量測定部３３を新設することで、高い応答速度で線量を測定することが可能となる。しかしながら、応答速度の高い第２の線量測定部３３では、周波数の低い領域（応答速度が低い領域）での測定精度が低いため、線量の測定精度が下がってしまう可能性がある。従って、第２の線量測定部３３での測定結果をハイパスフィルタ３５にかけて、低い周波数領域での信号をカットする。また、第１の線量測定部３１での測定結果をローパスフィルタ３４にかけて高い周波数領域での信号をカットし、両者を足し合わせる。すなわち、第２の線量測定部３３における弱点である低周波数領域の検出を第１の線量測定部３１側で行うことで、精度を低下させることなく高い応答速度で線量を検出することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１において、ビーム輸送ライン１３に設けられ、荷電粒子線のエネルギーを調整するデグレーダ１８を更に備えている。第２の線量測定部３３は、デグレーダ１８よりも上流側に設けられている。これによって、第２の線量測定部３３は、デグレーダ１８で調整される前の高いエネルギーの状態における荷電粒子線の線量を測定できる。従って、第２の線量測定部３３の測定精度を向上することができる。
【００４１】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
例えば、本実施形態においては、第２の線量測定部３３は、ビーム輸送ライン１３に設けられる電磁石の中で最も上流側に設けられるものより上流側に設けられていた。これに代えて、例えば図１において「３３Ａ」に示す位置のように、最も上流側の電磁石よりも下流側の位置に配置してよい。また、例えば図１において「３３Ｂ」に示す位置のように、デグレーダ１８より下流側の位置に第２の線量測定部３３を配置してもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態では、第２の線量測定部３３として、第１の線量測定部３１と同様に電離箱を適用したが、線量を測定できるものであればどのような方式による測定器を採用してもよい。また、第１の線量測定部３１も電離箱以外の方式による測定器を採用してもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態では、第１の線量測定部３１に対してローパスフィルタ３４を設け、第２の線量測定部３３に対してハイパスフィルタ３５を設けた。これに代えて、何れか一方、または両方のフィルタを省略してもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態では、ラスター式スキャニング照射による例を示したが、スポット式スキャニング照射を行ってもよい。ただし、スポット式スキャニング照射の場合は、あるスポットに照射する際はそのスポットに所定時間ビームを滞留させて照射を行う。そのスポットに照射する際の線量の積算値のみを検知できれば良いため、高速照射する場合であっても、線量検出の応答速度が一定以上高くなくても良い場合がある。これに対し、ラスター式スキャニング照射の場合は、常時ビームを走査しながら照射を行うため、常時線量を検知する必要がある。従って、高速のスキャニング照射を行う場合には、高速に線量を検知する必要が生じ、本発明を用いるメリットが大きくなる。
【００４６】
また、図５に示すように、加速器１１として、サイクロトロンに代えてシンクロトロンを採用してもよい。シンクロトロン１０３の上流には、イオン源１０１と、直線加速器であるライナック１０２と、が設けられている。サイクロトロンは出射する荷電粒子線のエネルギーが一定であるのに対し、シンクロトロンは出射する荷電粒子線のエネルギーを変更することができる。従って、図５に示すように、加速器１１としてシンクロトロンを採用した場合には、荷電粒子線治療装置から、荷電粒子線のエネルギーを低下させて調整するためのデグレーダ１８を省略することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…荷電粒子線治療装置、１１…加速器、１２…照射ノズル（照射部）、１３…ビーム輸送ライン、３１…第１の線量測定部、３２…イオン源、３３…第２の線量測定部、３４…ローパスフィルタ、３５…ハイパスフィルタ、３６…イオン源制御部、４２，４３…電極、４４…測定部。
【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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【国際調査報告】
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