CN107174742B - 用于肿瘤治疗的超导强磁场装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，包括治疗床、用于朝向治疗床的人体上产生可控强度与方向的强磁场的磁场发生单元、用于控制磁场发生单元的控制器和支撑磁场发生单元并带动磁场发生单元相对于治疗床移动以调节强磁场方向的机架，磁场发生单元与控制器电性相连。本发明通过设置磁场发生单元，使用控制器来控制磁场发生单元产生强磁场，通过机架来支撑磁场发生单元，并使磁场发生单元可以相对于治疗床移动，进而可以调节磁场发生单元产生的强磁场的方向以及位置，以约束所递送药物的范围；并通过磁场发生单元与治疗床的相对移动，使磁场发生单元产生的强磁场引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，而实现高效、精准靶向给药。
Description
技术领域
本发明属于强磁场领域，更具体地说，是涉及一种用于肿瘤治疗的超导强磁场装置。
背景技术
肿瘤是机体在一种或多种致癌因素的作用下，局部组织的某类细胞失去对其生长的正常调控，导致病灶部位异常增生而形成的。近年来，直接利用或结合物理/化学因子靶向肿瘤病灶等研究的提出，为肿瘤治疗提供了极具潜力的新途径。
强磁场是一种特殊的人工物理环境。随着超导材料科学与技术的发展，基于超导技术的强磁场制造技术也得以快速发展，并在科学研究、工业生产和健康医疗中得到应用。
磁场作为一种分布于三维空间的物理场，对机体的非侵入性是其在健康医疗应用时的独特优势。在特定条件下磁场产生的热效应以及特定磁场引导顺磁物质进行体内靶向的能力为肿瘤治疗提供了新方案。近年来，超顺磁氧化铁纳米颗粒(Super-paramagneticiron oxide nanoparticles,SPIONs)的出现及应用快速推动了基于磁场的靶向治疗研究。目前该领域的研究集中于通过磁场控制敏感介质进行药物靶向递送，进而对病灶进行干预治疗。
铁元素是人体体内含量最高的微量元素，体内“铁代谢”与神经、免疫、血液和骨骼等多个系统功能密切相关，与神经退行性疾病、免疫力降低和骨质流失等疾病关系密切。铁元素参与的肿瘤细胞“程序性铁死亡”也是近年来被Cell、Nature等期刊杂志报道的一种新的“细胞死亡”模式。鉴于“铁死亡”在清除癌细胞、肿瘤抑制中的潜在应用，利用强磁场对“铁代谢”的调节作用，达到肿瘤等疾病的治疗和调控，成为一种新的策略。在促使肿瘤细胞铁死亡的手段中，包括肿瘤细胞特征靶向给药和肿瘤位置范围靶向给药两种选择；但当前可以确定的肿瘤细胞特征中，细胞特征与正常细胞并无可标识的寻的特征。因此这就需要一种设备，可以产生强磁场并通过该强磁场来引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，如将铁制剂和可以造成诱发细胞铁死亡的小分子erastin、小分子RSL3等药物导入肿瘤部位，以通过铁死亡的方式杀除肿瘤细胞，同时，约束药物的杀伤范围，并调节药物的浓度，以实现精准可控的治疗肿瘤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，以解决现有技术中存在的肿瘤治疗中无法做到高效、精准靶向给药的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，包括用于支撑人体的治疗床、用于朝向所述治疗床的人体上产生可控强度与方向的强磁场以实现靶向给药的磁场发生单元、用于控制所述磁场发生单元的控制器和支撑所述磁场发生单元并带动所述磁场发生单元相对于所述治疗床移动以调节所述强磁场方向的机架，所述磁场发生单元与所述控制器电性相连。
进一步地，所述磁场发生单元由超导线圈、超导线圈与永磁体的组合或超导线圈与电磁线圈的组合构成。
进一步地，所述超导线圈为两个，且两个所述超导线圈设置呈X形、V形、十字形或轴向对置状。
进一步地，所述超导线圈的形状为针形、平顶锥形、圆柱形、方柱形、环形、双环形、螺旋环形、双螺旋环形、方环形、双方环形、方螺旋环形、双方螺旋环形中任意一种或几种形状的组合。
进一步地，所述超导线圈的电流范围为0-500A，所述超导线圈产生的磁感应强度范围为1-50T。
进一步地，所述磁场发生单元包括两个用于配合产生梯度磁场的圆形或椭圆形超导线圈，各所述超导线圈的水平支撑于所述机架上，且两个所述超导线圈的水平轴向对设置，两个所述超导线圈之间形成恒定磁场，各所述超导线圈的外侧形成强度渐弱的梯度磁场。
进一步地，所述磁场发生单元包括用于产生聚焦磁场的两个圆形或椭圆形超导线圈，两个所述超导线圈呈X状交叉或V型交叉设置。
进一步地，所述磁场发生单元包括相对设置于所述治疗床上方与下方的两个超导线圈，各所述超导线圈呈螺线状。
进一步地，各所述超导线圈呈螺线管状，各所述超导线圈的中心设置有磁芯，各所述磁芯伸出相应所述超导线圈以形成探头，两个所述探头之间形成强度增强的磁场聚集区和两个所述探头的周边形成梯度磁场区。
进一步地，还包括用于监测磁感应强度的传感器，所述传感器与所述控制器电性相连，所述传感器安装于所述治疗床上。
本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明设置通过设置磁场发生单元，使用控制器来控制磁场发生单元产生强磁场，通过机架来支撑磁场发生单元，并使磁场发生单元可以相对于治疗床移动，进而可以调节磁场发生单元产生的强磁场的方向以及位置，以约束所递送药物的范围；并通过磁场发生单元与治疗床的相对移动，使磁场发生单元产生的强磁场引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，而实现高效、精准靶向给药。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的结构示意图；
图5为本发明实施例五提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明提供一种用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，包括用于支撑人体的治疗床、用于朝向所述治疗床的人体上产生可控强度与方向的强磁场以实现靶向给药的磁场发生单元、用于控制所述磁场发生单元的控制器和支撑所述磁场发生单元并带动所述磁场发生单元相对于所述治疗床移动以调节所述强磁场方向的机架，所述磁场发生单元与所述控制器电性相连。本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明设置通过设置磁场发生单元，使用控制器来控制磁场发生单元产生强磁场，通过机架来支撑磁场发生单元，并使磁场发生单元可以相对于治疗床移动，进而可以调节磁场发生单元产生的强磁场的方向以及位置，以约束所递送药物的范围；并通过磁场发生单元与治疗床的相对移动，使磁场发生单元产生的强磁场将注入身体的药物被诱导浓聚、富集，并约束于人体需要治疗的已确诊位置，致使局部细胞达到细胞程序性铁死亡的生理要求，从而引起肿瘤细胞和周边少许细胞的死亡，实现高效、精准靶向给药。
本发明的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置主要适用于固定位置、可诊断确定范围、周边有足够范围的可侵害健康区域，例如骨肉瘤、白血病、大部分皮肤肿瘤、脏器肿瘤、淋巴肿瘤、腺体肿瘤等。
现对本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置进行说明。
实施例一：
请参阅图1，本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，包括治疗床、磁场发生单元、控制器15和机架；治疗床用于支撑人体，以便在进行治疗时，可以供病人躺在治疗床上，进而方便对病人进行肿瘤治疗。磁场发生单元用于产生强磁场，使磁场朝向治疗床上，并且磁场发生单元与控制器15电性相连，从而可以通过控制器15来控制磁场发生单元产生磁场的强度，以实现磁场强度调节；磁场发生单元安装在机架上，可以通过机架来支撑住磁场发生单元，同时可以使磁场发生单元相对于治疗床移动，进而可以设置磁场发生单元产生位置的方向，并使磁场朝向治疗床上病人的特定位置，进而引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，约束药物的范围，并调节药物的浓度，以实现精准可控的治疗肿瘤。
通过设置磁场发生单元，使用控制器15来控制磁场发生单元产生强磁场，通过机架来支撑磁场发生单元，并使磁场发生单元可以相对于治疗床移动，进而可以调节磁场发生单元产生的强磁场的方向以及位置，以约束药物的范围；并通过磁场发生单元与治疗床的相对移动，使磁场发生单元产生的强磁场引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，而实现高效、精准靶向给药。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，磁场发生单元由超导线圈1构成。使用超导线圈1，可以产生更强的磁场，以便于引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，并约束药物的范围。当然，在其它实施例中，磁场发生单元也可以使用超导线圈1与永磁体的组合构成。还有一些实施例中，磁场发生单元可以使用超导线圈1与电磁线圈的组合构成，该电磁线圈可以使用普通的电磁线圈。
进一步地，超导线圈1可以使用低温超导和高温超导为主要材料制作的超导磁体，其可以产生磁场强度范围为1-50T(T为磁场强度单位，特斯拉)。而永磁体可以使用以稀土永磁体为主要材料的中等强度强磁体，其磁场强度范围为0.4-1T。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，磁场发生单元包括两个超导线圈1，各超导线圈1呈圆形，两个超导线圈1呈X状交叉设置。该结构的两个超导线圈1可以产生聚焦磁场，以将磁场聚焦在治疗床上病人的特定位置，进而引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，并约束药物的范围。该结构两个超导线圈1呈X状交叉设置，两个超导线圈1的交叉点在两超导线圈1圆心重合点对应的竖直方向的两端。
进一步地，两个超导线圈1绕其竖直轴旋转，以便对磁场发生单元产生的磁场聚焦点的位置进行微调。进一步地，超导线圈1的旋转速度小于5度/秒，以更好的进行调节。两个超导线圈1旋转时，结合在其内部空间产生磁场的时间累积，在X状交叉设置的两个超导线圈1的水平轴向形成最弱磁场区，垂直方向形成磁场较强区，而交叉轴所在区域形成磁场最强区，进而形成有限度的磁场聚集。
进一步地，各超导线圈1的直径范围为60-80cm，使超导线圈1套在治疗床上。以便人体可以从超导线圈1中通过。两组超导线圈1通以相同方向、相同强度的电流，使两个超导线圈1重合的轴线处磁场强度最强。同时也方便控制。
进一步地，在其它实施例中，各超导线圈1也可以呈椭圆形。更进一步地，椭圆形超导线圈1的长轴直径范围为60-80cm，以便人体可以通过，短轴直接为40-60cm，以便超导线圈1更接近人体，提高聚焦到人体特定位置的磁场强度。
在其它实施例中，两个超导线圈1也可以设置呈V形、十字形或轴向对置状等形状。
在其它实施例中，各超导线圈1的形状可以为针形、平顶锥形、圆柱形、方柱形、环形、双环形、螺旋环形、双螺旋环形、方环形、双方环形、方螺旋环形、双方螺旋环形中任意一种或几种形状的组合。如磁场发生单元可以由超导线圈1、超导线圈1与永磁体的组合或超导线圈1与普通电磁线圈的组合构成；并且磁场发生单元可以形成由针形、平顶锥形、圆柱形、方柱形等块状结构，以及环形、双环形、螺旋环形、双螺旋环形或由此变形的方环形、双方环形、方螺旋环形、双方螺旋环形以及这些形状的超导线圈1组合而成。以便产生可控制磁场强度和方向的梯度磁场、聚集磁场等。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，超导线圈1的电流范围为0-500A，超导线圈1产生的磁感应强度范围为1-50T。以便更好地引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，并约束药物的范围。优选地，各超导线圈1的电流为250-500A，以保证产生的磁场强度较强。优选地，磁场发生单元产生的磁场强度范围为3-50T。
进一步地，超导线圈1所用材料可以为第一代铋系、铌系或第二代钇系超导材料材料，以及其他超导材料制成。优选地，超导线圈1使用第一代铋系、铌系超导材料或第二代钇系超导材料。更进一步地，可以使用第一代铌系超导材料。另外，进一步地，超导线圈1可以采用超导线材，以平行排列方式和层叠排列方式缠绕而成。超导线圈1缠绕匝数和排列方式决定曝磁区域内是稳恒磁场、梯度磁场或脉冲磁场。超导线圈1电流范围为0-500A，优选电流大小范围为250-500A。利用该超导材料可产生的磁感应强度范围为0.4-50T的磁场；优选磁场强度范围为3-50T，进一步优选为3-16T。磁感应强度通过控制线圈内的电流大小和方向控制。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，控制器15包括床位控制器、磁场控制器和服务器，床位控制器用于控制治疗床相对于磁场发生单元的位置，具体可以移动磁场发生单元或移动治疗床来实现。磁场控制器用于控制磁场的强度、频率、方向和角度，以更好地实现引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，约束。服务器用于集中控制、监控与操作。
更进一步地，服务器包括数据存储器、中央处理器和触摸式显示器、操作键盘、鼠标。数据存储器用于存储患者信息、采集的治疗床位置信息、磁场环境数据；中央处理器用于对上述数据进行处理；触摸式显示器用于显示磁场传感器测量的磁感应强度参数，并方便操作者进行直观操作；键盘和鼠标用于控制器15的操作控制。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，该用于肿瘤治疗的超导强磁场装置还包括用于监测磁感应强度的传感器5，传感器5与控制器15电性相连，传感器5安装在治疗床上。具体地，本实施例中，治疗床包括床体4，床体4上安装有用于监测磁感应强度的传感器5，在床体4上设置传感器5，可以实时监测磁场发生单元产生的磁场强度，并及时反馈至控制器15，进而方便进行控制。
进一步地，治疗床可以使用不锈钢、铜、铝等金属材料、木材、高分子材料、天然纤维材料或人造纤维材料等非铁磁性材料构成。
进一步地，本实施例中，治疗床还包括脚柱，通过脚柱将床体4支撑在地面上。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，机架包括两根桁架7，11和连接两根桁架7，11的支撑杆10。磁场发生单元包括两个超导线圈1，且呈X交叉设置，形成交叉双环形。两个超导线圈1的两个交叉处分别使用第一转轴3滑动安装在两根桁架7，11，以便使该磁场发生单元可以在桁架7，11上移动，进而相对于治疗床前后移动。
进一步地，两个超导线圈1的两个交叉处分别安装在第二转轴2，第二转轴2枢接在第一转轴3上，进而使两个超导线圈1可以绕垂直轴低速小角度范围旋转，以将强磁场区域聚焦在两圆环超导线圈1交叉中心位置，进而实现人体特定位置的肿瘤曝磁治疗和靶向超顺磁药物的靶向递送。
进一步地，两根桁架7，11分别安装有滑轨6，12，以便好地引导磁场发生单元在机架上移动。更进一步地，各支撑杆10的两端分别通过连接件8，13与两根桁架7，11相连，以方便连接。
进一步地，本实施例中，磁场发生单元为一个，在其它实施例中，磁场发生单元也可以为多个，如并排设置两个或三个以及上等等。
在其它实施例中，也可以使用床架来支撑床体4，并在床架上安装传动机构和动力机构，通过动力机构驱动传动机构，带动床体4在床架上前后移动，进而实现床体4相对于磁场发生单元移动。传动机构是将动力部分的转动力矩传导并按控制器15控制信号要求进行转化，以使床架可以进行三维移动。具体地，传动机构可以使用蜗轮蜗杆机构、齿轮机构、气动机构等动力传递元件与导轨组件组成的机构；动力部分是远离治疗床和磁场发生单元的磁屏蔽可控制调速电动机，其作用是按控制器15的控制要求向传动机构输出扭矩动力。
具体地，本实施例中，磁场发生单元的超导线圈1使用第一代铌系超导材料(最大电流500A，西部超导材料科技股份有限公司)绕制而成。超导线圈1为两个，各超导线圈1呈环形；并且两个超导线圈1使用超导带材以交叉同心圆的方式绕制，绕制的各超导线圈1内孔径为60-80cm，并且通过第二转轴安装在第一转轴上，而第一转轴滑动安装在机架的滑轨上，以便磁场发生单元可以绕垂直轴低速小角度范围旋转，并可以沿滑轨移动。使用时，人体可以仰卧于治疗床上，治疗床位于交叉双环形磁场发生单元内，磁场发生单元沿滑轨移动，进而沿治疗床的长轴方向往复移动，以靶向定点人体的不同位置。磁场发生单元产生的磁感应强度通过固定于治疗床上的磁感应强度传感器5(SAV01，宜昌东方微磁科技)测量，并将监测数据反馈至控制器15。控制器15包括磁场控制器(MDA-3，英国CT)、数据存储器(ZLKCFM100，卓乐康)、中央处理器(IPC-610-L-H-G-MB，研华科技)、显示面板(T104XGA，TKUN)及磁场控制操作台(如键盘、鼠标等部件)。通过磁场控制操作台将患者信息输入中央处理器，然后通过数据传输保存至数据存储器。磁场控制操作台输入需要产生磁场的参数，磁场参数通过磁场传感器5监测并传输数据至数据存储器和显示面板，数据采集单元采集的信息通过数据传输至数据存储器。
实施例二：
请参阅图2，本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置与实施例一的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的区别为：
本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的磁场发生单元包括两个超导线圈1，两个超导线圈1用于配合产生梯度磁场。各超导线圈1呈圆形，各超导线圈1的水平支撑于机架25上，且两个超导线圈1的水平轴向对设置，两个超导线圈1之间形成恒定磁场，各超导线圈1的外侧形成强度渐弱的梯度磁场。以将磁场较强的区域指定在治疗床上病人的特定位置，进而引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，并约束药物的范围。
进一步地，各超导线圈1的直径范围为60-80cm，使超导线圈1套在治疗床上。以便人体可以从超导线圈1中通过。两组超导线圈1通以相同方向、相同强度的电流，并且，两个超导线圈1间距为1-20cm。使两个超导线圈1间形成最强的稳恒磁场，两个超导线圈1外侧则形成渐弱的梯度磁场；同时也方便控制。
进一步地，在其它实施例中，各超导线圈1也可以呈椭圆形。更进一步地，椭圆形超导线圈1的长轴直径范围为60-80cm，以便人体可以通过，短轴直接为40-60cm，以便超导线圈1更接近人体，提高聚焦到人体特定位置的磁场强度。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，机架25呈框形，机架25包括两个横梁和连接两个横梁两端的两根纵梁。
磁场发生单元包括两个超导线圈1，且呈X交叉设置，形成交叉双环形。两个超导线圈1的两个交叉处的连线处于水平位置，并且两个超导线圈1的两个交叉处分别使用第一转轴21滑动安装在两根横梁上，以便使该磁场发生单元可以在横梁上移动，进而相对于治疗床前后移动。进一步地，两根横梁分别安装有滑轨22，以便好地引导磁场发生单元在机架25上移动。
进一步地，本实施例中，治疗床的床体4的两端分别通过支撑轴23安装在支架上，以通过支架来支撑住治疗床。更进一步地，机架25的各纵梁的中部通过轴承24安装在支架上，以便可以在支架上绕水平轴转动，进而带动磁场发生单元绕水平轴摆动。进一步地，床体4上安装有传感器5，以实时监测磁场发生单元产生的磁场强度，并及时反馈至控制器15，进而方便进行控制。
进一步地，各支架包括支脚28、安装在支脚28上的支杆27和安装在支杆27上的连接件26，支撑轴23安装在连接件26上。在其它实施例中，也可以将轴承24直接安装在连接件26上。
本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置使用时，先将交叉环形磁场发生单元沿滑轨22滑动，进行人体特定位置靶向定位，再通过控制器15控制将磁场发生单元和机架25一起旋转，治疗床固定不动。
本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构与实施例一的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构相同，在此不再赘述。
实施例三：
请参阅图3，本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置与实施例一的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的区别为：
磁场发生单元包括两个超导线圈1，各超导线圈1呈椭圆形，两个超导线圈1呈V型交叉设置。该结构的两个超导线圈1可以产生聚焦磁场，以将磁场聚焦在治疗床上病人的特定位置，进而引导药物向特定肿瘤位置范围靶向诱集，并约束药物的范围。该结构两个超导线圈1呈V型交叉设置，两个超导线圈1的交叉点在两超导线圈1的底部，并在该交叉点处形成较强磁场区，形成磁场聚集。
进一步地，各椭圆形超导线圈1的长轴直径范围为60-80cm，短轴直接为40-60cm，以便超导线圈1更接近人体，提高聚焦到人体特定位置的磁场强度。
进一步地，其他实施例中，各超导线圈1也可以呈圆形，各超导线圈1的直径范围为60-80cm。
进一步地，机架为两个板体41，两个超导线圈1分别设置在两个板体41中，以通过板体41来支撑与保护两个超导线圈1。两个板体41呈V型设置在治疗床的两侧，以便将磁场发生单元的两个超导线圈1V形设置。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，治疗床包括支撑床体4的床架43，床体4滑动安装在床架43上，以便床体4可以在床架43上前后移动。
进一步地，床架43上还安装有滑轨42，经便床体4可以更好的在床架43上前后移动。更进一步地，床架43上安装传动机构(图未示)和动力机构(图未示)，通过动力机构驱动传动机构，带动床体4在床架43上前后移动，进而实现床体4相对于磁场发生单元移动。传动机构是将动力部分的转动力矩传导并按控制器15控制信号要求进行转化，以使床架43可以进行三维移动。具体地，传动机构可以使用蜗轮蜗杆机构、齿轮机构、气动机构等动力传递元件与导轨组件组成的机构；动力部分是远离治疗床和磁场发生单元的磁屏蔽可控制调速电动机，其作用是按控制器15的控制要求向传动机构输出扭矩动力。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，传感器5安装在床体4的一端，以便实时监测磁场发生单元产生的磁场强度，并及时反馈至控制器15，进而方便进行控制。
本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构与实施例一的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构相同，在此不再赘述。
实施例四：
请参阅图4，本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置与实施例一的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的区别为：
磁场发生单元包括相对设置于治疗床上方与下方的两个超导线圈53，各超导线圈53呈渐开线式螺线状。该结构可以产生螺旋状磁场，并且中心磁场强度高，边缘磁场强度低。具体地，各超导线圈53由外向内按同心螺旋绕制，其最大外径范围为60-80cm，两个超导线圈53通以相同方向、相同强度的电流，在中心处实现磁场聚集。在其它实施例中，各超导线圈53的最大外径范围为40-50cm，最小内径范围为1-5cm。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，机架包括支撑两个超导线圈53的支架52、支撑治疗床上方支架52的上横梁61、支撑治疗床下方支架52的下横梁58、分别竖直设置在治疗床两端的立杆51和分别支撑各立杆51的轨道54，两轨道54沿治疗床的宽度方向设置，各立杆51的下端滑动安装在相应的轨道54上，而上横梁61的两端安装在治疗床两端的立杆51上，下横梁58的两端安装在治疗床两端的立杆51上，而治疗床上方支架52滑动安装在上横梁61上，治疗床下方支架52滑动安装在下横梁58上，以便各支架52可以沿治疗床前后移动，进而带动磁场发生单元沿治疗床前后移动；同时立杆在轨道上移动，可以带动磁场发生单元治疗床宽度方向移动。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，上横梁51与下横梁58上分别安装有滑轨54，以更好的引导支架52移动。
进一步地，上横梁51的两端分别通过第一滑块62安装在相应的立杆51上，而下横梁58的两端分别通过第二滑块59安装在相应的立杆51上，以便可以调节上横梁51和下横梁58到治疗床的距离，进而调节两个支架52到治疗床的距离，以调节磁场发生单元到人体的距离。
进一步地，各立杆51的下端安装有第三滑块56，各第三滑块56滑动安装在相应的轨道54上。以更稳定地支撑相应地立杆51，同时便于立杆51在轨道54上滑动。进一步地，各轨道54上开设有滑槽55，以便容置相应地第三滑块56。更进一步地，各立杆51的下端通过转轴57安装在第三滑块56上，便以立杆51可以更灵活地移动。
进一步地，治疗床包括床体4和脚杆，通过脚杆将床体4支撑在地面上。而两个支架52分别设置在床体4的上方与下方。
进一步地，作为本发明提供的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的一种具体实施方式，各超导线圈53呈螺线管状，各超导线圈53的中心设置有磁芯，各磁芯伸出相应超导线圈53以形成探头，两个探头之间形成强度增强的磁场聚集区和两个探头的周边形成梯度磁场区。该结构可以增强磁场发生单元产生的磁场强度，同时也可以更好地引导磁场。
进一步地，各螺线管状超导线圈53的直径范围为3-8cm，通以相同方向和强度的电流，以便加工与控制。进一步地，磁芯的伸出螺线管状超导线圈53的范围为1-2cm，以从里到外形成探头，则两个探头相对设置，并且各探头沿其轴线方向固定。进一步地，两个探头间距离可调，以便方便地进行监测。进一步地，各探头呈针状或平台圆锥状。
在其它实施例中，磁场发生单元包括两个双螺旋超导线圈53，且各超导线圈53为偏心螺旋线圈，且两个超导线圈53的底部相接，且两个超导线圈53的偏心位置靠近相接触的底部，使所有螺旋均有一个点重合，且重合点位于两个超导线圈53的接触点。进一步地，各超导线圈53的最大外径范围为20-30cm，最小内径范围为1-5cm，两个超导线圈53通以方向相反、强度相同的电流；并且两组超导线圈53设置在治疗床的上方与下方的应地位置对置，两组偏心螺旋线圈内电流方式相同。
本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构与实施例一的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构相同，在此不再赘述。
实施例五：
请参阅图5，本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置与实施例三的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的区别为：
本实施例中，磁场发生单元包括两个超导线圈72，各超导线圈72绕制成圆锥形螺线圈。并且两个超导线圈72相对设置在治疗床的两侧，同时，各超导线圈72靠近治疗床的一端为圆锥形的顶端，其另一端为底端，并且各超导线圈72的底端安装在机架上。两个圆锥形超导线圈72相对摆放，中间位置为人体曝磁区。磁场发生单元产生的磁场以及磁场发生单元位置由控制器15控制。
进一步地，机架包括支撑各超导线圈72底端的平台71和支撑该平台71的支撑板(图未标)，支撑板安装在治疗床上。
本实施例的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构与实施例三的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置的其它结构相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，其特征在于：包括用于支撑人体的治疗床、用于朝向所述治疗床的人体上产生可控强度与方向的强磁场以实现靶向给药的磁场发生单元、用于控制所述磁场发生单元的控制器和支撑所述磁场发生单元并带动所述磁场发生单元相对于所述治疗床移动以调节所述强磁场方向的机架，所述磁场发生单元与所述控制器电性相连；所述磁场发生单元包括两个超导线圈，两个所述超导线圈用于配合产生聚焦磁场，以引导药物向靶区域置诱集，并约束所述药物的范围与调节所述药物的浓度；
所述超导线圈的形状为针形、平顶锥形、圆柱形、方柱形、环形、双环形、螺旋环形、双螺旋环形、方环形、双方环形、方螺旋环形、双方螺旋环形中任意一种或几种形状的组合，两个所述超导线圈呈X形、V形或十字形设置；
或者，所述超导线圈呈圆形或椭圆形，两个所述超导线圈呈X状交叉或V型交叉设置；
或者，各所述超导线圈呈渐开线式螺线状，两个所述超导线圈相对设置于所述治疗床上方与下方；
或者，所述超导线圈呈圆形或椭圆形，各所述超导线圈的水平支撑于所述机架上，且两个所述超导线圈的水平轴向对设置，两个所述超导线圈之间形成恒定磁场，各所述超导线圈的外侧形成强度渐弱的梯度磁场；
或者，各所述超导线圈绕制成圆锥形螺线圈，两个所述超导线圈相对设置在所述治疗床的两侧，各所述超导线圈靠近所述治疗床的一端为圆锥形的顶端，其另一端为底端，并且各所述超导线圈的底端安装在所述机架上。
2.如权利要求1所述的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，其特征在于：所述超导线圈的电流范围为0-500A，所述超导线圈产生的磁感应强度范围为1-50T。
3.如权利要求1所述的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，其特征在于：当各所述超导线圈呈渐开线式螺线状时，各所述超导线圈呈螺线管状，各所述超导线圈的中心设置有磁芯，各所述磁芯伸出相应所述超导线圈以形成探头，两个所述探头之间形成强度增强的磁场聚集区和两个所述探头的周边形成梯度磁场区。
4.如权利要求1所述的用于肿瘤治疗的超导强磁场装置，其特征在于：还包括用于监测磁感应强度的传感器，所述传感器与所述控制器电性相连，所述传感器安装于所述治疗床上。
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| CN107174742A (zh) | 2017-09-19 |
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