JP4443917B2 - 粒子線治療装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒子線治療装置に係り、特に、陽子及び炭素イオン等の荷電粒子ビームを患部に照射して治療する粒子線治療装置に関する。

癌などの患者の患部に陽子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。この治療に用いる治療装置のうち大規模なものは、従来、荷電粒子ビーム発生装置、ビーム輸送系、及び複数の治療室を備えている。荷電粒子ビーム発生装置で加速された荷電粒子ビームは、ビーム輸送系を経て各治療室の照射装置に達し、照射装置のノズルから患者の患部に照射される。このとき、ビーム輸送系は、１つの共通のビーム輸送系と、この１つの第１ビーム輸送系から分岐して各治療室の照射装置へと設けられた複数の分岐後のビーム輸送系とから構成される。各分岐ビーム輸送系の分岐位置には、第１ビーム輸送系からの荷電粒子ビームを偏向し当該分岐ビーム輸送系へ導入するための切替え電磁石がそれぞれ設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特表平１１−５０１２３２号公報（第１２−１３頁、図１，２）

一般に、複数の治療室を有する治療装置では、各治療室において患者の位置決め等のセットアップが行われ、セットアップが完了した治療室からビームが要求されると、制御装置が荷電粒子ビーム発生装置及びビーム輸送系に設けられた各電磁石へ指令値信号を出力してビーム設定及び当該治療室へのビーム輸送経路を形成し、照射を行うというサイクルが繰り返して行われる。この際、１つの治療室においてビーム設定及び照射が行われている最中に、次の治療室はセットアップを完了し待機状態となる。これにより、照射が終了したら直ちに次の治療室のビーム設定及びビーム輸送経路の形成が行われるようになっている。したがって、ビーム設定に長時間を要すると、次の治療室の待機時間が長くなってしまい、治療効率が低下する。したがって、制御装置によるビーム設定時間は可能な限り短縮するのが好ましい。

ここで、上記従来の粒子線治療装置においては、上記特許文献１には明確には記載されていないが、通常、制御装置から各電磁石へ出力される指令値（以下、指令値群と記載）はビームの種類毎に単純に指令値群全体が丸ごと保存される。ここでいうビームの種類とは、ビームエネルギー，強度，出射先（治療室番号等）、及び回転ガントリーの角度等のパラメータにより決定されるビームの種類のことである。近年、必要となるビームの種類は患者の腫瘍の多様性により増加する傾向にあり、上記ビームの種類を決定するパラメータ数として例えばエネルギーを４００種，強度を１０種，出射先を４種（すなわち治療室が４つ）、及び回転ガントリーの回転角度を７２０種（すなわち０．５度刻みで３６０度分）とした場合、４００×１０×４×７２０＝１１，５２０，０００種類もの指令値群を保存する必要がある。

このように膨大な指令値群を扱う場合、ビーム設定の際に、制御装置が治療室から要求されたビームに応じた特定の指令値群をそれら多数の指令値群の中から検索するのに要する時間が長くなり、ビーム設定に要する時間が長くなってしまう。その結果、治療効率が低下し、各治療室における単位時間当たりの治療人数が低下することになる。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一治療室における単位時間当たりの治療人数を増加することができる粒子治療装置を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、荷電粒子ビーム発生装置、及び荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームを照射装置に輸送するビーム輸送系に設けられた電磁石の励磁電流をそれぞれ指令する指令値群を、回転ガントリーの回転角度に依存しない第１の指令値群と回転ガントリーの回転角度に依存する第２の指令値群とに分けて記憶装置に格納し、この記憶装置に格納した第１の指令値群及び第２の指令値群のそれぞれから該当する指令値を読み出して、ビーム輸送系のガントリー部分の電磁石の一部を第２の指令値群の指令値を用いて制御し、ビーム輸送系の残りの電磁石と荷電粒子ビーム発生装置の電磁石とを第１の指令値群の指令値を用いて制御することである。これにより、例えばガントリー輸送系に設けられたステアリング電磁石の励磁電流を第２の指令値群によってそれぞれ指令し、その他の電磁石の励磁電流を第１の指令値群によってそれぞれ指令するようにすれば、第１の指令値群は回転ガントリーの角度に依存しないため、ビームの種類のうち回転ガントリーの角度のみが相違する場合については指令値群中の第１の指令値群を共用することができる。その結果、電磁石への指令値群を全て丸ごと保存していた従来方式に比べ、保存する指令値群の量を大幅に削減することができるため、保存されている指令値群から必要な指令値群を特定するための検索時間を短縮することができる。したがって、制御装置によるビーム設定時間を短縮することができるので、一治療室における単位時間当たりの治療人数を増加することができる。

本発明のもう１つの特徴は、回転ガントリーの回転角度に応じた第２の指令値群を算出する角度展開算出手段を有することにある。これにより、例えばある一定のビームエネルギーにおいて、オペレータが所定の回転ガントリー角度で荷電粒子ビームを照射しながら指令値の調整を行い１つの指令値群を作成すれば、この調整により作成した指令値群を基に、そのビームエネルギーにおけるその他の回転ガントリー角度に応じた（例えば０．５度刻みの）第２の指令値群を自動的に算出することができる。このようにして、回転ガントリーの角度に応じた指令値群を算出し用意しておくことにより、治療室からどのような回転ガントリー角度が要求されてもそれに応じてビーム輸送系の設定を行うことができ、制御装置によるビームの自動設定範囲を大幅に拡大することができる。

本発明のさらにもう１つの特徴は、荷電粒子ビーム発生装置から出射される荷電粒子ビームのエネルギーに応じた第１及び第２の指令値群を算出するエネルギー展開算出手段を有することにある。これにより、例えばある一定の回転ガントリー角度において、オペレータが所定のビームエネルギーで荷電粒子ビームを照射しながら指令値の調整を行い１つの指令値群を作成すれば、この調整により作成した指令値群を基に、そのガントリー角度におけるその他のビームエネルギーに応じた（例えば０．５ＭｅＶ刻みの）第１及び第２の指令値群を自動的に算出することができる。このようにして、ビームエネルギーに応じた指令値群を算出し用意しておくことにより、治療室からどのようなビームエネルギーが要求されてもそれに応じてビーム輸送系の設定を行うことができ、制御装置によるビームの自動設定範囲を大幅に拡大することができる。

本発明のさらにもう１つの特徴は、第１の指令値群と第２の指令値群を対応付けるインデックス情報を保存するインデックス情報保存手段、及びこのインデックス情報を用いて対応付けられた第１の指令値群及び第２の指令値群を読み出す読出し手段を有することにある。これにより、オペレータはインデックス情報のみを用いて分類された２つの指令値群を意識することなく必要な指令値群を特定することができ、データの取り扱い性を向上できる。さらに、第１の指令値群と第２の指令値群が誤った組み合わせで読み出されることを防止することができる。

本発明によれば、一治療室における単位時間当たりの治療人数を増加することができる。

以下、本発明の粒子線治療装置の好適な一実施形態である粒子線治療システムを図面を参照しつつ説明する。
本実施形態の粒子線治療システムは、図１に示すように、荷電粒子ビーム発生装置１と、４つの治療室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び３と、荷電粒子ビーム発生装置１の下流側に接続された第１ビーム輸送系（ビーム輸送系）４及びこの第１ビーム輸送系４から分岐するようにそれぞれ設けられた第２ビーム輸送系（ビーム輸送系）５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを有するビーム輸送系と、切替え電磁石６Ａ，６Ｂ，６Ｃとを有している。第１ビーム輸送系４は、第２ビーム輸送系５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄのそれぞれにイオンビームを導く共通のビーム輸送系である。

荷電粒子ビーム発生装置１は、イオン源（図示せず）、前段荷電粒子ビーム発生装置（ライナック）１１及びシンクロトロン１２を有する。イオン源で発生したイオン（例えば、陽子イオン（または炭素イオン））は前段荷電粒子ビーム発生装置（例えば直線荷電粒子ビーム発生装置）１１で加速される。前段荷電粒子ビーム発生装置１１から出射されたイオンビーム（陽子ビーム）は四極電磁石９及び偏向電磁石１０を介しシンクロトロン１２に入射される。荷電粒子ビーム（粒子線）であるそのイオンビームは、シンクロトロン１２で、高周波加速空胴（図示せず）から印加される高周波電力によってエネルギーを与えられて加速される。シンクロトロン１２内を周回するイオンビームのエネルギーが設定されたエネルギー（例えば１００〜２００ＭｅＶ）までに高められた後、出射用の高周波印加装置（図示せず）から高周波がイオンビームに印加される。安定限界内で周回しているイオンビームは、この高周波の印加によって安定限界外に移行し、出射用デフレクタ（図示せず）を通ってシンクロトロン１２から出射される。イオンビームの出射の際には、シンクロトロン１２に設けられた四極電磁石１３及び偏向電磁石１４等の電磁石に導かれる電流が電流設定値に保持され、安定限界もほぼ一定に保持されている。高周波印加装置への高周波電力の印加を停止することによって、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射が停止される。

シンクロトロン１２から出射されたイオンビームは、第１ビーム輸送系４により下流側へ輸送される。第１ビーム輸送系４は、ビーム経路６１、及びビーム経路６１にビーム進行方向上流側より配置された四極電磁石１８、偏向電磁石１７、四極電磁石１８、切替え電磁石６Ａ、四極電磁石１９、切替え電磁石６Ｂ、四極電磁石２０、切替え電磁石６Ｃを備えている。第１ビーム輸送系４に導入されたイオンビームは、これらの電磁石及び切替え電磁石６Ａ，６Ｂ，６Ｃの励磁、非励磁の切り替えによる偏向作用の有無によって、第２ビーム輸送系５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄのいずれかに選択的に導入される。各切替え電磁石は、偏向電磁石の一種である。

第２ビーム輸送系５Ａは、ビーム経路６１に接続されて治療室２Ａ内に配置された照射装置１５Ａに連絡されるビーム経路６２、及びビーム経路６２にビーム進行方向上流側より配置された偏向電磁石２１Ａ、四極電磁石２２Ａ、偏向電磁石２３Ａ、ステアリング電磁石７ＨＡ、ステアリング電磁石７ＶＡ、四極電磁石２４Ａ、ステアリング電磁石８ＨＡ、ステアリング電磁石８ＶＡ、偏向電磁石２５Ａ、偏向電磁石２６Ａを備える。ステアリング電磁石７ＨＡ，７ＶＡ，８ＨＡ，８ＶＡはイオンビームの位置調整のための電磁石であり、そのうち７ＨＡ，８ＨＡはイオンビームの水平方向の位置調整を、７ＶＡ，８ＶＡはイオンビームの鉛直方向の位置調整を行う。これらステアリング電磁石７ＨＡ，７ＶＡ，８ＨＡ，８ＶＡは、第２ビーム輸送系５Ａの治療室２Ａ内の部分（ガントリー輸送系）に設けられている。

第２ビーム輸送系５Ｂは、ビーム経路６１に接続されて治療室２Ｂ内に配置された照射装置１５Ｂに連絡されるビーム経路６３、及びビーム経路６３にビーム進行方向上流側より配置された偏向電磁石２１Ｂ、四極電磁石２２Ｂ、偏向電磁石２３Ｂ、ステアリング電磁石７ＨＢ、ステアリング電磁石７ＶＢ、四極電磁石２４Ｂ、ステアリング電磁石８ＨＢ、ステアリング電磁石８ＶＢ、偏向電磁石２５Ｂ、偏向電磁石２６Ｂを備える。ステアリング電磁石７ＨＢ，７ＶＢ，８ＨＢ，８ＶＢは上記第２ビーム輸送系５Ａのステアリング電磁石７ＨＡ，７ＶＡ，８ＨＡ，８ＶＡと同様である。

第２ビーム輸送系５Ｃは、ビーム経路６１に接続されて治療室２Ｃ内に配置された照射装置１５Ｃに連絡されるビーム経路６４、及びビーム経路６４にビーム進行方向上流側より配置された偏向電磁石２１Ｃ、四極電磁石２２Ｃ、偏向電磁石２３Ｃ、ステアリング電磁石７ＨＣ、ステアリング電磁石７ＶＣ、四極電磁石２４Ｃ、ステアリング電磁石８ＨＣ、ステアリング電磁石８ＶＣ、偏向電磁石２５Ｃ、偏向電磁石２６Ｃを備える。ステアリング電磁石７ＨＣ，７ＶＣ，８ＨＣ，８ＶＣは上記第２ビーム輸送系５Ａのステアリング電磁石７ＨＡ，７ＶＡ，８ＨＡ，８ＶＡと同様である。

第２ビーム輸送系５Ｄは、ビーム経路６１に接続されて治療室３内に設置された固定照射装置１６に連絡されるビーム経路６５、及びビーム経路６５にビーム進行方向上流より配置された四極電磁石２７，２８を備えている。

以上のような構成により、第２ビーム輸送系５Ａへ導入されたイオンビームは、該当する電磁石の励磁によりビーム経路６２を通って照射装置１５Ａへと輸送される。第２ビーム輸送系５Ｂへ導入されたイオンビームは、該当する電磁石の励磁によりビーム経路６３を通って照射装置１５Ｂへと輸送される。第２ビーム輸送系５Ｃへ導入されたイオンビームは、該当する電磁石の励磁によりビーム経路６４を通って照射装置１５Ｃへと輸送される。また、第２ビーム輸送系５Ｄへ導入されたイオンビームは、該当する電磁石の励磁によりビーム経路６５を通って照射装置１６へと輸送される。

治療室２Ａ〜Ｃは、内部にそれぞれ設置された回転ガントリー（図示せず）に取り付けられた照射装置１５Ａ〜Ｃをそれぞれ備える。治療室２Ａ〜Ｃは例えば癌患者用の第１〜第３治療室であり、治療室３は、固定式の照射装置１６を備えた例えば眼科治療用の第４治療室である。

図２を用いて、治療室２Ａ内の構成及び機器配置を説明する。治療室２Ｂ，２Ｃも治療室２Ａと同様な構成及び機器配置を有しているので、説明は省略する。治療室２Ａは、１階部分に設けた施療室（区画）３１、及びこれより一段低い地下１階部分に設けたガントリー室（区画）３２を備えている。また、治療室２Ａの外側で治療室２Ａに近接して照射制御室３３が配置されている。照射制御室３３は治療室２Ｂ，２Ｃに対しても同様に配置される。照射制御室３３は、施療室３１やガントリー室３２とは遮断されている。しかしながら、施療室３１内における患者３０Ａの様子は、照射制御室３３及び施療室３１の境界壁に設けられた例えばガラス窓越しにあるいは施療室３１内に設けたテレビカメラ（図示せず）で撮影した映像のモニターによる観察で見ることができる。

第２ビーム輸送系５Ａの一部である逆Ｕ字状のビーム輸送装置及び照射装置１５Ａは、回転ガントリー（図示せず）の略筒状の回転胴５０に設置されている。回転胴５０はモータ（図示せず）により回転可能に構成されている。回転胴５０内には治療ゲージ（図示せず）が形成される。

照射装置１５Ａは、回転胴５０に取り付けられ前述の逆Ｕ字状のビーム輸送装置に接続されるケーシング（図示せず）、及びイオンビームを出射するノズル先端側に設けられるスノート（図示せず）を有している。ケーシング及びスノート内には、図示していないが、例えば偏向電磁石、散乱体装置、リングコリメータ、患者コリメータ、ボーラス等が配置される。

ビーム経路６２を経て逆Ｕ字状のビーム輸送装置から治療室２Ａ内の照射装置１５Ａ内へ導入されたイオンビームは、照射装置１５Ａ内でリングコリメータによってその照射野を粗くコリメートされ、患者コリメータによってビーム進行方向と垂直な平面方向に患部形状に合わせて整形される。更に、そのイオンビームは、ボーラスによってその到達深度が治療用ベッド２９Ａに載っている患者３０Ａの患部の最大深さに合わせて調整される。治療用ベッド２９Ａは、照射装置１５Ａからイオンビームを照射する前に、ベッド駆動装置（図示せず）によって移動され上記治療ゲージ内に挿入されるとともに、照射装置１５Ａからの照射にあたって位置決めが行われる。このようにして照射装置１５Ａにて粒子線治療に最適な線量分布が形成されたイオンビームは、患者３０Ａの患部（例えば癌や腫瘍の発生部位）に照射され、患部においてそのエネルギーを放出し、高線量領域を形成する。イオンビームの照射装置１５Ｂ，１５Ｃ内での移動状態、及び治療用ベッドの位置決めは、照射装置１５Ａと同様に行われる。

このとき、回転胴５０の回転は、ガントリーコントローラ３４によってモータの回転を制御することによって行われる。また、照射装置１５Ａ〜Ｃ内の偏向電磁石、散乱体装置、リングコリメータ等は照射ノズルコントローラ３５によって駆動制御される。またベッド駆動装置はベッドコントローラ３６によって駆動制御される。これらコントローラ３４，３５，３６は、いずれも治療装置２Ａ内のガントリー室３２に配置された照射制御装置４０によって制御される。なお、施療室３１側に延設されたケーブルを介しペンダント４１が照射制御装置４０に接続されており、患者３０Ａの傍らに立った医者（又はオペレータ）が、ペンダント４１の操作により、制御開始信号及び制御停止信号を照射制御装置４０を介して該当するコントローラ３４〜３６に伝える。例えばペンダント４１から回転ガントリーの制御開始信号が出力されると、後述の中央制御装置１００が記憶装置１１０内の治療計画情報のうち患者３０Ａに関する回転ガントリーの角度情報を取り込んで照射制御装置４０を介して該当するコントローラ３４に伝える。コントローラ３４はそのガントリー角度情報を用いて回転ガントリーを回転させる。

照射制御室３３内に配置されたオペレータコンソール３７には、治療用ベッド２９Ａの位置決め、回転ガントリーの角度調整、照射装置１５Ａ内の各装置の設定等の準備が完了した際にオペレータが押す準備完了スイッチ３８、機械側の準備完了表示やインデックス表示（詳細後述）を行うディスプレイ３９、及びビーム照射を開始する際にオペレータが押す照射指示スイッチ４２が設置されている。照射制御室３３は治療室３に対しても別途設けられている。

本実施形態の粒子線治療システムが備えている制御システムを、図３を用いて説明する。制御システム９０は、中央制御装置（制御装置）１００、治療計画データベースを格納した記憶装置１１０、治療順序制御装置１２０、電磁石電源制御装置１３０、加速器用電源装置（以下、加速器電源という）１４０、ビームパス電磁石用電源装置（以下、ビームパス電源という）１５０、ビームスイッチング電磁石用電源装置（以下、スイッチング電源という）１６０及び経路切替制御装置１７０を有する。更に、本実施形態の粒子線治療システムはスイッチ切替盤１８０を有している。なお、図３では治療室２Ａ〜Ｃのうち、図示の煩雑防止のため治療室２Ａに係わる構成のみを例示しているが、他の２つの治療室２Ｂ，２Ｃについても同様の構成となっている。

記憶装置１１０の治療計画データベースには、予め医者が作成した、照射治療を受けようとする全患者についての治療計画データが格納蓄積されている。この記憶装置１１０に記憶されている各患者毎の上記治療計画データ（患者データ）の一例を、図４を用いて説明する。この治療計画データは、患者ＩＤナンバー、照射線量（一回当たり）、照射エネルギー、ガントリー角度、照射野径（図示せず）、照射位置（図示せず）等のデータを含んでいる。なお、ここでは治療計画データにビームエネルギーを含めているが、例えば治療計画データには飛程情報が含まれており、中央制御装置１００側でこの飛程情報からビームエネルギーを算出するようにしてもよい。

中央制御装置１００内に設けたＣＰＵ１０１は、これから照射治療を行う患者に関する上記の治療計画データを記憶装置１１０から読み込む。そして、この読み込んだ治療計画データのうち、必要なデータ（ガントリー角度、照射野径、照射位置等）を照射制御装置４０を介して各コントローラ（ガントリーコントローラ３４、照射ノズルコントローラ３５、ベッドコントローラ３６）に出力する。これにより、ガントリーコントローラ３４は、この治療計画データ中のガントリー角度情報に基づき、回転ガントリーを回転させる。また照射ノズルコントローラ３５は、治療計画データ中の照射野径情報等に基づき、照射装置１５Ａ内の偏向電磁石、散乱体装置、リングコリメータ等の設定を行う。またベッドコントローラ３６は、治療計画データ中の照射位置情報に基づき、治療用ベッド２９Ａの位置決めを行う。

このようにして、照射前の準備が完了してイオンビームの照射を待つばかりの状態となったとき、オペレータは、治療室２Ａを退出して最寄りの照射制御室３３内へ行き、オペレータコンソール３７の準備完了スイッチ（ボタンでも良い）３８を押す。この準備完了スイッチ３８を押すことによって発生する患者準備完了信号は、治療順序制御装置１２０へと出力される。

治療順序制御装置１２０では、治療室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３の治療順序の設定が行われる。ここでは、各治療室２Ａ〜２Ｃ、３に対応する各照射制御室３３内のそれぞれの準備完了スイッチ３８からの患者準備完了信号の入力順に、各治療室に対する治療順序が決定される。この治療順序制御装置１２０で選択された最先順番の治療室番号（これから照射を行うために選択された治療室の番号）は、中央制御装置１００のＣＰＵ１０１へ入力される。以下の説明の都合上、その治療室番号を「Ｎｏ．１」とする。すなわち、治療室２Ａが選択された治療室である。

ＣＰＵ１０１は、上記選択された治療室番号（すなわちビームコース情報）及び治療計画データ中のビームを特定するのに必要なパラメータ（照射エネルギー、照射線量、ガントリー角度等）を用いて、中央制御装置１００内に設けたディスク１０３（例えばハードディスク。又はＣＤ−ＲＯＭ等でもよい。）に予め格納されている電力供給制御テーブルから各電磁石への励磁電力供給の制御指令データ（指令値群）を生成する。この電力供給制御テーブルの一例を図５を用いて説明する。これに示すように、照射エネルギーの各種の値（この例では７０，８０，９０，…［Ｍｅｖ］）に応じて、シンクロトロン１２を含む荷電粒子ビーム発生装置１における四極電磁石９，１３及び偏向電磁石１０，１４、第１ビーム輸送系４の四極電磁石１８，１９，２０及び偏向電磁石１７、治療室２Ａに係わる第２ビーム輸送系５Ａの四極電磁石２２Ａ，２４Ａ、ステアリング電磁石７ＨＡ，７ＶＡ，８ＨＡ，８ＶＡ、治療室２Ｂに係わる第２ビーム輸送系５Ｂの四極電磁石２２Ｂ，２４Ｂ、ステアリング電磁石７ＨＢ，７ＶＢ，８ＨＢ，８ＶＢ、治療室２Ｃに係わる第２ビーム輸送系５Ｃの四極電磁石２２Ｃ，２４Ｃ、ステアリング電磁石７ＨＣ，７ＶＣ，８ＨＣ，８ＶＣ、治療室３に係わる第２ビーム輸送系５Ｄの四極電磁石２８に対する供給励磁電力値（図中では「…」で図示省略しているが、実際は具体的な数値である）又はそのパターン、及びスイッチング電源１６２−１、１６２−２、１６２−３、１６２−４における起電力値（図中では「…」で図示省略しているが、実際は具体的な数値である）が予め設定されている。なお、実際には荷電粒子ビーム発生装置１や各輸送系に設けられた電磁石はもっと多いが、ここでは主要なもののみ図示している。また、本実施の形態では、これらの電力供給制御テーブル（制御指令データ）は２つのグループに分けてディスク１０３に格納されている（詳細は後述する）。

ＣＰＵ１０１は、このようにして生成した制御指令データを、電磁石電源制御装置１３０へ出力する。電磁石電源制御装置１３０は、このＣＰＵ１０１から入力した制御指令データを、加速器電源１４０、ビームパス電源１５０、スイッチング電源１６０、及び経路切替制御装置１７０にそれぞれ分配する。

すなわち、電磁石電源制御装置１３０は、加速器電源１４０に、生成した制御指令データのうちの荷電粒子ビーム発生装置１の四極電磁石９，１３、偏向電磁石１０，１４に対する指令データを分配する。加速器電源１４０は、所望値の定電流制御機能を備えた制御装置（いわゆるＡＣＲ、図示せず）及びこのＡＣＲに対応した電源装置（図示せず）を各電磁石ごとに有しており、各ＡＣＲが上記電磁石電源制御装置１３０から入力された制御指令データに基づき各電源装置を制御することにより、各電源装置から四極電磁石９，１３、偏向電磁石１０，１４のそれぞれに供給される電流の大きさが制御される。

また電磁石電源制御装置１３０は、ビームパス電源１５０に、生成した制御指令データのうちの荷電粒子ビーム発生装置１以外の部分、すなわち第１ビーム輸送系４の四極電磁石１８，１９，２０及び偏向電磁石１７、第１治療室２Ａに係わる第２ビーム輸送系５Ａの四極電磁石２２Ａ，２４Ａ、ステアリング電磁石７ＨＡ，７ＶＡ，８ＨＡ，８ＶＡ、第２治療室２Ｂに係わる第２ビーム輸送系５Ｂの四極電磁石２２Ｂ，２４Ｂ、ステアリング電磁石７ＨＢ，７ＶＢ，８ＨＢ，８ＶＢ、第３治療室２Ｃに係わる第２ビーム輸送系５Ｃの四極電磁石２２Ｃ，２４Ｃ、ステアリング電磁石７ＨＣ，７ＶＣ，８ＨＣ，８ＶＣ、第４治療室３に係わる第２ビーム輸送系５Ｄの四極電磁石２８に対するそれぞれの制御指令データを分配する。このビームパス電源１５０に分配される制御指令データは、治療順序制御装置１２０で決定された最先の治療室情報、すなわち治療室番号の情報によって異なる。例えば、これから治療を行う治療室番号が前述したように「Ｎｏ．１」である場合には、電磁石電源制御装置１３０は、その治療室番号で指定された治療室にシンクロトロン１２からイオンビームを導くビーム経路に配置された四極電磁石１８，２２Ａ，２４Ａ、ステアリング電磁石７ＨＡ，７ＶＡ，８ＨＡ，８ＶＡ及び偏向電磁石１７に係る各制御指令データをビームパス電源１５０に分配する。治療を行う治療室番号が別である場合には、同様に該当する電磁石に係る各制御指令データを分配する。ビームパス電源１５０は、加速器電源１４０と同様に所望値の定電流制御機能を備えた制御装置（いわゆるＡＣＲ、図示せず）及びこのＡＣＲに対応した電源装置（図示せず）を各電磁石ごとに有しており、各ＡＣＲが上記電磁石電源制御装置１３０から入力された制御指令データに基づき各電源装置を制御することにより、各電源装置から各電磁石のそれぞれに供給される電流の大きさが制御される。

また電磁石電源制御装置１３０は、スイッチング電源１６０に生成した制御指令データのうちのスイッチング用電源１６２−１〜１６２−４の電力供給制御データを分配すると共に、経路切替制御装置１７０には治療室番号データ（図４ではＮＯ．１）を出力する。経路切替制御装置１７０は、電磁石電源制御装置１３０からの治療室番号データに基づき、スイッチ切替盤１８０に備えられた各スイッチ（図示せず）の切替制御を行う。スイッチング電源１６０は、加速器電源１４０と同様に所望値の定電流制御機能を備えた制御装置（いわゆるＡＣＲ、図示せず）及びこのＡＣＲに対応した電源装置（図５に示すスイッチング用電源１６２−１〜１６２−４）を４つ有している。電源１６２−１は治療室２Ａにおける切替え電磁石６Ａ及び偏向電磁石２１Ａ、電源１６２−２は偏向電磁石２３Ａ、電源１６２−３は偏向電磁石２５Ａ、電源１６２−４は偏向電磁石２６Ａへ電流を供給する。他の治療室２Ｂ，２Ｃで治療を行う場合も同様である。すなわち、各ＡＣＲが上記電磁石電源制御装置１３０から入力された電力供給制御データに基づき各電源装置を制御することにより、各電源装置から各電磁石にそれぞれ供給される電流の大きさが制御され、且つ、経路切替制御装置１７０が治療室番号データに基づきスイッチ切替盤１８０の各スイッチの切替制御を行うことにより、各電源装置から供給される電流の供給先（治療室番号）が制御される。

以上のようにして、加速器用電源１４０、ビームパス電源１５０、ビームスイッチング電源１６０、及び経路切替制御装置１７０による各電磁石の励磁電流の設定が終了すると、電磁石電源制御装置１３０は中央制御装置１００のＣＰＵ１０１に設定が完了したことを表す信号を出力し、これによりＣＰＵ１０１は機械側の最終準備が完了したことを表す信号をオペレータコンソール３７のディスプレイ３９へ出力する。ディスプレイ３９では、上記表示信号に応じて、機械側最終準備完了の表示（言い換えれば最終的に照射開始する意志があるかどうかの確認表示）を行う。そして、例えば医者（海外ではオペレータの場合もあり得るが、日本では法令上の規制により安全上・人道上の観点から現状では医者に限定される）によって照射指示スイッチ（又はボタンでもよい）４２が操作されると、これに対応した照射開始指示信号が中央制御装置１００のＣＰＵ１０１に入力される。

これにより、中央制御装置１００は出射指示信号及び加速指示信号をライナック１１及びシンクロトロン１２の前述した高周波加速空胴へ出力する。これにより、荷電粒子ビーム発生装置１から出射されたイオンビームがシンクロトロン１２で加速され、さらにシンクロトロン１２から出射されたイオンビームが、第１ビーム輸送系４を輸送される。そして、イオンビームは、照射対象の患者が在室する治療室２Ａ〜２Ｃ，３に対応する第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｄに導入され、治療室２Ａ〜２Ｃ，３の照射装置１５Ａ〜１５Ｃ，１６を介し、当該患者３０Ａの患部に治療計画通りの最適な態様で照射される。

以上のような基本構成である粒子線治療システムにおいて、本実施の形態の最も大きな特徴は、中央制御装置１００において、前述した図５の電力供給制御テーブルに示す制御指令データを２つのグループに分けてディスク１０３に格納するようにしたことである。以下、この詳細について述べる。

図６は中央制御装置１００の機能のうち、制御指令データの保存処理に係わる機能を表す機能ブロック図である。この図６に示すように、ディスク１０３は、前述の図５に一例を示した制御指令データのうちグループ１に属する制御指令データ（以下、グループ１データ。第１の指令値群）を記憶するグループ１データ格納部（第１指令値保存手段）１０３Ａと、制御指令データのうちグループ２に属する制御指令データ（以下、グループ２データ。第２の指令値群）を記憶するグループ２データ格納部（第２指令値保存手段）１０３Ｂと、これらグループ１データとグループ２データとを対応付けるインデックスデータ（インデックス情報）を格納するインデックスデータ格納部（インデックス情報保存手段）１０３Ｃとを有する。また、メモリ１０２は、後述のデータ保存読出処理部１０１Ｃがデータの書込み・読出しを行うときに必要な電磁石情報が記憶された電磁石情報記憶部１０２Ａと、エネルギー展開アルゴリズムが記憶されたエネルギー特性パラメータ記憶部１０２Ｂと、ガントリー角度展開アルゴリズムが記憶されたガントリー構造パラメータ記憶部１０２Ｃとを有する。また、ＣＰＵ１０１は、前記コンソール３７のディスプレイ３９が表示する表示情報を処理する表示処理部１０１Ａと、電磁石電源制御装置１３０に出力する制御指令データを設定するデータ設定部１０１Ｂと、グループ１データ格納部１０３Ａ、グループ２データ格納部１０３Ｂ、及びインデックスデータ格納部１０３Ｃへのデータの書込み・読出しを行うデータ保存読出処理部（読出し手段）１０１Ｃと、上記エネルギー特性パラメータ記憶部１０２Ｂに記憶されたエネルギー展開アルゴリズムを用いてビームエネルギーに応じたグループ１データ及びグループ２データを新たに算出するエネルギー展開処理部（エネルギー展開算出手段）１０１Ｄと、上記ガントリー構造パラメータ記憶部１０２Ｃに記憶されたガントリー角度展開アルゴリズムを用いて回転ガントリーの回転角度に応じたグループ２データを新たに算出するガントリー角度展開処理部（角度展開算出手段）１０１Ｅとを有する。なお、上記ガントリー構造パラメータ記憶部１０２Ｃに記憶されたガントリー角度展開アルゴリズムは、回転ガントリーの構造やその特性により経験的に分かる類のパラメータであり、また上記エネルギー特性パラメータ記憶部１０２Ｂに記憶されたエネルギー展開アルゴリズムは、イオン源（図示せず）、前段荷電粒子ビーム発生装置１１及びシンクロトロン１２の構造や荷電粒子ビーム発生装置１全体の特性により経験的に分かる類のパラメータである。

前述した図５に、グループ１データ格納部１０３Ａに格納されるグループ１データとグループ２データ格納部１０３Ｂに格納されるグループ２データとの分類を示す。本実施の形態では、この図５に示すようにガントリー輸送系に設けられたステアリング電磁石７ＶＡ〜７ＶＣ，７ＨＡ〜７ＨＣ，８ＶＡ〜８ＶＣ，８ＨＡ〜８ＨＣに対する制御指令データをグループ２データに分類し、それ以外の電磁石に対する制御指令データをグループ１データに分類する。上記ステアリング電磁石７ＶＡ〜７ＶＣ，７ＨＡ〜７ＨＣ，８ＶＡ〜８ＶＣ，８ＨＡ〜８ＨＣに対する制御指令データは、回転ガントリーの回転角度に依存する指令データである。これは、回転ガントリーの回転胴５０を回転した際に、回転胴５０の自重によりビーム経路に歪みが生じ、ステアリング電磁石７ＶＡ〜７ＶＣ，７ＨＡ〜７ＨＣ，８ＶＡ〜８ＶＣ，８ＨＡ〜８ＨＣによってビーム位置を微調整する必要があるからである。なお、その他の電磁石に対する制御指令データはガントリー角度に依存しない指令データである。

インデックスデータ格納部１０３Ｃに格納されるインデックスデータは、１つの制御指令データ（すなわち図５に示す各ビームエネルギーにおける全電磁石に対する指令データ）に対して１つ付加される。図７はコンソール３７のディスプレイ３９によるインデックスデータの表示の一例を示す図である。この図７に示すように、インデックスデータは、制御指令データのファイル名、データの作成者名、及び承認者名を含む。これらの情報により、オペレータは制御指令データの内容を容易に把握できる。またインデックスデータは、ビームエネルギー、コース（すなわち治療室番号。ここでは、コース１，２，３，４はそれぞれ治療室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３に対応している）、ビーム強度（治療計画データ中の照射線量に対応）、及びガントリー角度を含んでいる。これらはビームを特定するのに必要なパラメータである。なお、このインデックスデータにオペレータの理解を向上するためのその他のパラメータを含んでよいことは言うまでもない。

図８は中央制御装置１００のディスク１０３の電力供給制御テーブルを作成するための制御指令データの保存処理の流れを示すフローチャートである。

まずステップ１０では、オペレータが実際にビームを照射しながら各電磁石への制御指令データの調整を行うことにより、制御指令データが生成される。また、この生成された制御指令データに基づき、エネルギー展開処理部１０１Ｄによりエネルギー特性パラメータ記憶部１０２Ｂに記憶されたエネルギー展開アルゴリズムを用いて制御指令データが算出される（詳細後述）。またさらに、ガントリー角度展開処理部１０１Ｅによりガントリー構造パラメータ記憶部１０２Ｃに記憶されたガントリー角度展開アルゴリズムを用いて制御指令データが算出される（詳細後述）。

次のステップ２０では、オペレータが例えば図７に示すようなディスプレイ３９の表示を見つつコンソール３７から各パラメータの入力を行い、上記ステップ１０で作成した制御指令データのうちの保存するデータに関するインデックスデータを作成する。作成されたインデックスデータは、データ保存読出処理部１０１Ｃによってインデックスデータ格納部１０３Ｃに保存される。

次のステップ３０では、データ保存読出処理部１０１Ｃにより、上記ステップ２０で作成されたインデックスデータに対応するインデックス番号が採番される。

次のステップ４０では、データ保存読出処理部１０１Ｃにより、上記ステップ３０で採番されたインデックス番号がグループ１データ格納部１０３Ａ及びグループ２データ格納部１０３Ｂにそれぞれ保存される。これらは、データ保存読出処理部１０１Ｃによりグループ１データ及びグループ２データの読出しが行われる際に、対応するグループ１データ及びグループ２データを特定するキーとして使用される。すなわち、グループ１データ格納部１０３Ａ及びグループ２データ格納部１０３Ｂにそれぞれ保存されたインデックス番号は、同一の制御指令データであるグループ１データとグループ２データとを対応付けるためのものである。

次のステップ５０では、データ保存読出処理部１０１Ｃにより、電磁石情報記憶部１０２Ａに記憶されたパラメータを用いて制御指令データが該当するコースに必要な指令データであるかどうかを１つ１つ判定される。該当コースに不要な指令データであれば判定が満たされず、次のステップ６０で指令データが「０」に設定されて後述のステップ１００に移る。具体的には、例えば治療室２Ａで治療が行われる場合において、四極電磁石１９より下流側の電磁石は「０」に設定される。該当コースに必要な指令データである場合には、判定が満たされて次のステップ７０に移る。

ステップ７０では、データ保存読出処理部１０１Ｃにより、電磁石情報記憶部１０２Ａに記憶されたパラメータを用いて制御指令データがグループ１データであるかどうかを判定される。具体的には、出力対象の電磁石がステアリング電磁石７ＶＡ〜７ＶＣ，７ＨＡ〜７ＨＣ，８ＶＡ〜８ＶＣ，８ＨＡ〜８ＨＣであるかどうかを判定される。出力対象の電磁石が上記ステアリング電磁石である場合には、判定が満たされずに次のステップ８０に移り、グループ２データとしてグループ２データ格納部１０３Ｂに格納され、後述のステップ１００に移る。出力対象の電磁石が上記ステアリング電磁石でない場合には、判定が満たされて次のステップ９０に移り、グループ１データとしてグループ１データ格納部１０３Ａに格納され、次のステップ１００に移る。

ステップ１００では、データ保存読出処理部１０１Ｃにより、先のステップ５０〜ステップ９０の手順が制御指令データ中の全ての指令データについて行われたかどうかを判定される。終わっていなければ先のステップ５０に戻り、ステップ５０〜ステップ９０を繰り返す。全ての指令データの保存が終了した場合には、判定が満たされて本フローを終了する。

図９はガントリー角度展開処理部１０１Ｅによってガントリー角度展開アルゴリズムを用いて新たに算出された制御指令データの一例を示す図である。
前述したように、まずオペレータは実際にビームを照射しながら各電磁石への制御指令データの調整を行うことにより、制御指令データを生成する。ここでは、図９中５１に示す制御指令データ、すなわちエネルギー５０ＭｅＶ、ビーム強度１００％、コース１（治療室２Ａ）、ガントリー角度０度の制御指令データがオペレータにより作成されたことを意味する。ガントリー角度展開処理部１０１Ｅは、この生成された制御指令データ５１を基に、ガントリー角度展開アルゴリズムを用いてガントリー角度に応じたグループ２データ（例えば、ガントリー角度０．５度から３５９．５度までの範囲における０．５度刻みのグループ２データ）を自動的に算出する。図９中両矢印５２の範囲がこのとき新たに作成されたグループ２データである。この新たに生成されたグループ２データはデータ保存読出処理部１０１Ｃに送られ、前述した図８に示すフローにしたがってグループ２データ格納部１０３Ｂに保存される。このとき、オペレータのコンソール３７からの入力等によりインデックスデータが新たに作成され、データ保存読出処理部１０１Ｃによりインデックスデータ格納部１０３Ｃに格納されると共に、インデックス番号も併せて採番される。なお、前述したようにグループ１データはガントリー角度に依存しないデータであるので、制御指令データ５１中のグループ１データについては、上記新たに算出した全てのグループ２データについて共用することができる。

一方、図１０はエネルギー展開処理部１０１Ｄによってエネルギー展開アルゴリズムを用いて新たに算出される制御指令データの一例を示す図である。
前述したように、まずオペレータは実際にビームを照射しながら各電磁石への制御指令データの調整を行うことにより、制御指令データを生成する。ここでは、図９中６１，６２の制御指令データ、すなわちエネルギー５０ＭｅＶ、ビーム強度１００％、コース１（治療室２Ａ）、ガントリー角度０度の制御指令データ、及びエネルギー１００ＭｅＶ、ビーム強度１００％、コース１（治療室２Ａ）、ガントリー角度０度の制御指令データがオペレータにより作成されたことを意味する。エネルギー展開処理部１０１Ｄは、この生成された制御指令データ６１，６２を基に、エネルギー展開アルゴリズムを用いてエネルギーに応じたグループ１データ及びグループ２データ（例えば、エネルギー５０．５ＭｅＶから１００ＭｅＶまでの範囲における０．５ＭｅＶ刻みのグループ１データ及びグループ２データ）を自動的に算出する。図１０中両矢印６３の範囲がこのとき新たに作成されたグループ１データ及びグループ２データである。この新たに生成されたグループ１データ及びグループ２データはデータ保存読出処理部１０１Ｃに送られ、図８に示すフローにしたがってグループ１データ格納部１０３Ａ及びグループ２データ格納部１０３Ｂに格納される。このとき、オペレータのコンソール３７からの入力等によりインデックスデータが新たに作成され、データ保存読出処理部１０１Ｃによりインデックスデータ格納部１０３Ｃに格納されると共に、インデックス番号も併せて採番される。以上のようにして、中央制御装置１００のディスク１０３には電力供給制御テーブルが作成され保存される。

次に、上記構成の本実施の形態の粒子線治療システムの動作を図１１を用いて説明する。図１１は本実施の形態の粒子線治療システムにおける操作・制御の流れを経時的に示す図である。

中央制御装置１００のＣＰＵ１０１は、照射治療を行う患者に関する治療計画データを記憶装置１１０から読み込み、必要なデータを照射制御装置４０を介して各コントローラに出力する。各コントローラは、ガントリー角度調整、照射装置１５の設定、及び治療用ベッド２９の位置決め等を行う。これら患者準備作業が終了すると、オペレータがコンソール３７の準備完了スイッチ３８を押し、患者準備完了信号が治療順序制御装置１２０へと出力される。治療順序制御装置１２０では患者準備完了信号の入力順に各治療室２Ａ〜２Ｃ，３に対する治療順序が決定される。決定された治療室信号は中央制御装置１００のＣＰＵ１０１に入力される。ＣＰＵ１０１は、この入力された治療室信号（すなわちビームコース情報）と、治療計画データ中のビームを特定するのに必要なパラメータ（照射エネルギー、照射線量（ビーム強度）、ガントリー角度等）を用いて、中央制御装置１００内に設けたディスク１０３に格納されている電力供給制御テーブルから各電磁石への励磁電力供給に関する制御指令データを生成する。このようにして作成された制御指令データは電磁石電源制御装置１３０へ出力され、この電磁石電源制御装置１３０によって、加速器電源１４０、ビームパス電源１５０、スイッチング電源１６０、及び経路切替制御装置１７０にそれぞれ分配される。これら各電源装置１４０，１５０，１６０及び経路切替制御装置１７０によって各電磁石の励磁電流の設定が終了すると、電磁石電源制御装置１３０は中央制御装置１００のＣＰＵ１０１に機器設定が完了したことを表す信号を出力し、これによりＣＰＵ１０１は機械側の最終準備が完了したことを表す信号をオペレータコンソール３７のディスプレイ３９へ出力する。これにより、ディスプレイ３９では機械側最終準備完了の表示が行われ、例えば医者によって照射指示スイッチ４２が操作されると、これに対応した照射開始指示信号が中央制御装置１００のＣＰＵ１０１に入力される。これにより、ＣＰＵ１０１は出射指示信号及び加速指示信号をライナック１１及びシンクロトロン１２の前述した高周波加速空胴へ出力し、その結果、荷電粒子ビーム発生装置１からイオンビームが出射されて該当する治療室の照射装置から患者３０の患部に照射される。

この図１１に示すように、各治療室における患者準備作業からビーム照射終了までの治療時間は、主に、患者準備作業時間（以下、患者セットアップ時間）Ｔ１、ビームセットアップ時間Ｔ２、及びビーム照射時間Ｔ３に分けることができる。この図１１では信号の流れの理解を容易とするために短く表示されているが、ビームセットアップ時間Ｔ２の多くは制御指令データの生成時間によって消費される。

以上詳述した本実施の形態の粒子線治療システムによれば、以下のような作用が得られる。
すなわち本実施の形態では、荷電粒子ビーム発生装置１、及び荷電粒子ビーム発生装置１から出射されたイオンビームを照射装置１５Ａ〜１５Ｃ，１６に輸送するビーム輸送系４，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに設けられた各電磁石のうち、ステアリング電磁石７ＨＡ〜７ＨＣ，７ＶＡ〜７ＶＣ，８ＨＡ〜８ＨＣ，８ＶＡ〜８ＶＣに対する制御指令データをグループ２データ、その他の電磁石に対する制御指令データをグループ１データとして２グループに分類して保存する。このように、ガントリー角度に依存する制御指令データのみを別グループに分類することにより、回転ガントリーの角度のみが相違するビーム種類の制御指令データについては、グループ２データのみをグループ２データ格納部１０３Ｂに保存すれば足り、グループ１データについては共用することができる。ここで、グループ２データに分類されるガントリー輸送系のステアリング電磁石の数は各治療室（各コース）について高々数個（本実施の形態では４個）であるが、グループ１データに属するその他の電磁石についてはコースによっても変化するが、通常３０〜１５０個程度である（なお、図５では主要な電磁石のみしか図示していないため、数は少ない）。したがって本実施の形態によれば、回転ガントリーの角度のみが相違するビーム種類の制御指令データに関しては、３０〜１５０個程度の個数を有するグループ１データについては共用し、高々数個のグループ２データのみをガントリー角度に応じて保存すればよいことになり、各電磁石への制御指令データを全て丸ごと保存していた従来方式に比べ、保存する指令データの量を大幅に削減することができる。その結果、保存されている制御指令データから要求されたビームに応じた必要な指令データを読み出す検索時間を短縮することができる。すなわち、図１１に示す制御指令データ生成に要する時間を短縮することができ、その結果、ビームセットアップ時間Ｔ２を短縮できる。通常、本実施形態のように複数の治療室を有する粒子線治療システムの場合、１つの治療室においてビームセットアップ及びビーム照射が行われている最中に、次の治療室は患者セットアップを完了し待機状態となる。これにより、ビーム照射が終了したら直ちに次の治療室のビームセットアップが行われるようになっている。したがって、ビームセットアップ時間Ｔ２が長くなると、次の治療室の待機時間が長くなってしまい、治療効率が低下する。したがって、本実施の形態によれば、ビームセットアップ時間Ｔ２を短縮することができる結果、一治療室における単位時間当たりの治療人数を増加することができる。また、このように保存する指令データの量を大幅に削減することができる結果、指令データを保存するリソース（例えばハードディスクやＣＤ-ＲＯＭ等）の削減が可能となり、データの取り扱い性の向上及びコストの削減を図ることができる。

また本実施の形態によれば、エネルギー展開処理部１０１Ｄ及びガントリー角度展開処理部１０１Ｅにより、ビームエネルギー及びガントリー角度に応じた制御指令データを自動的に作成し保存する。これにより、各治療室からどのようなビームエネルギー及びガントリー角度が要求されても、それに応じて自動でビームの設定を行うことができ、中央制御装置１００によるビームの自動設定が可能となる範囲を飛躍的に拡大することができる。

さらに本実施の形態によれば、１つの制御指令データに対して１つのインデックスデータを付加し、グループ１データとグループ２データとに分類する際にはそのインデックスデータに対応するインデックス番号をそれぞれ採番した上で保存する。このインデックスデータにより、オペレータは制御指令データの内容を容易に把握できると共に、制御指令データが２つのグループに分類して保存されていることを意識せずに、１つの指令データとして書込み・読出しを行うことができる。すなわち、２グループに分類することによるデータの取り扱い性の低下を防止することができる。さらに、両グループの指令データを読み込む際には、採番されたインデックス番号を対応するグループ１データとグループ２データを特定するキーとして用いるので、グループ１データとグループ２データとが誤った組み合わせで読み出されることを防止することができる。

なお、以上に述べた本発明の一実施形態では、照射装置のビーム照射方式を特に限定しなかったが、例えば複数のエネルギーを自動的に変更しながら照射する方式（エネルギースキャン方式）の照射装置を有する粒子線治療システムに本発明を採用した場合には、各治療室からの要求ビームに対し複数のエネルギーに対応した複数の制御指令データをディスク１０３の電力供給制御テーブルから選択する必要がある。この場合には、上記一実施の形態で述べた制御指令データの検索をエネルギー数に応じて複数回実行する必要があるため、検索時間を短縮できることにより一治療室における単位時間当たりの治療人数を増加することができるという本発明の効果をさらに発揮することができる。

また、以上に述べた本発明の一実施形態は、シンクロトロンを含む粒子線治療システムを対象としているが、サイクロトロンを含む粒子線治療システムに対しても適用可能である。

本発明の一実施形態の粒子線治療システムの全体概略構成を表す概念図である。 図１に示した治療室の詳細構成を表す概念的平面図である。 本発明の一実施形態の粒子線治療システムにおける制御系を表すブロック図である。 各患者毎の治療計画データの一例を表す図である。 中央制御装置内に設けたディスクに予め格納されている電力供給制御テーブルを表す図である。 中央制御装置の機能のうち、制御指令データの保存処理に係わる機能を表す機能ブロック図である。 コンソールのディスプレイによるインデックスデータの表示の一例を示す図である。 中央制御装置のディスクの電力供給制御テーブルを作成するための制御指令データの保存処理の流れを示すフローチャートである。 ガントリー角度展開処理部によってガントリー角度展開アルゴリズムを用いて新たに算出される制御指令データの一例を示す図である。 エネルギー展開処理部によってエネルギー展開アルゴリズムを用いて新たに算出される制御指令データの一例を示す図である。 本実施の形態の粒子線治療システムにおける操作・制御の流れを経時的に示す図である。

符号の説明

１ 荷電粒子ビーム発生装置
４ 第１ビーム輸送系（ビーム輸送系）
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ 第２ビーム輸送系（ビーム輸送系）
７ＨＡ〜７ＨＣ，７ＶＡ〜７ＶＣ ステアリング電磁石（電磁石）
８ＨＡ〜８ＨＣ，８ＶＡ〜８ＶＣ ステアリング電磁石（電磁石）
９，１３，１８，１９，２０ 四極電磁石（電磁石）
２２Ａ〜２２Ｃ，２４Ａ〜２４Ｃ 四極電磁石（電磁石）
２７，２８ 四極電磁石（電磁石）
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１６ 照射装置
１００ 中央制御装置（制御装置）
１０１Ｃ データ保存読出処理部（読出し手段）
１０１Ｄ エネルギー展開処理部（エネルギー展開算出手段）
１０１Ｅ ガントリー角度展開処理部（角度展開算出手段）
１０３Ａ グループ１データ格納部（第１指令値保存手段）
１０３Ｂ グループ２データ格納部（第２指令値保存手段）
１０３Ｃ インデックスデータ格納部（インデックス情報保存手段）

Claims (6)

1. 荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、
   前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを照射対象に照射する照射装置と、
   前記照射装置を有し、回転可能に設けられた回転ガントリーと、
   前記荷電粒子ビーム発生装置から出射された前記荷電粒子ビームを前記照射装置に輸送するビーム輸送系であって、前記回転ガントリーに位置するガントリー部分を有するビーム輸送系と、
   前記荷電粒子ビーム発生装置及び前記ビーム輸送系に設けられた電磁石の励磁電流をそれぞれ指令する指令値群を、前記回転ガントリーの回転角度に依存しない第１の指令値群と前記回転ガントリーの回転角度に依存する第２の指令値群とに分けて格納した記憶装置と、
   前記記憶装置に記憶した前記第１の指令値群及び前記第２の指令値群のそれぞれから該当する指令値を読み出して、前記ビーム輸送系のガントリー部分の電磁石の一部を前記第２の指令値群の指令値を用いて制御し、前記ビーム輸送系の残りの電磁石と前記荷電粒子ビーム発生装置の電磁石とを前記第１の指令値群の指令値を用いて制御する制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線治療装置。
2. 前記第２の指令値群の指令値を用いて制御される前記ガントリー部分の電磁石の一部は、ステアリング電磁石であることを特徴とする請求項１記載の粒子線治療装置。
3. 前記回転ガントリーの回転角度に応じて前記第２の指令値群を算出する角度展開算出手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療装置。
4. 前記荷電粒子ビーム発生装置から出射される前記荷電粒子ビームのエネルギーに応じて前記第１及び第２の指令値群を算出するエネルギー展開算出手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の粒子線治療装置。
5. 前記制御装置は、
   前記第１の指令値群を保存する第１指令値保存手段と、前記第２の指令値群を保存する第２指令値保存手段と、前記第１の指令値群と前記第２の指令値群を対応付けるインデックス情報を保存するインデックス情報保存手段とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の粒子線治療装置。
6. 前記制御装置は、
   前記インデックス情報保存手段から読み出した前記インデックス情報を用い、前記第１指令値保存手段及び前記第２指令値保存手段から対応付けられた前記第１の指令値群及び前記第２の指令値群を読み出す読出し手段を有することを特徴とする請求項５記載の粒子線治療装置。

Images