[发明专利]一种医用质子束旋转机架

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种质子治疗装置，特别涉及一种医用质子束旋转机架。

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。

质子治疗装置是国际上新型治愈肿瘤的大型医疗设备，其中的旋转机架(Gantry)具有结构大、精度高的特点。旋转机架的原理是：质子治疗如果只用一个照射方向，皮肤与肿瘤间的正常细胞至少要受到1/3的肿瘤辐射剂量，形成不同程度的伤害，为减少这部分损害增加治疗的焦皮比值，所以一个治疗过程需要从不同方向来照射，将总剂量分成多个辐射方向，这样正常组织受到的剂量就大幅降低。旋转机架的作用就是支撑质子束流从不同的角度照射至病灶的机械结构，因此几乎所有的质子治疗中心都配置了多台旋转机架。旋转机架上要承载磁铁等高能输运设备，重量从100～200吨不等，而旋转精度要求很高，设计这样的机械结构极具挑战性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用质子束旋转机架，能够达到较高的旋转定位精度，噪声小，重量相对较轻且具有足够的强度和刚度。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种医用质子束旋转机架，包括机架本体、支撑机构、驱动机构、磁体、磁体支撑机构、线缆、配重机构、维护桁架、治疗室、治疗头；

所述的机架本体包括前环、中间环、后环，通过销轴定位螺栓固接；所述的支撑机构包括前环支撑和后环支撑；

其中，所述的机架本体前环、后环分别安放在所述的前环支撑和后环支撑上；所述的磁体、磁体支撑机构、线缆、配重机构、维护桁架安装在机架本体上；所述的驱动机构驱动所述机架本体在所述支撑机构上旋转。

所述的前环包括通过销轴定位、螺栓固接的前环上、前环下；所述的中间环包括通过销轴定位、螺栓固接的中间环上、中间环下；中间环通过销轴定位、螺栓固接在前环上；所述的后环通过销轴定位、螺栓固接在中间环上，后环内部焊有磁体支撑架。

所述的前环支撑包含由六个滚轮组成的自调心机构；所述的后环支撑包含由四个滚轮组成的自调心机构。

所述的驱动机构为齿轮传动，采用两个小齿轮同时驱动大齿轮旋转，其中，大齿轮安装在前环上，两个小齿轮及驱动电机安放在前环支撑上。

所述的磁体支撑机构安装在中间环与前环同一水平面上，其包括磁体支撑一和磁体支撑二；磁体支撑一通过螺栓固定在前环上；磁体支撑二通过螺栓固定在中间环上；磁体支撑一与磁体支撑二内部凹槽在同一平面上。

所述的磁体支撑一上固接有磁体调节机构一，磁体支撑二上固接有磁体调节机构二；所述的磁体调节机构一、磁体调节机构二的一侧面均通过螺栓固定在磁体上，相邻一侧面均设有长圆孔，该长圆孔分别通过螺栓固接在磁体支撑一、磁体支撑二上。

所述的配重机构通过定位销轴及螺栓安装在旋转机架的机架本体腹部。

所述的线缆通过线卡安装在磁体支撑机构上；所述的维护桁架安装在磁体支撑机构上；所述的治疗室位于前环前段部分；所述治疗头安装在治疗室上端。

本发明的有益效果：本发明提供的医用质子束旋转机架，在驱动机构启动后，通过该驱动机构齿轮传动即可驱动机架本体旋转，带动治疗头旋转，从而实现从不同角度照射的目的；该医用质子束旋转机架的结构简单，具有足够的强度和精度，而采用齿轮传动，噪音小，并且能够达到高精度的控制。

附图说明