[發明專利]質子或重離子束治癌裝置

有效

• 申請號: 201210264179.2
• 申請日: 2012-07-28
• 公開（公告）號: CN102793979A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 石健;夏佳文;柴偉平;楊建成;張小虎;原有進;何源
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

技術領域

本發明涉及一種質子或重離子束治癌裝置，尤其涉及一種將直線加速器與同步儲存環級聯的質子治癌裝置，主要應用于航天、生物（醫療）和工業等領域。

背景技術

由于質子、重離子束對生物體的照射中具有倒轉的深度劑量分布、較小的側向散射、較高的相對生物學效應和低的氧增比等特點，使得質子和重離子治癌成為當今國際上先進有效的癌癥放射治療方法；質子、重離子束能夠模擬外太空的輻射環境，是用來進行航天單粒子效應和儀器抗輻射檢測的有效方法；重離子束的粒子半徑具有可選擇性，是用于核孔膜制造的有效手段。

在實施質子束、離子束照射中，提供質子束、離子束的加速器是最基本的裝置。加速器根據不同的實驗和應用需要，提供不同能量的質子束、離子束；根據實驗靶的不同形狀，提供精確的離子束流位置掃描控制；根據有效劑量需求，提供不同的束流的強度。同步儲存環是滿足此類需求最有效的加速器裝置，具體方法為：通過調節高頻加速腔的截止頻率和相應的磁場強度，可以產生不同能量的引出離子束；采用掃描磁鐵對引出束流進行高頻率的掃描，可以產生均勻的離子束分布；通過控制注入累積流強或控制引出開關，可以調節儲存離子束流強，滿足實驗有效劑量要求。因此，建立以同步加速器為主體的質子束、離子束加速裝置，是開展離子照射實驗的基礎。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足提供一種質子或重離子束治癌裝置。采用RFQ或者RFQ+DTL（Drift?Tube?Linac）作為同步加速器注入器、采用多圈注入作為同步加速器的注入方式的質子或重離子束治癌裝置。本發明，可以對目標靶進行不同能量，不同束流強度的離子束照射。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種質子或重離子束治癌裝置，包括有同步加速器，其主要特點是在同步加速器的前端設有離子源，所述的離子源為電子回旋共振離子源，電子回旋共振離子源通過源束線上的第0Q01?glasser四極透鏡和第0Q02?glasser透鏡、第1二極鐵連接射頻四極場直線加速器、中能束線上的第1四極磁鐵、第2四極磁鐵、第3四極磁鐵、第4四極磁鐵，在第2四極磁鐵與第3四極磁鐵之間設有第1二極磁鐵，第4四極磁鐵通過第1切割磁鐵連接同步加速器的第1靜電偏轉板；在所述的同步加速器的第22四極磁鐵與第31六極磁鐵之間引出高能束線。

所述的質子或重離子束治癌裝置，還包括有在所述的射頻四極場直線加速器與第1四極磁鐵之間設有漂移管直線加速器。

所述的質子或重離子束治癌裝置，還包括有所述的高能束線包括有多個引出終端。

所述的質子或重離子束治癌裝置，所述的高能束線包括有在所述的同步加速器的第22四極磁鐵與第31六極磁鐵之間通過第2切割磁鐵連接高能束線第1四極磁鐵、高能束線第2四極磁鐵、高能束線第1二極磁鐵；由高能束線第1二極磁鐵分別引出第一高能束線和第二高能束線，第一高能束線包括有第一高能束線第1四極磁鐵、第一高能束線第2四極磁鐵、第一高能束線第3四極磁鐵、第一高能束線第4四極磁鐵的順序連接；第二高能束線包括有第二高能束線第1四極磁鐵、第二高能束線第2四極磁鐵、第二高能束線第3四極磁鐵、第二高能束線第4四極磁鐵的順序連接。

所述的質子或重離子束治癌裝置，所述的同步加速器包括有第1靜電偏轉板位于第11四極磁鐵、第62四極磁鐵之間，在第11四極磁鐵與第12四極磁鐵之間設有同步加速器第1二極磁鐵；第12四極磁鐵通過第3凸軌磁鐵連接第2靜電偏轉板、連接第21四極磁鐵、第22四極磁鐵，在第21四極磁鐵與第22四極磁鐵之間設有同步加速器第2二極磁鐵；第22四極磁鐵連接第31六極磁鐵和第31四極磁鐵、第32四極磁鐵、第41四極磁鐵、第42四極磁鐵，在第31四極磁鐵與第32四極磁鐵之間設有同步加速器第3二極磁鐵，在第32四極磁鐵與第41四極磁鐵之間設有同步加速器高頻加速腔，在第41四極磁鐵與第42四極磁鐵設有同步加速器第4二極磁鐵；第42四極磁鐵連接橫向射頻場激勵裝置，并通過第1凸軌磁鐵連接第51六極磁鐵和第51四極磁鐵、第52四極磁鐵，在第51四極磁鐵與第52四極磁鐵之間設有同步加速器第5二極磁鐵，第52四極磁鐵通過直流電流探測器連接第2凸軌磁鐵、第61六極磁鐵、第61四極磁鐵、第62四極磁鐵，在第61四極磁鐵與第62四極磁鐵之間設有同步加速器第6二極磁鐵,；第62四極磁鐵連接第1靜電偏轉板。

所述的質子或重離子束治癌裝置，所述的連接為真空管道束流連接，真空度為10^-9-10^-11mbar。

一種使用質子或重離子束治癌裝置的方法，其主要步驟為：