[發明專利]一種質子重離子醫療設備超導二極鐵快速勵磁測試裝置

在審

• 申請號: 202010552395.1
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111596240A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 鄭金星;宋云濤;鄭書悅;陸坤;黃迪西;朱小亮;程遠;劉海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 顧煒

一種質子重離子醫療設備超導二極鐵快速勵磁測試裝置，包括低溫杜瓦罐、真空系統、制冷機組、外部液氮容器、外部液氦容器、液氦儲罐、超導二極鐵、溫度傳感器、電源及失超保護系統、監控系統；所述低溫杜瓦罐與真空系統、制冷機組、外部液氮容器相連接，所述液氦儲罐安裝在低溫杜瓦罐內，分別與外部液氮容器、超導二極鐵相連接，所述超導二極鐵安裝在低溫杜瓦罐內，分別與電源及失超保護系統、監控系統相連接，所述溫度傳感器安裝在超導二極鐵各部分，與監控系統連接，所述監控系統分別與真空系統中真空規、液氦儲罐中液位計、電源及失超保護系統中超導磁體電源相連接；本發明提出了完善的裝置對超導二極鐵勵磁進行快速測試，為低溫超導技術的應用提供可靠保證。

技術領域

本發明屬于醫療器材粒子治療儀領域，具體是一種質子重離子醫療設備超導二極鐵快速勵磁測試裝置。

背景技術

癌癥(惡性腫瘤)已成為世界各國居民因病死亡的主要原因之一，各個國家癌癥治療的新技術不斷涌現。傳統的癌癥治療中的放射治療主要采取的是X射線、γ射線和電子束，其物理劑量分布和生物效應都在不同程度上傷害腫瘤附近的正常細胞，而且劑量的有效利用率也低；中子和負π粒子的生物效應雖好，但物理劑量分布不好，對正常組織損害過大，不是理想的治療方法。

質子是構成原子核的基本微小粒子；重離子是原子量較大原子的原子核，常用的如碳離子。質子或碳離子經由同步加速器加速至約70％的光速，被引出射入人體。在到達腫瘤病灶前，射線能量釋放不多，在到達病灶后，射線會瞬間釋放大量能量，形成名為“布拉格峰”的能量釋放軌跡，整個治療過程好比是針對腫瘤的“立體定向爆破”，能夠對腫瘤病灶進行強有力的照射，同時又避開照射正常組織，實現療效最大化。重離子質子治療的優點是使放射線能量峰值對準腫瘤病灶處，在腫瘤處受到最大的照射劑量，腫瘤前的正常細胞通常只受到1/3～1/2的峰值劑量，腫瘤后部的正常細胞基本上不受傷害。從質子內在的物理特性就能斷定它比常規放療方法要優越得多。近幾十年來，已有超過10萬癌癥患者得到質子治療，其優越性得到廣泛的臨床驗證。

目前已經成功運營的治療中心都具有體積龐大、造價昂貴、建設周期長以及難以普及等缺點。未來重離子質子治療儀主流的發展方向是小型化和集成化，使治療儀的整體尺寸減小，縮短建設周期，降低成本，以便于普及。超導二極鐵系統是國內首個采用超導技術實現重離子質子治療裝置旋轉機架小型化和輕量化創新項目，超導二極鐵系統替代常規偏轉電磁體能夠實現高場高均勻性磁場下旋轉機架尺寸和噸位指數倍的下降，對于治療裝置的產業化升級具有重要意義。

低溫超導磁體是一種利用超導線材在一定低溫下產生超導現象制成的磁體，由于超導線材處于零電阻狀態，承載電流能力極大提高，進而超導態的螺旋線圈能產生極高的磁場。目前關于超導二極鐵的測試裝置還沒有完善的裝置能整體實現超導性能測試、系統實時監控、超導裝置安全保護。

發明內容

本發明的目的在于提供一種質子重離子醫療設備超導二極鐵快速勵磁測試裝置，以解決上述背景技術中提出的還沒有完善的裝置對超導二極鐵勵磁進行測試的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種質子重離子醫療設備超導二極鐵快速勵磁測試裝置，包括：低溫杜瓦罐、真空系統、制冷機組、外部液氮容器、外部液氦容器、液氦儲罐、超導二極鐵、溫度傳感器、電源及失超保護系統、監控系統；所述低溫杜瓦罐與真空系統、制冷機組、外部液氮容器相連接，所述液氦儲罐安裝在低溫杜瓦罐內，分別與外部液氮容器、超導二極鐵相連接，所述超導二極鐵安裝在低溫杜瓦罐內，分別與電源及失超保護系統、監控系統相連接，所述溫度傳感器數量為多個，安裝在超導二極鐵各部分，與監控系統連接，所述監控系統分別與真空系統中真空規、液氦儲罐中液位計、電源及失超保護系統中超導磁體電源相連接。

進一步的，所述真空系統包括復合分子泵、機械泵、真空規，其中復合分子泵和機械泵與低溫杜瓦罐密封連接，是對低溫杜瓦罐內進行抽氣而獲得真空的設備，其中真空規安裝在真空管上，用于監測低溫杜瓦罐內的真空度，與監控系統相連接，上傳真空度數據信息到監控系統。