KR102528874B1 - 입자선 치료 시스템, 입자선 치료 시스템의 구축 방법 및 입자선 치료 장치 - Google Patents

Abstract

공사를 행할 때에 치료가 중단되는 기간을 짧게 해서 가동률을 향상시킬 수 있는 입자선 치료 시스템의 구축 기술을 제공한다. 입자선 치료 시스템(1)은, 하전 입자를 가속하는 원형 가속기(3)와, 원형 가속기(3)에 의해 가속된 하전 입자를 조사실(18)로 안내하는 빔 수송 라인과, 원형 가속기(3) 및 빔 수송 라인(4)이 배치되는 방사선 관리 구역(16)의 주위에 있어서, 원형 가속기(3) 및 빔 수송 라인(4)으로부터 생기는 방사선을 차폐하는 차폐벽(23)과, 차폐벽(23)에 있어서의 밖과 방사선 관리 구역(16)을 격리하는 위치에 마련되고, 조사실(19)의 증설용 개구부를 형성 가능한 특정부(34)와, 특정부(34)를 폐색하고, 이 특정부(34)를 통과하는 방사선을 차폐하는 폐색부(35)를 구비한다.

Description

입자선 치료 시스템, 입자선 치료 시스템의 구축 방법 및 입자선 치료 장치

본 발명의 실시형태는, 입자선 치료 시스템, 입자선 치료 시스템의 구축 방법 및 입자선 치료 장치에 관한 것이다.

종래, 입자선 빔을 환자의 환부(암)에 조사하여 치료를 행하는 입자선 치료 시스템이 있다. 이러한 입자선 치료 시스템에서는, 시스템의 갱신을 행할 때에, 새로운 치료실을 마련하도록 하고, 이 새로운 치료실과 기설(旣設) 치료실을 번갈아 운전함으로써, 치료를 계속하면서, 시스템의 갱신을 행하도록 하고 있다.

일본국 특개2018-38628호 공보

입자선 치료 시스템에서는, 가속기가 배치되는 방사선 관리 구역의 주위에 방사선을 차폐하는 두꺼운 차폐벽이 마련되어 있고, 미리 건물 내에 마련된 미정비 치료실 이외에서 시스템의 갱신을 행할 때에는, 이 차폐벽의 일부를 헐고, 가속기를 연장하기 위한 경로를 구축해야만 한다. 그 때문에, 차폐벽의 철거 공사에 시간이 걸려, 치료가 중단되는 기간이 길어져 버려, 시스템의 가동률이 저하해 버린다는 과제가 있다.

본 발명의 실시형태는, 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 공사를 행할 때에 치료가 중단되는 기간을 짧게 해서 가동률을 향상시킬 수 있는 입자선 치료 시스템의 구축 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시형태에 따른 입자선 치료 시스템은, 하전 입자를 가속하는 원형 가속기와, 상기 원형 가속기에 의해 가속된 상기 하전 입자를 조사실로 안내하는 빔 수송 라인과, 상기 원형 가속기 및 상기 빔 수송 라인이 배치되는 방사선 관리 구역의 주위에 있어서, 상기 원형 가속기 및 상기 빔 수송 라인으로부터 생기는 방사선을 차폐하는 차폐벽과, 상기 차폐벽에 있어서의 밖과 상기 방사선 관리 구역을 격리하는 위치에 마련되고, 상기 조사실의 증설용 개구부를 형성 가능한 특정부와, 상기 특정부를 폐색하고, 이 특정부를 통과하는 상기 방사선을 차폐하는 폐색부를 구비한다.

도 1은 제1 실시형태의 신설 시의 입자선 치료 시스템을 나타내는 평면도.
도 2는 제1 실시형태의 증설 시의 입자선 치료 시스템을 나타내는 평면도.
도 3은 제1 실시형태의 특정부와 폐색부를 나타내는 평면도.
도 4는 제1 실시형태의 특정부와 폐색부를 나타내는 측면도.
도 5는 전자석 장치를 나타내는 평면도.
도 6은 신설 시의 입자선 치료 시스템의 구축 방법을 나타내는 플로우 차트.
도 7은 증설 시의 입자선 치료 시스템의 구축 방법을 나타내는 플로우 차트.
도 8은 제2 실시형태의 특정부와 폐색부를 나타내는 평면도.
도 9는 제3 실시형태의 특정부와 폐색부를 나타내는 평면도.
도 10은 제3 실시형태의 특정부와 폐색부를 나타내는 측면도.
도 11은 제4 실시형태의 특정부와 바닥 기준부를 나타내는 측면도.

(제1 실시형태)

이하, 본 실시형태를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 우선, 제1 실시형태의 입자선 치료 시스템에 대해서 도 1 내지 도 7을 이용하여 설명한다. 도 1의 부호 1은, 입자선 치료 시스템이다. 이 입자선 치료 시스템(1)에서는, 탄소 이온 등의 입자선 빔을 피검체로서의 환자의 병소 조직(암)에 조사하여 치료를 행한다.

입자선 치료 시스템(1)을 이용한 방사선 치료 기술은, 중입자선 암 치료 기술 등이라고도 칭해진다. 이 기술은, 암 병소(환부)를 탄소 이온이 핀포인트로 저격하여, 암 병소에 대미지를 주면서, 정상 세포에의 대미지를 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다. 또, 입자선이란, 방사선 중에서도 전자보다 무거운 것으로 정의되고, 양자선, 중입자선 등이 포함된다. 이 중 중입자선은, 헬륨 원자보다 무거운 것으로 정의된다.

중입자선을 이용하는 암 치료에서는, 종래의 엑스선, 감마선, 양자선을 이용한 암 치료와 비교하여 암 병소를 살상하는 능력이 높고, 환자의 몸의 표면에서는 방사선량이 약하고, 암 병소에 있어서 방사선량이 피크가 되는 특성을 갖고 있다. 그 때문에, 조사 횟수와 부작용을 적게 할 수 있어, 치료 기간을 보다 짧게 할 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 입자선 치료 시스템(1)은, 하전 입자인 탄소 이온을 생성하는 이온원(2)과, 탄소 이온을 가속해서 입자선 빔으로 하는 링 형상의 원형 가속기(3)와, 입자선 빔을 수송하는 빔 수송 라인(4)과, 입자선 빔이 조사되는 환자가 배치되는 회전 갠트리(5)를 구비한다.

우선, 이온원(2)에서 생성된 탄소 이온은, 원형 가속기(3)에 입사된다. 이 탄소 이온은, 원형 가속기(3)를 약 100만회 주회(周回)할 동안에 광속의 약 70％까지 가속되어, 입자선 빔이 된다. 그리고, 이 입자선 빔이 빔 수송 라인(4)을 통해 2개의 회전 갠트리(5)까지 안내된다.

원형 가속기(3)는, 자장과 가속 전장의 주파수를 제어함으로써 탄소 이온을 가속하는 고주파 가속 공동(空洞)과, 이온원(2)으로부터 원형 가속기(3)에 탄소 이온을 입사시키는 입사 장치와, 원형 가속기(3)로부터 빔 수송 라인(4)에 탄소 이온의 입자선 빔을 출사시키는 출사 장치를 구비한다.

원형 가속기(3) 및 빔 수송 라인(4)은, 내부가 진공이 되는 진공 덕트(6∼9)(빔 파이프)를 구비한다(도 5 참조). 이들 진공 덕트(6∼9)의 내부를 입자선 빔이 진행한다. 원형 가속기(3) 및 빔 수송 라인(4)이 갖는 진공 덕트(6∼9)가 일체가 되고, 입자선 빔을 회전 갠트리(5)까지 안내하는 수송 경로를 구성한다. 즉, 진공 덕트(6∼9)는, 입자선 빔을 통과시키는데 충분한 진공도를 갖는 밀폐된 연속 공간이다.

원형 가속기(3) 및 빔 수송 라인(4)은, 입자선 빔을 제어하는 전자석 장치(10∼12)를 구비한다(도 2 및 도 5 참조). 각각의 전자석 장치(10∼12)는, 진공 덕트(6∼9)의 외주(外周)를 둘러싸도록 배치된다. 또한, 복수의 전자석 장치(10∼12)가, 진공 덕트(6∼9)가 연장되는 방향을 따라 나열해 있다.

이들 전자석 장치(10∼12)에는, 다양한 종류의 것이 이용된다. 예를 들면, 원형 가속기(3)에 이용되는 편향 전자석 장치(10), 빔 수송 라인(4)에 이용되는 입자선 빔의 수속(收束) 및 발산을 제어하는 제어용 사극 전자석 장치(11), 입자선 빔의 진행 방향의 변경에 이용되는 편향 전자석 장치(12) 등이다.

회전 갠트리(5)는, 원통 형상을 이루는 대형의 장치이다. 이 회전 갠트리(5)는, 그 원통의 중심축이 수평 방향을 향하도록 설치된다. 그리고, 이 축을 중심으로 해서 회전 갠트리(5)가 회전 가능하게 되어 있다. 또, 회전 갠트리(5)에는, 빔 수송 라인(4)으로부터 연장된 진공 덕트 및 전자석 장치가 부착된다. 회전 갠트리(5)에 있어서, 진공 덕트는, 우선, 회전 갠트리(5)의 중심축을 따라 안내되고, 회전 갠트리(5)의 원통 외주측을 향하여 일단 연장된 후에, 다시 회전 갠트리(5)의 내주측을 향하여 연장된다.

회전 갠트리(5)에는, 빔 수송 라인(4)에 의해 안내된 입자선 빔을 환자를 향하여 조사하는 조사부가 마련된다. 이 입자선 빔은, 조사부로부터 빔 진행 방향에 대하여 직교하는 2방향으로 주사되어 조사된다. 또, 환자는, 회전 갠트리(5)의 내부에 마련된 베드에 재치(載置)된다. 이 베드는, 환자를 재치한 상태에서 이동 가능하게 되어 있다. 이 베드의 이동에 의해 환자를 입자선 빔의 조사 위치로 이동시켜 위치 맞춤을 행할 수 있다. 그 때문에, 환자의 병소 조직에 최적인 정밀도로 입자선 빔을 조사할 수 있다.

또한, 회전 갠트리(5)를 회전시킴으로써, 환자를 중심으로 해서 조사부를 회전시킬 수 있다. 그리고, 환자의 주위의 어느 방향에서도 입자선 빔을 조사할 수 있다. 즉, 회전 갠트리(5)는, 빔 수송 라인(4)에 의해 안내된 하전 입자의 환자에 대한 조사 방향을 변경 가능한 장치이다. 그 때문에, 환자의 부담을 경감하면서, 최적인 방향에서 입자선 빔을 정확하게 환부에 조사할 수 있다.

입자선 빔은, 환자의 체내를 통과할 때에 운동 에너지를 잃어버려 속도가 저하함과 함께, 속도의 제곱에 거의 반비례하는 저항을 받아, 어떤 일정한 속도까지 저하하면 급격히 정지한다. 그리고, 입자선 빔의 정지점 근방에서는, 브래그 피크라고 불리는 고에너지가 방출된다. 입자선 치료 시스템(1)은, 이 브래그 피크를 환자의 병소 조직(환부)의 위치에 맞춤으로써, 정상 조직의 대미지를 억제하면서, 병소 조직만을 사멸시킬 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 입자선 치료 시스템(1)은, 원형 가속기(3)와 빔 수송 라인(4)과 회전 갠트리(5)를 수용하는 주건물(15)을 구비한다. 주건물(15)은, 철근 콘크리트 등으로 형성된 견고한 건축물이다. 제1 실시형태에서는, 원형 가속기(3)와 빔 수송 라인(4)과 회전 갠트리(5)가 모두 동일 계층에 설치되는 주건물(15)을 예시하고 있다.

주건물(15)의 내부는, 원형 가속기(3)가 설치되는 가속기실을 비롯한 방사선 관리 구역(16)과 그 이외의 통상 구역으로 나뉜다. 방사선 관리 구역(16)이란, 사람이 방사선의 불필요한 피폭을 방지하기 위해, 방사선량이 일정 이상 있는 장소를 명확히 구분하여, 사람의 불필요한 출입을 방지하기 위해 마련되는 구역이다. 이 방사선 관리 구역(16)의 설치는, 법령에 의해 정해져 있다.

원형 가속기(3)와 빔 수송 라인(4)과 회전 갠트리(5)는, 운전 중에 방사선을 방사하는 기기이기 때문에, 방사선 관리 구역(16)에 마련되어 있다. 또, 주건물(15)의 방사선 관리 구역(16)에는, 2개의 회전 갠트리(5)가 마련되어 있다. 이들 회전 갠트리(5)가 각각 배치되는 제1 치료실(17)과 제2 치료실(18)이 마련된다. 이들 치료실(17, 18)이 하전 입자의 조사가 행해지는 조사실로 되어 있다.

빔 수송 라인(4)은, 원형 가속기(3)로부터 연장되는 메인 수송 라인(20)과, 이 메인 수송 라인(20)으로부터 분기(分岐)되어 치료실(17, 18)까지 연장되는 서브 수송 라인(21, 22)으로 이루어진다. 메인 수송 라인(20)에 대하여 서브 수송 라인(21, 22)이 접속되는 부분에는, 입자선 빔의 진행 방향을 변경 가능한 편향 전자석 장치(12)가 마련된다.

주건물(15)은, 방사선 관리 구역(16)의 주위를 구획하고, 방사선을 차폐하는 차폐벽(23)과, 통상 구역에서 이용되고, 방사선의 차폐를 상정하고 있지 않은 통상벽(24)을 구비한다.

차폐벽(23)에 의해 방사선 관리 구역(16)의 외부로 방사선이 누출되지 않도록 되어 있다. 이 차폐벽(23)의 두께(T)는, 1∼2m 이상으로 되어 있다. 또, 차폐벽(23)의 내부에 납 또는 철 등의 금속판을 마련했을 경우에는, 차폐벽(23)의 두께(T)가 1m 미만이어도 된다. 방사선 관리 구역(16)의 천장 부분은, 콘크리트로 형성한 소정의 두께를 갖는 천장판으로 덮인다.

방사선은, 주로 빔의 편향부 그리고 정지부(소실부)에서 발생하고, 특히 빔 편향 시에 접선 방향을 향하여 발생하기 때문에, 원형 가속기(3) 또는 빔 수송 라인(4)을 수평으로 배치할 경우에는, 수평 방향에 대해 충분한 차폐 능력을 갖는 구조로 한다. 그 때문에, 차폐벽(23)은, 천장판과 비교하여 큰 차폐 능력을 가진다.

또, 주건물(15)의 내부에 있어서, 로비(25), 복도(26), 진찰실(27), 스탭실(28), 환자의 대기실(29) 등의 시설은, 통상 구역에 마련된다. 환자의 대기실(29)로부터 치료실(17, 18)까지의 사람의 진입 경로는, 차폐벽(23)으로 형성되며, 또한 평면에서 볼 때 굴곡된 크랭크 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 치료실(17, 18)로부터 환자의 대기실(29)을 향하여 방사선이 누출되지 않는다.

또, 본 실시형태에서는, 원형 가속기(3), 빔 수송 라인(4), 회전 갠트리(5)를 제어하는 제어 장치(50)가 주건물(15)에 마련되어 있다. 이 제어 장치(50)는, 소정의 안전 조건을 충족시키는지의 여부를 항상 감시하고, 소정의 안전 조건을 충족시키지 않을 경우에 원형 가속기(3)의 운전을 금지하고, 운전 중이면 긴급 정지하는 인터로크(51)를 구비한다.

입자선 치료 시스템(1)을 건설하기 위해서는, 다액의 예산을 필요로 한다. 그 때문에, 입자선 치료 시스템(1)을 신설할 때에는, 초기 비용을 억제하기 위해, 치료실(17, 18) 등의 설비의 수를 억제해 둔다. 그리고, 운영을 개시하여 몇 년 후에 경영이 안정됐을 때 증설 공사를 행하고, 설비의 수를 늘리도록 한다. 본 실시형태에서는, 주건물(15)에 인접하여 증설용 부지(30)가 미리 확보되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 증설용 건물(31)에는, 1개의 회전 갠트리(5)가 마련되어 있다. 이 회전 갠트리(5)에 대응하는 제3 치료실(19)이 마련되어 있다. 이 치료실(19)이 하전 입자의 조사가 행해지는 조사실로 되어 있다. 이 제3 치료실(19)의 증설에 수반하여, 환자의 대기실(29) 등의 다른 시설도 증설된다.

증설용 건물(31)은, 주건물(15)과 일체가 되도록 세워진다. 즉, 증설용 건물(31)은, 주건물(15)과 같은 계층에 회전 갠트리(5)를 설치하는 건축물로 되어 있다. 또한, 증설용 건물(31)의 바닥면의 높이는, 주건물(15)의 바닥면의 높이와 같아져 있다.

이와 같이 하면, 입자선 치료 시스템(1)의 신설 시에, 가장 비용이 증가하는 장치인 회전 갠트리(5)의 설치 수를 억제하여 신설 시의 비용을 저감시키면서, 그 후에 회전 갠트리(5)를 증설하여 가동률을 향상시킬 수 있다.

증설용 건물(31)의 내부는, 방사선 관리 구역(16)과 그 이외의 통상 구역으로 나뉜다. 증설용 건물(31)의 방사선 관리 구역(16)은, 주건물(15)로부터 확장된다. 또한, 증설용 건물(31)은, 방사선 관리 구역(16)의 주위를 구획하는 증설용 차폐벽(32)과, 통상 구역에서 이용되는 증설용 통상벽(33)을 구비한다.

증설용 건물(31)에는, 원형 가속기(3)가 마련되어 있지 않으므로, 주건물(15)로부터 증설용 건물(31)까지 빔 수송 라인(4)이 연장된다. 빔 수송 라인(4)은, 주건물(15)의 차폐벽(23)에 마련된 증설용 개구부인 특정부(34)를 통해 연장된다. 연장은, 주건물(15) 내의 빔 수송 라인(4)과 증설용 건물(31) 내에 마련하는 증설용 빔 수송 라인(4)을 접속해서 행한다. 본 실시형태에서는, 주건물(15)의 신설 시에 특정부(34)가 미리 마련된다.

이하, 도 1 및 도 2의 지면(紙面) 좌측을 건물(15, 31)의 서측으로 하고, 지면 우측을 건물(15, 31)의 동측으로 하고, 지면 상측을 건물(15, 31)의 북측으로 하고, 지면 하측을 건물(15, 31)의 남측으로 해서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 주건물(15)의 신설 시에 있어서, 차폐벽(23)에 특정부(34)가 마련된다. 이 특정부(34)는, 차폐벽(23)을 관통하는 개구부이다. 즉, 특정부(34)는, 주건물(15)로부터 증설용 건물(31)까지 연통(連通)되는 연통부이다. 또한, 특정부(34)를 폐색하고, 이 특정부(34)를 통과하는 방사선을 차폐하는 폐색부(35)가 마련된다. 제1 실시형태에서는, 폐색부(35)가 방사선을 차폐하는 차폐문이다.

본 실시형태의 「밖」으로서 지붕이 마련되어 있지 않은 옥외를 예시한다. 특정부(34)는, 차폐벽(23)에 있어서의 옥외와 방사선 관리 구역(16)을 격리하는 위치에 마련된다. 예를 들면, 도 1의 주건물(15)에서는, 차폐벽(23)의 서측과 북측과 동측의 벽면은, 옥외에 면해 있다. 이에 대하여 차폐벽(23)의 남측의 벽면은, 환자의 대기실(29) 등의 옥내에 면해 있다. 그래서, 특정부(34)를 차폐벽(23)의 동측의 위치에 마련하도록 한다.

또, 본 실시형태의 「밖」은, 반드시 옥외가 아니어도 되고, 방사선 관리 구역(16)의 밖이면, 지붕이 마련된 옥내여도 된다. 예를 들면, 특정부(34)가 마련되는 위치가, 용이하게 철거 가능한 통상벽(24)으로 둘러싸인 옥내와 방사선 관리 구역(16)을 격리하는 위치여도 된다.

또한, 특정부(34)는, 차폐벽(23)에 있어서의 원형 가속기(3)로부터 먼 측의 위치에 마련된다. 예를 들면, 도 1의 주건물(15)에서는, 방사선 관리 구역(16) 내의 서측으로 치우쳐 원형 가속기(3)가 마련되어 있다. 그래서, 차폐벽(23)의 옥외와 면해 있는 벽면 중, 동측의 위치에 특정부(34)를 마련하도록 한다. 이것은, 방사선 관리 구역(16)의 도심(圖心)(Z)과 원형 가속기(3)의 중심(C)을 잇는 선과 직교하고, 도심(Z)을 지나는 선을 경계(K)로 했을 때에, 이 경계(K)에 대하여, 원형 가속기(3)의 중심(C)이 위치하는 영역(서측의 영역)과 반대측의 영역(동측의 영역)의 위치라고 할 수 있다. 즉, 평면에서 볼 때의 방사선 관리 구역(16)의 도심(Z)에 대하여 원형 가속기(3)의 중심(C)이 위치하는 영역과 반대측의 위치에 특정부(34)를 마련하도록 한다.

또, 본 실시형태의 「도심」이란, 도형의 무게 중심 위치를 말하며, 그 위치를 지점(支点)으로 했을 때에, 도형이 균형이 잡히는 점을 말한다. 예를 들면, 도형이 직사각형일 경우에, 그 도심은, 직사각형의 대각선의 교점이 된다.

방사선 관리 구역(16) 내에는, 원형 가속기(3)와 치료실(17, 18)이 마련되어 있고, 원형 가속기(3)가 한쪽으로 치우쳐 마련되어 있을 경우에는, 다른쪽에 치료실(17, 18)이 마련된다. 그러므로, 이와 같이 하면, 치료실(19)을 치료실(17, 18)에 근접하여 증설할 때에, 특정부(34)를 통해 주건물(15)로부터 증설용 건물(31)까지 짧은 거리로 빔 수송 라인(4)을 연장할 수 있다.

또한, 특정부(34)는, 메인 수송 라인(20)이 연장되는 방향의 더 앞의 위치에 마련된다. 도 1의 주건물(15)에서는, 서측의 원형 가속기(3)로부터 동측을 향하여 메인 수송 라인(20)이 연장되고, 입자선 빔은, 서측으로부터 동측을 향하여 수송된다. 그래서, 특정부(34)를, 메인 수송 라인(20)을 수송 방향의 하류로 연장했을 경우의 가상선(V)과 차폐벽(23)이 교차하는 위치에 마련하도록 한다. 이와 같이 하면, 제3 치료실(19)을 증설할 때에, 주건물(15) 내에서 추가적인 편향 전자석 장치(12)를 마련하지 않고 증설용 건물(31)까지 빔 수송 라인(4)을 연장할 수 있다.

또, 메인 수송 라인(20)의 단부(端部)에는, 원형 가속기(3)로부터 가장 떨어진 위치에 있는 제2 치료실(18)로 연장되는 서브 수송 라인(22)이 마련되어 있다. 이 서브 수송 라인(22)과 메인 수송 라인(20)의 접속부에는, 편향 전자석 장치(12b)가 마련된다. 이 편향 전자석 장치(12b)의 근방에 특정부(34)를 마련하도록 해도 된다.

또한, 특정부(34)는, 차폐벽(23)에 있어서의 제3 치료실(19)의 증설용 부지(30)와 방사선 관리 구역(16)을 격리하는 위치에 마련된다. 도 1의 주건물(15)에서는, 주건물(15)의 동측에 증설용 부지(30)가 마련되어 있다. 그래서, 특정부(34)는, 차폐벽(23)의 동측의 위치에 마련하도록 한다. 이와 같이 하면, 제3 치료실(19)의 증설용 부지(30)에 근접하여 증설용 개구부를 마련할 수 있으므로, 빔 수송 라인(4)의 연장 경로를 최단으로 할 수 있다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 특정부(34)는, 측면에서 볼 때 직사각 형상을 이루는 개구부이다. 이 특정부(34)는, 주건물(15)의 신설 시에, 차폐벽(23)이 수평 방향으로 관통됨으로써 형성된다. 또한, 특정부(34)를 폐색하는 폐색부(35)는, 그 내부에 납 또는 철 등의 금속판(36)을 마련한 차폐문이다. 이 폐색부(35)에 의해 특정부(34)를 폐색함으로써, 방사선 관리 구역(16)으로부터 방사선이 외부로 누출되지 않게 된다.

특정부(34)의 종 방향의 개구 치수(Q1)는, 약 60㎝로 되어 있다. 특정부(34)의 횡 방향의 개구 치수(Q2)는, 약 80㎝로 되어 있다. 또, 특정부(34)의 종횡의 개구 치수(Q1, Q2)는, 1m 이하가 바람직하다. 예를 들면, 빔 수송 라인(4)에 이용되는 편향 전자석 장치(12)의 단변 방향의 치수(L1) 및 장병 방향의 치수(L2)는, 1∼2m 정도이다(도 5 참조). 이에 대하여 특정부(34)의 개구 치수(Q1, Q2)는, 편향 전자석 장치(12)가 통과 불능인 치수로 되어 있다. 또, 다른 전자석 장치의 치수도 대략 1∼2m 정도이다.

특정부(34)의 종횡의 개구 치수(Q1, Q2)가 1m 이하임으로써, 개구 치수를 최소한으로 하면서, 증설용 빔 수송 라인(4)을 구성하는 진공 덕트(8)와 케이블(37)을, 특정부(34)를 통해 설치할 수 있다. 개구 치수를 최소한으로 함으로써, 주건물(15)의 견뢰성을 유지할 수 있고, 차폐벽(23)의 두께를 필요 최소한으로 할 수 있다.

특정부(34)가 개방된 상태에서, 증설용 빔 수송 라인(4)의 진공 덕트(8)와 각종 케이블(37)이 주건물(15)과 증설용 건물(31)에 걸쳐 마련된다. 특정부(34)의 횡 방향의 개구 치수(Q2) 중, 우측의 개구 치수(Q3)는, 진공 덕트(8)와 각종 케이블(37)을 도출시키기 위해 이용된다. 이 개구 치수(Q3)는, 약 20㎝로 되어 있다. 이 개구 치수(Q3)는, 진공 덕트(8)의 직경에 대응한 치수로 되어 있다.

한편, 좌측의 개구 치수(Q4)는, 증설 공사를 행하는 작업자가, 주건물(15)과 증설용 건물(31)을 왕래하기 위해 이용된다. 이 개구 치수(Q4)는, 약 60㎝로 되어 있다. 또한, 특정부(34)는, 바닥면으로부터 소정의 높이 위치(H)에 마련된다. 이 높이 위치(H)는, 약 1m로 되어 있다. 이 높이 위치(H)는, 기설 진공 덕트(7)의 높이 위치에 따라 설정된다.

본 실시형태의 특정부(34)는, 사람의 통상의 진입 경로인 출입구 및 신설 시의 기기의 반입구와는 다른 개구부를 확보하는 것이 바람직하다. 즉, 주건물(15)의 차폐벽(23)에 있어서, 사람의 통상의 출입구 및 신설 시의 기기의 반입구와는 달리, 특정부(34)가 마련된다.

또, 전자석 장치(10∼12) 등의 신설 시의 기기의 반입구는, 방사선 관리 구역(16)의 천장 부분에 마련된다. 이 반입구는, 기기의 반입 후에 콘크리트로 형성한 천장판으로 덮인다. 신설 시의 기기의 반입구를 차폐벽(23)에 마련해도 되지만, 이때의 반입구는, 개구 치수가 최대 5m 정도가 되고, 그 자체로는 건물의 구조가 취약해져, 차폐벽(23)의 두께를 차폐 성능으로부터 요구되는 이상으로 두껍게 할 필요가 생긴다. 그 때문에, 기기의 반입 후에 재공사를 행하여 주위와 동등한 구조로 반입구를 막는다. 이때, 완전히 개구를 막지 않고 개구 치수를 조정하여 특정부(34)를 마련할 수도 있다. 또, 특정부(34)를 마련하는 위치로서 적절한 위치에 반입구를 마련하고, 이 반입구를 특정부(34)로 해도 된다.

신설 시의 기기의 반입 시점에서는, 운전 개시 전이기 때문에 방사선 관리할 필요가 없고, 종래의 신설 시의 기기의 반입구는, 방사선의 누출에 관해서 충분한 대책이 이루어지고 있지 않았다. 한편, 제1 실시형태의 폐색부(35)인 차폐문은, 치료를 개시한 후의 통상 시에 개방하지 않는 문이다. 그 때문에, 이 차폐문에는, 손잡이가 마련되어 있지 않다. 또한, 이 차폐문에는, 차폐벽(23)의 방사선 관리 구역(16)측으로부터만 개방 조작 가능한 조작부(49)를 구비한다. 이 조작부(49)는, 방사선 관리 구역(16)측으로부터만 자물쇠 풀림이 가능한 자물쇠이다. 즉, 차폐문은, 내측(방사선 관리 구역(16))으로부터밖에 개방 조작할 수 없는 기구로 되어 있다. 조작부(49)를 조작하고, 차폐문을 개방할 때에는, 소정의 공구(예를 들면, 착탈 가능한 손잡이)를 이용하여 개방하도록 한다. 또, 차폐문에 통상의 문과 동일하게 손잡이를 마련하도록 해도 된다.

또한, 증설 공사가 완료될 때까지는, 차폐문이 개방되는 등 해서 폐색부(35)의 폐색 상태가 변화했을 경우에 장치의 운전을 정지하는 인터로크(51)를 구비한다(도 1 참조). 이에 따라, 치료를 개시하고 나서 의도하지 않은 방사선의 누출을 방지할 수 있다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 차폐문인 폐색부(35)에는, 개폐 상태를 검지하는 개폐 센서(52)가 마련된다. 제어 장치(50)의 인터로크(51)(도 1 참조)는, 개폐 센서(52)에서 취득한 정보에 의거하여, 차폐문이 개방되었는지의 여부를 판정한다. 여기에서, 차폐문이 개방되어 있으며, 또한 원형 가속기(3)가 운전 중일 경우에, 원형 가속기(3)의 운전을 긴급 정지하는 처리를 행한다.

본 실시형태에서는, 주건물(15)의 신설 시에 있어서, 미리 특정부(34)를 시공해 둔다. 그리고, 증설용 건물(31)의 증설 시에 있어서, 특정부(34)를 개방함으로써, 차폐벽(23)에 증설용 개구부를 용이하게 마련할 수 있다. 차폐벽(23)을 헐고 증설용 개구부를 형성하는 공사를 행할 필요가 없으므로, 공사 기간을 대폭 단축할 수 있다. 폐색부(35)를 분리하는 작업은, 통상 하루 이내, 약 2시간 정도로 완료한다.

증설용 건물(31)의 증설 공사를 행할 때에는, 미리 증설용 건물(31)의 차폐벽(32)을 구축한다. 그리고, 증설용 진공 덕트(8), 사극 전자석 장치(11), 편향 전자석 장치(12c) 및 회전 갠트리(5) 등의 기기를 증설용 건물(31)에 반입하여 조립한다. 이들 공사는, 주건물(15)에서 통상의 치료를 계속하면서 일중(日中)에도 행할 수 있다. 그리고, 증설용 건물(31)의 기기를 설치한 후에, 특정부(34)를 개방하여 주건물(15)의 빔 수송 라인(4)의 진공 덕트(7)와, 증설용 건물(31)의 빔 수송 라인(4)의 진공 덕트(8)를 접속한다. 즉, 기설 진공 덕트(7)와 증설용 진공 덕트(8)의 접속 작업을 기기의 조립 공정의 마지막에 행하도록 한다.

또, 특정부(34)를 개방하여 진공 덕트(7, 8)끼리를 접속하는 작업은, 하루 정도로 행할 수 있다. 즉, 주건물(15)에 있어서, 통상의 치료를 행하고 있지 않는 토·일 등의 휴일 또는 야간에, 이 작업을 행함으로써, 입자선 치료 시스템(1)의 가동률을 저하시키지 않고 증설 공사를 완료할 수 있다.

종래와 같이, 방사선 관리 구역(16)을 외부와 구분하는 차폐벽(23)에 개구를 마련할 때에는, 외부로 방사선이 누출되지 않도록, 원형 가속기(3) 등의 기기를 정지해야만 한다. 공사는 하루로는 완료되지 않고, 개구를 마련하는 중이거나 또는 마련한 후에, 적절히 방사선 차폐가 필요해지기 때문이다. 방사선의 문제를 해결할 수 있었다고 해도, 벽면에 구멍을 뚫을 때에 발생하는 진동(노이즈)이 치료에 악영향을 주기 때문에, 역시 치료 중에는 공사를 중단해야만 한다. 종래 기술에서는, 차폐벽(23)에 증설용 개구부를 마련하는 공사를 행할 때에, 기기를 정지해야만 하고, 통상의 치료를 행할 수 없는 기간이 있었다. 본 실시형태에서는, 주건물(15)의 신설 시에 미리 특정부(34)를 마련해 둠으로써, 증설 시에 통상의 치료를 행할 수 없는 기간을 없앨 수 있다. 또한, 증설 시에 주건물(15)에서 대규모의 공사를 행할 필요가 없어진다.

특히, 입자선 치료에서는, 일반적으로 1주일에 3∼4일 정도의 치료를 몇 주간 계속할 필요가 있다. 그 때문에, 4일 이상 치료를 할 수 없는 기간이 생기면, 치료를 처음부터 다시 할 필요가 생긴다. 본 실시형태에서는, 설비를 증설할 경우여도, 치료를 중단할 필요가 없다. 그 때문에, 입자선 치료 시스템(1)의 가동률을 향상시킬 수 있다.

또한, 증설용 건물(31)을 구축할 때에 있어서, 기설 기기와 증설용 기기를 실제로 접속하기 전에, 쌍방의 위치 맞춤을 행해 둘 필요가 있다. 이러한 경우에, 폐색부(35)를 개방함으로써, 기설 기기에 맞춰 증설용 기기의 위치 맞춤을 행하고, 그 위치 맞춤이 종료된 후에는, 즉시 개구를 폐색하여, 방사선을 차폐할 수 있다. 위치 맞춤은, 기기 설치 작업 외, 기준점의 전환을 행할 경우도 있다. 이 작업도, 통상의 치료를 행하고 있지 않는 휴일 또는 야간의 기간을 이용하여 행할 수 있다. 필요에 따라 폐색부(35)의 개폐를 행할 수 있으므로, 증설 공사 기간이어도, 입자선 치료 시스템(1)을 이용한 치료를 계속할 수 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 빔 수송 라인(4)은, 분기가 없는 통상용 진공 덕트(7, 8)와, 2방향으로 분기되는 분기용 진공 덕트(9)를 포함한다. 분기용 진공 덕트(9)는, 메인 수송 라인(20)과 서브 수송 라인(21, 22)의 분기 부분에 마련된다(도 1 참조). 또, 통상용 진공 덕트(7, 8)의 단부에는 접속용 플랜지(38)가 마련됨과 함께, 분기용 진공 덕트(9)의 단부에도 접속용 플랜지(39)가 마련된다.

이들 분기 부분에는, 편향 전자석 장치(12a, 12b)가 마련된다(도 1 참조). 이들 편향 전자석 장치(12a, 12b)가 발생시키는 자장에 의해, 메인 수송 라인(20)을 진행하는 입자선 빔을, 직진시키거나, 서브 수송 라인(21, 22)을 향하도록 굴곡시킬 수 있다.

주건물(15)의 신설 시에 있어서, 메인 수송 라인(20)의 단부에는, 제2 치료실(18)로 연장되는 서브 수송 라인(22)이 접속되지만, 분기시킬 필요는 없다. 그러나, 미리 분기용 진공 덕트(9)를 이용하여 서브 수송 라인(22)을 메인 수송 라인(20)에 접속시킨다.

그리고, 분기용 진공 덕트(9)의 한쪽 단부의 플랜지(39)에는, 폐지 플랜지(40)가 부착되어 있다. 이 폐지 플랜지(40)에 의해 분기용 진공 덕트(9)의 한쪽 단부가 폐색된다. 또, 분기용 진공 덕트(9)의 한쪽 단부가, 증설용 진공 덕트(8)를 접속 가능한 접속부로 되어 있다. 또한, 이 분기용 진공 덕트(9)는, 주건물(15)의 빔 수송 라인(4)에 있어서의 특정부(34)에 가장 가까운 부분에 마련되어 있는 것이다.

또, 분기용 진공 덕트(9)의 한쪽 단부의 플랜지(39)에 폐지 밸브를 마련해도 된다. 이와 같이 하면, 분기용 진공 덕트(9)의 한쪽 단부에, 폐지 밸브를 통해 증설용 진공 덕트(8)를 접속하고, 적의(適宜), 이 폐지 밸브의 개방과 폐쇄를 행함으로써, 빔 수송 라인(4)의 시험 또는 조정을 행할 수 있다.

증설용 건물(31)의 증설 공사를 행할 때에는, 분기용 진공 덕트(9)로부터 폐지 플랜지(40)를 분리하여, 증설용 진공 덕트(8)를 접속할 수 있다. 이와 같이 하면, 증설용 건물(31)의 증설 공사를 행할 때에, 주건물(15)의 빔 수송 라인(4)의 부품을 교환하지 않아도, 증설용 진공 덕트(8)를 접속할 수 있으므로, 단기간에 작업을 완료할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 주건물(15)의 신설 시에 있어서, 메인 수송 라인(20)의 단부에 분기용 진공 덕트(9)를 마련하도록 하고 있지만, 다른 실시태양이어도 된다. 예를 들면, 주건물(15)의 신설 시에는, 메인 수송 라인(20)의 단부에 1방향으로 굴곡된 진공 덕트를 통해 서브 수송 라인(22)을 접속해 둔다. 그리고, 입자선 치료 시스템(1)의 정기 점검 기간 중에, 메인 수송 라인(20)의 단부의 1방향으로 굴곡된 진공 덕트를 분기용 진공 덕트(9)로 교환하도록 해도 된다.

본 실시형태에서는, 원형 가속기(3), 빔 수송 라인(4), 회전 갠트리(5)를 제어하는 제어 장치(50)가 주건물(15)에 마련되어 있다. 또, 빔 수송 라인(4), 회전 갠트리(5)를 증설했을 경우에, 이들 증설된 기기를 제어하는 제어 장치는, 증설용 건물(31)에 증설해도 되고, 주건물(15)에 있는 기설 제어 장치(50)를 이용하여 증설된 기기를 제어하도록 해도 된다.

그 다음에, 신설 시의 입자선 치료 시스템의 구축 방법에 대해서 도 6의 플로우 차트를 이용하여 설명한다.

우선, 스텝 S11에 있어서, 주건물(15)의 신설 공사를 개시한다. 다음 스텝 S12에 있어서, 주건물(15)의 차폐벽(23)의 시공을 행한다. 다음 스텝 S13에 있어서, 주건물(15)의 차폐벽(23)에 특정부(34)를 마련하는 시공을 행한다. 다음 스텝 S14에 있어서, 특정부(34)를 폐색부(35)로 폐색한다.

다음 스텝 S15에 있어서, 주건물(15)의 치료실(17, 18)의 시공을 행한다. 다음 스텝 S16에 있어서, 주건물(15)의 방사선 관리 구역(16)에 원형 가속기(3)를 반입한다. 다음 스텝 S17에 있어서, 주건물(15)의 방사선 관리 구역(16)에 빔 수송 라인(4)을 반입한다. 다음 스텝 S18에 있어서, 주건물(15)의 치료실(17, 18)에 회전 갠트리(5)를 반입한다.

다음 스텝 S19에 있어서, 주건물(15)에 반입한 원형 가속기(3), 빔 수송 라인(4), 회전 갠트리(5) 등의 각종 설비의 시험 또는 조정을 행한다. 다음 스텝 S20에 있어서, 주건물(15)의 신설 공사를 완료한다. 다음 스텝 S21에 있어서, 주건물(15)의 신설된 설비로 치료를 개시한다.

그 다음에, 증설 시의 입자선 치료 시스템의 구축 방법에 대해서 도 7의 플로우 차트를 이용하여 설명한다.

우선, 스텝 S31에 있어서, 주건물(15)에 인접하는 증설용 부지(30)에서 증설 공사를 개시한다. 여기에서, 주건물(15)의 설비를 이용한 치료는 계속해서 행한다. 다음 스텝 S32에 있어서, 증설용 건물(31)의 증설용 차폐벽(32)의 시공을 행한다. 다음 스텝 S33에 있어서, 증설용 건물(31)의 제3 치료실(19)의 시공을 행한다.

다음 스텝 S34에 있어서, 증설용 건물(31)에 빔 수송 라인(4)을 반입한다. 다음 스텝 S35에 있어서, 증설용 건물(31)의 제3 치료실(19)에 회전 갠트리(5)를 반입한다.

다음 스텝 S36에 있어서, 주건물(15)의 특정부(34)를 폐색하고 있는 폐색부(35)를 조작하고, 특정부(34)를 개방한다. 그리고, 주건물(15)의 빔 수송 라인(4)과 증설용 건물(31)의 빔 수송 라인(4)을 접속한다. 이들 작업은, 휴일 또는 야간의 기간을 이용하여 행할 수 있다. 이때, 이미 증설용 차폐벽(32)이 설치되어 있기 때문에, 방사선 관리 구역(16)의 설정이 용이하여, 특정부(34)의 개방 후에 차폐의 걱정을 할 필요는 없다.

다음 스텝 S37에 있어서, 증설용 건물(31)의 증설 공사를 완료한다. 다음 스텝 S38에 있어서, 또 다른 휴일 또는 야간의 기간에, 증설용 건물(31)에 반입한 원형 가속기(3), 빔 수송 라인(4), 회전 갠트리(5) 등의 각종 설비의 시험 또는 조정을 행한다. 다음 스텝 S39에 있어서, 증설용 건물(31)의 증설된 설비로 치료를 개시한다.

(제2 실시형태)

그 다음에, 제2 실시형태의 특정부(34A)와 폐색부(35A)에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 또, 상술한 실시형태에 나타나는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태의 특정부(34A)는, 주건물(15)의 신설 시에, 차폐벽(23)이 수평 방향으로 관통됨으로써 형성된다. 이 특정부(34A)는, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 주건물(15)의 신설 시에 차폐벽(23)에 마련된다. 또한, 이 특정부(34A)가 마련되는 위치도, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 차폐벽(23)에 있어서의 옥외와 방사선 관리 구역(16)을 격리하는 위치이다.

또한, 특정부(34A)를 폐색하는 폐색부(35A)는, 그 내부에 납 또는 철 등의 금속판(36)을 마련한 차폐 블록이다. 폐색부(35A)는, 단면(斷面)에서 볼 때 볼록 형상을 이루는 부재이다. 부재는 일체가 아니라 취급이 용이하도록 복수로 나뉘어 있어도 된다. 이 폐색부(35A)를 옥외측으로부터 특정부(34A)에 부착할 수 있다. 또한, 폐색부(35A)를 특정부(34A)로부터 분리할 수도 있다.

또, 폐색부(35A)를 자물쇠를 채워 두어, 용이하게 개방할 수 없도록 해도 된다. 그리고, 폐색부(35A)에 방사선 관리 구역(16)측으로부터만 해제 조작이 가능한 조작부(49)를 마련하도록 해도 된다. 즉, 폐색부(35A)는, 내측(방사선 관리 구역(16))으로부터밖에 개방 조작할 수 없는 기구로 해도 된다. 또한, 폐색부(35A)의 폐색 상태가 변화했을 경우에 장치의 운전을 정지하는 인터로크(51)를 마련하도록 해도 된다.

증설용 건물(31)의 증설 시에 있어서, 특정부(34A)가 개방된 상태에서, 빔 수송 라인(4)의 증설용 진공 덕트(8)와 각종 케이블(37)이 주건물(15)로부터 증설용 건물(31)로 안내된다. 이 폐색부(35A)에 의해 특정부(34A)를 폐색함으로써, 방사선 관리 구역(16)으로부터 방사선이 외부로 누출되지 않게 된다.

또, 주건물(15)의 신설 시에 중량이 있는 강고한 차폐 블록인 폐색부(35A)를 특정부(34A)에 부착해 둔다. 그리고, 증설용 건물(31)의 증설 시에, 경량인 간이차폐 블록인 폐색부(35A)로 교환해도 된다. 경량인 차폐 블록으로 교환함으로써, 증설 공사를 행할 때에, 폐색부(35A)를 착탈하기 쉬워진다.

제2 실시형태에서는, 폐색부(35A)가 특정부(34A)에 대하여 착탈 가능한 차폐 블록임으로써, 치료실을 증설할 때에, 차폐벽(23)의 파괴 작업을 행하지 않고, 증설용 개구부를 개방하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.

(제3 실시형태)

그 다음에, 제3 실시형태의 특정부(34B)와 폐색부(35B)에 대해서 도 9 내지 도 10을 이용하여 설명한다. 또, 상술한 실시형태에 나타나는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 제3 실시형태의 특정부(34B)는, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 주건물(15)의 신설 시에 차폐벽(23)에 마련된다. 또한, 이 특정부(34B)가 마련되는 위치도, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 차폐벽(23)에 있어서의 옥외와 방사선 관리 구역(16)을 격리하는 위치이다. 주건물(15)의 신설 시에 있어서, 특정부(34B)는, 차폐벽(23)의 일부를 이루는 폐색부(35B)에 의해 폐색되어 있다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 차폐벽(23)의 대부분의 부분은, 내부에 철근(41)을 갖는 철근 콘크리트로 형성된다. 그리고, 특정부(34B)를 폐색하는 폐색부(35B)는, 내부에 철근(41)이 없는 무근(無筋) 콘크리트로 형성된다. 즉, 폐색부(35B)는, 차폐벽(23)의 다른 부분보다 강도가 약하게 형성된 부분이다. 이와 같이 하면, 방사선을 콘크리트로 차폐하면서, 무근 콘크리트로 형성된 부분을, 차폐벽(23)의 다른 부분보다 강도가 약한 폐색부(35B)로 할 수 있다.

그리고, 증설용 건물(31)의 증설 시에, 무근 콘크리트로 형성된 폐색부(35B)를 관통하는 공사를 행하고, 특정부(34B)에 증설용 개구부를 형성한다. 또, 이 특정부(34B)는, 바닥면으로부터 소정의 높이 위치까지의 개구되는 치수를 갖는다.

제3 실시형태에서는, 폐색부(35B)가, 차폐벽(23)의 일부를 이루고, 차폐벽(23)의 다른 부분보다 강도가 약하게 형성된 부분임으로써, 큰 개구부를 확보하면서, 치료실을 증설할 때에, 증설용 개구부를 형성하는 작업을 단기간에 행할 수 있다.

(제4 실시형태)

그 다음에, 제4 실시형태의 특정부(34C)와 폐색부(35C)에 대해서 도 11을 이용하여 설명한다. 또, 상술한 실시형태에 나타나는 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략한다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 제4 실시형태에서는, 서로 다른 계층에 원형 가속기(3)와 회전 갠트리(5)를 설치한 주건물(15A)을 예시한다. 그리고, 이 주건물(15A)에 인접하여 같은 층수의 증설용 건물을 건축한다. 2층 건물 이상의 주건물(15A)일 경우에는, 1층(42)에 원형 가속기(3)를 설치하여, 특정부(34C)를 2층(43) 또는 그 이상의 층에 마련하도록 해도 된다. 이 주건물(15A)에서는, 2층(43)의 차폐벽(23A)에 특정부(34C)가 마련되어 있다. 또, 이 특정부(34C)는, 덮개 형상의 폐색부(35C)로 폐색되어 있다.

이와 같이 원형 가속기(3)와 특정부(34C)가 마련되는 층이 서로 다를 경우여도, 평면에서 볼 때, 차폐벽(23A)에 있어서의 옥외와 방사선 관리 구역(16)을 격리하는 위치에, 특정부(34C)가 마련된다. 평면에서 볼 때, 메인 수송 라인(20)을 수송 방향으로 연장했을 경우의 가상선과 차폐벽(23A)이 교차하는 위치, 즉, 평면에서 볼 때, 메인 수송 라인(20)이 연장되는 방향의 더 앞의 위치에, 특정부(34C)가 마련된다. 또한, 평면에서 볼 때, 차폐벽(23A)에 있어서의 원형 가속기(3)로부터 먼 측의 위치에, 특정부(34C)가 마련된다.

제4 실시형태에서는, 특정부(34C)가 존재하는 2층(43)의 바닥면(44)의 높이 위치를 나타내는 바닥 기준부(45)가 마련된다. 이 바닥 기준부(45)는, 특정부(34C)의 아래쪽 위치에 대응한 위치에 마련된다. 바닥 기준부(45)는, 2층(43)의 차폐벽(23A)의 옥외측의 벽면으로부터 측방으로 돌출된 판 형상을 이루는 부분이다. 바닥 기준부(45)의 상면이, 2층(43)의 바닥면(44)의 높이 위치와 일치해 있다.

이와 같이 하면, 증설용 건물의 공사를 행할 때에, 기기의 설치의 기준이 되는 주건물(15A)의 바닥면(44)의 높이 위치를, 작업자가 방사선 관리 구역(16)에 들어가지 않아도, 바닥 기준부(45)에 의해 차폐벽(23A)의 옥외측으로부터 확인할 수 있다. 이 확인된 주건물(15A)의 바닥면(44)의 높이 위치에 의거하여, 증설용 건물의 2층의 바닥면의 높이 위치를 결정할 수 있다. 즉, 1㎜ 이하의 높은 설치 위치 정밀도가 요구되는 가운데, 기설 기기와 증설용 기기의 높이 어긋남을 방지하여 빔 수송 라인(4)의 접속 시의 공정의 재작업을 방지할 수 있다.

또, 제4 실시형태에서는, 주건물(15A)의 2층(43)에 바닥 기준부(45)가 마련되어 있지만, 특정부(34C)가 대응하는 층이 1층 또는 지하층일 경우에는, 1층 또는 지하층의 차폐벽의 옥외측의 벽면에, 바닥 기준부(45)를 마련하도록 해도 된다.

또, 바닥 기준부(45)는, 벽면으로부터 측방으로 돌출된 판 형상을 이루는 부분으로 되어 있지만, 이 바닥 기준부(45)는, 벽면을 오목하게 하여 형성한 오목부여도 된다. 또한, 바닥 기준부(45)는, 벽면에 마련된 마커여도 된다.

본 실시형태에 따른 입자선 치료 시스템을 제1 실시형태 내지 제4 실시형태에 의거하여 설명했지만, 어느 하나의 실시형태에 있어서 적용된 구성을 다른 실시형태에 적용해도 되고, 각 실시형태에 있어서 적용된 구성을 조합해도 된다. 예를 들면, 제1 실시형태의 증설용 개구부의 개구 치수를 다른 실시형태의 증설용 개구부의 치수로 해도 된다.

또, 본 실시형태의 플로우 차트에 있어서, 각 스텝이 직렬로 실행되는 형태를 예시하고 있지만, 반드시 각 스텝의 전후 관계가 고정되는 것이 아니고, 일부의 스텝의 전후 관계가 교체되어도 된다. 또한, 일부의 스텝이 다른 스텝과 병렬로 실행되어도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 증설용 조사실로서의 치료실(19)에 회전 갠트리(5)가 마련되어 있지만, 그 밖의 형태여도 된다. 예를 들면, 치료실은, 회전 갠트리(5)를 마련하지 않고, 입자선 빔을 환자를 향하여 조사하는 조사부가 고정적으로 배치되는 고정실이어도 된다. 또한, 증설 공사의 대상이 되는 조사실은, 치료실(19)이 아니어도 되고, 실험실 또는 빔 확인실이어도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 증설용 건물(31)의 바닥면의 높이가 주건물(15)의 바닥면의 높이와 같아져 있지만, 증설용 건물(31)과 주건물(15)이 같은 층이어도, 바닥면의 높이가 약간 달라도 된다. 또한, 1층 건물의 주건물(15)에 인접하여 2층 건물의 증설용 건물(31)을 건축하고, 이들 건물(15, 31)끼리를 연결해도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 증설용 건물(31)이 주건물(15)과 일체가 되도록 세워져 있지만, 증설용 건물(31)이 주건물(15)로부터 떨어진 위치에 세워져도 된다. 그 경우에는, 특정부(34)로부터 증설용 건물(31)까지 연장되는 연결용 통로를 형성하고, 이 통로에 의해 주건물(15)로부터 증설용 건물(31)까지 빔 수송 라인을 연장해도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 특정부(34)가 차폐벽(23)을 수평 방향으로 관통하고 있지만, 그 밖의 형태여도 된다. 예를 들면, 빔 수송 라인(4)이 수평면에 대해 비스듬히 배치되어 있을 경우에는, 특정부(34)가 차폐벽(23)을 비스듬한 방향으로 경사되어 관통해도 된다. 또한, 특정부(34)가 차폐벽(23)의 내부에서 굴곡되어도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 특정부(34)가 차폐벽(23)에 마련되어 있지만, 방사선 관리 구역(16)을 구획하는 천장(차폐벽)에 특정부가 마련되어도 된다. 즉, 특정부(34)가 천장을 수직 방향으로 관통해도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 특정부(34)가 지상층의 차폐벽(23)에 마련되어 있지만, 특정부(34)를 지하층의 차폐벽(23)에 마련해도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 중입자선 암 치료를 행하는 시설을 예시하고 있지만, 그 밖의 시설에도 본 실시형태를 적용할 수 있다. 예를 들면, 양자선 암 치료를 행하는 시설에 본 실시형태를 적용해도 된다. 또한, 중성자 포착 요법(BNCT: Boron Neutron Capture Therapy)으로 치료를 행하는 시설에 본 실시형태를 적용해도 된다. 즉, 입자선 빔을 조사하는 조사부는, 환자에게 입자선 빔을 조사할 뿐만 아니라, 소정의 타겟에 입자선 빔을 조사하여 중성자를 발생시키는 것이어도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 주건물(15)의 신설 시에, 이 주건물(15)의 차폐벽(23)에 특정부(34)를 마련하고 있지만, 증설용 건물(31)의 증설 시에, 이 증설용 건물(31)의 증설용 차폐벽(32)에 새롭게 특정부(34)를 마련하도록 해도 된다. 그리고, 그 후에 또 다른 증설용 건물을 증설할 경우에, 기설 증설용 건물(31)의 특정부(34)를 개구시켜도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 주건물(15)의 신설 시에, 증설용 건물(31)이 건설되어 있지 않고, 그 증설용 부지(30)만이 확보되도록 되어 있지만, 그 밖의 형태여도 된다. 예를 들면, 주건물(15)의 신설 시에, 증설용 건물(31)의 차폐벽(32)만을 같이 건설해 두고, 특정부(34)를 폐색부(35)로 폐색해 두어도 된다. 그리고, 운영을 개시하여 몇 년 후에 증설 공사를 행하고, 증설용 건물(31)에 회전 갠트리(5) 등의 기기를 증설한 후에, 폐색부(35)를 제거하여 특정부(34)를 개방하도록 해도 된다.

이상 설명한 적어도 하나의 실시형태에 따르면, 조사실의 증설용 개구부를 형성 가능한 특정부를 구비함으로써, 공사를 행할 때에 치료가 중단되는 기간을 짧게 해서 가동률을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 실시형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 생략, 치환, 변경, 조합을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 마찬가지로, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것이다.

Claims (16)

1. 하전 입자를 가속하는 원형 가속기와,
   상기 원형 가속기에 의해 가속된 상기 하전 입자를 조사실로 안내하는 빔 수송 라인과,
   상기 원형 가속기 및 상기 빔 수송 라인이 배치되는 방사선 관리 구역의 주위에 있어서, 상기 원형 가속기 및 상기 빔 수송 라인으로부터 생기는 방사선을 차폐하는 차폐벽과,
   상기 차폐벽에 있어서의 밖과 상기 방사선 관리 구역을 격리하는 위치에 마련되고, 상기 조사실의 증설용 개구부를 형성 가능한 특정부와,
   상기 특정부를 폐색하고, 이 특정부를 통과하는 상기 방사선을 차폐하는 폐색부를 구비하고,
   상기 빔 수송 라인은, 상기 원형 가속기로부터 연장되는 메인 수송 라인과, 상기 메인 수송 라인으로부터 상기 조사실까지 연장되는 서브 수송 라인으로 이루어지고,
   상기 특정부는, 상기 메인 수송 라인을 수송 방향의 하류로 연장했을 경우의 가상선과 상기 차폐벽과의 교점을 포함하는 위치에 마련되어 있고,
   상기 특정부는, 상기 빔 수송 라인을 상기 차폐벽의 일방의 면으로부터 타방의 면까지 연장하기 위한 상기 증설용 개구부를 형성 가능한, 입자선 치료 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 특정부는, 평면에서 볼 때의 상기 방사선 관리 구역의 도심(圖心)에 대하여 상기 원형 가속기의 중심이 위치하는 영역과 반대측의 위치에 마련되는 입자선 치료 시스템.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 특정부는, 상기 차폐벽에 있어서의 상기 조사실의 증설용 부지와 상기 방사선 관리 구역을 격리하는 위치에 마련되는 입자선 치료 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 증설용 개구부의 개구 치수는, 1m 이하인 입자선 치료 시스템.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 빔 수송 라인에 있어서의 상기 특정부에 가장 가까운 부분에 마련되고, 2방향으로 분기(分岐)되는 분기용 진공 덕트와,
   상기 분기용 진공 덕트의 한쪽 단부(端部)에 마련되고, 증설용 진공 덕트를 접속 가능한 접속부를 구비하는 입자선 치료 시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 특정부가 상기 차폐벽에 관통된 개구부이며, 상기 폐색부가 상기 방사선을 차폐하는 차폐문인 입자선 치료 시스템.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 특정부가 상기 차폐벽에 관통된 개구부이며, 상기 폐색부가 상기 방사선을 차폐하며, 또한 상기 특정부에 대하여 착탈 가능한 차폐 블록인 입자선 치료 시스템.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 폐색부는, 상기 차폐벽의 일부를 이루고, 상기 차폐벽의 다른 부분보다 강도가 약하게 형성된 부분인 입자선 치료 시스템.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폐색부를 상기 방사선 관리 구역측으로부터만 개방 조작 가능한 조작부를 구비하는 입자선 치료 시스템.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폐색부의 폐색 상태가 변화했을 때에 상기 원형 가속기의 운전을 정지하는 인터로크를 구비하는 입자선 치료 시스템.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조사실에 마련되고, 상기 빔 수송 라인에 의해 안내된 상기 하전 입자의 피검체에 대한 조사 방향을 변경 가능한 회전 갠트리를 구비하는 입자선 치료 시스템.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차폐벽의 외면에 마련되고, 상기 특정부가 대응하는 층의 바닥면의 높이 위치를 나타내는 바닥 기준부를 구비하는 입자선 치료 시스템.
14. 입자선 치료 시스템의 신설 시에,
    하전 입자를 가속하는 원형 가속기를 마련하는 스텝과,
    상기 원형 가속기에 의해 가속된 상기 하전 입자를 조사실로 안내하는 빔 수송 라인을 마련하는 스텝과,
    상기 원형 가속기 및 상기 빔 수송 라인이 배치되는 방사선 관리 구역의 주위에 있어서, 상기 원형 가속기 및 상기 빔 수송 라인으로부터 생기는 방사선을 차폐하는 차폐벽을 마련하는 스텝과,
    상기 차폐벽에 있어서의 밖과 상기 방사선 관리 구역을 격리하는 위치에 마련되고, 상기 조사실의 증설용 개구부를 형성 가능한 특정부를 마련하는 스텝과,
    상기 특정부를 폐색하고, 이 특정부를 통과하는 상기 방사선을 차폐하는 폐색부를 마련하는 스텝을 포함하고,
    상기 빔 수송 라인은, 상기 원형 가속기로부터 연장되는 메인 수송 라인과, 상기 메인 수송 라인으로부터 상기 조사실까지 연장되는 서브 수송 라인으로 이루어지고,
    상기 특정부는, 상기 메인 수송 라인을 수송 방향의 하류로 연장했을 경우의 가상선과 상기 차폐벽과의 교점을 포함하는 위치에 마련되어 있고,
    상기 특정부는, 상기 빔 수송 라인을 상기 차폐벽의 일방의 면으로부터 타방의 면까지 연장하기 위한 상기 증설용 개구부를 형성 가능한, 입자선 치료 시스템의 구축 방법.
15. 제14항에 있어서,
    입자선 치료 시스템의 증설 시에,
    상기 특정부의 주위에 증설용 차폐벽을 마련하는 스텝과,
    상기 하전 입자를 증설되는 조사실로 안내하는 증설용 빔 수송 라인을 마련하는 스텝과,
    상기 폐색부를 제거하여 상기 특정부를 개방하는 스텝과,
    상기 빔 수송 라인과 상기 증설용 빔 수송 라인을 상기 특정부를 통해 접속하는 스텝을 포함하는 입자선 치료 시스템의 구축 방법.
16. 하전 입자를 증설용 건물 내의 조사실로 안내하는 증설용 빔 수송 라인과,
    상기 조사실에 마련되고, 상기 증설용 빔 수송 라인에 의해 안내된 상기 하전 입자의 피검체에 대한 조사 방향을 변경 가능한 증설용 회전 갠트리와,
    기설 빔 수송 라인과 상기 증설용 빔 수송 라인을 기설 건물의 방사선을 차폐하는 차폐벽에 미리 마련된 특정부를 통해 연통(連通)하는 접속부를 구비하고,
    상기 기설 빔 수송 라인은, 원형 가속기로부터 연장되는 메인 수송 라인과, 상기 메인 수송 라인으로부터 상기 조사실까지 연장되는 서브 수송 라인으로 이루어지고,
    상기 특정부는, 상기 메인 수송 라인을 수송 방향의 하류로 연장했을 경우의 가상선과 상기 차폐벽과의 교점을 포함하는 위치에 마련되어 있고,
    상기 특정부는, 상기 차폐벽의 일방의 측에 있는 상기 기설 빔 수송 라인과 상기 차폐벽의 타방의 측에 있는 상기 증설용 빔 수송 라인을 접속하기 위한 증설용 개구부를 형성 가능한, 입자선 치료 장치.

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