粒子射线照射室的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及将粒子射线照射装置设置于室内的粒子射线照射室，该粒子射线照射 装置以将经加速器加速后的带电粒子射束照射到目标上为目的。
【背景技术】
[0002] 利用同步加速器等加速器（圆形加速器）对带电粒子进行回旋加速，并从其回旋 轨道取出加速至高能量的带电粒子（主要为质子、碳粒子），成为射束状的带电粒子（也 称为带电粒子射束、粒子射线）被利用于由射束输送系统进行输送并照射到所希望的对象 物的物理实验、癌症的治疗等粒子射线治疗中。在加速后的带电粒子射束（以下称为粒子 射线）所进行的粒子射线治疗中，粒子射线被输送至设置于粒子射线照射室内部的照射装 置。
[0003] 在照射装置中，细射束状的粒子射线例如利用两组偏转电磁铁在与射束前进方 向垂直的两个轴方向上进行扫描并扩展，之后通过散射体而进一步得到扩展，最后利用准 直器切割成癌症形状，以照射到被治疗者。粒子射线穿通例如被称为脊形滤波器的碎片状 (splinter-like)的滤波器，由此使能量宽度得以扩展，从而粒子射线的深度方向被调整为 到达被治疗者的癌症部位的深度方向的大小。上述粒子射线的照射方法被称为扩大照射 法，但近年来还进行扫描照射方法，该扫描照射方法中，维持细射束形状而仅以两组射束扫 描用偏转电磁铁使粒子射线进行扫描，并照射癌症部位。
[0004] 在扩大照射方法的情况下，加速至高能量的粒子射线穿通散射体、准直器，最终撞 击至被治疗者的身体，由此二次性地产生中子射线、光子射线那样的放射线。将加速至高能 量的粒子射线进行撞击并二次性地产生中子射线、光子射线的部位称为射线源。此时，二次 性地产生的中子射线最大具有入射带电粒子的能量附近为止的能量分布（在粒子射线治 疗的情况下，每个核子最大数百MeV)。在扫描照射方法的情况下，准直器、散射体与粒子射 线之间的撞击频度较小，但最终粒子射线射束照射至被治疗者的体内，因此二次性地产生 的中子射线、光子射线的总量比扩大照射法少，但产生高能量的中子射线、光子射线。
[0005] 产生中子射线、光子射线那样的放射线的设施由法令设定了剂量限度。在粒子射 线治疗设施中，为了使粒子射线照射室外的有效剂量在法定允许范围以下，通过使墙壁的 混凝土变厚、或将粒子射线照射室的搭载有被治疗者（患者）的治疗台到照射室入口的门 为止的通路设为迷宫形状，来使中子强度衰减（例如参照专利文献1)。
[0006] 在对粒子射线照射室进行屏蔽设计的情况下，主要不得不考虑批量屏蔽和流动 (streaming)这两种屏蔽效果。批量屏蔽是使从射线源穿通混凝土等墙壁而来的中子射线、 光子射线的剂量当量衰减的效果，一般而言，墙壁越厚、墙壁的材料密度越高，屏蔽效果越 高。流动是中子射线和光子射线通过连结粒子射线照射室内外的通路而漏到室外的效果， 一般而言，通路越长、通路的截面积越小、通路的弯曲次数越多，通过流动而漏到室外的中 子射线、光子射线的剂量当量变得越小。
[0007] 因而，在进行利用了通路的屏蔽设计的情况下，通路的射线源侧入口附近的剂量 最大，之后随距离衰减，因此优选为尽可能减小通路的射线源入口侧的剂量。一般而言，中 途未经屏蔽而从射线源直接到达的中子的能量未被减速，因此对剂量当量的贡献变大（严 格来说，因能量的不同对剂量的贡献度不同，但在粒子射线治疗中产生中子的情况下，会产 生最大数百MeV的中子，数MeV~数百MeV的中子对剂量当量的贡献度较大）。因此，使经 粒子射线照射室内的屏蔽壁减速、散射并进入通路内的放射剂量衰减变得较为重要。以往， 不仅将通路设为迷宫形状，还在迷宫内设置凸壁，从而屏蔽从射线源直接到达粒子射线照 射室的外侧的出入口的中子射线（例如参照专利文献2)。 现有技术文献 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利特开2012-50843号公报（12页，图1) 专利文献2 :日本专利特开平5-223987号公报（6页、图1、图2、图3)
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0009] 然而，在现有的屏蔽设计中，将由屏蔽壁所包围的通路设为迷宫形状，因此具有粒 子射线照射室的占有面积变大的问题。例如，在带电粒子射线治疗、光子射线治疗中，治疗 所使用的粒子的种类、因能量而产生的放射线的量、能量发生改变。因而，在对粒子射线照 射室的面积进行比较的情况下，需要考虑治疗所使用的粒子、能量来进行比较。尤其粒子 射线治疗与光子射线治疗相比产生高能量的中子，因此为了使其衰减需要更厚的屏蔽壁， 此外，通路的长度也需要变长。由于屏蔽壁所包围的通路是迷宫形状，因此具有如下问题： 即，从粒子射线照射室的入口移动到治疗台的患者、治疗相关者的移动路线变得复杂，因此 到治疗开始为止的时间、到治疗后离开治疗室为止的时间变长，治疗的吞吐量较低。
[0010] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，通过使粒子射线照射室的占 有面积变小，且缩短患者、治疗相关者的移动路线，来提高治疗的吞吐量。 用于解决技术问题的手段
[0011] 本发明所涉及的粒子射线照射室中， 包括具有内侧壁的第一开口部和外侧壁的第二开口部的通路，室内具有等中心点， 连结所述第一开口部的中心和所述第二开口部的中心的第一线段不与构成所述通路 的两个侧壁相交叉， 且在将从所述等中心点朝向第一开口部的中心的矢量设为第一矢量， 将从所述第一开口部的中心朝向所述第二开口部的中心的矢量设为第二矢量时， 所述第一矢量的与连结所述第一开口部的两端的线段相平行的分量和所述第二矢量 的与连结所述第一开口部的两端的线段相平行的分量成为相反方向。 发明效果
[0012] 本发明构成为连结第一开口部的中心和第二开口部的中心的第一线段不与构成 通路的两个侧壁相交叉，并且在将从等中心点朝向第一开口部的中心的矢量设为第一矢 量，将从第一开口部的中心朝向第二开口部的中心的矢量设为第二矢量时，第一矢量的与 连结第一开口部的两端的线段相平行的分量和第二矢量的连结第一开口部的两端的线段 相平行的分量成为相反方向。也就是说，本发明中，使得由屏蔽壁所包围的通路从第一开口 部到第二开口部为倾斜的通路，因此能减小第二开口部处的放射剂量，因此能缩小粒子射 线照射室的占有面积。此外，通路的开口部间的距离较短，因此患者、治疗相关者从照射室 外到等中心点附近为止的移动线路较短，且弯曲次数较少，因此能提高治疗的吞吐量。
【附图说明】
[0013] 图1是表示本发明的实施方式1所涉及的粒子射线照射室的俯视图。 图2是本发明的实施方式1所涉及的粒子射线照射室的屏蔽效果的说明图。 图3是表示本发明的实施方式1所涉及的粒子射线照射室的通路尺寸的图。 图4是表示本发明的实施方式2所涉及的粒子射线照射室的俯视图。 图5是表示本发明的实施方式3所涉及的粒子射线照射室的俯视图。 图6是表示本发明的实施方式4所涉及的粒子射线照射室的俯视图。 图7是表示本发明的实施方式5所涉及的粒子射线照射室的俯视图。
【具体实施方式】
[0014] 实施方式L 图1是表示用于实施本发明的实施方式1的粒子射线照射室的俯视图。本实施方式的 粒子射线照射室1的四周被屏蔽壁2所覆盖，在该屏蔽壁2的一部分设置有通路3。粒子射 线照射室1的内部配置有治疗台4。并且，相对于躺在治疗台4上的患者设置用于照射粒子 射线的粒子射线照射喷嘴5。由未图示的同步加速器等加速器加速后的粒子射线通过射束 输送系统被输送至粒子射线照射喷嘴5。从粒子射线照射喷嘴5照射的粒子射线将躺在治 疗台4上的患者的患部定为目标，将该目标的位置称为等中心点6。等中心点是指从不同角 度向目标部位（患部）照射粒子射线、放射线时，成为粒子射线、放射线的交点的照射中心， 与粒子射线照射喷嘴5的旋转中心相一致。也就是说，等中心点是成为粒子射线治疗中的 中子射线、光子射线的产生源的位置。另外，本实施方式中，粒子射线照射喷嘴5并不以等 中心点6为中心进行旋转，而是固定的。粒子射线照射喷嘴5将输送至照射室的粒子射线 成形为患部形状，向等中心点6照射粒子射线。
[0015] 为了使粒子射线照射到位于该等中心点6附近的患者的患部，从等中心点6周边 产生二次性地产生的中子射线、光子射线。因此，在进行粒子射线照射室的中子屏蔽设计的 情况下，较多地考虑将等中心点6设为放射线源。从等中心点6附近产生的放射线除了中 子射线以外也具有光子射线，这些放射线的总有效剂量由法令的限制来设定。
[0016] 粒子射线照射室内和粒子射线照射室外中，放射线的有效剂量的法令限制值不 同。为了减弱粒子射线照射室外的有效剂量，通路3的设计较为重