大阪重离子放射中心 | 株式会社日建设计
阅读:2158 2023-08-14


目前,日本国内共有七个重离子放射治疗设施,日建设计参与了其中五个设施的设计工作。我们凭借基于丰富经验所积累的可靠技术和专业知识,为患者的服务和尖端医疗的安全措施及治疗精度做出了贡献。在此以“大阪重离子放射中心”为代表案例进行介绍。


世界领先的日本尖端癌症治疗技术

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。


贴近患者的“患者至上”空间

▲入口大厅


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。


▲一楼治疗大厅入口


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。


▲治疗大厅

▲治疗室


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。


通过独有的放射线屏蔽技术,兼顾安全性与经济性

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。



可实现高精度治疗的精准控温技术

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。


▲加速器室内部


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。


向全世界推广重离子放射治疗设施

现在,除日本外,美国、德国、意大利、奥地利、中国和韩国等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。


版权均归日建设计所有,未经授权不得任意转载或引用文字及图片。


项目概况

项目业主|GREEN HOSPITAL SUPPLY株式会社、大阪重粒子线设施管理株式会社

项目位置|日本大阪府

建筑用途|医疗设施

用地面积|5,397 m²

建筑面积|8,848 m²

最高高度|22m

竣工日期|2017年

项目摄影|株式会社写真通信


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