(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを加速する加速器と、
前記加速器から前記イオンビームが出射される第１ビーム経路及び前記第１ビーム経路に沿って配置される第１ステアリング電磁石及び第２ステアリング電磁石を有する第１ビーム輸送系と、
回転ガントリーと、
前記回転ガントリーに取り付けられ、前記第１ビーム経路に連絡される第２ビーム経路及び前記第２ビーム経路に沿って配置される第３ステアリング電磁石及び第４ステアリング電磁石を有する第２ビーム輸送系と、
前記回転ガントリーに取り付けられ、前記第２ビーム経路に連絡される照射装置と、
前記第１および第２ステアリング電磁石よりも下流で前記第１ビーム経路に沿って相互間に間隔を置いて配置される第１及び第２ビーム位置測定装置と、
前記照射装置内で前記照射装置の中心軸に沿って相互間に間隔を置いて配置される第３及び第４ビーム位置測定装置と、
前記第３及び第４ビーム位置測定装置で測定される各ビーム位置に基づいて前記第１ステアリング電磁石に対する第１励磁電流及び前記第２ステアリング電磁石に対する第２励磁電流をそれぞれ算出する第１励磁電流演算装置とを備えたことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項２】
前記算出される第１及び第２励磁電流を用いて、記憶装置に格納されている、前記第１及び第２ステアリング電磁石のそれぞれに対する励磁電流を更新する励磁電流更新装置を備えた請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項３】
前記回転ガントリーの設定回転角度ごとの、前記第３ステアリング電磁石に対する第５励磁電流及び前記第４ステアリング電磁石に対する第６励磁電流の各情報を含む回転角度テーブル情報、前記回転ガントリーの一つの回転角度における、前記第１ステアリング電磁石に対する第３励磁電流及び前記第２ステアリング電磁石に対する第４励磁電流の各情報、及び前記第３及び第４ビーム位置測定装置によって測定される各々の前記ビーム位置の情報を格納する記憶装置と、
前記記憶装置に格納されている前記第３励磁電流の情報を前記第１励磁電流の情報に更新し、前記記憶装置に格納されている前記第４励磁電流の情報を前記第２励磁電流の情報に更新する励磁電流更新装置を備えた請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項４】
前記回転ガントリーの一つの設定回転角度において前記第１及び第２ビーム位置測定装置で測定される各ビーム位置に基づいて前記第１ステアリング電磁石に対する第３励磁電流及び前記第２ステアリング電磁石に対する第４励磁電流をそれぞれ算出し、前記回転ガントリーの複数の設定回転角度において前記第３及び第４ビーム位置測定装置で測定される各ビーム位置に基づいて、前記第３ステアリング電磁石に対する第５励磁電流及び前記第４ステアリング電磁石に対する第６励磁電流を前記設定回転角度ごとにそれぞれ算出する第２励磁電流演算装置とを備える請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項５】
前記設定回転角度ごとに、前記設定回転角度ごとの前記第５励磁電流及び前記第６励磁電流を含む回転角度テーブル情報を作成するテーブル作成装置と、
前記設定回転角度ごとの前記回転角度テーブル情報、前記回転ガントリーの一つの回転角度における、前記第１ステアリング電磁石に対する第３励磁電流及び前記第２ステアリング電磁石に対する第４励磁電流の各情報、及び前記第３及び第４ビーム位置測定装置によって測定される各々の前記ビーム位置の情報を格納する記憶装置とを備えた請求項４に記載の粒子線照射システム。
【請求項６】
前記記憶装置に格納されている前記第３励磁電流の情報を前記第１励磁電流の情報に更新し、前記記憶装置に格納されている前記第４励磁電流の情報を前記第２励磁電流の情報に更新する励磁電流更新装置を備えた請求項５に記載の粒子線照射システム。
【請求項７】
イオンビーム走査装置を有する前記照射装置と、
前記イオンビーム走査装置を制御する走査制御装置と、
前記第１励磁電流及び前記第２励磁電流を、前記加速器から出射される前記イオンビームの設定エネルギーごとに算出する前記第１励磁電流演算装置とを備えた請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項８】
ビーム照射対象への前記イオンビームの照射後におけるビーム軌道の調整が選択されるとき、前記回転ガントリーを基準回転角度まで回転させる回転制御装置への第１制御指令、前記第３及び第４ビーム位置測定装置のそれぞれによる前記ビーム位置の測定を、前記イオンビームの所定のエネルギーの範囲において設定エネルギーごとに繰り返して実施させる第２制御指令、及び前記第１励磁電流演算装置による前記第１及び第２励磁電流の算出を実行させる第３制御指令を、前記第１制御指令、前記第２制御指令及び前記第３制御指令の順に出力する第１軌道調整制御装置を備えた請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項９】
前記回転ガントリーの一つの設定回転角度において前記第１及び第２ビーム位置測定装置で測定される各ビーム位置に基づいて前記第１ステアリング電磁石に対する第３励磁電流及び前記第２ステアリング電磁石に対する第４励磁電流をそれぞれ算出し、前記回転ガントリーの複数の設定回転角度において前記第３及び第４ビーム位置測定装置で測定される各ビーム位置に基づいて、前記第３ステアリング電磁石に対する第５励磁電流及び前記第４ステアリング電磁石に対する第６励磁電流を前記設定回転角度ごとにそれぞれ算出する第２励磁電流演算装置と、
前記粒子線照射システムの試運転の期間におけるビーム軌道の調整が選択されるとき、前記第２励磁電流演算装置による前記第３及び第４励磁電流のそれぞれの算出を一つの設定エネルギーにおいて実施させる第４制御指令、及び前記回転ガントリーの回転範囲内の前記設定回転角度ごとに前記第２励磁電流演算装置による前記第５及び第６励磁電流のそれぞれの算出を実施させる第５制御指令を、前記第４制御指令及び前記第５制御指令の順に、複数の前記設定エネルギーを含む前記イオンビームの所定のエネルギーの範囲内の前記設定エネルギーごとに出力する第２軌道調整制御装置と、
ビーム照射対象への前記イオンビームの照射後におけるビーム軌道の調整が選択されるとき、前記回転ガントリーを基準回転角度まで回転させる回転制御装置への第１制御指令、前記第３及び第４ビーム位置測定装置のそれぞれによる前記ビーム位置の測定を、前記イオンビームの所定のエネルギーの範囲において前記設定エネルギーごとに繰り返して実施させる第２制御指令、及び前記第１励磁電流演算装置による前記第１及び第２励磁電流の算出を実行させる第３制御指令を、前記第１制御指令、前記第２制御指令及び前記第３制御指令の順に出力する第１軌道調整制御装置とを備えた請求項１または２に記載の粒子線照射システム。
【請求項１０】
前記加速器がシンクロトロン加速器及びサイクロトロン加速器のいずれかである請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項１１】
照射制御装置と、
前記照射制御装置からの第１制御指令に基づいて前記回転ガントリーを回転させて前記照射装置の前記中心軸をビーム照射対象に対する前記イオンビームの照射方向に設定するガントリー制御装置と、
前記照射制御装置からの第２制御指令に基づいて、前記第１ステアリング電磁石に供給する励磁電流を前記第１励磁電流に調節し、前記第２ステアリング電磁石に供給する励磁電流を前記第２励磁電流に調節するステアリング電磁石制御装置とを有する請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項１２】
照射制御装置と、
前記照射制御装置からの第１制御指令に基づいて前記回転ガントリーを回転させて前記照射装置の前記中心軸をビーム照射対象に対する前記イオンビームの照射方向に設定するガントリー制御装置と、
前記照射制御装置からの第２制御指令に基づいて、前記第１ステアリング電磁石に供給する励磁電流を前記第１励磁電流に調節し、前記第２ステアリング電磁石に供給する励磁
電流を前記第２励磁電流に調節し、前記第３ステアリング電磁石に供給する励磁電流を前
記第５励磁電流に調節し、前記第４ステアリング電磁石に供給する励磁電流を前記第６励
磁電流に調節するステアリング電磁石制御装置とを有する請求項３に記載の粒子線照射シ
ステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線照射システムに係り、特に、がんの治療に適用するのに好適な粒子線照射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子線照射システムは、大きく分けて、加速器としてシンクロトロンを有する粒子線照射システム（例えば、特開２００４−３５８２３７号公報参照）、及び加速器としてサイクロトロンを有する粒子線照射システム（例えば、特開２０１１−９２４２４号公報参照）が知られている。
【０００３】
シンクロトロンを有する粒子線照射システムは、イオン源、直線加速器、シンクロトロン、高エネルギービーム輸送系（以下、ＨＥＢＴ系という）、ガントリービーム輸送系（以下、ＧＡＢＴ系という）、回転ガントリー及び照射装置を備える。直線加速器を経てシンクロトロンで設定エネルギーまで加速された陽子イオンビーム（または炭素イオンビーム）が、ＨＥＢＴ系に出射され、ＧＡＢＴ系を経て回転ガントリーに取り付けられた照射装置に達する。陽子イオンビーム（以下、イオンビームという）は、照射装置から治療台に横たわっている患者のがんの患部に照射される。
【０００４】
また、サイクロトロンを有する粒子線照射システムは、イオン源、サイクロトロン、ＨＥＢＴ系、ＧＡＢＴ系、回転ガントリー及び照射装置を備える。サイクロトロンを有する粒子線照射システムにおけるＨＥＢＴ系、ＧＡＢＴ系、回転ガントリー及び照射装置は、実質的に、シンクロトロンを有する粒子線照射システムにおけるこれらの構造と同じである。サイクロトロンで加速されて出射されたイオンビームは、ＨＥＢＴ系及びＧＡＢＴ系を通って照射装置から患部に照射される。
【０００５】
がんの患部へのイオンビームの主な照射方法として、散乱体法及びビーム走査法がある。散乱体法及びビーム走査法のそれぞれは、シンクロトロンを有する粒子線照射システム及びサイクロトロンを有する粒子線照射システムに適用される。散乱体法では、照射装置に設置された散乱体を用いて、イオンビームを照射装置の中心軸に垂直な方向に拡大させ、コリメータによって患部の断面形状に合わせて切り出したイオンビームを患部に照射する。ビーム走査法では、イオンビームを、照射装置に設置された走査電磁石によって、患部の形状に合わせてイオンビームを照射装置の中心軸に垂直な方向に走査し、このイオンビームを患部に照射する。
【０００６】
ビーム走査法を採用する荷電粒子ビーム照射システムの例が、特開平１０−１１８２０４号公報、特開２００４−３５８２３７号公報及び特開２０１１−１７７３７４号公報に記載されている。これらの公開公報は、イオンビームの照射方向において複数に分割されたがんの患部の各層に対して、細いイオンビームをその照射方向と直交する方向に走査することにより層内における複数の照射位置でイオンビームを照射するビーム走査方法を記載している。層内で隣の照射位置へのイオンビームの移動は、イオンビームの位置を変更する走査電磁石を走査制御装置により制御することにより行われる。また、深い層から浅い層（または浅い層から深い層）へのイオンビームの移動は、加速器またはデグレーダによりイオンビームのエネルギーを変えることによって行われる。イオンビームのエネルギーが増大するほど、イオンビームのブラッグピークが人体の深い位置まで到達する。
【０００７】
シンクロトロンを有する粒子線照射システム及びサイクロトロンを有する粒子線照射システムでは、イオンビームを患部に精度良く照射するために、加速器からＨＥＢＴ系に出射されたイオンビームが照射装置の中心軸を通過するように、ＨＥＢＴ系及びＧＡＢＴ系におけるビーム軌道を調整する必要がある。このビーム軌道の調整は、粒子線照射システムの据え付けが完了した後の粒子線照射システムの試運転の期間において行われる。
【０００８】
ビーム軌道の調整の一例が、特許第４２９９２６９号公報に記載されている。このビーム軌道の調整の一例では、ステアリング電磁石制御装置が、ＨＥＢＴ系に設けられたビーム位置モニタで測定されたビーム位置に基づいてＨＥＢＴ系に設けられたステアリング電磁石に供給する励磁電流を調節し、さらに、照射装置に設けられたビーム位置モニタのビーム位置検出信号に基づいてＧＡＢＴ系に設けられたステアリング電磁石に供給する励磁電流を調節する。ＨＥＢＴ系のステアリング電磁石への励磁電流の制御により、ＨＥＢＴ系内のビーム軌道を、回転ガントリーにより回転されるＧＡＢＴ系の入口の設定位置（例えば、中心の位置）に合わせることができる。
【０００９】
また、ステアリング電磁石制御装置による、ＧＡＢＴ系のステアリング電磁石への励磁電流の制御により、イオンビームが照射装置の中心軸を通過するように、ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道が調整される。このビーム軌道の調整は、回転ガントリーの所定の回転角度ごとに行われる。
【００１０】
特開２０１１−５０９６号公報は、加速器から出射されたイオンビームを用いた患部の治療を開始した後において実施するビーム軌道の調整について記載する。イオンビームによる患部の治療を開始した後、粒子線治療システムを据え付けている建屋の変動により、粒子線治療システムの各機器の設置状態も徐々に変化し、ビーム軌道も徐々に変化する。このような治療開始後におけるビーム軌道の変化を補正するために、患者へのイオンビームの照射前に、照射装置に設けられたビーム位置モニタで測定されたビーム位置に基づいてＧＡＢＴ系に設けられた各ステアリング電磁石の励磁電流を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３５８２３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−９２４２４号公報
【特許文献３】特開平１０−１１８２０４号公報
【特許文献４】特開２０１１−１７７３７４号公報
【特許文献５】特許第４２９９２６９号公報
【特許文献６】特開２０１１−５０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
粒子線治療システムの据え付け後の試運転の期間において特許第４２９９２６９号公報に記載するビーム軌道の調整を行った場合でも、イオンビームを患部に照射する治療開始から時間が経過すると、前述のように、このビーム軌道が試運転の期間において調整されたビーム軌道からずれてしまう。イオンビームの患部への精度良く照射するためにも、イオンビームによる治療開始後においてもビーム軌道の調整が必要になる。
【００１３】
特開２０１１−５０９６号公報では、前述したように、イオンビームを用いた治療を開始した後でビーム軌道の調整を行っている。しかしながら、このビーム軌道の調整は、照射装置に設けられたビーム位置モニタで測定されたビーム位置に基づいてＧＡＢＴ系のステアリング電磁石の励磁電流を調節することによって行われる。
【００１４】
特開平１０−１１８２０４号公報及び特開２００４−３５８２３７号公報に記載されたビーム走査法では、前述したように患部の層ごとに照射するイオンビームのエネルギーを変える必要がある。このため、ビーム走査法を実現できる粒子線照射システムでは、粒子線照射システムの試運転の期間におけるビーム軌道の調整は、照射するイオンビームのエネルギー範囲においてイオンビームのエネルギーごとに行う必要があり、試運転期間とはいえ、ビーム軌道の調整に長時間を有する。
【００１５】
治療開始後における粒子線照射システムのビーム軌道の調整は、粒子線照射システムによる患部へのイオンビームの照射を停止する期間が長期に亘るのを避けるためにも、短時間で行うことが望まれる。
【００１６】
本発明の目的は、治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間を短縮することができる粒子線照射システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、
前記加速器から前記イオンビームが出射される第１ビーム経路及び第１ビーム経路に沿って配置される第１ステアリング電磁石及び第２ステアリング電磁石を有する第１ビーム輸送系と、
回転ガントリーと、
回転ガントリーに取り付けられ、第１ビーム経路に連絡される第２ビーム経路及びこの第２ビーム経路に沿って配置される第３ステアリング電磁石及び第４ステアリング電磁石を有する第２ビーム輸送系と、
回転ガントリーに取り付けられ、第２ビーム経路に連絡される照射装置と、
第１および第２ステアリング電磁石よりも下流で第１ビーム経路に沿って相互間に間隔を置いて配置される第１及び第２ビーム位置測定装置と、
照射装置内で相互間に間隔を置いて配置される第３及び第４ビーム位置測定装置と、
第３及び第４ビーム位置測定装置で測定される各ビーム位置に基づいて第１ステアリング電磁石に対する第１励磁電流及び第２ステアリング電磁石に対する第２励磁電流をそれぞれ算出する励磁電流演算装置とを備えたことにある。
【００１８】
照射装置内に配置された第３及び第４ビーム位置測定装置で測定される各ビーム位置に基づいて第１ステアリング電磁石に対する第１励磁電流及び第２ステアリング電磁石に対する第２励磁電流をそれぞれ算出する励磁電流演算装置を備えているため、イオンビームを用いた治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の粒子線照射システムの構成図である。
【図２】図１に示された回転ガントリーの拡大縦断面図である。
【図３】図２のIII−III矢視図である。
【図４Ａ】図１に示された制御システムに含まれる、加速器・ビーム輸送系制御装置、ガントリー制御装置及び走査制御装置の詳細構成図である。
【図４Ｂ】図１に示された制御システムに含まれる中央制御装置の詳細構成図である。
【図５】図１に示された粒子線照射システムにおいて試運転の期間に実施されるビーム軌道調整の手順の一部を示すフローチャートである。
【図６】図１に示された粒子線照射システムにおいて試運転の期間に実施されるビーム軌道調整の手順の残りの部分を示すフローチャートである。
【図７】図１に示された粒子線照射システムにおいて治療開始後に実施されるビーム軌道調整の手順を示すフローチャートである。
【図８】粒子線照射システムの試運転の期間に実施されたビーム軌道調整によって得られたデータの一例であって回転ガントリーの各角度に対するステアリング電磁石の励磁電流を示す説明図である。
【図９】試運転の期間に実施されたビーム軌道調整によって得られたデータの一例であって各エネルギーに対する照射装置のビーム位置モニタの位置でのビーム位置を示す説明図である。
【図１０】図１に示された粒子線照射システムを用いたイオンビーム照射方法における手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１に示された粒子線照射システムにおいて試運転の期間に実施される、ＨＥＢＴ系とＧＡＢＴ系の取り合い部に対するビーム軌道の調整を示す説明図である。
【図１２】図１に示された粒子線照射システムにおいて試運転の期間に実施される、ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整を示す説明図である。
【図１３】図１に示された粒子線照射システムにおいて治療開始後に実施される、ＨＥＢＴ系とＧＡＢＴ系の取り合い部に対するビーム軌道の調整を示す説明図である。
【図１４】本発明の好適な他の実施例である実施例２の粒子線照射システムの構成図である。
【図１５】図１４に示された制御システムに含まれる、加速器・ビーム輸送系制御装置、ガントリー制御装置及び走査制御装置の詳細構成図である。
【図１６】図１４に示された制御システムに含まれる中央制御装置の詳細構成図である。
【図１７】図１４に示された粒子線照射システムにおいて試運転の期間に実施されるビーム軌道調整の手順の、図６に対応する残りの部分を示すフローチャートである。
【図１８】図１４に示された粒子線照射システムにおいて治療開始後に実施されるビーム軌道調整の手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の他の好適な実施例である実施例３の粒子線照射システムの構成図である。
【図２０】図１９に示された制御システムに含まれる、加速器・ビーム輸送系制御装置、ガントリー制御装置及び走査制御装置の詳細構成図である。
【図２１】図１９に示された粒子線照射システムにおいて試運転の期間に実施されるビーム軌道調整の手順の一部を示すフローチャートである。
【図２２】図１９に示された粒子線照射システムにおいて治療開始後に実施されるビーム軌道調整の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
粒子線照射システムの据え付け後の試運転の期間において特許第４２９９２６９号公報に記載されたように、ＨＥＢＴ系とＧＡＢＴ系の取り合い部に対するビーム軌道の調整及びＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整を実施したとしても、粒子線照射システムを用いたイオンビームによる患者の患部の治療が開始されて時間が経過すると、照射装置の中心軸に垂直な平面においてイオンビームがこの中心軸からずれる。このため、治療開始後においても、粒子線照射システムにおいてビーム軌道の調整が必要になる。
【００２２】
粒子線照射システムは、概略、図１１に示すように、加速器（例えば、シンクロトロン加速器及びサイクルトロン加速器のいずれか）に接続される、ＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６、ＧＡＢＴ系２０のビーム経路２１及びビーム経路２１に接続される照射装置２９を有する。ＧＡＢＴ系２０及び照射装置２９は、回転ガントリー（図示せず）に設置されている。ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２及びビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２がビーム経路１６に沿って配置される。３５は、ＨＥＢＴ系１５とＧＡＢＴ系２０の取り合い部である。
【００２３】
発明者らは、粒子線照射システムによる患部の治療を開始した後においてイオンビームが照射装置の中心軸からずれた場合でも、ビーム軌道の調整を精度良く行うことができる粒子線照射システムを実現するために種々の検討を行った。
【００２４】
発明者らは、その検討において、患者の治療開始後照射装置２９の中心軸に垂直な平面においてイオンビームがこの中心軸からずれる原因が、粒子線照射システムを据え付けている建屋の、竣工後の時間経過によるゆがみ等によってＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６が変形することにあることを突き止めた。このＨＥＢＴ系のビーム経路１６の変形は、目に見えるほどではなく実際には極めて僅かである。
【００２５】
また、発明者らは、回転ガントリー自体は剛性が高くその支持構造が強固であるため、上記した建屋のゆがみ等の影響を受け難く、回転ガントリーに取り付けられたＧＡＢＴ系２０及び照射装置２９では上記したゆがみ等に基づいた変形が生じないということも新たに見出した。ＧＡＢＴ系２０及び照射装置２９は建屋のゆがみ等による変形が生じないため、発明者らは、建屋のゆがみ等によりＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に変形が生じたときには、取り合い部３５においてＨＥＢＴ系１５の出口の中心の位置とＧＡＢＴ系２０の入口の中心の位置のずれが生じるだけであることを見出した。ＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に変形により、ビーム経路１６内を通過するイオンビームがＧＡＢＴ系２０の入口の中心の位置を通過しなくなる。このため、このイオンビームは、照射装置２９内で、照射装置２９の中心軸に垂直な平面においてこの中心軸からずれてしまう。
【００２６】
上記の新たに見出した知見を考慮して検討した結果、発明者らは、以下に記載するように、イオンビームの照射による患者への治療を開始後に、建屋のゆがみ等によりＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に変形が生じた場合においてもビーム軌道の調整を精度良く行うことができる粒子線照射システムを実現できることを見出した。また、治療開始後におけるビーム軌道の調整であるため、ビーム軌道の調整に要する時間を短縮することが望まれる。このような粒子線照射システムを実現するためには、治療を開始した後におけるビーム軌道の調整では、照射装置のビーム位置モニタで測定されたビーム位置を用いて、特開２０１１−５０９６号公報に記載されたようにＧＡＢＴ系のステアリング電磁石に供給する励磁電流（励磁量）を調節するのではなく、ＨＥＢＴ系のステアリング電磁石に供給する励磁電流を調節すればよいのである。
【００２７】
ＨＥＢＴ系とＧＡＢＴ系の取り合い部に対するビーム軌道の調整を説明する前に、ＨＥＢＴ系の構成についてもう少し具体的に説明する。ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２は、特許第４２９９２６９号公報に記載されるように、それぞれ一対のステアリング電磁石を有する。ステアリング電磁石ＨＨ１は、一対のステアリング電磁石として、ビーム経路１６に垂直な平面内で水平方向（Ｘ方向）におけるイオンビームの位置を調節するＸ方向ステアリング電磁石、及びその垂直な平面内で水平方向と直交する方向（Ｙ方向）におけるイオンビームの位置を調節するＹ方向ステアリング電磁石を有する。ステアリング電磁石ＨＨ２も、同様に、一対のステアリング電磁石であるＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石を有する。ビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２のそれぞれも、特許第４２９９２６９号公報に記載されるように、一対のビーム位置モニタである、Ｘ方向におけるイオンビームの位置を測定するＸ方向ビーム位置モニタ及びＹ方向におけるイオンビームの位置を測定するＹ方向ビーム位置モニタを有する。
【００２８】
粒子線照射システムの据え付け後において粒子線照射システムの試運転の期間において実施される、ＨＥＢＴ系とＧＡＢＴ系の取り合い部３５に対するビーム軌道の調整が実施され、さらに、ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整が実施される。
【００２９】
図１１を用いて、その試運転の期間において実施される取り合い部３５に対するビーム軌道の調整を説明する。試運転の期間において、イオンビームが加速器からビーム経路１６に出射される。ビーム経路１６に出射されたイオンビームのＸ方向及びＹ方向のそれぞれにおけるビーム位置が、回転ガントリーが任意の或る回転角度まで回転されている状態で、ビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２のそれぞれによって測定される。ビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２がそれぞれ配置された位置で測定されたそれらのビーム位置に基づいて、Ｘ方向におけるビーム軌道の勾配及びＹ方向におけるビーム軌道の勾配を求め、さらに、これらの勾配、及びビーム位置モニタＨＰ１が配置された位置でのＸ方向及びＹ方向におけるそれぞれのビーム位置に基づいて、取り合い部３５におけるビーム経路２１の入口でのイオンビームの通過位置を求める。
【００３０】
ビーム経路２１の入口でのイオンビームの通過位置がビーム経路２１の入口での設定位置からずれているとき、このずれを補償してビーム経路２１の入口でのイオンビームの通過位置を設定位置（例えば、ビーム経路２１の入口の中心位置）に一致させる、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれに含まれるＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流を算出する。これらのステアリング電磁石に対してそれぞれ算出された上記の励磁電流は、回転ガントリーの前述の任意の或る回転角度での値である。
【００３１】
なお、取り合い部３５に対するビーム軌道の調整はイオンビームの設定されたエネルギーごとに実施され、前述の任意の或る回転角度における、設定された各エネルギーに対してステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石に供給される各励磁電流が算出される。このようにして、ＨＥＢＴ系とＧＡＢＴ系の取り合い部３５に対するビーム軌道の調整が終了する。
【００３２】
上記した取り合い部３５に対するビーム軌道の調整後に、上記の試運転の期間において、ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整が実施される。このＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整を、図１２を用いて説明する。
【００３３】
図１１には図示していないが、粒子線照射システムは、図１２に示すように、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２をＧＡＢＴ系２０のビーム経路２１に沿って配置しており、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭを照射装置２９に設置している。ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれも、一対のステアリング電磁石を有する。ステアリング電磁石ＧＨ１は、一対のステアリング電磁石である、ビーム経路２１に垂直な平面内で水平方向（Ｘ方向）におけるイオンビームの位置を調節するＸ方向ステアリング電磁石、及びその垂直な平面内で水平方向と直交する方向（Ｙ方向）におけるイオンビームの位置を調節するＹ方向ステアリング電磁石を有する。ステアリング電磁石ＧＨ２も、同様に、一対のステアリング電磁石であるＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石を有する。前述したビーム経路２１に垂直な平面内でのＸ方向及びこのＸ方向と直交するＹ方向のそれぞれは、回転ガントリーの回転角度が０°のときにおける方向である。
【００３４】
また、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれも、特許第４２９９２６９号公報に記載されるように、一対のビーム位置モニタである、Ｘ方向におけるイオンビームの位置を測定するＸ方向ビーム位置モニタ及びＹ方向におけるイオンビームの位置を測定するＹ方向ビーム位置モニタを有する。なお、照射装置２９におけるＸ方向及びＹ方向は照射装置２９の中心軸に垂直な平面内での方向である。照射装置２９内でのそのＸ方向は前述したビーム経路１６及び２１のそれぞれに垂直な各平面内における水平方向（Ｘ方向）に対応し、照射装置２９内でのそのＹ方向は前述したビーム経路１６及び２１のそれぞれに垂直な各平面内における水平方向と直交する方向（Ｙ方向）に対応している。
【００３５】
加速器から出射されたイオンビームは、ビーム経路１６及び２１を通って照射装置２９に達する。照射装置２９に取り付けられたビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれは、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれが配置された各位置においてイオンビームのＸ方向及びＹ方向のそれぞれにおけるビーム位置を測定する。これらの測定されたビーム位置に基づいて、照射装置２９内でのＸ方向及びＹ方向におけるビーム軌道のそれぞれの勾配を上記した取り合い部３５に対するビーム軌道の調整と同様に求める。Ｘ方向及びＹ方向におけるビーム軌道のそれぞれの勾配が０でなく、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれが配置された各位置でＸ方向及びＹ方向における、照射装置２９の中心軸からの変位が０でないとき、各勾配及び各変位がそれぞれ０になる、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれに含まれるＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流を算出する。
【００３６】
なお、ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整は、イオンビームの設定されたエネルギーごとで回転ガントリーの設定された回転角度ごとに実施され、設定された各エネルギーに対して設定された回転角度ごとにステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石に供給される各励磁電流が算出される。このようにして、ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整が終了する。
【００３７】
試運転時における取り合い部３５に対するビーム軌道の調整及びＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整が実施された後、基準回転角度におけるステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の各励磁電流、基準回転角度におけるビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれの位置でのＸ方向及びＹ方向の各ビーム位置、及び設定された回転ガントリーの回転角度ごとの、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の各励磁電流のそれぞれの情報が、回転角度テーブルとして、イオンビームの設定されたエネルギーごとに、前述の記憶装置に格納される。
【００３８】
以上に述べた試運転の期間におけるビーム軌道の調整が終了した後、粒子線照射システムを用いた、患者の患部へのイオンビームの照射が行われ、患部の治療が実施される。患者への治療が開始されてから所定の時間が経過したとき、イオンビームの、照射装置２９の中心軸からのずれを補償するために、粒子線照射システムにおいてビーム軌道の調整が行われる。
【００３９】
粒子線照射システムを用いた患者の治療が開始された後におけるビーム軌道の調整を、図１３を用いて説明する。このビーム軌道の調整において、加速器から出射されたイオンビームがビーム経路１６及び２１を通って照射装置２９に達し、照射装置２９内でのイオンビームの位置がビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれによって測定される。このとき、回転ガントリーは前述の任意の或る回転角度まで回転されている。これらのビーム位置モニタで測定されたそれぞれのビーム位置に基づいて求めた、照射装置２９内でのＸ方向及びＹ方向におけるビーム軌道のそれぞれの勾配が０でなく、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれが配置された各位置でＸ方向及びＹ方向における、イオンビームの、照射装置２９の中心軸からの変位が０でないとき、各勾配及び各変位がそれぞれ０になる、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流を算出する。
【００４０】
なお、治療開始後におけるビーム軌道の調整はイオンビームの設定されたエネルギーごとに実施され、基準回転角度で設定されたエネルギーごとにステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石に供給される各励磁電流が算出される。このようにして、治療開始後におけるビーム軌道の調整が終了する。
【００４１】
ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭで測定されそれぞれのビーム位置を用いてＨＥＢＴ系１５に配置されたステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれの励磁電流を算出するので、治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間を短縮することができる。
【００４２】
以上に述べた検討結果を反映した本発明の各実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００４３】
本発明の好適な一実施例である実施例１の粒子線照射システムを、図１〜図４を用いて以下に説明する。
【００４４】
本実施例の粒子線照射システム１は、建屋（図示せず）内に配置されて建屋の床面に設置される。この粒子線照射システム１は、図１に示すように、イオンビーム発生装置２、高エネルギービーム輸送系（ＨＥＢＴ系）１５、ガントリービーム輸送系（ＧＡＢＴ系）２０、回転ガントリー２６、照射装置２９及び制御システム５９を備えている。粒子線照射システム１では、がんの患部（ビーム照射対象）に照射するイオンビームとして、陽子イオンビームが用いられる。陽子イオンビームの替りに炭素イオンビームを用いてもよい。
【００４５】
イオンビーム発生装置２は、イオン源（図示せず）、前段加速器である直線加速器１４及びシンクロトロン加速器３を有する。シンクロトロン加速器１３は、イオンビームの周回軌道を構成する環状のビームダクト４、入射器５、イオンビームに高周波電圧を印加する高周波加速空胴（高周波加速装置）８、複数の偏向電磁石６、複数の四極電磁石７、出射用の高周波印加装置９、出射用のセプタム電磁石１３を有する。ビームダクト４に連絡される入射器５は、真空ダクトにより直線加速器１４に接続される。イオン源も直線加速器１４に接続される。高周波印加装置９は、出射用高周波電極１０、高周波電源１１及び開閉スイッチ１２を含んでいる。出射用高周波電極１０は、環状のビームダクト４に取り付けられ、そして、開閉スイッチ１２を介して高周波電源１１に接続される。各偏向電磁石６、各四極電磁石７、高周波加速空胴８及びセプタム電磁石１３は、図１に示すように、ビームダクト４に沿って配置されている。
【００４６】
図４Ａに示すように、各偏向電磁石６、各四極電磁石７及びセプタム電磁石１３が別々の電源５５に接続される。高周波加速空胴８が高周波電源装置５７に接続される。
【００４７】
ＨＥＢＴ系（第１ビーム輸送系）１５は、シンクロトロン加速器１３のセプタム電磁石１３に接続されるビーム経路（ビームダクト）１６を有しており、このビーム経路１６に沿って、シンクロトロン加速器３から照射装置２９に向かって複数の４極電磁石１８、偏向電磁石１７、複数の４極電磁石１９、ステアリング電磁石ＨＨ１（第１ステアリング電磁石）、ステアリング電磁石ＨＨ２（第２ステアリング電磁石）、ビーム位置モニタＨＰ１（第１ビーム位置測定装置）及びビーム位置モニタＨＰ２（第２ビーム位置測定装置）を配置して構成される。４極電磁石１９は、ステアリング電磁石ＨＨ１とステアリング電磁石ＨＨ２の間にも配置される。ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２は、前述したように、Ｘ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石をそれぞれ有する。偏向電磁石１７及び四極電磁石１８，１９が、図４Ａに示されるように、別々の電源５６に接続される。さらに、ステアリング電磁石ＨＨ１が電源５８Ａに、ステアリング電磁石ＨＨ２が電源５８Ｂにそれぞれ接続される。ビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２のそれぞれは、ステアリング電磁石ＨＨ２よりもＨＥＢＴ系１５とＧＡＢＴ２０系の取り合い部３５側に配置される。
【００４８】
ＧＡＢＴ系（第２ビーム輸送系）２０は、ビーム経路（ビームダクト）２１を有しており、このビーム経路２１に沿って、シンクロトロン加速器３から照射装置２９に向かって偏向電磁石２２、複数の４極電磁石２５、ステアリング電磁石ＧＨ１（第３ステアリング電磁石）、ステアリング電磁石ＧＨ２（第４ステアリング電磁石）、及び偏向電磁石２３及び２４を配置して構成される。４極電磁石２５は、ステアリング電磁石ＨＨ１とステアリング電磁石ＨＨ２の間にも配置される。ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２も、前述したように、Ｘ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石をそれぞれ有する。ビーム経路２１は回転ガントリー２６に設置されており、偏向電磁石２２〜２５、複数の４極電磁石２５、及びステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２も回転ガントリー２６に設置されている。ビーム経路２１は、取り合い部３５においてビーム経路１６に連絡される。ビーム経路２１は回転ガントリー２６によって回転されるため、ビーム経路２１はビーム経路１６に直接接続されてはいない。偏向電磁石２２〜２４及び四極電磁石２５が、図４Ａに示されるように、別々の電源５６に接続される。さらに、ステアリング電磁石ＧＨ１が電源５８Ｃに、ステアリング電磁石ＧＨ２が電源５８Ｄにそれぞれ接続される。
【００４９】
照射装置２９は、２つの走査電磁石（イオンビーム走査装置）３０及び３１、ビーム位置モニＰＲＭ及びＳＰＭ、及び線量モニタ３２を備える。照射装置２９は、回転ガントリー２６に取り付けられ、偏向電磁石２４の下流に配置される。走査電磁石３０及び３１、ビーム位置モニタＰＲＭ（第３ビーム位置測定装置）、ビーム位置モニタＳＰＭ（第４ビーム位置測定装置）及び線量モニタ３２は、この順に、照射装置２９のケーシング（図示せず）内において偏向電磁石２４から照射装置２９の出口に向かって照射装置２９の中心軸に沿って配置される。走査電磁石３０はイオンビームを照射装置２９の中心軸に垂直な平面内において偏向させてＸ方向に走査し、走査電磁石３１はイオンビームをその平面内において偏向させてＸ方向と直交するＹ方向に走査する。患者３４が横たわる治療台３３が、照射装置２９に対向するように配置される。
【００５０】
制御システム５９は、中央制御装置６０、加速器・輸送系制御装置６４、ガントリー制御装置７３、走査制御装置７６及びデータベース８１を有する（図１参照）。中央制御装置６０は、中央演算装置（ＣＰＵ）６１及びＣＰＵ６１に接続されたメモリ６２を有する。ＣＰＵ６１は照射制御装置９３、ビーム軌道調整装置９４（第２ビーム軌道調整装置）及びビーム軌道調整装置９８（第１ビーム軌道調整装置）を含んでいる（図１参照）。加速器・輸送系制御装置６４、ガントリー制御装置７３及び走査制御装置７６は、ＣＰＵ６１の照射制御装置９３、ビーム軌道調整装置９４及びビーム軌道調整装置９８にそれぞれ接続される。データベース８１は照射制御装置９３に接続される。粒子線照射システム１は治療計画装置８２を有し、治療計画装置８２はデータベース８１に接続される。
【００５１】
ビーム軌道調整装置９４は、図４Ｂに示すように、軌道調整制御装置９５（第２軌道調整制御装置）、励磁電流演算装置６３（第２励磁電流演算装置）及びテーブル作成装置９６を有する。ビーム軌道調整装置９７は、図４Ｂに示すように、軌道調整制御装置９８（第１軌道調整制御装置）、励磁電流演算装置７０（第１励磁電流演算装置）及び励磁電流更新装置９９を有する。照射制御装置９３、軌道調整制御装置９５及び９８、励磁電流演算装置６３及び７０、テーブル作成装置９６及び励磁電流更新装置９９は、メモリ６２に接続される。入力装置１００が、照射制御装置９３、軌道調整制御装置９５及び９８に接続される（図４Ｂ参照）。
【００５２】
ビーム軌道調整装置９４によって、粒子線照射システム１の据え付け後の試運転の期間におけるビーム軌道の調整が実施される。ビーム軌道調整装置９７によって、粒子線照射システム１による患部の治療が開始された後におけるビーム軌道の調整が実施される。照射制御装置９３によって、治療時においてビーム照射対象である患部にイオンビームを照射する制御が実施される。
【００５３】
加速器・輸送系制御装置６４は、図４Ａに示すように、電磁石制御装置６５、高周波電圧制御装置６６、出射制御装置６７、ビーム位置入力装置６８、ステアリング電磁石制御装置６９、エネルギー判定装置７１及びメモリ７２を有する。ガントリー制御装置７３は、図４Ａに示すように、回転制御装置７４、回転角度判定装置７５及び回転角度設定装置５２を有する。また、走査制御装置７６は、図４Ａに示すように、照射位置制御装置７７、線量判定装置７８、層判定装置７９及びメモリ８０を有する。
【００５４】
照射制御装置９３、ビーム軌道調整装置９４及びビーム軌道調整装置９８と加速器・輸送系制御装置６４、ガントリー制御装置７３及び走査制御装置７６との具体的な接続状態を、図４Ａ及び図４Ｂを用いて以下に説明する。照射制御装置９３は、電磁石制御装置６５、高周波電圧制御装置６６、出射制御装置６７、ステアリング電磁石制御装置６９、メモリ７２、回転制御装置７４、照射位置制御装置７７、線量判定装置７８、層判定装置７９及びメモリ８０に、それぞれ、接続される。軌道調整制御装置９５は、電磁石制御装置６５、高周波電圧制御装置６６、出射制御装置６７、ビーム位置入力装置６８、ステアリング電磁石制御装置６９、エネルギー判定装置７１、メモリ７２、回転制御装置７４、回転角度判定装置７５及び回転角度設定装置５２に、それぞれ、接続される。軌道調整制御装置９８は、電磁石制御装置６５、高周波電圧制御装置６６、出射制御装置６７、ビーム位置入力装置６８、ステアリング電磁石制御装置６９、エネルギー判定装置７１、メモリ７２及び回転制御装置７４に、それぞれ、接続される。ビーム位置入力装置６８は、ビーム位置モニタＨＰ１，ＨＰ２，ＰＲＭ及びＳＰＭに接続される。角度検出器２８（図２参照）が回転角度判定装置７５に接続される。照射位置制御装置７７が、電磁石制御装置６５、高周波電圧制御装置６６、出射制御装置６７及びステアリング電磁石制御装置６９に接続される。線量判定装置７８が出射制御装置６７に接続される。線量モニタ３２が線量判定装置７８に接続される。
【００５５】
回転ガントリー２６を、図２及び図３を用いて説明する。回転ガントリー２６は、３６０°の範囲で回転が可能であり、リング状のフロントリング３７及びリアリング３８を有する円筒状の回転胴３６を備える。フロントリング３７が建屋の床面４３に設置された支持装置３９Ａによって支持され、リアリング３８がその床面４３に設置された支持装置３９Ｂによって支持される。支持装置３９Ａは、ロール支持部材４０及び複数のサポートローラ４１Ａを含む。複数のサポートローラ４１Ａは、ロール支持部材４０に回転可能に取り付けられる。フロントリング３７はこれらのサポートローラ４１Ａで支持される。支持装置３９Ｂも、支持装置３９Ａと同様に、ロール支持部材４０（図示せず）及び複数のサポートローラ４１Ｂを含む。複数のサポートローラ４１Ｂは、ロール支持部材４０に回転可能に取り付けられる。リアリング３８はこれらのサポートローラ４１Ｂで支持される。回転ガントリー２６を回転させる回転装置（例えば、モータ）４２が、リアリング３８を支持する複数のサポートローラ４１Ｂのうちの一つのサポートローラ４１Ｂの回転軸に連結される。回転ガントリー２６の回転角度を測定する角度検出器２８が、フロントリング３７を支持する複数のサポートローラ４１Ａのうちの一つのサポートローラ４１Ａの回転軸に連結される。なお、図１では、角度検出器２８がビーム経路２１に接触するように図示されているが、これは角度検出器２８の配置を模式的に表したものである。
【００５６】
回転胴３６の内面に取り付けられた複数の支持部材４８によって支持された治療室４５が回転胴３６内に設けられる。治療室４５のフロントリング３７側は開放されており、治療室４５のリアリング３８側は隔壁４７によって封鎖されている。照射装置２９は、回転胴３６に取り付けられて回転胴３６の中心に向かって伸びており、治療室４５内の治療ケージ４９に達している。照射装置２９に接続された、ＧＡＢＴ系２０のビーム経路２１は、図２に示すように、リアリング３８側に向かって伸びており、回転ガントリー２６の外側に位置する取り合い部３５においてＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に連絡される。なお、回転ガントリー２６の中心線２７（図１及び図２参照）は、回転ガントリー２６の回転中心であり、取り合い部３５においてビーム経路２１の入口の中心を通る。
【００５７】
治療台３３は、図２に示すように、ベッド５０、床面４３よりも高くなっている治療台取付領域４４に設置された三方向駆動機構５３、三方向駆動機構５３の上に設置された回転駆動機構５４、及び回転駆動機構５４に取り付けられたベッド５０を有する。
【００５８】
本実施例の粒子線照射システム１におけるビーム軌道調整方法を、図５〜図７を用いて説明する。まず、粒子線照射システム１の据え付けが終了した後の試運転の期間におけるビーム軌道調整方法を、図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６に示されたステップＳ１及びＳ３〜Ｓ２４の各工程を含む手順を示す第１ビーム軌道調整プログラムは、メモリ６２に記憶されている。さらに、メモリ６２には、図７に示されたステップＳ２３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ１０，Ｓ２８，Ｓ２９及びＳ３０の各工程を含む手順を示す第２ビーム軌道調整プログラムも記憶されている。オペレータが入力装置１００からビーム軌道調整装置９４の軌道調整制御装置９５に第１軌道調整開始信号を入力したとき、軌道調整制御装置９５は、メモリ６２に格納されている、試運転の期間におけるビーム軌道の調整を実施する第１ビーム軌道調整プログラムを選択し、この第１ビーム軌道調整プログラムの手順に基づいて加速器・輸送系制御装置６４及びガントリー制御装置７３のそれぞれに含まれる各制御装置等に制御指令情報を出力し、試運転の期間におけるビーム軌道の調整が以下のように実施される。
【００５９】
イオン源及び直線加速器を起動する（ステップＳ１）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した加速器・輸送系制御装置６４は、イオン源及び直線加速器１４を起動する。イオン源で発生したイオン（例えば、陽子）が直線加速器１４に入射され、加速される。直線加速器１４から出射された陽子イオンビーム（以下、単に、イオンビームという）は、入射器５を通してシンクロトロン加速器３の環状のビームダクト４に入射される。イオンビームはビームダクト４内を周回する。
【００６０】
イオンビームのエネルギーを設定する（ステップＳ２）。オペレータが、入力装置１００から、シンクロトロン加速器３から出射するイオンビームのエネルギーとして、例えば、最大の２５０ＭｅＶを入力する。このエネルギー「２５０ＭｅＶ」は、軌道調整制御装置９５に入力され、軌道調整制御装置９５においてイオンビームのエネルギーとして設定される。
【００６１】
回転ガントリーを任意の或る回転角度まで回転させる（ステップＳ３）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した回転制御装置７４は、回転装置４２を駆動して、取り合い部３５に対するビーム軌道の調整を実施する任意の或る回転角度（例えば、２７０°）まで回転ガントリー２６を回転させ、回転ガントリー２６はこの角度で保持される。任意の或る回転角度は、回転ガントリー２６の回転範囲０°〜３６０°内の一つの回転角度であり、例えば、０°または１０°であってもよい。回転角度判定装置７５は、角度検出器２８で測定された角度に基づいて回転ガントリー２６が２７０°まで回転したことを確認する。
【００６２】
イオンビームの設定エネルギーに基づいて加速器の電磁石に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ４）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した電磁石制御装置６５は、電源５５を制御してビームダクト４に沿って配置された偏向電磁石６、四極電磁石６及びセプタム電磁石１３のそれぞれに供給される励磁電流を、ステップＳ２で設定したイオンビームのエネルギー（２５０ＭｅＶ）に対応する励磁電流に調節する。
【００６３】
イオンビームの設定エネルギーに基づいてビーム輸送系の電磁石に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ５）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した電磁石制御装置６５は、電源５６を制御して、ビーム経路１６に沿って配置された偏向電磁石１７及び四極電磁石１８，１９等のそれぞれに供給される励磁電流、及びビーム経路２１に沿って配置された偏向電磁石２２〜２４及び四極電磁石２５等のそれぞれに供給される励磁電流を、ステップＳ２で設定したイオンビームのエネルギー（２５０ＭｅＶ）に対応する励磁電流に調節する。
【００６４】
ステアリング電磁石に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ６）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したステアリング電磁石制御装置６９は電源５８Ａ〜５８Ｄのそれぞれを制御し、励磁電流をステアリング電磁石ＨＨ１，ＨＨ２，ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石に供給する。
【００６５】
イオンビームの設定エネルギーに基づいて高周波加速空胴に供給する高周波電圧を制御する（ステップＳ７）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した高周波電圧制御装置６６は、高周波電源装置５７を制御して高周波加速空胴８に印加する高周波電圧を調節し、ビームダクト４内を周回するイオンビームを設定されたエネルギーである２５０ＭｅＶまで加速する。
【００６６】
加速器からイオンビームを出射する（ステップＳ８）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した出射制御装置６７は開閉スイッチ１２を閉じる。このため、高周波電源１１からの高周波電圧が出射用高周波電極１０からビームダクト４内を周回しているイオンビームに印加される。周回しているイオンビームは、高周波電圧の印加によって、シンクロトロン加速器３からセプタム電磁石１３を通ってビーム経路１６に出射される。出射されたイオンビームはビーム経路１５及び２１を通って照射装置２９に達する。
【００６７】
ＨＥＢＴ系のビーム位置モニタでビーム位置を測定する（ステップＳ９）。ビーム経路１６に配置されたビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２のそれぞれが、ビーム経路１６内を通過するイオンビームのＸ方向及びＹ方向のそれぞれにおけるビーム位置を測定する。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したビーム位置入力装置６８は、ビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２のそれぞれで測定されたＸ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置を入力し、これらの入力したビーム位置をメモリ７２に格納する。
【００６８】
加速器からのイオンビームの出射を停止する（ステップＳ１０）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した出射制御装置６７は、開閉スイッチ１２を開く。このため、高周波電源１１からの高周波電圧の出射用高周波電極１０への印加が停止され、シンクロトロン加速器３からビーム経路１６へのイオンビームの出射が停止される。
【００６９】
ＨＥＢＴ系のステアリング電磁石の励磁電流を算出する（ステップＳ１１）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した励磁電流演算装置６３は、ビーム位置モニタＨＰ１及びＨＰ２のそれぞれによって測定されたＸ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置（メモリ７２に格納）を用い、特許第４２９９２６９号公報に記載されたステップＳ２０〜Ｓ７０の各工程（段落００８６〜００８９及び図４参照）を実施して、変位が０及び勾配が０になるステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれのキック量を求める。ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれのキック量が得られるそれぞれの励磁電流が、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流となる。算出されたこれらの励磁電流は、イオンビームのエネルギー（２５０ＭｅＶ）及びステアリング電磁石と対応付けてメモリ７２に格納される。
【００７０】
ＨＥＢＴ系のステアリング電磁石の各励磁電流をメモリに格納する（ステップＳ１２）。励磁電流演算装置６３は、ステップＳ１１で算出された、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの２５０ＭｅＶに対する励磁電流の情報を、エネルギー及びそれらのステアリング電磁石のそれぞれと対応付けてメモリ７２から中央制御装置６０のメモリ６２に格納する。
【００７１】
以上に述べたステップＳ２〜Ｓ１２の各工程を実施することによって、ステップＳ２で設定されたエネルギーに関して、取り合い部３５に対するビーム軌道の調整が終了する。
【００７２】
試運転の期間におけるビーム軌道調整方法での、ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整を、以下に説明する。ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整では、回転ガントリー２６が０°〜３６０°の範囲で所定の角度（例えば、１°）ごとに回転される。
【００７３】
回転ガントリーを新たな設定回転角度まで回転する（ステップＳ１３）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した回転制御装置７４は、回転装置４２を駆動して回転ガントリー２６を新たな設定回転角度、例えば、０°まで回転させる。回転ガントリー２６が０°まで回転したことは、角度検出器２８で測定された角度を入力する回転角度判定装置７５によって確認される。
【００７４】
ステアリング電磁石に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ１４）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したステアリング電磁石制御装置６９は、ステップＳ１０で算出されてメモリ７２に格納された、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの２５０ＭｅＶに対する励磁電流がこれらのステアリング電磁石に供給されるように、電源５８Ａ及び５８Ｂのそれぞれを制御する。この結果、ステップＳ１０で算出された電流値の各励磁電流が、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれに供給される。なお、ステアリング電磁石制御装置６９による電源５８Ｃ及び５８Ｄの制御によって、励磁電流がステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれに供給される。
【００７５】
ステップＳ１５がステップＳ８と同様に実施され、シンクロトロン加速器３からビーム経路１６に出射されたイオンビームがビーム経路２１を通って照射装置２９に達する。ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石に供給される各励磁電流がステップ１４のように制御されるため、ビーム経路１６を通るイオンビームが、ビーム経路２１の入口の設定位置である中心位置を通過する。
【００７６】
照射装置のビーム位置モニタでビーム位置を測定する（ステップＳ１６）。照射装置２９に取り付けられたビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＲＭのそれぞれが、照射装置２９の中心軸に沿って通過するイオンビームのＸ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置を測定する。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したビーム位置入力装置６８は、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれによって測定された、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置を入力し、これらの入力したビーム位置をメモリ７２に格納する。その後、ステップＳ１７がステップＳ１０と同様に実施され、シンクロトロン加速器３からビーム経路１６へのイオンビームの出射が停止される。
【００７７】
ＧＡＢＴ系のステアリング電磁石の励磁電流を算出する（ステップＳ１８）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した励磁電流演算装置６３は、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれによって測定されたＸ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置（メモリ７２に格納）を用い、特許第４２９９２６９号公報に記載されたステップＳ１１０〜Ｓ１６０の各工程（段落００９３〜００９６及び図４参照）を実施して、照射装置２９の中心軸からのビーム位置の変位が０、及び勾配が０になるステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれのキック量を求める。ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれのキック量が得られるそれぞれの励磁電流が、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流ＧＨ１X、ＧＨ１Y、ＧＨ２X及びＧＨ２Yとなる。算出されたこれらの励磁電流は、イオンビームのエネルギー（例えば、２５０ＭｅＶ）、回転ガントリー２６の回転角度（例えば、０°）及びステアリング電磁石と対応付けてメモリ７２に格納される。
【００７８】
ＧＡＢＴ系のステアリング電磁石の各励磁電流をメモリに格納する（ステップＳ１９）。励磁電流演算装置６３は、ステップＳ１８で算出された、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの２５０ＭｅＶに対する励磁電流の情報を、回転ガントリー２６の回転角度及びそれらのステアリング電磁石のそれぞれと対応付けてメモリ７２から中央制御装置６０のメモリ６２に格納する。
【００７９】
ＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整が回転ガントリーの回転角度の全範囲で終了したかを判定する（ステップＳ２０）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した回転角度判定装置７５は、ＧＡＢＴ系２０におけるビーム軌道の調整が回転ガントリー２６の回転角度の全範囲において終了したかを判定する。回転角度０°におけるそのビーム軌道の調整が終了したので、ステップＳ２０の判定は「Ｎｏ」である。なお、本実施例では、回転ガントリー２６の回転角度の全範囲として０°〜３６０°が設定されており、この回転角度の全範囲はメモリ６２に格納されている。また、１８０°の範囲で回転が可能な回転ガントリーでは、回転角度の全範囲は０°〜１８０°となる。
【００８０】
新たな回転角度を設定する（ステップＳ２１）。回転角度設定装置５２は、例えば、回転角度０．５°を新たな回転角度として設定する。ステップＳ１３において、回転制御装置７４は、ステップＳ３と同様に、回転装置４２を駆動し、回転ガントリー２６を新たな設定回転角度（例えば、０．５°）まで回転させる。その後、ステップＳ１４〜Ｓ２０の各工程が実施される。しかし、ステップＳ２０の判定が「Ｎｏ」になるため、ステップＳ２１及びＳ１３〜Ｓ２０の各工程が、回転ガントリー２６の回転角度が３６０°になるまで設定回転角度を０．５°ずつ増加させながら繰り返し実施される。３６０°の設定回転角度でステップＳ１３〜Ｓ１９の各工程が実施されたとき、ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」となる。ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、一つの設定エネルギー（例えば、２５０ＭｅＶ）における、回転ガントリー２６の回転角度の全範囲（０°〜３６０°）での設定回転角度（例えば、０．５°）ごとのＧＡＢＴ系２０におけるビーム軌道の調整が終了する。
【００８１】
回転角度テーブルを作成する（ステップＳ２２）。ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、テーブル作成装置９６は、メモリ６２に格納されているステップＳ１８で求められた、回転ガントリー２６の回転角度ごとの励磁電流ＧＨ１X、ＧＨ１Y、ＧＨ２X及びＧＨ２Yを用いて、２５０ＭｅＶに対する回転角度テーブルを作成する。なお、２２０ＭｅＶに対する回転角度テーブルの例を図８に示す。２５０ＭｅＶに対して作成された回転角度テーブルは、回転ガントリー２６の回転角度０°〜３６０°の範囲内で０．５°ごとの、ステアリング電磁石ＧＨ１のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＧＨ１X及びＧＨ１Y及びステアリング電磁石ＧＨ２のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＧＨ２X及びＧＨ２Yを含んでいる。
【００８２】
回転ガントリーを基準回転角度まで回転させる（ステップＳ２３）。基準回転角度は、３６０°の範囲で回転可能な回転ガントリーに対しては、例えば、２７０°であり、１８０°の範囲で回転可能な回転ガントリーに対しては９０°である。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した回転制御装置７４は、回転装置４２を駆動して、取り合い部３５に対するビーム軌道の調整を実施する基準回転角度、例えば、２７０°まで回転ガントリー２６を回転させ、回転ガントリー２６はこの角度で保持される。
【００８３】
図示されていないが、ステップＳ２３の工程が終了した後、ステップＳ１５が実施される。このステップＳ１５では、ステップＳ８と同様に、シンクロトロン加速器３からイオンビームが出射される。このイオンビームは照射装置２９に達する。
【００８４】
照射装置のビーム位置モニタでビーム位置を測定する（ステップＳ２４）。回転ガントリー２６が２７０°まで回転された状態で、ステップＳ１６と同様に、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＲＭのそれぞれが、照射装置２９の中心軸に沿って通過するイオンビームのＸ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置を測定する。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したビーム位置入力装置６８は、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれによって測定された、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYを入力し、これらのビーム位置をメモリ７２に格納する。その後、ビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYがメモリ７２からメモリ６２に格納される。ステップＳ２４で測定されたビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYは、ビーム軌道調整用の目標ビーム位置として、２５０ＭｅＶの回転角度テーブルに含まれる、回転角度２７０°（基準回転角度）に対応してメモリ６２に格納される（図８参照）。さらに、ステップＳ１１で求められた、２５０ＭｅＶでのステアリング電磁石ＨＨ１のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Yも、２５０ＭｅＶの回転角度テーブルと共にメモリ６２に格納される（図８参照）。
【００８５】
ステップＳ２４の工程が終了した後、ステップＳ１７が実施される。このステップＳ１７では、ステップＳ１０と同様に、シンクロトロン加速器３からビーム経路１６へのイオンビームの出射が停止される。
【００８６】
以上により、粒子線照射システム１の試運転の期間における、２５０ＭｅＶでのビーム軌道の調整が終了する。
【００８７】
次に、ステップＳ２で、オペレータが、入力装置１００から、シンクロトロン加速器３から出射するイオンビームのエネルギーとして、２５０ＭｅＶよりも１ＭｅＶ小さい、例えば、最大の２４９ＭｅＶを入力する。このステップＳ２では、入力装置１００から入力された２４９ＭｅＶが軌道調整制御装置９５においてイオンビームの新たなエネルギーとして設定される。
【００８８】
この新たな設定エネルギー（２４９ＭｅＶ）に対しても、ステップＳ３〜Ｓ１２の各工程（ＨＥＢＴ系１５とＧＡＢＴ系２０の取り合い部３５に対するビーム軌道の調整）が前述したように実施され、そして、ステップＳ１３〜Ｓ２１の各工程（ＧＡＢＴ系２０におけるビーム軌道の調整）が、ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になるまで前述したように実施される。ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になるまでステップＳ１３〜Ｓ２１の各工程が繰り返されることにより、２４９ＭｅＶを対象にして、回転ガントリー２６の回転角度０°〜３６０°の範囲内で０．５°ごとに、ステアリング電磁石ＧＨ１のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＧＨ１X及びＧＨ１Y及びステアリング電磁石ＧＨ２のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＧＨ２X及びＧＨ２Yが算出される。
【００８９】
さらに、ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になった後に、前述したステップＳ２２（回転角度テーブルの作成）、ステップＳ２３（回転ガントリーの基準回転角度への回転）、ステップＳ１５（イオンビームの出射）、スッテプＳ２４（照射装置内でのビーム位置の測定）及びステップＳ１７（イオンビームの出射停止）が順次実施される。ステップＳ２２では、２４９ＭｅＶに対する回転角度テーブルが作成される。スッテプＳ２４で測定された、照射装置２９内でのビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYは、ビーム軌道調整用の目標ビーム位置として、２４９ＭｅＶの回転角度テーブルに含まれる、回転角度２７０°（基準回転角度）に対応してメモリ６２に格納される。ステップＳ１１で求められた、２４９ＭｅＶでの励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Yも、２４９ＭｅＶの回転角度テーブルと共にメモリ６２に格納される。
【００９０】
以上により、粒子線照射システム１の試運転の期間における、２４９ＭｅＶでのビーム軌道の調整が終了する。
【００９１】
その後、ステップＳ２において、２４８ＭｅＶから１５０ＭｅＶまで１ＭｅＶごとに低下させた各イオンビームのエネルギーを入力装置１００から入力して各イオンビームのエネルギーを設定しながら、２４８ＭｅＶ〜１５０ＭｅＶの範囲で１ＭｅＶずつ減少させながら、ステップＳ３〜Ｓ１２の各工程、ステップＳ１３〜Ｓ２１の各工程、ステップＳ２２、ステップＳ２３、ステップＳ１５、スッテプＳ２４及びステップＳ１７の各工程が繰り返し実施される。
【００９２】
この結果、１５０ＭｅＶ〜２５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶごとに作成された各回転角度テーブルの情報は、メモリ６２に格納される。このようなエネルギーごとに作成された回転テーブル情報は、該当するエネルギーでの励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Y、及びビーム軌道調整用の目標ビーム位置であるＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYと対応付けてメモリ６２に格納されている。図８に示された、回転ガントリー２６の回転角度０°〜３６０°の範囲内で０．５°ごとの、ステアリング電磁石ＧＨ１のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＧＨ１X及びＧＨ１Y及びステアリング電磁石ＧＨ２のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＧＨ２X及びＧＨ２Yをそれぞれ含む回転角度テーブルは、エネルギーが２２０ＭｅＶのときの回転角度テーブルである。図８には、エネルギーが２２０ＭｅＶのときの励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Y、及びビーム軌道調整用の目標ビーム位置であるＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYも併せて示されている。図９は、回転ガントリー２６の回転角度が２７０°のときの、ステップ１６で測定された、設定エネルギーごとのビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYを示している。
【００９３】
以上で、粒子線照射システム１の試運転の期間におけるビーム軌道の調整が終了する。
【００９４】
ビーム軌道の調節が全て終了した後、ビーム軌道が調整された粒子線照射システム１を用いて治療台３３のベッド５０上に横たわっている患者３４の患部にイオンビームを照射し、患部の治療が行われる。この治療の詳細については後述する。
【００９５】
次に、粒子線照射システム１によるがんの治療が開始されてから或る期間が経過したとき、建屋のゆがみ等によりＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に変形により、粒子線照射システム１のビーム軌道が変化し、イオンビームの患部への照射が精度良く実施できない恐れがある。このため、粒子線照射システム１を停止した状態で定期的に粒子線照射システム１のビーム軌道の調整が実施される。このビーム軌道の調整を、図７を用いて説明する。オペレータが入力装置１００からビーム軌道調整装置９７の軌道調整制御装置９８に第２軌道調整開始信号を入力したとき、軌道調整制御装置９８は、メモリ６２に格納されている、治療開始後におけるビーム軌道の調整を実施する第２ビーム軌道調整プログラムを選択し、この第２ビーム軌道調整プログラム（図７参照）の手順に基づいて制御指令情報を加速器・輸送系制御装置６４及びガントリー制御装置７３のそれぞれに含まれる各制御装置等に出力する。このため、治療開始後におけるビーム軌道の調整が以下のように実施される。
【００９６】
図７に図示されていないが、取り合い部３５に対するビーム軌道の調整と同様に、ステップＳ１（イオン源及び直線加速器１４の起動）が実施される。図７に示されたステップＳ２３，Ｓ２，Ｓ４及びＳ５の各工程が実施される。ステップＳ２３では、回転ガントリー２６が、図６に示されたステップ２３と同様に、制御指令情報を入力した回転制御装置７４により基準回転角度である２７０°まで回転される。以後、回転ガントリー２６は基準回転角度２７０°に保持される。ステップＳ２では、前述の試運転の期間におけるビーム軌道の調整と同様に、オペレータが入力装置１００から入力されたイオンビームのエネルギー（２５０ＭｅＶ）が設定される。ステップＳ４及びＳ５の各工程は、軌道調整制御装置９８から制御指令情報を入力した電磁石制御装置６５のそれぞれの制御によって、取り合い部３５に対するビーム軌道の調整におけるステップＳ４及びＳ５の各工程（図５参照）と同様に実施される。
【００９７】
ステアリング電磁石に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ２７）。軌道調整制御装置９８から制御指令情報を入力したステアリング電磁石制御装置６９は、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の各励磁電流を、メモリ６２に格納された２５０ＭｅＶに対する励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Yに調節する。さらに、ステアリング電磁石制御装置６９は、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の各励磁電流を、メモリ６２に格納された２５０ＭｅＶの回転角度テーブルの、回転角度２７０°における励磁電流ＧＨ１X、ＧＨ１Y、ＧＨ２X及びＧＨ２Yに調節する。
【００９８】
その後、ステップＳ７及びＳ８の各工程が、軌道調整制御装置９８から制御指令情報を入力した高周波電圧制御装置６６及び出射制御装置６７のそれぞれの制御によって、順次実施される。２５０ＭｅＶのイオンビームがシンクロトロン加速器３からビーム経路１６に出射され、このイオンビームがビーム経路２１を通って照射装置２９に到達する。
【００９９】
照射装置のビーム位置モニタでビーム位置を測定する（ステップＳ１６）。試運転の期間におけるビーム軌道の調整で実施されるステップＳ１６と同様に、ビーム位置入力装置６８が、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれによって測定された、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置ＰＲＭX，ＰＲＭY，ＳＰＭX及びＳＰＭYを入力し、これらの入力したビーム位置をメモリ７２に格納する。その後、ステップＳ１０が実施され、シンクロトロン加速器３からビーム経路１６へのイオンビームの出射が停止される。
【０１００】
ＨＥＢＴ系のステアリング電磁石の励磁電流を算出する（ステップＳ２８）。軌道調整制御装置９８から制御指令情報を入力した励磁電流演算装置７０は、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭのそれぞれによって測定されたＸ方向及びＹ方向のそれぞれのビーム位置がメモリ６２に格納された２５０ＭｅＶに対するビーム軌道調整用の目標ビーム位置になるように、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれのキック量を求める。ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれのキック量が得られるそれぞれの励磁電流が、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流となる。求められた励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yは、エネルギー及びステアリング電磁石と対応付けてメモリ６２に格納される。なお、ステップＳ２８におけるＨＥＢＴ系の各ステアリング電磁石の励磁電流の算出は、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭで測定された各ビーム位置を用いてステップＳ１８と同様に行われる。
【０１０１】
ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれの励磁電流を更新する（ステップＳ２９）。励磁電流更新装置９９が、ステップＳ２８で算出された、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の２５０ＭｅＶに対する励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yの各情報を用いて、メモリ６２に格納されている２５０ＭｅＶに対するステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれの各励磁電流を更新する。このとき、メモリ６２に格納されている、エネルギーごとの回転角度テーブル情報及びビーム軌道調整用の目標ビーム位置は、更新されない。すなわち、メモリ６２に格納されている、各エネルギーに対する励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Y、回転ガントリー２６の回転角度ごとの励磁電流ＧＨ１X，ＧＨ１Y，ＧＨ２X及びＧＨ２Y、及び目標ビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYのうち励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yのみが更新される。
【０１０２】
以上で一つのエネルギー（２５０ＭｅＶ）に対する、粒子線照射システム１によるがん治療の開始後におけるビーム軌道の調整が終了する。その後、ステップＳ２において、２４９ＭｅＶから１５０ＭｅＶまで１ＭｅＶごとに低下させた各イオンビームのエネルギーを入力装置１００から入力して各イオンビームのエネルギーを設定しながら、２４９ＭｅＶ〜１５０ＭｅＶの範囲で１ＭｅＶずつ減少させながら、ステップＳ４、Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程が繰り返し実施される。１５０ＭｅＶに対するステップＳ２９の工程が終了したとき、がんの治療が開始された後で実施される粒子線照射システム１のビーム軌道の調整が終了する。なお、以上に述べたがんの治療が開始された後で実施される粒子線照射システム１のビーム軌道の調整は、前述したように定期的に実施され、ステップＳ１６でビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＲＭにより測定されたそれぞれのビーム位置が、ビーム軌道調整用の目標ビーム位置からずれていない場合でも実施される。
【０１０３】
がん治療の開始後における粒子線照射システム１のビーム軌道の調整が終了した後における、粒子線治療システム１を用いた患部へのイオンビームの照射方法を、図１０を用いて以下に説明する。このイオンビームの照射方法に関する図１０に示されたステップＳ１、Ｓ３１〜Ｓ３８、Ｓ７，Ｓ３９，Ｓ９，Ｓ４０及びＳ４１の各工程を含む手順を示すプログラムは、メモリ６２に記憶されている。オペレータが入力装置１００から照射制御装置９３に治療開始信号を入力したとき、照射制御装置９３はこの手順に基づいて制御指令情報を加速器・輸送系制御装置６４及びガントリー制御装置７３のそれぞれに含まれる各制御装置等に出力する。このため、イオンビームを用いた患部の治療が以下のように実施される。
【０１０４】
イオンビームを照射してがんの患部を治療する患者３４ごとの治療計画データが、治療前に治療計画装置８２を用いて作成される。この治療計画データは、患者の識別番号、患者の体表面から深さ方向に分割された、患部の層の数、層ごとに照射されるイオンビームのエネルギー、イオンビームの照射方向、各層におけるイオンビームの照射位置及び各層内の各照射位置に対するイオンビームの照射量等のデータを含んでおり、データベース８１に記憶される。照射制御装置９３は、入力された患者識別情報を用いて、これから治療を行う患者３４に関する治療計画データをデータベース８１から読み込み、メモリ６２に格納する。
【０１０５】
まず、患者３４が横たわっている治療台３３のベッド５０を移動させ、患者３４の、ビーム照射対象である患部を照射装置２９の中心軸の延長線上に位置決めする。
【０１０６】
イオン源及び直線加速器が起動され（ステップＳ１）、イオン源で発生したイオン（例えば、陽子（または炭素イオン））が直線加速器１４に入射され、加速されて直線加速器１４から出射されたイオンビームはシンクロトロン加速器３の環状のビームダクト４に入射される。
【０１０７】
照射装置の中心軸をイオンビームの照射方向に設定する（ステップＳ３１）。照射制御装置９３から制御指令情報を入力した回転制御装置７１は、回転装置４２を駆動して回転ガントリー２６を回転させ、照射装置２９の中心軸をメモリ６２から読み込んだ、患者３４に対する治療計画データであるイオンビームの照射方向に一致させる。
【０１０８】
イオンビームを照射する一つの層を設定する（ステップＳ３２）。照射制御装置９３から制御指令情報を入力した照射位置制御装置７７は、患部内のイオンビームを照射する一つの層を設定する。照射位置制御装置７７によるこの層の設定では、メモリ６２に格納された、患部を分割した複数の層の情報に基づいて、最も深い位置に存在する層が設定される。さらに、照射位置制御装置７７は、設定された層に照射されるイオンビームのエネルギー情報（例えば、２２０ＭｅＶ）をメモリ６２に格納された治療計画データから検索し、このエネルギー情報を電磁石制御装置６５、ステアリング電磁石制御装置６９及び高周波電圧制御装置６６に出力する。
【０１０９】
加速器の電磁石に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ３３）。照射制御装置９３から制御指令情報を入力した電磁石制御装置６５は、電源５５を制御して偏向電磁石６、四極電磁石６及びセプタム電磁石１３のそれぞれに供給される励磁電流を、２２０ＭｅＶに対応する励磁電流に調節する。
【０１１０】
ビーム輸送系の電磁石に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ３４）。照射制御装置９３から制御指令情報を入力した電磁石制御装置６５は、電源５６を制御して、ＨＥＢＴ系１５及びＧＡＢＴ系２０のそれぞれの偏向電磁石及び四極電磁石に供給される励磁電流を、２２０ＭｅＶに対応する励磁電流に調節する。
【０１１１】
ステアリング電磁石ＨＨ１，ＨＨ２に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ３５）。照射制御装置９３から制御指令情報を入力したステアリング電磁石制御装置６９は、電源５８Ａ及び５８Ｂのそれぞれを制御し、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石に供給される各励磁電流を、メモリ６２に格納された、２２０ＭｅＶに対応する更新された励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yに調節する。
【０１１２】
ステアリング電磁石ＧＨ１，ＧＨ２に供給する励磁電流を制御する（ステップＳ３６）。ステアリング電磁石制御装置６９は、さらに、電源５８Ｃ及び５８Ｄのそれぞれを制御し、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石に供給される各励磁電流を、２２０ＭｅＶの回転角度テーブルに含まれる励磁電流ＧＨ１X，ＧＨ１Y，ＧＨ２X及びＧＨ２Yに調節する。
【０１１３】
高周波加速空胴に供給する高周波電圧を制御する（ステップＳ３７）。照射制御装置９３から制御指令情報を入力した高周波電圧制御装置６６は、２２０ＭｅＶに基づいて高周波電源装置５７を制御して高周波加速空胴８に印加する高周波電圧を調節し、ビームダクト４内を周回するイオンビームを２２０ＭｅＶまで加速する。
【０１１４】
走査電磁石を制御し、設定された層内でイオンビームの照射位置を設定する（ステップＳ３８）。照射制御装置９３から制御指令情報を入力した照射位置制御装置７７は、設定された層内での照射位置の情報に基づいて走査電磁石３０及び３１のそれぞれに供給される励磁電流を制御し、イオンビームを目標であるその照射位置に照射するように、走査電磁石３０及び３１のそれぞれに偏向磁場を発生させる。走査電磁石３０で発生した偏向磁場が、Ｘ方向において、イオンビームの照射位置を目標照射位置に合わせ、走査電磁石３１で発生した偏向磁場が、Ｙ方向において、イオンビームの照射位置を目標照射位置に合わせる。
【０１１５】
ステップＳ７において、照射位置制御装置７７は、イオンビームの照射位置を設定した後、イオンビーム照射開始信号を出射制御装置６７に出力する。このとき、出射制御装置６７は開閉スイッチ１２を閉じるため、シンクロトロン加速器３からビーム経路１６にイオンビームが出射される。
【０１１６】
照射位置での照射線量が目標線量に一致したかを判定する（ステップＳ３９）。目標の照射位置への照射線量が線量モニタ３２で測定される。測定された照射線量を線量モニタ３２から入力した線量判定装置７８は、測定された照射線量が目標の照射線量に達したかを判定する。測定された照射線量が目標の照射線量に一致していないとき、ステップＳ３７の判定は「Ｎｏ」となり、測定された照射線量が目標の照射線量に一致してステップＳ３７の判定が「Ｙｅｓ」になるまでステップＳ７及びステップＳ３７の各工程が繰り返して実施される。ステップＳ３７の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、線量判定装置７８は、出射制御装置６７にビーム出射停止信号を出力する。
【０１１７】
ステップＳ９において、ビーム出射停止信号を入力した出射制御装置６７が開閉スイッチ１２を開くため、シンクロトロン加速器３からのイオンビームの出射が停止される。
【０１１８】
設定された層内へのイオンビームの照射が終了かを判定する（ステップＳ４０）。或る照射位置へのイオンビームの照射が終了したとき、照射制御装置９３から制御指令情報を入力した層判定装置７９は、設定された層内へのイオンビームの照射が終了かを判定する。設定された層内に未照射の照射位置が存在してステップＳ３８の判定が「Ｎｏ」になったとき、ステップＳ３８，Ｓ７，Ｓ３９，Ｓ９及びＳ４０の各工程が、ステップＳ４０の判定が「Ｙｅｓ」になるまで、その層内の未照射の照射位置ごとに繰り返し実施される。
【０１１９】
ステップＳ４０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、全ての層へのイオンビームの照射が終了したかを判定する（ステップＳ４１）。層判定装置７９が、全ての層へのイオンビームの照射が終了したかを判定する。イオンビームの照射が行われていない層が残っているため、ステップＳ４１の判定は、「Ｎｏ」になり、ステップＳ３２〜Ｓ３８，Ｓ７，Ｓ３９，Ｓ９，Ｓ４０及びＳ４１の各工程が、再度順次実行される。このとき、ステップＳ３２では、２番目に深い位置にある層が設定される。この層に照射されるイオンビームに必要なエネルギーは、２１９ＭｅＶである。さらに、ステップＳ３５では、ステアリング電磁石制御装置６９による制御により、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれに供給される励磁電流が、２１９ＭｅＶに対する、ステップＳ２９で更新された励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Yに調節される。ステップＳ３６では、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれに供給される各励磁電流が、２１９ＭｅＶの回転角度テーブルに含まれる励磁電流ＧＨ１X，ＧＨ１Y，ＧＨ２X及びＧＨ２Yに調節される。
【０１２０】
再度実施されたステップＳ４１の判定は「Ｎｏ」であるため、患部の最も浅い層に対するステップＳ４１の判定が「Ｙｅｓ」になるまで、その最も浅い層に向かって層ごとに、イオンビームのエネルギーを１ＭｅＶずつ減少させながらステップＳ３２〜Ｓ３８，Ｓ７，Ｓ３９，Ｓ９，Ｓ４０及びＳ４１の各工程が繰り返し実施される。ステップＳ４０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、イオンビームを用いた患部の治療が終了する。
【０１２１】
本実施例では、経年変化による建屋のゆがみ等の影響を受けない照射装置２９内に配置されたビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭによって、照射装置２９内における各ビーム位置を測定し、測定されたこれらのビーム位置を用いて、ＨＥＢＴ系１５とＧＡＢＴ系２０の取り合い部３５よりも上流に位置するステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石の励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yをそれぞれ算出する。このため、治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間を短縮することができる。特に、本実施例では、治療開始後におけるビーム軌道の調整において、回転ガントリー２６の回転角度を一つの回転角度である基準回転角度に保持した状態で、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭにより照射装置２９内における各ビーム位置を測定し、励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yを算出するため、ビーム軌道の調整に要する時間をさらに短縮することができる。
【０１２２】
特に、走査電磁石３０及び３１を有して患部の形状に合わせてイオンビームを走査することができる粒子線治療システム１では、イオンビームの照射方向において複数に分割された患部の各層に対してイオンビームを照射するため、イオンビームのエネルギーを変える必要がある。この結果、治療後におけるビーム軌道の調整もエネルギーごとに行わなければならない。しかしながら、本実施例では、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭによって測定された各ビーム位置を用いて励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yを算出するため、回転ガントリー２６の回転角度を変えずに、イオンビームのエネルギーごとに励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yを算出すればよいので、治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間を著しく短縮することができる。
【０１２３】
もし、治療開始後におけるビーム軌道の調整において、前述したように、特許第４２９９２６９号公報の段落００９３〜００９６に記載された手法で、回転ガントリー２６に取り付けられたステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流を算出する場合には、回転ガントリー２６を所定角度で回転させ、その所定角度ごとにビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭによって測定された各ビーム位置を用いてそれらの励磁電流を算出しなければならない。しかし、本実施例は、ビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭによって測定された各ビーム位置を用いて、取り合い部３５よりも上流に位置するステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれの励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yを算出するので、回転ガントリー２６を所定角度で回転させ、その所定角度ごとにこれらの励磁電流を算出する必要がない。
【０１２４】
本実施例の治療開始後におけるビーム軌道の調整を行った後に、イオンビームの照射による患部の治療を行う場合には、治療開始後におけるビーム軌道の調整において算出された励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yになるように、加速器・輸送系制御装置６４のステアリング電磁石制御装置６９により、ステアリング電磁石ＨＨ１のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石、及びステアリング電磁石ＨＨ２のＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれに供給される励磁電流が制御される。この結果、建屋のゆがみ等によりＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に変形が生じ、取り合い部３５においてＨＥＢＴ系１５の出口の中心の位置とＧＡＢＴ系２０の入口の中心（ビーム経路２１の入口の中心）の位置のずれたとしても、シンクロトロン加速器３からビーム経路１６に出射されたイオンビームは、ビーム経路２１の入口の中心を通過し、照射装置２９内においてその出射されたイオンビームのエネルギーに対応する目標ビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYを通過する。このように、本実施例の治療開始後におけるビーム軌道の調整を実施することにより、建屋にゆがみ等が生じてＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に変形が生じた場合においても、患部へのイオンビームの照射を精度良く行うことができる。
【０１２５】
治療開始後におけるビーム軌道の調整時に、ステップＳ２８において算出された励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yは、イオンビームのエネルギーに対応させて更新され、メモリ６２に格納される。このため、治療開始後におけるビーム軌道の調整を行った後の或る期間における、イオンビームの照射による患部の治療に際して、その算出された励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yを用いてステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれに供給される励磁電流を制御することができる。
【０１２６】
粒子線照射システム１による治療開始後において、経年変化により建屋等のゆがみが生じた場合には、ＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６とＧＡＢＴ系２０のビーム経路２１の取り合い部３５においてビーム経路１６の出口の中心とビーム経路２１の入口の中心の間に若干のずれが生じるが、回転ガントリー２６自体は剛性が高くしかもその支持構造が強固であるため、建屋等のゆがみにより、回転ガントリー２６に変形が生じない。このため、ＧＡＢＴ系２０のビーム経路２１及び照射装置２９にも変形が生じない。
【０１２７】
それ故に、粒子線照射システム１の試運転の期間において実施されたビーム軌道の調整時に作成してメモリ６２に格納されている、エネルギーごとの回転角度テーブル情報に含まれる励磁電流ＧＨ１X、ＧＨ１Y、ＧＨ２X及びＧＨ２Yを用いて、治療開始後におけるビーム軌道の調整時において回転ガントリー２６に取り付けられたステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれのＸ方向ステアリング電磁石及びＹ方向ステアリング電磁石のそれぞれの励磁電流を調節することができる。このため、治療開始後におけるビーム軌道の調整時において、回転ガントリー２６の設定角度ごとにステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれの励磁電流を算出すること、及びこれらを算出するために、回転ガントリー２６の設定角度ごとに照射装置２９内の各ビーム位置をビーム位置モニタＰＲＭ及びＳＰＭにより測定することが不要になり、治療開始後におけるビーム軌道の調整が非常に簡略化され、このビーム軌道の調整に要する時間を著しく短縮することができる。
【０１２８】
メモリ６２に格納されている、エネルギーごとの回転角度テーブル情報に含まれる励磁電流ＧＨ１X、ＧＨ１Y、ＧＨ２X及びＧＨ２Yは、粒子線照射システム１を用いて患部の治療を行うときの、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれの励磁電流の調節にも用いることができる。
【０１２９】
本実施例によれば、治療開始後におけるビーム軌道の調整において、メモリ６２に格納されている、エネルギーごとの回転角度テーブル情報に含まれる前述の励磁電流ＧＨ１X、ＧＨ１Y、ＧＨ２X及びＧＨ２Y、及び各エネルギーの回転角度テーブル情報に対応付けられてメモリ６２に格納されている目標ビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYを用いて、各エネルギーに対応する、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれの励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yを算出するので、治療開始後におけるビーム軌道の調整を精度良く行うことができる。
【実施例２】
【０１３０】
本発明の他の好適な実施例である実施例２の粒子線照射システムを、図１４、図１５及び図１６を用いて以下に説明する。本実施例の粒子線照射システム１Ａは、実施例１の粒子線照射システム１の制御システム５９を制御システム５９Ａに替えた構成を有する。粒子線照射システム１Ａの他の構成は実施例１の粒子線照射システム１と同じである。制御システム５９ＡはＣＰＵ６１Ａ及びメモリ６２を有する中央制御装置６０Ａ及び加速器・輸送系制御装置６４Ａを有しており、中央制御装置６０Ａ及び加速器・輸送系制御装置６４Ａ以外の構成は制御システム５９と同じである。
【０１３１】
さらに、ＣＰＵ６１Ａは、ＣＰＵ６１において、ビーム軌道調整装置９４をビーム軌道調整装置９４Ａに及びビーム軌道調整装置９７をビーム軌道調整装置９７Ａにそれぞれ替えた構成を有する。ビーム軌道調整装置９４Ａはビーム軌道調整装置９４において軌道調整制御装置９５を軌道調整制御装置９５Ａに替えた構成を有し、ビーム軌道調整装置９７Ａはビーム軌道調整装置９７において軌道調整制御装置９８を軌道調整制御装置９８Ａに替えた構成を有する（図１６参照）。ＣＰＵ６１Ａの他の構成はＣＰＵ６１と同じであり、ビーム軌道調整装置９４Ａの他の構成はビーム軌道調整装置９４と同じであり、ビーム軌道調整装置９７Ａの他の構成はビーム軌道調整装置９７と同じである。
【０１３２】
加速器・輸送系制御装置６４Ａは、実施例１で用いられる加速器・輸送系制御装置６４にエネルギー設定装置５１を追加した構成を有する。加速器・輸送系制御装置６４Ａの他の構成は加速器・輸送系制御装置６４と同じである。エネルギー設定装置５１は、軌道調整制御装置９５Ａ及び９７Ａにそれぞれ接続される。
【０１３３】
本実施例の粒子線照射システム１Ａにおけるビーム軌道調整方法を、図５、図１７及び図１８を用いて説明する。まず、粒子線照射システム１Ａの据え付けが終了した後の試運転の期間におけるビーム軌道調整方法を、図５及び図１７を用いて説明する。図５及び図１７に示されたステップＳ１〜Ｓ２６の各工程を含む手順を示す第３ビーム軌道調整プログラムは、メモリ６２に記憶されている。軌道調整制御装置９５Ａで実施されるその手順は、実施例１において軌道調整制御装置９５で実施される図５及び図６に示されたステップＳ１〜Ｓ２４にステップＳ２５及びＳ２６を追加した手順になっている。さらに、メモリ６２には、図１８に示されたステップＳ２３，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程を含む手順を示す第４ビーム軌道調整プログラムも記憶されている。
【０１３４】
オペレータが入力装置１００からビーム軌道調整装置９４Ａの軌道調整制御装置９５Ａに第１軌道調整開始信号を入力したとき、軌道調整制御装置９５Ａは、メモリ６２に格納されている、試運転の期間におけるビーム軌道の調整を実施する第３ビーム軌道調整プログラムを選択し、この第３ビーム軌道調整プログラムの手順に基づいて制御指令情報を加速器・輸送系制御装置６４Ａ及びガントリー制御装置７３のそれぞれに含まれる各制御装置等に出力する。このため、試運転の期間におけるビーム軌道の調整が以下のように実施される。
【０１３５】
取り合い部３５に対するビーム軌道の調整を行うステップＳ１，Ｓ３〜Ｓ１２の各工程（図５参照）は、軌道調整制御装置９５Ａからの制御指令情報を入力した、実施例１と同様な各制御装置によって実施される。なお、ステップＳ１とステップＳ３の間で実施されるステップＳ２（イオンビームのエネルギー設定）では、実施例１とは異なり、軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したエネルギー設定装置５１によりシンクロトロン加速器３から出射するイオンビームのエネルギーが、例えば、最大の２５０ＭｅＶに自動的に設定される。ステップＳ３では、回転ガントリー２６が任意の或る回転角度（例えば、２７０°）まで回転される。
【０１３６】
ステップＳ１２が終了した後、試運転の期間におけるＧＡＢＴ系におけるビーム軌道の調整が実施される。このビーム軌道の調整は、ステップＳ１３〜Ｓ１７、Ｓ２０、Ｓ２１，Ｓ１８，Ｓ１９及びＳ２２〜Ｓ２５の各工程（図１７参照）によって実施される。
【０１３７】
すなわち、ステップＳ１３（回転ガントリー２６の回転）、ステップＳ１４（ステアリング電磁石の励磁）、ステップＳ１５（イオンビームの出射）、ステップＳ１６（ビーム位置モニタＰＲＭ，ＳＰＭで測定されたビーム位置の入力）及びステップＳ１７（イオンビームの出射停止）が、この順番に、実施例１と同様に実施される。上記のステップＳ１３では、回転角度が、例えば、０°になるように、回転ガントリー２６が回転される。そして、ステップＳ１８及びＳ１９の各工程が実施例１と同様に実施され、次に、ステップＳ２０（回転角度の判定）の工程が実施される。ステップＳ１８では、エネルギーが２５０ＭｅＶで回転角度が０°における励磁電流ＧＨ１X、ＧＨ１Y、ＧＨ２X及びＧＨ２Yが求められる。
【０１３８】
ステップＳ１９の次に実施されるステップＳ２０の判定が「Ｎｏ」であるとき、回転角度設定装置５２によるステップＳ２１（新たな回転角度の設定）が実施され、この新たな回転角度が０．５°に設定される。この設定された新たな回転角度においてステップＳ１３〜Ｓ２０の各工程が実施される。このとき、ステップＳ２０の判定が「Ｎｏ」になるため、ステップＳ２１、Ｓ１３〜Ｓ２０の各工程を、ステップＳ２１で新たな回転角度を０．５°ずつ増加させながら新たな回転角度３６０°におけるステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になるまで繰り返し実施する。
【０１３９】
ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、テーブル作成装置９６によるステップＳ２２（回転角度テーブルの作成）が実施例１と同様に実施され、作成された２５０ＭｅＶに対する回転角度テーブルの情報がメモリ６２に格納される。
【０１４０】
ステップＳ２２が終了した後、実施例１と同様に、ステップＳ２３，Ｓ１５，Ｓ２４及びＳ１７の各工程がこの順番に実施される。ステップＳ１７が終了した後、ビーム軌道の調整がイオンビームのエネルギーの全範囲で終了したかが判定される（ステップＳ２５）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したエネルギー判定装置７１は、ビーム軌道の調整がイオンビームのエネルギーの全範囲において終了したかを判定する。２５０ＭｅＶに対してステップＳ３〜Ｓ２４の各工程が終了したので、ステップＳ２５の判定は「Ｎｏ」になる。なお、本実施例では、イオンビームのエネルギー全範囲として１５０ＭｅＶ〜２５０ＭｅＶが設定されており、このエネルギーの範囲はメモリ６２に格納されている。
【０１４１】
新たなエネルギーを設定する（ステップＳ２６）。エネルギー設定装置５１は、例えば、２４９ＭｅＶを新たなエネルギーとして設定する。ステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になるまで、２４９ＭｅＶ〜１５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶずつ減少させながら、ステップＳ３〜Ｓ１２の各工程、ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になるまで繰り返されるステップＳ１３〜Ｓ２１の各工程、及びステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になった後におけるステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ１５，Ｓ２４，Ｓ１７，Ｓ２５及びＳ２６の各工程が繰り返し実施される。
【０１４２】
１５０ＭｅＶに対するステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、本実施例の粒子線照射システム１Ａにおける据え付けの期間内のビーム軌道の調整が終了する。このとき、メモリ６２には、１５０ＭｅＶ〜２５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶごとに作成された各回転角度テーブルの情報が、該当するエネルギーでの励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Y、及びビーム軌道調整用の目標ビーム位置であるＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYと対応付けて格納されている。
【０１４３】
試運転の期間でのビーム軌道調整が終了した後、粒子線照射システム１Ａによるがんの治療が開始される。このがんの治療が開始されてから或る期間が経過したときに実施されるビーム軌道の調整を、図１８を用いて説明する。
【０１４４】
このビーム軌道の調整は、実施例１と同様に、定期的に実施される。軌道調整制御装置９８Ａで実施される、図１８に示された第４ビーム軌道調整プログラムの手順は、実施例１において軌道調整制御装置９８で実施される図７に示された手順にステップＳ２５及びＳ２６を追加し、ステップＳ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程をステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になったときに実施する。
【０１４５】
オペレータが入力装置１００からビーム軌道調整装置９７Ａの軌道調整制御装置９８Ａに第２軌道調整開始信号を入力したとき、軌道調整制御装置９８Ａは、メモリ６２に格納されている、治療開始後におけるビーム軌道の調整を実施する第４ビーム軌道調整プログラムを選択し、この第４ビーム軌道調整プログラム（図１８参照）の手順に基づいて制御指令情報を加速器・輸送系制御装置６４Ａ及びガントリー制御装置７３のそれぞれに含まれる各制御装置等に出力する。このため、治療開始後におけるビーム軌道の調整が、ステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になるまでステップＳ４，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ２５及びＳ２６が繰り返され、ステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になった後のステップＳ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程の実施により行われる。
【０１４６】
図１８に図示されていないが、取り合い部３５に対するビーム軌道の調整（図５参照）と同様に、ステップＳ１，Ｓ２３及びＳ２の各工程が順次実施される。ステップＳ２３では、回転ガントリー２６が、前述したように、制御指令情報を入力した回転制御装置７４により基準回転角度である２７０°まで回転される。ステップＳ２ではエネルギー設定装置５１によりイオンビームのエネルギーが２５０ＭｅＶに自動的に設定される。回転ガントリー２６が２７０°に回転された状態を保持して、前述のステップＳ４，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ２５及びＳ２６の各工程がステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になるまで繰り返され、さらに、ステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になった後のステップＳ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程が実施される。
【０１４７】
すなわち、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１６の各工程が、この順番に実施され、そして、次に、ステップ２５（エネルギーの判定）が実施される。ステップ２５の判定が「Ｎｏ」であるとき、ステップ２６（新たなエネルギーの設定）がエネルギー設定装置５１により実施され、新たなエネルギーとして２４９ＭｅＶが設定される。このエネルギー２４９ＭｅＶから１５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶずつ減少させながら、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ２５及びＳ２６の各工程が、ステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になるまで繰り返えされる。
【０１４８】
ステップＳ２５の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、イオンビームの出射が停止され（ステップＳ１０）、ステップＳ２８において、励磁電流演算装置７０によってステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれに供給される励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yが、実施例１と同様に、１５０ＭｅＶ〜２５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶごとに算出される。ステップＳ２９（励磁電流の更新）では、励磁電流更新装置９９によって、ステップＳ２８で１ＭｅＶごとに算出された、ステアリング電磁石ＨＨ１及びＨＨ２のそれぞれに供給される励磁電流を用いて、実施例１と同様に、メモリ６２に格納されている、エネルギーごとの励磁電流ＨＨ１X，ＨＨ１Y，ＨＨ２X及びＨＨ２Yを更新する。
【０１４９】
以上により、本実施例の粒子線照射システム１Ｂにおける治療開始後のビーム軌道の調整が終了する。
【０１５０】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、エネルギーの全範囲で新たに設定されたエネルギーごとにビーム位置モニタＰＲＭ，ＳＰＭによるビーム位置を測定した後に、エネルギーごとに、ステアリング電磁石ＧＨ１及びＧＨ２のそれぞれに供給される各励磁電流が算出されるため、本実施例の、治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間が、実施例１の、治療開始後におけるビーム軌道の調整に要する時間よりもさらに短縮される。
【実施例３】
【０１５１】
本発明の他の好適な実施例である実施例３の粒子線照射システムを、図１９及び図２０を用いて以下に説明する。
【０１５２】
実施例１及び２の各粒子線照射システム１及び１Ａはイオンビーム発生装置としてシンクロトロン加速器３を含むイオンビーム発生装置２を用いているが、本実施例の粒子線照射システム１Ｂはイオンビーム発生装置としてサイクロトロン加速器８４を含むイオンビーム発生装置２Ａを用いている。
【０１５３】
粒子線照射システム１Ｂは、図１９に示すように、イオンビーム発生装置２Ａ、ＨＥＢＴ系１５、ＧＡＢＴ系２０、回転ガントリー２６、照射装置２９及び制御システム５９Ｂを備えている。ＨＥＢＴ系１５、ＧＡＢＴ系２０、回転ガントリー２６及び照射装置２９のそれぞれの構成は、実施例１の粒子線照射システム１におけるそれらの構成と同じである。
【０１５４】
ここでは、粒子線照射システム１と異なっているイオンビーム発生装置２Ａ及び制御システム５９Ｂについて主に説明する。
【０１５５】
イオンビーム発生装置２Ａは、イオン源８３及びサイクロトロン加速器８４を含む。サイクロトロン加速器８４は、円形の真空容器９２、偏向電磁石８５Ａ及び８５Ｂ、高周波加速装置８６及び出射用のセプタム電磁石８７を有する。イオン源８３に接続された真空ダクト４６が、真空容器９２の中心位置まで伸びてこの真空容器９２に接続される。水平面において湾曲している入射用電極９１が、真空ダクト４６の開放端付近で真空容器９２内に配置される。偏向電磁石８５Ａ及び８５Ｂは、それぞれ、半円形状をしており、直線部を互いに対向させるように配置され、真空容器９２の上面及び下面を覆っている。
【０１５６】
真空容器９２のイオンビーム出射口に設けられるセプタム電磁石８７は、ＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に接続される。金属製の複数の板を有するデグレーダ８８が、セプタム電磁石８７と四極電磁石１８の間で、ビーム経路１６に取り付けられている。デグレーダ８８は、サイクロトロン加速器８４から出射されたイオンビームのエネルギーを調節する機能を有し、厚みの異なる複数の金属製の板（図示せず）を有している。これらの金属製の板は、ビーム経路１６に垂直な方向に移動可能である。厚みの異なるこれらの金属製の板を、１枚または複数枚、ビーム経路１６を横切るようにビーム経路１６内に挿入することによって、ビーム経路１６を通るイオンビームのエネルギーの減衰量が制御される。この結果、患者３４の患部に照射されるイオンビームのエネルギーを変えることができ、患部の深さ方向に存在する各層にイオンビームを照射することができる。
【０１５７】
制御システム５９Ｂは、中央制御装置６０、加速器・輸送系制御装置６４Ｂ、ガントリー制御装置７３、走査制御装置７６及びデータベース８１を有する（図１９参照）。中央制御装置６０は、照射制御装置９３、ビーム軌道調整装置９４及びビーム軌道調整装置９８を含むＣＰＵ６１、及びＣＰＵ６１に接続されたメモリ６２を有する。このＣＰＵ６１は、ここでは詳細に説明しないが、具体的には、実施例１で述べた、図４Ｂに示された構成を有する。
【０１５８】
粒子線照射システム１Ｂに用いられる制御システム５９Ｂに含まれるガントリー制御装置７３及び走査制御装置７６は、実施例１の粒子線照射システム１に用いられる制御システム５９に含まれるガントリー制御装置７３及び走査制御装置７６と同じ構成を有する。制御システム５９Ｂに含まれる加速器・輸送系制御装置６４Ｂは、実施例１に用いられる制御システム５９に含まれる加速器・輸送系制御装置６４において高周波電圧制御装置６６をデグレーダ制御装置８９に替えた構成を有する。加速器・輸送系制御装置６４Ｂの他の構成は加速器・輸送系制御装置６４と同じである。
【０１５９】
照射制御装置９３は、電磁石制御装置６５、出射制御装置６７、ステアリング電磁石制御装置６９、メモリ７２、デグレーダ制御装置８９、回転制御装置７４、照射位置制御装置７７、線量判定装置７８、層判定装置７９及びメモリ８０に、それぞれ、接続される。軌道調整制御装置９５は、電磁石制御装置６５、出射制御装置６７、ビーム位置入力装置６８、ステアリング電磁石制御装置６９、エネルギー判定装置７１、メモリ７２、デグレーダ制御装置８９、回転制御装置７４、回転角度判定装置７５及び回転角度設定装置５２に、それぞれ、接続される。軌道調整制御装置９８は、電磁石制御装置６５、出射制御装置６７、ビーム位置入力装置６８、ステアリング電磁石制御装置６９、エネルギー判定装置７１、メモリ７２、デグレーダ制御装置８９及び回転制御装置７４に、それぞれ、接続される。照射位置制御装置７７が、電磁石制御装置６５、出射制御装置６７、ステアリング電磁石制御装置６９及びデグレーダ制御装置８９に接続される。入力装置１００は、実施例１と同様に、照射制御装置９３、軌道調整制御装置９５及び軌道調整制御装置９８に接続される。
【０１６０】
本実施例の粒子線照射システム１Ｂにおけるビーム軌道調整方法を、図２１、図６及び図２２を用いて説明する。まず、粒子線照射システム１Ｂの据え付けが終了した後の試運転の期間におけるビーム軌道調整方法を、図２１及び図６を用いて説明する。図２１及び図６に示されたステップＳ１，Ｓ３、Ｓ４Ａ，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ４３及びＳ８〜Ｓ２４の各工程を含む手順を示す第５ビーム軌道調整プログラムは、メモリ６２に記憶されている。さらに、メモリ６２には、図２２に示されたステップＳ２３，Ｓ４Ａ，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ４３，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程を含む手順を示す第６ビーム軌道調整プログラムも記憶されている。
【０１６１】
オペレータが入力装置１００から軌道調整制御装置９５に第１軌道調整開始信号を入力したとき、軌道調整制御装置９５は、メモリ６２に格納されている、試運転の期間におけるビーム軌道の調整を実施する第５ビーム軌道調整プログラムを選択し、この第５ビーム軌道調整プログラムの手順に基づいて制御指令情報を加速器・輸送系制御装置６４Ａ及びガントリー制御装置７３のそれぞれに含まれる各制御装置等に出力する。このため、試運転の期間におけるビーム軌道の調整が以下のように実施される。
【０１６２】
ステップＳ１において、加速器・輸送系制御装置６４Ｂによりイオン源及び直線加速器が起動される。ステップＳ２では、オペレータにより入力装置１００から入力されたイオンビームのエネルギー（例えば、最大の２５０ＭｅＶ）が設定される。ステップＳ３で、回転ガントリー２６を任意の或る回転角度（例えば、２７０°）まで回転させる。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力した電磁石制御装置６５は、電源５５Ａ（図２０参照）を制御し、サイクロトロン加速器８４の偏向電磁石８５Ａ及び８５Ｂ及びセプタム電磁石８７に供給される励磁電流を調節する（ステップＳ４Ａ）。さらに、ステップＳ５（ＨＥＢＴ系１５及びＧＡＢＴ系２０の偏向電磁石及び四極電磁石の励磁）及びステップＳ６（ステアリング電磁石ＨＨ１，ＨＨ２，ＧＨ１及びＧＨ２の励磁）が実施される。
【０１６３】
設定されたエネルギーに基づいてデグレーダを制御する（ステップＳ４３）。軌道調整制御装置９５から制御指令情報を入力したデグレーダ制御装置８９は、駆動装置９０を制御し、イオンビームのエネルギーを設定されたエネルギー（例えば、２５０ＭｅＶ）まで減衰させるために、デグレーダ８８の金属製の板を、ビーム経路１６を横切るように移動させる。
【０１６４】
その後、実施例１と同様に、ステップＳ８〜Ｓ１２がそれぞれ実施される。なお、ステップＳ８の出射制御装置６７によるイオンビームの出射は、出射制御装置６７による制御によって、入射用電極９１に電圧を印加することによって行われる。入射用電極９１に電圧を印加すると、イオン源８３からビームダクト４６を通して真空容器９２内に入射されたイオンは、電圧を印加された入射用電極９１によって真空容器９２内の水平面内に曲げられ、高周波加速装置８６によって加速される。また、ステップＳ１０の出射制御装置６７によるイオンビームの出射停止は、出射制御装置６７による制御によって、入射用電極９１への電圧の印加を停止することによって行われる。以上により、粒子線照射システム１Ｂにおける試運転の期間内での、２５０ＭｅＶに対する取り合い部３５に対するビーム軌道の調整が終了する。
【０１６５】
粒子線照射システム１Ｂにおける試運転の期間内での、ＧＡＢＴ系２０におけるビーム軌道の調整が、実施例１と同様に、ステップＳ１３〜Ｓ２１の各工程をステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になるまで繰り返し、さらに、ステップＳ２０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ１５，Ｓ２４及びＳ１７のそれぞれをこの順番で実施することによって行われる。この結果、２５０ＭｅＶに対するＧＡＢＴ系２０におけるビーム軌道の調整が終了し、２５０ＭｅＶにおける回転角度テーブル情報が作成される。そして、２５０ＭｅＶの回転角度テーブル情報、２５０ＭｅＶにおける、励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Y及びビーム軌道調整用の目標ビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYが、対応付けられてメモリ６２に格納される。
【０１６６】
その後、２４９ＭｅＶ〜１５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶずつ減少させながらイオンビームのエネルギーをステップＳ２で入力装置１００から入力し、１ＭｅＶごとのエネルギーに対してステップＳ３、Ｓ４Ａ，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ４３及びＳ８〜Ｓ２４の各工程、ステップＳ２０が「Ｙｅｓ」になるまで繰り返されるステップＳ１３〜Ｓ２１の各工程、及びステップＳ２０が「Ｙｅｓ」になった後のステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ１５，Ｓ２４及びＳ１７の各工程が繰り返し実施される。そして、エネルギーごとに回転角度テーブル情報が作成され、エネルギーごとに、回転角度テーブル情報、励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Y及びビーム軌道調整用の目標ビーム位置ＰＲＭX、ＰＲＭY、ＳＰＭX及びＳＰＭYが対応付けられてメモリ６２に格納される。
【０１６７】
以上により、粒子線照射システム１Ｂにおける試運転の期間内でのビーム軌道の調整が終了する。
【０１６８】
粒子線照射システム１Ｂを用いた患部へのイオンビームの照射による患部の治療が開始された後に実施されるビーム軌道の調整を、図２２を用いて説明する。オペレータが入力装置１００から軌道調整制御装置９７に第２軌道調整開始信号を入力したとき、軌道調整制御装置９７は、メモリ６２に格納されている、治療開始後におけるビーム軌道の調整を実施する第６ビーム軌道調整プログラムを選択し、この第６ビーム軌道調整プログラム（図２２参照）の手順に基づいて制御指令情報を加速器・輸送系制御装置６４Ｂ及びガントリー制御装置７３のそれぞれに含まれる各制御装置等に出力する。このため、粒子線照射システム１Ｂによる、治療が開始された後に実施されるビーム軌道の調整が以下のように実施される。
【０１６９】
図２２に示された手順は、実施例１の粒子線照射システム１によって治療開始後に実施されるビーム軌道の調整を実施する、図７に示された手順において、ステップＳ４及びＳ７の各工程をステップＳ４Ａ及びＳ４３の各工程に替えた手順である。
【０１７０】
図２２に図示されていないが、ステップＳ１（イオン源及び直線加速器１４の起動）が実施される。その後、図２２に示された手順においても、実施例１で治療が開始された後に実施されるビーム軌道の調整で実施されたステップＳ２３及びＳ２が順次実施される。その後、回転ガントリー２６の回転角度が基準回転角度（例えば、２７０°）に維持され、イオンビームのエネルギーを２５０ＭｅＶに保った状態で、前述のステップ４Ａが実施され、ステップＳ５及びＳ２７が実施例１と同様に実施される。前述のステップＳ４３（デグレーダの制御）が実施され、さらに、ステップＳ８，Ｓ１６，Ｓ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程が実施される。ステップＳ８（イオンビームの出射）は入射用電極９１への電圧の印加によって行われ、ステップＳ１０（イオンビームの出射停止）は入射用電極９１への電圧の印加停止によって行われる。ステップＳ１６，Ｓ２８及びＳ２９の各工程は、実施例１と同様に行われる。
【０１７１】
２５０ＭｅＶに対するＳ４Ａ，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ４３，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程が終了したとき、２４９ＭｅＶ〜１５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶずつ減少させながらイオンビームのエネルギーをステップＳ２で入力装置１００から入力し、１ＭｅＶごとのエネルギーに対してステップＳ４Ａ，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ４３，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ１０，Ｓ２８及びＳ２９の各工程が繰り返し実施される。このため、２５０ＭｅＶ〜１５０ＭｅＶの範囲内で１ＭｅＶごとのエネルギーに対して、励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Yが算出され、算出されたこれらの励磁電流を用いてメモリ６２に格納されている励磁電流ＨＨ１X、ＨＨ１Y、ＨＨ２X及びＨＨ２Yが更新される。
【０１７２】
サイクロトロン加速器８４を含む粒子線照射システム１Ｂを対象にした本実施例でも、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【０１７３】
粒子線照射システム１Ｂにおける治療開始後に実施されるビーム軌道の調整は、図２２に示された手順の替りに、粒子線照射システム１Ａにおける治療開始後のビーム軌道の調整で実施される図１８に示された手順を用いてもよい。この場合には、図１８に示されたステップＳ４及びＳ７は上記したステップＳ４Ａ及びＳ４３になり、図１８に示されたステップ８及びＳ１０は出射制御装置６７により入射用電極９１への電圧の印加をＯＮ，ＯＦＦすることにより実施される。
【符号の説明】
【０１７４】
１，１Ａ，１Ｂ…粒子線照射システム、２，２Ａ…イオンビーム発生装置、３…シンクロトロン加速器、４…ビームダクト、８…高周波加速空胴、９…高周波印加装置、１５…高エネルギービーム輸送系、１６，２１…ビーム経路、２０…ガントリービーム輸送系、２６…回転ガントリー、２９…照射装置、３０，３１…走査電磁石、３２…線量モニタ、５９，５９Ａ，５９Ｂ…制御システム、６３，７０…励磁電流演算装置、９１…入射用電極、９３…照射制御装置、９４，９４Ａ，９７，９７Ａ…ビーム軌道調整装置、９５，９５Ａ，９８，９８Ａ…軌道調整制御装置、９６…テーブル作成装置、９９…励磁電流更新装置、ＨＨ１，ＨＨ２，ＧＨ１，ＧＨ２…ステアリング電磁石、ＨＰ１，ＨＰ２，ＰＲＭ，ＳＰＭ…ビーム位置モニタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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