JPH05223987A

JPH05223987A - 医療用放射線遮蔽室

Info

Publication number: JPH05223987A
Application number: JP1572892A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ueda; 八壽男上田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】１０ＭＶを越える高エネルギーＸ線の直線加速
装置等の大型遮蔽室の小スペース化及び遮蔽室の出入口
に対する低散乱漏洩の迷路構造の構築。【構成】照射室防護壁２の一端に、照射室仕切壁５と突
き出し迷路防護壁３により照射室にＺ字状にアクセスす
るようにした突き出し迷路構造と、該迷路構造の各曲が
り角に作図線３１で示すように、防護扉１から一時散乱
面が見通せないようにした迷路内の凸壁対６及び７とか
ら成る。【効果】防護扉１からは一時散乱面を見通せないように
したため、該扉に入射する散乱線は従来比でＸ線が２
桁、中性子線が１桁のオーダでそれぞれ低減し得るとい
う効果がある。また、従来の遮蔽室と比較して作図線３
２で囲む範囲が省スペースとなるので、間取り環境の構
築に貢献できるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は医療用放射線遮蔽室に関
し、特に迷路構造を備えた医療用放射線遮蔽室に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】医療用放射線遮蔽室は、照射室と防護扉
に通じる一方向の迷路から構成される。即ち、防護扉か
らは直接に照射室内の医療用放射線源を見通せないよ
う、防護扉と医療用放射線源との間に仕切壁を設けてい
る。また、直接の放射線源を見通せないのみならず、そ
の一次線または装置からの法定許容量内の漏れ線（直線
加速装置等）が周囲の壁面・天井及び床に入射すること
によって作られるところの一時散乱面の大半も見通せな
いようにする必要がある。即ち、前述の仕切壁は医療用
放射線源からの直接線及び壁面等を経由の一時散乱線の
両方についての放射線遮蔽能が要求される。

【０００３】このため従来技術は、照射室側防護扉端の
根元から垂直に必要最小限の開口部を残して仕切壁を延
ばし、防護扉の位置を右上に置いて眺めた場合には照射
室にＪ字状にアクセスする迷路構造となっている。ま
た、この変形として防護扉が前記の仕切壁と対向した直
行配置も少くない。いずれにしても迷路と照射室が一体
化されて遮蔽室全体としては矩形状にまとめられてい
る。別の表現をとると矩形状の中で仕切壁がレイアウト
される。その他の変形としては、周囲の間取りとの刷合
せで迷路長が短縮される場合もある。しかしながら、基
本的には従来の医療用放射線遮蔽室は矩形状として設け
らる、この中でＪ字状アクセスを主体とした迷路構造が
構築される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の医療用放射線遮
蔽室は迷路を含めた矩形状で与えられ、その占有面積は
１００ｍ²前後と大きく、放射線治療施設内の間取り設
計の中でどう配置するかが最大の関心事となっている。
特に高層棟にあっては、全館共通の柱配列（通常は数ｍ
間隔）や共通設備の制約が多いため、その配置について
は物理的な納まりが優先して、全体としての所要の動線
や各室の間取り環境を（採光関係を含む）は二の次とな
る欠点を有していた。柱の配列は図１及び３の中で点線
の四角型で示されている。

【０００５】また、遮蔽室の防護扉は一定の一時散乱面
を見込むため、遮蔽負荷が大きく、特に、高エネルギー
Ｘ線の使用では多量の漏れ中性子線による散乱線の遮蔽
にポリエチレン１２０ｍｍ、鉛３０ｍｍ以上の厚みとな
り、扉寸法で２２００×２１００×１８０ｍｍ、重量で
５ｔｏｎのオーダーに達し、開閉速度や患者に対する不
安感の面で遮蔽室自体の環境も損なわれているという欠
点を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の医療用放射線遮
蔽室は、一方向の迷路構造を有する医療用放射線遮蔽室
において、照射室の一端に照射室の中と外に掛かってＺ
字状にアクセスできる付き出し迷路構造と、該迷路構造
の各曲がり角に防護扉から一時散乱面を見通せないよう
作図で定まる凸壁とを備えて構成される。

【０００７】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の構造を示す平面図で
ある。

【０００８】医療用放射線遮蔽室の周囲は防護扉１と、
照射室防護壁２と、付き出し迷路防護壁３とから構成さ
れる。また、内部構造は防護扉から直接に放射線源を見
通せないよう、照射室内仕切壁５により照射室１１と、
本発明の照射室の中と外に掛かってＺ字状にアクセスす
る付き出しの迷路１２とから構成される。２１は直線加
速装置であり、可変絞りの照射口からＸ線の利用線錐
（一次Ｘ線）を照射する。この照射口は治療台２３に仰
臥してセットアップした患者の長手方向を中心として３
６０°に回転し、回転照射や任意の角度からの固定照射
を行う。この時の回転中心をアイソセンタと呼称し、図
の２２が平面状の位置を示す。利用線錐用遮蔽鉄板４
は、この一次Ｘ線の最大照射野に対する追加遮蔽となる
ものである。この遮蔽鉄板は照射口の回転に合せて、土
中の床下を除いて天井を含めたコの字形に配置されてい
る。なお、床下が土中でない場合には全周となることは
言うまでもない。また、鉄板の代わりに鉄筋コンクリー
トで凸壁を設ける場合もある。

【０００９】一方、照射口以外のヘッド部分からは、法
定許容量以内の漏れＸ線（一次Ｘ線の１／１０００以
下）が放射状に発散され、室外に直進する漏洩線は照射
室防護壁２により法定許容量以内に抑えられる。ちなみ
に、許容漏洩線は漏れＸ線に対して装置側の最大線量率
や週使用時間並びに線源から問題とする外壁までの距離
等で異なるが、通常オーダ的には３桁前後の減弱を必要
とする。一次Ｘ線・漏れＸ線は、共に１桁減弱させるた
めに必要な鉄筋コンクリートの壁厚は、医療用のＸ線エ
ネルギー帯では３０〜５０ｃｍのオーダとなる。また、
鉄板の場合には１０ｃｍ前後となる。従って、照射室防
護壁２の壁厚及び利用線錐用遮蔽鉄板４の厚みは、それ
ぞれ１２０ｃｍ及び３０ｃｍ前後のオーダとなる。

【００１０】一次Ｘ線及び漏れＸ線の他の漏洩形態は、
周囲の内壁・床及び天井への入反射を経て防護扉へ到達
する散乱線の漏洩が存在する。迷路内照射室側凸壁６及
び７はＺ字状にアクセスする付き出し迷路構造と合せ
て、本発明の特徴とする部分であり、作図線３１で示す
ように防護扉端から一次散乱面が見通せない凸寸法とな
っている。従って、防護扉１に入射する散乱線は２回以
上の多重散乱線のみとなる。照射室内の下がり壁８は天
井を含む上部の一次散乱面化を阻止する役割りを有す
る。

【００１１】作図線３２は、全体が矩形状となる従来型
の遮蔽室（照射室内仕切壁５が無くなり防護扉が左側に
移る）との比較でフロア面積が約１５％低減しているこ
とを示す。図２は、図１に示した防護扉１に入射する２
回散乱線の例を示す説明図であり、短線及び長線できざ
みを入れた部分について説明を加える。ここで対象とす
る各散乱面の取扱いは、便宜的に壁面区分単位で一括と
しているが、実際の計算では精度を上げるために壁面区
分内をさらに分割して行なう必要がある。散乱線ルート
４１−４２−４６，４１−４３−４７及び４４−４５−
４６はそれぞれ壁面−壁面，壁面−床・天井面及び床−
壁面経由で防護扉１の中央に入射するルートである。こ
こで、散乱線の計算は以下の通りとなる。

【００１２】

【００１３】となる。ここで散乱比及び熱中性子加算に
ついては医療用加速器使用室遮蔽計算指針委員会：医療
用高エネルギー加速器使用室に対する遮蔽計算指針（日
本医放会誌，４７巻：Ｐ８８４−Ｐ９００，１９８７）
により散乱Ｘ線（一次散乱）については全てのケースに
ついて０．０１を適用することで安全側としている。ま
た散乱中性子線（一次散乱）については、次のようにな
る。

【００１４】

【００１５】従って、現実の数値にあてはめると、壁面
散乱で０．０８及び床面散乱で０．０２前後となる。一
方、熱中性子線加算は全中性子量の３０％相当とし、逆
算した係数として１．４３となる。このため、１回散乱
での散乱Ｘ線中性子線では、漏れ線量率を同じとした場
合には、その他の扱いを含めてオーダ的には散乱中性子
線の方が１桁前後高くなる。ここでその他の扱いとは、
人体に作用する放射線の線質及びエネルキー依存性のフ
ァクタを言い、散乱Ｘ線の場合にはエネルギー不明とし
て安全側で１．７４が、散乱中性子線についてはエネル
ギー０．５ＭｅＶ（安全側）で１．３の定数が前記の総
括した比例定数の中に掛かっていることを意味する。

【００１６】以上の延長線上で多重散乱線のオーダ的な
検討を加えると、（ちなみに前記の遮蔽計算指針では散
乱Ｘ線・散乱中性子線とも一次散乱線止まりであり、多
重散乱線については触れていない）大略、以下のことが
言える。 (1) 漏れＸ線についての２回散乱線は（α_2i×Ｓ_2i）／
Ｌ_3i ²においてＳ_2i＝Ｌ_3i ²となり、一次散乱線比でほ
ぼ２桁オーダの減弱となる。なお、漏れＸ線については
法規制で一次Ｘ線の０．１％以下と規定されているため
に全てのエネルギーに適用される。一方、従来型のＪ字
状にアスセスする遮蔽室では装置配置と照射室・迷路間
開口部との関係で防護扉から見込む漏れＸ線により一次
散乱面は、本実施例の数分の一と小さい。この中で防護
扉の所要遮蔽能はＸ線エネルギーが１０ＭＶ以下では通
常数分の一ないし１桁の減弱を要し、鉛厚に換算して数
ｍｍオーダとなっている。

【００１７】従って、２回以降の多重散乱線しか見込め
ない本実施例においては、Ｘ線エネルギーが１０ＭＶ以
下では、口述の散乱中性子線を含めて防護扉１に鉛等の
遮蔽機を内蔵する必要がない。即ち、ガラス窓の使用を
含む通常の扉が使用できる。但し、開放時の照射中断ま
たは照射禁止のドア・インターロック付きであることは
言うまでもない。 (2) 漏れ中性子線の２回散乱線は、前記より一次散乱線
比でほぼ１桁オーダの減弱となる。漏れ中性子線の量に
ついてはＸ線のエネルギーに大きく依存し、１０ＭＶを
下回るエネルギーでは殆んど無視し得る。１０ＭＶでは
線量当量率で一次Ｘ線の０．０１％（ｒｅｍ／ｒａｄ）
以下が通例であるが、エネルギーの増大に合せて急激に
増大し、１５ＭＶでは０．０５％，１８ＭＶでは０．１
５％のオーダとなる。

【００１８】従って、従来型の遮蔽室ではＸ線エネルギ
ーが１０ＭＶにおいても、散乱Ｘ線と同レベルの散乱中
性子線の遮蔽能を必要とし（数分の一ないし１桁の減
弱）、扉遮蔽材として通常ポリエチレン（ボロン数％入
り）が３０〜５０ｍｍ圧のオーダで用いられる。また、
Ｘ線エネルギーが１８ＭＶとなると、１０ＭＶ比で１桁
余り遮蔽能を上げる必要があるため、ポリエチレンの非
線型の減弱特製と合せて厚みは１２０ｍｍのオーダとな
る。さらに、漏れ中性子線の散乱に付随して散乱中性子
線の線量当量比で２割程度の捕獲γ線が発生し、このた
め鉛圧にして３０ｍｍオーダが必要となる。

【００１９】以上、１８ＭＶ級では扉の散乱中性子線の
遮蔽能が２桁オーダということは、その１桁下のオーダ
で多重散乱線が存在することとなり、引戸形式の防護扉
では開口部をふさぐ範囲や合せ目の隙間が問題となる。
また、観音扉形式では中央の合せ目及び支点部分の遮蔽
材欠損が問題となる。本発明の実施例では、１８ＭＶ級
でも従来型の遮蔽室で言えば１０ＭＶ級相当の遮蔽能
（数分の一ないし１桁の減弱）で済むため前記の諸問題
は解消する。

【００２０】図３は、本発明の他の実施例の平面図であ
る。作図線３３は直線加速装置２１の照射口を真上から
上側に９０°回転して照射野（絞り）を最大とした時の
利用線錐の範囲を作図したものである。患者は通常、治
療台２３の上に寝て患部等の局部的な照射となるが、こ
のケースは患者を壁際に位置させての全身照射を可能と
したものである。ちなみに照射野はアイソセンタ２２を
通る断面で最大４０×４０ｃｍのオーダにあり、また線
源中心からアイソセンタまでの距離は１ｍのオーダにあ
る。従って壁際で２ｍ前後の照射野をとるためにはアイ
ソセンタから壁面までは４．５ｍ前後のスペースが必要
となる。迷路内の下がり壁８及び９は本発明の部分であ
り、後述の作用により防護扉１に対して床面の一時散乱
面から天井経由で入射する２回散乱線を阻止するもので
ある。操作室１０は、本発明の迷路構造及び低散乱漏洩
性能を生かして最短距離の位置に建築上の納まりをとっ
た実施例である。操作室防護扉１３は、作図により一時
散乱面が、極く僅か見込めるが従来型の遮蔽室と比べて
数分の一ないし１桁弱となるため無視でき、防護扉１に
必要な遮蔽能と同レベルとなる。また、必要に応じて操
作室防護扉につながる付き出し迷路防護壁３を左側に寄
せても良い。このため、Ｘ線エネルギーが１０ＭＶ以下
では、ともにガラス窓付の通常の扉とすることが可能で
ある（但しドア・インターロック付）。

【００２１】図４は、図３に示した迷路内下がり壁の作
用を示す説明図である。同図Ａは図３のＡ−Ａ’断面を
示すものであり、短線及び長線できざんだ部分は、ここ
で問題としている天井を含む上部壁に対する一時散乱面
を示す。この中で、迷路内照射室側の下がり壁の作用
は、作図線３５につながる太線の三角形で示す上部壁と
天井について、作図線３５から右側に存在する一時散乱
面からの散乱線の入射は無い。オーダ的には全一次散乱
面からの散乱線の約半分を阻止する作用を有している。
また、迷路内出入口側下がり壁については、作図線３６
が示す通りに全一次散乱面からの散乱線を、ほぼ全面的
に阻止する作用を有している。

【００２２】一方、同図（Ｂ）は第３図のＢ−Ｂ’断面
を示すものであり、防護扉１の左端からここで問題とし
ている天井を含む上部壁を見込んだもので、作図線３７
につながる太線の三角形で示す上部壁と天井とは迷路
内、出入口側下がり壁によって見通せない。同図（Ａ）
との組合せでみると、この領域からの防護扉の左端に入
射する２回散乱線は、ほぼ無視し得る。以上により、迷
路内の２つの下がり壁の作用により天井を含む上部壁経
由の２回散乱線は、防護扉へは殆ど入射しない。従っ
て、防護扉に入射する２回散乱線は、照射室内仕切壁５
の壁面と、突き出し迷路防護扉３の壁面と、防護扉１の
中央から見通せる床面とを経由するものとする。これに
より、迷路内下がり壁の防護扉への遮蔽負荷の低減はオ
ーダ的には本下がり壁が無いとした場合に比べて２割り
前後の低減となる。この低減率は特段に注目すべき値で
はないが、最適設計を追求した場合には安全率として利
用できる。

【００２３】以上、実施例について延べたが、防護扉の
位置については遮蔽室をそのまま回転あるいは裏返しに
より、八方の何れに位置しても本質は変わらない。また
直線加速装置の位置を９０°回転しても同様である。但
し、防護扉に対する遮蔽負荷は利用線錐（一時Ｘ線）の
２回散乱を含むため、散乱Ｘ線については従来型の遮蔽
室に近い散乱中性子線については、特にオーダ的には変
わらないため、本発明の特徴は引継がれる。

【００２４】さらに、照射室内仕切壁の先端構造は、円
柱に限らず防護扉へ向う漏洩線の遮蔽能と防護扉端から
一時散乱面を見通せない凸壁とを合せ備えていれば、形
状は問わないことは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、所要の照
射室（矩形状）をベースにおいて、これに出窓形式でＺ
字状にアクセスする必要最小限の突き出し迷路構造を付
加するようにしたもので、矩形スペースが従来比で１５
％前後少くて済み、この分だけ間取り設計の自由度が増
したことにより、所要のフロア環境の実現に相当分の寄
与ができるという効果を有する。

【００２６】また、前述のＺ字状のアクセスする突き出
し迷路構造の各曲がり角に出入口扉から一時散乱面を見
通せないよう作図で定まる凸壁を設けるようにしたの
で、出入口扉の遮蔽負荷が大幅に低減し、少くとも漏れ
中性子線が差程あるいは全く問題とならない１０ＭＶ以
下の中・低エネルギーＸ線の使用では、防護扉に遮蔽機
が不要となり、通常の扉（含む、ガラス窓付）の使用が
できるという効果を有する。これにより、放射線遮蔽室
が、軽快なイメージを与え、特に実施例で示した操作室
も含めると放射線遮蔽室の中に操作室があるかの様に写
り、不安間を解消する心理的効果ま少なくない。また、
迷路途上に迷路を横断した下がり壁を付加することによ
り、天井を含む上部壁経由の２回散乱線を阻止すること
が可能となり、前述の内容と合せて高エネルギーＸ線の
場合でも従来型の遮蔽室での１０ＭＶ級の遮蔽能で済む
という効果を有する。

【００２７】即ち、全体としては重厚長大な遮蔽室では
あるが、防護扉については本発明により軽薄短小を実現
し、人にやさしい環境を提供するという効果がある。同
時に、大型遮蔽室の建築上の納まりの自由度が増えたた
め、患者の動線を含めて意図する間取り環境への実現が
容易となり、放射線棟全体の運用環境が著しく向上する
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構造を示す平面図。

【図２】本発明の第１の実施例において防護扉１に入射
する２回散乱線の一例を示す説明図。

【図３】本発明の第２の実施例の構造を示す平面図。

【図４】本発明の第２の実施例において迷路内下がり壁
の作用を示す説明図。

【符号の説明】

１防護扉２照射室防護壁３付き出し迷路防護壁５照射室内仕切壁６迷路内照射室側凸壁７迷路内出入口側凸壁８迷路内照射室側下がり壁９迷路内出入口側下がり壁１１照射室１２迷路２１直線加速装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方向の迷路構造を有する医療用放射線
遮蔽室において、照射室の一端に照射室の中と外に掛か
ってＺ字状にアクセスできる付き出し迷路構造と、該迷
路構造の各曲がり角に防護扉から一時散乱面を見通せな
いよう作図で定まる凸壁とを備えて成ることを特徴とす
る医療用放射線遮蔽室。
【請求項２】前記迷路構造の迷路の途上の前記迷路を
横断して下がり壁を加えて成ることを特等とする請求項
１記載の医療用放射線遮蔽室。