CN111971089A - 粒子线治疗系统、粒子线治疗系统的构建方法以及粒子线治疗装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够缩短进行工程时治疗被中断的期间从而提高运转率的粒子线治疗系统的构建技术。粒子线治疗系统(1)具备：圆形加速器(3)，对带电粒子进行加速；射束传输线，将在圆形加速器(3)中加速后的带电粒子引导到照射室(18)；屏蔽墙(23)，位于配置有圆形加速器(3)和射束传输线(4)的放射线管理区域(16)的周围，对从圆形加速器(3)和射束传输线(4)产生的放射线进行屏蔽；特定部(34)，设置在屏蔽墙(23)的隔开外部与放射线管理区域(16)的位置上，能够形成照射室(19)的增设用开口部；以及封闭部(35)，封闭特定部(34)，并对穿过该特定部(34)的放射线进行屏蔽。

Description

粒子线治疗系统、粒子线治疗系统的构建方法以及粒子线治 疗装置

技术领域

本发明的实施方式涉及粒子线治疗系统、粒子线治疗系统的构建方法以及粒子线治疗装置。

背景技术

以前有向患者的患部(癌症)照射粒子线射束来进行治疗的粒子线治疗系统。在这种粒子线治疗系统中，在进行系统更新时要设置新的治疗室，并通过交替地运行该新治疗室和原有治疗室，由此来一边继续治疗一边进行系统更新。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2018-38628号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在粒子线治疗系统中，在配置有加速器的放射线管理区域的周围设置有屏蔽放射线的厚屏蔽墙，在预先设置于建筑内的未整备的治疗室以外进行系统更新时，必须要拆掉该屏蔽墙的一部分，构建用于延长加速器的路径。因此，存在拆掉屏蔽墙的工程费时间、治疗被中断的期间变长而系统运转率低下的问题。

本发明的实施方式是考虑到这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够缩短进行工程时治疗被中断的期间从而提高运转率的粒子线治疗系统的构建技术。

附图说明

图1是示出第一实施方式的新设时的粒子线治疗系统的俯视图。

图2是示出第一实施方式的增设时的粒子线治疗系统的俯视图。

图3是示出第一实施方式的特定部和封闭部的俯视图。

图4是示出第一实施方式的特定部和封闭部的侧视图。

图5是示出电磁体装置的俯视图。

图6是示出新设时的粒子线治疗系统的构建方法的流程图。

图7是示出增设时的粒子线治疗系统的构建方法的流程图。

图8是示出第二实施方式的特定部和封闭部的俯视图。

图9是示出第三实施方式的特定部和封闭部的俯视图。

图10是示出第三实施方式的特定部和封闭部的侧视图。

图11是示出第四实施方式的特定部和地面基准部的侧视图。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及的粒子线治疗系统具备：圆形加速器，对带电粒子进行加速；射束传输线，将在所述圆形加速器中加速后的所述带电粒子引导到照射室；屏蔽墙，位于配置有所述圆形加速器和所述射束传输线的放射线管理区域的周围，对从所述圆形加速器和所述射束传输线产生的放射线进行屏蔽；特定部，设置在所述屏蔽墙的、隔开外部与所述放射线管理区域的位置上，能够形成所述照射室的增设用开口部；以及封闭部，封闭所述特定部，并对穿过该特定部的所述放射线进行屏蔽。

(第一实施方式)

以下，基于附图，对本实施方式进行说明。首先，使用图1至图7，对第一实施方式的粒子线治疗系统进行说明。图1的附图标记1为粒子线治疗系统。在该粒子线治疗系统1中，向作为被检体的患者的病灶组织(癌症)照射碳离子等的粒子线射束。

使用了粒子线治疗系统1的放射线治疗技术也被称为重粒子线癌症治疗技术等。该技术为，碳离子以如外科手术一般的精准性瞄准射击癌症病灶(患部)，在对癌症病灶给予破坏的同时，能够将对正常细胞的破坏抑制到最小限度。再有，所述粒子线被定义为放射线当中比电子重的放射线，包括质子线、重粒子线等。其中，重粒子线被定义为比氦原子重的放射线。

与以前的使用X射线、伽马射线、质子线的癌症治疗相比，在使用重粒子线的癌症治疗中，对癌症病灶的杀伤能力强，具有在患者身体表面辐射剂量弱而在癌症病灶上辐射剂量成为峰值的特性。因此能够减少照射次数和副作用，能够使治疗期间更短。

如图1所示，粒子线治疗系统1具备：离子源2，生成作为带电粒子的碳离子；环状的圆形加速器3，将碳离子加速后作为粒子线射束；射束传输线4，传输粒子线射束；以及旋转机架5，配置有被照射粒子线射束的患者。

首先，在离子源2中生成的碳离子被入射到圆形加速器3。该碳离子在绕圆形加速器3旋转约百万次的期间被加速至光速的约70％，成为粒子线射束。并且，该粒子线射束经由射束传输线4被引导至2个旋转机架5。

圆形加速器3具备：高频加速空腔，通过控制磁场和加速电场的频率而将碳离子加速；入射装置，使碳离子从离子源2入射到圆形加速器3；出射装置，使碳离子的粒子线射束从圆形加速器3出射到射束传输线4。

圆形加速器3和射束传输线4具备内部被做成真空的真空导管6～9(射束管)(参照图5)。粒子线射束在这些真空导管6～9的内部行进。圆形加速器3和射束传输线4所具有的真空导管6～9成为一体，构成将粒子线射束引导至旋转机架5的传输路径。即，真空导管6～9是密闭的连续空间，具有对于使粒子线射束通过来说足够的真空度。

圆形加速器3和射束传输线4具备对粒子线射束进行控制的电磁体装置10～12(参照图2和图5)。各个电磁体装置10～12配置成包围真空导管6～9的外周。此外，多个电磁体装置10～12沿着真空导管6～9所延伸的方向排列。

在这些电磁体装置10～12中使用各种类型的电磁体装置。例如是在圆形加速器3中使用的偏转电磁体装置10、在射束传输线4中使用的控制粒子线射束的聚束和发散的控制用四极电磁体装置11、用于粒子线射束的行进方向的变更的偏转电磁体装置12等。

旋转机架5是形成圆筒形状的大型装置。该旋转机架5设置成其圆筒的中心轴朝向水平方向。而且，旋转机架5能以该轴为中心进行旋转。再有，在旋转机架5上安装有从射束传输线4延长的真空导管和电磁体装置。在旋转机架5上，真空导管首先被沿着旋转机架5的中心轴引导，在朝向旋转机架5的圆筒外周侧暂时延伸之后，再次朝着旋转机架5的内周侧延伸。

在旋转机架5上设置有照射部，该照射部朝向患者照射由射束传输线4引导来的粒子线射束。该粒子线射束从照射部向与射束行进方向正交的2个方向扫描来进行照射。再有，患者被载置在设置于旋转机架5的内部的床上。该床能够在载置着患者的状态下进行移动。利用该床的移动，能够使患者移动到粒子线射束的照射位置上进行对位。因此，能够以合适的精度对患者的病灶组织照射粒子线射束。

此外，通过使旋转机架5旋转，能够使照射部以患者为中心进行旋转。而且，能够从患者周围的任意方向照射粒子线射束。即，旋转机架5是能变更由射束传输线4引导来的带电粒子对患者的照射方向的装置。因此，能够在减轻患者负担的同时，从合适的方向正确地向患部照射粒子线射束。

粒子线射束在穿过患者体内时损失动能而速度下降，并且还承受与速度的平方大致成反比例的电阻，当下降到某一定速度时急剧停止。而且，在粒子线射束的停止点附近释放被称为布拉格峰的高能量。粒子线治疗系统1通过使该布拉格峰与患者的病灶组织(患部)的位置一致，由此能够在抑制对正常组织的破坏的同时仅杀死病灶组织。

如图1所示，粒子线治疗系统1具备主建筑15，该主建筑15容纳圆形加速器3、射束传输线4和旋转机架5。主建筑15是用钢筋混凝土等形成的牢固建筑物。在第一实施方式中例示了圆形加速器3、射束传输线4和旋转机架5全部设置在同一楼层的主建筑15。

主建筑15的内部被分为以设置有圆形加速器3的加速器室为代表的放射线管理区域16和除此以外的普通区域。所述放射线管理区域16是为了防止人被放射线非必要地辐照而将辐射剂量为一定以上的地点明确地划分出来、从而为了防止人非必要的进入而设置的区域。该放射线管理区域16的设置根据法令来决定。

由于圆形加速器3、射束传输线4和旋转机架5是在运行中辐射放射线的设备，因此设置在放射线管理区域16。再有，在主建筑15的放射线管理区域16中设置有2个旋转机架5。设置有分别配置了这些旋转机架5的第一治疗室17和第二治疗室18。这些治疗室17、18成为进行带电粒子的照射的照射室。

射束传输线4包括从圆形加速器3延伸的主传输线20、以及从该主传输线20分支并延伸至治疗室17、18的副传输线21、22。在对主传输线20连接副传输线21、22的部分上设置有能够变更粒子线射束的行进方向的偏转电磁体装置12。

主建筑15具备：屏蔽墙23，将放射线管理区域16的周围隔开，对放射线进行屏蔽；以及普通墙24，在普通区域使用，未设想放射线的屏蔽。

利用屏蔽墙23，就不会向放射线管理区域16的外部泄露放射线。该屏蔽墙23的厚度T为1～2m以上。再有，在屏蔽墙23的内部设置了铅或铁等金属板的情况下，屏蔽墙23的厚度T也可以不足1m。放射线管理区域16的顶棚部分被由混凝土形成的具有规定厚度的顶棚板覆盖。

由于放射线主要在射束的偏转部以及停止部(消失部)产生，特别是在射束偏转时朝向切线方向产生，因此，在水平配置圆形加速器3或射束传输线4的情况下，成为对水平方向具有足够的屏蔽能力的构造。因此，屏蔽墙23与顶棚板相比具有较强的屏蔽能力。

再有，在主建筑15的内部，大厅25、走廊26、诊疗室27、办公室28、患者等候室29等设施设置在普通区域。从患者等候室29到治疗室17、18的人的进入路径由屏蔽墙23形成，并且形成为在俯视下弯曲的曲柄状。因此不会从治疗室17、18向患者等候室29泄露放射线。

再有，在本实施方式中，在主建筑15中设置有控制装置50，该控制装置50对圆形加速器3、射束传输线4、旋转机架5进行控制。该控制装置50具备联锁装置51，该联锁装置51总是监视是否满足规定的安全条件，在不满足规定的安全条件时禁止圆形加速器3的运行，若是在运行中就紧急停止圆形加速器3的运行。

为了建设粒子线治疗系统1，需要大笔预算。因此，在新设粒子线治疗系统1时，为了抑制初期成本，会先抑制治疗室17、18等设备的数量。而且，虽然开始运营数年后经营稳定了，但想要进行增设工程，增加设备的数量。在本实施方式中，与主建筑15邻接地预先确保了增设用地30。

如图2所示，在增设用建筑31中设置有1个旋转机架5。设置有与该旋转机架5相对应的第三治疗室19。该治疗室19成为进行带电粒子的照射的照射室。伴随着该第三治疗室19的增设，还增设有患者等候室29等其他设施。

增设用建筑31被建成与主建筑15成为一体。即，增设用建筑31成为在与主建筑15相同的楼层设置旋转机架5的建筑物。此外，增设用建筑31的地面高度与主建筑15的地面高度相同。

这样，能够在新设粒子线治疗系统1时，抑制作为成本增高最大的装置的旋转机架5的设置数量，从而降低新设时的成本，同时能够在之后增设旋转机架5从而提高运转率。

增设用建筑31的内部被分为放射线管理区域16和除此之外的普通区域。增设用建筑31的放射线管理区域16从主建筑15扩展。此外，增设用建筑31具备划分放射线管理区域16周围的增设用屏蔽墙32和在普通区域使用的增设用普通墙33。

由于在增设用建筑31中未设置有圆形加速器3，因此射束传输线4从主建筑15延长至增设用建筑31。射束传输线4经由设置于主建筑15的屏蔽墙23上的增设用开口部即特定部34而延长。将主建筑15内的射束传输线4和设置于增设用建筑31内的增设用射束传输线4连接来进行延长。在本实施方式中，在新设主建筑15时预先设置有特定部34。

以下，将图1和图2的纸面左侧设为建筑屋15、31的西侧，将纸面右侧设为建筑屋15、31的东侧，将纸面上侧设为建筑屋15、31的北侧，将纸面下侧设为建筑屋15、31的南侧来进行说明。

如图1所示，在新设主建筑15时，在屏蔽墙23上设置有特定部34。该特定部34是贯通屏蔽墙23的开口部。即，特定部34是从主建筑15连通至增设用建筑31的连通部。此外还设置有封闭部35，该封闭部35封闭特定部34，并且屏蔽穿过该特定部34的放射线。在第一实施方式中，封闭部35是屏蔽放射线的屏蔽门。

作为本实施方式的“外部”，例示了未设置有房顶的室外。特定部34设置在屏蔽墙23中的隔开室外与放射线管理区域16的位置。例如，在图1的主建筑15中，屏蔽墙23的西侧、北侧和东侧的墙面面向室外。与此相对地，屏蔽墙23的南侧的墙面面向患者等候室29等室内。因此，将特定部34设置在屏蔽墙23的东侧位置上。

再有，本实施方式的“外部”也可以并非是室外，如果是放射线管理区域16的外部，则也可以是设置有房顶的室内。例如，设置特定部34的位置也可以是隔开由能够容易地拆除的普通墙24包围的室内与放射线管理区域16的位置。

此外，特定部34设置在屏蔽墙23的离圆形加速器3远的一侧的位置上。例如，在图1的主建筑15中，偏向放射线管理区域16内的西侧设置有圆形加速器3。因此，在屏蔽墙23的面向室外的墙面中的东侧位置设置特定部34。这可以说是，在将与连结放射线管理区域16的图心Z和圆形加速器3的中心C的线正交并穿过图心Z的线作为边界K时，相对于该边界K，与圆形加速器3的中心C所在的区域(西侧区域)相反一侧的区域(东侧区域)的位置。即，在俯视下相对于放射线管理区域16的图心Z而与圆形加速器3的中心C所在的区域相反一侧的位置上，设置特定部34。

再有，本实施方式的所述“图心”是图形的重心位置。是在以该位置为支点时图形平衡的点。例如，在图形为长方形时，其图心为长方形的对角线的交点。

在放射线管理区域16内设置有圆形加速器3和治疗室17、18，在圆形加速器3偏向一侧设置的情况下，在另一侧设置治疗室17、18。这样，如此一来，在靠近治疗室17、18增设治疗室19时，能经由特定部34从主建筑15以较短的距离将射束传输线4延长至增设用建筑31。

此外，特定部34设置在主传输线20延伸的方向再进一步向前的位置上。在图1的主建筑15中，主传输线20从西侧的圆形加速器3朝向东侧延伸，粒子线射束从西侧朝向东侧传输。因此，将特定部34设置在假设将主传输线20向传输方向下游延长时的虚拟线V与屏蔽墙23相交的位置上。如此一来，在增设第三治疗室19时，不用在主建筑15内设置追加的偏转电磁体装置12，就可以将射束传输线4延长至增设用建筑31。

再有，在主传输线20的端部设置有副传输线22，该副传输线22延伸到位于离圆形加速器3最远的位置上的第二治疗室18。在该副传输线22与主传输线20之间的连接部上设置有偏转电磁体装置12b。也可以在该偏转电磁体装置12b的附近设置特定部34。

此外，特定部34设置在屏蔽墙23的隔开第三治疗室19的增设用地30与放射线管理区域16的位置上。在图1的主建筑15中，在主建筑15的东侧设置有增设用地30。因此，特定部34设置在屏蔽墙23的东侧位置上。如此一来，由于能够靠近第三治疗室19的增设用地30设置增设用开口部，因此能够缩短射束传输线4的延长路径。

如图3和图4所示，特定部34是在侧视下形成长方形状的开口部。该特定部34在新设主建筑15时通过在水平方向上贯通屏蔽墙23而形成。此外，封闭特定部34的封闭部35是在其内部设置了铅或铁等的金属板36而成的屏蔽门。通过利用该封闭部35封闭特定部34，从而不会从放射线管理区域16向外部泄露放射线。

特定部34的纵向开口尺寸Q1约为60cm。特定部34的横向开口尺寸Q2约为80cm。再有，特定部34的纵横开口尺寸Q1、Q2优选为1m以下。例如，在射束传输线4中使用的偏转电磁体装置12的短边方向的尺寸L1和长边方向的尺寸L2是1～2m左右(参照图5)。与此相对地，特定部34的开口尺寸Q1、Q2为偏转电磁体装置12无法通过的尺寸。再有，其他电磁体装置的尺寸也大致为1～2m左右。

通过使特定部34的纵横开口尺寸Q1、Q2在1m以下，既能够使开口尺寸为最小限度，又能够经由特定部34设置构成增设用射束传输线4的真空导管8和电缆37。通过使开口尺寸为最小限度，能够维持主建筑15的牢固性，并且能使屏蔽墙23的厚度成为必要的最小限度。

在特定部34打开的状态下，跨越主建筑15和增设用建筑31设置增设用射束传输线4的真空导管8和各种电缆37。特定部34的横向开口尺寸Q2中，右侧的开口尺寸Q3用于使真空导管8和各种电缆37导出。该开口尺寸Q3约为20cm。该开口尺寸Q3成为与真空导管8的直径相对应的尺寸。

另一方面，左侧的开口尺寸Q4用于进行增设工程的工作者在主建筑15和增设用建筑31之间往来。该开口尺寸Q4约为60cm。此外，特定部34设置在离地面规定高度的位置H上。该高度位置H约为1m。该高度位置H对应于原有的真空导管7的高度位置进行设定。

本实施方式的特定部34优选确保与作为人通常进入路径的出入口以及新设时的设备搬入口不同的开口部。即，在主建筑15的屏蔽墙23上，与人通常的出入口和新设时的设备搬入口不同地另外设置特定部34。

再有，新设电磁体装置10～12等时的设备搬入口被设置在放射线管理区域16的顶棚部分。该搬入口在设备搬入后用由混凝土形成的顶棚板覆盖。也可以将新设时的设备搬入口设置在屏蔽墙23上，但这时的搬入口的开口尺寸最大为5m左右，如果保持这样，则建筑的构造较脆弱，需要将屏蔽墙23的厚度增加到从屏蔽性能角度要求的厚度以上。因此，在设备搬入后再次进行工程，用与周围同等的构造堵塞搬入口。这时，也可以不完全堵塞开口而调整开口尺寸来设置特定部34。再有，也可以在作为设置特定部34的位置而适合的位置，设置搬入口，并将该搬入口作为特定部34。

在新设时的设备搬入的时刻，由于是运行开始之前，因此不需要放射线管理，以前的新设时的设备搬入口并没有就放射线的泄露进行充分的应对。另一方面，作为第一实施方式的封闭部35的屏蔽门是在开始治疗后通常不打开的门。因此，在该屏蔽门上未设置有把手。另外，在该屏蔽门上具备只能从屏蔽墙23的放射线管理区域16一侧进行打开操作的操作部49。该操作部49是只能从放射线管理区域16一侧开锁的锁。即，屏蔽门成为仅能从内侧(放射线管理区域16)进行打开操作的机构。在操作操作部49打开屏蔽门时，使用规定的工具(例如自由装卸的把手)进行打开。再有，也可以与普通门同样地在屏蔽门上设置把手。

此外还具备联锁装置51，该联锁装置51在增设工程完成以前，在屏蔽门打开等而封闭部35的封闭状态变化的情况下，停止装置的运行(参照图1)。由此能够防止开始治疗以后的无意的放射线泄露。

如图3和图4所示，在作为屏蔽门的封闭部35设置有探测开闭状态的开闭传感器52。控制装置50的联锁装置51(参照图1)基于由开闭传感器52取得的信息，判断屏蔽门是否打开。在此，在屏蔽门打开且圆形加速器3正在运行中的情况下，进行紧急停止圆形加速器3的运行的处理。

在本实施方式中，在新设主建筑15时预先施工了特定部34。并且，在增设增设用建筑31时，通过打开特定部34从而能够容易地在屏蔽墙23上设置增设用开口部。由于不需要进行拆掉屏蔽墙23来形成增设用开口部的工程，因此能够大幅地缩短工期。拆卸封闭部35的工作通常在1天以内、大概2小时左右完成。

在进行增设用建筑31的增设工程时，预先构建增设用建筑31的屏蔽墙32。然后，将增设用真空导管8、四极电磁体装置11、偏转电磁体装置12c以及旋转机架5等设备搬入到增设用建筑31进行装配。这些工程能够在主建筑15中继续通常的治疗的同时在白天也得以进行。并且，在设置了增设用建筑31的设备之后，打开特定部34，从而连接主建筑15的射束传输线4的真空导管7和增设用建筑31的射束传输线4的真空导管8。即，在设备的装配工序的最后进行原有真空导管7和增设用真空导管8的连接工作。

再有，打开特定部34并将真空导管7、8彼此进行连接的工作可以用1天左右时间进行。即，通过在主建筑15中在未进行通常的治疗的周末等休息日或者夜间进行该工作，能够不降低粒子线治疗系统1的运转率而完成增设工程。

像以前那样地在将放射线管理区域16与外部区分开的屏蔽墙23上设置开口时，必须停止圆形加速器3等设备，以使得不向外部泄露放射线。这是因为，工程在1天完不成，在设置开口的过程中或者设置之后就需要适当地屏蔽放射线。即使解决了放射线的问题，在墙面上开孔时产生的震动(噪声)也会对治疗产生影响，因此还是必须在治疗中中断工程。在现有技术中，进行在屏蔽墙23上设置增设用开口部的工程时，必须停止设备，存在无法进行通常的治疗的期间。在本实施方式中，通过在新设主建筑15时预先设置好特定部34，能够消除增设时无法进行通常的治疗的期间。而且，在增设时不需要在主建筑15中进行大规模的工程。

特别是，在粒子线治疗中，一般需要在一周里进行3～4天左右的治疗并持续进行数周。因此，若产生4天以上无法进行治疗的期间，就会发生从最初开始重新进行治疗的必要。在本实施方式中，即使在增设设备的情况下，也不需要中断治疗。因此能够提高粒子线治疗系统1的运转率。

此外，在构建增设用建筑31时，在实际连接原有设备和增设用设备之前必须进行双方的对位。在这种情况下，通过打开封闭部35，能够配合原有设备进行增设用设备的对位，并在该对位结束之后立即封闭开口而屏蔽放射线。除了设备设置工作以外，对位有时还进行基准点的移位。该工作也可以使用不进行通常的治疗的休息日或者夜间的期间来进行。由于可以根据需要进行封闭部35的开闭，因此即使是增设工程期间，也能够使用粒子线治疗系统1继续治疗。

如图5所示，射束传输线4包括无分支的通常用真空导管7、8和向2个方向分支的分支用真空导管9。分支用真空导管9设置在主传输线20与副传输线21、22之间的分支部分上(参照图1)。再有，在通常用真空导管7、8的端部设置有连接用法兰38，并且，在分支用真空导管9的端部也设置有连接用法兰39。

在这些分支部分设置有偏转电磁体装置12a、12b(参照图1)。利用这些偏转电磁体装置12a、12b产生的磁场，能够使在主传输线20上行进的粒子线射束直行，或者朝向副传输线21、22弯曲。

在新设主建筑15时，虽然在主传输线20的端部连接有向第二治疗室18延伸的副传输线22，但不需要分支。但是，预先使用分支用真空导管9使副传输线22连接在主传输线20上。

并且，在分支用真空导管9的一个端部的法兰39上安装有封闭法兰40。利用该封闭法兰40封闭分支用真空导管9的一个端部。再有，分支用真空导管9的一个端部成为可连接增设用真空导管8的连接部。并且，该分支用真空导管9是设置在主建筑15的射束传输线4上的与特定部34最近的部分的导管。

再有，也可以在分支用真空导管9的一个端部的法兰39上设置封闭阀。如此一来，通过在分支用真空导管9的一个端部经由封闭阀连接增设用真空导管8，并适当地进行该封闭阀的打开和关闭，就能够进行射束传输线4的试验或调整。

在进行增设用建筑31的增设工程时，能够从分支用真空导管9上拆卸封闭法兰40，并连接增设用真空导管8。如此一来，在进行增设用建筑31的增设工程时，即使不更换主建筑15的射束传输线4的部件，也能够连接增设用真空导管8，因此能够在短时间完成工作。

再有，在本实施方式中，在新设主建筑15时，在主传输线20的端部设置分支用真空导管9，但也可以是其他实施方式。例如，在新设主建筑15时，在主传输线20的端部经由向一个方向弯曲的真空导管连接副传输线22。而且，也可以在粒子线治疗系统1的定期检查期间，将主传输线20的端部的向一个方向弯曲的真空导管更换成分支用真空导管9。

在本实施方式中，在主建筑15中设置有对圆形加速器3、射束传输线4和旋转机架5进行控制的控制装置50。再有，在增设了射束传输线4和旋转机架5的情况下，对这些增设的设备进行控制的控制装置可以增设在增设用建筑31中，也可以使用位于主建筑15中的原有控制装置50来控制增设的设备。

下面，使用图6的流程图，对新设时的粒子线治疗系统的构建方法进行说明。

首先，在步骤S11中开始主建筑15的新设工程。在接着的步骤S12中进行主建筑15的屏蔽墙23的施工。在接着的步骤S13中进行在主建筑15的屏蔽墙23上设置特定部34的施工。在接着的步骤S14中，用封闭部35封闭特定部34。

在接着的步骤S15中进行主建筑15的治疗室17、18的施工。在接着的步骤S16中，在主建筑15的放射线管理区域16中搬入圆形加速器3。在接着的步骤S17中，在主建筑15的放射线管理区域16中搬入射束传输线4。在接着的步骤S18中，在主建筑15的治疗室17、18中搬入旋转机架5。

在接着的步骤S19中，对已搬入到主建筑15中的圆形加速器3、射束传输线4和旋转机架5等各种设备进行试验或调整。在接着的步骤S20中完成主建筑15的新设工程。在接着的步骤S21中，用主建筑15的新设的设备开始治疗。

下面，使用图7的流程图，对增设时的粒子线治疗系统的构建方法进行说明。

首先，在步骤S31中，在与主建筑15邻接的增设用地30上开始增设工程。在此，使用主建筑15的设备的治疗继续进行。在接着的步骤S32中进行增设用建筑31的增设用屏蔽墙32的施工。在接着的步骤S33中进行增设用建筑31的第三治疗室19的施工。

在接着的步骤S34中，在增设用建筑31中搬入射束传输线4。在接着的步骤S35中，在增设用建筑31的第三治疗室19中搬入旋转机架5。

在接着的步骤S36中，操作将主建筑15的特定部34封闭的封闭部35打开特定部34。然后，对主建筑15的射束传输线4和增设用建筑31的射束传输线4进行连接。这些工作可以使用休息日或者夜间的期间进行。这时，由于已经设置有增设用屏蔽墙32，因此放射线管理区域16的设定容易，在特定部34打开后不需要担心屏蔽。

在接着的步骤S37中完成增设用建筑31的增设工程。在接着的步骤S38中，进一步在其他休息日或者夜间的期间，对已搬入到增设用建筑31中的圆形加速器3、射束传输线4和旋转机架5等各种设备进行试验或调整。在接着的步骤S39中，用增设用建筑31的增设的设备开始治疗。

(第二实施方式)

下面，使用图8，对第二实施方式的特定部34A和封闭部35A进行说明。再有，关于与前述的实施方式中示出的结构部分相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略重复的说明。

如图8所示，第二实施方式的特定部34A是通过在新设主建筑15时在水平方向上贯通屏蔽墙23而形成的。该特定部34A与上述第一实施方式同样地在新设主建筑15时设置在屏蔽墙23上。并且，设置该特定部34A的位置也与前述第一实施方式同样地是屏蔽墙23的隔开室外与放射线管理区域16的位置。

此外，封闭特定部34A的封闭部35A是在其内部设置了铅或铁等的金属板36而成的屏蔽块。封闭部35A是在剖视下形成凸状的部件。部件也可以不是一体而是为了容易操作而分成多个。能够从室外一侧将该封闭部35A安装到特定部34A。此外，也可以从特定部34A拆卸封闭部35A。

再有，也可以将封闭部35A上锁，使其不能被容易地打开。而且，也可以在封闭部35A上设置操作部49，只能从放射线管理区域16一侧对该操作部49进行解除操作。即，封闭部35A也可以是仅能从内侧(放射线管理区域16)被打开操作的机构。此外，也可以设置联锁装置51，该联锁装置51在封闭部35A的封闭状态发生了变化的情况下停止装置的运行。

在增设增设用建筑31时，在打开了特定部34A的状态下，从主建筑15向增设用建筑31导入射束传输线4的增设用真空导管8和各种电缆37。通过利用该封闭部35A封闭特定部34A，就不会从放射线管理区域16向外部泄露放射线。

再有，在新设主建筑15时将作为较重的坚固的屏蔽块的封闭部35A安装在特定部34A。而且，也可以在增设增设用建筑31时更换成作为轻量的简易屏蔽块的封闭部35A。通过更换成轻量的屏蔽块，在进行增设工程时容易装卸封闭部35A。

在第二实施方式中，通过使封闭部35A是相对特定部34A能够装卸的屏蔽块，从而在增设治疗室时不进行屏蔽墙23的破坏工作就能够容易地进行打开增设用开口部的工作。

(第三实施方式)

下面，使用图9至图10，对第三实施方式的特定部34B和封闭部35B进行说明。再有，关于与前述的实施方式中示出的结构部分相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略重复的说明。

如图9所示，第三实施方式的特定部34B与前述第一实施方式同样地在新设主建筑15时设置在屏蔽墙23上。并且，设置该特定部34B的位置也与前述第一实施方式同样地是屏蔽墙23的隔开室外与放射线管理区域16的位置。在新设主建筑15时，特定部34B被成为屏蔽墙23的一部分的封闭部35B封闭。

如图10所示，屏蔽墙23的大部分由内部具有钢筋41的钢筋混凝土形成。而且，封闭特定部34B的封闭部35B由内部没有钢筋41的无钢筋混凝土形成。即，封闭部35B是形成为强度比屏蔽墙23的其他部分弱的部分。如此一来，就能够在用混凝土屏蔽放射线的同时，将由无钢筋混凝土形成的部分作为强度比屏蔽墙23的其他部分弱的封闭部35B。

然后，在增设增设用建筑31时进行对由无钢筋混凝土形成的封闭部35B进行贯通的工程，在特定部34B上形成增设用开口部。再有，该特定部34B具有能够开口成距离地面为规定的高度位置的尺寸。

在第三实施方式中，封闭部35B构成屏蔽墙23的一部分，是形成为强度比屏蔽墙23的其他部分弱的部分，因此在确保大的开口部的同时，能够在增设治疗室时用短时间进行形成增设用开口部的工作。

(第四实施方式)

下面，使用图11，对第四实施方式的特定部34C和封闭部35C进行说明。再有，关于与前述的实施方式中示出的结构部分相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略重复的说明。

如图11所示，在第四实施方式中例示在不同楼层设置有圆形加速器3和旋转机架5的主建筑15A。而且，与该主建筑15A邻接地建筑相同楼层数的增设用建筑。在二层楼建筑以上的主建筑15A的情况下，也可以在1层42设置圆形加速器3，在2层43或其以上的楼层设置特定部34C。在该主建筑15A中，在2层43的屏蔽墙23A上设置有特定部34C。再有，该特定部34C被盖状封闭部35C封闭。

即使在这样的设置圆形加速器3和特定部34C的楼层不同的情况下，也是在俯视下屏蔽墙23A的隔开室外与放射线管理区域16的位置设置特定部34C。在俯视下假设将主传输线20沿传输方向延长时的虚拟线与屏蔽墙23A相交的位置、即俯视下主传输线20延伸方向的进一步往前的位置上设置有特定部34C。此外，在俯视下屏蔽墙23A的离圆形加速器3较远的一侧的位置上设置有特定部34C。

在第四实施方式中设置有地面基准部45，该地面基准部45表示特定部34C存在的2层43的地面44的高度位置。该地面基准部45设置在与特定部34C的下方位置相对应的位置上。地面基准部45是形成从2层43的屏蔽墙23A的室外一侧的墙面向侧方突出的板状的部分。地面基准部45的上表面与2层43的地面44的高度位置一致。

如此一来，在进行增设用建筑工程时，即使工作者不进入到放射线管理区域16中，也能够利用地面基准部45从屏蔽墙23A的室外一侧确认成为设备设置基准的主建筑15A的地面44的高度位置。可以根据该确认的主建筑15A的地面44的高度位置，来决定增设用建筑的2层的地面的高度位置。即，在要求1mm以下的较高的设置位置精度的期间，能够防止原有设备与增设用设备的高度偏差，从而防止射束传输线4连接时的返工。

再有，在第四实施方式中，在主建筑15A的2层43设置有地面基准部45，但在特定部34C所对应的楼层是1层或者地下层的情况下，也可以在1层或者地下层的屏蔽墙的室外一侧的墙面上设置地面基准部45。

再有，地面基准部45成为形成从墙面向侧方突出的板状的部分，但该地面基准部45也可以是使墙面凹陷形成的凹部。此外，地面基准部45也可以是设置于墙面上的标识。

以上基于第一实施方式至第四实施方式，对本实施方式涉及的粒子线治疗系统进行了说明，但也可以将在任一实施方式中适用的结构适用于其他实施方式，也可以将在各实施方式中适用的结构进行组合。例如，也可以将第一实施方式的增设用开口部的开口尺寸作为其他实施方式的增设用开口部的尺寸。

再有，已例示了在本实施方式的流程图中顺序地执行各步骤的方式，但各步骤的前后关系未必是固定的，也可以调换一部分步骤的前后关系。此外，也可以一部分步骤与其他步骤并行执行。

再有，在本实施方式中，在作为增设用照射室的治疗室19中设置有旋转机架5，但也可以是其他方式。例如，治疗室也可以是不设置旋转机架5，而是固定地配置有朝向患者照射粒子线射束的照射部的固定室。此外，成为增设工程对象的照射室也可以不是治疗室19，而是实验室或者射束确认室。

再有，在本实施方式中，增设用建筑31的地面高度与主建筑15的地面高度相同，但也可以是即使增设用建筑31与主建筑15为相同楼层，地面高度也有若干不同。此外，也可以与一层楼的主建筑15邻接地建筑二层楼的增设用建筑31，并将这些建筑15、31彼此之间连结。

再有，在本实施方式中建造成使增设用建筑31与主建筑15成为一体，但也可以将增设用建筑31建造在离开主建筑15的位置上。该情况下，也可以形成从特定部34延伸至增设用建筑31的连结用通路，利用该通路从主建筑15延长射束传输线至增设用建筑31。

再有，在本实施方式中，特定部34在水平方向上贯通屏蔽墙23，但也可以是其他方式。例如，在射束传输线4相对于水平面倾斜地配置的情况下，特定部34也可以在倾斜方向上倾斜地贯通屏蔽墙23。此外，特定部34也可以在屏蔽墙23的内部弯曲。

再有，在本实施方式中，特定部34设置在屏蔽墙23上，但也可以在划分放射线管理区域16的顶棚(屏蔽墙)上设置特定部。即，特定部34也可以在垂直方向上贯通顶棚。

再有，在本实施方式中，特定部34设置在地上层的屏蔽墙23上，但也可以将特定部34设置在地下层的屏蔽墙23上。

再有，在本实施方式中例示了进行重粒子线癌症治疗的设施，但在其他设施中也能适用本实施方式。例如，也可以在进行质子线癌症治疗的设施中适用本实施方式。此外，也可以在使用中子捕捉疗法(BNCT：Boron Neutron Capture Therapy)进行治疗的设施中适用本实施方式。即，照射粒子线射束的照射部也可以不仅向患者照射粒子线射束，也向规定的目标照射粒子线射束使其产生中子。

再有，在本实施方式中，在新设主建筑15时，在该主建筑15的屏蔽墙23设置有特定部34，但也可以在增设增设用建筑31时，在该增设用建筑31的增设用屏蔽墙32重新设置特定部34。而且，也可以在之后进一步增设其他增设用建筑的情况下，使原有的增设用建筑31的特定部34开口。

再有，在本实施方式中，在新设主建筑15时不建设增设用建筑31，而仅确保其增设用地30，但也可以是其他方式。例如，在新设主建筑15时仅一起建设增设用建筑31的屏蔽墙32，并用封闭部35封闭特定部34。然后，在开始运营数年后进行增设工程，在增设用建筑31中增设旋转机架5等设备之后，拆除封闭部35而打开特定部34。

根据以上说明的至少一个实施方式，由于具备能形成照射室的增设用开口部的特定部，因此能够在进行工程时缩短治疗被中断的期间从而提高运转率。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不是想限定发明范围。这些实施方式可以以其他各种各样的方式实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更。这些实施方式或其变形包含在发明范围或主旨内，同样包含在权利要求记载的发明及其等同范围内。

Claims (16)

1.一种粒子线治疗系统，其中，具备：

圆形加速器，对带电粒子进行加速；

射束传输线，将在所述圆形加速器中加速后的所述带电粒子引导到照射室；

屏蔽墙，位于配置有所述圆形加速器和所述射束传输线的放射线管理区域的周围，对从所述圆形加速器和所述射束传输线产生的放射线进行屏蔽；

特定部，设置在所述屏蔽墙的、隔开外部与所述放射线管理区域的位置上，能够形成所述照射室的增设用开口部；以及

封闭部，封闭所述特定部，并对穿过该特定部的所述放射线进行屏蔽。

2.根据权利要求1所述的粒子线治疗系统，其中，

所述特定部设置在俯视下相对于所述放射线管理区域的图心而与所述圆形加速器的中心所在的区域相反一侧的位置上。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的粒子线治疗系统，其中，

所述射束传输线包括从所述圆形加速器延伸的主传输线和从所述主传输线延伸至所述照射室的副传输线，

所述特定部设置在包含假设将所述主传输线向传输方向的下游延长时的虚拟线与所述屏蔽墙的交点的位置上。

4.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

所述特定部设置在所述屏蔽墙的隔开所述照射室的增设用地与所述放射线管理区域的位置上。

5.根据权利要求1至权利要求4的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

所述增设用开口部的开口尺寸为1m以下。

6.根据权利要求1至权利要求5的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，具备：

分支用真空导管，设置在所述射束传输线的与所述特定部最近的部分上，向2个方向分支；以及

连接部，设置在所述分支用真空导管的一个端部，能够连接增设用真空导管。

7.根据权利要求1至权利要求6的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

所述特定部是在所述屏蔽墙上贯通的开口部，所述封闭部是屏蔽所述放射线的屏蔽门。

8.根据权利要求1至权利要求6的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

所述特定部是在所述屏蔽墙上贯通的开口部，所述封闭部是屏蔽所述放射线且能相对所述特定部装卸的屏蔽块。

9.根据权利要求1至权利要求6的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

所述封闭部构成所述屏蔽墙的一部分，是形成为强度比所述屏蔽墙的其他部分弱的部分。

10.根据权利要求1至权利要求8的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

具备操作部，所述操作部仅能够从所述放射线管理区域一侧对所述封闭部进行打开操作。

11.根据权利要求1至权利要求10的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

具备联锁装置，所述联锁装置在所述封闭部的封闭状态变化时停止所述圆形加速器的运行。

12.根据权利要求1至权利要求11的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

具备旋转机架，所述旋转机架设置于所述照射室，能够变更由所述射束传输线引导的所述带电粒子对被检体的照射方向。

13.根据权利要求1至权利要求12的任一项所述的粒子线治疗系统，其中，

具备地面基准部，该地面基准部设置于所述屏蔽墙的外表面，表示所述特定部所对应的楼层的地面的高度位置。

14.一种粒子线治疗系统的构建方法，其中，在新设粒子线治疗系统时包括：

设置圆形加速器的步骤，所述圆形加速器对带电粒子进行加速；

设置射束传输线的步骤，所述射束传输线将由所述圆形加速器加速后的所述带电粒子引导到照射室；

设置屏蔽墙的步骤，所述屏蔽墙位于配置有所述圆形加速器和所述射束传输线的放射线管理区域的周围，对从所述圆形加速器和所述射束传输线产生的放射线进行屏蔽；

设置特定部的步骤，所述特定部设置在所述屏蔽墙的、隔开外部与所述放射线管理区域的位置上，能够形成所述照射室的增设用开口部；以及

设置封闭部的步骤，所述封闭部封闭所述特定部，并对穿过该特定部的所述放射线进行屏蔽。

15.根据权利要求14所述的粒子线治疗系统的构建方法，其中，在增设粒子线治疗系统时包括：

在所述特定部的周围设置增设用屏蔽墙的步骤；

设置增设用射束传输线的步骤，所述增设用射束传输线将所述带电粒子引导到增设的照射室；

拆除所述封闭部而打开所述特定部的步骤；以及

经由所述特定部连接所述射束传输线和所述增设用射束传输线的步骤。

16.一种粒子线治疗装置，其中，具备：

射束传输线，将带电粒子引导到照射室；

旋转机架，设置于所述照射室，能变更由所述射束传输线引导的所述带电粒子对被检体的照射方向；以及

连接部，经由在建设所述建筑时预先设置的特定部，连通所述射束传输线和建设时期不同的建筑内的射束传输线。

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