支持安全可靠的高精度重离子放射治疗的设施设计

　　所谓重离子放射治疗，是通过被称为加速器的大型装置将重离子放射线（碳离子线）加速到光速的约70％，再瞄准患者的癌症病灶部进行照射的治疗方法。这种治疗方法既能最大程度地减少对周围正常细胞的杀伤，又能以比传统放射线强得多的杀伤力以达到只杀灭癌细胞的效果。

　　重离子放射治疗是源自日本的尖端技术，并在世界上率先成功的投入实用。高昂的治疗费用曾是该项技术推广的瓶颈，但日本于2022年扩大了医疗保险适用疾病的覆盖范围，使得更多患者能够从中受益。该项疗法由于无需手术且副作用少，所以可以实现门诊治疗。作为一种对患者身体损伤最小的癌症治疗方法，重离子放射疗法正在受到全世界的关注。

　　重离子放射治疗设施是患有癌症这种严重疾病的患者到访的场所，所以需要打造一个尽可能消除心理上的不安和身体上的负担的空间，让患者安心接受治疗。因此，我们以“患者至上”为设计理念，致力打造宛如机场休息室一般温馨周到的设施。

　　供患者使用的区域集中在1层，采用了候诊、问诊、检査以及治疗都可以在同一楼层完成的布局，无需上下楼。挑空2层的入口大厅以亚洲胡桃木地板为基调，使用具有暖色调氛围的天然木材。透过大型采光窗可以看到经过绿化的中庭，让人在欣赏绿植的同时得到舒缓放松。大厅采用了地板辐射冷暖空调系统，通过辐射换热的方式，打造出任何位置都能倍感舒适的温度环境。

　　诊疗区采用延续入口大厅风格的木质室内装饰，而治疗区则采用了纯白色的近未来风格。这样的内部装饰让人不禁开始期待接下来的尖端医疗。然而，为了避免给人以冰冷僵硬的感觉，采用了可以调色、调光的间接照明，并将治疗室的墙壁做成了与装置呈一体化的曲面，通过方方面面的设计细节烘托出温暖柔和的氛围。

　　与周边地区景观相协调的外观也很有特色。基于其位于大阪城大手门这一充满历史积淀感的地理位置，外墙采用了“层叠”主题。我们尝试用花岗岩浇筑预制混凝土板（PC）去呼应大阪城的石墙。其实这层层叠加的设计也包含了 “人生的积淀”的意思，这是一座在考虑到地区历史的同时，也考虑到人的生命和人生旅程的设施。

　　放疗中心需要特别注意的自然是防辐射措施。产生放射线的加速器室需要用最大达3m厚的混凝土结构来封闭。长期以来，日建设计积累了大量的技术经验，可以确保达到相当于核电站放射线屏蔽能力的工程质量。

　　比如，我们使用蒙特卡洛模拟法（利用随机数来模拟各种概率现象的概率论数值实验方法）进行泄露射线剂量的评估。超级计算机的使用提高了泄露射线剂量评估的准确性，还使得屏蔽混凝土合理厚度的计算成为可能。过去曾需要过厚的混凝土，而现在则能够细致划分应该加厚的地方和可以减薄的地方，从而有助于削减建设成本。

　　我们还在最里面的三个治疗室和面向主走廊的各出入口之间，设置了具有多个Z字型转弯的曲折通道，治疗室泄露出来的放射线通过多次碰到墙壁而不断散射和衰减。因此，出入口不再需要以往昂贵且厚重的屏蔽门，只需安装普通的钢制门即可。基于丰富经验的独特放射线屏蔽技术，可以同时确保项目的安全性与经济性。

　　对于重离子放射治疗设施的设备而言，支持治疗装置的性能和实现高精度的治疗是最重要的命题。加速器是一种使重离子射线在圆形轨道上每秒钟旋转数百万次，以加速到治疗所需能量的装置。众所周知，由于是金属材料制成，当能量带来高热时就会产生伸缩。

　　伸缩引起的轻微扭曲，也可能会影响治疗精度。为了防止这种情况发生，加速器室配备了冷却水设备和空调设备，以实现精确的温度管理。尤其是在直线加速器（LINAC，向加速器入射重离子射线的装置）的周围，以±0.5℃的精度供应冷却水。空调采用双回路反馈控制的级联方式，以实现更加稳定的温度控制。通过将所需的供给温度按照低温→中温→高温分阶段级联，构建出能够高效利用不同温度的冷却系统。

　　此外，还采取了各种节约能源和降低成本的措施。经温度调节后供应给治疗室的新风，无需排气即可通过光束输送区传输到加速器室再次利用，这有助于降低整个设施的新风供给量。另外，加速器室只有设备区使用空调。我们还通过提高冷却水温度，将大部分的负荷通过冷却塔进行处理，以降低能耗。

　　现在，除日本外，美国、德国、意大利、奥地利、中国和韩国等国家和地区都拥有重离子放射治疗设施，许多国家和地区也正在计划兴建，重离子放射治疗设施今后有望在全世界进一步推广使用。日建设计在海外也参与了多个相关项目，如“台北荣民总医院重离子放射癌症治疗中心”和“韩国延世医疗院重离子癌症治疗中心”。

　　重离子放射治疗设施需要高度的安全措施和治疗装置的支持措施。日建设计是全世界参与此类设施设计次数最多的公司，且积累了高度专业化的技术。我们将充分利用这一优势，为重离子放射治疗在日本和国外的普及做出贡献。

摄影：株式会社写真通信