[發(fā)明專利]一種超導質子裝置能量選擇系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710875427.X
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107635348B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 鄭金星;宋云濤;支博;江峰;朱雷;張午權;韓曼芬;王鵬彧;李明;曾憲虎;王成
• 申請（專利權）人: 合肥中科離子醫(yī)學技術裝備有限公司
• 主分類號: H05H13/00
• 分類號: H05H13/00;H05H7/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明公開了一種超導質子裝置能量選擇系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，該能量選擇系統(tǒng)包括：降能段A：對進入的質子束流進行降能、能散度和發(fā)散度的調(diào)節(jié)；聚焦校正段B：對束流的發(fā)散度進行檢測，將信號反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)磁場的大小，對束流的運動軌跡進行校正；偏轉段C：能散度越大的質子在徑向偏離束流中心軌道的幅度也越大；二次聚焦段D：使束流在該段再一次的聚焦；能量選擇段E：使只有在設計中心位置的質子束流能夠通過，實現(xiàn)對束流的初步篩選。本發(fā)明能夠對質子束流的能量和發(fā)散度進行調(diào)節(jié)，對質子束流的品質進行篩選，使其滿足治療端的需求。

技術領域

本發(fā)明涉及質子回旋加速器能量選擇裝置工程技術領域，具體為一種超導質子裝置能量選擇系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術

質子放療是當前國際公認最尖端的放射治療技術。與以往用X-射線“散彈打鳥”的放療方式不同，質子經(jīng)由同步加速器加速至約70％的光速時，質子射線被引出射入人體，并在精確抵達病灶的瞬間，對腫瘤“立體定向爆破”，不傷害正常細胞“一兵一卒”，尤其對頭頸部、眼科、胸部、消化道等復發(fā)難治的惡性腫瘤優(yōu)勢明顯。

能量選擇系統(tǒng)是質子放療設備中一個非常重要的部件，質子治療時要根據(jù)腫瘤本身深度和厚度，使用不同能量的質子，而回旋加速器引出的質子束流為200MeV固定值，因此需要在加速器和治療頭之間設有一個能量選擇系統(tǒng)。整個能量選擇系統(tǒng)由石墨降能器、固定準直器、移動準直器和選擇狹縫所組成，系統(tǒng)中還包括了粒子光學所需的各種磁鐵與相應的束流檢測設備、束流阻斷器等設備。

能量選擇系統(tǒng)的研發(fā)現(xiàn)狀比較混雜，目前國外有十幾家生產(chǎn)研發(fā)機構，其技術產(chǎn)品目前都處于保密狀態(tài)，國內(nèi)目前還處于空白；并且，不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品性能和形狀差異都比較大，嚴重影響了該產(chǎn)品的標準化生產(chǎn)，不利于設備的推廣和應用。

申請?zhí)朇N201480022491.8公開一種機載于可轉動龍門架上的具有能量選擇的緊湊的質子治療系統(tǒng)，包括：固定粒子加速器，被配置成提供粒子束；束線組件，耦合到所述固定粒子加速器并且能夠操作以沿著第一方向引導所述粒子束；能量降能器，能夠操作以減弱所述粒子束的能量；以及旋轉龍門架組件，耦合到所述束線組件并且包括：具有可控磁場的雙極磁體的集合；以及布置在所述雙極磁體的集合之間的準直儀；固定粒子加速器包括超導回旋加速器并且能夠操作以提供具有250MeV的所述粒子束。

申請?zhí)朇N201610616075.1公開一種基于回旋加速器的質子治療系統(tǒng)，包括質子回旋加速器及用于輸送質子回旋加速器內(nèi)質子的主質子束流輸運系統(tǒng)，主質子束流輸運系統(tǒng)通過開關磁鐵將所需能量的質子分別傳輸給三條不同路徑的治療室，三條不同路徑上的治療室分別為旋轉機架治療室及設置在旋轉機架治療室兩側的水平束及垂直束雙固定束治療室和水平束及傾斜束雙固定束治療室。

上述現(xiàn)有技術方案公開了具有能量選擇部件以及質子束流輸運系統(tǒng)。為了滿足目前本領域對質子束流的品質以及滿足治療端的需求，現(xiàn)提供一種方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超導質子裝置能量選擇系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，以滿足質子放療治療時對質子束流的運動軌跡、能量及能散度的要求。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種超導質子裝置能量選擇系統(tǒng)，該能量選擇系統(tǒng)包括：降能段A：對進入的質子束流進行降能、能散度和發(fā)散度的調(diào)節(jié)；聚焦校正段B：對束流的發(fā)散度進行檢測，將信號反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)磁場的大小，對束流的運動軌跡進行校正；偏轉段C：使能散度越大的質子在徑向偏離束流中心軌道的幅度也越大；二次聚焦段D：使束流在該段再一次的聚焦；能量選擇段E：使只有設計中心部分的束流能夠通過，實現(xiàn)對束流的初步篩選。