KR101174631B1 - 가속입자 조사설비 - Google Patents

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도시키 다치카와
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 소정의 부지에 입자가속기와 조사장치를 효율 좋게 설치하는 것이 가능한 가속입자 조사설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결수단] 복수 층의 계층구조로 이루어지는 건조물(6A)의 최하층에 사이클론트론(2)을 설치하고, 사이클론트론(2)보다 상층의 층에 회전 갠트리(3)를 설치하도록 한다. 그 결과, 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3)를, 건조물(6A)의 상이한 계층에 각각 설치하게 되어, 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것이 가능해지고, 따라서, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.

Description

가속입자 조사설비{Irradiation facilities for accelerated particle}
본 발명은, 방사선 치료용의 회전 갠트리 등의 조사(照射)장치를 구비한 가속입자 조사설비에 관한 것이다.
양자빔 등의 가속입자를 환자에게 조사(照射)하여 암치료를 행하는 설비가 알려져 있다. 이런 종류의 설비는, 가속입자를 생성하는 사이클로트론, 환자에 대해서 임의의 방향으로부터 가속입자를 조사하는 회전 가능한 조사장치(회전 갠트리) 및 사이클로트론에서 생성된 가속입자를 조사장치까지 유도하는 유도라인을 구비하고 있다. 회전 갠트리에는, 환자가 눕는 치료대와, 환자를 향해 가속입자를 조사하는 조사부와, 유도라인에 따라 유도된 가속입자를 조사부에 도입하는 도입라인이 설치되어 있다.
조사부는 환자에 대해서 회전 가능한 구성으로 되어 있고, 조사부로의 가속입자의 도입라인의 형태로는 다양한 태양이 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에 기재된 도입라인(빔 수송기기(7))은, 우선, 조사부(조사장치(8))의 회전중심이 되는 회전축선 상에 유도라인에 연결되는 연결부를 가지고, 또한, 회전축선을 통과하는 평면상에서 대략 U자 형상으로 만곡되어 조사부에 연결되어 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 도입라인(delivery system(12))은, 회전축선 상에 유도라인에 연결되는 연결부를 가지고, 또한, 회전축선의 둘레방향 측으로 비틀어지도록 만곡되어 조사부(nozzle(32))에 연결되어 있다.
일본 공개특허공보 2001-259058호 미국 특허 제4917344호 명세서
그러나, 종래의 설비에서는, 회전 갠트리 등의 조사장치와 사이클론트론은 동일한 플로어(계층)에 배치되는 것이 일반적이고, 그로 인하여 시설의 대형화를 초래하여 넓은 부지면적을 요하여, 도시지역 등에서의 설치가 곤란했다.
본 발명은, 이상의 과제를 해결하는 것을 목적으로 하고 있고, 소정의 부지에 입자가속기와 조사장치를 효율 좋게 설치할 수 있는 가속입자 조사설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 복수 층의 계층구조로 이루어지는 건물에 설치된 가속입자 조사설비에 있어서, 가속입자를 생성하는 입자가속기와, 입자가속기에서 생성된 가속입자를 조사함과 함께, 입자가속기가 설치된 계층보다 상측의 계층 및 하측의 계층 중 적어도 일방에 설치된 조사장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 입자가속기와 조사장치를, 건물의 상이한 계층에 각각 설치하기 때문에, 부지면적에 따라서, 예컨대, 입자가속기의 바로 위에 조사장치를 설치하여 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것도 가능해지고, 결과적으로, 소정의 부지에 입자가속기와 조사장치를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
또한, 입자가속기는, 건물의 최하층에 설치되어 있으면 아주 적합하다. 이 구성에서는, 조사장치를 증설하는 경우 등에, 입자가속기를 이전 설치하지 않고, 예컨대, 기존 설치된 조사장치의 상측의 계층에 조사장치를 적절하게 설치할 수 있기 때문에 조사장치의 증설이 용이하다.
또한, 조사장치는, 회전축선 둘레로 회전 가능한 회전부와, 입자가속기에서 생성된 가속입자를 조사목표를 향해 조사 가능함과 함께, 회전부의 회전에 따라 조사방향이 변화되는 조사부를 가지고, 조사장치는, 회전축선과 직교하는 방향에서의 최대폭보다, 회전축선 방향의 길이가 짧은 박형(薄型)이면 아주 적합하다. 박형의 조사장치로 함으로써, 시설의 소형화에 유효하고, 소정의 부지에 입자가속기와 조사장치를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
또한, 조사장치를 복수 구비하고, 복수의 조사장치는, 건물의 상이한 계층에 각각 설치되어 있으면 아주 적합하다. 복수의 조사장치의 설치가 필요한 경우에도, 부지면적에 따라, 상하방향으로 늘어서도록 복수의 조사장치를 설치하는 것이 가능해지므로, 소정의 부지에 복수의 조사장치를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
또한, 복수의 조사장치 및 입자가속기에 접속됨과 함께, 입자가속기에서 생성된 가속입자를 복수의 조사장치 각각에 유도하는 유도라인을 더욱 구비하고, 유도라인은, 입자가속기에 접속된 인출경로와, 인출경로에서 분기하여 조사장치 각각에 접속된 복수의 분기경로를 가지며, 인출경로와 분기경로는, 동일한 가상평면상에 배치되어 있으면 아주 적합하다. 입자가속기에서 생성된 가속입자는, 유도라인에 유도되어 조사장치 각각에 도입된다. 가속입자는, 유도라인을 따르는 소정의 궤도를 그리는데, 복수의 조사장치 각각에 도달하기 위해서는, 분기경로 각각에서 소정의 곡선궤도를 그릴 필요가 있다. 여기에서 가속입자의 궤도의 대칭성은, 이차원적으로 동일한 가상평면상이면 유지하기 쉽지만, 삼차원적으로 어긋나 있으면 유지하기 위한 조정이 어렵다. 상기 구성에서는, 인출경로와 복수의 분기경로가 동일한 가상평면상이기 때문에, 가속입자의 궤도의 대칭성을 유지하기 쉬워져, 조사 정밀도의 향상에 유효하다.
또한, 조사장치를 복수 구비하고, 복수의 조사장치는, 수평방향으로 어긋나게 설치되어 있으면 아주 적합하다. 이 구성에서는, 하나의 조사장치의 바로 위에 다른 조사장치를 설치하는 것이 아니라, 수평방향으로 어긋나게 하여 설치할 수 있게 되므로, 예컨대, 하나의 조사장치의 가장 높은 부분을 피해 다른 조사장치를 설치하는 것 같은 구성도 가능해져, 건물의 높이를 압축하기 쉬워진다.
또한, 조사장치를 복수 구비하고, 복수의 조사장치는, 동일한 계층에 설치되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 건물의 높이를 그다지 높게 할 수 없는 경우 등에 유효하다.
또한, 조사장치를 복수 구비하고, 복수의 조사장치 중, 일부(一部)는, 회전축선 둘레로 회전 가능한 회전부와, 입자가속기에서 생성된 가속입자를 조사목표를 향해 조사 가능함과 함께, 회전부의 회전에 따라 조사방향이 변화하는 조사부를 가지는 회전형 조사장치이고, 타부(他部)는, 조사방향이 고정된 조사부를 가지는 고정형 조사장치면 아주 적합하다. 회전형 조사장치와 고정형 조사장치의 사용 구분이 가능하게 되어, 환자에 대한 가속입자의 적절한 조사에 유효하다.
본 발명에 의하면, 소정의 부지에 입자가속기와 조사장치를 효율 좋게 설치하는 것이 가능하다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 입자선 치료설비의 측단면도이다.
도 2는, 갠트리실을 확대하여 나타내는 측단면도이다.
도 3은, 본 실시형태에 관한 회전 갠트리를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 실시형태에 관한 회전 갠트리를, 회전축선을 따라 파단한 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는, 건조물의 지상 1층 부분을 나타내는 입자선 치료설비의 배치도이다.
도 6은, 도 5의 VI-VI선을 따라 건조물을 파단한 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 7은, 도 5의 VII-VII선을 따라 건조물을 파단한 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8은, 건조물의 지하 1층 부분을 나타내는 입자선 치료설비의 배치도이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 입자선 치료설비의 측단면도이다.
도 10은, 제2 실시형태에 관한 입자선 치료설비를 회전 갠트리의 회전축선을 따르는 방향으로부터 본 측단면도이다.
도 11은, 제2 실시형태에 관한 입자선 치료설비를 회전 갠트리의 회전축선에 직교하는 방향으로부터 본 측단면도이다.
도 12는, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 입자선 치료설비의 측단면도이다.
도 13은, 제3 실시형태에 관한 입자선 치료설비를 회전 갠트리의 회전축선을 따르는 방향으로부터 본 측단면도이다.
도 14는, 제3 실시형태에 관한 입자선 치료설비를 회전 갠트리의 회전축선에 직교하는 방향으로부터 본 측단면도이다.
도 15는, 본 발명의 제4 실시형태에 관한 입자선 치료설비의 측단면도이다.
도 16은, 도 15의 XVI-XVI선을 따라 건물을 파단한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 17은, 본 발명의 제5 실시형태에 관한 입자선 치료설비의 측단면도이다.
도 18은, 본 발명의 제6 실시형태에 관한 입자선 치료설비의 측단면도이다.
도 19는, 도 18의 XIX-XIX선을 따라 건물을 파단한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 20은, 도 19의 XX-XX선을 따라 건물을 파단한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 21은, 제7 실시형태에 관한 입자선 치료설비의 측단면도이다.
도 22는, 도 21의 XXII-XXII선을 따라 건물을 파단한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 23은, 도 22의 XXIII-XXIII선을 따라 건물을 파단한 상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 관한 가속입자 조사설비의 적합한 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시형태에서는, 가속입자 조사설비를 입자선 치료설비로 한 경우에 대해 설명한다. 입자선 치료설비는, 예컨대 암치료에 적용되는 것이며, 환자 체내의 종양(조사목표)에 대해, 양자빔(가속입자)을 조사하는 장치이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 입자선 치료설비(1A)는, 양자빔을 생성하는 사이클론트론(입자가속기)(2), 환자에 대해서 임의의 방향으로부터 양자빔을 조사하는 회전 가능한 회전 갠트리(조사장치)(3), 사이클론트론(2)에서 생성된 양자빔을 회전 갠트리(3)까지 유도하는 유도라인(4)을 구비하고 있다. 또한, 입자선 치료설비(1A)의 각 기기는, 복수 층의 계층구조로 이루어지는 건조물(건물)(6A)의 각 방에 설치되어 있다.
사이클론트론(2)에서 생성된 양자빔은, 유도라인(4)에 의해 형성된 궤도를 지나, 회전 갠트리(3)까지 유도된다. 유도라인(4)에는, 양자빔을 수속(收束)시키기 위한 4극 전자석(41)(도 7 참조) 및 소정의 궤도를 형성하기 위한 편향 전자석(42)이 설치되어 있다.
사이클론트론(2)은, 내부에서 이온을 가속시키는 진공상자(21), 진공상자(21) 내에 이온을 공급하는 이온원(源: 소스)(22)을 구비하고 있다. 진공상자(21)는 유도라인(4)에 연결되어 있다.
도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전 갠트리(3)는, 환자가 눕는 치료대(31)(도 3 참조), 치료대(31)를 둘러싸도록 설치된 회전부(30), 회전부(30)의 내측에 배치되며, 치료대(31) 위의 환자를 향해 양자빔을 조사하는 조사부(32), 유도라인(5)에 의해 유도된 양자빔을 조사부(32)에 도입하는 도입라인(33)을 구비하고 있다. 회전 갠트리(3)는, 도시되어 있지 않은 모터에 의해 회전 구동되고, 도시되어 있지 않은 브레이크 장치에 의해 회전이 정지된다. 여기서, 이하의 설명에 있어서, 회전 갠트리(3)의 정면이란, 치료대(31)가 설치되고 환자의 출입이 가능하게 되도록 회전부(30)가 개방되어 있는 측의 측면을 의미하고, 배면이란, 그 내측의 측면을 의미한다.
회전부(30)는, 회전 가능하게 이루어지고, 정면측으로부터 순서대로, 제1 원통부(34), 콘부(35), 제2 원통부(36)를 구비한다. 제1 원통부(34), 콘부(35), 및 제2 원통부(36)는, 동축으로 배치되고 서로 고정되어 있다. 조사부(32)는, 제1 원통부(34)의 내면에 배치되고, 제1 원통부(34)의 축심방향을 향하고 있다. 제1 원통부(34)의 축심(회전축선)(P) 근방에는, 치료대(31)가 배치된다. 제2 원통부(36)는, 제1 원통부(34)보다 소경(小徑: 작은 직경)으로 이루어지고, 콘부(35)는, 제1 원통부(34) 및 제2 원통부(36)를 연결하도록 원추형으로 형성되어 있다.
제1 원통부(34)의 전단 외주부에는 전측 링(39a)이 설치되고, 제1 원통부(34)의 후단 외주부에는 후측 링(39b)이 설치되어 있다. 제1 원통부(34)는, 제1 원통부(34)의 하방에 배치된 롤러장치(40)(도 2 참조)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다. 전측 링(39a) 및 후측 링(39b)의 외주면은, 롤러장치(40)와 맞닿아, 롤러장치(40)에 의해 회전력이 부여된다.
도입라인(33)은, 회전 갠트리(3)의 배면측에서 유도라인(4)에 연결되어 있다. 도입라인(33)은, 45도의 편향 전자석을 2세트 구비함과 함께, 135도의 편향 전자석을 2세트 구비하고 있다. 도입라인(33)은, 유도라인(4)에 연결되어 직경방향으로 뻗어 있는 직경방향 도입라인(33a)과, 이 직경방향 도입라인(33a)의 후단에 연속되어, 둘레방향으로 뻗어 있는 둘레방향 도입라인(33b)을 가진다. 여기서, 도입라인(33)에는, 양자빔의 궤도를 따라 빔 수송관(도시 생략)이 설치되어 있다.
직경방향 도입라인(33a)은, 제2 원통부(36) 내의 회전축선(P) 상에서 유도라인(4)에 연결되는 시단부로부터 회전축선(P)에 대해서 90도(45도×2회) 만곡되어 직경방향으로 뻗어 있고, 종단부가 제1 원통부(34)의 외부로 돌출되어 있는 경로부분이다. 또한, 둘레방향 도입라인(33b)은, 직경방향 도입라인(33a)의 종단부에 연결되는 시단부로부터 회전부(30)의 둘레방향으로 135도 만곡되어 뻗어 있고, 또한, 직경방향의 내측을 향해 135도 만곡되어 종단부가 조사부(32)에 연결되는 경로부분이다.
둘레방향 도입라인(33b)은, 제1 원통부(34)의 외주면으로부터 외방으로 이격된 위치에서 둘레방향을 따라 배치되어 있고, 가대(架臺)(37)에 의해 지지되어 있다. 가대(37)는, 제1 원통부(34)의 외주면으로부터 직경방향의 외측으로 돌출되도록 형성되어 있다.
카운터 웨이트(38)는, 회전축선(P)을 사이에 두고 둘레방향 도입라인(33b) 및 가대(37)에 대해 대향 배치되어 있다. 카운터 웨이트(38)는, 제1 원통부(34)의 외주면에 고정되어, 직경방향의 외측으로 돌출되도록 설치되어 있다. 카운터 웨이트(38)를 설치함으로써, 도입라인(33) 및 가대(37)와의 사이에서의 중량 밸런스가 확보되고 있다. 또한, 회전축선(P)으로부터 카운터 웨이트(38)의 외측 가장자리까지의 길이는, 회전축선(P)으로부터 도입라인(33)의 외측 가장자리까지의 길이보다 짧으면 건조물(6A)을 소형화할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 회전 갠트리(3)는, 회전축선(P)을 따르는 전후방향의 길이(L1)가, 회전부(30)의 최대 외경(최대폭)보다 짧은 박형(薄型)으로 형성되어 있다. 전후방향의 길이(L1)란, 예컨대, 제1 원통부(34)의 전단으로부터, 제2 원통부(36)의 후단까지의 길이(L1)이다. 회전부(30)의 최대 외경이란, 회전축선(P)에 직교하는 방향의 최대 외경이며, 회전축선(P)으로부터 둘레방향 도입라인(33b)의 외측 가장자리까지의 길이(r1)에 대응하는 부분(최대 외경=반경 r1×2)이다. 다만, 회전축선(P)으로부터 카운터 웨이트(38)의 외측 가장자리까지의 길이에 대응하는 부분이, 최대 외경이 되는 구성이어도 된다.
유도라인(4)(도 1 및 도 7 참조)은, 양자빔이 통과하는 빔 수송관(도시 생략), 양자빔을 수속시켜 양자빔의 형상을 정형하는 복수의 4극 전자석(41), 양자빔의 만곡 궤도를 형성하기 위해 배치된 복수의 편향 전자석(42) 등을 구비하고 있다.
다음으로, 도 1 및 도 5 내지 도 8을 참조하여, 건조물(6A) 및 건조물(6A) 내에서의 입자선 치료설비(1A)의 각 기기의 배치에 대해 설명한다. 건조물(6A)은, 예컨대, 철근 콘크리트조, 철골 콘크리트조의 건축물이며, 콘크리트로 제조된 방사선 차폐벽에 의해, 각 방이 구획되어 있다. 또한, 건조물(6A)은, 입자선 치료설비(1A)의 주요부를 구성하는 사이클론트론(2), 회전 갠트리(3) 및 유도라인(4)이 설치되는 주(主)건물부(건물)(61)와, 전원설비 기타의 설비가 배치된 각 실이나 환자를 받아들이기 위한 방 등이 설치된 부(副)건물부(62)를 구비하고 있다. 부건물부(62)는, 지하 3층 및 지상 1층의 계층구조로 이루어지고, 지하 3층 부분에는 냉각장치실(R3)이 설치되며, 지하 2층 부분에는 전원실(R4) 등이 설치되어 있다. 또한, 지하 1층 부분에는 방사화물(放射化物) 보관실(R5)이나 스태프실(R6) 등이 설치되고, 지상 1층 부분에는 치료조작실(R7), 접수처(R8), 로커실(R9), 화장실(R10), 환자대기실(R11), 갠트리실(R2)에 입실하기 위한 통로(R12) 등이 설치되어 있다.
주건물부(61)는, 지하 1층 및 지상 1층의 계층구조로 이루어지고, 지하 1층 부분(최하층)에 설치된 사이클론트론실(가속기실)(R1)에는 사이클론트론(2)이 설치되어 있으며, 지상 1층 부분에서 사이클론트론실(R1)의 바로 위에 설치된 갠트리실(조사장치실)(R2)에는 회전 갠트리(3)가 설치되어 있다. 또한, 주건물부(61)에는, 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3)를 연결하는 유도라인(4)이 배치되는 연락통로(9)가 설치되어 있다.
사이클론트론실(R1)은, 평면에서 볼 때 대략 직사각 형상을 이루고, (방사선) 차폐벽(71)(도 8 참조)에 의해 둘러싸여 있다. 사이클론트론(2)은, 사이클론트론실(R1)의 정면측(도 8에서 나타내는 상측)에 배치되고, 사이클론트론(2)에서 생성된 양자빔은, 사이클론트론(2)의 배면측으로부터 도출되고 있다. 또한, 사이클론트론실(R1)의 배면측에는, 상하방향을 따라 형성된 연락통로(9)가 연결되어 있다. 연락통로(9)는, 상하방향(연직방향)을 따라 뻗어 있고, 갠트리실(R2)의 배면측(도 5에서 나타내는 하측)에 연결되어 있다.
유도라인(4)(도 7 참조)은, 사이클론트론(2)의 진공상자(21)에 연결되어 수평방향으로 뻗어 있음과 함께, 연직 상방을 향해 대략 90도 만곡되어 연락통로(9) 내를 지나, 다시 수평방향을 향해 대략 90도 만곡되어 회전 갠트리(3)에 연결되어 있다. 유도라인(4)의 직선부분에는, 복수의 4극 전자석(41)이 배치되어 있고, 만곡부분에는 45도의 회전각도만큼 경로를 변경시키는 편향 전자석(42)이 2세트 배치되어, 합계 대략 90도의 만곡을 실현하고 있다. 또한, 유도라인(4)은, 이차원적, 즉 상하방향(연직방향)을 따라 뻗어 있는 가상평면(PL) 상에 배치되어 있다. 그 결과, 유도라인(4)에 안내되는 양자빔의 수속 및 커브시키기 위한 4극 전자석(41) 및 편향 전자석(42)의 수를 줄일 수 있다.
갠트리실(R2)은, 사이클론트론실(R1)의 바로 위에 설치되어 있다. 갠트리실(R2),은 평면에서 볼 때 대략 직사각 형상으로 형성되어 있고, 방사선 차폐벽(81)에 의해 칸막이되어 있다. 갠트리실(R2)에는, 환자가 출입하는 입구 플로어부(87a)와, 입구 플로어부(87a)보다 한 단 낮게 되어 있는 로우 플로어부(87c)가 설치되어 있다. 회전 갠트리(3)는, 치료대(31)를 입구 플로어부(87a)측을 향하게 하여 로우 플로어부(87c)에 설치되어 있어, 환자가 치료대(31)까지 도달하기 쉬운 구성으로 되어 있다. 또한, 갠트리실(R2)의 입구 플로어부(87a)측의 벽에는, 미로구조의 통로(R12)에 연결되는 출입구가 형성되어 있다.
회전 갠트리(3)는, 최대폭이 되는 부분이, 갠트리실(R2)에 있어서의 회전 갠트리(3)의 설치공간의 최대폭에 따르도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 회전 갠트리(3)는, 대략 직사각 형상의 갠트리실(R2)의 대각선 상을 따라 배치되어 있어, 갠트리실(R2) 내의 공간을 효율적으로 이용하기 위한 방안이 실시되어 있다.
도 1, 도 2, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 주건물부(61)의 천장(86)에는, 회전 갠트리(3)의 회전부(30)와의 간섭을 피하고, 또한 부품을 반입하는 반입구가 되는 개구(92)가 형성되어 있다. 이 개구(92)는, 천장(86)과는 다른 소재인 실드부재(93)에 의해, 갠트리실(R2)(주건물부(61))의 외방으로부터 피복되어 있다. 실드부재(93)는, 예컨대, 납으로 제조된 차폐판(93a)을 복수 매 적층함으로써 형성되어 있다. 다만, 실드부재(93)로서, 천장(86)과 동일 소재인 콘크리트로 제조된 차폐판을 적층해도 된다. 또한, 예컨대, 판 형상이 아니라, 블록체인 실드부재로 해도 된다.
또한, 실드부재(93)는, 다른 소재로서 중(重)콘크리트로 제조된 것을 적용해도 된다. 중콘크리트로 제조된 실드부재(93)는, 보통의 콘크리트로 제조된 실드부재(93)에 비해 고가이지만 높은 방사선 차폐성을 가지는 것이다. 예컨대, 중콘크리트로 제조된 실드부재를 사용한 경우에는, 보통의 콘크리트로 제조된 실드부재를 사용한 경우에 비해, 약 2/3의 두께로 할 수 있다. 또한, 판 형상 부품으로서 모듈화된 실드부재(93)를 사용함으로써, 시공을 용이하게 할 수 있다.
본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A)에서는, 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3)를, 건조물(6A)의 상이한 계층에 각각 설치하고 있고, 특히 사이클론트론(2)의 바로 위에 회전 갠트리(3)를 설치하고 있기 때문에, 부지면적에 따라 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것이 가능해지고, 결과적으로, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
다만, 본 실시형태에서는, 지상 1층 부분에 1대의 회전 갠트리(3)를 설치하고 있을 뿐이지만, 회전 갠트리(3)를 증설하는 경우이더라도, 사이클론트론(2)은 건조물(6A)의 최하층에 설치되어 있으므로 사이클론트론(2)의 이전은 불필요하고, 이미 회전 갠트리(3)가 설치되어 있는 지상 1층 부분보다 상측에 2층 또는 3층을 마련하여, 이러한 상측 계층에 회전 갠트리(3)를 적절하게 설치할 수 있으므로 회전 갠트리(3)의 증설이 용이하다. 여기서, 장래의 증설도 예측하여, 예컨대, 지하 3층에 사이클론트론실(R1)를 설치하고, 지하 2층에 갠트리실(R2)을 설치하는 한편으로 지하 1층 부분을 비워 두고, 증설할 때는, 이 지하 1층 부분에 새로운 갠트리실(R2)을 마련해 회전 갠트리(3)를 설치하도록 하면, 중량물인 회전 갠트리(3)의 반입 및 설치작업의 부담이 저감된다.
또한, 본 실시형태에 관한 조사장치는, 회전축선(P) 둘레로 회전 가능한 회전부(30)와, 사이클론트론(2)에서 생성된 양자빔을 조사목표를 향해 조사 가능함과 함께, 회전부(30)의 회전에 따라 조사방향이 변화하는 조사부(32)를 가지는 회전 갠트리(3)이다. 그리고, 회전 갠트리(3)는, 회전축선(P)과 직교하는 방향에서의 최대 외경(최대폭)보다, 회전축선(P) 방향의 길이가 짧은 박형이므로, 시설의 소형화에 유효하고, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
(제2 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 입자선 치료설비(가속입자 조사설비)(1B)에 대해 도 9 내지 도 11을 참조해 설명한다. 다만, 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1B)에 관해서, 제1 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A)와 마찬가지인 요소 및 부재 등에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 관한 건조물(6B)은, 예컨대, 철근 콘크리트조, 철골 콘크리트조의 건축물이며, 콘크리트로 제조된 방사선 차폐벽에 의해, 각 방이 구획되어 있다. 또한, 건조물(6B)은, 주건물부(건물)(63)와 부건물부(64)를 구비하고 있다. 부건물부(64)는, 지하 3층 및 지상 4층의 계층구조로 이루어지고, 각 층에는, 냉각장치실(R3), 전원실(R4), 스태프실(R6), 방사화물 보관실(R5), 치료조작실(R7) 등이 설치되어 있다.
주건물부(63)는, 지하 1층 및 지상 2층의 계층구조로 이루어지고, 지하 1층 부분(최하층)에 설치된 사이클론트론실(가속기실)(R1)에는 사이클론트론(입자가속기)(2)이 설치되어 있고, 지상 1층 부분에서 사이클론트론실(R1)의 바로 위에 설치된 제1 갠트리실(R13)에는 제1 회전 갠트리(7)가 설치되어 있으며, 지상 2층 부분에서 제1 갠트리실(R13)의 바로 위에 설치된 제2 갠트리실(R14)에는 제2 회전 갠트리(8)가 설치되어 있다. 또한, 주건물부(63)에는, 사이클론트론(2)과 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)를 연결하는 유도라인(10)이 배치되는 연락통로(11)가 설치되어 있다. 다만, 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)는, 제1 실시형태에 관한 회전 갠트리(3)와 실질적으로 마찬가지의 구성으로 이루어지므로, 상세 설명은 생략한다.
유도라인(10)은, 사이클론트론(2)의 진공상자(21)에 연결되어 수평방향으로 뻗어 있음과 함께, 연직 상방을 향해 대략 90도 만곡되어 연락통로(11) 내를 지나는 인출경로(10a)와, 인출경로(10a)로부터 분기하여, 인출경로(10a)에 대해서 수평방향을 향해 대략 90도 만곡되어 제1 회전 갠트리(7)에 연결되어 있는 제1 분기경로(10b)와, 인출경로(10a)로부터 분기하여, 인출경로(10a)에 대해서 수평방향을 향해 대략 90도 만곡되어 제2 회전 갠트리(8)에 연결되어 있는 제2 분기경로(10c)를 구비하고 있다.
유도라인(10)의 직선부분에는, 복수의 4극 전자석(41)이 배치되어 있고, 만곡부분에는 45도의 회전각도만큼 경로를 변경시키는 편향 전자석(42)이 2세트 배치되어, 합계 대략 90도의 만곡을 실현하고 있다. 또한, 유도라인(10)의 인출경로(10a), 제1 분기경로(10b) 및 제2 분기경로(10c)는, 이차원적, 즉 상하방향(연직방향)을 따라 뻗어 있는 가상평면(PL)(도 10 참조) 상에 배치되어 있다. 그 결과, 유도라인(10)에 안내되는 양자빔을 수속 및 커브시키기 위한 4극 전자석(41) 및 편향 전자석(42)의 수를 줄일 수 있다.
여기에서 양자빔의 궤도의 대칭성은, 이차원적으로 동일한 가상평면(PL) 상에 있으면 유지하기 쉽지만, 삼차원적으로 어긋나 있으면 유지하기 위한 조정이 어렵다. 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1B)에서는, 유도라인(10)의 인출경로(10a)와 복수의 분기경로(10b, 10c)가 동일한 가상평면(PL) 상에 있기 때문에, 양자빔의 궤도의 대칭성을 유지하기 쉬워져, 조사 정밀도의 향상에 유효하다.
본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1B)에 의하면, 제1 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A)와 마찬가지로, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다. 또한, 사이클론트론(2)은, 건조물(6B)의 최하층에 설치되어 있으므로, 회전 갠트리(7, 8)의 증설이 용이하다.
또한, 입자선 치료설비(1B)는 복수의 회전 갠트리(7, 8)를 구비하고, 복수의 회전 갠트리(7, 8)는, 주건물부(63)의 상이한 계층에 각각 설치되어 있다. 따라서, 부지면적에 따라, 상하방향으로 늘어서도록 복수의 회전 갠트리(7, 8)를 설치하는 것이 가능해지므로, 소정의 부지에 복수의 회전 갠트리(7, 8)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
(제3 실시형태)
다음으로 본 발명의 제3 실시형태에 관한 입자선 치료설비(가속입자 조사설비)(1C)에 대해, 도 12 내지 도 14를 참조해 설명한다. 다만, 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1C)에 관해서, 제1 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A) 또는 제2 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1B)와 마찬가지인 요소 및 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 관한 건조물(6C)은, 예컨대, 철근 콘크리트조, 철골 콘크리트조의 건축물이며, 콘크리트로 제조된 방사선 차폐벽에 의해, 각 방이 구획되어 있다. 또한, 건조물(6C)은, 주건물부(65)와 부건물부(64)를 구비하고 있다.
주건물부(65)는, 지하 1층 및 지상 2층의 계층구조로 이루어지고, 지하 1층 부분(최하층)에 설치된 사이클론트론실(가속기실)(R1)에는 사이클론트론(입자가속기)(2)이 설치되어 있으며, 지상 1층 부분에서 사이클론트론실(R1)의 바로 위에 설치된 갠트리실(R15)에는 회전 갠트리(3)가 설치되어 있고, 지상 2층 부분에서 갠트리실(R15)의 바로 위에 설치된 고정 조사실(R16)에는, 고정형 조사장치(12)가 설치되어 있다. 또한, 주건물부(65)에는, 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3) 및 고정형 조사장치(12)를 연결하는 유도라인(10)이 배치되는 연락통로(11)가 설치되어 있다.
고정형 조사장치(12)는, 환자가 앉는 치료대(12b), 치료대(12b) 위의 환자를 향해 양자빔을 조사하는 조사부(12a), 유도라인(10)에 의해 유도된 양자빔을 조사부(12a)에 도입하는 도입라인(12c)을 구비하고 있다. 고정형 조사장치(12)는, 상기 서술한 회전 갠트리(3)와는 달리, 회전부(30)를 구비하지 않는다. 조사부(12a)는, 소정 위치에 고정되어 있고, 환자의 특정 부위에의 양자빔의 조사는, 치료대(12b)의 상하이동 또는 회전에 의해 조정된다. 고정형 조사장치(12)는, 전립선이나 안구의 질환 치료에 이용된다.
본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1C)에서는, 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3) 및 고정형 조사장치(12)를, 건조물(6C)의 상이한 계층에 각각 설치하고 있고, 특히 사이클론트론(2)의 바로 위 또는 상방에 회전 갠트리(3) 또는 고정형 조사장치(12)를 설치하고 있으므로, 부지면적에 따라 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것이 가능해져, 결과적으로, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(3) 및 고정형 조사장치(12)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다. 또한, 사이클론트론(2)은 건조물(6C)의 최하층에 설치되어 있으므로, 회전 갠트리(3)의 증설이 용이하다.
또한, 유도라인(10)의 인출경로(10a), 제1 분기경로(10b) 및 제2 분기경로(10c)는, 이차원적, 즉 상하방향(연직방향)을 따라 뻗어 있는 가상평면(PL) 상에 배치되어 있다. 그 결과, 유도라인(10)에 안내되는 양자빔을 수속 및 커브시키기 위한 4극 전자석(41) 및 편향 전자석(42)의 수를 줄일 수 있다. 또한, 인출경로(10a)와 복수의 분기경로(10b, 10c)가 동일한 가상평면(PL) 상에 있기 때문에, 양자빔의 궤도의 대칭성을 유지하기 쉬워져, 조사 정밀도의 향상에 유효하다.
또한, 입자선 치료설비(1C)는 두 종류의 조사장치, 즉 회전 갠트리(3)와 고정형 조사장치(12)를 구비하고, 회전 갠트리(3)와 고정형 조사장치(12)는, 주건물부(65)의 상이한 계층에 각각 설치되어 있다. 따라서, 부지면적에 따라, 상하방향으로 늘어서도록 회전 갠트리(3)와 고정형 조사장치(12)를 설치하는 것이 가능해지므로, 소정의 부지에 종류가 상이한 회전 갠트리(3)와 고정형 조사장치(12)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
또한, 입자선 치료설비(1C)에서는, 회전형 조사장치인 회전 갠트리(3)와, 조사방향이 고정된 조사부(10a)를 가지는 고정형 조사장치(12)를 가지므로, 회전 갠트리(3)와 고정형 조사장치(12)의 사용 구분이 가능하게 되어, 환자에 대한 양자빔의 적절한 조사에 유효하다.
(제4 실시형태)
다음으로 본 발명의 제4 실시형태에 관한 입자선 치료설비(가속입자 조사설비)(1D)에 대해, 도 15 및 도 16을 참조해 설명한다. 다만, 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1D)에 관해서, 제1 내지 제3 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A~1C)와 마찬가지인 요소 및 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 관한 건조물(6D)은, 예컨대, 철근 콘크리트조, 철골 콘크리트조의 건축물이며, 콘크리트로 제조된 방사선 차폐벽에 의해, 각 방이 구획되어 있다. 또한, 건조물(6D)의 주(主)구조로서는, 지하 1층 및 지상 2층의 계층구조로 이루어지고, 지하 1층 부분(최하층)에 설치된 사이클론트론실(가속기실)(R1)에는 사이클론트론(입자가속기)(2)이 설치되어 있다. 또한, 지상 1층 부분에서 사이클론트론실(R1)의 바로 위에는 제1 갠트리실(R17)이 설치되어 있고, 제1 갠트리실(R17)에는 제1 회전 갠트리(7)가 설치되어 있다. 또한, 지상 2층 부분에서, 제1 갠트리실(R17)의 바로 위에 대해서 수평방향으로 어긋난 위치에는, 제2 갠트리실(R18)이 설치되어 있고, 제2 갠트리실(R18)에는 제2 회전 갠트리(8)가 설치되어 있다.
또한, 건조물(6D)에는, 사이클론트론(2)과 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)를 연결하는 유도라인(13)이 배치되는 연락통로(14)가 설치되어 있다. 연락통로(도 16 참조)(14)는 건조물(6D)의 대략 중앙에 설치되어 있다. 유도라인(13)은, 사이클론트론(2)의 진공상자(21)에 연결되어 수평방향으로 뻗어 있음과 함께, 연직 상방을 향해 대략 90도 만곡되어 연락통로(14) 내를 지나는 인출경로(13a)와, 인출경로(13a)로부터 분기하고, 인출경로(13a)에 대해서 수평방향을 향해 대략 90도 만곡되어 제1 회전 갠트리(7)에 연결되어 있는 제1 분기경로(13b)와, 인출경로(13a)로부터 분기하고, 인출경로(13a)에 대해서 수평방향을 향해 대략 90도 만곡되어 제2 회전 갠트리(8)에 연결되어 있는 제2 분기경로(13c)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1D)에서는, 제1 회전 갠트리(7)의 회전축선(P)을 지나는 가상의 연직평면(Pa)과 제2 회전 갠트리의 회전축선(P)을 지나는 가상의 연직평면(Pb)이 동일한 평면으로는 되어 있지 않고, 그로 인하여, 제1 분기경로(13b)와 제2 분기경로(13c)는 동일한 가상평면상에는 배치되어 있지 않다.
입자선 치료설비(1D)에서는, 사이클론트론(2)과 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)를, 건조물(6D)의 상이한 계층에 각각 설치하고 있고, 부지면적에 따라 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것이 가능해져, 그 결과로서, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(7, 8)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다. 또한, 사이클론트론(2)은, 건조물(6D)의 최하층에 설치되어 있으므로, 회전 갠트리(7, 8)의 증설이 용이하다.
또한, 입자선 치료설비(1D)에서는, 제1 회전 갠트리(7)와 제2 회전 갠트리(8)는, 수평방향으로 어긋나 지그재그 형상으로 설치되어 있으므로, 제1 회전 갠트리(7)의 가장 높은 부분을 피해 제2 회전 갠트리(8)를 설치할 수 있어, 건조물(6D)의 높이를 압축하기 쉬워진다.
다만, 입자선 치료설비(1D)에서는, 사이클론트론(2)의 바로 위에 제1 회전 갠트리(7)를 배치하고 있지만, 제1 회전 갠트리(7)를 사이클론트론(2)의 바로 위에서 수평방향으로 어긋나게 배치하고, 제2 회전 갠트리(8)를 사이클론트론(2)의 연직 상방에 배치하는 것과 같은 지그재그 형상의 배치이어도 좋다. 또한, 사이클론트론(2)의 중심을 지나는 연직선을 기준으로 하여 양방의 회전 갠트리(7, 8)가 좌우 교대로 어긋난 것과 같은 지그재그 형상의 배치여도 된다.
(제5 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제5 실시형태에 관한 입자선 치료설비(가속입자 조사설비)(1E)에 대해, 도 17을 참조해 설명한다. 다만, 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1E)에 관해서, 제1 내지 제4 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A~1D)와 마찬가지인 요소 및 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 관한 건조물(6E)은, 예컨대, 철근 콘크리트조, 철골 콘크리트조의 건축물이며, 콘크리트로 제조된 방사선 차폐벽에 의해, 각 방이 구획되어 있다. 또한, 건조물(6E)은, 지하 1층 및 지상 2층의 계층구조로 이루어진다. 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1E)에서는, 상기 서술한 각 실시형태에 비해, 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)와 사이클론트론(2)의 상하의 배치가 거꾸로 되어 있어, 건조물(6E)의 지상 2층 부분(최상층)에는, 사이클론트론(입자가속기)(2)이 설치되는 사이클론트론실(가속기실)(R19)이 설치되어 있고, 지상 1층 부분에는, 제1 회전 갠트리(7)가 설치되는 제1 갠트리실(R20)이 설치되어 있으며, 지하 1층 부분(최하층)에는, 제2 회전 갠트리(8)가 설치되는 제2 갠트리실(R21)이 설치되어 있다.
본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1E)에서는, 사이클론트론(2)과 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)를, 건조물(6E)의 상이한 계층에 각각 설치하고 있고, 부지면적에 따라 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것이 가능해져, 그 결과로서, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다.
(제6 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제6 실시형태에 관한 입자선 치료설비(가속입자 조사설비)(1F)에 대해, 도 18 내지 도 20을 참조해 설명한다. 다만, 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1F)에 관해서, 제1 내지 제5 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A~1E)와 마찬가지의 요소 및 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 관한 건조물(6F)은, 예컨대, 철근 콘크리트조, 철골 콘크리트조의 건축물이며, 콘크리트로 제조된 방사선 차폐벽에 의해, 각 방이 구획되어 있다. 또한, 건조물(6F)은, 주건물부(66)와 부건물부(67)를 구비하고 있다. 부건물부(67)는, 지하 3층 및 지상 1층의 계층구조로 이루어지고, 각 층에는, 냉각장치실(R3), 전원실(R4), 스태프실(R5), 방사화물 보관실(R6), 치료조작실(R7) 등이 설치되어 있다.
주건물부(66)는, 지하 1층 및 지상 1층의 계층구조로 이루어지고, 지하 1층 부분(최하층)에 설치된 사이클론트론실(가속기실)(R22)에는 사이클론트론(입자가속기)(2)이 설치되어 있다. 지상 1층 부분에는, 제1 갠트리실(R23)과 제2 갠트리실(R24)이 나란히 설치되어 있고, 제1 갠트리실(R23)에는 제1 회전 갠트리(7)가 설치되고, 제2 갠트리실(R24)에는 제2 회전 갠트리(8)가 설치되어 있다.
제1 갠트리실(R23)과 제2 갠트리실(R24)은, 방사선 차폐벽(71)을 사이에 두고 인접하고 있다. 제1 갠트리실(R23)은, 대략 직사각 형상으로 형성되어 있고, 정면측에는 미로구조로 이루어지는 통로(R12)가 형성되어 있으며, 접수처나 환자의 대기실 등이 설치된 공간에 연결되어 있다. 제1 회전 갠트리(7)는, 정면이 통로측을 향하고 대략 직사각 형상의 제1 갠트리실(R23)의 대각선을 따라 배치되어 있다. 제2 갠트리실(R24) 및 제2 회전 갠트리(8)는, 방사선 차폐벽(71)을 사이에 두고 제1 갠트리실(R23) 및 제1 회전 갠트리(7)에 대칭인 구조로 되어 있다.
제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)의 배면측에는, 양자빔의 궤도를 형성하는 유도라인(16)이 통과하는 연락통로(17)가 형성되어 있다. 유도라인(16)은, 사이클론트론(2)의 진공상자(21)에 연결되어 수평방향으로 뻗어 있음과 함께, 연직 상방을 향해 대략 90도 만곡되어 연락통로(17) 내를 지나며, 지상 1층 부분에서 수평방향을 향해 대략 90도 만곡하는 인출경로(16a)와, 인출경로(16a)에서부터 두 방향으로 분기하여 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)의 각각에 연결되어 있는 제1 분기경로(16b)와 제2 분기경로(16c)를 구비하고 있다.
제1 분기경로(16b)는, 수평면상에 배치되어 제1 회전 갠트리(7)에 접속되어 있고, 복수의 4극 전자석(41) 및 편향 전자석(42)의 배치에 의해, 양자빔의 수속 및 소정의 만곡 궤도의 형성이 도모되어 있다. 제2 분기경로(16c)는, 제1 분기경로(16b)와 동일 수평면상에 배치되어 제2 회전 갠트리(8)에 접속되어 있다.
제2 분기경로(16c)는, 인출경로(16a)로부터 분기하여 제1 분기경로(16b)로부터 나뉜 분기부(16d)와, 제1 분기경로(16b)보다 제2 회전 갠트리(8)로부터 멀어지도록 우회하여 제1 분기경로(16b)와 교차하는 우회교차부(16e)와, 우회교차부(16e)로부터 제2 회전 갠트리(8)에 접속되는 접속부(16f)를 가진다.
인출경로(16a)로부터의 양자빔을 제2 회전 갠트리(8)에 적절히 도입하는 소정의 궤도를 형성하기 위해서는, 제2 분기경로(16c)로서 어느 정도의 거리(경로길이)가 필요하다. 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1)에서는, 제2 분기경로(16c)의 경로길이를 확보하기 위해 제1 회전 갠트리(7)와 제2 회전 갠트리(8)를 떼어 놓는 것이 아니라, 제2 분기경로(16c)에 우회교차부(16e)를 형성함으로써, 제2 분기경로(16c)의 경로길이를 용이하게 확보할 수 있고, 또한, 제2 분기경로(16c)와 제1 분기경로(16b)를 교차시킴으로써 컴팩트하게 할 수 있으며, 따라서, 제1 회전 갠트리(7)와 제2 회전 갠트리(8)의 배치를 가능한 한 가깝게 하는 것이 가능해진다. 그 결과로서, 제1 회전 갠트리(7)와 제2 회전 갠트리(8)를 소정의 부지면적 내에 효율적으로 배치하기 쉬워진다.
본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1F)에서는, 사이클론트론(2)과 제1 회전 갠트리(7) 및 제2 회전 갠트리(8)를, 건조물(6F)의 상이한 계층에 각각 설치하고 있고, 부지면적에 따라 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것이 가능해져, 그 결과로서, 소정의 부지에 사이클론트론(2)과 회전 갠트리(7, 8)를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다. 또한, 사이클론트론(2)은, 건조물(6F)의 최하층에 설치되어 있으므로 회전 갠트리(7, 8) 등의 조사장치의 증설이 용이하다.
또한, 본 실시형태에서는, 복수의 회전 갠트리(7, 8)는 동일한 계층, 즉 지상 1층 부분에 설치되어 있기 때문에, 건조물(6F)의 높이를 그다지 높게 할 수 없는 경우 등에 유효하다.
또한, 유도라인(16)의 제2 분기경로(16c)는, 제1 분기경로(16b)보다 제2 회전 갠트리(8)로부터 멀어지도록 우회하여 제1 분기경로(16b)와 교차하는 우회교차부(16e)를 가지므로, 제2 분기경로(16c)의 경로길이를 길게 취하면서, 제1 회전 갠트리(7)에 인접하는 제2 회전 갠트리(8)에 용이하게 접속 가능한 구성을 실현하기 쉽다.
여기서, 상기 서술한 유도라인(16)의 제1 분기경로(16b) 및 제2 분기경로(16c)의 구성을 채용함으로써, 사이클론트론(입자가속기)과 복수의 조사장치를, 건조물의 동일한 계층에 모두 설치하는 태양이어도, 소정의 부지에 사이클론트론 및 복수의 조사장치를 효율 좋게 설치할 수 있다. 예컨대, 사이클론트론(2)의 진공상자(21)에 접속하는 인출경로(16a)로부터 분기하는 제1 분기경로(16b) 및 제2 분기경로(16c)를 동일한 계층에 배치하고, 그리고, 제1 분기경로(16b)는 제1 회전 갠트리(7)에 접속하고, 제2 분기경로(16c)는 제2 회전 갠트리(8)에 접속하는 구성으로 한다. 이 경우, 제2 분기경로(16c)는 우회교차부(16e)를 가지므로, 제2 분기경로(16c)의 경로길이를 확보하기 쉬워지며, 또한, 제2 분기경로(16c)와 제1 분기경로(16b)는 교차하므로 컴팩트화를 용이하게 실현할 수 있다.
(제7 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제7 실시형태에 관한 입자선 치료설비(가속입자 조사설비)(1G)에 대해, 도 21 내지 도 23을 참조해 설명한다. 다만, 본 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1G）에 관해서, 제1 내지 제6 실시형태에 관한 입자선 치료설비(1A~1F)와 마찬가지인 요소 및 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 관한 건조물(6G)은, 예컨대, 철근 콘크리트조, 철골 콘크리트조의 건축물이며, 콘크리트로 제조된 방사선 차폐벽에 의해, 각 방이 구획되어 있다. 또한, 건조물(6G)은, 주건물부(68)와 부건물부(69)를 구비하고 있다. 부건물부(69)는, 지하 3층 및 지상 1층의 계층구조로 이루어지고, 각 층에는, 냉각장치실(R3), 전원실(R4), 스태프실(R5), 방사화물 보관실(R6), 치료조작실(R7) 등이 설치되어 있다.
주건물부(68)는, 지하 1층 및 지상 1층의 계층구조로 이루어지고, 지하 1층 부분(최하층)에 설치된 사이클론트론실(가속기실)(R25)에는 사이클론트론(입자가속기)(2)이 설치되어 있다. 지상 1층 부분에는, 갠트리실(R26)과 고정 조사실(R27)이 나란히 형성되어 있고, 갠트리실(R26)에는 회전 갠트리(3)가 설치되며, 고정 조사실(R27)에는 고정형 조사장치(12)가 설치되어 있다.
갠트리실(R26)과 고정 조사실(R27)은, 방사선 차폐벽(72)을 사이에 두고 인접하고 있다. 또한, 갠트리실(R26) 및 고정 조사실(R27)에 인접하여 유도라인(18)이 통과하는 연락통로(19)가 형성되어 있다. 유도라인(18)은, 사이클론트론(2)의 진공상자(21)에 연결되어 수평방향으로 뻗어 있음과 함께, 연직 상방을 향해 대략 90도 만곡되어 연락통로(19) 내를 지나며, 지상 1층 부분에서 수평방향을 향해 대략 90도 만곡하는 인출경로(18a)와, 인출경로에서부터 두 방향으로 분기하여 회전 갠트리(3) 및 고정형 조사장치(12)의 각각에 연결되어 있는 제1 분기경로(18b)와 제2 분기경로(18c)를 구비하고 있다.
본 실시형태에 관한 입자선 치료설비에서는, 사이클론트론과 회전 갠트리 및 고정형 조사장치를, 건조물의 상이한 계층에 각각 설치하고 있고, 부지면적에 따라 부지 점유면적을 최대한 줄이는 것이 가능해져, 그 결과로서, 소정의 부지에 사이클론트론과 회전 갠트리 및 고정형 조사장치를 효율 좋게 설치하기 쉬워진다. 또한, 사이클론트론은, 건조물의 최하층에 설치되어 있으므로 회전 갠트리 등의 조사장치의 증설이 용이하다. 또한, 본 실시형태에서는, 회전 갠트리와 고정형 조사장치의 사용 구분이 가능하게 되어, 환자에 대한 양자빔의 적절한 조사에 유효하다.
이상, 본 발명을 그 실시형태에 근거해 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태에서는, 복수의 조사장치로서 복수의 회전 갠트리를 설치한 태양, 회전 갠트리와 고정형 조사장치를 설치한 태양을 설명했지만, 복수의 고정형 조사장치를 구비한 태양이어도 된다. 또한, 입자가속기는 사이클론트론으로 한정되지 않고, 싱크로트론이나 싱크로 사이클로트론이어도 된다. 또한, 입자선(가속입자)은 양자빔으로 한정되지 않고, 탄소 빔(중립자 빔) 등이어도 된다.
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G…입자선 치료설비(가속입자 조사설비)
2…사이클론트론(입자가속기)
3, 7, 8…회전 갠트리(회전형 조사장치)
4, 10, 13, 16, 18…유도라인
6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G…건조물
10a…인출경로
10b, 13b, 16b, 18b…제1 분기경로
10c, 13c, 16c, 18c…제2 분기경로
12…고정형 조사장치
12a…고정형 조사장치의 조사부
30…회전부
32…회전 갠트리의 조사부
P…회전축선
PL…가상평면
r1×2…회전 갠트리의 최대폭
L1…회전 갠트리의 회전축선 방향의 길이

Claims (8)

  1. 복수 층의 계층구조로 이루어지는 건물에 설치된 가속입자 조사설비에 있어서,
    상기 가속입자를 생성하는 입자가속기와,
    상기 입자가속기에서 생성된 가속입자를 조사함과 함께, 상기 입자가속기가 설치된 계층보다 상측의 계층 및 하측의 계층 중 적어도 일방에 설치된 조사장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 입자가속기는, 상기 건물의 최하층에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 조사장치는, 회전축선 둘레로 회전 가능한 회전부와, 상기 입자가속기에서 생성된 가속입자를 조사목표를 향해 조사 가능함과 함께, 상기 회전부의 회전에 따라 조사방향이 변화하는 조사부를 가지고,
    상기 조사장치는, 상기 회전축선과 직교하는 방향에서의 최대폭보다, 상기 회전축선 방향의 길이가 짧은 박형인 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 조사장치를 복수 구비하고,
    복수의 상기 조사장치는, 상기 건물의 상이한 계층에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
  5. 청구항 4에 있어서,
    복수의 상기 조사장치 및 상기 입자가속기에 접속됨과 함께, 상기 입자가속기에서 생성된 상기 가속입자를 복수의 상기 조사장치 각각에 유도하는 유도라인을 더욱 구비하고,
    상기 유도라인은, 상기 입자가속기에 접속된 인출경로와, 상기 인출경로에서 분기하여 상기 조사장치 각각에 접속된 복수의 분기경로를 가지고,
    상기 인출경로와 상기 분기경로는, 동일한 가상평면상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 조사장치를 복수 구비하고,
    복수의 상기 조사장치는, 수평방향으로 어긋나게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 조사장치를 복수 구비하고,
    복수의 상기 조사장치는, 동일한 계층에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 조사장치를 복수 구비하고,
    복수의 상기 조사장치 중, 일부(一部)는, 회전축선 둘레로 회전 가능한 회전부와, 상기 입자가속기에서 생성된 가속입자를 조사목표를 향해 조사 가능함과 함께, 상기 회전부의 회전에 따라 조사방향이 변화하는 조사부를 가지는 회전형 조사장치이고, 타부(他部)는, 조사방향이 고정된 조사부를 가지는 고정형 조사장치인 것을 특징으로 하는 가속입자 조사설비.
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