一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统的制作方法

本发明属于医疗设备，具体涉及一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统。

背景技术：

1、质子治疗是放射线治疗的一种，质子进入人体后，在射程终点处形成一个尖锐的剂量峰，称为bragg峰，通过调制能量展宽bragg峰可以使bragg峰覆盖肿瘤；另外，质子入射通道上能量损失较小，侧散射也很小，其前后左右正常组织所受剂量较小，故具有较好的放射物理学性能；

2、bdm质子治疗装置是目前已经投入使用的医疗设备，其只用两个偏转磁铁实现束流的导引，并且后侧偏转磁铁的射束偏转半径决定了整台bdm质子治疗装置的体积大小，附图8中简单展示了bdm束流导引的轨迹，a和b为两个偏转磁铁，依据bdm治疗装置的高度判断，在“月牙形”多角度偏转磁铁b中，偏转半径应小于600mm，在此基础上，不管“月牙形”偏转磁铁b左右射束之间的夹角如何变化，偏转半径都是不变的，夹角(偏转角度)的增加只是增加了射束在偏转磁铁中的行程，偏转半径一经确定，“月牙形”偏转磁铁b的整体尺寸也就确定了；

3、此外，也有用几个小的偏转磁铁串接，形成大的偏转角度，但这会增加合成的偏转半径，如附图9所示，c为偏转磁铁，图中，每个小的偏转磁铁c的偏转角度为22.5°，偏转半径也为600mm，可它们串接之后，合成的偏转半径却达到1364mm，按此方法，即使实现了超导，但没实现真正的小型化，只能算一个“中型”机架；

4、为解决上述问题，本申请中提出一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，实现真正意义上的小型化。

5、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，具有体积小、成本低的特点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，包括束流导引机构，所述无液氦超导质子旋转机架治疗系统还包括旋转驱动组件、台阶式圆筒、x射线发生器、平板探测器和五轴治疗床，所述束流导引机构包括安装框架、斯特林蓄磁制冷机、斯特林制冷扫描机构、初级偏转磁铁、次级超导偏转磁铁和聚焦磁铁；

3、所述初级偏转磁铁和所述次级超导偏转磁铁分别安装在所述安装框架的内侧两端，两组所述斯特林蓄磁制冷机相对称安装在所述安装框架的外侧面，所述斯特林制冷扫描机构安装在所述安装框架的底面靠近次级超导偏转磁铁的位置处；

4、所述初级偏转磁铁包括两个相对称分布的非超导初级磁极以及安装在所述初级磁极上的初级线圈，所述次级超导偏转磁铁包括两个相对称分布的铜块、安装在所述铜块内的扇形磁极，安装在所述铜块内的励磁线圈以及铜板，所述铜板安装在所述铜块的端面用于压紧所述励磁线圈，且在所述铜板上开设有矩形孔用于供所述斯特林蓄磁制冷机的冷端插入，在两个所述初级偏转磁铁以及两个所述次级超导偏转磁铁之间具有真空导引通道，所述聚焦磁铁分布在所述初级偏转磁铁与所述次级超导偏转磁铁之间，所述初级偏转磁铁的偏转半径为1800mm，所述次级超导偏转磁铁18的偏转半径为600mm，所述初级偏转磁铁17的偏转角度为45°，所述次级超导偏转磁铁18的偏转角度为135°；

5、两个所述x射线发生器相对称安装在所述台阶式圆筒的外侧面，两个所述平板探测器相对称安装在所述台阶式圆筒内靠近斯特林制冷扫描机构的位置处；

6、所述台阶式圆筒固定在所述安装框架的外侧，且在所述台阶式圆筒的两端分别固定有大滚轮和圆盘，所述旋转驱动组件用于通过台阶式圆筒驱动所述束流导引机构转动。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述旋转驱动组件包括驱动电机、主动皮带轮、传动皮带、从动皮带轮和固定板，在所述圆盘上固定有束流输运筒，所述从动皮带轮套设安装在所述圆盘上，所述驱动电机安装在所述固定板上用于驱动所述主动皮带轮旋转，且所述主动皮带轮与所述从动皮带轮利用传动皮带传动相连；在所述大滚轮和所述圆盘的下方均设置有支撑滚轮。

8、作为本发明的一种优选技术方案，同组的所述斯特林蓄磁制冷机均相对称分布有两个。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚焦磁铁分布在所述初级偏转磁铁与所述次级超导偏转磁铁之间且靠近所述初级偏转磁铁。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述斯特林制冷扫描机构包括冷腔、压缩腔、排出器、矩形边框和双向扫描磁铁，所述双向扫描磁铁安装在所述矩形边框内，所述矩形边框安装在所述冷腔内，所述压缩腔和所述排出器均安装在所述冷腔外壁并与所述矩形边框相通，在所述压缩腔内安装有活塞。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述冷腔为所述斯特林蓄磁制冷机的冷端热交换器。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的无液氦超导质子旋转机架治疗系统，采用非超导的初级偏转磁铁和次级超导偏转磁铁，配合一个三合一四级透镜的聚焦磁铁，在保证较低产品成本的同时，很大程度上降低了设备的体积，做到了真正意义上的小型化；斯特林蓄磁制冷机配合斯特林制冷扫描机构，用于对次级超导偏转磁铁进行降温。

13、本申请其他附加的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，包括束流导引机构(1)，其特征在于：所述无液氦超导质子旋转机架治疗系统还包括旋转驱动组件、台阶式圆筒(10)、x射线发生器(11)、平板探测器(12)和五轴治疗床(13)，所述束流导引机构(1)包括安装框架(14)、斯特林蓄磁制冷机(15)、斯特林制冷扫描机构(16)、初级偏转磁铁(17)、次级超导偏转磁铁(18)和聚焦磁铁(19)；

2.根据权利要求1所述的一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，其特征在于：所述旋转驱动组件包括驱动电机(5)、主动皮带轮(6)、传动皮带(7)、从动皮带轮(8)和固定板(9)，在所述圆盘(3)上固定有束流输运筒(4)，所述从动皮带轮(8)套设安装在所述圆盘(3)上，所述驱动电机(5)安装在所述固定板(9)上用于驱动所述主动皮带轮(6)旋转，且所述主动皮带轮(6)与所述从动皮带轮(8)利用传动皮带(7)传动相连；在所述大滚轮(2)和所述圆盘(3)的下方均设置有支撑滚轮。

3.根据权利要求1所述的一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，其特征在于：同组的所述斯特林蓄磁制冷机(15)均相对称分布有两个。

4.根据权利要求1所述的一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，其特征在于：所述聚焦磁铁(19)分布在所述初级偏转磁铁(17)与所述次级超导偏转磁铁(18)之间且靠近所述初级偏转磁铁(17)。

5.根据权利要求1所述的一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，其特征在于：所述斯特林制冷扫描机构(16)包括冷腔(161)、压缩腔(162)、排出器(163)、矩形边框(164)和双向扫描磁铁(165)，所述双向扫描磁铁(165)安装在所述矩形边框(164)内，所述矩形边框(164)安装在所述冷腔(161)内，所述压缩腔(162)和所述排出器(163)均安装在所述冷腔(161)外壁并与所述矩形边框(164)相通，在所述压缩腔(162)内安装有活塞(1621)。

6.根据权利要求5所述的一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，其特征在于：所述冷腔(161)为所述斯特林蓄磁制冷机(15)的冷端热交换器。

技术总结
本发明属于医疗设备技术领域，尤其为一种无液氦超导质子旋转机架治疗系统，包括束流导引机构，还包括旋转驱动组件、台阶式圆筒、X射线发生器、平板探测器和五轴治疗床，束流导引机构包括安装框架、斯特林蓄磁制冷机、斯特林制冷扫描机构、初级偏转磁铁、次级超导偏转磁铁和聚焦磁铁；所述初级偏转磁铁包括非超导初级磁极以及初级线圈；本发明的无液氦超导质子旋转机架治疗系统，采用非超导的初级偏转磁铁和次级超导偏转磁铁，配合一个三合一四级透镜的聚焦磁铁，在保证较低产品成本的同时，很大程度上降低了设备的体积，做到了真正意义上的小型化；斯特林蓄磁制冷机配合斯特林制冷扫描机构，用于对次级超导偏转磁铁进行降温。

技术研发人员：王世明,关庆斌,杨卫国
受保护的技术使用者：新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12