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1、(10)申请公布号 CN 102380171 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102380171 A *CN102380171A* (21)申请号 201110217159.5 (22)申请日 2011.07.29 189816/2010 2010.08.26 JP A61N 5/10(2006.01) G21K 5/00(2006.01) (71)申请人 住友重机械工业株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 桔正则 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 徐殿军 (54) 发明名称 带电粒子束照射装置、 带电粒子束照射方法 及带电粒子束照射。
2、程序 (57) 摘要 本发明的目的在于提供一种带电粒子束照射 装置、 带电粒子束照射方法及带电粒子束照射程 序， 其高精确度地控制带电粒子束的照射量。 本发 明的带电粒子束照射装置 (100) 具备 ： 扫描磁铁 (3)， 在被照射物 (52) 上扫描带电粒子束 (R) ； 照 射量设定部 (10)， 设定带电粒子束 (R) 在通过扫 描磁铁 (3) 在被照射物上扫描的带电粒子束 (R) 的扫描线 (L) 上各目标扫描位置上的照射量 ； 及 扫描速度设定部 (11)， 根据被设定的照射量， 设 定带电粒子束在各个目标扫描位置上的目标扫描 速度。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (1。
3、9)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 6 页 CN 102380185 A1/1 页 2 1. 一种带电粒子束照射装置， 其为对被照射物照射带电粒子束的装置， 其特征在于， 具 备 ： 扫描机构， 扫描被照射至所述被照射物的所述带电粒子束 ； 照射量设定机构， 设定所述带电粒子束在通过所述扫描机构在所述被照射物上扫描的 所述带电粒子束的扫描线上的多个目标扫描位置的每个上的照射量 ； 及 扫描速度设定机构， 根据通过所述照射量设定机构设定的照射量， 设定所述带电粒子 束在各个所述目标扫描位置上的目标扫描速度。 2. 如权利要求 1 所述。
4、的带电粒子束照射装置， 其特征在于， 具备控制机构， 所述控制机构控制所述扫描机构， 以使所述带电粒子束随所述目标扫 描位置及所述目标扫描速度在所述被照射物上扫描。 3. 如权利要求 2 所述的带电粒子束照射装置， 其特征在于， 具备测量机构， 所述测量机构测量通过所述扫描机构在所述被照射物上扫描的所述带 电粒子束的扫描位置及扫描速度， 所述控制机构进行对向所述扫描机构的控制输入进行调整的位置速度反馈控制， 来控 制所述扫描机构， 以使所述目标扫描位置与通过所述测量机构测量的所述扫描位置的误差 消失， 并且使所述目标扫描速度与通过所述测量机构测量的所述扫描速度的误差消失。 4. 如权利要求 2。
5、 或 3 所述的带电粒子束照射装置， 其特征在于， 进一步具备射束强度检测机构， 所述射束强度检测机构检测所述带电粒子束的射束强 度， 当由所述射束强度检测机构检测的所述射束强度向预定的误差范围外变动时， 所述控 制机构调整基于所述扫描机构的扫描速度， 以相互抵消该变动。 5. 一种带电粒子束照射方法， 其为对被照射物照射带电粒子束的方法， 其特征在于， 具 备 ： 照射量设定步骤， 设定所述带电粒子束在通过扫描机构在所述被照射物上扫描的所述 带电粒子束的扫描线上的多个目标扫描位置的每个上的照射量 ； 及 扫描速度设定步骤， 根据在所述照射量设定步骤中设定的照射量， 设定所述带电粒子 束在各个。
6、所述目标扫描位置上的目标扫描速度。 6. 一种带电粒子束照射程序， 其为对被照射物照射带电粒子束的程序， 其中， 该程序用 于使计算机实现照射量设定功能和扫描速度设定功能， 所述照射量设定功能设定所述带电粒子束在通过扫描机构在所述被照射物上扫描的 所述带电粒子束的扫描线上的多个目标扫描位置的每个上的照射量， 所述扫描速度设定功能根据通过所述照射量设定功能设定的照射量， 设定所述带电粒 子束在各个所述目标扫描位置上的目标扫描速度。 权 利 要 求 书 CN 102380171 A CN 102380185 A1/7 页 3 带电粒子束照射装置、 带电粒子束照射方法及带电粒子束 照射程序 技术领域。
7、 0001 本发明涉及一种带电粒子束照射装置、 带电粒子束照射方法及带电粒子束照射程 序。 背景技术 0002 以往， 已知有用于对被照射物 ( 例如患者体内的肿瘤 ) 照射质子束等带电粒子束 来对被照射物实施治疗的带电粒子束照射装置。作为有关这种装置的技术， 例如在专利文 献 1 中记载有为了调整带电粒子束向被照射物的照射量， 调制带电粒子束的射束强度的技 术。 0003 专利文献 1 ： 日本特开 2000-354637 号公报 0004 在此， 由于带电粒子束的射束强度不稳定， 因此很难对此进行正确地调制。因此， 如专利文献 1 中所记载的， 在将射束强度作为控制量来调整带电粒子束的照射。
8、量的手法 中， 存在无法高精确度地控制照射量之类的问题。 0005 另外， 在带电粒子束照射装置的应用领域中， 例如对患者体内的肿瘤进行放射线 治疗等， 期望不对被照射物的周围照射带电粒子束， 而是仅对被照射物照射带电粒子束， 因 此要求能够高精确度地对所希望的被照射物照射带电粒子束。 发明内容 0006 本发明是为了解决上述问题点而完成的， 其目的在于提供一种能够高精确度地控 制带电粒子束的照射量的带电粒子束照射装置、 带电粒子束照射方法及带电粒子束照射程 序。 0007 本发明人等经过深入研究的结果， 发现了带电粒子束的扫描速度对高精确度地控 制带电粒子束的照射量产生影响。 0008 因此。
9、， 为了解决上述课题， 本发明所涉及的带电粒子束照射装置为对被照射物照 射带电粒子束的装置， 其特征在于， 具备 ： 扫描机构， 扫描被照射至被照射物的带电粒子束 ； 照射量设定机构， 设定带电粒子束在通过扫描机构在被照射物上扫描的带电粒子束的扫描 线上的多个目标扫描位置的每个上的照射量 ； 及扫描速度设定机构， 根据通过照射量设定 机构设定的照射量， 设定带电粒子束在各个目标扫描位置上的目标扫描速度。 0009 同样， 为了解决上述课题， 本发明所涉及的带电粒子束照射方法为对被照射物照 射带电粒子束的方法， 其特征在于， 具备 ： 照射量设定步骤， 设定带电粒子束在通过扫描机 构在被照射物上。
10、扫描的带电粒子束的扫描线上的多个目标扫描位置的每个上的照射量 ； 及 扫描速度设定步骤， 根据在照射量设定步骤中设定的照射量， 设定带电粒子束在各个目标 扫描位置上的目标扫描速度。 0010 同样， 为了解决上述课题， 本发明所涉及的带电粒子束照射程序为对被照射物照 射带电粒子束的程序， 其特征在于， 使计算机实现照射量设定功能和扫描速度设定功能， 所 说 明 书 CN 102380171 A CN 102380185 A2/7 页 4 述照射量设定功能设定带电粒子束在通过扫描机构在被照射物上扫描的带电粒子束的扫 描线上的多个目标扫描位置的每个上的照射量， 所述扫描速度设定功能根据通过照射量设。
11、 定功能设定的照射量， 设定带电粒子束在各个目标扫描位置上的目标扫描速度。 0011 根据这种带电粒子束照射装置、 带电粒子束照射方法及带电粒子束照射程序， 若 带电粒子束在被照射物上的带电粒子束的多个目标扫描位置的每个上的照射量被设定， 则 根据该照射量设定带电粒子束在各个标扫描位置上的目标扫描速度。 带电粒子束的扫描速 度与以往作为带电粒子束的照射量的控制量利用的射束强度相比， 可轻松地使其稳定， 因 此能够正确地调制成所希望的值。因此， 通过将目标扫描速度作为用于调整带电粒子束的 照射量利用， 能够将控制量正确地调制成所希望的值， 其结果， 能够高精确度地控制带电粒 子束的照射量。 00。
12、12 并且， 带电粒子束照射装置优选具备控制机构， 所述控制机构以带电粒子束随目 标扫描位置及目标扫描速度在被照射物上扫描的方式控制扫描机构。 0013 根据该结构， 通过将可稳定的调整的目标扫描速度作为用于调整带电粒子束的照 射量的控制量利用， 能够将控制量正确地调制成所希望的值， 其结果， 能够高精确度地控制 带电粒子束的照射量。 0014 此外， 带电粒子束照射装置优选具备测量机构， 所述测量机构测量通过扫描机构 在被照射物上扫描的带电粒子束的扫描位置及扫描速度， 控制机构， 进行对向扫描机构的 控制输入进行调整的位置速度反馈控制来控制扫描机构， 以使目标扫描位置与通过测量机 构测量的扫。
13、描位置的误差消失， 并且使目标扫描速度与通过测量机构测量的扫描速度的误 差消失。 0015 根据该结构， 由于根据带电粒子束的扫描位置及扫描速度进行位置速度反馈控制 来控制扫描机构， 因此， 提高向目标扫描位置及目标扫描速度的追随性， 且能够进一步更高 精确度地控制带电粒子束的照射量。 0016 并且， 本发明的带电粒子束照射装置优选进一步具备射束强度检测机构， 所述射 束强度检测机构检测带电粒子束的射束强度， 当由射束强度检测机构检测的射束强度向预 定的误差范围外变动时， 控制机构调整基于扫描机构的扫描速度， 以相互抵消该变动。 0017 根据该结构， 即使在带电粒子束的射束强度变动的情况下。
14、， 也能够继续以正确的 照射量照射带电粒子束。 0018 发明效果 0019 根据本发明所涉及的带电粒子束照射装置、 带电粒子束照射方法及带电粒子束照 射程序， 能够高精确度地控制带电粒子束的照射量。 附图说明 0020 图 1 是表示适用本发明的一实施方式所涉及的带电粒子束照射装置的带电粒子 束治疗装置的立体图。 0021 图 2 是表示图 1 的带电粒子束照射装置的立体图。 0022 图 3 是表示带电粒子束照射装置的控制系统的图。 0023 图 4 是表示扫描控制部中的位置或反馈控制的框图。 0024 图 5 是表示在本实施方式的带电粒子束照射装置中执行的处理的流程图。 说 明 书 CN。
15、 102380171 A CN 102380185 A3/7 页 5 0025 图 6 是表示本发明所涉及的带电粒子束照射程序的结构的图。 0026 图中 ： 1-照射部， 3-扫描磁铁(扫描机构)， 4-剂量监控器(射束强度检测机构)， 7- 射束位置监控器 ( 测量机构 )， 8- 控制装置， 9- 扫描线设定部， 10- 照射量设定部 ( 照射 量设定机构 )， 11- 扫描速度设定部， 12- 扫描控制部 ( 控制机构 )， 52- 肿瘤 ( 被照射物 )， 202- 带电粒子束照射程序， 202b- 扫描线设定模块， 202c- 照射量设定模块 ( 照射量设定功 能 )， 202d-。
16、 扫描速度设定模块 ( 扫描速度设定功能 )， 202e- 扫描控制模块， L- 扫描线。 具体实施方式 0027 以下， 参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。 另外， 在以下说明中对相 同或者相应要件附加相同符号， 并省略重复的说明。 0028 图 1 是表示适用本发明的一实施方式所涉及的带电粒子束照射装置的带电粒子 束治疗装置的立体图， 图 2 是表示图 1 的带电粒子束照射装置的立体图， 图 3 是表示带电粒 子束照射装置的控制系统的图。 0029 如图 1 所示， 在带电粒子束照射装置 100 中， 照射部 1 被安装于以环绕治疗台 105 的方式设置的旋转机架 103 上， 。
17、且能够通过该旋转机架 103 围绕治疗台 105 旋转。并且， 对 载置于治疗台105上的患者体内的肿瘤52(被照射物)以照射方向A照射带电粒子束R(参 考图3)。 虽在图1中未表示， 但带电粒子束照射装置100在远离治疗台105及旋转机架103 的位置具备加速带电粒子而生成带电粒子束 R 的回旋加速器， 通过输送带电粒子束 R 的射 束输送系统(射束输送线)连结回旋加速器与照射部1。 另外， 回旋加速器未必一定设置于 远离旋转机架 103 的位置， 可以安装于旋转机架 103 上。并且， 并非利用回旋加速器， 也可 以利用同步加速器或同步回旋加速器加速带电粒子而生成带电粒子束 R。 0030。
18、 如图 3 所示， 该照射部 1 通过扫描方式， 朝向载置于治疗台 105 上的患者 51 体内 的肿瘤 52 连续照射带电粒子束 R。具体而言， 照射部 1 在深度方向 (Z 方向或照射方向 A) 上将肿瘤 52 分为多层， 在各层中被设定的照射野 F 中沿扫描线 L 以扫描速度 V 扫描带电粒 子束 R 的同时， 进行连续照射 ( 所谓光栅扫描或行扫描 )。即， 由于照射部 1 形成与肿瘤 52 对应的 3 维照射野， 因此将肿瘤 52 分割成多层且分别对这些各层进行平面扫描。由此， 能 够对应肿瘤 52 的 3 维形状照射带电粒子束 R。 0031 带电粒子束 R 为高速加速带有电荷的粒。
19、子后的粒子束， 作为带电粒子束 R 可以举 出例如质子束、 重粒子 ( 重离子 ) 束、 电子束等。照射野 F 设为例如最大 200mm200mm 的 区域， 其外形设为矩形状。另外， 照射野 F 的形状可以设为各种形状， 当然也可以设为例如 沿肿瘤 52 的形状的形状。扫描线 L 为照射带电粒子束 R 的预定线 ( 假想线 )， 当为上述矩 形状的照射野 F 时， 若以行扫描为例， 则扫描线 L 延伸成矩形波状。另外， 扫描线 L 不限于 矩形波状， 也可以为旋涡状等。或者， 扫描线 L 的形状为能够布满照射野 F 的形状即可。 0032 如图 2 所示， 照射部 1 具备沿带电粒子束 R 。
20、的照射方向 A 依次排列的如下部件 ： 四 极磁铁 2， 用于抑制通过射束输送线从回旋加速器输入的带电粒子束 R 发散并使其收敛 ； 扫 描磁铁 (Scanning Magnet)( 扫描机构 )3， 在 X 方向和 Y 方向上扫描带电粒子束 R ； 剂量监 控器 ( 射束强度检测机构 )4， 测定已照射的带电粒子束 R 的剂量 ( 射束强度 ) ； X 射线管 5， 为了在照射带电粒子束 R 的前后确认肿瘤 52 的位置、 大小、 形状， 在通过 X 射线拍摄 CT 图 像时照射 X 射线 ； 平坦监控器 ( 平面监控器 )6， 测定照射野 F 的射束 ( 带电粒子束 ) 的平 说 明 书 。
21、CN 102380171 A CN 102380185 A4/7 页 6 坦程度(射束到达的进深的平坦程度) ； 及射束位置监控器(测量机构)7， 测定带电粒子束 R 存在的 X 方向和 Y 方向的位置。 0033 另外， 如图 3 所示， X 方向及 Y 方向为与 Z 方向 ( 照射方向 A) 正交且相互正交的 2 个方向， 是特定构成肿瘤 52 的照射野 F 的平面上的位置的 2 个方向。并且， 如图 3 所示， 扫描磁铁 3 包含用于控制带电粒子束 R 的 X 方向的扫描位置的一组电磁铁 3a 和用于调整 Y 方向的扫描位置的一组电磁铁 3b 而构成。射束位置监控器 7 包含用于检测带电。
22、粒子束 R 的 X 方向的扫描位置的网格线 7a 和用于检测 Y 方向的扫描位置的网格线 7b 而构成。 0034 尤其是在本实施方式中， 照射部 1 构成为， 在照射野 F 上的扫描线 L 的各扫描位置 上， 根据该扫描位置上的扫描速度调整带电粒子束 R 的照射量。在此， 本实施方式中， 带电 粒子束 R 的 “照射量” 可以用作照射至肿瘤 52 的带电粒子的量而使用。 0035 以下， 参考图 3 对照射部 1 的控制系统进行说明。图 3 中作为照射部 1 的控制系 统， 示出照射部 1 的扫描磁铁 3 和射束位置监控器 7， 还示出控制装置 8， 所述控制装置配置 于照射部 1 的外部，。
23、 且与扫描磁铁 3 及射束位置监控器 7 能够通信地连接。 0036 控制装置8按照射野F中带电粒子束R在扫描线L上的目标扫描位置决定照射量， 决定应实现该决定的照射量的扫描轨道(目标扫描位置及目标扫描速度)。 并且， 根据由射 束位置监控器 7 测量的带电粒子束 R 的扫描轨道， 进行扫描磁铁 3 的位置或速度反馈控制。 0037 如图 3 所示， 控制装置 8 具备扫描线设定部 9、 照射量设定部 ( 照射量设定机 构 )10、 扫描速度设定部 11 及扫描控制部 ( 控制机构 )12 而构成。 0038 扫描线设定部 9 设定通过扫描磁铁 3 在肿瘤 52 上扫描的带电粒子束 R 的扫描。
24、线 L。更详细而言， 扫描线设定部 9 按照肿瘤 52 的照射野 F 的形状， 以遍及整个该照射野 F 而 照射带电粒子束 R 的方式， 设定扫描线 L。例如， 当照射野 F 为矩形状时， 扫描线 L 形成为矩 形波状。扫描线设定部 9 在所设定的扫描线 L 上设定多个目标扫描位置。该目标扫描位置 通过后述的扫描控制部 12 作为位置反馈控制的目标值来利用。目标扫描位置例如在扫描 线 L 上以等间隔设定。扫描线设定部 9 将目标扫描位置的信息发送至照射量设定部 10。 0039 照射量设定部 10 决定带电粒子束 R 在通过扫描线设定部 9 设定的扫描线 L 上各 目标扫描位置上的照射量。带电。
25、粒子束 R 的照射量也可以通过由操作员对照射部 1 进行输 入操作来取得， 还可以按照肿瘤的症状或照射野 F 的深度等各种条件并参考给予的数据库 等而设定。若设定带电粒子束 R 在各目标扫描位置上的照射量， 则照射量设定部 10 向扫描 速度设定部 11 发送该信息。 0040 扫描速度设定部 11 根据由照射量设定部 10 设定的照射量， 设定带电粒子束 R 在 各个目标扫描位置上的目标扫描速度。当带电粒子束 R 的射束强度恒定时， 由于带电粒子 束R的照射量与扫描速度之间有单值对应关系， 因此扫描速度设定部11保持例如对照射量 与扫描速度做对应关联的图表， 选择与给予的照射量相应的扫描速度。
26、， 从而作为目标扫描 速度设定。 其中， 给予的照射量越大目标扫描速度设定得越慢， 给予的照射量越小目标扫描 速度设定得越快即可。扫描速度设定部 11 将所设定的目标扫描速度与目标扫描位置做对 应关联而作为目标扫描轨道， 发送至扫描控制部 12。 0041 扫描控制部12以带电粒子束R随目标扫描轨道(目标扫描位置及目标扫描速度) 在肿瘤52上扫描的方式控制扫描磁铁3。 具体而言， 扫描控制部12对作为扫描磁铁的控制 输入发送至产生调整扫描磁铁 3 的磁力的电流的电源 ( 未图示 ) 的电流强度进行位置或速 说 明 书 CN 102380171 A CN 102380185 A5/7 页 7 度。
27、反馈控制。更详细而言， 进行位置或速度反馈控制， 并对向扫描磁铁 3 的控制输入 ( 电源 的电流强度 ) 进行调整， 以使目标扫描位置与通过射束位置监控器 7 测量的带电粒子束 R 的实际扫描位置的误差消失， 并且使目标扫描速度与通过射束位置监控器 7 测量的带电粒 子束 R 的实际扫描速度的误差消失。 0042 在此， 参考图 4 对扫描控制部 12 的位置或反馈控制进行详细说明。图 4 为表示扫 描控制部 12 的位置或反馈控制的框图。在图 4 中用虚线围住的区域与扫描控制部 12 的处 理对应。 0043 首先， 如图 4 的块 12a 所示， 时刻 t 的目标扫描速度 Vref(t)。
28、 与通过射束位置监控 器 7 测量的 1 步骤之前的时刻 t-1 的扫描速度 V(t-1) 的差分乘以常数 k， 且如以下 (1) 式 那样计算时刻 t 的扫描速度 V(t)。另外， 例如如块 12d 所示， 扫描速度 V(t-1) 能够将通过 射束位置监控器 7 测量的 1 步骤之前的时刻 t-1 的带电粒子束 R 的扫描位置 P(t-1) 对时 刻 t 进行一阶微分来导出。 0044 V(t) k(Vref(t)-V(t-1)+V(t-1) (1) 0045 接着， 如图 4 的块 12b 所示， 用 (1) 式计算出的扫描速度 V(t) 乘以时间幅度 t( 时刻 t 与 t-1 的差分 。
29、)， 且如以下 (2) 式那样计算时刻 t 的理论上的扫描位置 Pc(t)。 另外， 该 Pc(t) 为与目标扫描位置 Pref(t) 对应的值。 0046 Pc(t) V(t)t+P(t-1) (2) 0047 接着， 如图 4 的块 12c 所示， 用 (2) 式计算出的理论上的扫描位置 Pc(t) 与通过射 束位置监控器7测量的1步骤之前的时刻t-1的扫描位置P(t-1)的差分乘以常数k ， 且如 以下(3)式那样计算向扫描磁铁3的控制输入I(t)。 该控制输入具体为用于产生扫描磁铁 3 的磁力的电源 ( 未图示 ) 的电流强度。 0048 I(t) k (Pc(t)-P(t-1) (3。
30、) 0049 若根据用 (3) 式计算出的电流强度调整扫描磁铁 3 的电源的电流强度， 则按照该 电流强度调整扫描磁铁 3 的磁力， 其结果， 调整带电粒子束 R 的扫描位置。这时的扫描位置 P(t) 通过射束位置监控器 7 测量， 且反馈至块 12a 及块 12c。 0050 另外， 由于扫描磁铁 3 及射束位置监控器 7 分别构成为个别地进行 X、 Y 方向的控 制及测量， 因此扫描位置P、 扫描速度V、 理论上的扫描位置Pc、 目标扫描速度Vref分别作为 包含 X 方向成分和 Y 方向成分的二维矢量构成。 0051 控制装置 8 在物理性方面作为具有 CPU(Central Proce。
31、ssingUnit)、 作为主存储 装置的RAM(Random Access Memory)及ROM(ReadOnly Memory)、 硬盘装置等辅助存储装置、 作为输入器件的输入键等输入装置、 显示器等输出装置、 通信模块等的计算机构成。 图3、 图 4 所示的控制装置 8 的各功能通过在 CPU、 RAM、 ROM 等硬件上读入预定的计算机软件， 从而 在CPU的控制下使输入装置、 输出装置及通信模块动作， 并且通过进行RAM或ROM、 辅助存储 装置中的数据的读出及写入来实现。 0052 下面， 参考图5对在本实施方式的照射部1中执行的处理进行说明， 并且对本实施 方式所涉及的带电粒子。
32、束照射方法进行说明。 0053 首先， 通过扫描线设定部 9 设定通过扫描磁铁 3 在肿瘤 52 上扫描的带电粒子束 R 的扫描线 L(S101)。扫描线设定部 9 在所设定的扫描线 L 上设定作为位置反馈控制的目标 值利用的多个目标扫描位置， 且将该目标扫描位置的信息发送至照射量设定部 10。 说 明 书 CN 102380171 A CN 102380185 A6/7 页 8 0054 接着， 通过照射量设定部 10 设定带电粒子束 R 在步骤 S101 中被设定的各个目标 扫描位置上的照射量 (S102 ： 照射量设定步骤 )。带电粒子束 R 的照射量可以通过由操作员 对照射部1进行输入。
33、操作来取得， 也可以按照肿瘤的症状或照射野F的深度等各种条件， 并 参考给予的数据库等来设定。若设定带电粒子束 R 在各目标扫描位置上的照射量， 则照射 量设定部 10 向扫描速度设定部 11 发送该信息。 0055 接着， 通过扫描速度设定部 11， 根据在步骤 S102 中被设定的照射量， 设定带电粒 子束 R 在各个目标扫描位置上的目标扫描速度 (S103 ： 扫描速度设定步骤 )。扫描速度设定 部 11 保持例如对照射量与扫描速度做对应关联的图表， 选择与给予的照射量相应的扫描 速度， 从而作为目标扫描速度设定。扫描速度设定部 11 将所设定的目标扫描速度与目标扫 描位置做对应关联并作。
34、为目标扫描轨道， 且发送至扫描控制部 12。 0056 并且， 通过扫描控制部 12， 以带电粒子束 R 随目标扫描轨道 ( 目标扫描位置及目 标扫描速度 ) 在肿瘤 52 上扫描的方式执行扫描磁铁 3 的控制 (S104)。如参考图 4 所说明 的那样， 扫描控制部 12 将目标扫描轨道设为控制输入， 并将通过射束位置监控器 7 测量的 带电粒子束 R 的实际扫描轨道 ( 扫描位置、 扫描速度 ) 作为反馈成分， 通过对调整扫描磁铁 3 的磁力的电源的电流强度进行调整来进行带电粒子束 R 的扫描轨道的位置或速度反馈控 制。 0057 下面， 参考图 6， 对用于使计算机执行在上述的照射部 1。
35、 中执行的一连串的处理的 带电粒子束照射程序进行说明。如图 6 所示， 带电粒子束照射程序 202 存储在形成于计算 机所具备的存储介质 200 的程序存储区域 201 内。 0058 带电粒子束照射程序 202 具备总括控制带电粒子束照射处理的主模块 202a、 扫描 线设定模块 202b、 照射量设定模块 ( 照射量设定功能 )202c、 扫描速度设定模块 ( 扫描速度 设定功能 )202d 及扫描控制模块 202e 而构成。 0059 通过执行扫描线设定模块202b、 照射量设定模块202c、 扫描速度设定模块202d及 扫描控制模块 202e 来实现的功能分别与上述的图 3 的控制装置。
36、 8 的扫描线设定部 9、 照射 量设定部 10、 扫描速度设定部 11 及扫描控制部 12 的功能相同。 0060 另外， 带电粒子束照射程序 202 可以设成如下结构， 即其一部分或全部通过通信 线路等传送介质传送， 且通过其他设备接收且被记录 ( 包含安装 ) 的结构。并且， 带电粒子 束照射程序 202 也可以设成如下结构， 即其一部分或全部从存储在 CDROM、 DVD-ROM、 闪存器 等可移动式存储介质的状态， 记录 ( 包含安装 ) 到其他设备。 0061 根据这种带电粒子束照射装置、 带电粒子束照射方法及带电粒子束照射程序， 若 带电粒子束 R 在肿瘤 52 上的带电粒子束 。
37、R 的各个目标扫描位置上的照射量被设定， 则根 据该照射量， 设定带电粒子束 R 在各个标扫描位置上的目标扫描速度。带电粒子束 R 的扫 描速度与以往作为带电粒子束 R 的照射量的控制量利用的射束强度相比， 可轻松地使其稳 定， 因此可准确地调制成所希望的值。 因此， 通过将目标扫描速度作为用于调整带电粒子束 R 的照射量的控制量利用， 能够将控制量准确地调制成所希望的值， 其结果， 能够高精确度 地控制带电粒子束 R 的照射量。 0062 并且， 由于扫描控制部12以带电粒子束R随目标扫描位置及目标扫描速度在肿瘤 52 上扫描的方式控制扫描磁铁 3， 因此通过将能够稳定的调整的目标扫描速度作。
38、为用于调 整带电粒子束 R 的照射量的控制量利用， 能够将控制量准确地调制成所希望的值， 其结果， 说 明 书 CN 102380171 A CN 102380185 A7/7 页 9 能够高精确度地控制带电粒子束 R 的照射量。 0063 另外， 扫描控制部 12 进行对向扫描磁铁 3 的控制输入 ( 电流强度 ) 进行调整的位 置速度反馈控制来控制扫描磁铁 3， 以使目标扫描位置与通过射束位置监控器 7 测量的扫 描位置的误差消失， 并且使目标扫描速度与通过射束位置监控器 7 测量的扫描速度的误差 消失。因此， 根据带电粒子束 R 的扫描位置及扫描速度进行位置速度反馈控制来控制扫描 磁铁 。
39、3， 因此能够提高向目标扫描位置及目标扫描速度的追随性， 且能够进一步更高精确度 地控制带电粒子束 R 的照射量。 0064 以上， 举出较佳的实施方式对本发明所涉及的带电粒子束照射装置、 带电粒子束 照射方法及带电粒子束照射程序进行了说明， 但本发明并不限于上述实施方式。基于扫描 控制部 12 的位置速度反馈控制可以设成与图 4 所示的框图的结构不同的结构， 例如， 也可 以个别地进行根据目标扫描位置的位置反馈控制与根据目标扫描速度的速度反馈控制， 将 双方的控制输出相加后的值作为电流强度来调整扫描磁铁 3 的电源。 0065 并且， 扫描控制部 12 监视由剂量监控器 4 检测的带电粒子束。
40、 R 的射束强度， 当射 束强度向预定的误差范围外变动时， 可以以相互抵消该变动来实现给予的照射量的方式， 进一步进行调整基于扫描磁铁 3 的扫描速度的控制。即， 应恒定的上述射束强度变动而成 为预定的上限以上时， 扫描控制部 12 将扫描速度向增大的方向调整， 当射束强度成为预定 的下限以下时， 将扫描速度向减小的方向调整。 另外， 上述的上限及下限作为应被容许的射 束强度的误差范围的上限或下限设定。通过这种控制， 不仅可以考虑带电粒子束 R 的射束 强度的变动， 而且能够以正确的照射量继续照射带电粒子束 R。并且， 能够避免因射束强度 的变动引起的治疗中断。 说 明 书 CN 102380。
41、171 A CN 102380185 A1/6 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 102380171 A CN 102380185 A2/6 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 102380171 A CN 102380185 A3/6 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 102380171 A CN 102380185 A4/6 页 13 图 4 说 明 书 附 图 CN 102380171 A CN 102380185 A5/6 页 14 图 5 说 明 书 附 图 CN 102380171 A CN 102380185 A6/6 页 15 图 6 说 明 书 附 图 CN 102380171 A 。