[發明專利]射束監視系統以及粒子束照射系統

在審

• 申請號: 201410377913.5
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104338244A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 堀能士;森山國夫;巖本朋久;田所昌宏
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;曹鑫

技術領域

本發明涉及一種帶電粒子射束(粒子束)的照射系統中的監視射束位置的射束監視系統，特別涉及適合應用于向患部照射質子、碳離子等的粒子束來進行治療的粒子束治療裝置的粒子束照射系統的射束監視系統。

背景技術

已知向癌癥等的患者的患部照射質子、碳離子等帶電粒子束(粒子束、離子束)的治療方法。用于該治療的粒子束照射系統具備帶電粒子束產生裝置。通過帶電粒子束產生裝置加速的離子束經過第一射束輸送系統和設置在旋轉架臺上的第二射束輸送系統到達設置在旋轉架臺上的照射裝置。離子束從照射裝置出射而照射患者的患部。

作為照射裝置的照射方式，例如已知非專利文獻1所記載的那樣的、在通過散射體擴展射束后與患部形狀一致地取出的二重散射體方式(非專利文獻1的2081頁、圖35)、搖擺調整(wobbler)法(非專利文獻1的2084頁、圖41)、以及使細的射束在患部區域內掃描的掃描方式(非專利文獻1的2092頁以及2093頁)。

在上述的射束照射法中，由于對正常細胞的影響少、不需要噴嘴內置設備這樣的特征，而集中關注于掃描方式。掃描方式的特征在于：與向照射對象的照射量對應地停止帶電離子束的輸出，通過控制能量和掃描電磁鐵來變更被稱為點的帶電粒子束的照射位置，在完成變更后再開始帶電粒子束的出射，由此一邊依次切換照射位置，一邊與照射對象(患部)的形狀一致地照射射束。

在帶電粒子照射系統中，為了與患部的形狀一致地進行照射，在掃描電磁鐵下游側、作為照射對象的患部跟前，設置射束位置監視器(以后稱為點位置監視器)。

點位置監視器由被稱為多線(multi-wire)的檢測器(以后稱為通道)構成，是在電容器中針對每個通道積蓄由于射束的通過而產生的電荷量，讀出感生出的電壓的方式的檢測器。在各通道中檢測出的信號是微弱的，因此在通道的下游側設置放大器，在通道中檢測出的信號(檢測信號)經由放大器發送到信號處理裝置。通過由信號處理裝置接受來自全部多線的檢測信號，能夠檢測射束的位置和寬度。

為了提高點位置監視器的射束位置和射束寬度的檢測精度，考慮增大通道數。在點位置監視器中，伴隨著通道數，需要信號放大器、信號處理裝置，射束的位置和寬度檢測中對全部通道進行信號放大和信號處理，因此存在以下的問題，即通道數越是增加則監視系統越是大規模，并且越成為復雜的結構，另外成本變高。

非專利文獻1：REVIEW?OF?SCIENTIFIC?INSTRUMENTS、VOLUME.64、NUMBER8、(AUGUST1993)、P2074～2093。

發明內容

本發明的目的在于提供一種射束監視系統以及具備它的粒子束照射系統，其在掃描方式的點照射中能夠進行準確的位置確定，能夠使是否是適當的照射的判斷高精度化。

為了解決上述問題，例如采用請求專利保護的范圍所記載的結構。

本發明包含多個解決上述問題的手段，如果列舉其一個例子，則其具備檢測所通過的帶電粒子束的收集電極，其具有多個將相鄰的多個電極絲作為一個組的上述組，該組被分割為由相鄰的多個上述電極絲構成的分區，屬于某分區的各個上述電極絲與屬于其他組的分區的任意一個上述電極絲分別通過同一布線以在每個組中不同的方式置換地連接，使得至少2個通道在物理上不連續；接受從該收集電極的上述電極絲輸出的檢測信號并進行信號處理的信號處理裝置，其根據計劃的射束照射目標位置信息和上述置換連接的信息，對從上述電極絲輸出的檢測信號進行排序并作為處理信號輸出；射束監視控制裝置，其根據從該信號處理裝置輸出的處理信號，計算通過了上述電極絲的帶電粒子束的射束位置和射束寬度。

根據本發明，能夠實現不只是向正確的位置的射束照射、還能夠準確地檢測出向錯誤的位置的射束照射的射束監視系統，能夠在掃描方式的點照射中進行準確的位置確定，能夠使是否是適當的照射的判斷高精度化。

附圖說明

圖1是表示本發明的粒子束照射系統的第一實施方式的整體結構的結構圖。

圖2是表示構成本發明的粒子束照射系統的第一實施方式的掃描照射系統和照射控制系統的概要的結構圖。

圖3是本發明的粒子束照射系統的第一實施方式中的射束監視系統的概要圖。

圖4是掃描照射方式的帶電粒子束照射的控制的流程圖。

圖5是表示本發明的射束監視系統的第一實施方式中的通道的分組處理連接的一個例子的概要圖。

圖6是表示本發明的射束監視系統的第一實施方式中的置換連接的一個例子的概要圖。