本發(fā)明專利涉及一種質(zhì)子重離子醫(yī)療裝置，具體為回旋加速器輸運(yùn)線各部件的布局，其中二極鐵的偏轉(zhuǎn)角度均為45°。其主要應(yīng)用在醫(yī)療及工業(yè)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
癌癥是嚴(yán)重威脅人類生命的疾病。在諸多放射治療中，質(zhì)子重離子具有更好的劑量分布和生物學(xué)效應(yīng)，使得質(zhì)子重離子治療成為近些年來較為先進(jìn)優(yōu)越的癌癥治療方法。
在實(shí)施質(zhì)子重離子束治療時，輸運(yùn)線的主要任務(wù)是將從回旋加速器引出的固定能量質(zhì)子重離子束流，變成治療所需要的質(zhì)量參數(shù)并安全高效送到旋轉(zhuǎn)機(jī)架及固定治療室，這些質(zhì)量參數(shù)包括束流截面、束流強(qiáng)度、發(fā)散度和能散度等。因此在設(shè)計(jì)輸運(yùn)線時通常將其分成若干個不同的段，每段都有特定的功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種45°醫(yī)用回旋加速器輸運(yùn)線元件，用于將回旋加速器產(chǎn)生的質(zhì)子束流輸送到各個治療室，其包括回旋加速器引出段、能量選擇段(a段)、旋轉(zhuǎn)機(jī)架段(d段)、與旋轉(zhuǎn)機(jī)架段相連的耦合匹配段(c段)、固定治療室段(e段)、與固定治療室段相連的周期段(b段)；
所述的回旋加速器引出段用于匹配加速器引出的固定能量束流到降能器的中心，同時形成一個束腰，使降能器處于最佳工作狀態(tài)；
所述能量選擇段(a段)用于控制束流的發(fā)散度和能量選擇，能量選擇段輸出的束流直接進(jìn)入耦合匹配段(c段)和周期段(b段)；
所述耦合匹配段用于偏轉(zhuǎn)束流和消除偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的色散，然后將束流匹配進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)架段(d段)；
所述旋轉(zhuǎn)機(jī)架段(d段)用于從不同方向照射腫瘤以減少腫瘤周圍正常組織的傷害，可以旋轉(zhuǎn)360度；
所述周期段(b段)用于將能選段輸出束流參數(shù)完整的傳輸?shù)较乱粋€周期段，以這種串接方式，將束流相繼送向其他治療室；
所述固定治療室段(e段)用于偏轉(zhuǎn)束流，先偏轉(zhuǎn)再通過三合一聚焦磁鐵和一個偏轉(zhuǎn)磁鐵，進(jìn)入固定治療頭。
較佳地，所述回旋加速器引出段包括依次連接的束流阻斷器sta1、四個四極磁鐵(qma1、qma2、qma3及qma4)，所述束流阻斷器安裝在回旋加速器的引出口處，用于束流的調(diào)試和運(yùn)行安全。
較佳地，所述能量選擇段包括依次連接的降能器de、準(zhǔn)直器(kma1和kma2)、第一個四極磁鐵qma5、第二個四極磁鐵qma6、第一個y向校正磁鐵sma1y、第三個四極磁鐵qma7、第一個x向校正磁鐵sma1x、第一個二極鐵dma1、第四個四極磁鐵qma8、第五個四極磁鐵qma9、選擇狹縫lsa1、第六個四極磁鐵qma10、第七個四極磁鐵qma11、第二個二極鐵dma2、第八個四極磁鐵qma12、第九個四極磁鐵qma13、束流阻斷器sta3、第十個四極磁鐵qma14、第二個y向校正磁鐵sma2y、第二個x向校正磁鐵sma2x；
所述的準(zhǔn)直器(kma1和kma2)用于控制束流發(fā)散度，當(dāng)束流位置偏離中心時，位置偏離信號經(jīng)控制器處理后，自動控制第一個y向校正磁鐵sma1y及第一個x向校正磁鐵sma1x，使束流位置自動穩(wěn)定在中心點(diǎn)，從第一個x向校正磁鐵sma1x出來的束流通過第一個二極鐵dma1后偏轉(zhuǎn)45°進(jìn)入第四個四極磁鐵qma8，通過調(diào)節(jié)lsa1的狹縫寬度來調(diào)節(jié)束流能散度大小。
較佳地，所述耦合匹配段用于消除色差匹配，包括依次連接的第一個二極鐵dmc1、三合一四極聚焦磁鐵(qmc1、qmc2、qmc3)、第二個二極鐵dmc2、第一個四極磁鐵qmc4、第二個四極磁鐵qmc5、y向校正磁鐵smc1y、x向校正磁鐵smc1x以及束流阻斷器stc1，用于安全調(diào)試以及校正質(zhì)子束流軌跡。
較佳地，所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)架段可旋轉(zhuǎn)360°，用于將質(zhì)子束流傳輸?shù)降戎行狞c(diǎn)，從耦合匹配段引出的束流依次經(jīng)過第一個y校正磁鐵smd1y、第一個四極聚焦磁鐵qmd1、第二個四極聚焦磁鐵qmd2后進(jìn)入第一塊60°二極鐵dmd1，再依次經(jīng)過第三個四極聚焦磁鐵qmd3、第四個四極聚焦磁鐵qmd4、第二個y方向的校正磁鐵smd2y及第一個x方向的校正磁鐵smd2x、第一個四極磁鐵qmd5、第二個四極磁鐵qmd6后進(jìn)入第二塊60°二極鐵dmd2，完成束流在垂直方向的平移，此后束流依次通過第三個四極磁鐵qmd7、第三個y向校正磁鐵smd3y后進(jìn)入最后一塊90°二極鐵dmd3，垂直向下到達(dá)治療靶區(qū)。
較佳地，所述的周期段由第一個四極磁鐵qmb1、第二個四極磁鐵qmb2、第三個四極磁鐵qmb3、y向校正磁鐵smb1y及x向校正磁鐵smb1x、束流阻斷器stb1、第四個四極磁鐵qmb4、第五個四極磁鐵qmb5順序連接組成。
較佳地，所述的固定治療室段前部分包括兩個二極鐵dmb1、dme1，所述兩二級鐵之間設(shè)有三合一四極聚焦磁鐵(qme1、qme2、qme3)及位置檢測器pme1，用于消除色散；后部分由四極磁鐵(qme4、qme5、qme6、qme7)順序連接將束流導(dǎo)入固定治療室。
較佳地，各二極鐵的偏轉(zhuǎn)角度均為45°。
較佳地，當(dāng)所述第一個二極鐵dmc1通電流時，質(zhì)子束流偏轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)機(jī)架支束線；當(dāng)電流斷開時，束流按直線方向直接進(jìn)入周期段。
較佳地，各部件通過真空管道連接，同時在各個二極鐵處均設(shè)有真空抽氣口。
本發(fā)明具有以下有益效果：
當(dāng)回旋加速器輸出固定能量的質(zhì)子重離子時，輸運(yùn)線可實(shí)現(xiàn)在較小的空間范圍內(nèi)獲得可變能量的質(zhì)子束流，按需求分別轉(zhuǎn)入不同的支束線進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)架和固定治療室，并能根據(jù)上層控制命令啟動或停止束流。
當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的45°醫(yī)用回旋加速器輸運(yùn)線元件示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明提供了本發(fā)明提供了一種45°醫(yī)用回旋加速器輸運(yùn)線元件，用于將回旋加速器產(chǎn)生的質(zhì)子束流輸送到各個治療室，其包括回旋加速器引出段、能量選擇段(a段)、旋轉(zhuǎn)機(jī)架段(d段)、與旋轉(zhuǎn)機(jī)架段相連的耦合匹配段(c段)、固定治療室段(e段)、與固定治療室段相連的周期段(b段)；
所述的回旋加速器引出段用于匹配加速器引出的固定能量束流到降能器的中心，同時形成一個束腰，使降能器處于最佳工作狀態(tài)；
所述能量選擇段(a段)用于控制束流的發(fā)散度和能量選擇，能量選擇段輸出的束流直接進(jìn)入耦合匹配段(c段)和周期段(b段)；
所述耦合匹配段用于偏轉(zhuǎn)束流和消除偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的色散，然后將束流匹配進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)架段(d段)；
所述旋轉(zhuǎn)機(jī)架段(d段)用于從不同方向照射腫瘤以減少腫瘤周圍正常組織的傷害，可以旋轉(zhuǎn)360度；
所述周期段(b段)用于將能選段輸出束流參數(shù)完整的傳輸?shù)较乱粋€周期段，以這種串接方式，將束流相繼送向其他治療室；
所述固定治療室段(e段)用于偏轉(zhuǎn)束流，先偏轉(zhuǎn)再通過三合一聚焦磁鐵和一個偏轉(zhuǎn)磁鐵，進(jìn)入固定治療頭。
本實(shí)施例中，所述回旋加速器引出段包括依次連接的束流阻斷器sta1、四個四極磁鐵(qma1、qma2、qma3及qma4)，所述束流阻斷器安裝在回旋加速器的引出口處，用于束流的調(diào)試和運(yùn)行安全。
其中所述能量選擇段包括依次連接的降能器de、準(zhǔn)直器(kma1和kma2)、第一個四極磁鐵qma5、第二個四極磁鐵qma6、第一個y向校正磁鐵sma1y、第三個四極磁鐵qma7、第一個x向校正磁鐵sma1x、第一個二極鐵dma1、第四個四極磁鐵qma8、第五個四極磁鐵qma9、選擇狹縫lsa1、第六個四極磁鐵qma10、第七個四極磁鐵qma11、第二個二極鐵dma2、第八個四極磁鐵qma12、第九個四極磁鐵qma13、束流阻斷器sta3、第十個四極磁鐵qma14、第二個y向校正磁鐵sma2y、第二個x向校正磁鐵sma2x；
所述的準(zhǔn)直器(kma1和kma2)用于控制束流發(fā)散度，當(dāng)束流位置偏離中心時，位置偏離信號經(jīng)控制器處理后，自動控制第一個y向校正磁鐵sma1y及第一個x向校正磁鐵sma1x，使束流位置自動穩(wěn)定在中心點(diǎn)，從第一個x向校正磁鐵sma1x出來的束流通過第一個二極鐵dma1后偏轉(zhuǎn)45°進(jìn)入第四個四極磁鐵qma8，通過調(diào)節(jié)lsa1的狹縫寬度來調(diào)節(jié)束流能散度大小。
本實(shí)施例中所述耦合匹配段用于消除色差匹配，包括依次連接的第一個二極鐵dmc1、三合一四極聚焦磁鐵(qmc1、qmc2、qmc3)、第二個二極鐵dmc2、第一個四極磁鐵qmc4、第二個四極磁鐵qmc5、y向校正磁鐵smc1y、x向校正磁鐵smc1x以及束流阻斷器stc1，用于安全調(diào)試以及校正質(zhì)子束流軌跡。
其中所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)架段可旋轉(zhuǎn)360°，用于將質(zhì)子束流傳輸?shù)降戎行狞c(diǎn)，從耦合匹配段引出的束流依次經(jīng)過第一個y校正磁鐵smd1y、第一個四極聚焦磁鐵qmd1、第二個四極聚焦磁鐵qmd2后進(jìn)入第一塊60°二極鐵dmd1，再依次經(jīng)過第三個四極聚焦磁鐵qmd3、第四個四極聚焦磁鐵qmd4、第二個y方向的校正磁鐵smd2y及第一個x方向的校正磁鐵smd2x、第一個四極磁鐵qmd5、第二個四極磁鐵qmd6后進(jìn)入第二塊60°二極鐵dmd2，完成束流在垂直方向的平移，此后束流依次通過第三個四極磁鐵qmd7、第三個y向校正磁鐵smd3y后進(jìn)入最后一塊90°二極鐵dmd3，垂直向下到達(dá)治療靶區(qū)。
所述的周期段由第一個四極磁鐵qmb1、第二個四極磁鐵qmb2、第三個四極磁鐵qmb3、y向校正磁鐵smb1y及x向校正磁鐵smb1x、束流阻斷器stb1、第四個四極磁鐵qmb4、第五個四極磁鐵qmb5順序連接組成。
其中所述的固定治療室段前部分包括兩個二極鐵dmb1、dme1，所述兩二級鐵之間設(shè)有三合一四極聚焦磁鐵(qme1、qme2、qme3)及位置檢測器pme1，用于消除色散；后部分由四極磁鐵(qme4、qme5、qme6、qme7)順序連接將束流導(dǎo)入固定治療室。
本實(shí)施例中所述的固定治療室段前部分包括兩個二極鐵dmb1、dme1，所述兩二級鐵之間設(shè)有三合一四極聚焦磁鐵(qme1、qme2、qme3)及位置檢測器pme1，用于消除色散；后部分由四極磁鐵(qme4、qme5、qme6、qme7)順序連接將束流導(dǎo)入固定治療室。
在本實(shí)施例中除旋轉(zhuǎn)機(jī)架段外，所有的二極鐵的偏轉(zhuǎn)角度均為45°。當(dāng)所述第一個二極鐵dmc1通電流時，質(zhì)子束流偏轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)機(jī)架支束線；當(dāng)電流斷開時，束流按直線方向直接進(jìn)入周期段。
各部件通過真空管道連接，同時在各個二極鐵處均設(shè)有真空抽氣口vp。
本發(fā)明提供的45°醫(yī)用回旋加速器輸運(yùn)線元件在回旋加速器輸出固定能量的質(zhì)子重離子時，輸運(yùn)線可實(shí)現(xiàn)在較小的空間范圍內(nèi)獲得可變能量的質(zhì)子束流，按需求分別轉(zhuǎn)入不同的支束線進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)架和固定治療室，并能根據(jù)上層控制命令啟動或停止束流。
以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。