CN216777755U - 质子束流能量调整装置及质子光子联合治疗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开质子束流能量调整装置及质子光子联合治疗设备，质子束流能量调整装置设置于回旋质子加速器质子束流的引出端，包括：调整装置本体以及设置于调整装置本体上的能量调整部，能量调整部用于将经过其的质子束流调整至合适能量，本实用新型该公开包括该质子束流能量调整装置的质子光子联合治疗设备，质子束流能量调整装置可以有效将固定能量的质子束流调整到合适能量的质子束流，以满足临床上对不同深度肿瘤精确放射治疗的需求,实现质子光子的联合治疗。

Description

质子束流能量调整装置及质子光子联合治疗设备

技术领域

本实用新型属于放射治疗技术领域，具体涉及一种质子束流能量调整装置及质子光子联合治疗设备。

背景技术

由于质子加速器产生的质子束剂量分布具有典型的布喇格峰特征，可以在特定深度释放能量而杀死肿瘤细胞却不会对周围正常组织和危及器官产生辐射剂量危害，因此质子加速器在放射治疗中得到了日益广泛的应有。质子治疗需要较高能量的质子，只能由高频谐振加速器获得。一般来说，为使质子束能治疗身体内任意深度的肿瘤，需要一台70～230MeV的质子加速器。利用同步加速、回旋加速和直线加速等技术都可以实现质子加速到所需能量的目的。

除质子治疗外，现代的放射治疗设备也采用高能X射线即光子进行肿瘤治疗，光子加速器的工作原理是利用微波将电子加速到所需的能量后轰击金属靶而产生高能X射线用于肿瘤的治疗。

尽管质子加速器技术日趋成熟且具有某些光子治疗无法实现的突出优势，但仍然没有得到广泛应有，阻碍质子治疗广泛应有的主要因素包括设备体积及安装成本，如果能取消质子加速器的旋转机架可以显著减小质子加速器的体积和成本，但是，采用固定束进行质子治疗只能从某个固定角度进行治疗，由于束流方向的限制，某些肿瘤的治疗计划不能实现最佳治疗。

常规的全套质子治疗系统由质子加速器、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统构成，通常占地面积达到了5000多平方米，对安装场地的面积有较高要求。但对于场地偏小的地方安装质子治疗设备必须要求质子治疗设备的总体体积足够紧凑，否则无法进行安装并使用。由于同步加速器和直线加速器占地面积比较大，只能选用占地面积小的回旋加速器，但回旋加速器引出的质子流能量是固定的，只能在特定深度释放能量，不能对人体内不同深度和体积的肿瘤进行有效治疗。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种质子束流能量调整装置及质子光子联合治疗设备。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一方面，本实用新型公开一种质子束流能量调整装置，质子束流能量调整装置设置于回旋质子加速器质子束流的引出端，包括：调整装置本体以及设置于调整装置本体上的能量调整部，能量调整部用于将经过其的质子束流调整至合适能量。

固定能量的质子束流穿过较厚的能量调整部后能量衰减较多，得到能量较低的质子束流，对深度较浅位置的肿瘤进行治疗。同理，如果能量调整部的厚度较薄，即可以得到能量较高的质子束流，对深度较深位置的肿瘤进行治疗。本实用新型质子束流能量调整装置可以有效将固定能量的质子束流调整到合适能量的质子束流，以满足临床上对不同深度肿瘤精确放射治疗的需求。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，在调整装置本体上设有N个通孔，n个通孔内安装有与其通孔大小相匹配的能量调整部，n≤N，n、N为正整数。

采用上述优选的方案，根据需要可调整通孔的数量及选择在任意数量的通孔内分布能量调整部。

作为优选的方案，当N≥2，多个通孔均匀或非均匀分布与调整装置本体上。

采用上述优选的方案，质子束流能量调整装置具有美观性。

作为优选的方案，不同通孔内安装有不同厚度的能量调整部，能量调整部包括：一片或多片平行设置的能量调整片。

采用上述优选的方案，通过调整质子束流能量调整装置的位置让质子束流装过不同厚度的能量调整部，从而得到适合治疗的不同能量的质子束流。

作为优选的方案，每个通孔的大小均相同或均不同。

采用上述优选的方案，适用于不同的应用场合。

作为优选的方案，当N＝1时，该通孔设置于调整装置本体的中心处，通孔内安装有能量调整部，能量调整部包括：多片平行设置的能量调整片。

采用上述优选的方案，回旋质子加速器输出的质子束流通过调整装置本体中心处的能量调整部进行能量调整，调整更便捷。通过调整能量调整片的数量就可以快速对能量调整部的厚度进行调节。

作为优选的方案，多片能量调整片的厚度均相同或部分相同或均不相同。

采用上述优选的方案，根据不同的要求，快速调节能量调整部的有效厚度。

作为优选的方案，在调整装置本体上通孔的外侧设有多个与通孔连通的槽口，能量调整片能够在所述通孔与槽口之间进行位置切换。

采用上述优选的方案，切换更快速便捷。

作为优选的方案，调整装置本体与位置调节驱动装置传动连接，位置调节驱动装置用于调节调整装置本体的位置。

采用上述优选的方案，调节调整装置本体的位置。

另一方面，本实用新型还公开质子光子联合治疗设备，包括：

回旋质子加速器，置于质子加速器屏蔽室内，用于发出固定能量质子流；

光子加速器，置于质子光子联合治疗室内，用于发出光子束流，质子光子联合治疗室与质子加速器屏蔽室相互隔离；

治疗床或治疗椅，置于质子光子联合治疗室内，用于对患者进行支撑；

上述任一种质子束流能量调整装置，置于质子光子联合治疗室和/或质子加速器屏蔽室内。

本实用新型质子光子联合治疗设备，该联合治疗设备具有质子束流能量调整装置，使从回旋质子加速器引出的质子流可以改变能量，质子束流和光子束流共同作用，满足临床上对不同深度和体积的肿瘤进行精确放射治疗的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的质子束流能量调整装置(具有多个通孔，且通孔非均匀分布)的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的质子束流能量调整装置(具有不同厚度能量调整部)的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的质子束流能量调整装置(中心处具有一个通孔)的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的质子束流能量调整装置(中心处具有一个通孔，能量调整部包括多个能量调整片)的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的质子光子联合治疗设备(包括：具有多个通孔结构的质子束流能量调整装置)的结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的质子光子联合治疗设备(包括：具有一个通孔结构的质子束流能量调整装置)的结构示意图。

其中：1-质子束流能量调整装置，11-调整装置本体，12-能量调整部，13-通孔，14-能量调整片，2-质子加速器屏蔽室，3-质子光子联合治疗室，4-回旋质子加速器，5-光子加速器，6-治疗床。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件，不应当解释为排除附加的部件。

为了达到本实用新型的目的，一种质子束流能量调整装置及质子光子联合治疗设备的其中一些实施例中，质子束流能量调整装置1设置于回旋质子加速器4质子束流的引出端，包括：调整装置本体11以及设置于调整装置本体11上的能量调整部12，能量调整部12用于将经过其的质子束流调整至合适能量。

调整装置本体11可以但不限于为圆柱体。固定能量的质子束流穿过较厚的能量调整部12后能量衰减较多，得到能量较低的质子束流，对深度较浅位置的肿瘤进行治疗。同理，如果能量调整部12的厚度较薄，即可以得到能量较高的质子束流，对深度较深位置的肿瘤进行治疗。本实用新型质子束流能量调整装置1可以有效将固定能量的质子束流调整到合适能量的质子束流，以满足临床上对不同深度肿瘤精确放射治疗的需求。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图1所示，在调整装置本体11上设有若干个通孔13，通孔13的数量可以为具体的15个、16个、17个等等。每个通孔13内均安装有与其通孔13大小相匹配的能量调整部12。

进一步，在上述实施方式的基础上，多个通孔13均匀分布与调整装置本体11上，质子束流能量调整装置1具有美观性，且可以保证质子束流能量调整装置1机械强度的稳定性。当然，在其他一些实施例中，多个通孔13可以采用非均匀分布的方式进行排列，以满足不同的场合需要。

进一步，在上述实施方式的基础上，如图2所示，不同通孔13内安装有不同厚度的能量调整部12。调整装置本体11与位置调节驱动装置传动连接，位置调节驱动装置用于调节调整装置本体11的位置。位置调节驱动装置通过调整质子束流能量调整装置1的位置让质子束流穿过不同厚度的能量调整部12，从而得到适合治疗的不同能量的质子束流。

进一步，在上述实施方式的基础上，每个通孔13的大小均相同。当然，在其他一些实施例中，每个通孔13的大小可以均不同。调整装置本体11与位置调节驱动装置传动连接，位置调节驱动装置用于调节调整装置本体11的位置。位置调节驱动装置通过调整质子束流能量调整装置1的位置让质子束流穿过不同大小或厚度的通孔13，从而得到适合治疗的不同穿设面积的质子束流。

进一步，在上述实施方式的基础上，能量调整部12包括：一片能量调整片。一片能量调整片结构简单。当然，在另外一些实施例中，能量调整部12也可以包括：多片平行设置的能量调整片，通过调整能量调整片的数量可以快速对对应通孔内的能量调整部厚度调节。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图3所示，在调整装置本体11上设有一个中心通孔13，中心通孔13内安装有与其通孔13大小相匹配的能量调整部12，该中心通孔13设置于调整装置本体11的中心处。回旋质子加速器4输出的质子束流通过调整装置本体11中心处的能量调整部12进行能量调整，调整更便捷。

进一步，在上述实施方式的基础上，如图4所示，能量调整部12包括：多片平行设置的能量调整片14，通过调整能量调整片14的数量就可以快速对能量调整部12的厚度进行调节，从而实现调整质子束流能量的目的。

在一些实施例中，在调整装置本体上中心通孔13的外侧设有多个与通孔13连通的槽口，闲置的能量调整片14置于对应槽口内。当需要对中心通孔13内能量调整部12的有效厚度进行增加时，通过人工或自动装置将槽口内的能量调整片14置于中心通孔13内。当需要对中心通孔13内能量调整部12的有效厚度进行减少时，通过人工或自动装置将中心通孔13内的能量调整片14置于对应槽口内。

上述能量调整片14的厚度均相同或部分相同或均不相同。根据不同的要求，快速调节能量调整部12的有效厚度。

本实用新型实施例还公开质子光子联合治疗设备，包括：回旋质子加速器4、光子加速器5、治疗床6或治疗椅以及上述任一实施例公开的质子束流能量调整装置1。

如图5所示，质子光子联合治疗设备包括：具有多个通孔结构的质子束流能量调整装置。如图6所示，质子光子联合治疗设备包括：具有一个通孔结构的质子束流能量调整装置。

具有个通孔结构的质子束流能量调整装置的结构体积一般大于具有一个通孔结构的质子束流能量调整装置的结构体积。

回旋质子加速器4置于质子加速器屏蔽室2内，用于发出固定能量质子束流a。光子加速器5置于质子光子联合治疗室3内，用于发出光子束流c，质子光子联合治疗室3与质子加速器屏蔽室2相互隔离。治疗床6置于质子光子联合治疗室3内，用于对患者进行支撑。质子束流能量调整装置1置于质子光子联合治疗室3内，用于将固定能量质子束流a转换到合适能量的质子束流b。

本质子光子联合治疗设备占用两个标准的常规光子放射治疗机房，其中一个机房为质子加速器屏蔽室2，用于放置一个小型的回旋质子加速器4，另一个机房作为质子光子联合治疗室3，放置质子束流能量调整装置1、带有旋转机架的光子加速器5治疗头和固定肿瘤病人的治疗床6。

从回旋质子加速器4引出的固定高能量的质子束流通过束流引出装置穿过相邻两个机房的防护屏蔽墙壁输送到质子束流能量调整装置1上，经过能量调整的质子束流通过治疗头照射到需要进行放射治疗的病人的治疗部位。病人固定在治疗床6上，射出的质子束流可以从某个固定的位置对病人的肿瘤部位进行放射治疗，同时质子光子联合治疗设备发出指令使质子束流能量调整装置1调整质子束流的能量到合适的能量，从而实现对病人不同深度的肿瘤进行治疗。

在质子束流照射不到的肿瘤部位，可以利用带有旋转机架的光子加速器5进行补充治疗，通过光子加速器旋转机架带动光子加速器5的治疗头进行旋转，光子束流可以从不同角度对质子束流无法进行治疗的方向和部位对肿瘤进行补充治疗，最终使肿瘤病人得到最佳的放射治疗。

综上述，本实用新型公开一种质子束流能量调整装置及质子光子联合治疗设备，质子束流能量调整装置1使从回旋质子加速器4引出的质子流可以改变能量，输出70～230MeV范围内不同能量的质子束流，质子束流以固定束方式从某个角度对病人肿瘤进行治疗，配合可自由旋转的光子加速器5对质子束流不能照射的角度和部位进行补充治疗，从而满足临床上对不同深度和体积的肿瘤进行精确放射治疗的需求。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.质子束流能量调整装置，其特征在于，设置于回旋质子加速器质子束流的引出端，包括：调整装置本体以及设置于所述调整装置本体上的能量调整部，所述能量调整部用于将经过其的质子束流调整至合适能量。

2.根据权利要求1所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，在所述调整装置本体上设有N个通孔，n个通孔内安装有与其通孔大小相匹配的能量调整部，n≤N，n、N为正整数。

3.根据权利要求2所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，当N≥2，多个通孔均匀或非均匀分布与所述调整装置本体上。

4.根据权利要求3所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，不同通孔内安装有不同厚度的能量调整部，所述能量调整部包括：一片或多片平行设置的能量调整片。

5.根据权利要求3所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，每个所述通孔的大小均相同或均不同。

6.根据权利要求2所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，当N＝1时，所述通孔设置于所述调整装置本体的中心处，所述通孔内安装有能量调整部，所述能量调整部包括：多片平行设置的能量调整片。

7.根据权利要求6所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，多片所述能量调整片的厚度均相同或部分相同或均不相同。

8.根据权利要求6所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，在所述调整装置本体上通孔的外侧设有多个与通孔连通的槽口，所述能量调整片能够在所述通孔与槽口之间进行位置切换。

9.根据权利要求1-8任一项所述的质子束流能量调整装置，其特征在于，所述调整装置本体与位置调节驱动装置传动连接，所述位置调节驱动装置用于调节所述调整装置本体的位置。

10.质子光子联合治疗设备，包括：

回旋质子加速器，置于质子加速器屏蔽室内，用于发出固定能量质子流；

光子加速器，置于质子光子联合治疗室内，用于发出光子束流，所述质子光子联合治疗室与质子加速器屏蔽室相互隔离；

治疗床或治疗椅，置于质子光子联合治疗室内，用于对患者进行支撑；

其特征在于，还包括：

如权利要求1-9任一项所述的质子束流能量调整装置，置于所述质子光子联合治疗室和/或质子加速器屏蔽室内。

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