CN104221093A - 旋转机架及粒子射线治疗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于通过在旋转机架设置减少中子、伽马射线等穿透性高的放射线(二次放射线)的泄漏的屏蔽体，从而防止放射线从旋转机架漏出。本发明的旋转机架(10)的特征在于，在相对于照射对象(13)与粒子射线照射装置(58)相对的一侧具备屏蔽体(12)，该屏蔽体(12)可减少因带电粒子束(31)对照射对象(13)的冲击而产生的二次放射线的泄漏剂量。

Description

旋转机架及粒子射线治疗装置
技术领域
本发明涉及用于医疗领域的粒子射线治疗装置。
背景技术
一般而言，粒子射线治疗装置包括：射束生成装置，该射束生成装置产生带电粒子束；加速器，该加速器与射束生成装置相连接，对所产生的带电粒子束进行加速；射束输送系统，该射束输送系统对在加速到加速器中所设定的能量为止之后射出的带电粒子束进行输送；以及粒子射线照射装置，该粒子射线照射装置设置在射束输送系统的下游，用于将带电粒子束射向照射对象。为了从任意的角度对照射对象照射带电粒子束，将粒子射线照射装置设置于三维照射用的旋转机架。
专利文献1中记载有设置于房屋的粒子射线照射装置，该房屋被混凝土制成的放射线屏蔽体所覆盖。专利文献1的粒子射线照射装置是旋转机架，该旋转机架包括：患者躺卧的治疗台、向患者照射质子束的照射部、以及将经由引导线引导的质子束向照射部进行导入的导入线。此外，该旋转机架中，为了保持相对于导入线和台架的重量平衡，将平衡锤(counterweight)配置在圆筒部外周面的夹着转轴相对的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011－92424号公报(0015段～0030段、图1、图3)
发明内容
发明所要解决的技术问题
粒子射线治疗装置由于使用高能量的带电粒子束，因此需要用混凝土制成的放射线屏蔽体等屏蔽体来包围。设置有旋转机架的治疗室中，通过旋转机架的旋转，来从任意的角度对患者或模体等照射对象照射质子线等带电粒子束，因此为了尽可能防止因带电粒子束对照射对象的冲击而产生的中子、伽马射线等穿透性高的放射线漏出至室外，需要用数米厚的兼用作房屋建筑物的混凝土等屏蔽体包围照射室周围。
专利文献1的旋转机架未设法对因带电粒子束对照射对象冲击而产生的中子、伽马射线等穿透性高的放射线进行屏蔽。专利文献1的旋转机架中，由于在旋转机架的各旋转角度带电粒子束的照射方向发生变化，随之从照射对象产生的穿透性高的放射线的方向也发生变化，因此，需要用较厚的混凝土包围整个照射室周围，从而难以将收纳粒子射线治疗装置的房屋设置得小型化。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于通过设置减少旋转机架中中子、伽马射线等穿透性高的放射线(以下，称为二次放射线。)的泄漏的屏蔽体，来防止放射线从旋转机架漏出。
解决技术问题的技术方案
本发明所涉及的旋转机架的特征在于，在相对于照射对象与粒子射线照射装置相对的一侧具备屏蔽体，该屏蔽体可减少因带电粒子束对照射对象的冲击而产生的二次放射线的泄漏剂量。
发明效果
根据本发明所涉及的旋转机架，在照射对象的下游侧设置有可减少二次放射线的泄漏剂量的屏蔽体，因此，能够防止尤其是射束前方方向上以较高比例产生的二次放射线漏出至机架外部。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的旋转机架的结构的图。
图2是本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置的简要结构图。
图3是表示图2的粒子射线治疗装置的结构的图。
图4是说明本发明的实施方式1的屏蔽体的宽度的图。
图5是说明本发明的实施方式1的屏蔽体的效果的图。
图6是说明没有屏蔽体的情况下的墙壁的厚度的图。
图7是表示使屏蔽体移动时的旋转机架的图。
图8是表示本发明的实施方式2的旋转机架的结构的图。
图9是表示图8的屏蔽体的图。
图10是表示图8的屏蔽体的衰减效果的图。
图11是表示比较例的图。
图12是表示本发明的实施方式3的旋转机架的结构的图。
图13是表示本发明的实施方式4的旋转机架的结构的图。
图14是表示具有装卸部的平衡锤的图。
图15是表示本发明的实施方式5的旋转机架的结构的图。
图16是表示本发明的实施方式6的旋转机架的结构以及小重物部的图。
图17是表示本发明的实施方式7的旋转机架的结构以及小重物部的图。
图18是表示本发明的实施方式8的旋转机架的结构的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的旋转机架的结构的图。图2是本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置的简要结构图，图3是表示本发明的实施方式1的粒子射线照射装置的结构的图。图2中，粒子射线治疗装置51具备射束产生装置52、射束输送系统59、粒子射线照射装置58a、58b。射束产生装置52包括离子源(未图示)、前级加速器53、及同步加速器54。粒子射线照射装置58b设置于旋转机架(参照图1)。粒子射线照射装置58a设置于不具有旋转机架的治疗室。射束输送系统59的作用是连接同步加速器54和粒子射线照射装置58a、58b。射束输送系统59的一部分设置于旋转机架(参照图1)，在该部分具有多个偏转电磁铁55a、55b、55c。设置于旋转机架的射束输送系统59的一部分是旋转机架搭载部56。
由离子源产生的质子线等粒子射线即带电粒子束由前级加速器53进行加速，接着从入射装置46入射到同步加速器54中。带电粒子束被加速到规定的能量。从同步加速器54的射出装置47射出的带电粒子束经过射束输送系统59输送给粒子射线照射装置58a、58b。粒子射线照射装置58a、58b将带电粒子束照射到患者45的照射对象13(参照图3)。粒子射线照射装置的标号统一使用58，在进行区别说明时使用58a、58b。
由射束产生装置52产生的、被加速至规定能量的带电粒子束31经由射束输送系统59，被引导至粒子射线照射装置58。图3中，粒子射线照射装置58包括在与带电粒子束31垂直的方向即X方向以及Y方向上对带电粒子束31进行扫描的X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33、位置监视器34、剂量监视器35、剂量数据转换器36、射束数据处理装置41、扫描电磁铁电源37、以及控制粒子射线照射装置58的照射管理装置38。照射管理装置38包括照射控制计算机39和照射控制装置40。剂量数据转换器36包括触发生成部42、点计数器43、点间计数器44。此外，带电粒子束31的前进方向是-Z方向。
X方向扫描电磁铁32是沿X方向对带电粒子束31进行扫描的扫描电磁铁，Y方向扫描电磁铁33是沿Y方向对带电粒子束31进行扫描的扫描电磁铁。位置监视器34检测出射束信息，该射束信息用于计算由X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33扫描后的带电粒子束31所通过的射束中的通过位置(重心位置)、尺寸。射束数据处理装置41基于由位置监视器34检测出的多个模拟信号(射束信息)构成的射束信息来计算带电粒子束31的通过位置(重心位置)、尺寸。并且，射束数据处理装置41生成表示带电粒子束31的位置异常或尺寸异常的异常检测信号，并将该异常检测信号输出至照射管理装置38。
剂量监视器35检测带电粒子束31的剂量。照射管理装置38基于利用未图示的治疗计划装置所生成的治疗计划数据，来控制照射对象13中带电粒子束31的照射位置，若由剂量监视器35测定、并被剂量数据转换器36转换为数字数据的剂量达到目标剂量，则停止带电粒子束31。扫描电磁铁电源37基于从照射管理装置38输出到X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33的控制输入(指令)，来改变X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33的设定电流。
这里，将粒子射线照射装置58的扫描照射方式作为如改变带电粒子束31的照射位置时不停止带电粒子束31的光栅扫描照射方式所进行的，像点扫描照射方式那样，依次在点位置之间移动射束照射位置的方式来进行说明。点计数器43是测量带电粒子束31的射束照射位置停留期间内的照射剂量的装置。点间计数器44是测量带电粒子束31的射束照射位置移动期间内的照射剂量的装置。触发生成部42是在射束照射位置的带电粒子束31的剂量达到目标照射剂量时生成剂量已满信号的装置。
图1中，旋转机架10包括机架内室24、平衡锤11、屏蔽体12、以及屏蔽体移动装置19。旋转机架10中设置有射束输送系统59的旋转机架搭载部56和粒子射线照射装置58。平衡锤11设置于旋转机架搭载部56的相反侧，用于保持与设置于旋转机架10的旋转机架搭载部56的重量平衡。屏蔽体12用于对因带电粒子束31对照射对象13冲击而产生的中子、伽马射线等穿透性高的放射线进行衰减。屏蔽体移动装置19具有与屏蔽体12相连接的驱动棒21、以及移动驱动棒21的驱动装置20。屏蔽体12例如由多个铁板重叠而形成。另外，即使照射对象13是水模体，也会因带电粒子束31的冲击而产生中子、伽马射线等穿透性高的放射线(二次放射线)。在偏转电磁铁55a、55b、55c彼此之间、偏转电磁铁55c与粒子射线照射装置58之间，配置有使带电粒子束31进行聚集或发散的四极电磁铁等。
图1中，距离SAD(Source Axis Distance：源轴距)是从粒子射线扩大起点位置到患者45的照射对象13的中心的距离，屏蔽体距离d1是从照射对象13的中心到屏蔽体12的距离。屏蔽体厚度t1是屏蔽体12在带电粒子束31的前进方向上的厚度。因带电粒子束31对照射对象13的冲击而产生的二次放射线特别在与射束中心线14成规定角度α的范围内较强地进行辐射。放射线外周线15是在图1的纸面左侧(-X方向)，二次放射线以角度α前进时的前进线，是二次放射线扩大至角度α的范围进行前进时的外周线。放射线外周线16是在图1的纸面右侧(X方向)，二次放射线以角度α前进时的前进线，是二次放射线扩大至角度α的范围进行前进时的外周线。本发明中，利用屏蔽体12来衰减对房屋屏蔽墙壁厚度有较大影响的二次放射线的泄漏剂量，因此对二次放射线的前进方向进行探讨。例如，在所产生的二次放射线的强度及能量特别大的情况下，角度α为10°。由此以覆盖角度α为10°的范围的方式在旋转机架10中设置屏蔽体12。
图1中示出带电粒子束31未被X方向扫描电磁铁32和Y方向扫描电磁铁33扫描的情况。为使在角度α以内进行辐射的二次放射线通过屏蔽体12，考虑X方向的宽度W1。宽度W1可由式(1)来表示。
W1＝2×(d1+t1)×tanα···(1)
在将屏蔽体距离d1设为1000mm、屏蔽体厚度t1设为400mm、角度α设为10°的情况下，根据式(1)可得到宽度W1为494mm。因此，在屏蔽体距离d1为1000mm、屏蔽体厚度t1为400mm、角度α为10°的情况下，需要将与带电粒子束31的前进方向垂直的方向上的屏蔽体12的宽度设为494mm以上。
在实际实施的粒子线治疗中，带电粒子束31被X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33扫描，从而照射野向横向扩大。使用图4来说明在照射野向横向扩大的情况下所需的屏蔽体12的宽度。图4是说明本发明的实施方式1的屏蔽体的宽度的图。射束外周线17是带电粒子射束31以扫描角度-β被扫描后的-X方向的最外周的射束路径，射束外周线18是带电粒子束31以扫描角度+β被扫描后的X方向的最外周的射束路径。对于扫描角度β，将从射束中心线14起逆时针旋转的方向设为正方向(+方向)，将从射束中心线14起顺时针旋转的方向设为负方向(-方向)。在照射对象13上带电粒子束31的扩大宽度(扫描宽度)设为ws的情况下，用于使角度α以内进行辐射的二次放射线通过屏蔽体12的X方向的宽度W2可由式(2)来表示。
W2＝ws+2×(d1+t1)×tan(α+β)···(2)
在距离SAD为3000mm、屏蔽体距离d1为1000mm、屏蔽体厚度t1为400mm、扩大宽度ws为200mm、角度α为10°的情况下，根据式(2)可得到791mm。该情况下，需要将与带电粒子束31的前进方向垂直的方向上的屏蔽体12的宽度设为791mm以上。屏蔽体12的宽度通过考虑带电粒子束31的扫描范围、即照射对象13上带电粒子束31的扩大宽度(扫描宽度)ws、以及二次放射线的角度α来确定。实施方式1的旋转机架10中，考虑到带电粒子束31的扫描范围和二次放射线的角度α，具备屏蔽体12，该屏蔽体12具有供角度α以内的二次放射线通过的宽度，从而能够对角度α以内的二次放射线的泄漏剂量进行衰减。
接着，对因应用屏蔽体12而获得的效果进行说明。由于通过屏蔽体12的二次放射线的泄漏剂量被衰减，因此，与现有技术相比，能够使设置有实施方式1的旋转机架10的治疗室的墙壁、地板的厚度减小。图5是说明本发明的实施方式1的屏蔽体的效果的图，图6是说明没有屏蔽体的情况下的墙壁的厚度的图。例如，考虑照射到照射对象13的带电粒子束31的带电粒子为碳阳离子，带电粒子的能量为400MeV/n(每核子400MeV)的情况。图5及图6中，距离SAD均为3000mm。图5中，屏蔽体距离d1为2000mm，铁制的屏蔽体厚度t1为500mm。能量为400MeV/n的碳阳离子对照射对象13进行冲击，为使碳阳离子的前进方向上所产生的中子的有效剂量减半，所需的铁的厚度约为混凝土厚度的一半。因此，图5所示的厚度t1为500mm的铁制屏蔽体，相当于厚度1m的混凝土。
为了获得与图6所示的厚度t3为2500mm的混凝土的治疗室墙壁30相同的屏蔽效果，通过在旋转机架设置图5所示的厚度t1为500mm的铁制的屏蔽体，从而只要将混凝土的治疗室墙壁的厚度t2设为1500mm即可。即，通过在旋转机架设置厚度t1为500mm的铁制的屏蔽体，能够将现有的混凝土的治疗室墙壁的厚度t3减少1m，从而得到厚度t2的混凝土的治疗室墙壁。这表示以往所需的墙壁厚度t3可减少至墙壁厚度t2。这是因为对应于差分Δt＝t3-t2的二次放射线的衰减能力由屏蔽体12来承担。
实施方式1的旋转机架10中，由于在相对于照射对象13与粒子射线照射装置58相对的一侧，即照射对象13的下游侧具备屏蔽体12，因此，能够对通过屏蔽体12的二次放射线的泄漏剂量进行衰减，从而能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。二次放射线由于被屏蔽体12衰减，因此，与以往相比，能够减小设置旋转机架10的治疗室的墙壁、地板的厚度，从而能够使治疗室小型化。由于能够使治疗室小型化，因而也能够实现收纳粒子射线治疗装置51的房屋的小型化。
定期对旋转机架10与房屋之间的位置是否在允许范围内进行确认，在偏差变大的情况下进行位置调整。在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，移动屏蔽体12。图7是表示使屏蔽体移动时的旋转机架的图。图7中，等中心点IC是旋转机架10旋转时射束中心线14彼此相交的点。在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，以光学方式对等中心点IC与房屋地板22的地板基准标记23进行确认。此时，由于屏蔽体12成为阻碍，因此，使屏蔽体移动装置19的驱动装置20动作，从而以滑动方式使屏蔽体12移动。通过使屏蔽体12不位于射束中心线14，从而能够以光学方式来确认等中心点IC与房屋地板22的地板基准标记23。
根据实施方式1的旋转机架10，在相对于照射对象13与粒子射线照射装置58相对的一侧具备屏蔽体12，该屏蔽体12用于使因带电粒子束31对照射对象13冲击而产生的二次放射线的泄漏剂量衰减，因此，能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。
根据实施方式1的粒子射线治疗装置51，包括：射束产生装置52，该射束产生装置52产生带电粒子束31，并利用加速器(同步加速器54)对该带电粒子束31进行加速；射束输送系统59，该射束输送系统59输送经由加速器(同步加速器54)加速的带电粒子束31；粒子射线照射装置58，该粒子射线照射装置58将由射束输送系统59输送的带电粒子束31照射到照射对象13；以及旋转机架10，该旋转机架10搭载粒子射线照射装置58，能够以等中心点为中心进行旋转，旋转机架10中，由于在相对于照射对象13与粒子射线照射装置58相对的一侧具备屏蔽体12，以使因带电粒子束31对照射对象13的冲击而产生的二次放射线的泄漏剂量衰减，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出，从而与以往相比，能够使设置旋转机架10的治疗室的墙壁、地板的厚度变薄，从而能够实现治疗室的小型化。由于能够使治疗室小型化，因而也能够实现收纳粒子射线治疗装置51的房屋的小型化。
实施方式2.
图8是表示本发明的实施方式2的旋转机架的结构的图，图9是表示实施方式2的屏蔽体的图。实施方式2的旋转机架10与实施方式1的旋转机架10相比，不同点在于，没有屏蔽体移动装置19，屏蔽体12由基座部25、以及装卸部26构成，该装卸部26包括第1装卸部67和第2装卸部68。图9中，以剖面示出基座部25，使得装卸部26露出。
实施方式2的屏蔽体12利用螺栓27连接基座部25和装卸部26的第2装卸部68。图9中示出基座部25及装卸部26分别是四片铁板的层叠结构，且具有阶梯状的卡合部的示例。第1装卸部67具有三片铁板，第2装卸部68具有一片铁板。在第1装卸部67进入基座部25后，利用第2装卸部68作为盖部来进行安装。可拆装的装卸部26与基座部25相卡合的卡合部是具有与带电粒子束31的射束轴(通过射束中心线14的轴)平行的部分和垂直的部分的示例。在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，通过拆卸下装卸部26，能够以光学方式对等中心点IC与房屋地板22的地板基准标记23进行确认。
如图9所示那样，屏蔽体12的基座部25及装卸部26在射束轴向上为不同形状的结构，即在轴向上没有屏蔽体12的1/2以上的卡合部的结构，从使二次放射线的泄漏剂量衰减的方面来看是有意义的。使用图10和图11对此进行说明。图10是表示屏蔽体的衰减效果的图，图11是表示比较例的图。图11所示的比较例的屏蔽体72由基座部73和装卸部74构成。多个箭头标记表示中子等二次放射线以一定宽度直行前进。图10所示的实施方式2的屏蔽体12中，按箭头61通过的中子通过四片铁板，按箭头62通过的中子通过三片铁板。因此，屏蔽体12至少具有与三片铁板相应的二次放射线的衰减效果。
与此相对，图11所示的比较例的屏蔽体72中，按箭头61通过的中子通过四片铁板，按箭头62通过的中子通过三片铁板，而按箭头63通过的中子通过一片铁板。与屏蔽体12相比，比较例的屏蔽体72中，衰减二次放射线的泄漏剂量的效果变小。
因此，实施方式2的屏蔽体12中，通过具有屏蔽体12的基座部25及装卸部26在射束轴向上为不同形状的结构，即在轴向上没有屏蔽体12的1/2以上的卡合部的结构，使得即使在可拆装的装卸部26与基座部25相卡合的卡合部，也能够充分地确保二次放射线的衰减效果，且装卸部26可进行拆装。
由于实施方式2的旋转机架10在照射对象13的下游侧具有屏蔽体12，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。此外，由于屏蔽体12由基座部25和装卸部26构成，因此即使不设置屏蔽体移动装置19，在维护时通过将装卸部26拆卸下，也能对等中心点IC与房屋地板22的地板基准标记23进行光学确认。
另外，对于装卸部26，在装卸机会较多的设施的情况下，可以改变装卸部26与基座部25的材质，例如仅将装卸部26这部分设为对于二次放射线的放射化较小的铝等。此外，作为改变装卸部26与基座部25的材质的示例，可以将基座部25设为普通混凝土，装卸部26设为重混凝土，来增强装卸部26的屏蔽能力。
实施方式3.
图12是表示本发明的实施方式3的旋转机架的结构的图。实施方式3的旋转机架10与实施方式1和2的不同点在于，平衡锤11具有一部分屏蔽体12的功能，即，平衡锤11承担屏蔽体的一部分。具体而言，使平衡锤11沿射束中心线14的方向延伸，以使角度α的二次放射线通过平衡锤11。
由于实施方式3的旋转机架10在照射对象13的下游侧具有屏蔽体12，且平衡锤11也能使二次放射线的泄漏剂量衰减，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。实施方式3的旋转机架10中，由于一部分的二次放射线通过平衡锤11而得以衰减，因此，与实施方式1和2的旋转机架10相比，能够减小屏蔽体12的尺寸。
实施方式4.
图13是表示本发明的实施方式4的旋转机架的结构的图。实施方式的旋转机架10与实施方式3的不同点在于，使平衡锤11延伸至超过射束轴，以使得角度α以内的二次放射线可全部通过。
由于实施方式4的旋转机架10在照射对象13的下游侧具有屏蔽体12，且平衡锤11能使角度α以内的二次放射线的泄漏剂量衰减，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。实施方式4的旋转机架10中，角度α以内的全部二次放射线通过平衡锤11而得到进一步衰减，因此与实施方式1至3的旋转机架10相比，能够提高防止二次放射线漏出的效果。
也可以设为平衡锤11中射束中心线14的周边可进行装卸。图14是表示具有装卸部的平衡锤的图，是平衡锤10具有由第1装卸部69和第2装卸部70形成的装卸部29的示例。图14中，以剖面示出平衡锤11的主体部28，使得装卸部29露出。主体部28与装卸部29的第2装卸部70之间通过螺栓27相连接。图14中，示出主体部28及装卸部29是分别具有四片铁板的层叠结构，在阶梯状的卡合部，具有可拆装的装卸部29与主体部28相卡合的卡合部的示例。第1装卸部69具有三片铁板，第2装卸部70具有一片铁板。在第1装卸部69进入主体部28后，利用第2装卸部70作为盖部来进行安装。可拆装的拆卸部29与主体部28相卡合的卡合部与实施方式2所说明的屏蔽体12的卡合部相同，是具有与带电粒子束31的射束轴(通过射束中心线14的轴)平行的部分和垂直的部分的示例。在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，通过拆卸下平衡锤11的装卸部29及屏蔽体12的装卸部26，能够以光学方式对等中心点IC与房屋地板22的地板基准标记23进行确认。
另外，对于装卸部29，在装卸机会较多的设施的情况下，可以改变装卸部29与主体部28的材质，例如仅将装卸部29这部分设为对于二次放射线的放射化较小的铝等。此外，作为改变装卸部29与主体部28的材质的示例，可以将主体部28设为普通混凝土，装卸部29设为重混凝土，来增强装卸部29的屏蔽能力。
实施方式4的平衡锤11中，通过具有平衡锤11的主体部28及装卸部29在射束轴向上为不同形状的结构，即在轴向上不存在具有泄漏剂量屏蔽体功能的平衡锤11的1/2以上的卡合部的结构，从而能够得到以下结构：即使在可拆装的装卸部29与主体部28相卡合的卡合部，也能够充分地确保二次放射线的衰减效果，且装卸部29可进行拆装。
另外，在平衡锤11未设置装卸部29的情况下，通过设置从房屋地板22的地板基准标记23避开平衡锤11延伸至射束中心线14的臂杆等，并在该臂杆中射束处中心线14通过的部分设置基准标记，从而能够对等中心点IC与基于房屋地板22的地板基准标记23的基准标记进行光学确认。此外，也可以在平衡锤11设置滑动机构，在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，能够使平衡锤11滑动从而不与射束中心线14相交。
实施方式5.
图15是表示本发明的实施方式5的旋转机架的结构的图。实施方式5的旋转机架10与实施方式1至4的不同点在于，没有设置屏蔽体12，而使平衡锤11延伸至超过射束轴，以使得角度α以内的二次放射线可全部通过。
由于实施方式5的旋转机架10在照射对象13的下游侧具有平衡锤11，且平衡锤11能使角度α以内的二次放射线的泄漏剂量衰减，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。实施方式5的旋转机架10中，平衡锤11兼具二次放射线的屏蔽体的功能，因此具有无需另外设置屏蔽体，从而使得结构简单化的优点。
如实施方式4所说明的那样，在平衡锤11中可设为射束中心线14的周围可拆装。在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，通过拆卸下平衡锤11的装卸部29，能够以光学方式对等中心点IC与房屋地板22的地板基准标记23进行确认。此外，在平衡锤11中没有设置装卸部29的情况下，也可以设置从房屋地板22的地板基准标记23避开平衡锤11延伸至射束中心线14的臂杆等，并在该臂杆处的射束中心线14通过的部分设置基准标记。此外，也可以在平衡锤11设置滑动机构，在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，能够使平衡锤11滑动从而不与射束中心线14相交。在进行旋转机架10与房屋的位置确认、位置调整时，能够对等中心点IC与基于房屋地板22的地板基准标记23的基准标记进行光学确认。
实施方式6.
图16是表示本发明的实施方式6的旋转机架的结构以及小重物部的图。图16(a)是表示实施方式6的旋转机架的结构的图，图16(b)是从旋转机架搭载部侧观察小重物部而得到的俯视图。实施方式6的旋转机架10与实施方式5的不同点在于，平衡锤11被分割成多个。图16示出以下示例：平衡锤11由两个小重物部64构成，各个小重物部64是长方体。图16(b)中，射束中心线14在表示小重物部64的外形的四边形中的以虚线示出的对角线的交点处与小重物部64相交。
作为使二次放射线的泄漏剂量衰减的屏蔽体，优选使位于照射对象13下游侧的平衡锤11的厚度增厚。通过分割平衡锤11来进行设置，以使得射束中心线14通过的平衡锤11的厚度变厚，从而能够扩大使二次放射线的泄漏剂量衰减的效果。
由于实施方式6的旋转机架10在照射对象13的下游侧具有平衡锤11的小重物部64，小重物部64能使角度α以内的二次放射线的泄漏剂量衰减，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。此外，由于平衡锤11由多个小重物部64构成，因此，能够使小重物部64的厚度厚于作为一体重物的实施方式5的平衡锤11的厚度，从而能够扩大使二次放射线的泄漏剂量衰减的效果。
实施方式7.
图17是表示本发明的实施方式7的旋转机架的结构以及小重物部的图。图17(a)是表示实施方式7的旋转机架的结构的图，图17(b)是从旋转机架搭载部侧观察小重物部而得到的俯视图。实施方式7的旋转机架10与实施方式6相比，小重物部的形状不同。图17示出以下示例：平衡锤11由两个小重物部65构成，各个小重物部65是相对于射束轴呈同心圆状的圆柱体。图17(b)中，射束中心线14通过圆柱体的中心，即射束中心线14在与圆柱体(小重物部65)外切的虚线所示的外切四边形75的对角线的交点处与圆柱体(小重物部65)相交。
如图17所示，若配置平衡锤11的小重物部65，使其相对于射束轴成为同心圆状，则相对于平衡锤单位重量，使二次放射线衰减的效果变大。例如，在照射野为圆形(即扩大照射、广域照射等)的治疗装置中，射束方向的截面为圆形的小重物部可减小为射束方向的截面为正方形(例如，外切四边形75)的小重物部的约3/4。
由于实施方式7的旋转机架10在照射对象13的下游侧具有平衡锤11的小重物部65，小重物部65能使角度α以内的二次放射线的泄漏剂量衰减，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。此外，由于将平衡锤11的小重物部65设为圆柱体，且使照射对象13的下游侧的小重物部65的中心轴(圆柱体的中心轴)与射束轴相一致，因此与实施方式6的旋转机架10相比，能够扩大使相对于平衡锤单位重量的二次放射线的泄漏剂量衰减的效果。
实施方式8.
图18是表示本发明的实施方式8的旋转机架的结构的图。实施方式8的旋转机架10与实施方式6和7的不同点在于，位于照射对象13的下游侧的平衡锤11的小重物部66的形状具有特别的形状。图18中示出以下示例：位于照射对象13的下游侧的平衡锤11的小重物部66的形状为随着远离等中心点IC与射束中心线14相垂直的面积呈阶梯状地变小，其他的小重物部为长方体的小重物部64。另外，长方体的小重物部64的形状不限于长方体，也可以是其他形状。
二次放射线在射束前方方向上产生的比例较高，并且在射束前方方向产生的放射线的能量较高，穿透率较高。因此，通过将小重物部66形成为在射束轴向较厚，稍偏离射束中心线14的方向较薄，从而能够将相同重量的小重物部更为有效地用作屏蔽体。
由于实施方式8的旋转机架10在照射对象13的下游侧具有平衡锤11的小重物部66，且形成为随着远离等中心点IC其与射束中心线14相垂直的面积呈阶梯状地变小，且该小重物部66可使角度α以内的二次放射线的泄漏剂量衰减，因此能够防止二次放射线从旋转机架10漏出。此外，由于将平衡锤11的小重物部66形成为随着远离等中性点IC其与射束中心线14相垂直的面积呈阶梯状地变小，因此，与实施方式6和7的旋转机架10相比，能够更为有效地将其用作屏蔽体。
另外，作为粒子射线照射装置58的照射方式，以扫描照射方式为例进行了说明，但也能够应用于利用散射体对带电粒子束31进行散射扩大，通过使扩大后的带电粒子束31与照射对象13的形状相匹配地来形成照射野的广域照射方式。此外，也能够应用于与实施方式1所说明的扫描照射方式不同的其他扫描照射方式，即点扫描、光栅扫描等。另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
标号说明
10旋转机架、11平衡锤、12屏蔽体、13照射对象、19屏蔽体移动装置、25基座部、26装卸部、28主体部、29装卸部、31带电粒子束、51粒子射线治疗装置、52射束产生装置、54同步加速器(加速器)、56旋转机架搭载部、58，58a，58b粒子射线照射装置、59射束输送系统、64，65，66小重物部。

Claims (17)

1.一种旋转机架，该旋转机架搭载将带电粒子束照射到照射对象的粒子射线照射装置，且能以等中心点为中心进行旋转，其特征在于，
在相对于所述照射对象与所述粒子射线照射装置相对的一侧具备屏蔽体，该屏蔽体可减少因所述带电粒子束对所述照射对象的冲击而产生的二次放射线的泄漏剂量。
2.如权利要求1所述的旋转机架，其特征在于，
具备移动所述屏蔽体的屏蔽体移动装置，以使得所述屏蔽体与所述带电粒子束的射束轴相交或与所述射束轴分离。
3.如权利要求1所述的旋转机架，其特征在于，
所述屏蔽体具有基座部、以及可拆装的装卸部，
所述屏蔽体配置为使得所述装卸部与所述带电粒子束的所述射束轴相交。
4.如权利要求3所述的旋转机架，其特征在于，
所述屏蔽体中，所述基座部与所述装卸部相卡合的卡合部为阶梯状。
5.如权利要求3所述的旋转机架，其特征在于，
所述屏蔽体具有所述基座部与所述装卸部相卡合的卡合部，
所述卡合部在与所述射束轴相平行的方向上不包含该屏蔽体的1/2以上的部分。
6.如权利要求3至5的任一项所述的旋转机架，其特征在于，
所述装卸部的材质是与所述基座部不同的材质。
7.如权利要求1至6的任一项所述的旋转机架，其特征在于，
在与所述粒子射线照射装置相对的一侧具备用于保持与输送所述带电粒子束的射束输送系统的旋转机架搭载部之间的重量平衡的平衡锤，
所述平衡锤配置在所述二次放射线通过的位置。
8.如权利要求7所述的旋转机架，其特征在于，
所述平衡锤配置为与所述带电粒子束的所述射束轴相交。
9.一种旋转机架，该旋转机架搭载将带电粒子束照射到照射对象的粒子射线照射装置，且能以等中心点为中心进行旋转，其特征在于，
在与所述粒子射线照射装置相对的一侧具备用于保持与输送所述带电粒子束的射束输送系统的旋转机架搭载部之间的重量平衡的平衡锤，
所述平衡锤配置为与所述带电粒子束的所述射束轴相交。
10.如权利要求8或9所述的旋转机架，其特征在于，
所述平衡锤具有主体部、以及可拆装的装卸部，
所述平衡锤配置为使得所述装卸部与所述带电粒子束的所述射束轴相交。
11.如权利要求10所述的旋转机架，其特征在于，
所述平衡锤中，所述主体部与所述装卸部相卡合的卡合部为阶梯状。
12.如权利要求10所述的旋转机架，其特征在于，
所述平衡锤具有所述主体部与所述装卸部相卡合的卡合部，
所述卡合部在与所述射束轴相平行的方向上不包含该屏蔽体的1/2以上的部分。
13.如权利要求10至12的任一项所述的旋转机架，其特征在于，
所述装卸部的材质是与所述基座部不同的材质。
14.如权利要求9至13的任一项所述的旋转机架，其特征在于，
所述平衡锤具有多个小重物部。
15.如权利要求14所述的旋转机架，其特征在于，
以与所述带电粒子束的所述射束轴相交的方式配置的所述小重物部是相对于所述射束轴的同心圆状的圆柱体。
16.如权利要求14所述的旋转机架，其特征在于，
以与所述带电粒子束的所述射束轴相交的方式配置的所述小重物部具有以下形状，即：随着远离所述中心点，其与所述射束轴相垂直的面积呈阶梯状地变小。
17.一种粒子射线治疗装置，其特征在于，
包括：射束产生装置，该射束产生装置产生带电粒子束，并利用加速器使该带电粒子束加速；射束输送系统，该射束输送系统输送由所述加速器加速的带电粒子束；粒子射线照射装置，该粒子射线照射装置将利用所述射束输送系统输送的带电粒子束照射到照射对象上；以及旋转机架，该旋转机架搭载所述粒子射线照射装置，且能以等中心点为中心进行旋转，
所述旋转机架是权利要求1至16的任一项所述的旋转机架。
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