[發明專利]一種基于90度旋轉束線的終端治療系統及其操作方法

在審

• 申請號: 202210374563.1
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114796895A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 楊建成;鄭亞軍;楊雅清;王儒亮;申國棟;張金泉;夏佳文;阮爽;劉杰;王耿;蔡付成;柴偉平;盛麗娜;馬桂梅;朱云鵬;姚麗萍;陳文軍;李國宏
• 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: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

本發明涉及一種基于90度旋轉束線的終端治療系統及其操作方法，包括：轉輪，所述轉輪包括旋轉軸以及圍繞所述旋轉軸共軸設置的主動輪和從動輪；終端治療系統，數量若干，若干所述終端治療室沿所述從動輪的豎向圓周方向均勻布置，每個所述終端治療室的墻壁上開設有過束孔；90度旋轉束線，安裝于所述從動輪上，所述90度旋轉束線傳輸的束流通過所述過束孔到達所述終端治療室；高能固定束運線，通過磁流體密封裝置與所述90度旋轉束線連接。該終端治療系統不僅可用于重離子裝置，也可以用于質子裝置，是一種普適性方案。

技術領域

本發明涉及一種基于90度旋轉束線的終端治療系統及其操作方法，屬于醫療設備技術領域。

背景技術

由于離子束對生物體的照射具有倒轉的深度劑量分布和較高的相對生物學效應，在殺死腫瘤細胞的同時能夠更好的避免對正常細胞的傷害，使得離子治癌成為當今國際上先進有效的癌癥放射治療方法。目前離子治癌最常用的離子是質子和碳離子。

碳離子線性能量密度、相對生物效應、側向散射優勢更為顯著，能夠產生難以修復的DNA雙鏈斷裂(DSB)，通常用作癌癥治療的最優選擇，但是目前投入運行的碳離子加速器的規模大，裝置占地面積大，造價昂貴。

終端治療系統是加速器治癌裝置病人接受束流照射的區域，如果只用一個照射方向，皮膚與腫瘤間的正常細胞至少要受到1/3的腫瘤輻射劑量，形成不同程度的傷害，為減少這部分損害，增加治療的焦皮比值，所以一個治療療程需要從不同方向來照射，將總劑量分成多個輻射方向，這樣正常組織受到的劑量就大幅降低。布置不同照射角度終端或者采用旋轉機架的作用就是使離子束流從不同的角度照射至病灶的常用方法。一臺加速器需要配置不同固定角度的治療終端，通常有水平終端、垂直終端和45度終端，為了配置這些固定角度的治療終端，通常傳輸線設計的很長，采用較大的偏轉磁鐵來實現束線的爬高和下穿，這使得裝置占地面積增大，設備費用大幅增加，設備安裝難度提高，整體投資高。

為了實現多角度照射，也可以使用旋轉機架(gantry)技術，但由于碳離子磁剛度高，旋轉機架規模過大，如德國海德堡重離子研究中心研制的重離子旋轉機架重量達630噸，其中旋轉部分重量達570噸，而且體積很大，加工和運行成本很高，同時為了實現束流的準確定位，要求機架轉動著不同角度下其中心點的位置變化小于1.5mm，對于630噸360度可旋轉的大型結構難度很高。即使國際上正在研制的超導碳離子旋轉機架重量也超過200噸。而質子治療裝置磁剛度僅為碳離子磁剛度的1/3，Gantry重量和體積大幅縮小，因此目前旋轉機架僅成熟應用于質子治療系統。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種基于90度旋轉束線的終端治療系統及其操作方法，90度旋轉束線固定在轉輪上，通過轉輪繞定軸360度旋轉，可以實現水平、垂直、45度等不同角度的束流照射，治療室沿轉輪豎向圓周分布，豎向圓周分布相對水平圓周分布可以大大減小占地面積，根據需要設置不同的照射角度。該終端治療系統不僅可用于重離子裝置，也可以用于質子裝置，是一種普適性方案。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種基于90度旋轉束線的終端治療系統，包括：

轉輪，所述轉輪包括旋轉軸以及圍繞所述旋轉軸共軸設置的主動輪和從動輪；

終端治療系統，數量若干，若干所述終端治療室沿所述從動輪的豎向圓周方向均勻布置，每個所述終端治療室的墻壁上開設有過束孔；

90度旋轉束線，安裝于所述從動輪上，所述90度旋轉束線傳輸的束流通過所述過束孔到達所述終端治療室；

高能固定束運線，通過磁流體密封裝置與所述90度旋轉束線連接。

所述的基于90度旋轉束線的終端治療系統，優選地，所述高能固定束運線通過90度二極磁鐵偏轉成所述90度旋轉束線。