粒子線治療システム及びそのビームコース切替方法
【課題】電磁石電源の個数を低減できかついずれかの電源が故障した場合でも治療を継続することができる粒子線治療システム及びそのビームコース切替方法を提供する。
【解決手段】第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの電磁石群に対応した電源群を有する２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂと、電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する電磁石電源装置の電源群を選択された治療室に係わる電磁石群に接続するよう切替える２つの負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂとを設け、電磁石電源装置のうち１つのものの電源群を最先の治療室に係わる電磁石群に接続し、他の電磁石電源装置の電源群を、その次の治療室に係わる電磁石群に接続するよう制御する。電源故障時は、故障した電源を含まない電磁石電源装置をバックアップ用として用いる。
【解決手段】第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの電磁石群に対応した電源群を有する２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂと、電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する電磁石電源装置の電源群を選択された治療室に係わる電磁石群に接続するよう切替える２つの負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂとを設け、電磁石電源装置のうち１つのものの電源群を最先の治療室に係わる電磁石群に接続し、他の電磁石電源装置の電源群を、その次の治療室に係わる電磁石群に接続するよう制御する。電源故障時は、故障した電源を含まない電磁石電源装置をバックアップ用として用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線治療システムに係り、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システム及びそのビームコース切替方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん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システム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、及び複数の治療室に設置された複数の照射装置を備えている。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、この共通のビーム輸送系から分岐して各治療室の照射装置へと至る複数の分岐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、共通の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電磁石がそれぞれ設けられ、各分岐ビーム輸送系には、切替電磁石により導入された荷電粒子ビームを照射装置に導くための偏向電磁石、四極電磁石等の電磁石群（コース電磁石群）が設けられている（例えば、特許文献１及び２参照）。コース電磁石群に対応する電源群は、通常、１セットであり、負荷切替装置（負荷切替器群）を切替えることで１セットの電源群を選択された分岐ビーム輸送系のコース電磁石群に接続して、コース電磁石群を励磁し、初期化と電流設定処理を行う。
【０００３】
【特許文献１】特表平１１−５０１２３２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の粒子線治療システムにおいて、各治療室における照射治療時には、共通のビーム輸送系からの荷電粒子ビームを当該治療室のみに選択的に導入する。その際、今まで別の治療室で照射治療を行っていた場合は、その治療室での照射完了後、全ての切替電磁石を切替制御するとともに、選択した治療室に係わるコース電磁石群に電源群を接続するための切替えを行い、その後コース電磁石群の初期化と電流設定処理を行うことで、選択した治療室へのビーム輸送経路を形成する。
【０００５】
このようにある治療室での治療照射が完了後、別の治療室での照射治療を行う場合は、コース選択処理に際して、切替電磁石を切替制御するだけではなく、コース電磁石群に電源群を接続するための負荷切替装置の切替処理が必要であり、その切替時間の分、運転開始から照射終了までのトータルの治療時間が長くなり、治療効率を低下させている。
【０００６】
この切替時間をなくす方法として、全ての分岐ビーム輸送系のコース電磁石群に対して電磁石電源を１対１で設けることが考えられる。しかし、この構成では、（分岐ビーム輸送系の数）×（コース電磁石群の数）で得られる個数の電源が必要となるため、治療室の数が増えれば増えるほど電磁石電源数が増加する。
【０００７】
また、コース電磁石群に対応する電源群は１セットであるため、万が一、その電源群に含まれるいずれかの電源が故障した場合、いずれの治療室においても治療を行うことができなくなる。
【０００８】
本発明の第１の目的は、電磁石電源の個数を低減することができる粒子線治療システム及びそのビームコース切替方法を提供することである。
【０００９】
本発明の第２の目的は、万が一、電磁石群電源群のいずれかの電源が故障をした場合でも、少なくとも一部の治療室で治療を継続することができる粒子線治療システム及びそのビームコース切替方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１及び第２の目的を達成する本発明の特徴は、荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの１つの前記電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち荷電粒子ビームの照射を行う第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることにある。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、上記粒子線治療システムにおいて、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段を備えることにある。
【００１２】
このように本発明は、少なくとも２つの電磁石電源装置と少なくとも２つの負荷切替装置を設けたので、それらの電源群を、別々の照射室に係わる第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう切替制御するため、少なくとも２つの電磁石電源装置を交互に用いて複数の治療室に係る各第２ビーム輸送系の電磁石群を励磁することができる。電磁石電源装置は最少限２つあれば足りるため、電磁石電源の個数を低減することができる。
【００１３】
また、各第２ビーム輸送系に荷電粒子ビームを導かない状態で、少なくとも２つの電磁石電源装置を交互に用いて各第２ビーム輸送系の電磁石群を励磁することができるため、荷電粒子ビームを導く前にコース選択処理を行っておくことが可能となり、コース切替時間が短縮され、治療室を１人の患者が占有する時間を短縮することができる。このため、１つの照射装置当りの治療人数を増大することができる。
【００１４】
また、万が一、１つの電磁石電源装置のいずれかの電源が故障をした場合でも、少なくともその故障した電源部分に関し、他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続するよう切替制御するため、他の電磁石電源装置の電源群をバックアップ用として用いることが可能となり、各治療室での治療を継続して行うことができる。
【００１５】
更に本発明の他の特徴は、前記切替制御手段が、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するとき、その接続が当該電磁石群の全ての電磁石に対して完了したかを判定する切替状態判定手段と、前記切替状態判定手段の判定が肯定されたときに、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う初期化及び電流設定手段とを更に備えることにある。
【００１６】
これにより意図する治療室の照射装置への荷電粒子ビームの導入を確実にし、安全性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、各第２ビーム輸送系の電磁石群を電磁石電源装置を交互に使用して励磁することができるため、電磁石電源の個数を低減できる。
【００１８】
また、コース切替時間を短縮し、治療時間を短縮て治療効率を向上させることができる。
【００１９】
また、万が一、１つの電磁石電源装置のいずれかの電源が故障をしたとき、少なくともその故障した電源部分に関し、他の１つの電磁石電源装置の電源群をバックアップ用として用いることが可能となるため、各治療室での治療を継続して行うことができる。
【００２０】
さらに、万が一、１つの電磁石電源装置の電源群のある１台の個別の電源が故障した場合でも、当該電源は不使用とするとともに、他の電磁石電源装置の対応する個別の電源を運転することにより、故障の影響を大きく受けることなく運転を続けることができる。故障の影響の度合は、システムが有する電磁石電源装置の数による。電磁石電源装置が２つの場合、故障発生時はコース切替時間として従来技術のレベルで運転することができる。電磁石電源装置の数が３以上の場合、個別電源の故障の影響を受けることなく運転することが可能である。
【００２１】
ここで、個別電源の故障が複数発生した場合を考える。ある電磁石を担当する個別電源の数が３台あり、その３台のうち１台が故障した場合は、残り２台で１台の電磁石を担当できるため、本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果が得られる。異なる電磁石を担当する個別電源が同時に故障した場合も同様である。一方、ある電磁石を担当する個別電源の数が３台あり、その３台のうち２台が故障した場合は、本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果は得られないが、従来方式で故障がない場合と同等の運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の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。
【００２３】
本実施形態の粒子線治療システムである陽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、６つの治療室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ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５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを有するビーム輸送系と、切替電磁石（経路切替装置）６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅと、各治療室別のシャッタ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅと、全治療室共通のシャッタ８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，５Ｅ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。
【００２４】
荷電粒子ビーム発生装置１は、イオン源（図示せず）、線形加速器を用いた前段加速器（前段荷電粒子ビーム発生装置）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、陽イオン（または炭素イオン））は前段加速器１１で加速される。前段加速器１１から出射されたイオンビーム（例えば、陽イオンビーム）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。なお、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射停止が、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行われる。
【００２５】
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、シャッタ８、偏向電磁石１７、四極電磁石１８、切替電磁石６Ａ、四極電磁石１９Ｂ、切替電磁石６Ｂ、四極電磁石１９Ｃ、切替電磁石６Ｃ、四極電磁石１９Ｄ、切替電磁石６Ｄ、四極電磁石１９Ｅ、切替電磁石６Ｅ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電磁石６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅの励磁、非励磁の切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，５Ｅのいずれかに選択的に導入される。各切替電磁石は、偏向電磁石の一種である。
【００２６】
第２ビーム輸送系５Ａは、第１輸送系４のビーム経路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６２Ａ、及びビーム経路６２Ａ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、シャッタ７Ａ、偏向電磁石２３Ａ、四極電磁石２４Ａ、偏向電磁石２５Ａ、偏向電磁石２６Ａを備える。切替電磁石６Ａはビーム経路６２Ａに配置されているとも言える。
【００２７】
第２ビーム輸送系５Ｂ、第２ビーム輸送系５Ｃ、第２ビーム輸送系５Ｄ、および第２ビーム輸送系５Ｅも第２ビーム輸送系５Ａと同様に構成されている。これら第２ビーム輸送系２Ｂ〜２Ｅにおいて、第２ビーム輸送系２Ａの構成要素と同等のものには同じ参照数字の添え字Ａに代え、添え字Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを付して示している。
【００２８】
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６２Ａ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，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅについても同様に、イオンビームは各ビーム経路６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅを通って照射装置１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅにそれぞれ輸送される。
【００２９】
照射装置１５Ａ〜１５Ｅは、治療室２Ａ〜２Ｅにそれぞれ設置された回転ガントリー（図示せず）に取り付けられている。照射装置１５Ａ〜１５Ｅは二重散乱体方式の照射装置である。これらにウォブラー方式の照射装置を用いてもよい。治療室２Ａ〜Ｅは例えばがん患者用の第１〜第５治療室であり、治療室３は、固定式の照射装置１６を備えた眼科治療用の第６の治療室である。
【００３０】
第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに設けられた電磁石群はそれぞれの治療室２Ａ〜２Ｅ固有の電磁石であり、荷電粒子ビーム発生装置１のシンクロトロン１２及び第１ビーム輸送系４に設けられた電磁石群は治療室２Ａ〜２Ｅに共通の電磁石群である。本願明細書において、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに設けられた各電磁石群をコース電磁石群と呼び、荷電粒子ビーム発生装置１のシンクロトロン１２及び第１ビーム輸送系４に設けられた電磁石群を共通部電磁石群と呼ぶ。以下にコース電磁石群と共通部電磁石群を具体的に列挙する。
【００３１】
＜コース電磁石群＞
１．治療室２Ａ：第２ビーム輸送系５Ａの電磁石群（偏向電磁石２１Ａ、四極電磁石２２Ａ、偏向電磁石２３Ａ、四極電磁石２４Ａ、偏向電磁石２５Ａ、偏向電磁石２６Ａ）。
【００３２】
２．治療室２Ｂ：第２ビーム輸送系５Ｂの電磁石群（偏向電磁石２１Ｂ、四極電磁石２２Ｂ、偏向電磁石２３Ｂ、四極電磁石２４Ｂ、偏向電磁石２５Ｂ、偏向電磁石２６Ｂ）。
【００３３】
３．治療室２Ｃ：第２ビーム輸送系５Ｃの電磁石群（偏向電磁石２１Ｃ、四極電磁石２２Ｃ、偏向電磁石２３Ｃ、四極電磁石２４Ｃ、偏向電磁石２５Ｃ、偏向電磁石２６Ｃ）。
【００３４】
４．治療室２Ｄ：第２ビーム輸送系５Ｄの電磁石群（偏向電磁石２１Ｄ、四極電磁石２２Ｄ、偏向電磁石２３Ｄ、四極電磁石２４Ｄ、偏向電磁石２５Ｄ、偏向電磁石２６Ｄ）。
【００３５】
５．治療室２Ｅ：第２ビーム輸送系５Ｅの電磁石群（偏向電磁石２１Ｅ、四極電磁石２２Ｅ、偏向電磁石２３Ｅ、四極電磁石２４Ｅ、偏向電磁石２５Ｅ、偏向電磁石２６Ｅ）。
【００３６】
＜共通部電磁石群＞
１．シンクロトロン１２の電磁石群（四極電磁石１３及び偏向電磁石１４）。
【００３７】
２．第１ビーム輸送系４の電磁石群（四極電磁石１８、偏向電磁石１７、四極電磁石１８、切替電磁石６Ａ、四極電磁石１９Ｂ、切替電磁石６Ｂ、四極電磁石１９Ｃ、切替電磁石６Ｃ、四極電磁石１９Ｄ、切替電磁石６Ｄ、四極電磁石１９Ｅ、切替電磁石６Ｅ）。
【００３８】
なお、コース電磁石群は一部を省略し示している。例えば、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのそれぞれにおいて、四極電磁石は２個のみ示したが、実際にはそれ以上（４〜５個）ある。また、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのそれぞれにおいてステアリング電磁石は省略している。
【００３９】
次に、本実施形態の陽子線治療システムの制御系を説明する。
【００４０】
本実施形態の陽子線治療システムは、制御装置４０を備え、制御装置４０は、制御部４１と、２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂと、２つの負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂとを有している。
【００４１】
電磁石電源装置４２Ａ及び４２Ｂは、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各々の電磁石群、つまり各コース電磁石群に含まれる各電磁石をそれぞれ励磁するためのものである。電磁石電源装置４２Ａは、各コース電磁石群に含まれる各電磁石とそれぞれ一対一に対応している図２に示す電源（個別電源）３０Ａ１〜３０Ａｎ（例えば、第２ビーム輸送系５Ａの各電磁石２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ，２６Ａ，……のそれぞれに対応する各電源）を有している。電磁石電源装置４２Ａに含まれるそれらの電源全体を、以下、電磁石電源群Ａという。電磁石電源装置４２Ｂは、電磁石電源装置４２Ａと同様に、各コース電磁石群に含まれる各電磁石とそれぞれ一対一に対応している図２に示す電源（個別電源）３０Ｂ１〜３０Ｂｎを有している。電磁石電源装置４２Ｂに含まれるそれらの電源全体を、以下、電磁石電源群Ｂという。
【００４２】
負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂは、それぞれ、コース選択指令（後述）に基づく切替指令に応じて電磁石電源群Ａ，Ｂの一方を第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのうちの選択された１つのコース電磁石群に接続するよう切替えるためのものである。負荷切替装置４３Ａは、電磁石電源装置４２Ａに含まれる電源３０Ａ１〜３０Ａｎとそれぞれ一対一に対応して設けられて該当する１つの電源に接続された図２に示す切替器３１Ａ１〜３１Ａｎ（例えば、第２ビーム輸送系５Ａの各電磁石２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ，２６Ａ，……のそれぞれに対応する各切替器）を有している。負荷切替装置４３Ａに含まれるそれらの切替器を負荷切替器群Ａという。負荷切替装置４３Ｂは、負荷切替装置４３Ａと同様に、電磁石電源装置４２Ｂに含まれる電源３０Ｂ１〜３０Ｂｎとそれぞれ一対一に対応して設けられて該当する１つの電源に接続された図２に示す切替器３１Ｂ１〜３１Ｂｎを有している。負荷切替装置４３Ｂに含まれるそれらの切替器を負荷切替器群Ｂという。
【００４３】
電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのそれぞれの電源、及び負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂのそれぞれの切替器は、１つのコース電磁石群に含まれる電磁石の個数と同じ個数だけ存在する。切替器３１Ａ１〜３１Ａｎのそれぞれは、切替え操作によって、該当する１つの電源を、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅにおいて配置順番が同じである５つの電磁石のうちの１つに接続する。切替器３１Ｂ１〜３１Ｂｎのそれぞれも、同様に、切替え操作によって、該当する１つの電源を、それらの電磁石のうちの１つに接続する。例えば、切替器３１Ａ１は、切替え操作によって、電源３０Ａ１を、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの偏向電磁石２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅのうちの１つの偏向電磁石に接続する。また、切替器３１Ｂ１は、切替え操作によって、電源３０Ｂ１を、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの偏向電磁石２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅのうちの１つの偏向電磁石に接続する。
【００４４】
制御部４１は、各治療室２Ａ〜Ｅ，３（または各治療室に対応した制御室）からの治療室準備完了信号５１を受けて照射ビームを輸送する治療室を選択し、電磁石電源群Ａ又はＢを選択した治療室に係わるコース電磁石群に接続するよう負荷切替器群Ａ又はＢを切替える。例えば、その時点でイオンビームが導かれている治療室（以下、治療中の治療室という）が治療室２Ｃであって電磁石電源群Ｂが使用され、治療中の治療室の次に治療が行われる（イオンビームが導かれる）治療室(以下、選択された次の治療室という)が治療室２Ａである場合、制御部４１は、待機状態にある電磁石電源群Ａに含まれる各電源を治療室２Ａに係わるコース電磁石群に含まれて対応する電磁石に接続するよう負荷切替器群Ａの各切替器を切替える。この切替操作は、シンクロトロン１２から出射されたイオンビームが、切替電磁石６Ｃによって、治療中の治療室２Ｃ内の照射装置１５Ｃに連絡される第２ビーム輸送系５Ｃに導かれる状態にあるときと並行して行われる。また、制御部４１は、負荷切替器群Ａによる切替え操作が完了したことを確認した後、電磁石電源群Ａの各電源を制御してコース電磁石群に含まれる各電磁石の初期化及びそれらの電磁石に対する励磁電流設定処理を行う。
【００４５】
制御部４１は、図２に示すように、制御回路３３、先着判定（ＦＣＦＳ；First Come First Service）回路３５、運転パラメータを記憶する記憶装置３２、待機行列回路（電磁石電源割当手段）３４、コース選択状態判定回路（切替状態判定手段）３６を有している。図中、実線は実運転側（後述）の処理の流れを示し、破線は待機運転側（後述）の処理の流れを示す。図２では、説明の便宜上、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ及び負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂ共、それぞれ、電源群及び切替器群の２つを代表して示している。また、治療室３の制御部分は省略している。
【００４６】
先着判定回路３５は各治療室２Ａ〜Ｅ，３からの治療室準備完了信号５１を入力し、この治療室準備完了信号５１の到着順序（治療室の準備が完了した順番）を判定し、先着順に治療室番号を出力する。
【００４７】
待機行列回路３４は電磁石電源割当手段であり、先着判定回路３５からの到着順序と治療室情報に基づいて、次に選択された治療室に対応したコース電磁石群に対し、電磁石電源群Ａ，Ｂの一方への割り振りの管理を行う。
【００４８】
制御回路３３は、待機行列回路３４からの電源群割り振り情報、コース選択状態判定回路３６の判定情報、及び記憶装置３２からの運転パラメータ情報に基づいて、待機運転処理及び実運転処理を行う。
【００４９】
制御回路３３は、待機運転処理において、待機行列回路３４からの電源群割り振り情報に基づいて選択された次の治療室に対するコース選択指令及び励磁電流指令を作成する。制御回路３３は、このコース選択指令に応じた切替指令を負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂのうち待機状態である一方の負荷切替装置に出力してその負荷切替装置の各切替器の切替えを行う。また、制御回路３３は、コース選択状態判定回路３６の判定情報に基づいて待機状態にある負荷切替装置の各切替器の切替えが完了したことを確認した後、記憶装置３２から対応する治療室に係わる運転パラメータ（電流設定値）を読み出して励磁電流指令を作成する。作成された励磁電流指令は、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのうち待機状態にある一方の電磁石電源装置の各電源に出力される。これにより、待機状態の負荷切替器群の各切替器によって、待機状態の電磁石電源群の各電源に接続された、選択された次の治療室に対するコース電磁石群の各電磁石が励磁される。この操作によって、それら電磁石の初期化と励磁電流設定処理は、前述したように、治療中の治療室２Ｃの照射装置１５Ｃにイオンビームを導いている状態と並行して行われる。
【００５０】
制御回路３３は、治療中の治療室での照射完了後に、待機状態にあるコース電磁石群（選定された次の治療室に対応して、上記の初期化及び励磁電流設定処理が完了しているコース電磁石群）がある場合に、「照射許可有り」の判定情報を生成し、実運転処理を行う。「照射許可有り」の判定情報を入力した、他の制御装置である加速器制御装置３９（図１）は、実運転処理において、共通部電磁石群（第１ビーム輸送系４の電磁石群、シンクロトロン１２の電磁石群）の各電磁石の初期化及び励磁電流設定処理を行う。ただし、第１ビーム輸送系４の電磁石群の電磁石の初期化及び励磁電流の設定は、選択された次の治療室内の照射装置に連絡される第２ビーム輸送系（例えば、選択された次の治療室が治療室２Ａであれば第２ビーム輸送系５Ａ）にイオンビームを導く切替電磁石（例えば、切替電磁石６Ａ）、及び第１ビーム輸送系４においてその切替電磁石よりも上流に位置する各電磁石に対して行われる。第１ビーム輸送系４において、その切替電磁石よりも下流側に位置する各電磁石に対する初期化及び励磁電流の設定は、行われない。制御回路３３は、「照射許可有り」の判定を行ったとき、選択された次の治療室に対する実運転処理に入ったことを示す第１フラグ情報を記憶する。
【００５１】
コース選択状態判定回路３６は、負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂの各切替器からの切替状態信号により負荷切替器群Ａ，Ｂの切替えが完了したかどうかを判定し、その判定結果を制御回路３３に出力する。
【００５２】
記憶装置３２は、制御回路３３において励磁電流指令を作成するための運転パラメータを記憶している。この運転パラメータは、患者毎の治療計画データ（患者ＩＤナンバー、照射線量、照射エネルギー、ガントリー角度、照射野径、照射位置等）から得られる照射条件に基づいて予め作成されたものであり、これには、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの電磁石群に対する電流設定値、共通部電磁石群に対する電流設定値等が含まれる。
【００５３】
コース選択状態判定回路３６及び負荷切替装置４３Ａの構造を、図３を用いて説明する。負荷切替装置４３Ｂは、図３に示されていないが、負荷切替装置４３Ａと同じ構成を有する。
【００５４】
負荷切替装置４３Ａは、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各々のコース電磁石群の各電磁石と一対一に対応して設けられたコンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎを含むコンタクタ群４４Ａと、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各々のコース電磁石群の各電磁石と一対一に対応して設けられた補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎを含む補助継電器群４５Ａとを有する。また、例えば、切替器３１Ａ１はコンタクタ４４Ａ１及び補助継電器４５Ａ１を含む。切替器３１Ａ２はコンタクタ４４Ａ２及び補助継電器４５Ａ２を含む。
【００５５】
コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎは、それぞれ、コース選択指令に基づく切替指令に応じて、電磁石電源群Ａを第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各コース電磁石群のうちの選択された１つのコース電磁石群に接続するよう切替える複数の接点を有する。補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎは、それぞれ、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに対応して設けられた複数の切替状態検出ライン４６Ａ〜４６Ｅ中に配置される。補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎは、それぞれ、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎのうち対応するコンタクタの切替状態に応じて閉成する複数の接点を有している。
【００５６】
コース選択状態判定回路３６は、それぞれ、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに対応して設けられた複数のコース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅ及び導通判定部３８Ａ〜３８Ｅを有している。
【００５７】
導通判定部３８Ａ〜３８Ｅは、それぞれ、切替状態検出ライン４６Ａ〜４６Ｅが導通状態にあるかどうかを判定する。導通状態にあれば、導通判定部３８Ａ〜３８Ｅは、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎの全てが電磁石電源群Ａの各電源を第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのうち選択された１つの第２ビーム輸送系の各電磁石に接続するよう切替えられたと判定する。この判定結果に基づくコース情報が、導通判定部３８Ａ〜３８Ｅのそれぞれから対応するコース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅに出力される。例えば、前述のように、治療室２Ａが選択された次の治療室であり、治療室２Ａ内の照射装置１５Ａにつながる第２ビーム輸送系５Ａの電磁石群に対して待機運転処理が実行されるものとする（図２、図３の状態）。補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎは、全て、第２ビーム輸送系５Ａに対応する接点が閉成され、切替状態検出ライン４６Ａが導通状態にある。このため、導通判定部３８Ａは、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎの全てが電磁石電源群Ａの各電源を第２ビーム輸送系５Ａのコース電磁石群の各電磁石に接続するよう切替えられたと判定する。この判定結果に基づくコース情報（例えばＯＮ信号）がコース選択完了判定部３７Ａに入力される。
【００５８】
コース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅは、それぞれ、制御回路３３から負荷切替装置４３Ａに与えられたコース選択指令に基づくコース情報と導通判定部３８Ａ〜３８Ｅの判定結果に基づくコース情報とを比較する。コース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅは、それぞれ、両者が一致すると、負荷切替装置４３Ａが電磁石電源群Ａを第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各電磁石群のうち選択された１つの電磁石群に接続するよう切替えられ、その切替（コース切替）がコース選択指令通りに行われたと判定する。この判定結果は制御回路３３に入力される。前述の図２、図３の待機運転処理においてコース選択指令に基づくコース選択情報は、例えばコース選択完了判定部３７Ａに対してＯＮ信号を与える情報である。また、導通判定部３８Ａからのコース情報もＯＮ信号である。このため、コース選択完了判定部３７Ａは、負荷切替装置４３Ａの各コンタクタが電磁石電源群Ａの各電源を第２ビーム輸送系５Ａの対応する各電磁石群のそれぞれに接続するよう切替えられ、かつその切替（コース切替）がコース選択指令通り第２ビーム輸送系５Ａに対して行われたと判定する。この判定結果が制御回路３３に入力される。
【００５９】
また、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂは、それぞれ、電磁石電源群Ａ，Ｂに含まれる各電源の運転状態を監視し、その状態情報を状態信号として出力する機能を有している。各電源の状態情報は、各電源が故障しているかどうかの故障情報を得るためのものであり、例えば電源温度、電源電圧、冷却水流量、冷却ファン回転数、ヒューズの状態等である。電源温度の異常上昇（過熱）、電源電圧の異常上昇（過電圧）、冷却水流量の異常低下、ファン回転数の異常低下、ヒューズの切断等のいずれかが発生した場合は、電源に故障が発生したと考えることができる。
【００６０】
制御回路３３は、制御部４１の図示しない信号入力手段を介して電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのいずれかの電源が故障しているかどうかを確認し、故障が無い場合は、待機行列回路３４（電磁石電源割当手段）からの電源割り振り情報を有効とし、故障が有る場合は、その電源割り振り情報を無効とし、かつ少なくとも故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を用いて電源群の再割り当てを行い、この再割り当ての結果に基づいて負荷切替装置４３Ａ又は４３Ｂを制御する。
【００６１】
制御回路３３及び加速器制御装置３９の処理内容の詳細を、図４を用いて説明する。
【００６２】
制御回路３３は、まず、空き状態にある（コース電磁石群に接続されていない）電磁石電源装置を認識する（ステップ７０）。この認識は、後述するステップ７９、８９における照射完了時に制御回路３３に記憶される照射完了を示す第２フラグ情報を用いて行われる。そして、認識された待機状態の電磁石電源装置（電磁石電源装置４２Ａまたは４２Ｂ）を用いて、選択された次の治療室内の照射装置に連絡される第２ビーム輸送系のコース電磁石群に対する待機運転処理が実施される。電磁石電源装置４２Ａを用いた待機運転処理とその後の実運転処理を、Ａ側処理という。また、電磁石電源装置４２Ｂを用いた待機運転処理とその後の実運転処理を、Ｂ側処理という。
【００６３】
治療室２Ｃが治療中であり、治療室２Ａが選択された次の治療室であり、電磁石電源装置４２Ａ及び負荷切替装置４３Ａが待機状態にある場合は、治療室２Ｃが治療中であるため、切替電磁石６Ａ〜６Ｅのうち切替電磁石６Ｃのみが励磁され、この切替電磁石６Ｃによってイオンビームが第２ビーム輸送系５Ｃに導かれる。待機行列回路３４には、治療室２Ａの更に次に治療を行う治療室として治療室２Ｅが選択されているとする。この場合、治療室２Ａに対応するコース電磁石群についてはＡ側処理が実施され、治療室２Ｃでの治療が完了後、治療室２Ｅに対応するコース電磁石群についてはＢ側処理が、実施される。
【００６４】
もし、電磁石電源装置４２Ａ、４２Ｂがいずれも空き状態である場合（例えば、一日において最初に治療を行う場合）は、最初に準備が完了したと待機行列回路３４によって選択された治療室に対応するコース電磁石群は、初期化及び励磁電流設定処理が電磁石電源装置４２Ａにより行われる（Ａ側処理）。また、引き続き準備が完了したと待機行列回路３４によって選択された治療室に対応するコース電磁石群は、初期化及び励磁電流設定処理が電磁石電源装置４２Ｂにより行われる（Ｂ側処理）。
【００６５】
また、制御回路３３は、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、電源の故障が無い場合は、待機行列回路３４（電磁石電源割当手段）からの電源割り振り情報を有効とし、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する（ステップ１１０）。一方、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源のいずれかが故障している場合は、待機行列回路３４からの電源割り振り情報を無効とし、電源の再割り付けを行う（ステップ１１１）。この電源の再割り付けの方法には次の２通りがある。
【００６６】
（１）電源が故障していない電磁石電源装置のみを用いる。例えば、電磁石電源装置４２Ａの電源の１つが故障した場合は、電磁石電源装置４２Ａは用いず、電磁石電源装置４２Ｂのみを用いる。
【００６７】
（２）いずれかの電源が故障した電磁石電源装置の故障していない電源と、他の電磁石電源装置の当該故障電源に対応する電源とを用いる。例えば、電磁石電源装置４２Ａの電源の１つが故障した場合は、電磁石電源装置４２Ａのそれ以外の電源と、電磁石電源装置４２Ｂの故障電源に対応する電源とを用いる。
【００６８】
以上のステップ１１０及び１１１の処理機能はバックアップ制御手段を構成する。
【００６９】
次に、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する。
【００７０】
＜Ａ側処理＞
このＡ側処理は、運転パラメータ取得処理（ステップ７１）、コース選択処理（ステップ７２）、切替状態判定処理（ステップ７３）、初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）、電源故障確認処理（ステップ１１２）、照射許可判定処理（ステップ７５）、共通部電磁石初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７６）、オペレータ照射操作判定処理（ステップ７７）、照射処理（ステップ７８）、照射完了判定処理（ステップ７９）、待機コース判定処理（ステップ８０）の各処理を行う。ステップ７１〜７５，７７，７９及び８０の処理は制御回路３３で行われる。ステップ７６，７８の処理は加速器制御装置３９で行われる。治療室２Ｃが治療中であり、選択された次の治療室が治療室２Ａであり、更にその次に選択された治療室が治療室２Ｅである場合を例に取り、ステップ７１〜８０の具体的な処理内容を以下に説明する。
【００７１】
１．運転パラメータ取得処理（ステップ７１）
制御回路３３は、待機行列回路３４から選択された次の治療室、すなわち治療室２Ａの情報を入力する。制御回路３３は、その入力情報に基づいて、治療室２Ａで治療を受ける患者の治療計画データに基づいて作成された運転パラメータを、記憶装置３２から取得する。
【００７２】
２．コース選択処理（ステップ７２）
制御回路３３は、治療室２Ａ用のコース選択指令を作成し、負荷切替装置４３Ａにそのコース選択指令に基づく切替指令を出力する。負荷切替装置４３Ａは、電磁石電源装置４２Ａの各電源を治療室２Ａに係わるコース電磁石群の各電磁石に接続するように、負荷切替器群Ａのコンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎのそれぞれを切替える。このステップ７２の処理機能は切替制御手段を構成する。
【００７３】
３．切替状態判定処理（ステップ７３）
制御回路３３は、コース選択状態判定回路３６の判定結果の情報に基づいて、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎのそれぞれの切替えが正常に完了したかどうかを確認する。コース選択状態判定回路３６とステップ７３の処理機能は切替状態判定手段を構成する。
【００７４】
４Ａ．初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）
各コンタクタの正常な切替完了を確認した後、制御回路３３は、運転パラメータのうち、治療室２Ａに係わるコース電磁石群（待機状態のコース電磁石群）の各電磁石に対する運転パラメータ（例えば、励磁電流設定値）に基づいて、それらの電磁石に対する各励磁電流指令を作成する。電磁石電源装置４２Ａの各電源は、制御回路３３によって各励磁電流指令に基づいて制御され、当該コース電磁石群の各電磁石を励磁する。これにより、それらの電磁石の初期化及び励磁電流設定処理が行われる。このステップ７４の処理機能は初期化及び電流設定手段を構成する。
【００７５】
４Ｂ．電源故障確認処理（ステップ１１２）
制御回路３３は、Ａ側処理に入った後も、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、電源の故障が無い場合のみ次の処理に移行し、電源のいずれかが故障している場合は、Ａ側処理を終了し、ステップ１１１の電源再割り付け処理に移行する。この場合の電源の再割り付け方法も上記（１）及び（２）の２通りがある。
【００７６】
Ａ側処理に入った後に電源が故障する場合として、例えば、一旦、コース選択処理（ステップ７２）が正常に行われた後、コース電磁石の初期化運転実行中に電磁石電源装置４２Ａのいずれかの電源が故障する場合が考えられる。また、図４では、便宜上、電源故障確認処理を初期化及び励磁電流設定処理の次に示したが、この電源故障確認処理は、Ａ側処理に入った後、照射が実行される（ステップ７８）まで間、常時、行われており、電磁石電源装置４２Ａのいずれかの電源が故障したことが確認されると、即座に、Ａ側処理を終了し、ステップ１１１の電源再割り付け処理に移行する。
【００７７】
このステップ１１２の処理機能もバックアップ制御手段を構成する。
【００７８】
５．照射許可判定処理（ステップ７５）
制御回路３３は、照射許可有り（治療室２Ａ内の照射装置１５Ａへのイオンビームの導入が許可されている）かの判定を行う。この判定は、治療室２Ｃでのイオンビームの照射完了後で、Ｂ側処理のステップ９０において、「待機コース有り」と判定されたときに生成される「照射許可」の情報に基づいて行われる。ステップ７５では、その「照射許可」の情報に基づいて「照射許可有り」の判定が行われる。この判定の結果、制御回路３３は、加速器制御装置３９に「照射許可有り」の判定情報を出力する。なお、「待機コース有り」とは、待機状態のコース電磁石群の各電磁石に対し、初期化及び励磁電流設定処理が完了していることを意味する。制御回路３３は、「照射許可有り」の判定をしたとき、前述の第１フラグ情報を記憶する。
【００７９】
６．共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７６）
加速器制御装置３９は、「照射許可有り」の判定情報を入力すると、共通部電磁石群（第１ビーム輸送系４の電磁石群のうち切替電磁石６Ａ及びこれよりも上流側の各電磁石、シンクロトロン１２の電磁石群）の各電磁石の初期化及び電流設定処理を行う。これらの電磁石の初期化及び電流設定処理は、加速器制御装置３９が、記憶装置３２から取得した共通部電磁石群の運転パラメータ（例えば、励磁電流設定値）に基づいて作成した励磁電流指令によって、図示しない電源群を制御し、共通部電磁石群を励磁することにより行われる。切替電磁石６Ａは、励磁されることによって、イオンビームを第１ビーム輸送系４から第２ビーム輸送系５Ａに導くことが可能となる。
【００８０】
７．オペレータ照射操作判定処理（ステップ７７）
制御回路３３は、治療室２Ａに対する照射開始信号に基づいて照射操作の判定を行う。この判定は、例えば、以下のように行われる。すなわち、共通部電磁石の初期化及び設定処理完了後に、機械側の照射準備完了を示す信号が治療室２Ａに対応したコンソールのディスプレイ（図示せず）に表示される。その表示を見た医者がそのコンソールに設けられた照射指示スイッチ（図示せず）を操作することによって照射開始信号が出力される。制御回路３３は、その照射開始信号を入力したとき、治療室２Ａに対する照射開始の操作があったと判定する。
【００８１】
８．照射処理（ステップ７８）
治療室２Ａに対する照射開始操作があったと判定したとき、制御回路３３は加速器制御装置３９に出射開始信号を出力する。加速器制御装置３９は、出射開始信号に基づいて、シンクロトロン１２の出射用高周波印加装置（図示せず）から高周波信号を周回するイオンビームに印加し、イオンビームをシンクロトロン１２から出射させる。出射されたイオンビームは、切替電磁石６Ａ及び第２ビーム輸送系５Ａを経て、照射装置１５Ａから患者の患部に照射される。
【００８２】
以上のステップ７５〜７８の処理機能は照射制御手段を構成する。
【００８３】
９．照射完了判定処理（ステップ７９）
制御回路３３は、加速器制御装置３９から出射停止信号を入力したとき、治療室２Ａでのイオンビームの照射が完了したと判定する。このとき、制御回路３３は第２フラグ情報を記憶する。
【００８４】
１０．待機コース判定処理（ステップ８０）
制御回路３３は、治療室２Ａでの照射完了時に、初期化及び励磁電流設定処理が完了している待機状態のコース電磁石群があるかを判定する。治療室２Ｅに対応する第２ビーム輸送系５Ｅの電磁石群の各電磁石の初期化等が完了しているため、制御回路３３は「待機コース有り」と判定する。この判定により、Ｂ側処理のステップ８５を実行する加速器制御装置３９に「照射許可」の情報を出力する。待機状態のコース電磁石群がなければ、本処理を終了する。
【００８５】
＜Ｂ側処理＞
Ｂ側処理も、運転パラメータ取得処理（ステップ８１）、コース選択処理（ステップ８２）、切替状態判定処理（ステップ８３）、初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８４）、電源故障確認処理（ステップ１１３）、照射許可判定処理（ステップ８５）、共通部電磁石初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）、オペレータ照射操作判定処理（ステップ８７）、照射処理（ステップ８８）、照射完了判定処理（ステップ８９）、待機コース判定処理（ステップ９０）の各処理を行う。Ｂ側処理の各ステップの処理内容はＡ側処理の各ステップのそれと同じなので、説明は省略する。
【００８６】
制御回路３３は、Ａ側処理において第１フラグ情報を生成した場合、治療室２Ａに対するＡ側処理での実運転処理と並行して、選択された次の治療室２Ｅに対するＢ側処理での待機運転処理を実行する。以上のＡ側処理及びＢ側処理において、ステップ７５，８５で「照射許可有り」と判定されるまでは、選択された次の治療室に対応したコース電磁石群に対する処理（ステップ７１〜７４，８１〜８４の処理）は待機運転処理であり、ステップ７５，８５で照射許可有りと判定された後の処理（ステップ７７〜８０，８７〜９０の処理）は実運転処理である。
【００８７】
次に、本実施形態の動作を、図５を用いて説明する。図５は、上段から順次、治療室準備完了信号による治療室の設定状態、待機行列回路３４の出力状態（実運転側）、待機行列回路３４の出力状態（待機運転側）、共通部電磁石群の動作状態、電磁石電源群Ａの動作状態、電磁石電源群Ｂの動作状態をしている。図中、網目部分は初期化及び励磁電流設定処理を示し、斜線部分は負荷を切替えるコース選択処理を示す。
【００８８】
一日おいて最初に治療を行う状態で、先着判定回路３５が、時点Ｔ１で治療室２Ｃから、時点Ｔ２で治療室２Ａから、時点Ｔ３で治療室２Ｅからそれぞれ準備完了信号５１を入力したとする。この場合、先着判定回路３５は、それらの準備完了信号５１の到着順序により、治療室２Ｃ，２Ａ，２Ｅの順に治療を行う順番を決定し、その順番で治療室番号（治療室情報）を待機行列回路３４に出力する。時点Ｔ１では、電磁石電源群Ａ，Ｂがいずれも使用されていない。治療室２Ｃの治療室番号は待機行列回路３４の実運転側領域に記憶される。このため、前述したように、最初に準備が完了した治療室２Ｃに対応するコース電磁石群は、初期化及び励磁電流設定処理が電磁石電源群Ａによって初期化及び励磁電流設定処理が行われる。すなわち、そのコース電磁石群の各電磁石に対して、Ａ側処理のコース選択処理（ステップ７２）及びコース電磁石群の初期化及び電流設定処理（ステップ７４）等の処理が実行され、その後、切替電磁石６Ｃの切替処理を含む共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７６）、イオンビーム照射（ステップ７８）等の実運転処理が実行される。
【００８９】
治療室２Ｃの照射処理中の時点Ｔ２において、治療室２Ａの治療室番号が待機行列回路３４の待機側領域に記憶される。治療室２Ａに対応する第２ビーム輸送系２Ａの電磁石群に電磁石群に対して、電磁石電源群Ｂを用いたＢ側処理での待機運転処理、すなわち、コース選択処理（ステップ８２）及びその電磁石群の初期化及び電流設定処理（ステップ８４）等が実施される。時点Ｔ４において治療室２Ｃの照射処理（ステップ７８）が終了すると、治療室２Ａの治療室番号が待機行列回路３４の実運転側領域に移行する。そして、治療室２Ａにイオンビームを導くために使用される、空き状態となった共通部電磁石群に対して、切替電磁石６Ａの切替処理を含む初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）が行われる。これが完了すると治療室２Ａでの照射処理（ステップ８８）に移行する。
【００９０】
一方、治療室２Ｃの照射処理中及び治療室２Ａの待機運転処理中の時点Ｔ３において、治療室２Ｅからの準備完了信号の入力により治療室２Ｅの治療室番号が待機行列回路３４に入力される。このとき、電磁石電源群Ａ，Ｂは共に使用中であるため、治療室２Ｅに対応する第２ビーム輸送系５Ｅの電磁石群に対して待機運転処理が実行されない。時点Ｔ４で治療室２Ｃの照射処理（ステップ７８）が終了すると、治療室２Ｅの治療室番号が待機行列回路３４の待機側領域に記憶される。空き状態となった電磁石電源群Ａを用いて、治療室２Ｅに対応する第２ビーム輸送系２Ｅの電磁石群に対して、待機運転処理であるコース選択処理（ステップ７２）及びその電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）が実施される。
【００９１】
時点Ｔ５で治療室２Ａの照射処理（ステップ８８）が終了すると、治療室２Ｅの治療室番号が待機行列回路３４の実運転側領域に移行する。治療室２Ｅにイオンビームを導くために使用される、空き状態となった共通部電磁石群に対して、切替電磁石６Ｅの切替処理を含む初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）が行われる。これが完了すると治療室２Ｅでの照射処理（ステップ８８）に移行する。以後、先着判定回路３５で決定された治療室順に、電磁石電源群Ｂ，Ａを交互に用いたＢ側処理及びＡ側処理が繰り返される。
【００９２】
従来の粒子線治療システムによる動作を、図６を用いて説明する。図６は、上段から順次、治療室準備完了信号による治療室の設定状態、先着判定回路３５の出力状態（実運転）、共通部電磁石群の動作状態、電磁石電源群Ａの動作状態を示している。従来システムでは電磁石電源群は１セットあるだけであり、図６ではそれを電磁石電源群Ａで示している。図中、網目部分は初期化及び励磁電流設定処理を示し、斜線部分は負荷を切替えるコース選択処理を示す。
【００９３】
図５と同様に、一日おいて最初に治療を行う状態で、先着判定回路３５が、治療室２Ｃ，２Ａ，２Ｅの順に治療を行う順番を決定したとする。時点Ｔ１での電磁石電源群Ａが使用されていない状態で、治療室２Ｃが待機行列回路３４に設定されると、治療室２Ｃに対応するコース電磁石群に対し、電磁石電源Ａによる初期化及び励磁電流設定処理が行われる。また、切替電磁石６Ｃの切替処理を含む共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理がほぼ同時に行われる。それらの処理が終了すると治療室２Ｃの照射処理に移行する。
【００９４】
治療室２Ｃの照射処理中に、時点Ｔ２において、治療室２Ａが設定された場合、電磁石電源群Ａ及び共通部電磁石群は共に使用中であるため、治療室２Ａに対応するコース電磁石群に対する初期化等の処理が実行されない。治療室２Ｃの照射処理中の時点Ｔ３において、治療室２Ｅが待機行列回路３４に設定された場合も同様である。時点Ｔ４において、治療室２Ａにおける照射処理が終了すると、電磁石電源群Ａ及び共通部電磁石群が空き状態となるため、負荷切替器群を切替えて治療室２Ａに係わるコース電磁石群に電磁石電源群Ａを接続するコース選択処理を行う。また、治療室２Ａでの照射のための電磁石電源群Ａによるコース電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理と、切替電磁石６Ａの切替処理を含む共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理を行う。これらの処理が完了すると治療室２Ａの照射処理に移行する。時点Ｔ５において、治療室２Ａの照射処理が終了すると、同様に、治療室２Ｅに係わるコース電磁石群に対するコース選択処理、及びそのコース電磁石群に対し電磁石電源群Ａによる初期化及び励磁電流設定処理を行う。更に、共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（切替電磁石６Ｅの切替処理を含む）を行う。これらの処理が完了すると治療室２Ｅの照射処理に移行する。
【００９５】
以上のように、従来システムにおいては、最初の治療室２Ｃに続く治療室２Ａ又は２Ｅにおけるイオンビームの照射治療に際しては、その治療室２Ａ又は２Ｅに係わるコース電磁石群を電磁石電源群Ａに接続するコース選択処理と、共通部電磁石群の初期化処理と励磁電流設定処理（切替電磁石の切替処理を含む）とを、ほぼ同時に行う必要があり、コース電磁石群に対するコース選択処理時間（負荷切替器群の切替時間）の分、コース切替時間が長くなり、これに対応して治療時間が長くなり、治療効率を低下させている。
【００９６】
これに対し、本実施形態は、電磁石電源群Ａの使用により該当するコース電磁石群を励磁してイオンビームを治療室２Ｃに輸送する実運転中（実運転と並行して）に、選択された次の治療室２Ａに係わるコース電磁石群を待機状態にある電磁石電源群Ｂに接続するコース選択処理と、電磁石電源群Ｂによる後者のコース電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理を待機運転として予め行うことができる。このため、治療室２Ｃの照射完了時に直ちに治療室２Ａにイオンビームを輸送する実運転が可能となる。治療室２Ａを１人の患者が占有する時間（治療時間という）が短くなり、１つの照射装置当りの治療人数の増大が図れる。以上のように本実施形態によれば、コース切替時間を短縮し、治療時間を短縮して治療効率を向上させることができる。
【００９７】
また、本実施形態は、２つの電磁石電源装置（２セットの電磁石電源群Ａ，Ｂ）を用いているため、５つのコース電磁石群に対し電磁石電源群Ａ，Ｂを共有することができる。５つのコース電磁石群に対する電源の個数を著しく低減できる。特開２００４−２６７４８１号公報の粒子線治療システムでは、各コース電磁石群にそれぞれ含まれる各４極電磁石及び各ステアリング電磁石等にそれぞれ１個の電源を設置していたが、本実施形態では、交互に使用する電磁石電源群Ａ，Ｂの各電源を設置すればよくなった。このため、本実施形態では、特に、それらの４極電磁石及びステアリング電磁石に用いる各電源が著しく少なくなった。これにより粒子線治療システムを簡素化することができる。
【００９８】
また、本実施の形態によれば、コース選択状態判定回路３６によりコース選択処理が完了していることを確認してから該当するコース電磁石群に含まれる各電磁石の初期化と励磁電流設定処理を行ってその後の照射を行う。このため、選択された治療室でのイオンビームの照射を確実に行うことができ、安全性を維持することができる。
【００９９】
次に、本実施形態の電源故障時の動作について説明する。
【０１００】
図７に電磁石電源装置４２Ａの個別電源の１台が故障した場合の運転例を示す。電磁石電源装置４２Ａはｎ台の個別電源３０Ａ１、・・・、３０Ａｋ、・・・、３０Ａｎから構成される。同様に、電磁石電源装置４２Ｂはｎ台の個別電源３０Ｂ１、・・・、３０Ｂｋ、・・・、３０Ｂｎから構成される。ここで、電磁石電源装置４２Ａが空き状態にあり、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋが故障したと仮定する。この場合、この運転例では、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋの代わりに電磁石電源装置４２Ｂの対応する個別電源３０Ｂｋを使用し、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源はそのまま使用する（上記再割り付け方法（２）による）。
【０１０１】
上記の動作は、図２及び図４では次のように行われる。まず、制御回路３３は、前述したように、図示しない制御部４１の信号入力手段により、各個別電源の運転状態に係わる状態情報（状態信号）を取り込んでおり、図４の電源故障確認処理（ステップ１１０）において、その状態情報に基づいて個別電源に故障が発生しているかどうかを確認する。この例では、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋが故障しているため、故障有りと判定され、その故障情報に基づいて電源の再割り付け処理（ステップ１１１）において、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋの代わりに電磁石電源装置４２Ｂの対応する個別電源３０Ｂｋを割り当て、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源の割り当てはそのままとする。このように電源の再割り付けが行われると、電磁石電源装置４２Ａは空き状態にあるので、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源に対しては、直ちにＡ側処理に移行し、図４の運転パラメータ取得処理（ステップ７１）、コース選択処理（ステップ７２）、切替状態判定処理（ステップ７３）、初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）が実行される。一方、電磁石電源装置４２Ｂの個別電源３０Ｂｋに対しては、電磁石電源装置４２Ｂが使用中であるため、電磁石電源装置４２Ｂの使用が完了するまで、つまり、電磁石電源装置４２Ｂを用いて初期化及び電流設定処理がなされたコース電磁石に係わる治療室の照射が完了するまで、Ｂ側処理へ移行せず、待機する。
【０１０２】
また、一旦、ステップ７２のコース選択処理が行われた後に、ステップ７４の初期化運転を実行中に個別電源３０Ａｋが故障した場合など、Ａ側処理に入った後に個別電源３０Ａｋが故障した場合は、Ａ側処理を終了し、ステップ１１１の電源再割り付け処理に戻って上記と同様の電源の再割り付けをする。また、この場合も、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源に対しては、直ちにＡ側処理に移行し、電磁石電源装置４２Ｂの個別電源３０Ｂｋに対しては、電磁石電源装置４２Ｂが使用中であるため、電磁石電源装置４２Ｂの使用が完了するまで、Ｂ側処理へ移行せず、待機する。なお、Ａ側処理においては、電源故障前のステップ７１の運転パラメータ取得・設定処理で取得した運転パラメータはそのまま生かし、ステップ７２のコース選択処理以降を行うようにしてもよい。
【０１０３】
このように制御することにより、各電磁石電源装置の個別電源の故障が発生しても、最小限の影響で運転を続けることが可能となる。
【０１０４】
以上のように本実施形態によれば、コース切替時間を短縮し、治療時間を短縮して治療効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、コース電磁石群の全てに電源を１対１で設ける場合に比べて、電磁石電源の個数を低減することができ、粒子線治療システムを簡素化することができる。
【０１０６】
また、意図する治療室の照射装置への家電粒子ビームの導入を確実にし、安全性を維持することができる。
【０１０７】
また、万が一、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのいずれかの電源が故障した場合は、電源が故障していない電磁石電源装置をバックアップ用として用いるため、本実施形態における治療時間の短縮は図れなくなるが、特開２００４−２６７４８１号公報の粒子線治療システムと同様に各治療室で治療を継続することができる。第１フラグ情報及び第２フラグ情報の生成により、待機状態にある電磁石電源装置を確実に把握でき、待機運転処理時に使用する電磁石電源装置を簡単に見分けることができる。
【０１０８】
なお、以上の実施形態では、５つの治療室２Ａ〜２Ｅに対し２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂを設けたが、治療室の数より少なければ、電磁石電源装置の数を３つ以上としてもよい。この場合は、全ての電磁石電源装置の電源群をコース電磁石群に順番に接続するようコース選択処理を行ってもよいし、電磁石電源装置の一部をバックアップ用電源専用に用いてもよい。また、２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂを用いる場合は、治療室の数は３つ以上であればよい。要は、治療室の数より電磁石電源装置の数が少なければ、本実施形態で生じる効果を得ることができる。また、設備構成によっては、１つの大きな治療室に複数のビームコースを有することがある。この場合も、治療室内部のそれぞれのビームコースに合わせた区域を治療室として定義すれば、本実施形態の効果を得ることができる。
【０１０９】
本発明の第２の実施形態である粒子線治療システムを、図８及び図９を用いて説明する。本実施形態は、複数の治療室の一部がスキャニング方式の照射装置を備える場合のものである。図８中、図１に示したものと同等のものには同じ符号を付し、図９中、図２に示したものと同等のものには同じ符号を付している。
【０１１０】
図８において、治療室２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに配置される照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥはスキャニング方式の照射装置であり、治療室２Ａ，２Ｂ，３に配置された照射装置１５Ａ，１５Ｂ，１６は例えば二重散乱体方式の照射装置（ウォブラー方式の照射装置でもよい）である。スキャニング方式の照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥは、それぞれ、細いイオンビームを患部領域内でスキャニングさせるための一対の走査電磁石（走査電磁石群）を備えている。これらの走査電磁石は、治療室２Ｃ〜２Ｅ固有の電磁石であり、各コース電磁石群にそれぞれ含まれている。イオンビームのスキャニング照射の一例が、特許第３５１８２７０号公報に記載されている。
【０１１１】
制御装置４０Ａは、制御部４１Ａと、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各電磁石群に対する電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ（電磁石電源群Ａ及びＢ）及び負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂと、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥにそれぞれ設けられた走査電磁石群に対する走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂ（走査電磁石電源群Ａ及びＢ）及び走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂとを有している。走査電磁石電源装置４７Ａに含まれる各電源を走査電磁石電源群Ａと言い、走査電磁石電源装置４７Ｂに含まれる各電源を走査電磁石電源群Ｂと言う。電磁石電源装置４７Ａ及び４７Ｂは、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥの各走査電磁石群を励磁するためのものであり、それぞれ、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥの走査電磁石群に対応した電源群を備えている。
【０１１２】
走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂは、それぞれ、コース選択指令（後述）に基づく切替指令に従って走査電磁石電源群Ａ，Ｂを照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥのうちで選択された１つの走査電磁石群に接続するよう切替えるためのものである。走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂは、それぞれ、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥの各々の走査電磁石群に対応した切替器群（補助継電器及びコンタクタを有する一致の切替器を含む）を備えている。以下、走査用負荷切替装置４８Ａの切替器群を走査用負荷切替器群Ａといい、走査用負荷切替装置４８Ｂの切替器群を走査用負荷切替器群Ｂという。
【０１１３】
制御部４１Ａは、図９に示すように、制御回路３３Ａ、先着判定（ＦＣＦＳ；First Come First Service）回路３５、記憶装置３２Ａ、待機行列回路３４、コース選択状態判定回路３６Ａを有している。図中、図２と同様、実線は実運転処理の流れを示し、破線は待機運転処理の流れを示す。図９では、説明の便宜上、負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂ及び走査用負荷切替装置４８Ａ、４８Ｂ共、切替器群の１つを代表して示している。
【０１１４】
制御部４１Ａの先着判定回路３５は、実施形態１と同様に、各治療室２Ａ〜Ｅ，３からの各治療室準備完了信号５１の先着順に治療を行なう治療室を選択し、先着順にそれぞれの治療室番号を待機行列回路３４に出力する。その治療室が照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥを含む治療室２Ｃ，２Ｄ，２Ｅのいずれかである場合、制御回路３３Ａは、走査用電磁石電源群Ａ又はＢを選択した治療室に係わる照射装置の走査電磁石群に接続するよう走査用負荷切替器群Ａ又はＢを切替える。例えば、例えば最先に選択した治療室が治療室２Ｃであり、引き続く治療室（選択された次の治療室）が治療室２Ｅである場合、走査電磁石電源群Ａを治療室２Ｃに係わる照射装置１５ＡＣの走査電磁石群に接続するよう走査用負荷切替器群Ａを切替え、走査電磁石電源群Ｂを治療室２Ｅに係わる照射装置１５ＡＥの走査電磁石群に接続するよう走査用負荷切替器群Ｂを切替える。また、制御回路３３Ａは、前述のＡ側処理を行い、走査用負荷切替器群Ａによる切替えが完了したことを確認した後、走査電磁石電源群Ａを制御して照射装置１５ＡＣに含まれた走査電磁石群のそれぞれの走査電磁石の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）を行う。治療室２Ｃでの治療が行なわれているとき、制御回路３３Ａは、前述のＢ側処理での待機運転処理を行い、走査用負荷切替器群Ｂによる切替えが完了したことを確認した後、走査電磁石電源群Ｂを制御して照射装置１５ＡＥに含まれた走査電磁石群のそれぞれの走査電磁石の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８４）を行う。治療室２Ｃに係わるコース電磁石群（走査電磁石群を除く）の各電磁石に対する初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）は、第１実施形態と同様に、電磁石電源装置４２Ａ及び負荷切替装置４３Ａを用いて行なわれる。治療室２Ｅに係わるコース電磁石群（走査電磁石群を除く）の各電磁石に対する待機運転処理による初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８４）も、第１実施形態と同様に、電磁石電源装置４２Ｂ及び負荷切替装置４３Ｂを用いて行なわれる。制御回路３３Ａは、治療室２Ｃでのイオンビームの照射が終了した後、Ｂ側処理にて、治療室２Ｅ内の照射装置１５ＡＥにイオンビームを導くために、切替電磁石６Ｅの切替処理も含む共通部電磁石群の該当する各電磁石の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）等の実運転処理を実施する。
【０１１５】
また、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂは、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂと同様、それぞれ、走査電磁石電源群Ａ，Ｂに含まれる各電源の運転状態を監視し、その状態情報を状態信号として出力する機能を有し、制御回路３３Ａは、制御部４１Ａの図示しない信号入力手段を介して走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、電源の故障が無い場合は、待機行列回路３４（電磁石電源割当手段）からの電源割り振り情報を有効とし、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する（ステップ１１０）。一方、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障している場合は、待機行列回路３４からの電源割り振り情報を無効とし、電源の再割り付けを行って、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する（ステップ１１１）。この場合の電源の再割り付けの方法には、前述した（１）及び（２）の２通りがある。Ａ側処理及びＢ側処理では、再割り当ての結果に基づいて走査用負荷切替装置４８Ａ又は４８Ｂを制御する。
【０１１６】
また、制御回路３３Ａは、Ａ側処理又はＢ側処理に入った後も、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し（ステップＳ１１２又は１１３）、電源の故障が無い場合のみ次の処理に移行し、電源のいずれかが故障している場合は、Ａ側処理を終了し、電源再割り付け処理（ステップ１１１）に移行する。この場合の電源の再割り付け方法も前述した（１）及び（２）の２通りがある。
【０１１７】
コース選択状態判定回路３６Ａは、負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂからの切替状態信号によりそれらの負荷切替器群Ａ，Ｂの切替えが完了したかどうかを判定するとともに、治療室２Ｃ〜２Ｅが選択されている場合は、走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂからの切替状態信号によりそれらの走査用負荷切替器群Ａ，Ｂの切替えが完了したかどうかを判定し、その判定結果を制御回路３３Ａに出力する。記憶装置３２Ａは、励磁電流指令を作成するための運転パラメータを記憶している。その作成された励磁電流指令には走査電磁石群に対する励磁電流指令も含まれる。
【０１１８】
なお、制御回路３３Ａは、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂに対しては、実施形態１と同様、それらのいずれかの電源が故障している場合は、電源の再割り付けを行い、電源の故障がない電磁石電源装置をバックアップ用として用いる機能を有している。
【０１１９】
本実施形態において、制御回路３３Ａは、治療室２Ｃ〜２Ｅのうちの１つが選択されている場合は、走査電磁石群に対しても待機運転処理と実運転処理を行う。待機運転処理では、待機行列回路３４からの電源群割り振り情報に基づいてコース選択指令及び電流指令を作成し、このコース選択指令に応じた切替指令を走査用負荷切替装置４８Ａ（又は４８Ｂ）に出力して走査用負荷切替器群Ａ（又はＢ）の切替えを行う。また、コース選択状態判定回路３６Ａの判定情報に基づいて走査用負荷切替器群Ａ（又はＢ）の切替えが完了したことを確認した後、記憶装置３２Ａから対応する治療室に係わる運転パラメータ（励磁電流設定値）を読み出して励磁電流指令を作成し、この励磁電流指令を走査電磁石電源装置４７Ａ（又は４７Ｂ）に出力する。これにより走査用負荷切替器群Ａ(又はＢ)により走査電磁石電源群Ａ（又はＢ）に接続された走査電磁石群が励磁され、それら電磁石群の初期化と励磁電流設定処理が行われる。
【０１２０】
Ａ側処理（又はＢ側処理）における実運転処理では、共通部電磁石群（第１ビーム輸送系４の電磁石群、シンクロトロン１２の電磁石群）の初期化及び電流設定処理を行い、治療室からの照射開始信号を待って照射処理を行う。この照射処理では、一対の各走査電磁石の励磁電流設定処理を行い、患部領域においてイオンビームをスキャンさせる。実運転処理におけるイオンビームの患者への照射は、コース電磁石群（走査電磁石群を含む）の初期化及び励磁電流設定処理が完了した後、照射許可有りの判定結果を待って開始する。
【０１２１】
また、制御回路３３Ａは、上記のように、Ａ側処理又はＢ側処理に入る前と入った後の両方で、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、故障がある場合は電源の再割り付けを行い、電源の故障がない走査電磁石電源装置をバックアップ用として用いる。
【０１２２】
以上のように構成した本実施形態においても、第１の実施形態と同様、待機運転として事前に走査電磁石群を電源群に接続するコース選択処理を行うことができるため、その分、治療時間を短縮して治療効率を向上することができる。
【０１２３】
また、同様の治療時間の短縮効果を得るために、走査電磁石群の数に対応して３セットの走査電磁石電源群を準備した場合に比べて、２セットの走査電磁石電源群で済むため、走査電磁石電源の個数を低減でき、粒子線治療システムの構成をより簡素にすることができる。
【０１２４】
更に、コース選択状態判定回路３６Ａによりコース選択処理が完了していることを確認してからコース電磁石群及び走査電磁石群の各電磁石の初期化及び励磁電流設定処理を行う。その後、該当する治療室におけるイオンビームのスキャニング照射が実施される。このため、意図する治療室でのイオンビームの照射を確実に行うことができ、安全性を維持することができる。
【０１２５】
また、万が一、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのいずれかの電源が故障した場合に故障した電源を含まない電磁石電源装置をバックアップ用として用いることができるだけでなく、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂのいずれかの電源が故障した場合も、故障した電源を含まない走査電磁石電源装置をバックアップ用として用いることができるため、スキャニング方式の照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥを含む治療室２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ含めて、いずれの治療室でも治療を継続することができる。
【０１２６】
なお、本実施形態でも、５つの治療室２Ａ〜２Ｅに対し電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ及び走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂを設けたが、治療室の数より少なければ、これらの電磁石電源装置の数を３つ以上としてもよい。この場合は、全ての電磁石電源装置の電源群をコース電磁石群に順番に接続するようコース選択処理を行ってもよいし、電磁石電源装置の一部をバックアップ用電源専用に用いてもよい。また、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ及び走査電磁石電源装置４８Ａ，４８Ｂを用いる場合は、治療室の数は３つ以上であればよく、要は、治療室の数よりそれらの電磁石電源装置の数が少なければ、本実施形態の効果を得ることができる。また、設備構成によっては、１つの大きな治療室に複数のビームコースを有することがある。この場合も、治療室内部のそれぞれのビームコースに合わせた区域を治療室として定義すれば、本実施形態の効果を得ることができる。
【０１２７】
また、本発明では、前述したようにバックアップ制御手段を設けたため、各電磁石電源装置の個別電源の故障が発生しても、最小限の影響で運転を続けることが可能となる。なお、影響の度合としては、次のようになる。電磁石電源装置が２系統の場合は、本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果は期待できず、従来方式の運転と同様となる。電磁石電源装置が３系統の場合は、同じ故障条件でも本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の第１の実施形態による粒子線治療システムの全体概略構成を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態における制御部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。
【図３】負荷切替装置の切替状態信号の生成機能と、コース選択状態判定回路の判定処理機能の詳細を示す図である。
【図４】制御回路の処理機能を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態システムの動作を説明するタイムチャートである。
【図６】従来システムの動作を説明するタイムチャートである。
【図７】電磁石電源装置の個別電源の１台が故障した場合の運転形態を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による粒子線治療システムの全体概略構成を示す概念図である。
【図９】第２の実施形態における制御部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 荷電粒子ビーム発生装置
２Ａ〜Ｅ，３ 治療室
４ 第１ビーム輸送系
５Ａ〜５Ｅ 第２ビーム輸送系
６Ａ〜６Ｅ 切替電磁石
７Ａ〜７Ｆ，８ シャッタ
９，１３，１８，１９Ｂ〜１９Ｇ，２２Ａ〜２２Ｅ，２４Ａ〜２４Ｅ 四極電磁石
１０，１４，１７，２１Ａ〜２１Ｅ，２３Ａ〜２３Ｅ，２５Ａ〜２５Ｅ，２６Ａ〜２６Ｅ 偏向電磁石
１１ 前段加速器
１２ シンクロトロン
１５Ａ〜１５Ｅ，１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥ，１６ 照射装置
３３ 制御回路
３５ 先着判定回路
３２，３２Ａ 記憶装置
３４ 待機行列回路（電磁石電源割当手段）
３６ コース選択状態判定回路（切替状態判定手段）
３７Ａ〜３７Ｅ コース選択完了判定部
３８Ａ〜３８Ｅ 導通判定部
４０ 制御装置
４１ 制御部
４２Ａ，４２Ｂ 電磁石電源装置
４３Ａ，４３Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 負荷切替装置
４４Ａ コンタクタ群
４４Ａ１〜４４Ａｎ コンタクタ
４５Ａ 補助継電器群
４５Ａ１〜４５Ａｎ 補助継電器
４７Ａ，４７Ｂ 走査電磁石電源装置
６１，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ ビーム経路
７０ 空き状態確認処理
７１，８１ 運転パラメータ取得処理
７２，８２ コース選択処理（切替制御手段）
７３，８３ 切替状態判定処理（切替状態判定手段）
７４，８４ 初期化及び励磁電流設定処理（初期化及び電流設定手段）
７５，８５ 照射許可判定処理（照射制御手段）
７６，８６ 共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（照射制御手段）
７７，８７ オペレータ照射操作判定処理（照射制御手段）
７８，８８ 照射処理（照射制御手段）
７９，８９ 照射完了判定処理
８０，９０ 待機コース判定処理
１１０ 電源故障確認処理（バックアップ制御手段）
１１１ 電源再割り付け処理（バックアップ制御手段）
１１２，１１３ 電源故障確認処理（バックアップ制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線治療システムに係り、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システム及びそのビームコース切替方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん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システム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、及び複数の治療室に設置された複数の照射装置を備えている。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、この共通のビーム輸送系から分岐して各治療室の照射装置へと至る複数の分岐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、共通の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電磁石がそれぞれ設けられ、各分岐ビーム輸送系には、切替電磁石により導入された荷電粒子ビームを照射装置に導くための偏向電磁石、四極電磁石等の電磁石群（コース電磁石群）が設けられている（例えば、特許文献１及び２参照）。コース電磁石群に対応する電源群は、通常、１セットであり、負荷切替装置（負荷切替器群）を切替えることで１セットの電源群を選択された分岐ビーム輸送系のコース電磁石群に接続して、コース電磁石群を励磁し、初期化と電流設定処理を行う。
【０００３】
【特許文献１】特表平１１−５０１２３２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の粒子線治療システムにおいて、各治療室における照射治療時には、共通のビーム輸送系からの荷電粒子ビームを当該治療室のみに選択的に導入する。その際、今まで別の治療室で照射治療を行っていた場合は、その治療室での照射完了後、全ての切替電磁石を切替制御するとともに、選択した治療室に係わるコース電磁石群に電源群を接続するための切替えを行い、その後コース電磁石群の初期化と電流設定処理を行うことで、選択した治療室へのビーム輸送経路を形成する。
【０００５】
このようにある治療室での治療照射が完了後、別の治療室での照射治療を行う場合は、コース選択処理に際して、切替電磁石を切替制御するだけではなく、コース電磁石群に電源群を接続するための負荷切替装置の切替処理が必要であり、その切替時間の分、運転開始から照射終了までのトータルの治療時間が長くなり、治療効率を低下させている。
【０００６】
この切替時間をなくす方法として、全ての分岐ビーム輸送系のコース電磁石群に対して電磁石電源を１対１で設けることが考えられる。しかし、この構成では、（分岐ビーム輸送系の数）×（コース電磁石群の数）で得られる個数の電源が必要となるため、治療室の数が増えれば増えるほど電磁石電源数が増加する。
【０００７】
また、コース電磁石群に対応する電源群は１セットであるため、万が一、その電源群に含まれるいずれかの電源が故障した場合、いずれの治療室においても治療を行うことができなくなる。
【０００８】
本発明の第１の目的は、電磁石電源の個数を低減することができる粒子線治療システム及びそのビームコース切替方法を提供することである。
【０００９】
本発明の第２の目的は、万が一、電磁石群電源群のいずれかの電源が故障をした場合でも、少なくとも一部の治療室で治療を継続することができる粒子線治療システム及びそのビームコース切替方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１及び第２の目的を達成する本発明の特徴は、荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの１つの前記電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち荷電粒子ビームの照射を行う第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることにある。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、上記粒子線治療システムにおいて、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段を備えることにある。
【００１２】
このように本発明は、少なくとも２つの電磁石電源装置と少なくとも２つの負荷切替装置を設けたので、それらの電源群を、別々の照射室に係わる第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう切替制御するため、少なくとも２つの電磁石電源装置を交互に用いて複数の治療室に係る各第２ビーム輸送系の電磁石群を励磁することができる。電磁石電源装置は最少限２つあれば足りるため、電磁石電源の個数を低減することができる。
【００１３】
また、各第２ビーム輸送系に荷電粒子ビームを導かない状態で、少なくとも２つの電磁石電源装置を交互に用いて各第２ビーム輸送系の電磁石群を励磁することができるため、荷電粒子ビームを導く前にコース選択処理を行っておくことが可能となり、コース切替時間が短縮され、治療室を１人の患者が占有する時間を短縮することができる。このため、１つの照射装置当りの治療人数を増大することができる。
【００１４】
また、万が一、１つの電磁石電源装置のいずれかの電源が故障をした場合でも、少なくともその故障した電源部分に関し、他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続するよう切替制御するため、他の電磁石電源装置の電源群をバックアップ用として用いることが可能となり、各治療室での治療を継続して行うことができる。
【００１５】
更に本発明の他の特徴は、前記切替制御手段が、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するとき、その接続が当該電磁石群の全ての電磁石に対して完了したかを判定する切替状態判定手段と、前記切替状態判定手段の判定が肯定されたときに、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う初期化及び電流設定手段とを更に備えることにある。
【００１６】
これにより意図する治療室の照射装置への荷電粒子ビームの導入を確実にし、安全性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、各第２ビーム輸送系の電磁石群を電磁石電源装置を交互に使用して励磁することができるため、電磁石電源の個数を低減できる。
【００１８】
また、コース切替時間を短縮し、治療時間を短縮て治療効率を向上させることができる。
【００１９】
また、万が一、１つの電磁石電源装置のいずれかの電源が故障をしたとき、少なくともその故障した電源部分に関し、他の１つの電磁石電源装置の電源群をバックアップ用として用いることが可能となるため、各治療室での治療を継続して行うことができる。
【００２０】
さらに、万が一、１つの電磁石電源装置の電源群のある１台の個別の電源が故障した場合でも、当該電源は不使用とするとともに、他の電磁石電源装置の対応する個別の電源を運転することにより、故障の影響を大きく受けることなく運転を続けることができる。故障の影響の度合は、システムが有する電磁石電源装置の数による。電磁石電源装置が２つの場合、故障発生時はコース切替時間として従来技術のレベルで運転することができる。電磁石電源装置の数が３以上の場合、個別電源の故障の影響を受けることなく運転することが可能である。
【００２１】
ここで、個別電源の故障が複数発生した場合を考える。ある電磁石を担当する個別電源の数が３台あり、その３台のうち１台が故障した場合は、残り２台で１台の電磁石を担当できるため、本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果が得られる。異なる電磁石を担当する個別電源が同時に故障した場合も同様である。一方、ある電磁石を担当する個別電源の数が３台あり、その３台のうち２台が故障した場合は、本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果は得られないが、従来方式で故障がない場合と同等の運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の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。
【００２３】
本実施形態の粒子線治療システムである陽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、６つの治療室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ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５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを有するビーム輸送系と、切替電磁石（経路切替装置）６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅと、各治療室別のシャッタ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅと、全治療室共通のシャッタ８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，５Ｅ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。
【００２４】
荷電粒子ビーム発生装置１は、イオン源（図示せず）、線形加速器を用いた前段加速器（前段荷電粒子ビーム発生装置）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、陽イオン（または炭素イオン））は前段加速器１１で加速される。前段加速器１１から出射されたイオンビーム（例えば、陽イオンビーム）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。なお、シンクロトロン１２からのイオンビームの出射停止が、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行われる。
【００２５】
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、シャッタ８、偏向電磁石１７、四極電磁石１８、切替電磁石６Ａ、四極電磁石１９Ｂ、切替電磁石６Ｂ、四極電磁石１９Ｃ、切替電磁石６Ｃ、四極電磁石１９Ｄ、切替電磁石６Ｄ、四極電磁石１９Ｅ、切替電磁石６Ｅ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電磁石６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅの励磁、非励磁の切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，５Ｅのいずれかに選択的に導入される。各切替電磁石は、偏向電磁石の一種である。
【００２６】
第２ビーム輸送系５Ａは、第１輸送系４のビーム経路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６２Ａ、及びビーム経路６２Ａ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、シャッタ７Ａ、偏向電磁石２３Ａ、四極電磁石２４Ａ、偏向電磁石２５Ａ、偏向電磁石２６Ａを備える。切替電磁石６Ａはビーム経路６２Ａに配置されているとも言える。
【００２７】
第２ビーム輸送系５Ｂ、第２ビーム輸送系５Ｃ、第２ビーム輸送系５Ｄ、および第２ビーム輸送系５Ｅも第２ビーム輸送系５Ａと同様に構成されている。これら第２ビーム輸送系２Ｂ〜２Ｅにおいて、第２ビーム輸送系２Ａの構成要素と同等のものには同じ参照数字の添え字Ａに代え、添え字Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを付して示している。
【００２８】
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６２Ａ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，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅについても同様に、イオンビームは各ビーム経路６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅを通って照射装置１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅにそれぞれ輸送される。
【００２９】
照射装置１５Ａ〜１５Ｅは、治療室２Ａ〜２Ｅにそれぞれ設置された回転ガントリー（図示せず）に取り付けられている。照射装置１５Ａ〜１５Ｅは二重散乱体方式の照射装置である。これらにウォブラー方式の照射装置を用いてもよい。治療室２Ａ〜Ｅは例えばがん患者用の第１〜第５治療室であり、治療室３は、固定式の照射装置１６を備えた眼科治療用の第６の治療室である。
【００３０】
第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに設けられた電磁石群はそれぞれの治療室２Ａ〜２Ｅ固有の電磁石であり、荷電粒子ビーム発生装置１のシンクロトロン１２及び第１ビーム輸送系４に設けられた電磁石群は治療室２Ａ〜２Ｅに共通の電磁石群である。本願明細書において、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに設けられた各電磁石群をコース電磁石群と呼び、荷電粒子ビーム発生装置１のシンクロトロン１２及び第１ビーム輸送系４に設けられた電磁石群を共通部電磁石群と呼ぶ。以下にコース電磁石群と共通部電磁石群を具体的に列挙する。
【００３１】
＜コース電磁石群＞
１．治療室２Ａ：第２ビーム輸送系５Ａの電磁石群（偏向電磁石２１Ａ、四極電磁石２２Ａ、偏向電磁石２３Ａ、四極電磁石２４Ａ、偏向電磁石２５Ａ、偏向電磁石２６Ａ）。
【００３２】
２．治療室２Ｂ：第２ビーム輸送系５Ｂの電磁石群（偏向電磁石２１Ｂ、四極電磁石２２Ｂ、偏向電磁石２３Ｂ、四極電磁石２４Ｂ、偏向電磁石２５Ｂ、偏向電磁石２６Ｂ）。
【００３３】
３．治療室２Ｃ：第２ビーム輸送系５Ｃの電磁石群（偏向電磁石２１Ｃ、四極電磁石２２Ｃ、偏向電磁石２３Ｃ、四極電磁石２４Ｃ、偏向電磁石２５Ｃ、偏向電磁石２６Ｃ）。
【００３４】
４．治療室２Ｄ：第２ビーム輸送系５Ｄの電磁石群（偏向電磁石２１Ｄ、四極電磁石２２Ｄ、偏向電磁石２３Ｄ、四極電磁石２４Ｄ、偏向電磁石２５Ｄ、偏向電磁石２６Ｄ）。
【００３５】
５．治療室２Ｅ：第２ビーム輸送系５Ｅの電磁石群（偏向電磁石２１Ｅ、四極電磁石２２Ｅ、偏向電磁石２３Ｅ、四極電磁石２４Ｅ、偏向電磁石２５Ｅ、偏向電磁石２６Ｅ）。
【００３６】
＜共通部電磁石群＞
１．シンクロトロン１２の電磁石群（四極電磁石１３及び偏向電磁石１４）。
【００３７】
２．第１ビーム輸送系４の電磁石群（四極電磁石１８、偏向電磁石１７、四極電磁石１８、切替電磁石６Ａ、四極電磁石１９Ｂ、切替電磁石６Ｂ、四極電磁石１９Ｃ、切替電磁石６Ｃ、四極電磁石１９Ｄ、切替電磁石６Ｄ、四極電磁石１９Ｅ、切替電磁石６Ｅ）。
【００３８】
なお、コース電磁石群は一部を省略し示している。例えば、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのそれぞれにおいて、四極電磁石は２個のみ示したが、実際にはそれ以上（４〜５個）ある。また、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのそれぞれにおいてステアリング電磁石は省略している。
【００３９】
次に、本実施形態の陽子線治療システムの制御系を説明する。
【００４０】
本実施形態の陽子線治療システムは、制御装置４０を備え、制御装置４０は、制御部４１と、２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂと、２つの負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂとを有している。
【００４１】
電磁石電源装置４２Ａ及び４２Ｂは、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各々の電磁石群、つまり各コース電磁石群に含まれる各電磁石をそれぞれ励磁するためのものである。電磁石電源装置４２Ａは、各コース電磁石群に含まれる各電磁石とそれぞれ一対一に対応している図２に示す電源（個別電源）３０Ａ１〜３０Ａｎ（例えば、第２ビーム輸送系５Ａの各電磁石２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ，２６Ａ，……のそれぞれに対応する各電源）を有している。電磁石電源装置４２Ａに含まれるそれらの電源全体を、以下、電磁石電源群Ａという。電磁石電源装置４２Ｂは、電磁石電源装置４２Ａと同様に、各コース電磁石群に含まれる各電磁石とそれぞれ一対一に対応している図２に示す電源（個別電源）３０Ｂ１〜３０Ｂｎを有している。電磁石電源装置４２Ｂに含まれるそれらの電源全体を、以下、電磁石電源群Ｂという。
【００４２】
負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂは、それぞれ、コース選択指令（後述）に基づく切替指令に応じて電磁石電源群Ａ，Ｂの一方を第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのうちの選択された１つのコース電磁石群に接続するよう切替えるためのものである。負荷切替装置４３Ａは、電磁石電源装置４２Ａに含まれる電源３０Ａ１〜３０Ａｎとそれぞれ一対一に対応して設けられて該当する１つの電源に接続された図２に示す切替器３１Ａ１〜３１Ａｎ（例えば、第２ビーム輸送系５Ａの各電磁石２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ，２６Ａ，……のそれぞれに対応する各切替器）を有している。負荷切替装置４３Ａに含まれるそれらの切替器を負荷切替器群Ａという。負荷切替装置４３Ｂは、負荷切替装置４３Ａと同様に、電磁石電源装置４２Ｂに含まれる電源３０Ｂ１〜３０Ｂｎとそれぞれ一対一に対応して設けられて該当する１つの電源に接続された図２に示す切替器３１Ｂ１〜３１Ｂｎを有している。負荷切替装置４３Ｂに含まれるそれらの切替器を負荷切替器群Ｂという。
【００４３】
電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのそれぞれの電源、及び負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂのそれぞれの切替器は、１つのコース電磁石群に含まれる電磁石の個数と同じ個数だけ存在する。切替器３１Ａ１〜３１Ａｎのそれぞれは、切替え操作によって、該当する１つの電源を、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅにおいて配置順番が同じである５つの電磁石のうちの１つに接続する。切替器３１Ｂ１〜３１Ｂｎのそれぞれも、同様に、切替え操作によって、該当する１つの電源を、それらの電磁石のうちの１つに接続する。例えば、切替器３１Ａ１は、切替え操作によって、電源３０Ａ１を、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの偏向電磁石２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅのうちの１つの偏向電磁石に接続する。また、切替器３１Ｂ１は、切替え操作によって、電源３０Ｂ１を、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの偏向電磁石２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅのうちの１つの偏向電磁石に接続する。
【００４４】
制御部４１は、各治療室２Ａ〜Ｅ，３（または各治療室に対応した制御室）からの治療室準備完了信号５１を受けて照射ビームを輸送する治療室を選択し、電磁石電源群Ａ又はＢを選択した治療室に係わるコース電磁石群に接続するよう負荷切替器群Ａ又はＢを切替える。例えば、その時点でイオンビームが導かれている治療室（以下、治療中の治療室という）が治療室２Ｃであって電磁石電源群Ｂが使用され、治療中の治療室の次に治療が行われる（イオンビームが導かれる）治療室(以下、選択された次の治療室という)が治療室２Ａである場合、制御部４１は、待機状態にある電磁石電源群Ａに含まれる各電源を治療室２Ａに係わるコース電磁石群に含まれて対応する電磁石に接続するよう負荷切替器群Ａの各切替器を切替える。この切替操作は、シンクロトロン１２から出射されたイオンビームが、切替電磁石６Ｃによって、治療中の治療室２Ｃ内の照射装置１５Ｃに連絡される第２ビーム輸送系５Ｃに導かれる状態にあるときと並行して行われる。また、制御部４１は、負荷切替器群Ａによる切替え操作が完了したことを確認した後、電磁石電源群Ａの各電源を制御してコース電磁石群に含まれる各電磁石の初期化及びそれらの電磁石に対する励磁電流設定処理を行う。
【００４５】
制御部４１は、図２に示すように、制御回路３３、先着判定（ＦＣＦＳ；First Come First Service）回路３５、運転パラメータを記憶する記憶装置３２、待機行列回路（電磁石電源割当手段）３４、コース選択状態判定回路（切替状態判定手段）３６を有している。図中、実線は実運転側（後述）の処理の流れを示し、破線は待機運転側（後述）の処理の流れを示す。図２では、説明の便宜上、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ及び負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂ共、それぞれ、電源群及び切替器群の２つを代表して示している。また、治療室３の制御部分は省略している。
【００４６】
先着判定回路３５は各治療室２Ａ〜Ｅ，３からの治療室準備完了信号５１を入力し、この治療室準備完了信号５１の到着順序（治療室の準備が完了した順番）を判定し、先着順に治療室番号を出力する。
【００４７】
待機行列回路３４は電磁石電源割当手段であり、先着判定回路３５からの到着順序と治療室情報に基づいて、次に選択された治療室に対応したコース電磁石群に対し、電磁石電源群Ａ，Ｂの一方への割り振りの管理を行う。
【００４８】
制御回路３３は、待機行列回路３４からの電源群割り振り情報、コース選択状態判定回路３６の判定情報、及び記憶装置３２からの運転パラメータ情報に基づいて、待機運転処理及び実運転処理を行う。
【００４９】
制御回路３３は、待機運転処理において、待機行列回路３４からの電源群割り振り情報に基づいて選択された次の治療室に対するコース選択指令及び励磁電流指令を作成する。制御回路３３は、このコース選択指令に応じた切替指令を負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂのうち待機状態である一方の負荷切替装置に出力してその負荷切替装置の各切替器の切替えを行う。また、制御回路３３は、コース選択状態判定回路３６の判定情報に基づいて待機状態にある負荷切替装置の各切替器の切替えが完了したことを確認した後、記憶装置３２から対応する治療室に係わる運転パラメータ（電流設定値）を読み出して励磁電流指令を作成する。作成された励磁電流指令は、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのうち待機状態にある一方の電磁石電源装置の各電源に出力される。これにより、待機状態の負荷切替器群の各切替器によって、待機状態の電磁石電源群の各電源に接続された、選択された次の治療室に対するコース電磁石群の各電磁石が励磁される。この操作によって、それら電磁石の初期化と励磁電流設定処理は、前述したように、治療中の治療室２Ｃの照射装置１５Ｃにイオンビームを導いている状態と並行して行われる。
【００５０】
制御回路３３は、治療中の治療室での照射完了後に、待機状態にあるコース電磁石群（選定された次の治療室に対応して、上記の初期化及び励磁電流設定処理が完了しているコース電磁石群）がある場合に、「照射許可有り」の判定情報を生成し、実運転処理を行う。「照射許可有り」の判定情報を入力した、他の制御装置である加速器制御装置３９（図１）は、実運転処理において、共通部電磁石群（第１ビーム輸送系４の電磁石群、シンクロトロン１２の電磁石群）の各電磁石の初期化及び励磁電流設定処理を行う。ただし、第１ビーム輸送系４の電磁石群の電磁石の初期化及び励磁電流の設定は、選択された次の治療室内の照射装置に連絡される第２ビーム輸送系（例えば、選択された次の治療室が治療室２Ａであれば第２ビーム輸送系５Ａ）にイオンビームを導く切替電磁石（例えば、切替電磁石６Ａ）、及び第１ビーム輸送系４においてその切替電磁石よりも上流に位置する各電磁石に対して行われる。第１ビーム輸送系４において、その切替電磁石よりも下流側に位置する各電磁石に対する初期化及び励磁電流の設定は、行われない。制御回路３３は、「照射許可有り」の判定を行ったとき、選択された次の治療室に対する実運転処理に入ったことを示す第１フラグ情報を記憶する。
【００５１】
コース選択状態判定回路３６は、負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂの各切替器からの切替状態信号により負荷切替器群Ａ，Ｂの切替えが完了したかどうかを判定し、その判定結果を制御回路３３に出力する。
【００５２】
記憶装置３２は、制御回路３３において励磁電流指令を作成するための運転パラメータを記憶している。この運転パラメータは、患者毎の治療計画データ（患者ＩＤナンバー、照射線量、照射エネルギー、ガントリー角度、照射野径、照射位置等）から得られる照射条件に基づいて予め作成されたものであり、これには、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの電磁石群に対する電流設定値、共通部電磁石群に対する電流設定値等が含まれる。
【００５３】
コース選択状態判定回路３６及び負荷切替装置４３Ａの構造を、図３を用いて説明する。負荷切替装置４３Ｂは、図３に示されていないが、負荷切替装置４３Ａと同じ構成を有する。
【００５４】
負荷切替装置４３Ａは、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各々のコース電磁石群の各電磁石と一対一に対応して設けられたコンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎを含むコンタクタ群４４Ａと、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各々のコース電磁石群の各電磁石と一対一に対応して設けられた補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎを含む補助継電器群４５Ａとを有する。また、例えば、切替器３１Ａ１はコンタクタ４４Ａ１及び補助継電器４５Ａ１を含む。切替器３１Ａ２はコンタクタ４４Ａ２及び補助継電器４５Ａ２を含む。
【００５５】
コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎは、それぞれ、コース選択指令に基づく切替指令に応じて、電磁石電源群Ａを第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各コース電磁石群のうちの選択された１つのコース電磁石群に接続するよう切替える複数の接点を有する。補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎは、それぞれ、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに対応して設けられた複数の切替状態検出ライン４６Ａ〜４６Ｅ中に配置される。補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎは、それぞれ、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎのうち対応するコンタクタの切替状態に応じて閉成する複数の接点を有している。
【００５６】
コース選択状態判定回路３６は、それぞれ、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅに対応して設けられた複数のコース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅ及び導通判定部３８Ａ〜３８Ｅを有している。
【００５７】
導通判定部３８Ａ〜３８Ｅは、それぞれ、切替状態検出ライン４６Ａ〜４６Ｅが導通状態にあるかどうかを判定する。導通状態にあれば、導通判定部３８Ａ〜３８Ｅは、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎの全てが電磁石電源群Ａの各電源を第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅのうち選択された１つの第２ビーム輸送系の各電磁石に接続するよう切替えられたと判定する。この判定結果に基づくコース情報が、導通判定部３８Ａ〜３８Ｅのそれぞれから対応するコース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅに出力される。例えば、前述のように、治療室２Ａが選択された次の治療室であり、治療室２Ａ内の照射装置１５Ａにつながる第２ビーム輸送系５Ａの電磁石群に対して待機運転処理が実行されるものとする（図２、図３の状態）。補助継電器４５Ａ１〜４５Ａｎは、全て、第２ビーム輸送系５Ａに対応する接点が閉成され、切替状態検出ライン４６Ａが導通状態にある。このため、導通判定部３８Ａは、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎの全てが電磁石電源群Ａの各電源を第２ビーム輸送系５Ａのコース電磁石群の各電磁石に接続するよう切替えられたと判定する。この判定結果に基づくコース情報（例えばＯＮ信号）がコース選択完了判定部３７Ａに入力される。
【００５８】
コース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅは、それぞれ、制御回路３３から負荷切替装置４３Ａに与えられたコース選択指令に基づくコース情報と導通判定部３８Ａ〜３８Ｅの判定結果に基づくコース情報とを比較する。コース選択完了判定部３７Ａ〜３７Ｅは、それぞれ、両者が一致すると、負荷切替装置４３Ａが電磁石電源群Ａを第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各電磁石群のうち選択された１つの電磁石群に接続するよう切替えられ、その切替（コース切替）がコース選択指令通りに行われたと判定する。この判定結果は制御回路３３に入力される。前述の図２、図３の待機運転処理においてコース選択指令に基づくコース選択情報は、例えばコース選択完了判定部３７Ａに対してＯＮ信号を与える情報である。また、導通判定部３８Ａからのコース情報もＯＮ信号である。このため、コース選択完了判定部３７Ａは、負荷切替装置４３Ａの各コンタクタが電磁石電源群Ａの各電源を第２ビーム輸送系５Ａの対応する各電磁石群のそれぞれに接続するよう切替えられ、かつその切替（コース切替）がコース選択指令通り第２ビーム輸送系５Ａに対して行われたと判定する。この判定結果が制御回路３３に入力される。
【００５９】
また、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂは、それぞれ、電磁石電源群Ａ，Ｂに含まれる各電源の運転状態を監視し、その状態情報を状態信号として出力する機能を有している。各電源の状態情報は、各電源が故障しているかどうかの故障情報を得るためのものであり、例えば電源温度、電源電圧、冷却水流量、冷却ファン回転数、ヒューズの状態等である。電源温度の異常上昇（過熱）、電源電圧の異常上昇（過電圧）、冷却水流量の異常低下、ファン回転数の異常低下、ヒューズの切断等のいずれかが発生した場合は、電源に故障が発生したと考えることができる。
【００６０】
制御回路３３は、制御部４１の図示しない信号入力手段を介して電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのいずれかの電源が故障しているかどうかを確認し、故障が無い場合は、待機行列回路３４（電磁石電源割当手段）からの電源割り振り情報を有効とし、故障が有る場合は、その電源割り振り情報を無効とし、かつ少なくとも故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を用いて電源群の再割り当てを行い、この再割り当ての結果に基づいて負荷切替装置４３Ａ又は４３Ｂを制御する。
【００６１】
制御回路３３及び加速器制御装置３９の処理内容の詳細を、図４を用いて説明する。
【００６２】
制御回路３３は、まず、空き状態にある（コース電磁石群に接続されていない）電磁石電源装置を認識する（ステップ７０）。この認識は、後述するステップ７９、８９における照射完了時に制御回路３３に記憶される照射完了を示す第２フラグ情報を用いて行われる。そして、認識された待機状態の電磁石電源装置（電磁石電源装置４２Ａまたは４２Ｂ）を用いて、選択された次の治療室内の照射装置に連絡される第２ビーム輸送系のコース電磁石群に対する待機運転処理が実施される。電磁石電源装置４２Ａを用いた待機運転処理とその後の実運転処理を、Ａ側処理という。また、電磁石電源装置４２Ｂを用いた待機運転処理とその後の実運転処理を、Ｂ側処理という。
【００６３】
治療室２Ｃが治療中であり、治療室２Ａが選択された次の治療室であり、電磁石電源装置４２Ａ及び負荷切替装置４３Ａが待機状態にある場合は、治療室２Ｃが治療中であるため、切替電磁石６Ａ〜６Ｅのうち切替電磁石６Ｃのみが励磁され、この切替電磁石６Ｃによってイオンビームが第２ビーム輸送系５Ｃに導かれる。待機行列回路３４には、治療室２Ａの更に次に治療を行う治療室として治療室２Ｅが選択されているとする。この場合、治療室２Ａに対応するコース電磁石群についてはＡ側処理が実施され、治療室２Ｃでの治療が完了後、治療室２Ｅに対応するコース電磁石群についてはＢ側処理が、実施される。
【００６４】
もし、電磁石電源装置４２Ａ、４２Ｂがいずれも空き状態である場合（例えば、一日において最初に治療を行う場合）は、最初に準備が完了したと待機行列回路３４によって選択された治療室に対応するコース電磁石群は、初期化及び励磁電流設定処理が電磁石電源装置４２Ａにより行われる（Ａ側処理）。また、引き続き準備が完了したと待機行列回路３４によって選択された治療室に対応するコース電磁石群は、初期化及び励磁電流設定処理が電磁石電源装置４２Ｂにより行われる（Ｂ側処理）。
【００６５】
また、制御回路３３は、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、電源の故障が無い場合は、待機行列回路３４（電磁石電源割当手段）からの電源割り振り情報を有効とし、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する（ステップ１１０）。一方、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源のいずれかが故障している場合は、待機行列回路３４からの電源割り振り情報を無効とし、電源の再割り付けを行う（ステップ１１１）。この電源の再割り付けの方法には次の２通りがある。
【００６６】
（１）電源が故障していない電磁石電源装置のみを用いる。例えば、電磁石電源装置４２Ａの電源の１つが故障した場合は、電磁石電源装置４２Ａは用いず、電磁石電源装置４２Ｂのみを用いる。
【００６７】
（２）いずれかの電源が故障した電磁石電源装置の故障していない電源と、他の電磁石電源装置の当該故障電源に対応する電源とを用いる。例えば、電磁石電源装置４２Ａの電源の１つが故障した場合は、電磁石電源装置４２Ａのそれ以外の電源と、電磁石電源装置４２Ｂの故障電源に対応する電源とを用いる。
【００６８】
以上のステップ１１０及び１１１の処理機能はバックアップ制御手段を構成する。
【００６９】
次に、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する。
【００７０】
＜Ａ側処理＞
このＡ側処理は、運転パラメータ取得処理（ステップ７１）、コース選択処理（ステップ７２）、切替状態判定処理（ステップ７３）、初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）、電源故障確認処理（ステップ１１２）、照射許可判定処理（ステップ７５）、共通部電磁石初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７６）、オペレータ照射操作判定処理（ステップ７７）、照射処理（ステップ７８）、照射完了判定処理（ステップ７９）、待機コース判定処理（ステップ８０）の各処理を行う。ステップ７１〜７５，７７，７９及び８０の処理は制御回路３３で行われる。ステップ７６，７８の処理は加速器制御装置３９で行われる。治療室２Ｃが治療中であり、選択された次の治療室が治療室２Ａであり、更にその次に選択された治療室が治療室２Ｅである場合を例に取り、ステップ７１〜８０の具体的な処理内容を以下に説明する。
【００７１】
１．運転パラメータ取得処理（ステップ７１）
制御回路３３は、待機行列回路３４から選択された次の治療室、すなわち治療室２Ａの情報を入力する。制御回路３３は、その入力情報に基づいて、治療室２Ａで治療を受ける患者の治療計画データに基づいて作成された運転パラメータを、記憶装置３２から取得する。
【００７２】
２．コース選択処理（ステップ７２）
制御回路３３は、治療室２Ａ用のコース選択指令を作成し、負荷切替装置４３Ａにそのコース選択指令に基づく切替指令を出力する。負荷切替装置４３Ａは、電磁石電源装置４２Ａの各電源を治療室２Ａに係わるコース電磁石群の各電磁石に接続するように、負荷切替器群Ａのコンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎのそれぞれを切替える。このステップ７２の処理機能は切替制御手段を構成する。
【００７３】
３．切替状態判定処理（ステップ７３）
制御回路３３は、コース選択状態判定回路３６の判定結果の情報に基づいて、コンタクタ４４Ａ１〜４４Ａｎのそれぞれの切替えが正常に完了したかどうかを確認する。コース選択状態判定回路３６とステップ７３の処理機能は切替状態判定手段を構成する。
【００７４】
４Ａ．初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）
各コンタクタの正常な切替完了を確認した後、制御回路３３は、運転パラメータのうち、治療室２Ａに係わるコース電磁石群（待機状態のコース電磁石群）の各電磁石に対する運転パラメータ（例えば、励磁電流設定値）に基づいて、それらの電磁石に対する各励磁電流指令を作成する。電磁石電源装置４２Ａの各電源は、制御回路３３によって各励磁電流指令に基づいて制御され、当該コース電磁石群の各電磁石を励磁する。これにより、それらの電磁石の初期化及び励磁電流設定処理が行われる。このステップ７４の処理機能は初期化及び電流設定手段を構成する。
【００７５】
４Ｂ．電源故障確認処理（ステップ１１２）
制御回路３３は、Ａ側処理に入った後も、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、電源の故障が無い場合のみ次の処理に移行し、電源のいずれかが故障している場合は、Ａ側処理を終了し、ステップ１１１の電源再割り付け処理に移行する。この場合の電源の再割り付け方法も上記（１）及び（２）の２通りがある。
【００７６】
Ａ側処理に入った後に電源が故障する場合として、例えば、一旦、コース選択処理（ステップ７２）が正常に行われた後、コース電磁石の初期化運転実行中に電磁石電源装置４２Ａのいずれかの電源が故障する場合が考えられる。また、図４では、便宜上、電源故障確認処理を初期化及び励磁電流設定処理の次に示したが、この電源故障確認処理は、Ａ側処理に入った後、照射が実行される（ステップ７８）まで間、常時、行われており、電磁石電源装置４２Ａのいずれかの電源が故障したことが確認されると、即座に、Ａ側処理を終了し、ステップ１１１の電源再割り付け処理に移行する。
【００７７】
このステップ１１２の処理機能もバックアップ制御手段を構成する。
【００７８】
５．照射許可判定処理（ステップ７５）
制御回路３３は、照射許可有り（治療室２Ａ内の照射装置１５Ａへのイオンビームの導入が許可されている）かの判定を行う。この判定は、治療室２Ｃでのイオンビームの照射完了後で、Ｂ側処理のステップ９０において、「待機コース有り」と判定されたときに生成される「照射許可」の情報に基づいて行われる。ステップ７５では、その「照射許可」の情報に基づいて「照射許可有り」の判定が行われる。この判定の結果、制御回路３３は、加速器制御装置３９に「照射許可有り」の判定情報を出力する。なお、「待機コース有り」とは、待機状態のコース電磁石群の各電磁石に対し、初期化及び励磁電流設定処理が完了していることを意味する。制御回路３３は、「照射許可有り」の判定をしたとき、前述の第１フラグ情報を記憶する。
【００７９】
６．共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７６）
加速器制御装置３９は、「照射許可有り」の判定情報を入力すると、共通部電磁石群（第１ビーム輸送系４の電磁石群のうち切替電磁石６Ａ及びこれよりも上流側の各電磁石、シンクロトロン１２の電磁石群）の各電磁石の初期化及び電流設定処理を行う。これらの電磁石の初期化及び電流設定処理は、加速器制御装置３９が、記憶装置３２から取得した共通部電磁石群の運転パラメータ（例えば、励磁電流設定値）に基づいて作成した励磁電流指令によって、図示しない電源群を制御し、共通部電磁石群を励磁することにより行われる。切替電磁石６Ａは、励磁されることによって、イオンビームを第１ビーム輸送系４から第２ビーム輸送系５Ａに導くことが可能となる。
【００８０】
７．オペレータ照射操作判定処理（ステップ７７）
制御回路３３は、治療室２Ａに対する照射開始信号に基づいて照射操作の判定を行う。この判定は、例えば、以下のように行われる。すなわち、共通部電磁石の初期化及び設定処理完了後に、機械側の照射準備完了を示す信号が治療室２Ａに対応したコンソールのディスプレイ（図示せず）に表示される。その表示を見た医者がそのコンソールに設けられた照射指示スイッチ（図示せず）を操作することによって照射開始信号が出力される。制御回路３３は、その照射開始信号を入力したとき、治療室２Ａに対する照射開始の操作があったと判定する。
【００８１】
８．照射処理（ステップ７８）
治療室２Ａに対する照射開始操作があったと判定したとき、制御回路３３は加速器制御装置３９に出射開始信号を出力する。加速器制御装置３９は、出射開始信号に基づいて、シンクロトロン１２の出射用高周波印加装置（図示せず）から高周波信号を周回するイオンビームに印加し、イオンビームをシンクロトロン１２から出射させる。出射されたイオンビームは、切替電磁石６Ａ及び第２ビーム輸送系５Ａを経て、照射装置１５Ａから患者の患部に照射される。
【００８２】
以上のステップ７５〜７８の処理機能は照射制御手段を構成する。
【００８３】
９．照射完了判定処理（ステップ７９）
制御回路３３は、加速器制御装置３９から出射停止信号を入力したとき、治療室２Ａでのイオンビームの照射が完了したと判定する。このとき、制御回路３３は第２フラグ情報を記憶する。
【００８４】
１０．待機コース判定処理（ステップ８０）
制御回路３３は、治療室２Ａでの照射完了時に、初期化及び励磁電流設定処理が完了している待機状態のコース電磁石群があるかを判定する。治療室２Ｅに対応する第２ビーム輸送系５Ｅの電磁石群の各電磁石の初期化等が完了しているため、制御回路３３は「待機コース有り」と判定する。この判定により、Ｂ側処理のステップ８５を実行する加速器制御装置３９に「照射許可」の情報を出力する。待機状態のコース電磁石群がなければ、本処理を終了する。
【００８５】
＜Ｂ側処理＞
Ｂ側処理も、運転パラメータ取得処理（ステップ８１）、コース選択処理（ステップ８２）、切替状態判定処理（ステップ８３）、初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８４）、電源故障確認処理（ステップ１１３）、照射許可判定処理（ステップ８５）、共通部電磁石初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）、オペレータ照射操作判定処理（ステップ８７）、照射処理（ステップ８８）、照射完了判定処理（ステップ８９）、待機コース判定処理（ステップ９０）の各処理を行う。Ｂ側処理の各ステップの処理内容はＡ側処理の各ステップのそれと同じなので、説明は省略する。
【００８６】
制御回路３３は、Ａ側処理において第１フラグ情報を生成した場合、治療室２Ａに対するＡ側処理での実運転処理と並行して、選択された次の治療室２Ｅに対するＢ側処理での待機運転処理を実行する。以上のＡ側処理及びＢ側処理において、ステップ７５，８５で「照射許可有り」と判定されるまでは、選択された次の治療室に対応したコース電磁石群に対する処理（ステップ７１〜７４，８１〜８４の処理）は待機運転処理であり、ステップ７５，８５で照射許可有りと判定された後の処理（ステップ７７〜８０，８７〜９０の処理）は実運転処理である。
【００８７】
次に、本実施形態の動作を、図５を用いて説明する。図５は、上段から順次、治療室準備完了信号による治療室の設定状態、待機行列回路３４の出力状態（実運転側）、待機行列回路３４の出力状態（待機運転側）、共通部電磁石群の動作状態、電磁石電源群Ａの動作状態、電磁石電源群Ｂの動作状態をしている。図中、網目部分は初期化及び励磁電流設定処理を示し、斜線部分は負荷を切替えるコース選択処理を示す。
【００８８】
一日おいて最初に治療を行う状態で、先着判定回路３５が、時点Ｔ１で治療室２Ｃから、時点Ｔ２で治療室２Ａから、時点Ｔ３で治療室２Ｅからそれぞれ準備完了信号５１を入力したとする。この場合、先着判定回路３５は、それらの準備完了信号５１の到着順序により、治療室２Ｃ，２Ａ，２Ｅの順に治療を行う順番を決定し、その順番で治療室番号（治療室情報）を待機行列回路３４に出力する。時点Ｔ１では、電磁石電源群Ａ，Ｂがいずれも使用されていない。治療室２Ｃの治療室番号は待機行列回路３４の実運転側領域に記憶される。このため、前述したように、最初に準備が完了した治療室２Ｃに対応するコース電磁石群は、初期化及び励磁電流設定処理が電磁石電源群Ａによって初期化及び励磁電流設定処理が行われる。すなわち、そのコース電磁石群の各電磁石に対して、Ａ側処理のコース選択処理（ステップ７２）及びコース電磁石群の初期化及び電流設定処理（ステップ７４）等の処理が実行され、その後、切替電磁石６Ｃの切替処理を含む共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７６）、イオンビーム照射（ステップ７８）等の実運転処理が実行される。
【００８９】
治療室２Ｃの照射処理中の時点Ｔ２において、治療室２Ａの治療室番号が待機行列回路３４の待機側領域に記憶される。治療室２Ａに対応する第２ビーム輸送系２Ａの電磁石群に電磁石群に対して、電磁石電源群Ｂを用いたＢ側処理での待機運転処理、すなわち、コース選択処理（ステップ８２）及びその電磁石群の初期化及び電流設定処理（ステップ８４）等が実施される。時点Ｔ４において治療室２Ｃの照射処理（ステップ７８）が終了すると、治療室２Ａの治療室番号が待機行列回路３４の実運転側領域に移行する。そして、治療室２Ａにイオンビームを導くために使用される、空き状態となった共通部電磁石群に対して、切替電磁石６Ａの切替処理を含む初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）が行われる。これが完了すると治療室２Ａでの照射処理（ステップ８８）に移行する。
【００９０】
一方、治療室２Ｃの照射処理中及び治療室２Ａの待機運転処理中の時点Ｔ３において、治療室２Ｅからの準備完了信号の入力により治療室２Ｅの治療室番号が待機行列回路３４に入力される。このとき、電磁石電源群Ａ，Ｂは共に使用中であるため、治療室２Ｅに対応する第２ビーム輸送系５Ｅの電磁石群に対して待機運転処理が実行されない。時点Ｔ４で治療室２Ｃの照射処理（ステップ７８）が終了すると、治療室２Ｅの治療室番号が待機行列回路３４の待機側領域に記憶される。空き状態となった電磁石電源群Ａを用いて、治療室２Ｅに対応する第２ビーム輸送系２Ｅの電磁石群に対して、待機運転処理であるコース選択処理（ステップ７２）及びその電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）が実施される。
【００９１】
時点Ｔ５で治療室２Ａの照射処理（ステップ８８）が終了すると、治療室２Ｅの治療室番号が待機行列回路３４の実運転側領域に移行する。治療室２Ｅにイオンビームを導くために使用される、空き状態となった共通部電磁石群に対して、切替電磁石６Ｅの切替処理を含む初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）が行われる。これが完了すると治療室２Ｅでの照射処理（ステップ８８）に移行する。以後、先着判定回路３５で決定された治療室順に、電磁石電源群Ｂ，Ａを交互に用いたＢ側処理及びＡ側処理が繰り返される。
【００９２】
従来の粒子線治療システムによる動作を、図６を用いて説明する。図６は、上段から順次、治療室準備完了信号による治療室の設定状態、先着判定回路３５の出力状態（実運転）、共通部電磁石群の動作状態、電磁石電源群Ａの動作状態を示している。従来システムでは電磁石電源群は１セットあるだけであり、図６ではそれを電磁石電源群Ａで示している。図中、網目部分は初期化及び励磁電流設定処理を示し、斜線部分は負荷を切替えるコース選択処理を示す。
【００９３】
図５と同様に、一日おいて最初に治療を行う状態で、先着判定回路３５が、治療室２Ｃ，２Ａ，２Ｅの順に治療を行う順番を決定したとする。時点Ｔ１での電磁石電源群Ａが使用されていない状態で、治療室２Ｃが待機行列回路３４に設定されると、治療室２Ｃに対応するコース電磁石群に対し、電磁石電源Ａによる初期化及び励磁電流設定処理が行われる。また、切替電磁石６Ｃの切替処理を含む共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理がほぼ同時に行われる。それらの処理が終了すると治療室２Ｃの照射処理に移行する。
【００９４】
治療室２Ｃの照射処理中に、時点Ｔ２において、治療室２Ａが設定された場合、電磁石電源群Ａ及び共通部電磁石群は共に使用中であるため、治療室２Ａに対応するコース電磁石群に対する初期化等の処理が実行されない。治療室２Ｃの照射処理中の時点Ｔ３において、治療室２Ｅが待機行列回路３４に設定された場合も同様である。時点Ｔ４において、治療室２Ａにおける照射処理が終了すると、電磁石電源群Ａ及び共通部電磁石群が空き状態となるため、負荷切替器群を切替えて治療室２Ａに係わるコース電磁石群に電磁石電源群Ａを接続するコース選択処理を行う。また、治療室２Ａでの照射のための電磁石電源群Ａによるコース電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理と、切替電磁石６Ａの切替処理を含む共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理を行う。これらの処理が完了すると治療室２Ａの照射処理に移行する。時点Ｔ５において、治療室２Ａの照射処理が終了すると、同様に、治療室２Ｅに係わるコース電磁石群に対するコース選択処理、及びそのコース電磁石群に対し電磁石電源群Ａによる初期化及び励磁電流設定処理を行う。更に、共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（切替電磁石６Ｅの切替処理を含む）を行う。これらの処理が完了すると治療室２Ｅの照射処理に移行する。
【００９５】
以上のように、従来システムにおいては、最初の治療室２Ｃに続く治療室２Ａ又は２Ｅにおけるイオンビームの照射治療に際しては、その治療室２Ａ又は２Ｅに係わるコース電磁石群を電磁石電源群Ａに接続するコース選択処理と、共通部電磁石群の初期化処理と励磁電流設定処理（切替電磁石の切替処理を含む）とを、ほぼ同時に行う必要があり、コース電磁石群に対するコース選択処理時間（負荷切替器群の切替時間）の分、コース切替時間が長くなり、これに対応して治療時間が長くなり、治療効率を低下させている。
【００９６】
これに対し、本実施形態は、電磁石電源群Ａの使用により該当するコース電磁石群を励磁してイオンビームを治療室２Ｃに輸送する実運転中（実運転と並行して）に、選択された次の治療室２Ａに係わるコース電磁石群を待機状態にある電磁石電源群Ｂに接続するコース選択処理と、電磁石電源群Ｂによる後者のコース電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理を待機運転として予め行うことができる。このため、治療室２Ｃの照射完了時に直ちに治療室２Ａにイオンビームを輸送する実運転が可能となる。治療室２Ａを１人の患者が占有する時間（治療時間という）が短くなり、１つの照射装置当りの治療人数の増大が図れる。以上のように本実施形態によれば、コース切替時間を短縮し、治療時間を短縮して治療効率を向上させることができる。
【００９７】
また、本実施形態は、２つの電磁石電源装置（２セットの電磁石電源群Ａ，Ｂ）を用いているため、５つのコース電磁石群に対し電磁石電源群Ａ，Ｂを共有することができる。５つのコース電磁石群に対する電源の個数を著しく低減できる。特開２００４−２６７４８１号公報の粒子線治療システムでは、各コース電磁石群にそれぞれ含まれる各４極電磁石及び各ステアリング電磁石等にそれぞれ１個の電源を設置していたが、本実施形態では、交互に使用する電磁石電源群Ａ，Ｂの各電源を設置すればよくなった。このため、本実施形態では、特に、それらの４極電磁石及びステアリング電磁石に用いる各電源が著しく少なくなった。これにより粒子線治療システムを簡素化することができる。
【００９８】
また、本実施の形態によれば、コース選択状態判定回路３６によりコース選択処理が完了していることを確認してから該当するコース電磁石群に含まれる各電磁石の初期化と励磁電流設定処理を行ってその後の照射を行う。このため、選択された治療室でのイオンビームの照射を確実に行うことができ、安全性を維持することができる。
【００９９】
次に、本実施形態の電源故障時の動作について説明する。
【０１００】
図７に電磁石電源装置４２Ａの個別電源の１台が故障した場合の運転例を示す。電磁石電源装置４２Ａはｎ台の個別電源３０Ａ１、・・・、３０Ａｋ、・・・、３０Ａｎから構成される。同様に、電磁石電源装置４２Ｂはｎ台の個別電源３０Ｂ１、・・・、３０Ｂｋ、・・・、３０Ｂｎから構成される。ここで、電磁石電源装置４２Ａが空き状態にあり、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋが故障したと仮定する。この場合、この運転例では、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋの代わりに電磁石電源装置４２Ｂの対応する個別電源３０Ｂｋを使用し、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源はそのまま使用する（上記再割り付け方法（２）による）。
【０１０１】
上記の動作は、図２及び図４では次のように行われる。まず、制御回路３３は、前述したように、図示しない制御部４１の信号入力手段により、各個別電源の運転状態に係わる状態情報（状態信号）を取り込んでおり、図４の電源故障確認処理（ステップ１１０）において、その状態情報に基づいて個別電源に故障が発生しているかどうかを確認する。この例では、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋが故障しているため、故障有りと判定され、その故障情報に基づいて電源の再割り付け処理（ステップ１１１）において、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋの代わりに電磁石電源装置４２Ｂの対応する個別電源３０Ｂｋを割り当て、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源の割り当てはそのままとする。このように電源の再割り付けが行われると、電磁石電源装置４２Ａは空き状態にあるので、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源に対しては、直ちにＡ側処理に移行し、図４の運転パラメータ取得処理（ステップ７１）、コース選択処理（ステップ７２）、切替状態判定処理（ステップ７３）、初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）が実行される。一方、電磁石電源装置４２Ｂの個別電源３０Ｂｋに対しては、電磁石電源装置４２Ｂが使用中であるため、電磁石電源装置４２Ｂの使用が完了するまで、つまり、電磁石電源装置４２Ｂを用いて初期化及び電流設定処理がなされたコース電磁石に係わる治療室の照射が完了するまで、Ｂ側処理へ移行せず、待機する。
【０１０２】
また、一旦、ステップ７２のコース選択処理が行われた後に、ステップ７４の初期化運転を実行中に個別電源３０Ａｋが故障した場合など、Ａ側処理に入った後に個別電源３０Ａｋが故障した場合は、Ａ側処理を終了し、ステップ１１１の電源再割り付け処理に戻って上記と同様の電源の再割り付けをする。また、この場合も、電磁石電源装置４２Ａの個別電源３０Ａｋ以外の電源に対しては、直ちにＡ側処理に移行し、電磁石電源装置４２Ｂの個別電源３０Ｂｋに対しては、電磁石電源装置４２Ｂが使用中であるため、電磁石電源装置４２Ｂの使用が完了するまで、Ｂ側処理へ移行せず、待機する。なお、Ａ側処理においては、電源故障前のステップ７１の運転パラメータ取得・設定処理で取得した運転パラメータはそのまま生かし、ステップ７２のコース選択処理以降を行うようにしてもよい。
【０１０３】
このように制御することにより、各電磁石電源装置の個別電源の故障が発生しても、最小限の影響で運転を続けることが可能となる。
【０１０４】
以上のように本実施形態によれば、コース切替時間を短縮し、治療時間を短縮して治療効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、コース電磁石群の全てに電源を１対１で設ける場合に比べて、電磁石電源の個数を低減することができ、粒子線治療システムを簡素化することができる。
【０１０６】
また、意図する治療室の照射装置への家電粒子ビームの導入を確実にし、安全性を維持することができる。
【０１０７】
また、万が一、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのいずれかの電源が故障した場合は、電源が故障していない電磁石電源装置をバックアップ用として用いるため、本実施形態における治療時間の短縮は図れなくなるが、特開２００４−２６７４８１号公報の粒子線治療システムと同様に各治療室で治療を継続することができる。第１フラグ情報及び第２フラグ情報の生成により、待機状態にある電磁石電源装置を確実に把握でき、待機運転処理時に使用する電磁石電源装置を簡単に見分けることができる。
【０１０８】
なお、以上の実施形態では、５つの治療室２Ａ〜２Ｅに対し２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂを設けたが、治療室の数より少なければ、電磁石電源装置の数を３つ以上としてもよい。この場合は、全ての電磁石電源装置の電源群をコース電磁石群に順番に接続するようコース選択処理を行ってもよいし、電磁石電源装置の一部をバックアップ用電源専用に用いてもよい。また、２つの電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂを用いる場合は、治療室の数は３つ以上であればよい。要は、治療室の数より電磁石電源装置の数が少なければ、本実施形態で生じる効果を得ることができる。また、設備構成によっては、１つの大きな治療室に複数のビームコースを有することがある。この場合も、治療室内部のそれぞれのビームコースに合わせた区域を治療室として定義すれば、本実施形態の効果を得ることができる。
【０１０９】
本発明の第２の実施形態である粒子線治療システムを、図８及び図９を用いて説明する。本実施形態は、複数の治療室の一部がスキャニング方式の照射装置を備える場合のものである。図８中、図１に示したものと同等のものには同じ符号を付し、図９中、図２に示したものと同等のものには同じ符号を付している。
【０１１０】
図８において、治療室２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに配置される照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥはスキャニング方式の照射装置であり、治療室２Ａ，２Ｂ，３に配置された照射装置１５Ａ，１５Ｂ，１６は例えば二重散乱体方式の照射装置（ウォブラー方式の照射装置でもよい）である。スキャニング方式の照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥは、それぞれ、細いイオンビームを患部領域内でスキャニングさせるための一対の走査電磁石（走査電磁石群）を備えている。これらの走査電磁石は、治療室２Ｃ〜２Ｅ固有の電磁石であり、各コース電磁石群にそれぞれ含まれている。イオンビームのスキャニング照射の一例が、特許第３５１８２７０号公報に記載されている。
【０１１１】
制御装置４０Ａは、制御部４１Ａと、第２ビーム輸送系５Ａ〜５Ｅの各電磁石群に対する電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ（電磁石電源群Ａ及びＢ）及び負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂと、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥにそれぞれ設けられた走査電磁石群に対する走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂ（走査電磁石電源群Ａ及びＢ）及び走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂとを有している。走査電磁石電源装置４７Ａに含まれる各電源を走査電磁石電源群Ａと言い、走査電磁石電源装置４７Ｂに含まれる各電源を走査電磁石電源群Ｂと言う。電磁石電源装置４７Ａ及び４７Ｂは、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥの各走査電磁石群を励磁するためのものであり、それぞれ、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥの走査電磁石群に対応した電源群を備えている。
【０１１２】
走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂは、それぞれ、コース選択指令（後述）に基づく切替指令に従って走査電磁石電源群Ａ，Ｂを照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥのうちで選択された１つの走査電磁石群に接続するよう切替えるためのものである。走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂは、それぞれ、照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥの各々の走査電磁石群に対応した切替器群（補助継電器及びコンタクタを有する一致の切替器を含む）を備えている。以下、走査用負荷切替装置４８Ａの切替器群を走査用負荷切替器群Ａといい、走査用負荷切替装置４８Ｂの切替器群を走査用負荷切替器群Ｂという。
【０１１３】
制御部４１Ａは、図９に示すように、制御回路３３Ａ、先着判定（ＦＣＦＳ；First Come First Service）回路３５、記憶装置３２Ａ、待機行列回路３４、コース選択状態判定回路３６Ａを有している。図中、図２と同様、実線は実運転処理の流れを示し、破線は待機運転処理の流れを示す。図９では、説明の便宜上、負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂ及び走査用負荷切替装置４８Ａ、４８Ｂ共、切替器群の１つを代表して示している。
【０１１４】
制御部４１Ａの先着判定回路３５は、実施形態１と同様に、各治療室２Ａ〜Ｅ，３からの各治療室準備完了信号５１の先着順に治療を行なう治療室を選択し、先着順にそれぞれの治療室番号を待機行列回路３４に出力する。その治療室が照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥを含む治療室２Ｃ，２Ｄ，２Ｅのいずれかである場合、制御回路３３Ａは、走査用電磁石電源群Ａ又はＢを選択した治療室に係わる照射装置の走査電磁石群に接続するよう走査用負荷切替器群Ａ又はＢを切替える。例えば、例えば最先に選択した治療室が治療室２Ｃであり、引き続く治療室（選択された次の治療室）が治療室２Ｅである場合、走査電磁石電源群Ａを治療室２Ｃに係わる照射装置１５ＡＣの走査電磁石群に接続するよう走査用負荷切替器群Ａを切替え、走査電磁石電源群Ｂを治療室２Ｅに係わる照射装置１５ＡＥの走査電磁石群に接続するよう走査用負荷切替器群Ｂを切替える。また、制御回路３３Ａは、前述のＡ側処理を行い、走査用負荷切替器群Ａによる切替えが完了したことを確認した後、走査電磁石電源群Ａを制御して照射装置１５ＡＣに含まれた走査電磁石群のそれぞれの走査電磁石の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）を行う。治療室２Ｃでの治療が行なわれているとき、制御回路３３Ａは、前述のＢ側処理での待機運転処理を行い、走査用負荷切替器群Ｂによる切替えが完了したことを確認した後、走査電磁石電源群Ｂを制御して照射装置１５ＡＥに含まれた走査電磁石群のそれぞれの走査電磁石の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８４）を行う。治療室２Ｃに係わるコース電磁石群（走査電磁石群を除く）の各電磁石に対する初期化及び励磁電流設定処理（ステップ７４）は、第１実施形態と同様に、電磁石電源装置４２Ａ及び負荷切替装置４３Ａを用いて行なわれる。治療室２Ｅに係わるコース電磁石群（走査電磁石群を除く）の各電磁石に対する待機運転処理による初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８４）も、第１実施形態と同様に、電磁石電源装置４２Ｂ及び負荷切替装置４３Ｂを用いて行なわれる。制御回路３３Ａは、治療室２Ｃでのイオンビームの照射が終了した後、Ｂ側処理にて、治療室２Ｅ内の照射装置１５ＡＥにイオンビームを導くために、切替電磁石６Ｅの切替処理も含む共通部電磁石群の該当する各電磁石の初期化及び励磁電流設定処理（ステップ８６）等の実運転処理を実施する。
【０１１５】
また、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂは、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂと同様、それぞれ、走査電磁石電源群Ａ，Ｂに含まれる各電源の運転状態を監視し、その状態情報を状態信号として出力する機能を有し、制御回路３３Ａは、制御部４１Ａの図示しない信号入力手段を介して走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、電源の故障が無い場合は、待機行列回路３４（電磁石電源割当手段）からの電源割り振り情報を有効とし、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する（ステップ１１０）。一方、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障している場合は、待機行列回路３４からの電源割り振り情報を無効とし、電源の再割り付けを行って、Ａ側処理又はＢ側処理に移行する（ステップ１１１）。この場合の電源の再割り付けの方法には、前述した（１）及び（２）の２通りがある。Ａ側処理及びＢ側処理では、再割り当ての結果に基づいて走査用負荷切替装置４８Ａ又は４８Ｂを制御する。
【０１１６】
また、制御回路３３Ａは、Ａ側処理又はＢ側処理に入った後も、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源の状態信号を取り込み、その状態情報に基づいて走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し（ステップＳ１１２又は１１３）、電源の故障が無い場合のみ次の処理に移行し、電源のいずれかが故障している場合は、Ａ側処理を終了し、電源再割り付け処理（ステップ１１１）に移行する。この場合の電源の再割り付け方法も前述した（１）及び（２）の２通りがある。
【０１１７】
コース選択状態判定回路３６Ａは、負荷切替装置４３Ａ，４３Ｂからの切替状態信号によりそれらの負荷切替器群Ａ，Ｂの切替えが完了したかどうかを判定するとともに、治療室２Ｃ〜２Ｅが選択されている場合は、走査用負荷切替装置４８Ａ，４８Ｂからの切替状態信号によりそれらの走査用負荷切替器群Ａ，Ｂの切替えが完了したかどうかを判定し、その判定結果を制御回路３３Ａに出力する。記憶装置３２Ａは、励磁電流指令を作成するための運転パラメータを記憶している。その作成された励磁電流指令には走査電磁石群に対する励磁電流指令も含まれる。
【０１１８】
なお、制御回路３３Ａは、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂに対しては、実施形態１と同様、それらのいずれかの電源が故障している場合は、電源の再割り付けを行い、電源の故障がない電磁石電源装置をバックアップ用として用いる機能を有している。
【０１１９】
本実施形態において、制御回路３３Ａは、治療室２Ｃ〜２Ｅのうちの１つが選択されている場合は、走査電磁石群に対しても待機運転処理と実運転処理を行う。待機運転処理では、待機行列回路３４からの電源群割り振り情報に基づいてコース選択指令及び電流指令を作成し、このコース選択指令に応じた切替指令を走査用負荷切替装置４８Ａ（又は４８Ｂ）に出力して走査用負荷切替器群Ａ（又はＢ）の切替えを行う。また、コース選択状態判定回路３６Ａの判定情報に基づいて走査用負荷切替器群Ａ（又はＢ）の切替えが完了したことを確認した後、記憶装置３２Ａから対応する治療室に係わる運転パラメータ（励磁電流設定値）を読み出して励磁電流指令を作成し、この励磁電流指令を走査電磁石電源装置４７Ａ（又は４７Ｂ）に出力する。これにより走査用負荷切替器群Ａ(又はＢ)により走査電磁石電源群Ａ（又はＢ）に接続された走査電磁石群が励磁され、それら電磁石群の初期化と励磁電流設定処理が行われる。
【０１２０】
Ａ側処理（又はＢ側処理）における実運転処理では、共通部電磁石群（第１ビーム輸送系４の電磁石群、シンクロトロン１２の電磁石群）の初期化及び電流設定処理を行い、治療室からの照射開始信号を待って照射処理を行う。この照射処理では、一対の各走査電磁石の励磁電流設定処理を行い、患部領域においてイオンビームをスキャンさせる。実運転処理におけるイオンビームの患者への照射は、コース電磁石群（走査電磁石群を含む）の初期化及び励磁電流設定処理が完了した後、照射許可有りの判定結果を待って開始する。
【０１２１】
また、制御回路３３Ａは、上記のように、Ａ側処理又はＢ側処理に入る前と入った後の両方で、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂの各電源のいずれかが故障しているかどうかを確認し、故障がある場合は電源の再割り付けを行い、電源の故障がない走査電磁石電源装置をバックアップ用として用いる。
【０１２２】
以上のように構成した本実施形態においても、第１の実施形態と同様、待機運転として事前に走査電磁石群を電源群に接続するコース選択処理を行うことができるため、その分、治療時間を短縮して治療効率を向上することができる。
【０１２３】
また、同様の治療時間の短縮効果を得るために、走査電磁石群の数に対応して３セットの走査電磁石電源群を準備した場合に比べて、２セットの走査電磁石電源群で済むため、走査電磁石電源の個数を低減でき、粒子線治療システムの構成をより簡素にすることができる。
【０１２４】
更に、コース選択状態判定回路３６Ａによりコース選択処理が完了していることを確認してからコース電磁石群及び走査電磁石群の各電磁石の初期化及び励磁電流設定処理を行う。その後、該当する治療室におけるイオンビームのスキャニング照射が実施される。このため、意図する治療室でのイオンビームの照射を確実に行うことができ、安全性を維持することができる。
【０１２５】
また、万が一、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂのいずれかの電源が故障した場合に故障した電源を含まない電磁石電源装置をバックアップ用として用いることができるだけでなく、走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂのいずれかの電源が故障した場合も、故障した電源を含まない走査電磁石電源装置をバックアップ用として用いることができるため、スキャニング方式の照射装置１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥを含む治療室２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ含めて、いずれの治療室でも治療を継続することができる。
【０１２６】
なお、本実施形態でも、５つの治療室２Ａ〜２Ｅに対し電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ及び走査電磁石電源装置４７Ａ，４７Ｂを設けたが、治療室の数より少なければ、これらの電磁石電源装置の数を３つ以上としてもよい。この場合は、全ての電磁石電源装置の電源群をコース電磁石群に順番に接続するようコース選択処理を行ってもよいし、電磁石電源装置の一部をバックアップ用電源専用に用いてもよい。また、電磁石電源装置４２Ａ，４２Ｂ及び走査電磁石電源装置４８Ａ，４８Ｂを用いる場合は、治療室の数は３つ以上であればよく、要は、治療室の数よりそれらの電磁石電源装置の数が少なければ、本実施形態の効果を得ることができる。また、設備構成によっては、１つの大きな治療室に複数のビームコースを有することがある。この場合も、治療室内部のそれぞれのビームコースに合わせた区域を治療室として定義すれば、本実施形態の効果を得ることができる。
【０１２７】
また、本発明では、前述したようにバックアップ制御手段を設けたため、各電磁石電源装置の個別電源の故障が発生しても、最小限の影響で運転を続けることが可能となる。なお、影響の度合としては、次のようになる。電磁石電源装置が２系統の場合は、本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果は期待できず、従来方式の運転と同様となる。電磁石電源装置が３系統の場合は、同じ故障条件でも本発明の切替制御手段によるコース切替時間短縮効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の第１の実施形態による粒子線治療システムの全体概略構成を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態における制御部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。
【図３】負荷切替装置の切替状態信号の生成機能と、コース選択状態判定回路の判定処理機能の詳細を示す図である。
【図４】制御回路の処理機能を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態システムの動作を説明するタイムチャートである。
【図６】従来システムの動作を説明するタイムチャートである。
【図７】電磁石電源装置の個別電源の１台が故障した場合の運転形態を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による粒子線治療システムの全体概略構成を示す概念図である。
【図９】第２の実施形態における制御部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 荷電粒子ビーム発生装置
２Ａ〜Ｅ，３ 治療室
４ 第１ビーム輸送系
５Ａ〜５Ｅ 第２ビーム輸送系
６Ａ〜６Ｅ 切替電磁石
７Ａ〜７Ｆ，８ シャッタ
９，１３，１８，１９Ｂ〜１９Ｇ，２２Ａ〜２２Ｅ，２４Ａ〜２４Ｅ 四極電磁石
１０，１４，１７，２１Ａ〜２１Ｅ，２３Ａ〜２３Ｅ，２５Ａ〜２５Ｅ，２６Ａ〜２６Ｅ 偏向電磁石
１１ 前段加速器
１２ シンクロトロン
１５Ａ〜１５Ｅ，１５ＡＣ，１５ＡＤ，１５ＡＥ，１６ 照射装置
３３ 制御回路
３５ 先着判定回路
３２，３２Ａ 記憶装置
３４ 待機行列回路（電磁石電源割当手段）
３６ コース選択状態判定回路（切替状態判定手段）
３７Ａ〜３７Ｅ コース選択完了判定部
３８Ａ〜３８Ｅ 導通判定部
４０ 制御装置
４１ 制御部
４２Ａ，４２Ｂ 電磁石電源装置
４３Ａ，４３Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 負荷切替装置
４４Ａ コンタクタ群
４４Ａ１〜４４Ａｎ コンタクタ
４５Ａ 補助継電器群
４５Ａ１〜４５Ａｎ 補助継電器
４７Ａ，４７Ｂ 走査電磁石電源装置
６１，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ ビーム経路
７０ 空き状態確認処理
７１，８１ 運転パラメータ取得処理
７２，８２ コース選択処理（切替制御手段）
７３，８３ 切替状態判定処理（切替状態判定手段）
７４，８４ 初期化及び励磁電流設定処理（初期化及び電流設定手段）
７５，８５ 照射許可判定処理（照射制御手段）
７６，８６ 共通部電磁石群の初期化及び励磁電流設定処理（照射制御手段）
７７，８７ オペレータ照射操作判定処理（照射制御手段）
７８，８８ 照射処理（照射制御手段）
７９，８９ 照射完了判定処理
８０，９０ 待機コース判定処理
１１０ 電源故障確認処理（バックアップ制御手段）
１１１ 電源再割り付け処理（バックアップ制御手段）
１１２，１１３ 電源故障確認処理（バックアップ制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項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、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの１つの前記電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち荷電粒子ビームの照射を行う第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項２】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの１つの前記電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち荷電粒子ビームの照射を行う第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項３】
前記切替制御手段は、前記他の１つの電磁石電源装置の前記電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続する１つの前記負荷切替装置に含まれる前記切替器群の切替操作を、前記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が前記１つの第２ビーム輸送系に導かれる状態になっており、かつ、その荷電粒子ビームが前記他の第２ビーム輸送系に導かれない状態になっているときに行う請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項４】
前記複数の治療室のうち発生した照射準備完了信号に対応する前記治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に対して、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちのどの電磁石電源装置を割り当てるかを決定する電磁石電源割当手段を更に備え、前記切替制御手段は、前記電磁石電源割当手段からの指令に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項５】
前記切替制御手段が、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するとき、その接続が当該電磁石群の全ての電磁石に対して完了したかを判定する切替状態判定手段と、
前記切替状態判定手段の判定が肯定されたときに、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う初期化及び電流設定手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項６】
前記切替状態判定手段は、更に、当該電磁石群が予め選択された治療室に係わる電磁石群であるかを判定することを特徴とする請求項５記載の粒子線治療システム。
【請求項７】
前記切換制御手段が前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続したとき、前記荷電粒子ビーム発生手段から出射した荷電粒子ビームが前記１つの第２ビーム輸送系に導かれているときは、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止された後に、前記他の第２ビーム輸送系に導く荷電粒子ビームを前記荷電粒子ビーム発生手段から出射させる照射制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項８】
前記照射制御手段は、前記切替制御手段が前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続したときに、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止されるまで、前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群を待機運転させることを特徴とする請求項７記載の粒子線治療システム。
【請求項９】
前記第２ビーム輸送系は３つ以上あり、前記電磁石電源装置は２つであることを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項１０】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記複数の照射装置は、走査電磁石群を有する複数のスキャニング照射装置を含む粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記走査電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられた少なくとも２つの負荷切替装置であって、それぞれ、前記走査電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する電磁石電源装置の電源群を前記複数のスキャニング照射装置のうちの選択された１つのスキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう切り替える負荷切替装置と、
前記複数のスキャニング照射装置のうち荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置が第１スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続し、前記第１スキャニング照射装置の次に荷電粒子ビームを導入するスキャニング照射装置が第２スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第２スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する走査電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１１】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記複数の照射装置は、走査電磁石群を有する複数のスキャニング照射装置を含む粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記走査電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられた少なくとも２つの負荷切替装置であって、それぞれ、前記走査電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する電磁石電源装置の電源群を前記複数のスキャニング照射装置のうちの選択された１つのスキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう切り替える負荷切替装置と、
前記複数のスキャニング照射装置のうち荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置が第１スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続し、前記第１スキャニング照射装置の次に荷電粒子ビームを導入するスキャニング照射装置が第２スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第２スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置の走査電磁石群の対応する走査電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置の走査電磁石群の対応する走査電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの第２負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１２】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムのビームコース切替方法において、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち、荷電粒子ビームの照射を行なう第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続する第１手順と；
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記第１手順による電源群の接続処理を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続する第２手順とを備えることを特徴とするビームコース切替方法。
【請求項１３】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムのビームコース切替方法において、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち、荷電粒子ビームの照射を行なう第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続する第１手順と；
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記第１手順による電源群の接続処理を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続する第２手順とを備えることを特徴とするビームコース切替方法。
【請求項１４】
前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続したとき、その接続が当該電磁石群に含まれる全ての電磁石に対して完了したかを判定する第３手順と、前記第３手順による判定が肯定されたときに、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う第４手順とを更に備えたことを特徴とする請求項１２又は１３記載のビームコース切替方法。
【請求項１５】
前記第３手順は、前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続したとき、更に、当該電磁石群が選択された治療室に係わる電磁石群であるかを判定することを特徴とする請求項１４記載のビームコース切替方法。
【請求項１６】
前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続したとき、前記荷電粒子ビーム発生手段から出射した荷電粒子ビームが前記１つの第２ビーム輸送系に導かれているときは、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止された後に、前記他の第２ビーム輸送系に導く荷電粒子ビームを前記荷電粒子ビーム発生手段から出射させる第５手順を更に備えたことを特徴とする請求項１２又は１３記載のビームコース切替方法。
【請求項１７】
前記第５手順は、前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続したときに、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止されるまで、前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群を待機運転させることを特徴とする請求項１６記載のビームコース切替方法。
【請求項１８】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系とを有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１９】
前記複数の治療室のうち発生した照射準備完了信号に対応する前記治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に対して、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちのどの電磁石電源装置を割り当てるかを決定する電磁石電源割当手段を更に備え、
前記切替制御手段は、前記電磁石電源割当手段からの指令に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御し、
前記バックアップ制御手段は、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群に含まれる各電源の状態情報に基づいて、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障しているかどうかを確認し、故障が発生していない場合は、前記電磁石電源割当手段による前記指令を有効とし、故障が発生した場合は、前記電磁石電源割当手段による前記指令を無効とし、かつ前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を用いて電源群の再割り当てを行い、この再割り当ての結果に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項２０】
前記切換制御手段が、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御した後、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う初期化及び電流設定手段と、
前記初期化及び電流設定手段が、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行った後、前記荷電粒子ビーム発生手段から出射した荷電粒子ビームが前記１つの第２ビーム輸送系に導かれているときは、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止された後に、前記他の第２ビーム輸送系に導く荷電粒子ビームを前記荷電粒子ビーム発生手段から出射させる照射制御手段とを更に備え、
前記バックアップ制御手段は、更に、前記切換制御手段が前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御した後、前記出射制御手段が前記荷電粒子ビーム発生手段から荷電粒子ビームを出射させるまでの間、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群に含まれる各電源の状態情報に基づいて、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障しているかどうかを確認し、故障が発生した場合は前記切替制御手段、初期化及び電流設定手段の制御を無効とし、かつ前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を用いて電源群の再割り当てを行い、この再割り当ての結果に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御することを特徴とする請求項１９記載の粒子線治療システム。
【請求項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、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの１つの前記電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち荷電粒子ビームの照射を行う第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項２】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの１つの前記電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち荷電粒子ビームの照射を行う第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項３】
前記切替制御手段は、前記他の１つの電磁石電源装置の前記電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続する１つの前記負荷切替装置に含まれる前記切替器群の切替操作を、前記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が前記１つの第２ビーム輸送系に導かれる状態になっており、かつ、その荷電粒子ビームが前記他の第２ビーム輸送系に導かれない状態になっているときに行う請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項４】
前記複数の治療室のうち発生した照射準備完了信号に対応する前記治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に対して、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちのどの電磁石電源装置を割り当てるかを決定する電磁石電源割当手段を更に備え、前記切替制御手段は、前記電磁石電源割当手段からの指令に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項５】
前記切替制御手段が、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するとき、その接続が当該電磁石群の全ての電磁石に対して完了したかを判定する切替状態判定手段と、
前記切替状態判定手段の判定が肯定されたときに、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う初期化及び電流設定手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項６】
前記切替状態判定手段は、更に、当該電磁石群が予め選択された治療室に係わる電磁石群であるかを判定することを特徴とする請求項５記載の粒子線治療システム。
【請求項７】
前記切換制御手段が前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続したとき、前記荷電粒子ビーム発生手段から出射した荷電粒子ビームが前記１つの第２ビーム輸送系に導かれているときは、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止された後に、前記他の第２ビーム輸送系に導く荷電粒子ビームを前記荷電粒子ビーム発生手段から出射させる照射制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項８】
前記照射制御手段は、前記切替制御手段が前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続したときに、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止されるまで、前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群を待機運転させることを特徴とする請求項７記載の粒子線治療システム。
【請求項９】
前記第２ビーム輸送系は３つ以上あり、前記電磁石電源装置は２つであることを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項１０】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記複数の照射装置は、走査電磁石群を有する複数のスキャニング照射装置を含む粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記走査電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられた少なくとも２つの負荷切替装置であって、それぞれ、前記走査電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する電磁石電源装置の電源群を前記複数のスキャニング照射装置のうちの選択された１つのスキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう切り替える負荷切替装置と、
前記複数のスキャニング照射装置のうち荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置が第１スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続し、前記第１スキャニング照射装置の次に荷電粒子ビームを導入するスキャニング照射装置が第２スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第２スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する走査電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１１】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記複数の照射装置は、走査電磁石群を有する複数のスキャニング照射装置を含む粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記走査電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられた少なくとも２つの負荷切替装置であって、それぞれ、前記走査電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する電磁石電源装置の電源群を前記複数のスキャニング照射装置のうちの選択された１つのスキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう切り替える負荷切替装置と、
前記複数のスキャニング照射装置のうち荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置が第１スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続し、前記第１スキャニング照射装置の次に荷電粒子ビームを導入するスキャニング照射装置が第２スキャニング照射装置であるとき、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちの他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第２スキャニング照射装置の走査電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御する切替制御手段と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記切替制御手段による前記負荷切替装置の制御を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置の走査電磁石群の対応する走査電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームが導入されるスキャニング照射装置の走査電磁石群の対応する走査電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの第２負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１２】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムのビームコース切替方法において、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち、荷電粒子ビームの照射を行なう第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続する第１手順と；
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障したとき、前記第１手順による電源群の接続処理を無効とし、かつ少なくともその故障した電源部分に関し、前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を対応する電磁石に接続する第２手順とを備えることを特徴とするビームコース切替方法。
【請求項１３】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系を有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムのビームコース切替方法において、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置のうち１つの電磁石電源装置の電源群を、前記複数の治療室のうち、荷電粒子ビームの照射を行なう第１治療室に係わる１つの前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続し、他の１つの電磁石電源装置の電源群を、前記第１治療室の次に荷電粒子ビームの照射を行う第２治療室に係わる他の前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続する第１手順と；
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記第１手順による電源群の接続処理を無効とし、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続する第２手順とを備えることを特徴とするビームコース切替方法。
【請求項１４】
前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続したとき、その接続が当該電磁石群に含まれる全ての電磁石に対して完了したかを判定する第３手順と、前記第３手順による判定が肯定されたときに、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う第４手順とを更に備えたことを特徴とする請求項１２又は１３記載のビームコース切替方法。
【請求項１５】
前記第３手順は、前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続したとき、更に、当該電磁石群が選択された治療室に係わる電磁石群であるかを判定することを特徴とする請求項１４記載のビームコース切替方法。
【請求項１６】
前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続したとき、前記荷電粒子ビーム発生手段から出射した荷電粒子ビームが前記１つの第２ビーム輸送系に導かれているときは、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止された後に、前記他の第２ビーム輸送系に導く荷電粒子ビームを前記荷電粒子ビーム発生手段から出射させる第５手順を更に備えたことを特徴とする請求項１２又は１３記載のビームコース切替方法。
【請求項１７】
前記第５手順は、前記第１手順により前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続したときに、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止されるまで、前記他の第２ビーム輸送系の前記電磁石群を待機運転させることを特徴とする請求項１６記載のビームコース切替方法。
【請求項１８】
荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム発生装置と、複数の治療室にそれぞれ設置された複数の照射装置と、前記荷電粒子ビーム発生装置に連絡され、それぞれの前記照射装置に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輸送するビーム輸送系とを備え、前記ビーム輸送系は、前記荷電粒子ビーム発生装置に接続された第１ビーム輸送系と、この第１ビーム輸送系から分岐し、それぞれの前記照射装置に接続された複数の第２ビーム輸送系とを有し、前記複数の第２ビーム輸送系は、それぞれ、複数の電磁石を含む電磁石群を備えている粒子線治療システムにおいて、
それぞれ、前記電磁石群に対応した電源群を有する少なくとも２つの電磁石電源装置と、
前記電磁石電源装置ごとに設けられ、それぞれ、前記電磁石群に対応した切替器群を有し、対応する前記電磁石電源装置の電源群を前記複数の治療室のうちの選択された１つの治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に接続するよう切り替える少なくとも２つの負荷切替装置と、
前記少なくとも２つの電磁石電源装置のいずれかの電源群における第１電源が故障したとき、前記第１電源を含む電磁石電源装置の前記第１電源以外の電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続し、前記第１電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群の前記第１電源に対応する第２電源を、そのときに荷電粒子ビームの照射を行う治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群の対応する電磁石に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御するバックアップ制御手段とを備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１９】
前記複数の治療室のうち発生した照射準備完了信号に対応する前記治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の前記電磁石群に対して、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のうちのどの電磁石電源装置を割り当てるかを決定する電磁石電源割当手段を更に備え、
前記切替制御手段は、前記電磁石電源割当手段からの指令に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御し、
前記バックアップ制御手段は、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群に含まれる各電源の状態情報に基づいて、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障しているかどうかを確認し、故障が発生していない場合は、前記電磁石電源割当手段による前記指令を有効とし、故障が発生した場合は、前記電磁石電源割当手段による前記指令を無効とし、かつ前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を用いて電源群の再割り当てを行い、この再割り当ての結果に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の粒子線治療システム。
【請求項２０】
前記切換制御手段が、前記他の１つの電磁石電源装置の電源群を前記第２治療室に係わる前記第２ビーム輸送系の電磁石群に接続するよう前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御した後、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行う初期化及び電流設定手段と、
前記初期化及び電流設定手段が、前記他の１つの電磁石電源装置に電流指令を出力し、前記電磁石群の初期化と励磁電流設定を行った後、前記荷電粒子ビーム発生手段から出射した荷電粒子ビームが前記１つの第２ビーム輸送系に導かれているときは、前記１つの第２ビーム輸送系への荷電粒子ビームの導入が停止された後に、前記他の第２ビーム輸送系に導く荷電粒子ビームを前記荷電粒子ビーム発生手段から出射させる照射制御手段とを更に備え、
前記バックアップ制御手段は、更に、前記切換制御手段が前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御した後、前記出射制御手段が前記荷電粒子ビーム発生手段から荷電粒子ビームを出射させるまでの間、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群に含まれる各電源の状態情報に基づいて、前記少なくとも２つの電磁石電源装置のそれぞれの電源群におけるいずれかの電源が故障しているかどうかを確認し、故障が発生した場合は前記切替制御手段、初期化及び電流設定手段の制御を無効とし、かつ前記故障した電源を含まない他の電磁石電源装置の電源群を用いて電源群の再割り当てを行い、この再割り当ての結果に基づいて前記少なくとも２つの負荷切替装置を制御することを特徴とする請求項１９記載の粒子線治療システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２６８０３１（Ｐ２００７−２６８０３１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９８６０５（Ｐ２００６−９８６０５）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００１５３４４３）株式会社日立情報制御ソリューションズ (359)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００１５３４４３）株式会社日立情報制御ソリューションズ (359)
【Ｆターム（参考）】
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