[發明專利]用于激光加速質子治癌裝置的超導旋轉機架

在審

• 申請號: 202010644201.0
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111790063A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 朱昆;王科棟;顏學慶
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 賈曉玲

本發明公開了一種用于激光加速質子治癌裝置的超導旋轉機架，屬于醫療器械領域。該超導旋轉機架包括掃描治療頭、真空系統、束流傳輸系統和束流診斷系統，束流傳輸系統中設有若干個局部消色散傳輸段，每個局部消色散傳輸段包括多個混合場型超導偏轉磁鐵，混合場型超導偏轉磁鐵提供混合型磁場，混合型磁場是在偏轉磁場的基礎上疊加四極磁場，六極磁場等高階磁場，具備偏轉功能和聚焦功能。本發明采用局部消色散的技術，避免束流在旋轉機架傳輸過程中包絡增長過大，且采用混合場型超導磁鐵技術，減輕了旋轉機架的總重量，降低了旋轉機架的造價。

技術領域

本發明屬于醫療器械領域，具體涉及一種用于激光加速質子治癌裝置的超導旋轉機架。

背景技術

質子治癌技術是一種非常有優勢的放療技術，因為質子在人體內的能量沉積存在一個布拉格峰，因此，選擇合適的質子能量和橫向照射范圍，它能夠在患者體內腫瘤部位形成最大劑量照射。與X射線、伽馬射線和電子等傳統放療技術相比，它具有更精準，使周圍正常組織受輻照損傷小的優點，是新一代的放療技術發展方向。質子治癌裝置通常使用回旋，同步或直線加速器裝置。新型的激光加速技術在癌癥治療方面的應用也是一個研究熱點，目前的質子治癌裝置通常會設計旋轉機架用于多角度照射病人，但很多旋轉機架采用的設計方案使用常溫磁鐵，并且因為束流配送系統需要實現很多功能，導致旋轉機架設備重量大，達到百噸量級，且整個旋轉機架造價非常昂貴。

發明內容

本發明的目的在于提出一種用于激光加速質子治癌裝置的超導旋轉機架，該旋轉機架采用局部消色散的技術，避免束流在旋轉機架傳輸過程中包絡增長過大，導致總體造價升高。

本發明的技術方案為，一種用于激光加速質子治癌裝置的超導旋轉機架，包括掃描治療頭、真空系統、束流傳輸系統和束流診斷系統，其特征在于：束流傳輸系統中設有若干個局部消色散傳輸段，每個局部消色散傳輸段包括若干個混合場型超導偏轉磁鐵，所述混合場型超導偏轉磁鐵用于提供混合型磁場，所述混合型磁場是在二極偏轉磁場的基礎上疊加四極磁場，六極磁場等高階磁場，具備偏轉功能和聚焦等功能。

所述局部消色散傳輸段包括二塊以上的混合場型超導偏轉磁體，所述混合場型超導偏轉磁鐵之間安裝狹縫，所述狹縫用于進行束流的能量選擇。

局部消色散傳輸段還進一步包括多塊四極透鏡，用于進行束流參數調節，四極透鏡對稱排布在混合場型超導偏轉磁鐵平面兩側。

束流傳輸系統中設有二個以上局部消色散傳輸段，其中兩個相鄰的局部消色散傳輸段可以直接連接?；蛟趦蓚€相鄰局部消色散傳輸段之間安裝四極透鏡組，所述四極透鏡組用于進行束流參數調節。

本發明的有益效果：

本發明采用局部消色散和新型混合場型超導偏轉磁鐵技術，通過若干段局部消色散傳輸段對質子束流進行操控，實現束流的上升，水平偏轉，下降，最終垂直入射患者的腫瘤部位。本發明采用局部消色散的技術避免激光產生的大能散束流在旋轉機架傳輸過程中包絡增長過大，降低了磁鐵的孔徑，從而降低了磁鐵造價，使用混合型超導磁鐵可以大大降低整個束線上磁鐵的重量，從而降低整個旋轉機架上束線的總重量，降低旋轉機架的制造難度和總造價。

附圖說明

圖1為本發明激光質子加速器的旋轉機架示意圖；

圖2為本發明混合場型超導偏轉磁鐵提供混合型磁場的示意圖；

圖3為本發明局部消色散傳輸段的結構示意圖；

圖中1--掃描治療頭；2--真空系統；3--束流診斷系統；4—局部消色散傳輸段；5--混合場型超導偏轉磁鐵；6--四極透鏡。

具體實施方式