CN113289266B - 一种紧凑型全超导旋转治疗装置 - Google Patents

一种紧凑型全超导旋转治疗装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113289266B
CN113289266B CN202110512343.6A CN202110512343A CN113289266B CN 113289266 B CN113289266 B CN 113289266B CN 202110512343 A CN202110512343 A CN 202110512343A CN 113289266 B CN113289266 B CN 113289266B
Authority
CN
China
Prior art keywords
superconducting
ring
body component
compact
barrel body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110512343.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113289266A (zh
Inventor
郑金星
李明
王旭东
熊芬芬
朱雷
张午权
刘菲
刘海洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Original Assignee
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institutes of Physical Science of CAS filed Critical Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority to CN202110512343.6A priority Critical patent/CN113289266B/zh
Publication of CN113289266A publication Critical patent/CN113289266A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113289266B publication Critical patent/CN113289266B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1092—Details

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种紧凑型全超导旋转治疗装置，包括紧凑型超导旋转机架，紧凑型超导旋转机架包括大环筒体部件，大环筒体部件上端安装有超导磁体束流传输系统，下端安装有CBCT图形影像系统，内部安装有治疗头系统，超导磁体束流传输系统与紧凑型超导回旋加速器相连接，大环筒体部件包括支撑环和驱动齿轮，支撑环设置在驱动齿轮的外侧，大环筒体部件后端依次连接有斜梁和小环部件，支撑环和小环部件均与小环支撑通过摩擦接触连接，小环支撑下部设置有大环支撑；本发明的治疗装置能满足质子治疗中心结构紧凑的设计要求，满足不同方位、不同深度的肿瘤细胞的治疗，并使得磁体能够达到更高的磁场强度。

Description

一种紧凑型全超导旋转治疗装置
技术领域
本发明涉及质子治疗技术领域，具体涉及一种紧凑型全超导旋转治疗装置。
背景技术
癌症已成为世界各国居民因病死亡的主要原因之一，促使各个国家癌症治疗新技术不断涌现。传统癌症放射性治疗主要采用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对肿瘤附近的正常细胞造成伤害，而且剂量的有效利用率也比较低；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，也不是理想的治疗方法。
质子是构成原子核的基本微小粒子，重离子则是原子量较大的原子核，常用的如碳离子；质子或碳离子经由加速器加速，后被引出射入人体，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。质子治疗的优点是能够使放射线能量的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，其优越性得到广泛得临床验证。
而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。
发明内容
本发明目的就是针对现有技术中的不足，提供一种紧凑型全超导旋转治疗装置，解决现有质子治疗中心体积庞大、造价昂贵、建设周期长以及无法对癌症细胞进行定位等问题。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种紧凑型全超导旋转治疗装置，包括紧凑型超导旋转机架，所述紧凑型超导旋转机架包括大环筒体部件，所述大环筒体部件上端安装有超导磁体束流传输系统，所述大环筒体部件下端安装有CBCT图形影像系统，所述大环筒体部件内部安装有治疗头系统，所述超导磁体束流传输系统与紧凑型超导回旋加速器相连接，所述大环筒体部件包括支撑环和驱动齿轮，所述支撑环设置在驱动齿轮的外侧，所述大环筒体部件后端依次连接有斜梁和小环部件，所述支撑环和小环部件均与小环支撑通过摩擦接触连接，所述小环支撑下部设置有大环支撑。
优选的，所述超导磁体束流传输系统包括超导二级铁组，所述超导二级铁组下连接有两组对称分布的双四级铁组，将其中一组所述的双四级铁组穿过大环筒体部件与治疗头系统相连接，将另一组所述的双四级铁组下安装降能器系统，所述降能器系统的下端与90°超导二级铁组相连接，所述90°超导二级铁组上还连接有三四级铁组，所述三四级铁组的后端部与紧凑型超导回旋加速器相连接。
优选的，所述紧凑型超导旋转机架还包括配重块和维护平台，所述维护平台对称设置在超导磁体束流传输系统的两侧，所述斜梁安装在大环筒体部件和小环部件之间，所述配重块安装在大环筒体部件与斜梁连接后的整体组件上。
优选的，所述大环筒体部件设计为内侧圆筒形、外侧呈八边形的双层筒体结构设计；所述大环筒体部件的内侧面采用网格式加强筋，并设计有治疗头系统的平面安装接口。
优选的，所述斜梁采用钢材料焊接框架外部包铁板结构，所述斜梁的上端面设计为双四级铁组的安装面，所述斜梁的水平底面为90°超导二级铁组的安装面，所述斜梁的左侧面为降能器系统的安装面。
优选的，所述小环部件的水平面与三四级铁组焊接在一起。
优选的，所述小环部件与斜梁相连接。
优选的，所述小环支撑的数量设计为4组，所述大环支撑的数量设计为2组。
优选的，所述小环支撑上设置有3组摩擦轮。
本发明的有益效果：
本发明的全超导旋转治疗系统，通过使用回旋加速器以及布局合理的超导磁体束流传输系统等装置，使得本系统整体尺寸减小，具备小型化和集成化的显著优势，满足质子治疗中心结构紧凑的设计要求，使得建设周期缩短，降低企业建设成本；并且超导磁体束流传输系统的紧凑性使得束流在传输时路程和时间更少，保证了束流能够精确有效的从加速器到达治疗段，同时紧凑型超导旋转机架可以利用驱动齿轮进行旋转，满足不同方位、不同深度的肿瘤细胞的治疗；还利用紧凑型超导旋转机架的大环筒体部件集成治疗头系统和CBCT图形影像系统，使癌症的诊断检测与治疗一体化，以便于质子治疗仪的普及；在加上采用超导技术和90°+90°+90°的超导二极铁布局方案，使得磁体能够达到更高的磁场强度，显著降低设备重量，降低成本。
附图说明
图1为本发明全超导旋转治疗装置的立体结构示意图；
图2为本发明超导磁体束流传输系统的结构示意图；
图3为本发明紧凑型超导旋转机架的结构示意图；
图4为本发明大环筒体部件的结构示意图；
图5为本发明大环筒体部件的内侧面结构示意图；
图6为本发明斜梁的结构示意图；
图7为本发明小环部件的结构示意图。
图中：1、超导磁体束流传输系统；2、紧凑型超导旋转机架；3、治疗头系统；4、CBCT图形影像系统；5、三四级铁组；6、90°超导二级铁组；7、降能器系统；8、双四级铁组；9、超导二级铁组；10、大环筒体部件；11、支撑环；12、驱动齿轮；13、大环支撑；14、配重块；15、小环支撑；16、维护平台；17、斜梁；18、小环部件；19、摩擦轮；20、紧凑型超导回旋加速器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例1：
如图1至图7所示，一种紧凑型全超导旋转治疗装置，包括紧凑型超导旋转机架2，紧凑型超导旋转机架2包括大环筒体部件10，大环筒体部件10上端安装有超导磁体束流传输系统1，其中，超导磁体束流传输系统1包括超导二级铁组9，在超导二级铁组9下分别连接有两组对称分布的双四级铁组8，将其中一组双四级铁组8穿过大环筒体部件10与治疗头系统3相连接，将另外一组双四级铁组8安装降能器系统7，在降能器系统7的下端连接有90°超导二级铁组6，在90°超导二级铁组6的下端继续连接三四级铁组5，最后将三四级铁组5的后端部与紧凑型超导回旋加速器20相连接。
在大环筒体部件10的下端安装有CBCT图形影像系统4，其内部安装有治疗头系统3；超导磁体束流传输系统1是与紧凑型超导回旋加速器20相连接的；大环筒体部件10又包括支撑环11和驱动齿轮12，所包含的支撑环11设置在驱动齿轮12的外侧，在大环筒体部件10后端还依次连接有斜梁17和小环部件18，支撑环11和小环部件18均与小环支撑15通过摩擦轮19接触连接，小环支撑15下部设置有大环支撑13。本发明的紧凑型超导旋转机架2还包括配重块14和维护平台16，其中，维护平台16对称设置在超导磁体束流传输系统1的两侧，斜梁17则安装在大环筒体部件10和小环部件18之间，配重块14安装在大环筒体部件10与斜梁17连接后的整体组件上，最终小环部件18与斜梁17相连接，小环部件18的水平面与三四级铁组5焊接在一起。小环支撑15的数量设计为4组，大环支撑13的数量设计为2组，每个小环支撑15上设置有3组摩擦轮19。
本发明的大环筒体部件10设计为内侧圆筒形、外侧呈八边形的双层筒体结构设计；大环筒体部件10的内侧面采用网格式加强筋，并设计有治疗头系统3的平面安装接口；斜梁17采用钢材料焊接框架外部包铁板结构，斜梁17的上端面设计为双四级铁组8的安装面，水平底面为90°超导二级铁组6的安装面，左侧面为降能器系统7的安装面。
本发明的工作原理及工作过程如下：
首先，本发明的紧凑型超导回旋加速器20产生质子束流，质子束流随即进入超导磁体束流传输系统1，由于超导磁体束流传输系统1采用了降能器系统7，并且将降能器系统7安装在90°超导二级铁组6之后，故在实现合理布局的前提下，又实现了结构的紧凑，有利于控制束流的品质。其次，由于紧凑型超导旋转机架2的大环筒体部件10上集成了治疗头系统3和CBCT图形影像系统4，在保证紧凑型超导旋转机架2的结构刚度的前提下，为癌症的治疗与检测实现了一体化，因此，在进行治疗的过程中，能够先通过治疗床将病人送到大环筒体部件10中进行癌症部位检查、定位，定位结束后，控制系统将癌症部位参数传输给旋转机架和治疗床，通过治疗床与旋转机架的共同定位，将病人移动到治疗头系统3下进行治疗。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种紧凑型全超导旋转治疗装置，包括紧凑型超导旋转机架，其特征在于，所述紧凑型超导旋转机架包括大环筒体部件，所述大环筒体部件上端安装有超导磁体束流传输系统，所述大环筒体部件下端安装有CBCT图形影像系统，所述大环筒体部件内部安装有治疗头系统，所述超导磁体束流传输系统与紧凑型超导回旋加速器相连接，所述大环筒体部件包括支撑环和驱动齿轮，所述支撑环设置在驱动齿轮的外侧，所述大环筒体部件后端依次连接有斜梁和小环部件，所述支撑环和小环部件均与小环支撑通过摩擦轮接触连接，所述小环支撑下部设置有大环支撑；
所述超导磁体束流传输系统包括超导二级铁组，所述超导二级铁组下连接有两组对称分布的双四级铁组，将其中一组所述的双四级铁组穿过大环筒体部件与治疗头系统相连接，将另一组所述的双四级铁组下安装降能器系统，所述降能器系统的下端与90°超导二级铁组相连接，所述90°超导二级铁组上还连接有三四级铁组，所述三四级铁组的后端部与紧凑型超导回旋加速器相连接；
所述斜梁采用钢材料焊接框架外部包铁板结构，所述斜梁的上端面设计为双四级铁组的安装面，所述斜梁的水平底面为90°超导二级铁组的安装面，所述斜梁的左侧面为降能器系统的安装面；所述小环部件的水平面与三四级铁组焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型全超导旋转治疗装置，其特征在于，所述紧凑型超导旋转机架还包括配重块和维护平台，所述维护平台对称设置在超导磁体束流传输系统的两侧，所述斜梁安装在大环筒体部件和小环部件之间，所述配重块安装在大环筒体部件与斜梁连接后的整体组件上。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型全超导旋转治疗装置，其特征在于，所述大环筒体部件设计为内侧圆筒形、外侧呈八边形的双层筒体结构设计；所述大环筒体部件的内侧面采用网格式加强筋，并设计有治疗头系统的平面安装接口。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型全超导旋转治疗装置，其特征在于，所述小环部件与斜梁相连接。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型全超导旋转治疗装置，其特征在于，所述小环支撑的数量设计为4组，所述大环支撑的数量设计为2组。
6.根据权利要求5所述的一种紧凑型全超导旋转治疗装置，其特征在于，所述小环支撑上设置有3组摩擦轮。
CN202110512343.6A 2021-05-11 2021-05-11 一种紧凑型全超导旋转治疗装置 Active CN113289266B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110512343.6A CN113289266B (zh) 2021-05-11 2021-05-11 一种紧凑型全超导旋转治疗装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110512343.6A CN113289266B (zh) 2021-05-11 2021-05-11 一种紧凑型全超导旋转治疗装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113289266A CN113289266A (zh) 2021-08-24
CN113289266B true CN113289266B (zh) 2022-04-05

Family

ID=77321414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110512343.6A Active CN113289266B (zh) 2021-05-11 2021-05-11 一种紧凑型全超导旋转治疗装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113289266B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115413105B (zh) * 2022-09-19 2023-05-12 中国科学院近代物理研究所 一种可实现多终端配送的360o超导旋转束线
CN116421899B (zh) * 2023-04-28 2024-04-09 杭州嘉辐科技有限公司 超导重离子旋转机架

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016051550A1 (ja) * 2014-10-01 2016-04-07 株式会社日立製作所 粒子線治療装置ならびにその運転方法
CN106492358A (zh) * 2016-12-13 2017-03-15 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种用于医用质子束旋转机架的自调心滚轮支撑平台
CN106492356A (zh) * 2016-12-13 2017-03-15 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种医用质子束旋转机架
CN107596579A (zh) * 2017-10-12 2018-01-19 合肥中科离子医学技术装备有限公司 基于紧凑型超导回旋加速器的质子治疗系统
CN209286522U (zh) * 2018-11-19 2019-08-23 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种质子治疗旋转机架

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016051550A1 (ja) * 2014-10-01 2016-04-07 株式会社日立製作所 粒子線治療装置ならびにその運転方法
CN106492358A (zh) * 2016-12-13 2017-03-15 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种用于医用质子束旋转机架的自调心滚轮支撑平台
CN106492356A (zh) * 2016-12-13 2017-03-15 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种医用质子束旋转机架
CN107596579A (zh) * 2017-10-12 2018-01-19 合肥中科离子医学技术装备有限公司 基于紧凑型超导回旋加速器的质子治疗系统
CN209286522U (zh) * 2018-11-19 2019-08-23 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种质子治疗旋转机架

Also Published As

Publication number Publication date
CN113289266A (zh) 2021-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113289266B (zh) 一种紧凑型全超导旋转治疗装置
CN106492356B (zh) 一种医用质子束旋转机架
CN104575653B (zh) 滤屏与中子束源
CN104511096B (zh) 用于中子捕获治疗的射束整形体
EP3456381B1 (en) Neutron therapy device
CN1889995A (zh) 多室放射治疗系统
CN209286522U (zh) 一种质子治疗旋转机架
CN109793997B (zh) 用于放射治疗的成像装置及成像方法
US20210299479A1 (en) Proton therapy gantry
CN106492358B (zh) 一种用于医用质子束旋转机架的自调心滚轮支撑平台
CN109350867B (zh) 一种用于旋转机架内部转动背板的结构
EP3795214B1 (en) Neutron capture therapy system and placement table
CN209451161U (zh) 中子捕获治疗系统及载置台
CN114796895A (zh) 一种基于90度旋转束线的终端治疗系统及其操作方法
CN209253963U (zh) 一种基于质子直线加速器的中子俘获治疗系统
CN104771837A (zh) 一堆三照射座布局的抗癌核素中子刀
US20220233885A1 (en) Radiation therapy system
CN106178287B (zh) 一种适用于质子加速器的高温/低温超导混合旋转机架
CN206715056U (zh) 一种医用质子束旋转机架
CN109925606B (zh) 中子捕获治疗系统
CN109224323A (zh) 一种质子治疗旋转机架及其装配方法
CN204582333U (zh) 一堆三照射座布局的抗癌核素中子刀
CN114849084A (zh) 一种基于90度旋转束线的治疗床及其操作方法
CN206081353U (zh) 中子治疗装置
CN209382826U (zh) 用于超导质子治疗设备笔形束扫描治疗头的精密传输机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant