CN103957996B - 带电粒子束照射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带电粒子束照射系统。本发明的带电粒子束照射系统具备：加速器(2)，其使带电粒子加速并射出带电粒子束；机架(4)，其配置有对被照射体照射带电粒子束的照射部(3)；传输线路(6)，其具有从由加速器(2)射出的具有第1能量宽度的带电粒子束取出比第1能量宽度小的第2能量宽度的带电粒子束的能量选择系统(8)、并从加速器(2)向照射部(3)传输带电粒子束；及建筑物(100)，其具有配置有机架(4)的照射室(A)、及配置有传输线路(6)的一部分的传输室(B)，加速器(2)配置于照射室(A)内，传输线路(6)中能量选择系统(8)配置于传输室(B)，建筑物(100)具有将照射室(A)与传输室(B)隔开，并且屏蔽从能量选择系统(8)放出的放射线的间壁墙(101)。

Description

带电粒子束照射系统
技术领域
本发明涉及一种对被照射体照射带电粒子束的带电粒子束照射系统。
背景技术
以往，作为用于对癌症等进行放射线治疗的带电粒子束照射系统已知有例如专利文献1所记载的系统。该公报所记载的带电粒子束照射系统中，为了避免多余的放射线影响治疗中的患者，将回旋加速器及传输线路的绝大部分配置于治疗室的外部。并且，放出放射线的传输线路中，已知有用于从由回旋加速器射出的具有规定的第1能量宽度的带电粒子束取出(选择)具有规定的第2能量宽度(比第1能量宽度小的能量宽度)的带电粒子束的能量选择系统(ESS)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-75100号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
然而，上述带电粒子束照射系统中，从缩小占地面积的观点来看极其期待小型化。另一方面，为了避免从能量选择系统放出的放射线对患者带来不良影响，需采取适当的措施。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够适当地屏蔽从能量选择系统放出的放射线，并且能够缩小占地面积的带电粒子束照射系统。
用于解决技术课题的手段
本发明提供一种对被照射体照射带电粒子束的带电粒子束照射系统，其具备：加速器，其使带电粒子加速并射出带电粒子束；支架，其配置有对被照射体照射带电粒子束的照射部；传输线路，其具有从由加速器射出的具有第1能量宽度的带电粒子束取出比第1能量宽度小的第2能量宽度的带电粒子束的能量选择系统，并从加速器向照射部传输带电粒子束；及建筑物，其具有配置有支架的照射室、及配置有传输线路的一部分的别室，其中，加速器配置于照射室内，传输线路中能量选择系统配置于别室，建筑物具有将照射室与别室(另一室)隔开且屏蔽从能量选择系统放出的放射线的间壁墙。
根据上述带电粒子束照射系统，能量选择系统配置于通过间壁墙与照射室隔开的别室内，因此能够抑制从能量选择系统放出的放射线泄漏到照射室内，并能够通过间壁墙适当地进行屏蔽。并且，在上述带电粒子束照射系统中，通过将加速器配置于照射室内，能够有效利用照射室内的剩余空间，并能够缩小以往系统中配置有加速器的别室的面积，因此，能够实现系统整体的占地面积的缩小化。
上述带电粒子束照射系统中，配置有能量选择系统的别室也可以位于支架的背面侧。
根据此结构，由于往往在支架的背面侧的剩余空间配置加速器，因此，能够缩短从加速器至能量选择系统的距离，从而有利于缩小占地面积。
上述带电粒子束照射系统中，在支架与加速器之间，也可以设置屏蔽从加速器朝向支架的放射线的屏蔽部件。
根据此结构，能够适当地屏蔽从照射室内的加速器朝向支架内的患者等的多余的放射线。
上述支架为以中心轴线为中心进行旋转或摆动的机架，在照射室内，上述支架也可以配置成隔着支架而相对置的一对侧壁与中心轴线大致平行。
根据此结构，在机架的结构上，在被夹于侧壁的照射室的角落形成适当大小的剩余空间，因此，能够通过在照射室内配置加速器来有效地实现占地面积的缩小化。
发明效果
根据本发明，能够适当地屏蔽从能量选择系统朝向被照射体的放射线，并且能够缩小占地面积。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的带电粒子束照射系统的一实施方式的立体图。
图2是表示将图1的机架旋转90°的状态的俯视图。
具体实施方式
以下参考附图来详细说明本发明所涉及的带电粒子束照射系统的优选实施方式。
如图1及图2所示，本实施方式所涉及的带电粒子束照射系统1为通过对患者H的肿瘤等(被照射体)照射带电粒子束来进行放射线治疗的系统(带电粒子束治疗系统)。
带电粒子束照射系统1具备：加速器2，其使带电粒子加速并射出带电粒子束；机架(支架)4，其配置有朝向患者H的肿瘤照射带电粒子束的照射部3；治疗台5，其配置患者；传输线路6，其将从加速器2射出的带电粒子束向照射部3传输；及建筑物100。其中，加速器2、机架4、治疗台5、及传输线路6设置于建筑物100内。
建筑物100具备被间壁墙101隔开的照射室A及传输室(别室)B。加速器2及机架4配置于照射室A内，传输线路6的一部分配置于传输室B。传输室B位于机架4的背面侧(治疗台5的相反侧)。照射室A及传输室B被屏蔽放射线的屏蔽壁覆盖。并且，图2中，对照射室A的纸面上左侧的屏蔽壁图示省略。间壁墙101由屏蔽放射线的材料形成。
加速器2为作为带电粒子束射出例如质子束、重粒子(重离子)束等的装置。作为加速器2，能够利用例如回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器、线性加速器等。从小型化的观点来看，采用超导回旋加速器尤其优选。
筒状的机架4构成为以中心轴线CL为中心能够进行摆动。机架4配置为相对于从上方观察时呈长方形的照射室A，左右的侧壁102、103与中心轴线CL大致平行。换言之，机架4被配置为隔着机架4而相对置的一对侧壁102、103沿着中心轴线CL延伸。机架4的正面设置有配置患者的治疗台5。
配置患者的治疗台5可移动地被机械手臂5a支承。机械手臂5a向水平方向及铅垂方向移动治疗台5。
传输线路6具备连接加速器2与机架4的照射部3的真空导管7。在以下说明中，将真空导管7的加速器2侧作为上游侧；将真空导管7的照射部3侧作为下游侧进行说明。
另外，传输线路6具备能量选择系统[ESS(EnergySelectionSystem)]8、轴承部9、第1偏转磁铁10、收敛磁铁11、及第2偏转磁铁12。这些构成要件8～12从真空导管7的上游侧至下游侧按照上述顺序排列配置。真空导管7以贯穿间壁墙101的方式形成，并将从照射室A的加速器2射出的带电粒子束向传输室B的能量选择系统8传输。
能量选择系统8具有如下功能，即，从由加速器2射出的具有规定的第1能量宽度的带电粒子束取出(选择)规定的第2能量宽度(比第1能量宽度小的能量宽度)的带电粒子束。能量选择系统8根据治疗计划选择传输线路6所传输的带电粒子束的能量宽度。能量选择系统8整体被容纳于传输室B内。
具体而言，能量选择系统8具有降能器14、上游侧偏转磁铁15、能量调整部16、及下游侧偏转磁铁17。降能器14为衰减(减少)从加速器2射出的带电粒子束的能量的装置，并且设置成能够调整能量的衰减量(减少量)。上游侧偏转磁铁15使从加速器2射出并通过降能器14其能量被衰减的带电粒子束在水平面内偏转90°。通过上游侧偏转磁铁15偏转的带电粒子束朝向能量调整部16行进。
能量调整部16具备用于选择带电粒子束的能量的狭缝。具有规定的第1能量宽度的带电粒子束通过上游侧偏转磁铁15偏转时，能量低的带电粒子被较大地偏转，能量高的带电粒子被较小地弯曲。因此，带电粒子束根据其能量，在能量调整部16的狭缝中通过不同的位置。通过堵塞欲除去的能量的带电粒子束所通过的狭缝的孔的位置，欲除去的能量的带电粒子束不通过能量调整部16，而只有欲取出的能量的带电粒子束通过能量调整部16。由此，能够从具有规定的第1能量宽度的带电粒子束取出(选择)比第1能量宽度小的规定的第2能量宽度的带电粒子束。
下游侧偏转磁铁17再次使带电粒子束在水平面内偏转90°而使其朝原来的方向(与加速器2的射出方向平行的方向)行进。另外，通过下游侧偏转磁铁17偏转的带电粒子束的行进方向与中心轴线CL的延伸方向大致相同。通过下游侧偏转磁铁17偏转的带电粒子束穿过间壁墙101向轴承部9行进。
轴承部9为以能够旋转的方式支承照射室A内的传输线路6的部件。轴承部9被埋入于间壁墙101的照射室A侧。轴承部9以能够以中心轴线CL为中心进行旋转的方式，支承位于轴承部9下游侧的传输线路6。
第1偏转磁铁10配置于轴承部9的下游侧，并使沿中心轴线CL行进的带电粒子束朝向远离中心轴线CL的方向进行偏转。第1偏转磁铁10的下游侧配置有5个收敛磁铁11。收敛磁铁11为抑制带电粒子束向射束的径向扩散的电磁铁。
5个收敛磁铁11的下游侧配置有第2偏转磁铁12。第2偏转磁铁12将带电粒子束朝向中心轴线CL进行偏转。通过第2偏转磁铁12偏转的带电粒子束向着设置于机架4的照射部3行进。
以上说明的照射室A内的传输线路6(位于轴承部9下游侧的传输线路6)被机架4的框架18所支承。机架4的框架18具有沿中心轴线CL延伸的旋转轴部18a，并且构成为能够以该旋转轴部18a为中心进行摆动。具体而言，旋转轴部18a被2根框架支承部19以能够进行摆动的方式支承，而2根框架支承部19相对于侧壁102的凸部102a被固定。
机架4通过该框架18以能够以中心轴线CL为中心进行摆动的方式支承。并且，在与建筑物100的机架4的下方相对应的位置，形成有传输线路6配合机架4的摆动而进入的沟(孔)。机架4以传输线路6呈水平的状态(图2所示的状态)为基准，例如在-90°～+90°的角度范围内进行摆动。
并且，为了扩大机架4摆动的角度范围，也可以在侧壁102上设置切口。通过使传输线路6进入到侧壁102的切口，能够在例如-90°～+120°的角度范围内摆动机架4。如此，通过设为将机架4在规定的角度范围内进行摆动而不是旋转360°的结构，能够比在将机架4进行360°旋转时缩小占地面积，并且能够减少带电粒子束照射系统1的成本。
并且，在机架4与加速器2之间设置有用于屏蔽放射线的屏蔽部件20。壁状的屏蔽部件20例如构成为含铅等，并且以覆盖加速器2的机架4侧的方式形成。本实施方式中的加速器2配置于被壁状的屏蔽部件20、照射室A的侧壁103、及间壁墙101所包围的空间里。
壁状的屏蔽部件20无需达到天花板，也无需与侧壁103及间壁墙101相连接。屏蔽部件20构成为能够适当地屏蔽从加速器2朝向配置于机架4内的患者H的放射线即可。
根据以上说明的本实施方式所涉及的带电粒子束照射系统1，能量选择系统8配置于通过间壁墙101与照射室A隔开的传输室B内，因此，能够抑制从能量选择系统8放出的放射线泄漏到照射室A内，并能够通过间壁墙101适当地进行屏蔽。如上所述，能量选择系统8的能量调整部16通过堵塞欲除去的能量的带电粒子束所通过的狭缝的孔的位置，来使欲除去的能量的带电粒子束与堵塞狭缝的孔的部件冲撞。在通过加速器2加速而变成高能量的带电粒子束与堵塞狭缝的孔的部件冲撞时，产生高能量的放射线(γ射线等)。通过间壁墙101屏蔽该高能量放射线，从而能够抑制从能量选择系统8放出的放射线对照射室A内的患者H等所带来的恶劣影响。并且，带电粒子束照射系统1中，通过在照射室A内配置加速器2，能够有效利用照射室A内的剩余空间，并且能够缩小以往的系统中配置加速器2的传输室B的面积，因此，能够缩小整个系统的占地面积。由此，根据带电粒子束照射系统1，能够大幅缩减由占地面积的缩小化所产生的建设成本。
并且，根据带电粒子束照射系统1，通过使配置有能量选择系统8的传输室B位于机架4的背面侧，能够缩短从配置于机架4的背面侧的加速器2至能量选择系统8之间的距离，因此有利于缩小占地面积。
并且，根据带电粒子束照射系统1，设置有屏蔽从加速器2朝向机架4的放射线的屏蔽部件20，因此，能够适当地屏蔽从照射室A内的加速器2朝向机架4内的患者等的多余的放射线。
并且，带电粒子束照射系统1中，机架4以如下方式配置于照射室A内，即，在照射室A中隔着机架4而相对置的一对侧壁102、103大致平行于中心轴线CL。由此，在被夹于侧壁102、103之间的照射室A的角落形成适当大小的剩余空间，因此，能够通过将加速器2配置于照射室A内来有效地缩小占地面积。
本发明并不限于上述的实施方式。例如，照射室A及传输室B的形状不限于上述的形状，可根据装置的设置条件采用多种形状。并且，加速器2与能量选择系统8的位置也不限于上述的位置。例如，也可以在与机架4高度不同的位置配置加速器2。此时，传输室B的能量选择系统8可以设为沿上下方向延伸。
并且，无需一定具备能够进行旋转或摆动的机架，配置有照射部3的支架被固定的方式(所谓固定照射方式)也能够适用于本发明。另外，屏蔽部件20的位置及形状不限于上述内容，能够屏蔽从加速器2朝向患者的放射线的方式即可。
产业上的可利用性
本发明能够用于适当地屏蔽从能量选择系统放出的放射线，并能够缩小占地面积的带电粒子束照射系统中。
符号说明
1-带电粒子束照射系统，2-加速器，3-照射部，4-机架(支架)，5-治疗台，6-传输线路，7-真空导管，8-能量选择系统，9-轴承部，10-第1偏转磁铁，11-收敛磁铁，12-第2偏转磁铁，14-降能器，15-上游侧偏转磁铁，16-能量调整部，17-下游侧偏转磁铁18-框架，19-框架支承部，20-屏蔽部件，100-建筑物，101-间壁墙，102、103-侧壁，A-照射室，B-传输室(别室)，CL-中心轴线。

Claims (4)

1.一种带电粒子束照射系统，其对被照射体照射带电粒子束，其特征在于，具备：
加速器，其使带电粒子加速并射出带电粒子束；
支架，其配置有对所述被照射体照射带电粒子束的照射部；
传输线路，其具有从由所述加速器射出的具有第1能量宽度的带电粒子束取出比所述第1能量宽度小的第2能量宽度的带电粒子束的能量选择系统，并将带电粒子束从所述加速器向所述照射部传输；及
建筑物，其具有配置有所述支架的照射室及配置有所述传输线路的一部分的别室，
所述能量选择系统具备具有用于选择带电粒子束的能量的多个孔的狭缝，通过堵塞欲除去的能量的带电粒子束所通过的孔的位置，仅使欲取出的能量的带电粒子束通过狭缝，从而取出所述第2能量宽度的带电粒子束，
所述加速器配置于所述照射室内，
所述传输线路中所述能量选择系统配置于所述别室内，
所述建筑物具有将所述照射室与所述别室隔开，并屏蔽从所述能量选择系统放出的放射线的间壁墙。
2.根据权利要求1所述的带电粒子束照射系统，其中，
配置有所述能量选择系统的所述别室位于所述支架的背面侧。
3.根据权利要求1或2所述的带电粒子束照射系统，其中，
在所述支架与所述加速器之间设置有屏蔽从所述加速器朝向所述支架的放射线的屏蔽部件。
4.根据权利要求1或2所述的带电粒子束照射系统，其中，
所述支架为以中心轴线为中心进行旋转或摆动的机架，
所述支架配置成，在所述照射室中隔着所述支架而相对置的一对侧壁与所述中心轴线大致平行。
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