CN106032729A - 预制的模块化放射治疗拱顶室设计 - Google Patents

Abstract

本发明的各实施方式总体上涉及预制的模块化放射治疗拱顶室设计。具体地，涉及一种放疗中心，其包括治疗室和位于治疗室中的放射机。治疗室用包括多个预制的模块化放射屏蔽块的材料建造。放疗中心可以进一步包括与治疗室相邻的多个功能室。多个功能室可以从多个预制的模块被建造。多个功能室可以被布置为围绕中庭的四角形配置。

Description

预制的模块化放射治疗拱顶室设计

技术领域

本公开的实施例总体涉及放疗中心设计和建造。特别地，描述了预制的模块化放疗中心的各种实施例。

背景技术

诸如医用直线加速器(LINAC)之类的放射机在产生用于治疗癌症患者的高能放射方面是有用的。取决于癌症的类型、肿瘤的位置、大小及其周围的关键器官以及患者体型，医用LINAC可以以范围从大约4MV到大约20MV的能量进行操作以用于放射治疗程序。为保护工作人员和公众，LINAC位于其中的放射拱顶室必须仔细设计和建造，以在放射拱顶室外将放射充分衰减到可接受的水平。

常规地，使用就地浇注方法用混凝土就地建造放射拱顶室。常规方法是耗时的，通常在计划和建造上耗费12-18个月以上。而且，诸如混凝土混合物密度的不一致、蜂窝、冷缝(cold joint)和工程质量低劣之类的实例在常规就地建造期间可能发生，并且正因如此，建造的放射拱顶室可能不会通过最初的安全测试，从而导致结构的加强以及潜在的治疗延迟。

因此，一般需要一种建造放射拱顶室和相关设施的方法，该方法使得显著减少从计划和建造到治疗就绪的时间、减少现场建造活动以及实现更好的质量保证。需要一种建造放疗中心的方法，该方法能够提供灵活的设计以及未来扩展的可扩展性。需要一种在缺乏熟练的建造劳动力和资源和/或建造许可受限的地区或国家建造放疗中心的方法。

发明内容

以下提出放疗中心、放射拱顶室、预制屏蔽块以及建造放疗中心的方法的某些实施例。本文还描述了其它方面或实施例。

附图说明

在结合以下提供的附图和所附权利要求阅读以下详细描述之后，这些和各种其它特征和优势将变得更好理解，其中：

图1是根据本公开的一些实施例的放疗中心的透视图；

图2是根据本公开的一些实施例的放疗中心的俯视图；

图3是根据本公开的一些实施例的治疗室的透视图；

图4是根据本公开的一些实施例的治疗室的分解图；

图5是根据本公开的一些实施例的沿图3中的线5-5得到的治疗室的截面图；

图6是根据本公开的一些实施例的沿图3中的线6-6得到的治疗室的截面图；

图7示意性地示出根据本公开的一些实施例的在临床医生室和中庭之间的临床医生走廊；

图8示意性地示出根据本公开的一些实施例的在病房和中庭之间的患者走廊；

图9示意性地示出卡车，其可以被用于运输根据本公开的一些实施例的预制的、模块化放射屏蔽块和/或功能模块；

图10示意性地示出根据本公开的一些实施例的可以被货物集装箱运输的多个预制的功能模块；

图11示意性地示出根据本公开的一些实施例的在图10中示出的功能模块的组装和集成；

图12示意性地示出根据本公开的一些其它实施例的可以被货物集装箱运输的多个预制的功能模块；

图13示意性地示出根据本公开的一些其它实施例的在图12中示出的功能模块的组装和集成；

图14示意性地示出根据本公开的一些实施例的在放疗中心内的多个功能室，该放疗中心通过现场组装和集成多个预制的模块被形成；以及

图15是放疗中心的透视图，该放疗中心包括根据本公开的示例性方法建造的治疗室和多个功能室。

具体实施方式

如本文所使用的，短语“放射拱顶室”、“舱(bunker)”或“治疗室”指的是一种室，放疗机位于该室中以用于执行对诸如该室中的患者之类的对象的照射。

如本文所使用的，短语“功能室”指的是放疗中心内的室，其可以被用于提供以下功能中的一个或多个功能：治疗计划、治疗控制、会议、休息、等候、更衣、清洁、员工存放等。通过示例，功能室可以包括但不限于办公室、护士站、治疗计划室、治疗控制室、接待站、等候室、更衣室、检测室、洗手间、储藏室、清洁室等。

如本文所使用的，术语“模块化”指的是如下实施例：本公开的放射屏蔽块在工厂被预制，并且可运输到用于在建造治疗室时与其它预制的放射屏蔽块一起组装的场所(site)。

如本文所使用的，短语“可运输”指的是如下实施例：本公开的预制的模块化放射屏蔽块或功能模块可以通过空运、海运或陆运被运输到用于放疗中心建造的场所。

如本文所使用的，短语“充分地衰减放射”指的是如下实施例：用本公开的预制的模块化放射屏蔽块建造的治疗室确保对治疗室外的公众和职业人员的放射剂量水平被保持在如国家政府规定的或者如国家或国际组织推荐的界限以下。例如，在美国，针对公众和职业人员的放射剂量界限根据10C.F.R.§20来规定。放射剂量界限可以被表示为周值或年值。例如，放射剂量界限可以是对于非受控区域低于0.02mGy/周，或者对于受控区域低于0.1mGy/周。受控区域指的是限制进入的区域，其中人员对放射的职业暴露处于负责放射保护的个人的监督之下。进入、占用和工作条件出于放射保护的目的被控制。非受控区域指的是不满足受控区域的定义的任何空间。例如通过使用的材料和屏蔽块的厚度的组合，并且基于位于治疗室中的放射机的能量规格、工作负载、使用因素、占用因素等，本公开的模块化放射屏蔽块可以被设计、建造或配置以使得由模块化放射屏蔽块建造的治疗室可以充分地衰减放射，以保持治疗室外的放射剂量水平低于由政府或组织要求的界限。

总体上，本公开描述了放疗中心的设计和建造，该放疗中心可以提供用于快速递送放疗治疗的解决方案。该放疗中心包括放射舱和各种临床功能模块，它们可以在工厂中被预先设计和预先制造。该设计使得显著减少从计划和建造到治疗就绪的时间。根据本公开，取决于项目的规模，仅耗费大约两到三个月并且在某些情况下仅耗费大约四周来修建放疗中心用于治疗就绪，这包括预制的模块化放射屏蔽块和预制的功能模块的生产以及现场组装。这与通常在计划和建造上耗费12-18个月以上的常规建造方法形成比较。而且，公开的方法显著减少了现场建造活动。

用于放射舱的许多元件可以在受控的工厂环境中被建造。正因如此，设计、计划、现场建造活动和质量问题的协调可以被显著地最小化。用于屏蔽计算的适当软件以及经证明的屏蔽材料和方法可以被用于根据机器能量规格、工作负载、使用因素、占用因素等在工厂中设计屏蔽块。因为适当的设计、监督和安装，所以放射舱的屏蔽性能可以被保证。

附属设施或室可以以模块的形式被设计并且在工厂中被预制。预制的功能模块可以被配置为提供设计的灵活性，并且能够用于未来的扩展。总体布局可以被设计以使得患者流和临床医生的工作流可以被分开，以避免拥挤并且提高效率。

预制的设计是有成本效益的，是在工厂环境下质量可控的，并且是可重复的。该设计考虑到对客户选择作为单独的放疗中心或者备选地作为从现有医院的扩展的组合的灵活性。该设计提供一种用于存在运输限制以及熟练建造劳动力和资源的缺乏的边远地区以及用于存在建造许可限制的国家的解决方案。

现在将参考附图描述用于设计和建造放疗中心的方法的示例性实施例。应注意，一些附图不必按比例绘制。附图仅旨在帮助描述特定实施例，并且不旨在作为穷尽的描述或者作为对本公开的范围的限制。

参见图1和图2，现在将描述根据本公开的一些实施例的示例性放疗中心100。放疗中心100包括治疗室200以及与治疗室200相邻的多个功能室300。治疗室200可以包含放射机202，其被建造或配置为产生用于治疗室中患者的高能放射。通过示例，位于治疗室200中的放射机202可以是医用线性加速器，其能够生成具有范围从4MV到20MV的能量的、用于肿瘤治疗的放射。通过示例，多个功能室300可以包括大厅区域302、接待区域304、行政办公室306、治疗计划室308、会议室310、办公室312、衣帽间314、清洁室316、员工洗手间318、储藏室320和治疗控制室322。多个功能室300可以进一步包括患者和家属等候区域324、茶水间326、护士站328、洗手间330、洗手间332、杂物室334、诊察室336、子等候室338、辅助或计算机服务器室340和更衣室342。应注意，多个功能室300的设计是灵活的，并且室的数目是基于放疗中心100的需要可完全扩展的。多个功能室300可以被布置为四角形配置，以围绕中庭或庭院344。备选地，多个功能室300可以被布置为圆形配置或者任何其它适当的配置。

参见图3-图6，也经常被称为放射拱顶室或舱的治疗室200被设计或建造以提供充分的衰减来保护在治疗室200外的人员。该人员可能是员工、公众的成员或其他患者。根据本公开的一些实施例，治疗室200可以用预制的模块化放射屏蔽块建造。模块化放射屏蔽块可以在工厂中被预制，并且通过陆运、空运或海运运输到用于组装的场所。因为屏蔽块的设计、建造和制作在受控的工厂环境中被实施，所以放射屏蔽性能可以被保证。预制的放射屏蔽块也允许快速、清洁和干式的现场建造。其提供当相比于用于现场建造放射舱的常规就地浇注方法时有成本效益的解决方案。预制的模块化放射屏蔽块可以是可堆叠的，并且以通过连接没有直接的通道的直线这样的方式连接在一起。预制的模块化放射屏蔽块可以在某些单元中被调整尺寸，并且被组装以形成室的整个侧面，诸如所示出的侧壁204、206、208、210和屋顶212。在一些实施例中，可堆叠的屏蔽块可以被配置和预先堆叠成模块。模块然后可以被起吊到各位置中以形成整个屏蔽结构。用预制的模块化屏蔽块建造的屏蔽结构可以确保对屏蔽结构外的公众和工作人员的放射剂量水平低于如由国家政府规定的或者如由国家或国际组织推荐的界限。例如，在屏蔽结构或拱顶室外的公共区域处的剂量率可以被控制在2.5μSv/hr(瞬时剂量率)之下，其满足根据中国的GBZ/T201.1-2007的规定。备选地，放射剂量界限可以被控制为对于非受控区域低于0.02mGy/周或者对于受控区域低于0.1mGy/周，这满足在美国的规定。

材料可以被选择，并且屏蔽块或堆叠的屏蔽块204-212的厚度可以被计算，以使得可以提供放射的充分衰减。本领域公知的计算机软件可以被用于屏蔽计算，考虑放射机的能量规格、工作负载、使用因素和占用因素等。一般地，预制的放射屏蔽块或堆叠的屏蔽块204-212的设计是这样的，以提供放射衰减并且将在治疗室200外的放射剂量水平保持在对于非受控区域低于0.02mGy/周或者对于受控区域低于0.1mGy/周。

用于建造放射屏蔽块204-212的适当材料包括混凝土、铅、钢铁、聚乙烯、石蜡、土、木材、钢筋、泡沫结(foam tie)以及它们的任意组合。在一些优选实施例中，本公开的放射屏蔽块204-212用普通混凝土(≤2.35g/cm³)或重混凝土(＞2.35g/cm³)建造，或者用包括普通混凝土或重混凝土以及上文列出的其它元件或添加物的材料建造。在一些优选实施例中，放射屏蔽块由包括水泥和高密度石英的材料制成。

模块化放射屏蔽块204-212可以使用本领域公知的任何适当的方法(包括预浇铸)被预制。混凝土的预浇铸是本领域公知的，并且因此其详细描述在这里被省略，以便避免不必要的模糊本公开的实施例的描述。

预制的模块化放射屏蔽块可以被配置和预先堆叠成模块，例如以治疗室200的整个侧面或屋顶的形式。通过示例，治疗室200可以总体上被设计为矩形形状，并且治疗室200的前侧、后侧、左侧和右侧中的每个以及治疗室200的屋顶可以被预先堆叠的屏蔽块的模块覆盖。可堆叠的屏蔽块的预制的模块可以被运输到场所并且起吊到位置中以形成整个屏蔽结构。

治疗室200可以进一步包括预先形成的覆面镶板213以使放射屏蔽块204-212免受风化。诸如天花板系统214、地板系统、照明和电气系统等其它部件可以被提供在治疗室200中。

治疗室200或者堆叠的屏蔽块204-212可以包括相对更厚的部分204a、208a、212a以形成拦截放射机202的最大放射场的主要屏障。放射机202的最大放射场214由图5和图6中在从放射源到患者的方向上的虚线指示。在放射机202能够围绕患者以360度旋转的实施例中，主要屏障可以被提供以用于在其处放射束可以被引导的侧壁和屋顶中的所有位置。

治疗室200可以是直接进入型，其具有附接到该室入口的屏蔽门216。可选地，治疗室200可以包括入口迷宫(未示出)，以形成针对就在入口外面的人员的附加屏蔽。

返回到图1-图2，放疗中心100可以包括与治疗室200相邻的多个功能室300。多个功能室300可以被布置为四角形配置，以围绕具有某种景观的中庭或庭院344。备选地，多个功能室300可以被布置为诸如圆形配置之类的任何其它适当的配置。多个功能室300可以被布置以形成如由图2中的方向箭头指示的临床医生流346和患者流348。患者流348可以与临床医生流346分开。分开的患者流或临床医生流可以帮助避免拥挤，并且提高设施内的流动效率。

通过示例，对于患者流348，患者可以通过以下路线来走动：

主入口301→大厅302→接待处304→等候区域324→洗手间330/332(如果需要)→诊察/诊断室336→子等候室338→更衣室342→治疗室200。

对于临床医生流346，临床工作人员可以通过以下路线来走动：

主入口301→大厅302→办公室306→治疗计划室308→会议室310→储藏室320→控制室322。

附加入口/出口350、352可以被提供在临床医生流346和/或患者流348中。例如，如果患者认为需要隐私，则患者可以在出口352处离开。临床工作人员也可以将入口/出口352用作另一选择，以避免通过在主入口区域处的人群。这些可选出口350、352还可以用作火灾逃生路线。

放疗中心100可以包括在庭院344和围绕庭院344的多个功能室300之间的一个或多个走廊354、356。图7示出临床医生走廊354或者用于临床医生流的走廊。图8示出患者走廊356或者用于患者流的走廊。临床医生走廊354和/或患者走廊356可以包括一个或多个窗户或者玻璃结构358，以允许自然光传导到走廊354、356中。临床医生走廊354和/或患者走廊356还可以包括一个或多个门360、362、364、366(图2)以允许进入中庭344。围绕中庭344的玻璃结构358帮助捕捉自然的阳光进入设施中，以便工作在设施内的人们有一种环境宽敞的感觉，尽管他们方格内的空间可能有限。自然光可以帮助安慰患者的精神并且使他们当焦虑对于接受治疗的一些人而言很普通的时候感觉轻松。它还帮助消除来自工作人员的压力。中庭344可以是开放的空间，此处一些景观的景色可以被提供给设施内的人们。

多个功能室300可以从多个预制的模块被建造或组装。预制的模块可以在工厂中被建造，并且通过陆运、空运或海运运输到场所用于组装。图9示意性地示出能够运载货物集装箱104的卡车102，其可以被用于运输预制的模块。每个预制的模块可以具有与货物集装箱104的大小近似相同的外部尺寸。通过示例，预制的模块可以被调整尺寸以使得它们能够由具有5900mm长、2350mm宽和2690mm高的尺寸的20英尺集装箱运输。在另一示例性实施例中，预制的模块可以被调整尺寸以使得它们能够由具有12040mm长、2350mm宽和2690mm高的尺寸的40英尺集装箱运输。

预制的模块可以被设计和制造以使得一个预制的模块形成一个功能室。图10示意性地示出七个预制的模块371-377，其可以由40英尺集装箱运输。图11示意性地示出现场的七个功能模块(形成七个功能室)371-377的组装和集成。

在一些实施例中，两个或更多个预制的模块可以被组装或连接以形成一个功能室，或者备选地，一个预制的模块可以进一步被分割以形成两个或更多个功能室。图12示意性地示出三个预制的模块381-383，其可以由40英尺集装箱运输。图13示意性地示出三个功能模块(形成例如走廊383的一部分以及一个或多个功能室381-382)的组装和集成。

预制的模块可以包括框架结构，其具有墙板以及可选择地具有窗户和/或门，这些窗户和/或门被安装好以用于使用提供的相关部件现场组装和集成。备选地，预制的模块可以被提供以使得在组装和集成预制的模块后，可以现场安装一个或多个部件，诸如窗户和/或门。

针对治疗室200和多个功能室300的组装，适当的地基(诸如混凝土板)可以首先被现场创建。预制的舱钢结构(未示出)可以被固定到地基。舱钢结构可以被配置为支撑和稳定多个预制的模块化放射屏蔽块。钢结构还可以被配置为容纳用于放射机安装的基架(未示出)。放射机可以被现场安装在基架中。备选地，放射机可以在工厂中与基架和舱钢结构一起被预先安装，并且随后运输到场所。在混凝土地基被适当地弄平后，预制的模块化放射屏蔽块(例如以预制模块的形式)可以被起吊到位置中并且被连接以形成治疗室。备选地，可堆叠的屏蔽块可以被逐个堆叠起来，以形成包括屋顶和墙壁的整个屏蔽结构。多个功能室也可以通过起吊预制的模块到位置中并且使用适当的部件连接这些模块而形成在地基上。整个结构可以覆盖有预先形成的覆面镶板、金属屋顶、玻璃墙和/或天窗，以使该结构在允许自然光的同时免受风化。

图14示意性地示出通过现场组装和集成多个预制的模块而形成的多个功能室300。在该示例性实施例中，功能室300被布置为围绕中庭344的四角形配置。

图15示意性地示出根据本公开的实施例建造的放疗中心100，其包括用预制的模块化放射屏蔽块形成的治疗室100以及用预制的模块形成的多个功能室300。

本领域技术人员将理解，可以在本发明的精神和范围内进行各种修改。例如，放疗中心100还可以包括用于诊断的室和设备。放疗中心100可以在接待区域和等候室内提供Wi-Fi连接和/或具有因特网连接的计算机。放疗中心100还可以包括自动售货机和/或自助餐厅。所有这些或其它改变和修改被发明人预想到并且在本发明的范围之内。

Claims (30)

1.一种放疗中心，包括：

治疗室；以及

位于所述治疗室中的放射机，

其中所述治疗室用包括多个预制的模块化放射屏蔽块的材料建造。

2.根据权利要求1所述的放疗中心，其中所述预制的模块化放射屏蔽块以模块的形式被预先堆叠。

3.根据权利要求2所述的放疗中心，其中所述模块被调整尺寸以形成具有矩形形状的所述治疗室的整个侧面。

4.根据权利要求1所述的放疗中心，其中所述预制的模块化放射屏蔽块由包括混凝土的材料制成。

5.根据权利要求1所述的放疗中心，其中所述预制的模块化放射屏蔽块由包括水泥和高密度石英的材料制成。

6.根据权利要求1所述的放疗中心，其中所述治疗室用进一步包括支撑所述多个预制的模块化放射屏蔽块的钢结构的所述材料建造。

7.根据权利要求1所述的放疗中心，进一步包括与所述治疗室相邻的多个功能室，其中所述多个功能室从多个预制的模块被建造。

8.根据权利要求7所述的放疗中心，其中所述多个功能室包括大厅区域、接待区域、等候区域、洗手间、更衣室、办公室、诊察室、治疗计划室、治疗控制室和计算机服务器室。

9.根据权利要求7所述的放疗中心，进一步包括开向自然环境的中庭，并且所述多个功能室被布置为围绕所述中庭。

10.根据权利要求9所述的放疗中心，其中所述多个功能室被布置为四角形配置。

11.根据权利要求9所述的放疗中心，其中所述多个功能室被这样布置以提供相互分开的患者流和临床医生流。

12.根据权利要求9所述的放疗中心，进一步包括在所述多个功能室和所述中庭之间的一个或多个走廊。

13.根据权利要求12所述的放疗中心，其中所述一个或多个走廊包括在与所述中庭相邻的侧面上的玻璃结构以允许自然光传导到所述一个或多个走廊中，和/或包括一个或多个门以允许进入所述中庭。

14.根据权利要求1所述的放疗中心，其中所述中心是可移动到另一位置的。

15.一种结构，包括：

室，所述室将被放射机以及将通过所述放射机进行治疗的对象占据；以及

包围所述室的多个预制的模块化放射屏蔽块，其中所述多个预制的模块化放射屏蔽块被配置为充分地衰减由所述放射机产生的放射。

16.根据权利要求15所述的结构，其中所述预制的模块化放射屏蔽块以模块的形式被预先堆叠。

17.根据权利要求16所述的结构，其中所述模块中的每个模块被调整尺寸以形成具有长方体形状的所述室的整个侧面。

18.根据权利要求15所述的结构，其中所述预制的模块化放射屏蔽块由包括混凝土的材料制成。

19.一种放射屏蔽模块，其中

所述放射屏蔽模块是预制的，并且是可运输到用于建造用于放疗的治疗室的场所，并且

所述放射屏蔽模块被配置为充分地衰减由将处于所述治疗室中的放射机产生的放射。

20.根据权利要求19所述的放射屏蔽模块，其中所述放射屏蔽模块处于侧壁或屋顶的形式。

21.根据权利要求20所述的放射屏蔽模块，其中所述放射屏蔽模块被调整尺寸以形成具有长方体形状的所述治疗室的整个侧面。

22.根据权利要求19所述的放射屏蔽模块，其中所述放射屏蔽模块通过由包括混凝土的材料制成的多个放射屏蔽块被制造。

23.根据权利要求22所述的放射屏蔽模块，其中所述多个放射屏蔽块由包括混凝土和石英的组合的材料制成。

24.一种建造放疗中心的方法，所述方法包括：

提供多个预制的模块化放射屏蔽块到被选择用于放疗中心的场所；以及

使用所述多个预制的模块化放射屏蔽块中的至少一些来建造治疗室；以及

在所述治疗室中提供放射机。

25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括提供多个预制的功能模块到所述场所，并且使用所述多个预制的功能模块中的至少一些来建造与所述治疗室相邻的多个功能室。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述多个预制的功能模块在工厂中被制造，并且使用20英尺集装箱或30英尺集装箱运输到所述场所。

27.一种建造放疗中心的方法，所述方法包括：

提供多个预制的放射屏蔽模块到被选择用于放疗中心的场所；以及

使用所述多个预制的放射屏蔽模块来建造治疗室；以及

在所述治疗室中提供放射机。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述多个预制的放射屏蔽模块在工厂中用多个放射屏蔽块建造，并且使用20英尺集装箱或30英尺集装箱运输到所述场所。

29.根据权利要求27所述的方法，进一步包括提供多个预制的功能模块到所述场所，并且使用所述多个预制的功能模块中的至少一些来建造与所述治疗室相邻的多个功能室。

30.根据权利要求27所述的方法，其中所述多个预制的模块在工厂中被制造，并且使用20英尺集装箱或30英尺集装箱运输到所述场所。