CN106999724A - 粒子射线治疗设施的设计辅助方法、粒子射线治疗设施的制造方法及粒子射线治疗设施 - Google Patents

粒子射线治疗设施的设计辅助方法、粒子射线治疗设施的制造方法及粒子射线治疗设施 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种对多个治疗室的布局进行了研究的粒子射线治疗设施的设计辅助方法、粒子射线治疗设施的制造方法。本发明的粒子射线治疗设施的设计辅助方法包括如下步骤：计算配置于与配置对象空间相对应的模型空间中的多个治疗室模型内最接近地配置的两个治疗室模型之间的凹区域即局部凹区域的体积或局部凹区域的投影面积的局部凹区域计算步骤；将由局部凹区域计算步骤计算得到的局部凹区域的体积或投影面积显示于设计辅助装置的显示装置的凹区域计算结果显示步骤；以及在凹区域计算结果显示步骤后没有作业结束指示的情况下，根据治疗室模型的移动指示在模型空间中移动治疗室模型的治疗室模型移动步骤，反复执行局部凹区域计算步骤、凹区域计算结果显示步骤、治疗室模型移动步骤，直到具有作业结束指示为止。

Description

粒子射线治疗设施的设计辅助方法、粒子射线治疗设施的制 造方法及粒子射线治疗设施
技术领域
本发明涉及具备粒子射线治疗装置的粒子射线治疗设施及粒子射线治疗设施的制造方法，尤其涉及对多个治疗室的布局进行的研究。
背景技术
粒子射线治疗装置是相当大型的装置，因此特别在国土面积狭小的日本，进行了使装置自身小型化、用于缩小设置场所的占地面积的研究。
专利文献1中，记载有包括将带电粒子射线(带电粒子射束)输送到各个照射室的多个第2输送线及能选择性地切换引导目的地的第2输送线的线路切换单元的带电粒子射线照射装置(粒子射线治疗装置)。专利文献1的带电粒子射线照射装置中包括输送从加速器送出的带电粒子射线的第1输送线(公共输送线)、以及分别设置于多个照射室的每一个，将由第1输送线输送的带电粒子射线进一步输送到各个照射室的多个第2输送线(独立输送线)，线切换单元设置于第1输送线与第2输送线之间，将来自第1输送线的带电粒子射线引导至某一个第2输送线，并能选择性地切换引导目的地的第2输送线。多个照射室以线路切换单元为中心配置为放射状，线路切换单元具有引导带电粒子射线的电磁体及使电磁体旋转的旋转机构，通过使电磁体旋转来切换引导目的地的第2输送线。
专利文献2记载有如下加速粒子照射设备：多个照射装置在水平方向上偏离配置，并且设置在与设置各粒子加速器的阶层不同的阶层。专利文献2的加速粒子照射设备中的引导线具有与粒子加速器相连接且向水平方向延伸，并且朝向铅直方向弯曲的取出路径，在经过取出路径后至少分岔为两个路径，俯视时，分岔前的路径和分岔后的两个路径分别呈0°及90°的角度、或45°及-45°的角度、或45°及135°的角度，与一个照射装置相连接的方向和与另一个照射装置相连接的方向之差在水平面内呈90°的角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-100915号公报(0006段、0022段～0034段、图1、图2)
专利文献2：日本专利特许第5526166号公报(0007段、0056段～0061段、图15、图16)
发明内容
发明所要解决的技术问题
认识到如下情况：如专利文献1那样将多个照射室配置为放射状，或如专利文献2那样使俯视时分岔前的路径与分岔后的两个路径分别为45°及-45°等互相呈90度的角度，从而能一定程度地缩小粒子射线治疗装置的设置场所的占地面积。
然而，实际上医院侧能准备的粒子射线治疗装置的设置场所很多情况下有所限制，由医院侧来提供设置场所的形状、占地面积。此外，采用专利文献2那样使俯视时分岔前的路径与分岔后的两个路径分别为45°及-45°等互相呈90度的角度的结构是否是有效的布局依赖于旋转机架的形状与大小、以及设置场所的形状与大小。旋转机架是从任意的方向对患者照射带电粒子射束的自由旋转的装置，根据旋转机架的形状与大小、及设置场所的形状及大小等不同，有时根本就无法配置为45°及-45°等互相呈90度的角度。
由此，在以往提出的方法中示出了在一定程度上缩小粒子射线治疗装置的设置场所的占地面积的统一的处理方法，但存在如下问题：即、无法进行将旋转机架的形状与大小、以及设置场所的形状与大小考虑在内的个案化的对应。
本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种通过考虑将旋转机架和与旋转机架相邻的治疗区域包含在内的机架室等治疗室的形状与大小、以及治疗室的设置场所的形状与大小，来研究多个治疗室的布局的粒子射线治疗设施的设计辅助方法、粒子射线治疗设施的制造方法。
解决技术问题的技术方案
本发明所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法包含如下步骤：治疗室模型生成步骤，该治疗室模型生成步骤中生成治疗室的三维模型即治疗室模型；治疗室模型配置步骤，该治疗室模型配置步骤中在与配置对象空间相对应的模型空间中将多个治疗室模型配置于初始位置；局部凹区域计算步骤，该局部凹区域计算步骤中计算多个治疗室模型内最接近地配置的两个治疗室模型之间的凹区域即局部凹区域的体积或将局部凹区域二维地投影到地板方向时的投影面积；凹区域计算结果显示步骤，该凹区域计算结果显示步骤中将由局部凹区域计算步骤计算得到的局部凹区域的体积或投影面积显示于设计辅助装置的显示装置；以及治疗室模型移动步骤，该治疗室模型移动步骤中在凹区域计算结果显示步骤后没有作业结束指示的情况下，根据治疗室模型的移动指示，在模型空间中移动治疗室模型，反复执行局部凹区域计算步骤、凹区域计算结果显示步骤、治疗室模型移动步骤，直到具有作业结束指示为止。本发明所涉及的局部凹区域是由连结最接近地配置的两个治疗室模型的相对的外周而得的线上的点的集合构成的区域，或者，在最接近地配置的两个治疗室模型之间配置有屏蔽壁的情况下，是由连结该情况下的两个治疗室模型的相对的外周而得的线上的点中除去屏蔽壁以外的对象点的集合构成的区域。
发明效果
本发明所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法中，计算多个治疗室模型内最接近地配置的两个治疗室模型之间的凹区域的体积或投影面积，并显示于显示装置，因此，能伴随治疗室模型的配置位置显示凹区域的面积、体积的计算结果，能对多个治疗室的布局进行最优化，从而使得尽可能减少凹区域。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。
图2是表示本发明的治疗室模型的图。
图3是表示图1中的治疗室模型的配置显示例的图。
图4是表示图1中的局部凹区域的体积或投影面积的计算结果显示例的图。
图5是配置于本发明的粒子射线治疗设施的粒子射线治疗装置的概要结构图。
图6是表示图5的粒子射线照射装置的结构的图。
图7是说明两个治疗室模型间的凹区域的图。
图8是表示以最佳方式配置两个治疗室模型的示例的图。
图9是表示将两个治疗室模型以最佳方式配置于配置对象空间的示例的图。
图10是表示本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗设施的示例的图。
图11是表示本发明的实施方式1所涉及的其他粒子射线治疗设施的示例的图。
图12是表示本发明的实施方式2所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。
图13是表示本发明的实施方式3所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。
图14是表示图13中的局部凹区域及剩余空间凹区域的体积或投影面积的计算结果显示例的图。
图15是说明粒子射线治疗设施的剩余空间的凹区域的图。
图16是说明粒子射线治疗设施的剩余空间的其他凹区域的图。
图17是表示本发明的实施方式4所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。
图18是表示本发明的实施方式5所涉及的粒子射线治疗设施的制造方法的流程图。
图19是表示将两个治疗室模型、加速器模型以最佳方式配置于配置对象空间的示例的图。
图20是表示本发明的实施方式5所涉及的粒子射线治疗设施的示例的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。图2是表示本发明的治疗室模型的图。图3是表示图1中的治疗室模型的配置显示例的图，图4是表示图1中的局部凹区域的体积或投影面积的计算结果显示例的图。图5是配置于本发明的粒子射线治疗设施的粒子射线治疗装置的概要结构图，图6是表示图5的粒子射线照射装置的结构的图。首先，对配置于粒子射线治疗设施的粒子射线治疗装置的概要进行说明，之后对粒子射线治疗设施的设计辅助方法进行说明。图5中，粒子射线治疗装置51包括射束发生装置52、射束输送***59、粒子射线照射装置58a、58b。射束产生装置52包括离子源(未图示)、前级加速器53、及加速器54。粒子射线照射装置58a设置于机架室20a的旋转机架24a(参照图20)。粒子射线照射装置58b设置于机架室20b的旋转机架24b(参照图20)。机架室20a、20b是设置有旋转机架24a、24b的治疗室。
射束输送***59的作用是加速器54和粒子射线照射装置58a、58b的连接。射束输送***59的一部分设置于旋转机架24a，该一部分设置有多个偏转电磁体55a、55b、55c。射束输送***59的一部分设置于旋转机架24b，其一部分设置有多个偏转电磁体55d、55e、55f。设置于旋转机架24a的射束输送***59的一部分是旋转机架搭载部56a，设置于旋转机架24b的射束输送***59的一部分是旋转机架搭载部56b。
由离子源产生的质子射线等粒子射线即带电粒子射束由前级加速器53进行加速，然后从入射装置46入射到加速器54。加速器54例如为同步加速器。带电粒子射束被加速到规定能量。从加速器54的射出装置47射出的带电粒子射束经由射束输送***59被输送到粒子射线照射装置58a、58b。粒子射线照射装置58a、58b将带电粒子射束照射到患者45的患部(照射对象)(参照图6)。粒子射线照射装置的标号统一使用58，在进行区别说明时使用58a、58b。
由射束发生装置52产生且被加速到规定能量的带电粒子射束31经由射束输送***59被导向粒子射线照射装置58。图6中，粒子射线照射装置58包括：在与带电粒子射束31垂直的方向即X方向和Y方向上扫描带电粒子射束31的X方向扫描电磁体32及Y方向扫描电磁体33、位置监视器34、剂量监视器35、剂量数据转换器36、射束数据处理装置41、扫描电磁体电源37、以及控制粒子射线照射装置58的照射管理装置38。照射管理装置38包括照射控制计算机39和照射控制装置40。剂量数据转换器36包括触发生成部42、点计数器43、以及点间计数器44。另外，图6中带电粒子射束31的前进方向为－Z方向。
X方向扫描电磁体32是沿X方向扫描带电粒子射束31的扫描电磁体，Y方向扫描电磁体33是沿Y方向扫描带电粒子射束31的扫描电磁体。位置监视器34检测射束信息，该射束信息用于对由X方向扫描电磁体32及Y方向扫描电磁体33扫描的带电粒子射束31所通过的射束中的通过位置(重心位置)、尺寸进行运算。射束数据处理装置41基于位置监视器34检测到的由多个模拟信号构成的射束信息，对带电粒子射束31的通过位置(重心位置)、尺寸进行运算。并且，射束数据处理装置41还生成表示带电粒子射束31的位置异常、尺寸异常的异常检测信号，并将该异常检测信号输出至照射管理装置38。
剂量监视器35检测带电粒子射束31的剂量。照射管理装置38基于由未图示的治疗计划装置生成的治疗计划数据，控制患者45的患部48中带电粒子射束31的照射位置，若由剂量监视器35测定得到的、并经剂量数据转换器36转换成数字数据的剂量达到目标剂量，则将带电粒子射束31移动至下一个照射位置。扫描电磁体电源37基于从照射管理装置38输出的对X方向扫描电磁体32及Y方向扫描电磁体33的控制输入(指令)，来改变X方向扫描电磁体32及Y方向扫描电磁体33的设定电流。
这里，粒子射线照射装置58的扫描照射方式采用在改变带电粒子射束31的照射位置时不停止照射带电粒子射束31的光栅扫描照射方式，且该方式像点扫描照射方式那样使射束照射位置依次在点位置间移动。点计数器43对带电粒子射束31的射束照射位置所停留的期间的照射剂量进行测量。点间计数器44对带电粒子射束31的射束照射位置进行移动的期间的照射剂量进行测量。触发生成部42在射束照射位置的带电粒子射束31的剂量达到目标照射剂量的情况下，生成剂量已满信号。
接着，对粒子射线治疗设施的设计辅助方法进行说明。粒子射线治疗设施的设计辅助方法由计算机(电脑)25来执行，设计辅助作业的中途状况、计算结果显示于显示装置26。执行粒子射线治疗设施的设计辅助方法的设计辅助装置27如图3所示，具备计算机25和显示装置26。图1的步骤S001中，生成治疗室的三维模型即治疗室模型(治疗室模型生成步骤)。图2示出治疗室模型的一个示例。治疗室模型至少包含与其他区域进行区别的边界。作为治疗室模型的机架室模型1例如具有机架主体4、机架正面面板3、真空管道5、与机架主体4的内部区域相连接的开放空间区域2。搭载患者45的治疗台6被配置在治疗时跨越相当于旋转机架24a、24b的机架主体4的内部区域和相当于开放空间区域2的开放空间区域18a、18b(参照图10)。真空管道5是射束输送***59的真空管道。另外，在记载有机架室模型1的图中，机架室模型1原则上是从上部观察到的俯视图。
步骤S002中，在表示作为模型上的配置对象空间的模型空间的边界的配置区域框10内，将多个治疗室模型配置于初始位置(治疗室模型配置步骤)。由配置区域框10划分的空间是与配置对象空间相对应的模型空间。例如，如图3所示，两个机架室模型1a、1b的位置是治疗室模型的初始位置。治疗室模型的初始位置上，两个机架室模型1a、1b隔着与屏蔽壁9的厚度相应的距离而相邻配置。由此，治疗室模型的初始位置上，多个机架室模型1a、1b配置于不会互相干扰的位置。如图3所示，将执行治疗室模型配置步骤后的结果显示于显示装置26。
步骤S003中，计算所配置的治疗室模型(机架室模型1a、1b)间的凹区域8(参照图7)的体积或二维地投影到地板方向时的面积(投影面积)(局部凹区域计算步骤)。步骤S004中，将由局部凹区域计算步骤计算得到的体积或投影面积显示于显示装置26(凹区域计算结果显示步骤)。为了将治疗室模型(机架室模型1a、1b)间的凹区域8与后述的凹区域15加以区别，也适当将其称为局部凹区域8。例如，局部凹区域计算步骤在从计算机25的键盘、鼠标等输入器输入了计算开始指令的情况下执行。如图4所示，将执行局部凹区域计算步骤及凹区域计算结果显示步骤的结果显示于显示装置26。图4中，具有两个凹区域，将开放空间区域2一侧记载为凹区域8a，将机架主体4一侧记载为凹区域8b。凹区域显示28a是凹区域8a的体积或投影面积，凹区域显示28b是凹区域8a的体积或投影面积。
步骤S005中，判定来自操作者的辅助作业是否已结束，在指示辅助作业结束的情况下结束，在未指示辅助作业结束的情况下，转移至步骤S006。步骤S006中，根据操作者的移动指示，移动治疗室模型，并进行配置(治疗室模型移动步骤)。执行步骤S006后，返回至步骤S003，继续辅助作业。
利用图7对凹区域(局部凹区域)进行说明。图7是说明两个治疗室模型间的凹区域的图。凹区域(局部凹区域)的标号统一使用8，在进行区别说明时使用8a、8b。图7中，示出了相对于中心线7将机架室模型1a、1b配置为+45度和-45度的示例。如下所示那样定义凹区域8。
凹区域8是由点q的集合构成的区域。机架室模型1a、1b内的点的集合设为p。集合p能如式(1)所示那样呈现。
p|G∈p ···(1)
此处，G是机架室模型1a、1b的集合区域。
若将集合区域G内的任意的两点设为p1、p2，则集合q如式(2)所示那样呈现。即，集合q是满足条件1、条件2、条件3的集合。
q|条件1、条件2、条件3 ···(2)
此处，条件1、条件2、条件3分别由式(3)、式(4)、式(5)来表示。
q＝λp1+(1－λ)p2 ···(3)
0＜λ＜1 ···(4)
[数学式1]
另外，λ是实数。
图7中，中心线7上示出点p1、p2的基准点a0。此外，点p1、p2由从基准点a0起的矢量表示。
在配置有屏蔽壁9的情况下，凹区域8成为去除了屏蔽壁9的区域。例如，图4中，示出不包含屏蔽壁9的两个凹区域8a、8b。另外，若将屏蔽壁9的集合区域设为W，则满足对式(2)追加了条件4的式(6)的集合q相当于图4所示的凹区域8a、8b。
q|条件1、条件2、条件3、条件4 ···(6)
此处，条件4由式(7)表示。
[数学式2]
凹区域8是上述定义，但也能如下所示那样定义。凹区域8是将相邻的机架室模型1a、1b的相对的外周的各点(外周点)相连结而得的线上的点中除去屏蔽壁9以外的点作为对象点的情况下，由该对象点的集合构成的区域。
图8是表示以最佳方式配置两个治疗室模型的示例的图。图8中，相邻的机架室模型1a、1b的机架主体4一侧的外周相接配置有屏蔽壁9。图8中，治疗室模型间的凹区域的投影面积、即对凹区域8a、8b进行合计后的区域的投影面积在机架室模型1a或机架室模型1b的机架室模型的投影面积的1/4以下。
图9是表示以最佳方式将两个治疗室模型配置于配置对象空间的示例的图。图9中，一边保持图8所示的机架室模型1a、1b的相对位置，一边将机架室模型1a、1b配置于配置区域框10的右角。图9是结束了图1的流程图的作业后的配置。将基于该图9的配置制造得到的粒子射线治疗设施70示于图10。图10是表示本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗设施的示例的图。图10的粒子射线治疗设施70在由建筑物壁21包围的区域中配置两个机架室20a、20b、屏蔽壁19a、19b。图9的配置区域框10相当于由建筑物壁21包围的区域的边界。图10中以虚线表示与图9的机架室模型1a、1b的外周(边界)相对应的模型对应框72a、72b。旋转机架24a、24b是具备机架室模型1a、1b的机架主体4及机架正面面板3的实际的旋转机架。开放空间区域18a、18b是相当于机架室模型1a、1b的开放空间区域2的空间区域。图10的粒子射线治疗设施70中，两个机架室20a、20b的相对位置与图9的机架室模型1a、1b的相对位置相同。
通过利用实施方式1的粒子射线治疗设施的设计辅助方法，能将机架室模型1a、1b恰当地配置于配置区域框10内，能对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少本来可以不存在的无用区域即凹区域8。图9示出了配置区域框10为长方形的示例，但利用使机架室20a、20b与预定设置的建筑物形状相匹配的形状的配置区域框10(参照图19)来研究布局，因此能将机架室20a、20b等治疗室的形状和大小以及治疗室的设置场所的形状和大小考虑在内。
图11表示本发明的实施方式1所涉及的其他粒子射线治疗设施的示例的图。图11的粒子射线治疗设施70是在机架室20a、20b中设有迷宫通路23a、23b的示例。图11中，在机架室20a的开放空间区域18a一侧和机架室20b的开放空间区域18b一侧配置有形成迷宫通路23a、23b的屏蔽壁19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h，在迷宫通路23a、23b的入口分别配置有门22a、22b。
另外，在多个治疗室为3个以上的情况下，将3个以上的治疗室模型内最接近地配置的两个治疗室模型作为对象组，按每个对象组执行局部凹区域计算步骤。凹区域计算结果显示步骤中，将按每个对象组计算得到的局部凹区域8的体积或局部凹区域8的投影面积显示于显示装置26。
实施方式1的粒子射线治疗设施的设计辅助方法包含如下步骤：治疗室模型生成步骤，该治疗室模型生成步骤中生成治疗室(机架室20a、20b)的三维模型即治疗室模型(机架室模型1)；治疗室模型配置步骤，该治疗室模型配置步骤中在与配置对象空间相对应的模型空间中将多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)配置于初始位置；局部凹区域计算步骤，该局部凹区域计算步骤中计算多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)内最接近地配置的两个治疗室模型(机架室模型1a、1b)之间的凹区域即局部凹区域8的体积或将局部凹区域8二维地投影到地板方向时的投影面积；凹区域计算结果显示步骤，该凹区域计算结果显示步骤中将由局部凹区域计算步骤计算得到的局部凹区域8的体积或投影面积显示于设计辅助装置27的显示装置26；以及治疗室模型移动步骤，该治疗室模型移动步骤中在凹区域计算结果显示步骤后没有作业结束指示的情况下，根据治疗室模型(机架室模型1a、1b)的移动指示，在模型空间中移动治疗室模型(机架室模型1a、1b)，实施方式1的粒子射线治疗设施的设计辅助方法反复执行局部凹区域计算步骤、凹区域计算结果显示步骤、治疗室模型移动步骤，直到具有作业结束指示为止。实施方式1的粒子射线治疗设施的设计辅助方法所涉及的局部凹区域8是由将最接近地配置的两个治疗室模型(机架室模型1a、1b)的相对的外周相连结而得的线上的点的集合构成的区域，或者，在最接近地配置的两个治疗室模型(机架室模型1a、1b)之间配置有屏蔽壁9的情况下，是由将该情况下的两个治疗室模型(机架室模型1a、1b)的相对的外周相连结而得的线上的点中除去屏蔽壁9以外的对象点的集合构成的区域。通过该结构，实施方式1的粒子射线治疗设施的设计辅助方法中，计算多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)内最接近地配置的两个治疗室模型(机架室模型1a、1b)之间的凹区域8的体积或投影面积，并显示于显示装置26，因此，能伴随治疗室模型(机架室模型1a、1b)的配置位置来显示凹区域8的面积、体积的计算结果，能对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少凹区域8。
实施方式2.
图12是表示本发明的实施方式2所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。实施方式1中，示出了如下示例：通过操作者的指示移动机架室模型1，并在每次移动时计算凹区域8的体积或投影面积，但实施方式2是通过计算机25的反复计算来计算最佳值的示例。图12的流程图与图1的不同点在于，追加了步骤S010、步骤S011以取代图1的步骤S004、S005、S006。
对与图1不同的步骤S010、S011进行说明。步骤S010中，计算机25多次反复执行如下动作：移动治疗室模型即机架室模型1a、1b，并计算局部凹区域8的体积或投影面积，然后计算局部凹区域8的体积或投影面积的最佳值(最佳值计算步骤)。局部凹区域8的体积或投影面积是否是最佳值的判定基准例如是配置区域框10内的局部凹区域8的体积或投影面积成为最小值。例如，在反复计算局部凹区域8的体积或投影面积时，通过最速下降法等决定治疗室模型的下一个位置。
步骤S011中，将步骤S010计算得到的局部凹区域8的体积或投影面积的最佳值与计算出该最佳值的治疗室模型即机架室模型1a、1b的配置显示于显示装置26(最佳值计算结果显示步骤)。
另外，在步骤S010中同等的最佳值(准最佳值)为多个的情况下，步骤S011中，将与提取出的各准最佳值相对应的局部凹区域8的体积或投影面积的准最佳值和计算出该准最佳值的治疗室模型即机架室模型1a、1b的配置显示于显示装置26。
实施方式2的粒子射线治疗设施的设计辅助方法中通过计算机25的反复计算来计算凹区域8的体积或投影面积的最佳值，因此，能以比实施方式1更短的时间来对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少凹区域8。此外，实施方式2的粒子射线治疗设施的设计辅助方法能比实施方式1更有效率地对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化。
另外，在多个治疗室为3个以上的情况下，将3个以上的治疗室模型内最接近地配置的两个治疗室模型作为对象组，按每个对象组执行局部凹区域计算步骤，在最佳值计算步骤中，通过多次反复执行如下动作：移动治疗室模型，按每个对象组计算局部凹区域8的体积或局部凹区域8的投影面积，从而计算最佳值即可。
实施方式2的粒子射线治疗设施的设计辅助方法包含如下步骤：治疗室模型生成步骤，该治疗室模型生成步骤中生成治疗室(机架室20a、20b)的三维模型即治疗室模型(机架室模型1)；治疗室模型配置步骤，该治疗室模型配置步骤中在与配置对象空间相对应的模型空间中将多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)配置于初始位置；局部凹区域计算步骤，该局部凹区域计算步骤中将多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)内最接近地配置的两个治疗室模型(机架室模型1a、1b)作为对象组，按每个对象组计算对象组中的两个治疗室模型(机架室模型1a、1b)之间的凹区域即局部凹区域8的体积或将局部凹区域8二维地投影到地板方向时的投影面积；最佳值计算步骤，该最佳值计算步骤中多次反复执行如下动作：利用设计辅助装置27移动治疗室模型(机架室模型1a、1b)，按每个对象组计算局部凹区域8的体积或局部凹区域8的投影面积，从而计算最佳值；以及最佳值计算结果显示步骤，该最佳值计算结果显示步骤中将由最佳值计算步骤计算得到的局部凹区域8的体积的最佳值或投影面积的最佳值、以及该情况所对应的治疗室模型(机架室模型1a、1b)的配置显示于设计辅助装置27的显示装置26。通过该结构，实施方式2的粒子射线治疗设施的设计辅助方法中通过设计辅助装置27的计算机25的反复计算来计算凹区域8的体积或投影面积的最佳值，因此，能以比实施方式1更短的时间来对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少凹区域8。此外，实施方式2的粒子射线治疗设施的设计辅助方法能比实施方式1更有效率地对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化。
实施方式3.
实施方式1中，示出了对局部凹区域8的体积或投影面积进行最优化的示例，但在配置区域框10中未配置机架室模型1的区域也希望能确保可有效利用的区域。实施方式3中，说明对配置区域框10中未配置机架室模型1的区域也能进行最优化的粒子射线治疗设施的设计辅助方法。
图13是表示本发明的实施方式3所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。图14是表示图13中的局部凹区域及剩余空间凹区域的体积或投影面积的计算结果显示例的图。图15是对粒子射线治疗设施的剩余空间的凹区域进行说明的图，图16是对粒子射线治疗设施的剩余空间的其他凹区域进行说明的图。首先，利用图15及图16说明粒子射线治疗设施的剩余空间(三维区域)与该剩余空间的凹区域(剩余空间凹区域)。将剩余空间的凹区域适当地称为剩余空间凹区域。由于将可配置设备、结构部的区域考虑在内，因此粒子射线治疗设施的剩余空间、剩余空间凹区域考虑图10那样地配置有机架室20a、20b的俯视图中的二维区域和该二维区域从地板垂直延伸至天花板的三维区域。
图15、图16的箭头的左侧是配置有机架室模型1a、1b的俯视图。图15、图16的右侧是抽出剩余空间和剩余空间凹区域的图。图15中，在配置区域框10的箭头右侧，机架室模型1a、1b以与屏蔽壁9相接的方式相邻配置。另外，图15的箭头表示从左侧的机架室模型1a、1b的配置信息提取出右侧的剩余空间14a及剩余空间凹区域15a的情况。图16的箭头也是同样的意思。图16中，在配置区域框10的右侧，相互反转的机架室模型1a、1b以与屏蔽壁9相接的方式相邻配置。剩余空间14a、14b是从由配置区域框10表示边界的配置对象空间减去配置有多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)的治疗室模型关联区域后的空间。图15的剩余空间14a是由配置于多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)间的屏蔽壁9、治疗室模型的外周与配置区域框10分离出的空间。图16中的剩余空间14b是从机架室模型延长边界30到左侧的空间，该机架室模型延长边界30通过将不同于与配置区域框10相接的机架室模型1a的机架室模型1b的左侧的外周线向配置区域框10的上侧及下侧延伸而得到。机架室模型延长边界30的右侧空间中在机架室模型1b的上侧、机架室模型1a的下侧等剩余有稍许空间，但这里预定配置屏蔽壁9，没有能有效利用的空间，因此并不作为剩余空间。
治疗室模型关联区域的二维区域是如下区域：包含多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)、由配置于多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)间的屏蔽壁9、治疗室模型的外周和配置区域框10所分离出的区域，此外，治疗室模型关联区域的二维区域也可以是从将治疗室模型的外周线延长至配置区域框10的治疗室模型延长边界(机架室模型延长边界30)开始变为不存在治疗室模型的外侧区域。治疗室模型关联区域的三维区域是治疗室模型关联区域的二维区域从地板垂直地延伸至天花板的三维区域。图16中的剩余空间14b的二维区域是所述外侧区域。
图15的剩余空间14a中的凹区域15a、图16的剩余空间14b中的凹区域15b是与实施方式1中说明的凹区域8相同的定义。其中，任意的两点p1、p2均是剩余空间14a、剩余空间14b的点。剩余空间凹区域15a、15b是与实施方式1相同的定义，也能如下所示那样定义。剩余空间凹区域15a是由将治疗室模型关联区域侧的剩余空间14a的相对的外周的各点(外周点)相连结而得的线上的点的集合构成的区域。同样地，剩余空间凹区域15b是由治疗室模型关联区域侧的剩余空间14b的相对的外周的各点(外周点)相连结而得的线上的点的集合构成的区域。另外，剩余空间的标号统一使用14，在进行区别说明时使用14a、14b。另外，剩余空间凹区域的标号统一使用15，在进行区别说明时使用15a、15b。
剩余空间14优选为凸集合。例如，对于剩余空间14的二维区域，即使是相同的面积，四边形相较于L字形使用更为方便。这是由于，四边形为凸集合，但L字形具有凹部分，不是凸集合。实施方式3的粒子射线治疗设施的设计辅助方法是如下示例：通过操作者的指示移动机架室模型1，并在每次移动时计算局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积。
对图13的流程图进行说明。图13的流程图与图1的不同点在于，追加了步骤S012、步骤S013以取代图1的步骤S004。对与图1不同的步骤S012、S013进行说明。
步骤S012中，计算机25求出从表示配置对象空间的配置区域框10减去配置有治疗室模型(机架室模型1a、1b)的治疗室模型关联区域后的剩余空间14，并计算该剩余空间14中的凹区域(剩余空间凹区域15)的体积或二维地投影时的面积(投影面积)(剩余空间凹区域计算步骤)。步骤S013中，将由局部凹区域计算步骤及剩余空间凹区域计算步骤计算得到的体积或投影面积显示于显示装置26(凹区域计算结果显示步骤)。例如，在输入有步骤S003的局部凹区域计算步骤的计算开始指令的情况下，执行局部凹区域计算步骤和剩余空间凹区域计算步骤。如图14所示，将执行局部凹区域计算步骤、剩余空间凹区域计算步骤及凹区域计算结果显示步骤后的结果显示于显示装置26。
图14中，具有两个局部凹区域，将开放空间区域2一侧记载为局部凹区域8a，将机架主体4一侧记载为局部凹区域8b。剩余空间显示29中显示剩余空间14和剩余空间凹区域15。凹区域显示28a是局部凹区域8a的体积或投影面积，凹区域显示28b是局部凹区域8a的体积或投影面积。凹区域显示28c是剩余空间凹区域15的体积或投影面积。
图15、图16所示的机架室模型1a、1b的配置为初始位置之差。通过操作者的移动指示来发现最佳值，因此一般从图14所示的机架室模型1a、1b的初始位置达到图15的机架室模型1a、1b的配置。为了获得图16所示的机架室模型1a、1b的配置，使机架室模型1a、1b的初始位置相互反转来执行，或者在步骤S006中使一个机架室模型反转来继续即可。
实施方式3的粒子射线治疗设施的设计辅助方法中，计算局部凹区域8及剩余空间凹区域15，并显示治疗室模型(机架室模型1a、1b)的配置显示、局部凹区域8及剩余空间凹区域15的显示、局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积的计算结果。通过使用实施方式3的粒子射线治疗设施的设计辅助方法，能将治疗室模型(机架室模型1a、1b)适当地配置于配置区域框10内，能对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少无用区域即局部凹区域8，且尽可能减少未配置治疗室模型的剩余空间14中的剩余空间凹区域15。
实施方式4.
图17表示本发明的实施方式4所涉及的粒子射线治疗设施的设计辅助方法的流程图。实施方式3中，示出了如下示例：通过操作者的指示移动机架室模型1，并在每次移动时计算局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积，但实施方式4是通过计算机25的反复计算来计算最佳值的示例。图17的流程图与图13的不同点在于，追加了步骤S020、步骤S021以取代图13的步骤S0013、S005、S006。
对与图13不同的步骤S020、S021进行说明。步骤S020中，计算机25多次反复执行如下动作：移动治疗室模型即机架室模型1a、1b并计算局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积的步骤，之后，计算局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积的最佳值(最佳值计算步骤)。局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积是否是最佳值的判定基准例如是配置区域框10内的局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积成为最小值。例如，在反复计算局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积时，通过最速下降法等决定治疗室模型的下一个位置。
此外，局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积是否是最佳值的判定基准也可以是对局部凹区域8和剩余空间凹区域15施加了权重后的评价函数值成为最小值。通过对局部凹区域8和剩余空间凹区域15施加权重来进行评价，相比不施加权重的方法，能进一步对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化。
步骤S021中，将步骤S020计算得到的局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积的最佳值与计算出该最佳值的治疗室模型即机架室模型1a、1b的配置显示于显示装置26。
另外，在步骤S020中同等的最佳值(准最佳值)为多个的情况下，步骤S021中，将与提取出的各准最佳值相对应的局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积的准最佳值和计算出该准最佳值的治疗室模型即机架室模型1a、1b的配置显示于显示装置26(最佳时计算结果显示步骤)。
图15、图16所示的机架室模型1a、1b的配置有时初始位置之差不同，若在机架室模型1a、1b的配置变更中采用遗传算法，则能与初始位置无关地根据局部凹区域8及剩余空间凹区域15的体积或投影面积的最佳值来达到图15、图16的配置。
实施方式4的粒子射线治疗设施的设计辅助方法中通过计算机25的反复计算来计算凹区域(凹区域8及剩余空间凹区域15)的体积或投影面积的最佳值，因此，能以比实施方式3更短的时间来对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少局部凹区域8及剩余空间凹区域15。此外，实施方式4的粒子射线治疗设施的设计辅助方法能比实施方式3更有效率地对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化。
实施方式5.
图18是表示本发明的实施方式5的粒子射线治疗设施的制造方法的流程图。图19是表示以最佳方式将两个治疗室模型、加速器模型配置于配置对象空间中的示例的图，图20是表示本发明的实施方式5所涉及的粒子射线治疗设施的示例的图。实施方式5中，说明将加速器的配置也考虑在内的粒子射线治疗设施的制造方法。
步骤S031中，在表示配置对象空间的配置区域框10中，将加速器模型16配置于初始位置(加速器模型配置步骤)。步骤S032中，利用实施方式1至4所说明的粒子射线治疗设施的设计辅助方法将多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)配置于配置区域框10的最佳位置(治疗室模型最佳配置步骤)。步骤S033中，将连接加速器模型16和多个治疗室模型(机架室模型1a、1b)的输送***模型17配置于配置区域框10中(输送***模型配置步骤)。
图19所示的配置区域框10即是配置有粒子射线治疗装置51的建筑物的形状，图20中用虚线的框来表示。图19是结束了图18的流程图的作业后的配置。将基于该图19的配置制造得到的粒子射线治疗设施70示于图20。图20的粒子射线治疗设施70中，在建筑物壁21的左侧区域设有由屏蔽壁19划分的两个机架室20a、20b、加速器室71。加速器室71中配置有加速器54、前级加速器53，机架室20a、20b分别配置有旋转机架24a、24b。射束输送***59被配置成跨越机架室20a、20b、加速器室71。图20的粒子射线治疗设施70中，两个机架室20a、20b、加速器54、射束输送***59与图19的机架室模型1a、1b的机架主体4、加速器模型16、输送***模型17的相对位置相同。
图19所示的机架室模型1a、1b的配置是图8中说明的配置例。如实施方式1所说明的那样，治疗室模型间的局部凹区域8的投影面积、即对凹区域8a、8b进行合计后的区域的投影面积在机架室模型1a或机架室模型1b的机架室模型的投影面积的1/4以下。因此，与图20所示的粒子射线治疗设施70中的机架室模型1a、1b的边界相对应的模型对应框72a、72b之间的局部凹区域73的投影面积、即与对图20所示的4个局部凹区域73进行合计后的区域相对应的区域的投影面积为模型对应框72a或模型对应框72b的投影面积的1/4以下。由模型对应框72a、72b包围的区域是虚拟机架区域。虚拟机架区域中，机架室模型1的开放空间区域2是开放空间区域，机架室模型1的除去了开放空间区域2的区域、即机架室模型1的包含机架主体4和机架正面面板3在内的区域是机架区域。
实施方式5的粒子射线治疗设施的制造方法中，在制造具备分别设有旋转机架24a、24b的多个机架室20a、20b、加速器54、及射束输送***59的粒子射线治疗设施70时，对于多个机架室20a、20b的配置，通过利用实施方式1至4的粒子射线治疗设施的设计辅助方法，能将机架室模型1a、1b恰当地配置于配置区域框10内，能对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少无用区域即局部凹区域8、剩余空间凹区域15。此外，实施方式5的粒子射线治疗设施的制造方法中，利用使机架室20a、20b与预定设置的建筑物形状相匹配的形状的配置区域框10来研究布局，因此能将机架室20a、20b等治疗室的形状和大小以及治疗室的设置场所的形状和大小考虑在内。
实施方式5的粒子射线治疗设施的制造方法包括如下步骤：加速器模型配置步骤，该加速器模型配置步骤中将与加速器54相对应的加速器模型16配置于与配置对象空间相对应的模型空间；治疗室模型最佳配置步骤，该治疗室模型最佳配置步骤中在模型空间配置多个治疗室(机架室20a、20b)的三维模型即治疗室模型(机架室模型1a、1b)；以及输送***模型配置步骤，该输送***模型配置步骤中，在模型空间中，以连接加速器模型16和治疗室模型(机架室20a、20b)的方式配置与射束输送***59相对应的输送***模型17。治疗室模型最佳配置步骤利用实施方式1至4所示的粒子射线治疗设施的设计辅助方法来决定治疗室模型(机架室20a、20b)的配置。通过该结构，实施方式5的粒子射线治疗设施的制造方法中，利用使多个治疗室(机架室20a、20b)与预定设置的建筑物形状相匹配的形状的配置区域框10来研究布局，因此能将机架室20a、20b等治疗室的形状和大小、以及治疗室的设置场所的形状和大小考虑在内。
实施方式5的粒子射线治疗设施包括：射束发生装置52，该射束发生装置52产生带电粒子射束31，并利用加速器54对带电粒子射束31进行加速；射束输送***59，该射束输送***59对经加速器54加速后的带电粒子射束31进行输送；多个粒子射线照射装置58a、58b，该多个粒子射线照射装置58a、58b将由射束输送***59输送的带电粒子射束31照射到照射对象(患部48)；多个旋转机架24a、24b，该多个旋转机架24a、24b分别搭载有粒子射线照射装置58a、58b，从任意方向对照射对象(患部48)照射带电粒子射束31；多个治疗室(机架室20a、20b)，该多个治疗室(机架室20a、20b)分别设置有旋转机架24a、24b。将由包含旋转机架24a、24b的主体及正面面板在内的机架区域和与治疗室(机架室20a、20b)中的旋转机架24a、24b的主体的内部区域相连接的开放空间区域构成的区域作为虚拟机架区域，在隔着屏蔽壁19最接近地配置的两个治疗室(机架室20a、20b)之间，将连结两个虚拟机架区域之间的相对的外周而得的线上的点中除去屏蔽壁19以外的对象点的集合构成的区域作为局部凹区域73，多个治疗室(机架室20a、20b)的配置是如下配置：即、将多个治疗室(机架室20a、20b)内最接近地配置的两个治疗室(机架室20a、20b)间的局部凹区域73二维投影到地板方向时的投影面积为将虚拟机架区域二维地投影到地板方向时的投影面积的1/4以下。通过该结构，实施方式5的粒子射线治疗设施能对多个治疗室(机架室20a、20b)的布局进行最优化，使得尽可能减少局部凹区域73。
另外，图示出了多个机架室模型的外周(边界)分别为相同的情况，但各个机架室模型根据实际的旋转机架来制成，因此即使是外周(边界)不同的多个机架室模型，也能应用本发明。另外，作为粒子射线照射装置58的照射方式，以扫描照射方式为例进行了说明，但本发明也能够应用于具备广域照射方式的粒子射线照射装置58的粒子射线治疗设施70，该广域照射方式中，利用散射体对带电粒子射束31进行散射扩大，通过使扩大后的带电粒子射束31与照射对象13的形状相匹配地来形成照射野。此外，也能应用于具备与实施方式1中说明的扫描照射方式不同的其他扫描照射方式，即点扫描、光栅扫描等的粒子射线照射装置58的粒子射线治疗设施70。另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
标号说明
1、1a、1b 机架室模型、
8、8a、8b 凹区域(局部凹区域)、
9、9a、9b、9c、9d 屏蔽壁、
14、14a、14b 剩余空间、
15、15a、15b 凹区域(剩余空间凹区域)、
6 加速器模型、
17 输送***模型
19、19a、19b 屏蔽壁、
20a、20b 机架室、
24a、24b 旋转机架、
26 显示装置、
27 设计辅助装置、
31 带电粒子射束、
48 患部(照射对象)、
51 粒子射线治疗装置、
52 射束发生装置、
54 加速器、
58、58a、58b 粒子射线照射装置、
59 射束输送***、
73 凹区域。

Claims (8)

1.一种粒子射线治疗设施的设计辅助方法，该粒子射线治疗设施的设计辅助方法利用设计辅助装置对将设置有旋转机架的多个治疗室配置于预先决定的配置对象空间的配置设计进行辅助，该治疗室从任意的方向对照射对象照射带电粒子射束，该粒子射线治疗设施的设计辅助方法的特征在于，包括如下步骤：
治疗室模型生成步骤，该治疗室模型生成步骤中生成所述治疗室的三维模型即治疗室模型；
治疗室模型配置步骤，该治疗室模型配置步骤中在与所述配置对象空间相对应的模型空间中将多个所述治疗室模型配置于初始位置；
局部凹区域计算步骤，该局部凹区域计算步骤中计算多个所述治疗室模型内最接近地配置的两个所述治疗室模型之间的凹区域即局部凹区域的体积或将所述局部凹区域二维地投影到地板方向时的投影面积；
凹区域计算结果显示步骤，该凹区域计算结果显示步骤中将由所述局部凹区域计算步骤计算得到的所述局部凹区域的体积或所述投影面积显示于所述设计辅助装置的显示装置；以及
治疗室模型移动步骤，该治疗室模型移动步骤中在所述凹区域计算结果显示步骤后没有作业结束指示的情况下，根据所述治疗室模型的移动指示，在所述模型空间中移动所述治疗室模型，
反复执行所述局部凹区域计算步骤、所述凹区域计算结果显示步骤、所述治疗室模型移动步骤，直到具有所述作业结束指示为止，
所述局部凹区域是
由将最接近地配置的两个所述治疗室模型的相对的外周相连结而得的线上的点的集合构成的区域，
或者是在最接近地配置的两个所述治疗室模型之间配置有屏蔽壁的情况下，由将该情况下的两个所述治疗室模型的相对的外周相连结而得的线上的点中除去所述屏蔽壁以外的对象点的集合构成的区域。
2.一种粒子射线治疗设施的设计辅助方法，该粒子射线治疗设施的设计辅助方法利用设计辅助装置对将设置有旋转机架的多个治疗室配置于预先决定的配置对象空间的配置设计进行辅助，该旋转机架从任意方向对照射对象照射带电粒子射束，该粒子射线治疗设施的设计辅助方法的特征在于，包括如下步骤：
治疗室模型生成步骤，该治疗室模型生成步骤中生成所述治疗室的三维模型即治疗室模型；
治疗室模型配置步骤，该治疗室模型配置步骤中在与所述配置对象空间相对应的模型空间中将多个所述治疗室模型配置于初始位置；
局部凹区域计算步骤，该局部凹区域计算步骤中将多个所述治疗室模型内最接近地配置的两个所述治疗室模型作为对象组，按每个所述对象组计算所述对象组中的两个所述治疗室模型之间的凹区域即局部凹区域的体积或将所述局部凹区域二维地投影到地板方向时的投影面积；
最佳值计算步骤，该最佳值计算步骤中通过按每个所述对象组多次反复执行如下动作：利用所述设计辅助装置移动所述治疗室模型，并计算所述局部凹区域的体积或所述局部凹区域的所述投影面积，从而计算最佳值；以及
最佳值计算结果显示步骤，该最佳值计算结果显示步骤中将由所述最佳值计算步骤计算得到的所述局部凹区域的体积的最佳值或所述投影面积的最佳值、以及该情况所对应的所述治疗室模型的配置显示于所述设计辅助装置的显示装置，
所述局部凹区域是
由将最接近地配置的两个所述治疗室模型的相对的外周相连结而得的线上的点的集合构成的区域，
或者是在最接近地配置的两个所述治疗室模型之间配置有屏蔽壁的情况下，由将该情况下的两个所述治疗室模型的相对的外周相连结而得的线上的点中除去所述屏蔽壁以外的对象点的集合构成的区域。
3.如权利要求1所述的粒子射线治疗设施的设计辅助方法，其特征在于，
包含剩余空间凹区域计算步骤，该剩余空间凹区域计算步骤中，求出从所述模型空间减去包含多个所述治疗室模型的治疗室模型关联区域后的剩余空间，计算所述剩余空间的凹区域即剩余空间凹区域的体积或将所述剩余空间凹区域二维地投影到地板方向时的投影面积，
所述剩余空间凹区域是由将所述治疗室模型关联区域一侧的所述剩余空间的相对的外周相连结而得的线上的点的集合构成的区域，
所述凹区域计算结果显示步骤将所述局部凹区域计算步骤的计算结果和由所述剩余空间凹区域计算步骤计算得到的所述剩余空间凹区域的体积或所述投影面积显示于所述显示装置。
4.如权利要求2所述的粒子射线治疗设施的设计辅助方法，其特征在于，
包含剩余空间凹区域计算步骤，该剩余空间凹区域计算步骤中，求出从所述模型空间减去包含多个所述治疗室模型的治疗室模型关联区域后的剩余空间，计算所述剩余空间的凹区域即剩余空间凹区域的体积或将所述剩余空间凹区域二维地投影到地板方向时的投影面积，
所述剩余空间凹区域是由将所述治疗室模型关联区域一侧的所述剩余空间的相对的外周相连结而得的线上的点的集合构成的区域，
所述最佳值计算步骤中，为每个所述对象组反复执行如下动作，从而计算最佳值：在由所述设计辅助装置移动所述治疗室模型后，计算所述局部凹区域的体积或所述局部凹区域的所述投影面积，并计算所述剩余空间凹区域的体积或所述剩余空间凹区域的所述投影面积，
所述最佳值计算结果显示步骤中，将由所述最佳值计算步骤计算得到的所述局部凹区域的体积的最佳值或所述投影面积的最佳值、所述剩余空间凹区域的体积的最佳值或所述投影面积的最佳值、以及与该情况相对应的所述治疗室模型的配置显示于所述设计辅助装置的显示装置。
5.如权利要求4所述的粒子射线治疗设施的设计辅助方法，其特征在于，
所述最佳值计算步骤中，基于对所述局部凹区域和所述剩余空间凹区域之间施加了权重后得到的评价函数值来计算所述局部凹区域的体积的最佳值或所述投影面积的最佳值、以及所述剩余空间凹区域的体积的最佳值或所述投影面积的最佳值。
6.一种粒子射线治疗设施的制造方法，该粒子射线治疗设施的制造方法中，将粒子射线治疗装置的加速器、输送由所述加速器加速后的带电粒子射束的射束输送***、以及设置有旋转机架的多个治疗室配置于预先决定的配置对象空间，该旋转机架从任意的方向对照射对象照射所述带电粒子射束，该粒子射线治疗设施的制造方法的特征在于，包括如下步骤：
加速器模型配置步骤，该加速器模型配置步骤中将与所述加速器相对应的加速器模型配置于与所述配置对象空间相对应的模型空间；
治疗室模型最佳配置步骤，该治疗室模型最佳配置步骤中在所述模型空间配置多个所述治疗室的三维模型即治疗室模型；以及
输送***模型配置步骤，该输送***模型配置步骤中，在所述模型空间中，以连接所述加速器模型和所述治疗室模型的方式配置与所述射束输送***相对应的输送***模型，
所述治疗室模型最佳配置步骤利用权利要求1至5的任一项所述的粒子射线治疗设施的设计辅助方法来决定所述治疗室模型的配置。
7.如权利要求6所述的粒子射线治疗设施的制造方法，其特征在于，
所述治疗室模型最佳配置步骤中，将所述治疗室模型配置为使得所述局部凹区域的所述投影面积在所述治疗室模型的所述投影面积的1/4以下。
8.一种粒子射线治疗设施，其特征在于，包括：
射束发生装置，该射束发生装置产生带电粒子射束，并利用加速器对所述带电粒子射束进行加速；射束输送***，该射束输送***对经所述加速器加速后的所述带电粒子射束进行输送；多个粒子射线照射装置，该多个粒子射线照射装置将由所述射束输送***输送的所述带电粒子射束照射到照射对象；多个旋转机架，该多个旋转机架分别搭载有所述粒子射线照射装置，从任意方向对所述照射对象照射所述带电粒子射束；以及多个治疗室，该多个治疗室分别设置有所述旋转机架，
将由包含所述旋转机架的主体及正面面板在内的机架区域和与所述治疗室中的所述旋转机架的所述主体的内部区域相连接的开放空间区域构成的区域作为虚拟机架区域，
将隔着屏蔽壁最接近地配置的两个所述治疗室之间，连结两个所述虚拟机架区域之间的相对的外周而得的线上的点中除去所述屏蔽壁以外的对象点的集合所构成的区域作为局部凹区域，
多个所述治疗室的配置是如下配置：
将多个所述治疗室内最接近地配置的两个所述治疗室之间的所述局部凹区域二维地投影到地板方向时的投影面积为将所述虚拟机架区域二维地投影到地板方向时的投影面积的1/4以下。
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