[發明專利]45°醫用回旋加速器輸運線元件

在審

• 申請號: 201710529935.2
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107320859A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 宋云濤;鄭金星;韓曼芬;曾憲虎;沈俊松;江峰;張午權
• 申請（專利權）人: 合肥中科離子醫學技術裝備有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術領域

本發明專利涉及一種質子重離子醫療裝置，具體為回旋加速器輸運線各部件的布局，其中二極鐵的偏轉角度均為45°。其主要應用在醫療及工業等領域。

背景技術

癌癥是嚴重威脅人類生命的疾病。在諸多放射治療中，質子重離子具有更好的劑量分布和生物學效應，使得質子重離子治療成為近些年來較為先進優越的癌癥治療方法。

在實施質子重離子束治療時，輸運線的主要任務是將從回旋加速器引出的固定能量質子重離子束流，變成治療所需要的質量參數并安全高效送到旋轉機架及固定治療室，這些質量參數包括束流截面、束流強度、發散度和能散度等。因此在設計輸運線時通常將其分成若干個不同的段，每段都有特定的功能。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種45°醫用回旋加速器輸運線元件，用于將回旋加速器產生的質子束流輸送到各個治療室，其包括回旋加速器引出段、能量選擇段(A段)、旋轉機架段(D段)、與旋轉機架段相連的耦合匹配段(C段)、固定治療室段(E段)、與固定治療室段相連的周期段(B段)；

所述的回旋加速器引出段用于匹配加速器引出的固定能量束流到降能器的中心，同時形成一個束腰，使降能器處于最佳工作狀態；

所述能量選擇段(A段)用于控制束流的發散度和能量選擇，能量選擇段輸出的束流直接進入耦合匹配段(C段)和周期段(B段)；

所述耦合匹配段用于偏轉束流和消除偏轉產生的色散，然后將束流匹配進入旋轉機架段(D段)；

所述旋轉機架段(D段)用于從不同方向照射腫瘤以減少腫瘤周圍正常組織的傷害，可以旋轉360度；

所述周期段(B段)用于將能選段輸出束流參數完整的傳輸到下一個周期段，以這種串接方式，將束流相繼送向其他治療室；

所述固定治療室段(E段)用于偏轉束流，先偏轉再通過三合一聚焦磁鐵和一個偏轉磁鐵，進入固定治療頭。

較佳地，所述回旋加速器引出段包括依次連接的束流阻斷器STA1、四個四極磁鐵(QMA1、QMA2、QMA3及QMA4)，所述束流阻斷器安裝在回旋加速器的引出口處，用于束流的調試和運行安全。

較佳地，所述能量選擇段包括依次連接的降能器DE、準直器(KMA1和KMA2)、第一個四極磁鐵QMA5、第二個四極磁鐵QMA6、第一個Y向校正磁鐵SMA1Y、第三個四極磁鐵QMA7、第一個X向校正磁鐵SMA1X、第一個二極鐵DMA1、第四個四極磁鐵QMA8、第五個四極磁鐵QMA9、選擇狹縫LSA1、第六個四極磁鐵QMA10、第七個四極磁鐵QMA11、第二個二極鐵DMA2、第八個四極磁鐵QMA12、第九個四極磁鐵QMA13、束流阻斷器STA3、第十個四極磁鐵QMA14、第二個Y向校正磁鐵SMA2Y、第二個X向校正磁鐵SMA2X；

所述的準直器(KMA1和KMA2)用于控制束流發散度，當束流位置偏離中心時，位置偏離信號經控制器處理后，自動控制第一個Y向校正磁鐵SMA1Y及第一個X向校正磁鐵SMA1X，使束流位置自動穩定在中心點，從第一個X向校正磁鐵SMA1X出來的束流通過第一個二極鐵DMA1后偏轉45°進入第四個四極磁鐵QMA8，通過調節LSA1的狹縫寬度來調節束流能散度大小。

較佳地，所述耦合匹配段用于消除色差匹配，包括依次連接的第一個二極鐵DMC1、三合一四極聚焦磁鐵(QMC1、QMC2、QMC3)、第二個二極鐵DMC2、第一個四極磁鐵QMC4、第二個四極磁鐵QMC5、Y向校正磁鐵SMC1Y、X向校正磁鐵SMC1X以及束流阻斷器STC1，用于安全調試以及校正質子束流軌跡。

較佳地，所述的旋轉機架段可旋轉360°，用于將質子束流傳輸到等中心點，從耦合匹配段引出的束流依次經過第一個Y校正磁鐵SMD1Y、第一個四極聚焦磁鐵QMD1、第二個四極聚焦磁鐵QMD2后進入第一塊60°二極鐵DMD1，再依次經過第三個四極聚焦磁鐵QMD3、第四個四極聚焦磁鐵QMD4、第二個Y方向的校正磁鐵SMD2Y及第一個X方向的校正磁鐵SMD2X、第一個四極磁鐵QMD5、第二個四極磁鐵QMD6后進入第二塊60°二極鐵DMD2，完成束流在垂直方向的平移，此后束流依次通過第三個四極磁鐵QMD7、第三個Y向校正磁鐵SMD3Y后進入最后一塊90°二極鐵DMD3，垂直向下到達治療靶區。

較佳地，所述的周期段由第一個四極磁鐵QMB1、第二個四極磁鐵QMB2、第三個四極磁鐵QMB3、Y向校正磁鐵SMB1Y及X向校正磁鐵SMB1X、束流阻斷器STB1、第四個四極磁鐵QMB4、第五個四極磁鐵QMB5順序連接組成。