粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置
【課題】信頼性の高いビームの位置ずれ検出を行うと共に、一部のビーム位置モニタが故障でもビームの位置ずれ検出を可能とする。
【解決手段】シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置であって、各照射コース毎にビーム位置モニタを複数個設置し、各照射コースの各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、各照射コースの複数のビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースのビームの位置ずれを判定する。
【解決手段】シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置であって、各照射コース毎にビーム位置モニタを複数個設置し、各照射コースの各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、各照射コースの複数のビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースのビームの位置ずれを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療装置は、一般に粒子ビームを発生させる入射器、入射された粒子ビームを必要な速度まで加速させるシンクロトロン、加速させた粒子ビームを患者に照射する複数の照射室、シンクロトロンから各照射室にビームを導入する照射コースから構成され、照射コースにはコースの進行方向に対する中心位置からＸ,Ｙ方向へのビームの位置ずれを測
定するビーム位置モニタが設置されている。従来の粒子線治療装置においては、特許文献１や特許文献４にあるようにビーム位置モニタ自体の機構に関するもの、特許文献２や特許文献３にあるように複数のビーム位置モニタの情報から電磁石の電流値を調整するものがある。
【０００３】
従来の粒子線治療装置は、図１２に示すように、ビーム位置ずれを検出するために、各照射コース毎に１つのビーム位置モニタが設置されている。１は入射器、２はシンクロトロン、３ａ,３ｂ,３ｃは各照射室、４ａ,４ｂ,４ｃは各照射室へビームを導入する各照射コース、５は照射コース４ａに設置されたビーム位置モニタ、６は照射コース４ｂに設置されたビーム位置モニタ、７は照射コース４ｃに設置されたビーム位置モニタである。
【０００４】
次に、従来の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置の動作について説明する。照射コース４ａを使用して治療を行う場合、入射器１から入射された粒子ビームはシンクロトロン２により加速され、照射コース４ａを経由して、照射室３ａに導入される。この時、ビーム位置モニタ５にてビーム位置を測定し、ビームの位置ずれを判定する。位置ずれの判定にあたっては例えば、図１３で表されるようなビーム位置モニタの判定パラメータ表があらかじめ全ビーム位置モニタについて定義してある。
【０００５】
ビーム位置モニタ５にて測定したビームの重心位置と標準偏差と判定パラメータ表から重心位置と標準偏差についてそれぞれ次のようにビームの位置ずれを判定する。
｜測定した重心位置―数値１｜＞数値２ ---（１）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―数値３｜＞数値４ ---（２）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、ビーム位置モニタ５にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれかがビーム位置ずれと判定された場合、全体として該当ビーム位置モニタ５ではビームの位置ずれと判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３３４５６７号公報
【特許文献２】特開２００３−２８２３００号公報
【特許文献３】特開２００５−３２９２５２号公報
【特許文献４】特開２００２−００６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置では、照射コース毎に１つのビーム位置モニタで判定を行っているため、判定に対する信頼性の確保が不十分であ
り、ビーム位置モニタが故障したときにはビームの位置ずれを検出できなくなるという問題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、照射コース毎に複数のビーム位置モニタを設置し、各々のビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定することにより、より信頼性の高いビームの位置ずれ検出を行うと共に、一部のビーム位置モニタが故障でもビームの位置ずれ検出を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わる粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置は、シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置において、前記各照射コース毎に前記ビーム位置モニタを複数個設置し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースのビームの位置ずれを判定するようにしたものである。
【０００９】
また、複数の前記照射コースに共通する照射コース共通部に設置された前記ビーム位置モニタには、前記ビーム位置モニタの測定値と前記各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して、該当照射コースにおける前記ビーム位置モニタのビームの位置ずれを判定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置によれば、照射コース毎に複数のビーム位置モニタを設置し、各々のビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定することにより、該当照射コースにおいて、より信頼性の高いビームの位置ずれ検出を行うと共に、一部のビーム位置モニタが故障でもビームの位置ずれ検出が可能である。
また、複数の照射コースに共通する照射コース共通部に設置されたビーム位置モニタには、ビーム位置モニタの測定値と各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して、該当照射コースにおけるビーム位置モニタのビームの位置ずれを判定するようにしたので、複数の前記照射コースに共通する照射コース共通部に設置された前記ビーム位置モニタを前記各照射コースに共用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１における粒子線治療装置を示すシステム構成図である。
【図２】実施の形態１における個別部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表を示す図である。
【図３】実施の形態１における共通部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表を示す図である。
【図４】実施の形態４のビーム位置モニタの測定値における重み付け表を示す図である。
【図５】実施の形態４のビーム位置モニタの測定値における判定結果に対する照射コース毎の判定基準値表を示す図である。
【図６】実施の形態５の照射コース毎の重心位置ずれ許容量表を示す図である。
【００１２】
【図７】実施の形態５の照射コース毎の標準偏差ずれ許容量表を示す図である。
【図８】実施の形態６の照射コース毎の重心位置ずれ許容量表を示す図である。
【図９】実施の形態６の照射コース毎の標準偏差ずれ許容量表を示す図である。
【図１０】実施の形態７のビーム照射毎の判定方法を定義する定義ファイルを示す図である。
【図１１】実施の形態８のビーム照射毎の判定方法を定義する定義ファイルを示す図である。
【図１２】従来の粒子線治療装置を示すシステム構成図である。
【図１３】従来のビーム位置ずれ検出装置における位置ずれの判定パラメータ表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における粒子線治療装置を示すシステム構成図である。図１において、１は入射器、２はシンクロトロン、３ａ，３ｂ，３ｃは各照射室、４ａ，４ｂ，４ｃは各照射室へビームを導入する照射コース、８，９は各照射コースの共通部に設置されたビーム位置モニタ、１０，１１，１２は各照射コースの個別部に設置されたビーム位置モニタである。図１のビーム位置モニタの設置場所や数については、一例であり、図１と異なる位置に設置しても構わない。また、数についても１つの照射コースに２つ以上設置されていればよい。
【００１４】
次に粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置の動作について説明する。照射コース４ａを使用して治療を行う場合、入射器１から入射された粒子ビームはシンクロトロン２により加速され、照射コース４ａを経由して、照射室３ａに導入される。この時、ビーム位置モニタ８，９，１０にてぞれぞれビーム位置を測定し、測定結果からビームの位置ずれを判定する。
【００１５】
実施の形態１でのビーム位置ずれ検出装置については、図２，図３で示す判定パラメータ表をあらかじめ全ビーム位置モニタについて定義しておく。この判定パラメータ表はビーム位置モニタ１０,１１,１２については、各照射コース４ａ,４ｂ,４ｃの場合のみの値で良いため、個別部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表である図２のように表される。一方、ビーム位置モニタ８、９については、どの照射コース４ａ,４ｂ,４ｃの場合も共通して使用するため、共通部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表である図３のように表される。つまり、各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して該当照射コースのビームの位置ずれを判定する。
【００１６】
各照射コースの個別部に設置されたビーム位置モニタ１０,１１,１２にて測定したビームの重心位置と標準偏差と判定パラメータ表（図２）から重心位置と標準偏差についてそれぞれ次のようにビーム位置ずれを判定する。
｜測定した重心位置―基準重心位置｜＞重心位置ずれ許容値 ---（３）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―基準標準偏差｜＞標準偏差ずれ許容値 ---（４）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、ビーム位置モニタ１０,１１,１２にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれかがビームの位置ずれと判定された場合、該当ビーム位置モニタ１０,１１,１２では、ビームの位置ずれと判定する。
【００１７】
各照射コースの共通部に設置されたビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心
位置と標準偏差と判定パラメータ表（図３）から重心位置と標準偏差についてそれぞれ次のようにビームの位置ずれを判定する。ビーム位置モニタ８,９は各照射コース４ａ,４ｂ,４ｃの共通部に設置されたビーム位置モニタ８,９であり、各照射コース毎に基準重心位置,重心位置ずれ許容値,基準標準偏差,標準偏差ずれ許容値が異なっているため、各照射
コース毎に個別にそれらの判定パラメータが設定されている。そのため、ビーム位置モニタ８,９に対しては、照射コース毎に個別に設定された判定パラメータを基にビームの位
置ずれを判定する。
【００１８】
照射コース４ａ：
｜測定した重心位置―照射コース４ａの基準重心位置｜＞照射コース４ａの重心位置ずれ許容値 ---（５）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―照射コース４ａの基準標準偏差｜＞照射コース４ａの標準偏差ずれ許容値 ---（６）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、照射コース４ａに対して、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位
置と標準偏差のいずれかがビーム位置ずれと判定された場合、照射コース４ａに対する該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置ずれと判定する。
【００１９】
同様に、
照射コース４ｂ：
｜測定した重心位置―照射コース４ｂの基準重心位置｜＞照射コース４ｂの重心位置ずれ許容値 ---（７）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―照射コース４ｂの基準標準偏差｜＞照射コース４ｂの標準偏差ずれ許容値 ---（８）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、照射コース４ｂに対して、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位
置と標準偏差のいずれかがビームの位置ずれと判定された場合、照射コース４ｂに対する該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置ずれと判定する。
【００２０】
照射コース４ｃ：
｜測定した重心位置―照射コース４ｃの基準重心位置｜＞照射コース４ｃの重心位置ずれ許容値 ---（９）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―照射コース４ｃの基準標準偏差｜＞照射コース４ｃの標準偏差ずれ許容値 ---（１０）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、照射コース４ｃに対して、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位
置と標準偏差のいずれかがビームの位置ずれと判定された場合、照射コース４ｃに対する該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置ずれと判定する。
【００２１】
照射コース毎に設置された複数のビーム位置モニタについて、各ビーム位置モニタ毎に判定を行った後、一台でもビームの位置ずれと判定されたビーム位置モニタが設置されたその照射コースは全体としてビーム位置ずれと判定する。例えば、照射コース４ａで照射された場合、ビーム位置モニタ８、９の測定値については、式（５），（６）に図３の判定パラメータを代入して、
｜測定した重心位置―数値Ａ１｜＞数値Ａ２ ---（１１）
｜測定した標準偏差―数値Ａ３｜＞数値Ａ４ ---（１２）
による判定方法により重心位置と標準偏差のそれぞれについてビームの位置ずれを判定する。そして、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれ
かがビーム位置ずれと判定された場合、該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置
ずれと判定する。
【００２２】
ビーム位置モニタ１０の測定値については、式（３），（４）に図２の判定パラメータを代入して
｜測定した重心位置―数値１｜＞数値２ ---（１３）
｜測定した標準偏差―数値３｜＞数値４ ---（１４）
による判定方法により重心位置と標準偏差のそれぞれについてビームの位置ずれを判定する。そして、ビーム位置モニタ１０にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれかがビーム位置ずれと判定された場合、ビーム位置モニタ１０では、ビーム位置ずれと判定する。
【００２３】
同様に、照射コース４ｂで照射された場合は、ビーム位置モニタ８，９，１１の各ビーム位置モニタの測定値と図２，図３の判定パラメータを使用して判定し、照射コース４ｃで照射された場合は、ビーム位置モニタ８，９，１２の各ビーム位置モニタの測定値と図２，図３の判定パラメータを使用して判定を行う。
【００２４】
このように、照射コース毎に設置された複数のビーム位置モニタについて、各ビーム位置モニタ毎に判定を行った後、一台でもビームの位置ずれと判定されたビーム位置モニタがあると、その照射コースは全体としてビーム位置ずれと判定する。もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値について判定は行わず、残りのビーム位置モニタの測定値のみで判定する。
なお、実施の形態１では、複数のビーム位置モニタにより１台でも位置ずれと判定した場合は位置ずれと見なすこととしたので、ビーム位置ずれ検出の信頼性が向上する。
なお、実施の形態１では、ビーム位置モニタの測定値に対する判定パラメータとして重心位置の数値と標準偏差の数値を挙げたが、モニタの種類により電流の数値など他のパラメータでもよい。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態２における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態２における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値に対する判定方法は実施の形態１と同一である。照射コース毎に全てのビーム位置モニタの測定値に対してビームが位置ずれであると判定された場合、全体として該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。例えば、照射コース４ａで照射された場合、ビーム位置モニタ８,９,１０の全てのビーム位置モニタの測定値に対してビームが位置ずれであると判定された場合、全体として照射コース４ａに対してビームが位置ずれであると判定する。
【００２６】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値では判定は行わず、残りのビーム位置モニタの測定値のみで判定する。
なお、実施の形態２では、全てのビーム位置モニタの測定値がビームの位置ずれと判定された場合のみ位置ずれと見なすこととしたので、例えばビーム調整段階で全ての判定パラメータの値が確定する前の不正なビームの位置ずれ判定の抑止が行えるという効果が得られる。
なお、実施の形態２でも、ビーム位置モニタの測定値に対する判定パラメータとして重心位置の数値と標準偏差の数値を挙げたが、モニタの種類により電流の数値など他のパラメータでもよい。これは以下各実施の形態でも同じである。
【００２７】
実施の形態３．
実施の形態３における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態３における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値に対する判定方法は実施の形態１と同一である。照射コース毎の複数
の各ビーム位置モニタの測定値に対する判定結果において、多数決を取り、ビームが位置ずれであると判定されたビーム位置モニタの数の方が、ビームが位置ずれでないと判定されたビーム位置モニタの数よりも多い場合、全体として該当照射コースに対してビームが位置ずれであると判定する。もし、両者が同数の場合には全体として該当照射コースに対してビームが位置ずれであると判定する。
【００２８】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値では判定は行わず、残りのビーム位置モニタの測定値のみで判定する。実施の形態３では、各ビーム位置モニタの測定値に対する判定結果に対して、多数決を取って判定を行うようにしたので、例えば一部のビーム位置モニタの測定値が何らかの理由により常に不正な為に常にビームが位置ずれであると判定している場合にそのビーム位置モニタの判定結果を無視してビームの位置ずれの判定を行うことができる。
【００２９】
実施の形態４．
実施の形態４における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態４における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値に対する判定方法は実施の形態１と同一である。照射コース毎の各ビーム位置モニタの測定値に対するビームの位置ずれの判定結果について、重み付けを加味する。例えば、図４で示すような各ビーム位置モニタの測定値における判定結果に対する重み付け表、図５で示すような照射コース毎の判定基準値表をあらかじめ定義しておき、次の判定方法により照射コースに対する判定を行う。
【００３０】
各ビーム位置モニタの判定結果α＝
各ビーム位置モニタでビームが位置ずれであると判定された場合は１、ビームが位置ずれでないと判定された場合は０、
ビーム位置モニタ８〜１２の判定結果をそれぞれα８〜α１２とすると、
照射コース４ａ：
α８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋α９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋α１０×ビーム位置モニタ１０の重み付け値
＞照射コース４ａの判定基準値 ---（１５）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００３１】
照射コース４ｂ：
α８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋α９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋α１１×ビーム位置モニタ１１の重み付け値
＞照射コース４ｂの判定基準値 ---（１６）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
α８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋α９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋α１２×ビーム位置モニタ１２の重み付け値
＞照射コース４ｃの判定基準値 ---（１７）
であれば、照射コース４ｃに対してビームの位置ずれと判定する。
【００３２】
例えば、照射コース４ａで照射を行い、ビーム位置モニタ１０の測定値に対してビームが位置ずれと判定され、ビーム位置モニタ８,９の測定値に対してビームが位置ずれと判
定されなかった場合、α８＝α９＝０、α１０＝１であり、計算結果は
０×０．５＋０×０．５＋１×１＝１となり、照射コース４ａの判定基準値０．９を超えるため、照射コース４ａについてはビームが位置ずれであると判定する。
【００３３】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、α＝０と
して算出する。実施の形態４では、各ビーム位置モニタの測定値に対するビームの位置ずれの判定結果に重み付けを加味して照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにしたので、ビームの位置ずれの判定に重要なビーム位置モニタの測定値に対する判定結果を優先することが可能となり、照射コースに対してより信頼性の高いビームの位置ずれを検出することができる。
【００３４】
なお、実施の形態４では照射コースが複数の場合について説明したが、照射コースが１つの、例えば照射コース４ａだけの場合でも、照射コース４ａにおける各ビーム位置モニタの測定値に対するビームの位置ずれの判定結果に重み付けを加味して加算して照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにしても、ビームの位置ずれの判定に重要なビーム位置モニタの測定値に対する判定結果を優先することが可能となり、照射コースに対してより信頼性の高いビームの位置ずれを検出することができる。
【００３５】
実施の形態５．
実施の形態５における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態５における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値と図２,図３に示す判定パラメータ表とから次に示す算出方法により
ビーム位置モニタ毎の重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量を算出する。
【００３６】
各照射コースの個別部に設置されたビーム位置モニタ１０,１１,１２にて測定したビームの重心位置と標準偏差と判定パラメータ表（図２）からビーム位置モニタ１０,１１,１２の重心位置ずれ量と標準偏差ずれ量を算出する。
｜測定した重心位置−基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（１８）
｜測定した標準偏差−基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（１９）
すなわち
｜測定した重心位置−数値１｜＝重心位置ずれ量 ---（２０）
｜測定した標準偏差−数値３｜＝標準偏差ずれ量 ---（２１）
【００３７】
各照射コースの共通部に設置されたビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心
位置と標準偏差と判定パラメータ表（図３）からビーム位置モニタ８,９の重心位置ずれ
量と標準偏差ずれ量を算出する。
照射コース４ａ：
｜測定した重心位置−照射コース４ａの基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（２２）
｜測定した標準偏差−照射コース４ａの基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（２３）
すなわち
｜測定した重心位置−数値Ａ１｜＝重心位置ずれ量 --（２４）
｜測定した標準偏差−数値Ａ３｜＝標準偏差ずれ量 --（２５）
【００３８】
照射コース４ｂ：
｜測定した重心位置−照射コース４ｂの基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（２６）
｜測定した標準偏差−照射コース４ｂの基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（２７）
すなわち
｜測定した重心位置−数値Ｂ１｜＝重心位置ずれ量 --（２８）
｜測定した標準偏差−数値Ｂ３｜＝標準偏差ずれ量 --（２９）
【００３９】
照射コース４ｃ：
｜測定した重心位置−照射コース４ｃの基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（３０）
｜測定した標準偏差−照射コース４ｃの基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（３１）
すなわち
｜測定した重心位置−数値Ｃ１｜＝重心位置ずれ量 ---（３２）
｜測定した標準偏差−数値Ｃ３｜＝標準偏差ずれ量 ---（３３）
【００４０】
各ビーム位置モニタ毎に算出された重心位置ずれ量と図６の照射コース毎の重心位置ずれ許容量表を基にそれぞれ次に示す算出方法にて照射コース毎のビームの位置ずれを判定する。
ビーム位置モニタ８〜１２の重心位置ずれ量をそれぞれβ８〜β１２とすると、
照射コース４ａ：
β８＋β９＋β１０＞ωＡ ---（３４）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４１】
照射コース４ｂ：
β８＋β９＋β１１＞ωＢ ---（３５）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
β８＋β９＋β１２＞ωＣ ---（３６）
であれば、照射コース４ｃに対してビーム位置ずれと判定する。
【００４２】
各ビーム位置モニタ毎に算出された標準偏差ずれ量と図７の照射コース毎の標準偏差ずれ許容量表を基にそれぞれ次に示す算出方法にて照射コース毎のビームの位置ずれを判定する。
ビーム位置モニタ８〜１２の標準偏差ずれ量をそれぞれγ８〜γ１２とすると
照射コース４ａ：
γ８＋γ９＋γ１０＞εＡ ---（３７）
であれば、照射コース４ａに対してビーム位置ずれと判定する。
【００４３】
照射コース４ｂ：
γ８＋γ９＋γ１１＞εＢ ---（３８）
であれば、照射コース４ｂに対してビーム位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
γ８＋γ９＋γ１２＞εＣ ---（３９）
であれば、照射コース４ｃに対してビーム位置ずれと判定する。
このようにして、照射コース毎の重心位置ずれ量、照射コース毎の標準偏差ずれ量のどちらかがビームの位置ずれの判定となった場合に該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４４】
例えば、照射コース４ａの場合、ビーム位置モニタ８,９については式（２４）（２５
）の算出方法によりビーム位置モニタ毎の重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量を求める。ビーム位置モニタ１０については式（２０）（２１）の算出方法により重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量を求める。ビーム位置モニタ毎に求めた重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量をそれぞれ式（３４）（３７）の判定方法によりビームの位置ずれを判定する。どちらかがビームの位置ずれと判定された場合に全体として該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４５】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値に対する重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量は０として算出する。実施の形態５では、各照射コースの各ビーム位置モニタ毎の位置ずれ量を加算して判定するようにしたので、各照射コースのビーム位置モニタ数が多い場合に個々のビーム位置モニタ毎では位置ずれ量が小さいが、多数のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれ量が累積すると加算値として位置ずれが大きくなる場合に該当照射コースのビームの位置ずれを検出できる。
【００４６】
なお、実施の形態５では照射コースが複数の場合について説明したが、照射コースが１つの、例えば照射コース４ａだけの場合でも、照射コース４ａの各ビーム位置モニタ毎にビームの位置を測定し、照射コース４ａの各ビーム位置モニタに対して、それぞれ前記各ビーム位置モニタの測定値に対する基準位置からのずれ量を加算し、その加算値により、照射コース４ａに対するビームの位置ずれを判定するようにしても、照射コース４ａのビーム位置モニタ数が多い場合に個々のビーム位置モニタ毎では位置ずれ量が小さいが、多数のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれ量が累積すると加算値として位置ずれが大きくなる場合に照射コース４ａのビームの位置ずれを検出できる。
【００４７】
実施の形態６．
実施の形態６における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態６における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタ毎の測定値に対する重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量の算出方法は実施の形態５と同一である。
【００４８】
各照射コースの各ビーム位置モニタ毎に算出された重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量をそれぞれ図４に示すような重み付け表と、図８に示すような照射コース毎の重心位置ずれ許容量表、図９に示すような照射コース毎の標準偏差許容量表を使い、次に示す算出方法にて該当照射コースに対する重心位置、標準偏差それぞれについてビームの位置ずれを判定する。
ビーム位置モニタ８〜１２の重心位置ずれ量をそれぞれβ８〜β１２とすると
照射コース４ａ：
β８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋β９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋β１０×ビーム位置モニタ１０の重み付け値＞θＡ ---（４０）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４９】
照射コース４ｂ：
β８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋β９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋β１１×ビーム位置モニタ１１の重み付け値＞θＢ ---（４１）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
β８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋β９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋β１２×ビーム位置モニタ１２の重み付け値＞θＣ ---（４２）
であれば、照射コース４ｃに対してビームの位置ずれと判定する。
【００５０】
ビーム位置モニタ８〜１２の標準偏差ずれ量をそれぞれγ８〜γ１２とすると
照射コース４ａ：
γ８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋γ９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋γ１０×ビーム位置モニタ１０の重み付け値＞ηＡ ---（４３）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００５１】
照射コース４ｂ：
γ８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋γ９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋γ１１×ビーム位置モニタ１１の重み付け値＞ηＢ ---（４４）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
γ８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋γ９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋γ１２×ビーム位置モニタ１２の重み付け値＞ηＣ ---（４５）
であれば、照射コース４ｃに対してビーム位置ずれと判定する。
【００５２】
このようにして、照射コース毎の重心位置ずれ量、照射コース毎の標準偏差ずれ量のどちらかがビームの位置ずれの判定となった場合に該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。実施の形態６では、各ビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれ量に重み付けと、各照射コースの各ビーム位置モニタ毎の位置ずれ量を加算して判定するようにしたので、実施の形態４と実施の形態５の両方の効果が得られる。
【００５３】
実施の形態７．
実施の形態７における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態７における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。図１０は実施の形態７におけるビーム照射毎の判定方法を定義する定義ファイルを示す図である。図１０で示すようにあらかじめビーム照射毎にどの判定方法を使用するか定義しておき、ビーム照射毎に判定方法を選択切替えしてビームの位置ずれを判定する。なお、実施の形態７では、ビーム照射に際して判定方法が切替えられるようにしたので、ビームの使用目的や状況に応じて判定方法を使い分けできる。
【００５４】
実施の形態８．
実施の形態８における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態８における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。ビーム照射の１回毎に粒子線治療装置の運転員が判定方法を選択する操作を行うことにより、例えば、図１１で示すような定義ファイルに実施の形態１〜実施の形態６記載の判定方法が書き込まれる。書き込まれた後、ビーム照射を行い、各ビーム位置モニタの測定値に対して書き込まれた判定方法に従い、ビーム位置ずれを判定する。実施の形態８では、運転員が判定方法を定義ファイルに書き込み選択できるようにしたので、ビームの使用目的や状況に応じてその場で判定方法を使い分けできる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 入射器 ２ シンクロトロン
３ａ,３ｂ,３ｃ 照射室 ４ａ,４ｂ,４ｃ 照射コース
８,９,１０,１１,１２ ビーム位置モニタ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療装置は、一般に粒子ビームを発生させる入射器、入射された粒子ビームを必要な速度まで加速させるシンクロトロン、加速させた粒子ビームを患者に照射する複数の照射室、シンクロトロンから各照射室にビームを導入する照射コースから構成され、照射コースにはコースの進行方向に対する中心位置からＸ,Ｙ方向へのビームの位置ずれを測
定するビーム位置モニタが設置されている。従来の粒子線治療装置においては、特許文献１や特許文献４にあるようにビーム位置モニタ自体の機構に関するもの、特許文献２や特許文献３にあるように複数のビーム位置モニタの情報から電磁石の電流値を調整するものがある。
【０００３】
従来の粒子線治療装置は、図１２に示すように、ビーム位置ずれを検出するために、各照射コース毎に１つのビーム位置モニタが設置されている。１は入射器、２はシンクロトロン、３ａ,３ｂ,３ｃは各照射室、４ａ,４ｂ,４ｃは各照射室へビームを導入する各照射コース、５は照射コース４ａに設置されたビーム位置モニタ、６は照射コース４ｂに設置されたビーム位置モニタ、７は照射コース４ｃに設置されたビーム位置モニタである。
【０００４】
次に、従来の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置の動作について説明する。照射コース４ａを使用して治療を行う場合、入射器１から入射された粒子ビームはシンクロトロン２により加速され、照射コース４ａを経由して、照射室３ａに導入される。この時、ビーム位置モニタ５にてビーム位置を測定し、ビームの位置ずれを判定する。位置ずれの判定にあたっては例えば、図１３で表されるようなビーム位置モニタの判定パラメータ表があらかじめ全ビーム位置モニタについて定義してある。
【０００５】
ビーム位置モニタ５にて測定したビームの重心位置と標準偏差と判定パラメータ表から重心位置と標準偏差についてそれぞれ次のようにビームの位置ずれを判定する。
｜測定した重心位置―数値１｜＞数値２ ---（１）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―数値３｜＞数値４ ---（２）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、ビーム位置モニタ５にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれかがビーム位置ずれと判定された場合、全体として該当ビーム位置モニタ５ではビームの位置ずれと判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３３４５６７号公報
【特許文献２】特開２００３−２８２３００号公報
【特許文献３】特開２００５−３２９２５２号公報
【特許文献４】特開２００２−００６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置では、照射コース毎に１つのビーム位置モニタで判定を行っているため、判定に対する信頼性の確保が不十分であ
り、ビーム位置モニタが故障したときにはビームの位置ずれを検出できなくなるという問題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、照射コース毎に複数のビーム位置モニタを設置し、各々のビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定することにより、より信頼性の高いビームの位置ずれ検出を行うと共に、一部のビーム位置モニタが故障でもビームの位置ずれ検出を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わる粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置は、シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置において、前記各照射コース毎に前記ビーム位置モニタを複数個設置し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースのビームの位置ずれを判定するようにしたものである。
【０００９】
また、複数の前記照射コースに共通する照射コース共通部に設置された前記ビーム位置モニタには、前記ビーム位置モニタの測定値と前記各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して、該当照射コースにおける前記ビーム位置モニタのビームの位置ずれを判定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置によれば、照射コース毎に複数のビーム位置モニタを設置し、各々のビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定することにより、該当照射コースにおいて、より信頼性の高いビームの位置ずれ検出を行うと共に、一部のビーム位置モニタが故障でもビームの位置ずれ検出が可能である。
また、複数の照射コースに共通する照射コース共通部に設置されたビーム位置モニタには、ビーム位置モニタの測定値と各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して、該当照射コースにおけるビーム位置モニタのビームの位置ずれを判定するようにしたので、複数の前記照射コースに共通する照射コース共通部に設置された前記ビーム位置モニタを前記各照射コースに共用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１における粒子線治療装置を示すシステム構成図である。
【図２】実施の形態１における個別部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表を示す図である。
【図３】実施の形態１における共通部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表を示す図である。
【図４】実施の形態４のビーム位置モニタの測定値における重み付け表を示す図である。
【図５】実施の形態４のビーム位置モニタの測定値における判定結果に対する照射コース毎の判定基準値表を示す図である。
【図６】実施の形態５の照射コース毎の重心位置ずれ許容量表を示す図である。
【００１２】
【図７】実施の形態５の照射コース毎の標準偏差ずれ許容量表を示す図である。
【図８】実施の形態６の照射コース毎の重心位置ずれ許容量表を示す図である。
【図９】実施の形態６の照射コース毎の標準偏差ずれ許容量表を示す図である。
【図１０】実施の形態７のビーム照射毎の判定方法を定義する定義ファイルを示す図である。
【図１１】実施の形態８のビーム照射毎の判定方法を定義する定義ファイルを示す図である。
【図１２】従来の粒子線治療装置を示すシステム構成図である。
【図１３】従来のビーム位置ずれ検出装置における位置ずれの判定パラメータ表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における粒子線治療装置を示すシステム構成図である。図１において、１は入射器、２はシンクロトロン、３ａ，３ｂ，３ｃは各照射室、４ａ，４ｂ，４ｃは各照射室へビームを導入する照射コース、８，９は各照射コースの共通部に設置されたビーム位置モニタ、１０，１１，１２は各照射コースの個別部に設置されたビーム位置モニタである。図１のビーム位置モニタの設置場所や数については、一例であり、図１と異なる位置に設置しても構わない。また、数についても１つの照射コースに２つ以上設置されていればよい。
【００１４】
次に粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置の動作について説明する。照射コース４ａを使用して治療を行う場合、入射器１から入射された粒子ビームはシンクロトロン２により加速され、照射コース４ａを経由して、照射室３ａに導入される。この時、ビーム位置モニタ８，９，１０にてぞれぞれビーム位置を測定し、測定結果からビームの位置ずれを判定する。
【００１５】
実施の形態１でのビーム位置ずれ検出装置については、図２，図３で示す判定パラメータ表をあらかじめ全ビーム位置モニタについて定義しておく。この判定パラメータ表はビーム位置モニタ１０,１１,１２については、各照射コース４ａ,４ｂ,４ｃの場合のみの値で良いため、個別部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表である図２のように表される。一方、ビーム位置モニタ８、９については、どの照射コース４ａ,４ｂ,４ｃの場合も共通して使用するため、共通部のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれの判定パラメータ表である図３のように表される。つまり、各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して該当照射コースのビームの位置ずれを判定する。
【００１６】
各照射コースの個別部に設置されたビーム位置モニタ１０,１１,１２にて測定したビームの重心位置と標準偏差と判定パラメータ表（図２）から重心位置と標準偏差についてそれぞれ次のようにビーム位置ずれを判定する。
｜測定した重心位置―基準重心位置｜＞重心位置ずれ許容値 ---（３）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―基準標準偏差｜＞標準偏差ずれ許容値 ---（４）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、ビーム位置モニタ１０,１１,１２にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれかがビームの位置ずれと判定された場合、該当ビーム位置モニタ１０,１１,１２では、ビームの位置ずれと判定する。
【００１７】
各照射コースの共通部に設置されたビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心
位置と標準偏差と判定パラメータ表（図３）から重心位置と標準偏差についてそれぞれ次のようにビームの位置ずれを判定する。ビーム位置モニタ８,９は各照射コース４ａ,４ｂ,４ｃの共通部に設置されたビーム位置モニタ８,９であり、各照射コース毎に基準重心位置,重心位置ずれ許容値,基準標準偏差,標準偏差ずれ許容値が異なっているため、各照射
コース毎に個別にそれらの判定パラメータが設定されている。そのため、ビーム位置モニタ８,９に対しては、照射コース毎に個別に設定された判定パラメータを基にビームの位
置ずれを判定する。
【００１８】
照射コース４ａ：
｜測定した重心位置―照射コース４ａの基準重心位置｜＞照射コース４ａの重心位置ずれ許容値 ---（５）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―照射コース４ａの基準標準偏差｜＞照射コース４ａの標準偏差ずれ許容値 ---（６）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、照射コース４ａに対して、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位
置と標準偏差のいずれかがビーム位置ずれと判定された場合、照射コース４ａに対する該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置ずれと判定する。
【００１９】
同様に、
照射コース４ｂ：
｜測定した重心位置―照射コース４ｂの基準重心位置｜＞照射コース４ｂの重心位置ずれ許容値 ---（７）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―照射コース４ｂの基準標準偏差｜＞照射コース４ｂの標準偏差ずれ許容値 ---（８）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、照射コース４ｂに対して、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位
置と標準偏差のいずれかがビームの位置ずれと判定された場合、照射コース４ｂに対する該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置ずれと判定する。
【００２０】
照射コース４ｃ：
｜測定した重心位置―照射コース４ｃの基準重心位置｜＞照射コース４ｃの重心位置ずれ許容値 ---（９）
であればビームの位置ずれと判定する。
｜測定した標準偏差―照射コース４ｃの基準標準偏差｜＞照射コース４ｃの標準偏差ずれ許容値 ---（１０）
であればビームの位置ずれと判定する。
そして、照射コース４ｃに対して、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位
置と標準偏差のいずれかがビームの位置ずれと判定された場合、照射コース４ｃに対する該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置ずれと判定する。
【００２１】
照射コース毎に設置された複数のビーム位置モニタについて、各ビーム位置モニタ毎に判定を行った後、一台でもビームの位置ずれと判定されたビーム位置モニタが設置されたその照射コースは全体としてビーム位置ずれと判定する。例えば、照射コース４ａで照射された場合、ビーム位置モニタ８、９の測定値については、式（５），（６）に図３の判定パラメータを代入して、
｜測定した重心位置―数値Ａ１｜＞数値Ａ２ ---（１１）
｜測定した標準偏差―数値Ａ３｜＞数値Ａ４ ---（１２）
による判定方法により重心位置と標準偏差のそれぞれについてビームの位置ずれを判定する。そして、ビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれ
かがビーム位置ずれと判定された場合、該当ビーム位置モニタ８,９では、ビームの位置
ずれと判定する。
【００２２】
ビーム位置モニタ１０の測定値については、式（３），（４）に図２の判定パラメータを代入して
｜測定した重心位置―数値１｜＞数値２ ---（１３）
｜測定した標準偏差―数値３｜＞数値４ ---（１４）
による判定方法により重心位置と標準偏差のそれぞれについてビームの位置ずれを判定する。そして、ビーム位置モニタ１０にて測定したビームの重心位置と標準偏差のいずれかがビーム位置ずれと判定された場合、ビーム位置モニタ１０では、ビーム位置ずれと判定する。
【００２３】
同様に、照射コース４ｂで照射された場合は、ビーム位置モニタ８，９，１１の各ビーム位置モニタの測定値と図２，図３の判定パラメータを使用して判定し、照射コース４ｃで照射された場合は、ビーム位置モニタ８，９，１２の各ビーム位置モニタの測定値と図２，図３の判定パラメータを使用して判定を行う。
【００２４】
このように、照射コース毎に設置された複数のビーム位置モニタについて、各ビーム位置モニタ毎に判定を行った後、一台でもビームの位置ずれと判定されたビーム位置モニタがあると、その照射コースは全体としてビーム位置ずれと判定する。もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値について判定は行わず、残りのビーム位置モニタの測定値のみで判定する。
なお、実施の形態１では、複数のビーム位置モニタにより１台でも位置ずれと判定した場合は位置ずれと見なすこととしたので、ビーム位置ずれ検出の信頼性が向上する。
なお、実施の形態１では、ビーム位置モニタの測定値に対する判定パラメータとして重心位置の数値と標準偏差の数値を挙げたが、モニタの種類により電流の数値など他のパラメータでもよい。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態２における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態２における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値に対する判定方法は実施の形態１と同一である。照射コース毎に全てのビーム位置モニタの測定値に対してビームが位置ずれであると判定された場合、全体として該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。例えば、照射コース４ａで照射された場合、ビーム位置モニタ８,９,１０の全てのビーム位置モニタの測定値に対してビームが位置ずれであると判定された場合、全体として照射コース４ａに対してビームが位置ずれであると判定する。
【００２６】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値では判定は行わず、残りのビーム位置モニタの測定値のみで判定する。
なお、実施の形態２では、全てのビーム位置モニタの測定値がビームの位置ずれと判定された場合のみ位置ずれと見なすこととしたので、例えばビーム調整段階で全ての判定パラメータの値が確定する前の不正なビームの位置ずれ判定の抑止が行えるという効果が得られる。
なお、実施の形態２でも、ビーム位置モニタの測定値に対する判定パラメータとして重心位置の数値と標準偏差の数値を挙げたが、モニタの種類により電流の数値など他のパラメータでもよい。これは以下各実施の形態でも同じである。
【００２７】
実施の形態３．
実施の形態３における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態３における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値に対する判定方法は実施の形態１と同一である。照射コース毎の複数
の各ビーム位置モニタの測定値に対する判定結果において、多数決を取り、ビームが位置ずれであると判定されたビーム位置モニタの数の方が、ビームが位置ずれでないと判定されたビーム位置モニタの数よりも多い場合、全体として該当照射コースに対してビームが位置ずれであると判定する。もし、両者が同数の場合には全体として該当照射コースに対してビームが位置ずれであると判定する。
【００２８】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値では判定は行わず、残りのビーム位置モニタの測定値のみで判定する。実施の形態３では、各ビーム位置モニタの測定値に対する判定結果に対して、多数決を取って判定を行うようにしたので、例えば一部のビーム位置モニタの測定値が何らかの理由により常に不正な為に常にビームが位置ずれであると判定している場合にそのビーム位置モニタの判定結果を無視してビームの位置ずれの判定を行うことができる。
【００２９】
実施の形態４．
実施の形態４における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態４における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値に対する判定方法は実施の形態１と同一である。照射コース毎の各ビーム位置モニタの測定値に対するビームの位置ずれの判定結果について、重み付けを加味する。例えば、図４で示すような各ビーム位置モニタの測定値における判定結果に対する重み付け表、図５で示すような照射コース毎の判定基準値表をあらかじめ定義しておき、次の判定方法により照射コースに対する判定を行う。
【００３０】
各ビーム位置モニタの判定結果α＝
各ビーム位置モニタでビームが位置ずれであると判定された場合は１、ビームが位置ずれでないと判定された場合は０、
ビーム位置モニタ８〜１２の判定結果をそれぞれα８〜α１２とすると、
照射コース４ａ：
α８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋α９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋α１０×ビーム位置モニタ１０の重み付け値
＞照射コース４ａの判定基準値 ---（１５）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００３１】
照射コース４ｂ：
α８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋α９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋α１１×ビーム位置モニタ１１の重み付け値
＞照射コース４ｂの判定基準値 ---（１６）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
α８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋α９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋α１２×ビーム位置モニタ１２の重み付け値
＞照射コース４ｃの判定基準値 ---（１７）
であれば、照射コース４ｃに対してビームの位置ずれと判定する。
【００３２】
例えば、照射コース４ａで照射を行い、ビーム位置モニタ１０の測定値に対してビームが位置ずれと判定され、ビーム位置モニタ８,９の測定値に対してビームが位置ずれと判
定されなかった場合、α８＝α９＝０、α１０＝１であり、計算結果は
０×０．５＋０×０．５＋１×１＝１となり、照射コース４ａの判定基準値０．９を超えるため、照射コース４ａについてはビームが位置ずれであると判定する。
【００３３】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、α＝０と
して算出する。実施の形態４では、各ビーム位置モニタの測定値に対するビームの位置ずれの判定結果に重み付けを加味して照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにしたので、ビームの位置ずれの判定に重要なビーム位置モニタの測定値に対する判定結果を優先することが可能となり、照射コースに対してより信頼性の高いビームの位置ずれを検出することができる。
【００３４】
なお、実施の形態４では照射コースが複数の場合について説明したが、照射コースが１つの、例えば照射コース４ａだけの場合でも、照射コース４ａにおける各ビーム位置モニタの測定値に対するビームの位置ずれの判定結果に重み付けを加味して加算して照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにしても、ビームの位置ずれの判定に重要なビーム位置モニタの測定値に対する判定結果を優先することが可能となり、照射コースに対してより信頼性の高いビームの位置ずれを検出することができる。
【００３５】
実施の形態５．
実施の形態５における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態５における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタの測定値と図２,図３に示す判定パラメータ表とから次に示す算出方法により
ビーム位置モニタ毎の重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量を算出する。
【００３６】
各照射コースの個別部に設置されたビーム位置モニタ１０,１１,１２にて測定したビームの重心位置と標準偏差と判定パラメータ表（図２）からビーム位置モニタ１０,１１,１２の重心位置ずれ量と標準偏差ずれ量を算出する。
｜測定した重心位置−基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（１８）
｜測定した標準偏差−基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（１９）
すなわち
｜測定した重心位置−数値１｜＝重心位置ずれ量 ---（２０）
｜測定した標準偏差−数値３｜＝標準偏差ずれ量 ---（２１）
【００３７】
各照射コースの共通部に設置されたビーム位置モニタ８,９にて測定したビームの重心
位置と標準偏差と判定パラメータ表（図３）からビーム位置モニタ８,９の重心位置ずれ
量と標準偏差ずれ量を算出する。
照射コース４ａ：
｜測定した重心位置−照射コース４ａの基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（２２）
｜測定した標準偏差−照射コース４ａの基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（２３）
すなわち
｜測定した重心位置−数値Ａ１｜＝重心位置ずれ量 --（２４）
｜測定した標準偏差−数値Ａ３｜＝標準偏差ずれ量 --（２５）
【００３８】
照射コース４ｂ：
｜測定した重心位置−照射コース４ｂの基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（２６）
｜測定した標準偏差−照射コース４ｂの基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（２７）
すなわち
｜測定した重心位置−数値Ｂ１｜＝重心位置ずれ量 --（２８）
｜測定した標準偏差−数値Ｂ３｜＝標準偏差ずれ量 --（２９）
【００３９】
照射コース４ｃ：
｜測定した重心位置−照射コース４ｃの基準重心位置｜＝重心位置ずれ量---（３０）
｜測定した標準偏差−照射コース４ｃの基準標準偏差｜＝標準偏差ずれ量---（３１）
すなわち
｜測定した重心位置−数値Ｃ１｜＝重心位置ずれ量 ---（３２）
｜測定した標準偏差−数値Ｃ３｜＝標準偏差ずれ量 ---（３３）
【００４０】
各ビーム位置モニタ毎に算出された重心位置ずれ量と図６の照射コース毎の重心位置ずれ許容量表を基にそれぞれ次に示す算出方法にて照射コース毎のビームの位置ずれを判定する。
ビーム位置モニタ８〜１２の重心位置ずれ量をそれぞれβ８〜β１２とすると、
照射コース４ａ：
β８＋β９＋β１０＞ωＡ ---（３４）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４１】
照射コース４ｂ：
β８＋β９＋β１１＞ωＢ ---（３５）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
β８＋β９＋β１２＞ωＣ ---（３６）
であれば、照射コース４ｃに対してビーム位置ずれと判定する。
【００４２】
各ビーム位置モニタ毎に算出された標準偏差ずれ量と図７の照射コース毎の標準偏差ずれ許容量表を基にそれぞれ次に示す算出方法にて照射コース毎のビームの位置ずれを判定する。
ビーム位置モニタ８〜１２の標準偏差ずれ量をそれぞれγ８〜γ１２とすると
照射コース４ａ：
γ８＋γ９＋γ１０＞εＡ ---（３７）
であれば、照射コース４ａに対してビーム位置ずれと判定する。
【００４３】
照射コース４ｂ：
γ８＋γ９＋γ１１＞εＢ ---（３８）
であれば、照射コース４ｂに対してビーム位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
γ８＋γ９＋γ１２＞εＣ ---（３９）
であれば、照射コース４ｃに対してビーム位置ずれと判定する。
このようにして、照射コース毎の重心位置ずれ量、照射コース毎の標準偏差ずれ量のどちらかがビームの位置ずれの判定となった場合に該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４４】
例えば、照射コース４ａの場合、ビーム位置モニタ８,９については式（２４）（２５
）の算出方法によりビーム位置モニタ毎の重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量を求める。ビーム位置モニタ１０については式（２０）（２１）の算出方法により重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量を求める。ビーム位置モニタ毎に求めた重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量をそれぞれ式（３４）（３７）の判定方法によりビームの位置ずれを判定する。どちらかがビームの位置ずれと判定された場合に全体として該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４５】
もし、一部のビーム位置モニタが故障などにより計測不能となった場合には、該当ビーム位置モニタの測定値に対する重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量は０として算出する。実施の形態５では、各照射コースの各ビーム位置モニタ毎の位置ずれ量を加算して判定するようにしたので、各照射コースのビーム位置モニタ数が多い場合に個々のビーム位置モニタ毎では位置ずれ量が小さいが、多数のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれ量が累積すると加算値として位置ずれが大きくなる場合に該当照射コースのビームの位置ずれを検出できる。
【００４６】
なお、実施の形態５では照射コースが複数の場合について説明したが、照射コースが１つの、例えば照射コース４ａだけの場合でも、照射コース４ａの各ビーム位置モニタ毎にビームの位置を測定し、照射コース４ａの各ビーム位置モニタに対して、それぞれ前記各ビーム位置モニタの測定値に対する基準位置からのずれ量を加算し、その加算値により、照射コース４ａに対するビームの位置ずれを判定するようにしても、照射コース４ａのビーム位置モニタ数が多い場合に個々のビーム位置モニタ毎では位置ずれ量が小さいが、多数のビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれ量が累積すると加算値として位置ずれが大きくなる場合に照射コース４ａのビームの位置ずれを検出できる。
【００４７】
実施の形態６．
実施の形態６における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態６における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。各ビーム位置モニタ毎の測定値に対する重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量の算出方法は実施の形態５と同一である。
【００４８】
各照射コースの各ビーム位置モニタ毎に算出された重心位置ずれ量、標準偏差ずれ量をそれぞれ図４に示すような重み付け表と、図８に示すような照射コース毎の重心位置ずれ許容量表、図９に示すような照射コース毎の標準偏差許容量表を使い、次に示す算出方法にて該当照射コースに対する重心位置、標準偏差それぞれについてビームの位置ずれを判定する。
ビーム位置モニタ８〜１２の重心位置ずれ量をそれぞれβ８〜β１２とすると
照射コース４ａ：
β８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋β９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋β１０×ビーム位置モニタ１０の重み付け値＞θＡ ---（４０）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００４９】
照射コース４ｂ：
β８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋β９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋β１１×ビーム位置モニタ１１の重み付け値＞θＢ ---（４１）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
β８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋β９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋β１２×ビーム位置モニタ１２の重み付け値＞θＣ ---（４２）
であれば、照射コース４ｃに対してビームの位置ずれと判定する。
【００５０】
ビーム位置モニタ８〜１２の標準偏差ずれ量をそれぞれγ８〜γ１２とすると
照射コース４ａ：
γ８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋γ９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋γ１０×ビーム位置モニタ１０の重み付け値＞ηＡ ---（４３）
であれば、照射コース４ａに対してビームの位置ずれと判定する。
【００５１】
照射コース４ｂ：
γ８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋γ９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋γ１１×ビーム位置モニタ１１の重み付け値＞ηＢ ---（４４）
であれば、照射コース４ｂに対してビームの位置ずれと判定する。
照射コース４ｃ：
γ８×ビーム位置モニタ８の重み付け値＋γ９×ビーム位置モニタ９の重み付け値
＋γ１２×ビーム位置モニタ１２の重み付け値＞ηＣ ---（４５）
であれば、照射コース４ｃに対してビーム位置ずれと判定する。
【００５２】
このようにして、照射コース毎の重心位置ずれ量、照射コース毎の標準偏差ずれ量のどちらかがビームの位置ずれの判定となった場合に該当照射コースに対してビームの位置ずれと判定する。実施の形態６では、各ビーム位置モニタの測定値に対する位置ずれ量に重み付けと、各照射コースの各ビーム位置モニタ毎の位置ずれ量を加算して判定するようにしたので、実施の形態４と実施の形態５の両方の効果が得られる。
【００５３】
実施の形態７．
実施の形態７における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態７における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。図１０は実施の形態７におけるビーム照射毎の判定方法を定義する定義ファイルを示す図である。図１０で示すようにあらかじめビーム照射毎にどの判定方法を使用するか定義しておき、ビーム照射毎に判定方法を選択切替えしてビームの位置ずれを判定する。なお、実施の形態７では、ビーム照射に際して判定方法が切替えられるようにしたので、ビームの使用目的や状況に応じて判定方法を使い分けできる。
【００５４】
実施の形態８．
実施の形態８における粒子線治療装置のシステム構成図は図１と同じである。次に実施の形態８における粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置について説明する。ビーム照射の１回毎に粒子線治療装置の運転員が判定方法を選択する操作を行うことにより、例えば、図１１で示すような定義ファイルに実施の形態１〜実施の形態６記載の判定方法が書き込まれる。書き込まれた後、ビーム照射を行い、各ビーム位置モニタの測定値に対して書き込まれた判定方法に従い、ビーム位置ずれを判定する。実施の形態８では、運転員が判定方法を定義ファイルに書き込み選択できるようにしたので、ビームの使用目的や状況に応じてその場で判定方法を使い分けできる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 入射器 ２ シンクロトロン
３ａ,３ｂ,３ｃ 照射室 ４ａ,４ｂ,４ｃ 照射コース
８,９,１０,１１,１２ ビーム位置モニタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置において、
前記各照射コース毎に前記ビーム位置モニタを複数個設置し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースのビームの位置ずれを判定するようにした粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項２】
複数の前記照射コースに共通する照射コース共通部に設置された前記ビーム位置モニタには、前記ビーム位置モニタの測定値と前記各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して該当照射コースにおける前記ビーム位置モニタのビームの位置ずれを判定するようにした請求項１記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項３】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果のうち１台でもビームが位置ずれであると判定した場合に該当照射コースのビームが位置ずれであると判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項４】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果がいずれもビームが位置ずれであると判定した場合に該当照射コースのビームが位置ずれであると判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項５】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果に対して、ビームが位置ずれであると判定した前記ビーム位置モニタの台数がビームが位置ずれでないと判定した前記ビーム位置モニタと同台数以上の場合に該当照射コースのビームが位置ずれであると判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項６】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタの判定結果に対して、それぞれ重み付けを加味した加算値により、該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項７】
シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置において、
前記各照射コース毎に前記ビーム位置モニタを複数個設置し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置を測定し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタに対して、それぞれ前記各ビーム位置モニタの測定値に対する基準位置からのずれ量を求め、求めたずれ量を加算し、その加算値により、該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項８】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置を測定し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタに対して、それぞれ前記各ビーム位置モニタの測定値に対
する基準位置からのずれ量を重み付けを加味して求め、重み付けを加味したずれ量を加算し、その加算値により、該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした請求項７記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８に記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置のいずれかをビーム照射に際して選択して照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項１】
シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置において、
前記各照射コース毎に前記ビーム位置モニタを複数個設置し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果を基に該当照射コースのビームの位置ずれを判定するようにした粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項２】
複数の前記照射コースに共通する照射コース共通部に設置された前記ビーム位置モニタには、前記ビーム位置モニタの測定値と前記各照射コース毎に設定された判定パラメータとを比較して該当照射コースにおける前記ビーム位置モニタのビームの位置ずれを判定するようにした請求項１記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項３】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果のうち１台でもビームが位置ずれであると判定した場合に該当照射コースのビームが位置ずれであると判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項４】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果がいずれもビームが位置ずれであると判定した場合に該当照射コースのビームが位置ずれであると判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項５】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの複数の前記ビーム位置モニタの判定結果に対して、ビームが位置ずれであると判定した前記ビーム位置モニタの台数がビームが位置ずれでないと判定した前記ビーム位置モニタと同台数以上の場合に該当照射コースのビームが位置ずれであると判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項６】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置ずれを測定しビームの位置ずれを判定し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタの判定結果に対して、それぞれ重み付けを加味した加算値により、該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした請求項１又は請求項２記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項７】
シンクロトロンから複数の照射室にビームを導入する複数の照射コース毎に、それぞれビームの位置ずれを検出するビーム位置モニタを設置する粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置において、
前記各照射コース毎に前記ビーム位置モニタを複数個設置し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置を測定し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタに対して、それぞれ前記各ビーム位置モニタの測定値に対する基準位置からのずれ量を求め、求めたずれ量を加算し、その加算値により、該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項８】
前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタ毎にビームの位置を測定し、前記各照射コースの前記各ビーム位置モニタに対して、それぞれ前記各ビーム位置モニタの測定値に対
する基準位置からのずれ量を重み付けを加味して求め、重み付けを加味したずれ量を加算し、その加算値により、該当照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした請求項７記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８に記載の粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置のいずれかをビーム照射に際して選択して照射コースに対するビームの位置ずれを判定するようにした粒子線治療装置のビーム位置ずれ検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１７９０３８（Ｐ２０１０−１７９０３８Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７３５９（Ｐ２００９−２７３５９）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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