[发明专利]一种适用于质子加速器的高温/低温超导混合旋转机架

说明书

技术领域

本发明属于医疗器材质子治疗仪领域，具体涉及一种适用于质子加速器的高温/低温超导混合旋转机架。

背景技术

癌症(恶性肿瘤)已成为世界各国居民因病死亡的主要原因之一，各个国家癌症治疗的新技术不断涌现。传统的癌症治疗中的放射治疗主要采取的是X射线、γ射线和电子束，其物理剂量分布和生物效应都在不同程度上伤害肿瘤附近的正常细胞，而且剂量的有效利用率也低；中子和负π粒子的生物效应虽好，但物理剂量分布不好，对正常组织损害过大,不是理想的治疗方法。

质子是构成原子核的基本微小粒子；重离子是原子量较大原子的原子核，常用的如碳离子。质子或碳离子经由同步加速器加速至约70％的光速，被引出射入人体。在到达肿瘤病灶前，射线能量释放不多，在到达病灶后，射线会瞬间释放大量能量，形成名为“布拉格峰”的能量释放轨迹，整个治疗过程好比是针对肿瘤的“立体定向爆破”，能够对肿瘤病灶进行强有力的照射，同时又避开照射正常组织，实现疗效最大化。质子治疗的优点是使放射线能量峰值对准肿瘤病灶处，在肿瘤处受到最大的照射剂量，肿瘤前的正常细胞通常只受到1/3～1/2的峰值剂量，肿瘤后部的正常细胞基本上不受伤害。从质子内在的物理特性就能断定它比常规放疗方法要优越得多。近几十年来，已有超过10万癌症患者得到质子治疗，其优越性得到广泛的临床验证。

目前已经成功运营的质子治疗中心都具有体积庞大、造价昂贵、建设周期长以及难以普及等缺点，并且这些质子治疗中心采用的质子治疗仪均不具备对癌症细胞进行定位的功能，因此需要额外的设备对病人进行诊断，确定癌症细胞位置，然后利用质子治疗仪进行治疗。未来质子治疗仪主流的发展方向是小型化和集成化，使质子治疗仪的整体尺寸减小，缩短建设周期，降低成本，并且使诊断检测与治疗一体化，以便于质子治疗仪的普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于质子加速器的高温/低温超导混合旋转机架，能够满足在旋转机架输运线采取超导磁体时，旋转机架等中心点精度满足设计要求；并且旋转机架段输运线根据安装位置的不同采取不同类型的超导磁体，可以更加便捷地对超导磁体进行冷却；同时，利用旋转机架中部空间集成PET/CT，为癌症治疗与检测一体化设备提供了一个新的思路。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于质子加速器的高温/低温超导混合旋转机架，包括高温超导磁体、低温超导磁体、氦气储存器、治疗室外框、PET/CT外框、配重、输运线设备支撑结构，所述的高温超导磁体由一对反对称超导二极铁构成，所述的低温超导磁体由一90度超导二极铁构成；所述的高温超导磁体与所述的低温超导磁体相连接；所述的治疗室外框与PET/CT外框相拼接，PET/CT外框内集成PET/CT；拼接后的治疗室外框与PET/CT外框安装在所述的配重上；所述的输运线设备支撑结构两端部的内侧面分别安装在治疗室外框与配重上侧；所述的PET/CT外框与输运线设备支撑结构的竖直内侧面连接；所述的高温超导磁体与低温超导磁体安装在输运线设备支撑结构的外侧面上。

所述的高温超导磁体的工作温度为77K，由制冷头进行降温；所述的低温超导磁体的工作温度为4.2K，由制冷剂与氦气共同降温。

所述的治疗室外框与PET/CT外框为直径不同的两个滚筒结构；所述的治疗室外框内环侧安装有治疗头。

所述的输运线设备支撑结构呈Z型形状，其相邻内侧面呈90度角，其外侧面设有一S型凹槽，该S型凹槽内安装高温超导磁体与低温超导磁体。

所述的低温超导磁体与束流连接，束流通向治疗室外框内。

所述的低温超导磁体与氦气储存器接通；所述的氦气储存器安装在输运线设备支撑结构的上端部直角槽内。

本发明的有益效果：本发明主要实现质子治疗仪在采取超导磁体时，输运线设备重量减轻的情况下，满足旋转机架等中心点的精度达到设计指标要求，并且在旋转机架输运线段采取不同的超导磁体，充分发挥高温超导磁体和低温超导磁体的特点，实现旋转机架的结构最优化，便于进行磁体冷却以及安装；旋转机架中部空间的充分利用，在保证旋转机架结构刚度的前提下，集成了PET/CT设备，可以实现癌症的检查定位与治疗一体化，缩减成本，便于质子治疗仪的推广。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种适用于质子加速器的高温/低温超导混合旋转机架的右轴侧结构示意图；

图2为本发明一种适用于质子加速器的高温/低温超导混合旋转机架的前轴侧结构示意图；