粒子射線照射室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將粒子射線照射裝置設(shè)置于室內(nèi)的粒子射線照射室，該粒子射線照射 裝置以將經(jīng)加速器加速后的帶電粒子射束照射到目標上為目的。
【背景技術(shù)】
[0002] 利用同步加速器等加速器（圓形加速器）對帶電粒子進行回旋加速，并從其回旋 軌道取出加速至高能量的帶電粒子（主要為質(zhì)子、碳粒子），成為射束狀的帶電粒子（也 稱為帶電粒子射束、粒子射線）被利用于由射束輸送系統(tǒng)進行輸送并照射到所希望的對象 物的物理實驗、癌癥的治療等粒子射線治療中。在加速后的帶電粒子射束（以下稱為粒子 射線）所進行的粒子射線治療中，粒子射線被輸送至設(shè)置于粒子射線照射室內(nèi)部的照射裝 置。
[0003] 在照射裝置中，細射束狀的粒子射線例如利用兩組偏轉(zhuǎn)電磁鐵在與射束前進方 向垂直的兩個軸方向上進行掃描并擴展，之后通過散射體而進一步得到擴展，最后利用準 直器切割成癌癥形狀，以照射到被治療者。粒子射線穿通例如被稱為脊形濾波器的碎片狀 (splinter-like)的濾波器，由此使能量寬度得以擴展，從而粒子射線的深度方向被調(diào)整為 到達被治療者的癌癥部位的深度方向的大小。上述粒子射線的照射方法被稱為擴大照射 法，但近年來還進行掃描照射方法，該掃描照射方法中，維持細射束形狀而僅以兩組射束掃 描用偏轉(zhuǎn)電磁鐵使粒子射線進行掃描，并照射癌癥部位。
[0004] 在擴大照射方法的情況下，加速至高能量的粒子射線穿通散射體、準直器，最終撞 擊至被治療者的身體，由此二次性地產(chǎn)生中子射線、光子射線那樣的放射線。將加速至高能 量的粒子射線進行撞擊并二次性地產(chǎn)生中子射線、光子射線的部位稱為射線源。此時，二次 性地產(chǎn)生的中子射線最大具有入射帶電粒子的能量附近為止的能量分布（在粒子射線治 療的情況下，每個核子最大數(shù)百MeV)。在掃描照射方法的情況下，準直器、散射體與粒子射 線之間的撞擊頻度較小，但最終粒子射線射束照射至被治療者的體內(nèi)，因此二次性地產(chǎn)生 的中子射線、光子射線的總量比擴大照射法少，但產(chǎn)生高能量的中子射線、光子射線。
[0005] 產(chǎn)生中子射線、光子射線那樣的放射線的設(shè)施由法令設(shè)定了劑量限度。在粒子射 線治療設(shè)施中，為了使粒子射線照射室外的有效劑量在法定允許范圍以下，通過使墻壁的 混凝土變厚、或?qū)⒘Ｗ由渚€照射室的搭載有被治療者（患者）的治療臺到照射室入口的門 為止的通路設(shè)為迷宮形狀，來使中子強度衰減（例如參照專利文獻1)。
[0006] 在對粒子射線照射室進行屏蔽設(shè)計的情況下，主要不得不考慮批量屏蔽和流動 (streaming)這兩種屏蔽效果。批量屏蔽是使從射線源穿通混凝土等墻壁而來的中子射線、 光子射線的劑量當量衰減的效果，一般而言，墻壁越厚、墻壁的材料密度越高，屏蔽效果越 高。流動是中子射線和光子射線通過連結(jié)粒子射線照射室內(nèi)外的通路而漏到室外的效果， 一般而言，通路越長、通路的截面積越小、通路的彎曲次數(shù)越多，通過流動而漏到室外的中 子射線、光子射線的劑量當量變得越小。
[0007] 因而，在進行利用了通路的屏蔽設(shè)計的情況下，通路的射線源側(cè)入口附近的劑量 最大，之后隨距離衰減，因此優(yōu)選為盡可能減小通路的射線源入口側(cè)的劑量。一般而言，中 途未經(jīng)屏蔽而從射線源直接到達的中子的能量未被減速，因此對劑量當量的貢獻變大（嚴 格來說，因能量的不同對劑量的貢獻度不同，但在粒子射線治療中產(chǎn)生中子的情況下，會產(chǎn) 生最大數(shù)百MeV的中子，數(shù)MeV~數(shù)百MeV的中子對劑量當量的貢獻度較大）。因此，使經(jīng) 粒子射線照射室內(nèi)的屏蔽壁減速、散射并進入通路內(nèi)的放射劑量衰減變得較為重要。以往， 不僅將通路設(shè)為迷宮形狀，還在迷宮內(nèi)設(shè)置凸壁，從而屏蔽從射線源直接到達粒子射線照 射室的外側(cè)的出入口的中子射線（例如參照專利文獻2)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本專利特開2012-50843號公報（12頁，圖1) 專利文獻2 :日本專利特開平5-223987號公報（6頁、圖1、圖2、圖3)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0009] 然而，在現(xiàn)有的屏蔽設(shè)計中，將由屏蔽壁所包圍的通路設(shè)為迷宮形狀，因此具有粒 子射線照射室的占有面積變大的問題。例如，在帶電粒子射線治療、光子射線治療中，治療 所使用的粒子的種類、因能量而產(chǎn)生的放射線的量、能量發(fā)生改變。因而，在對粒子射線照 射室的面積進行比較的情況下，需要考慮治療所使用的粒子、能量來進行比較。尤其粒子 射線治療與光子射線治療相比產(chǎn)生高能量的中子，因此為了使其衰減需要更厚的屏蔽壁， 此外，通路的長度也需要變長。由于屏蔽壁所包圍的通路是迷宮形狀，因此具有如下問題： 即，從粒子射線照射室的入口移動到治療臺的患者、治療相關(guān)者的移動路線變得復(fù)雜，因此 到治療開始為止的時間、到治療后離開治療室為止的時間變長，治療的吞吐量較低。
[0010] 本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，通過使粒子射線照射室的占 有面積變小，且縮短患者、治療相關(guān)者的移動路線，來提高治療的吞吐量。 用于解決技術(shù)問題的手段
[0011] 本發(fā)明所涉及的粒子射線照射室中， 包括具有內(nèi)側(cè)壁的第一開口部和外側(cè)壁的第二開口部的通路，室內(nèi)具有等中心點， 連結(jié)所述第一開口部的中心和所述第二開口部的中心的第一線段不與構(gòu)成所述通路 的兩個側(cè)壁相交叉， 且在將從所述等中心點朝向第一開口部的中心的矢量設(shè)為第一矢量， 將從所述第一開口部的中心朝向所述第二開口部的中心的矢量設(shè)為第二矢量時， 所述第一矢量的與連結(jié)所述第一開口部的兩端的線段相平行的分量和所述第二矢量 的與連結(jié)所述第一開口部的兩端的線段相平行的分量成為相反方向。 發(fā)明效果
[0012] 本發(fā)明構(gòu)成為連結(jié)第一開口部的中心和第二開口部的中心的第一線段不與構(gòu)成 通路的兩個側(cè)壁相交叉，并且在將從等中心點朝向第一開口部的中心的矢量設(shè)為第一矢 量，將從第一開口部的中心朝向第二開口部的中心的矢量設(shè)為第二矢量時，第一矢量的與 連結(jié)第一開口部的兩端的線段相平行的分量和第二矢量的連結(jié)第一開口部的兩端的線段 相平行的分量成為相反方向。也就是說，本發(fā)明中，使得由屏蔽壁所包圍的通路從第一開口 部到第二開口部為傾斜的通路，因此能減小第二開口部處的放射劑量，因此能縮小粒子射 線照射室的占有面積。此外，通路的開口部間的距離較短，因此患者、治療相關(guān)者從照射室 外到等中心點附近為止的移動線路較短，且彎曲次數(shù)較少，因此能提高治療的吞吐量。
【附圖說明】
[0013] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的粒子射線照射室的俯視圖。 圖2是本發(fā)明的實施方式1所涉及的粒子射線照射室的屏蔽效果的說明圖。 圖3是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的粒子射線照射室的通路尺寸的圖。 圖4是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的粒子射線照射室的俯視圖。 圖5是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的粒子射線照射室的俯視圖。 圖6是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的粒子射線照射室的俯視圖。 圖7是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的粒子射線照射室的俯視圖。
【具體實施方式】
[0014] 實施方式L 圖1是表示用于實施本發(fā)明的實施方式1的粒子射線照射室的俯視圖。本實施方式的 粒子射線照射室1的四周被屏蔽壁2所覆蓋，在該屏蔽壁2的一部分設(shè)置有通路3。粒子射 線照射室1的內(nèi)部配置有治療臺4。并且，相對于躺在治療臺4上的患者設(shè)置用于照射粒子 射線的粒子射線照射噴嘴5。由未圖示的同步加速器等加速器加速后的粒子射線通過射束 輸送系統(tǒng)被輸送至粒子射線照射噴嘴5。從粒子射線照射噴嘴5照射的粒子射線將躺在治 療臺4上的患者的患部定為目標，將該目標的位置稱為等中心點6。等中心點是指從不同角 度向目標部位（患部）照射粒子射線、放射線時，成為粒子射線、放射線的交點的照射中心， 與粒子射線照射噴嘴5的旋轉(zhuǎn)中心相一致。也就是說，等中心點是成為粒子射線治療中的 中子射線、光子射線的產(chǎn)生源的位置。另外，本實施方式中，粒子射線照射噴嘴5并不以等 中心點6為中心進行旋轉(zhuǎn)，而是固定的。粒子射線照射噴嘴5將輸送至照射室的粒子射線 成形為患部形狀，向等中心點6照射粒子射線。
[0015] 為了使粒子射線照射到位于該等中心點6附近的患者的患部，從等中心點6周邊 產(chǎn)生二次性地產(chǎn)生的中子射線、光子射線。因此，在進行粒子射線照射室的中子屏蔽設(shè)計的 情況下，較多地考慮將等中心點6設(shè)為放射線源。從等中心點6附近產(chǎn)生的放射線除了中 子射線以外也具有光子射線，這些放射線的總有效劑量由法令的限制來設(shè)定。
[0016] 粒子射線照射室內(nèi)和粒子射線照射室外中，放射線的有效劑量的法令限制值不 同。為了減弱粒子射線照射室外的有效劑量，通路3的設(shè)計較為重