本發(fā)明屬于醫(yī)療器材質子治療儀領域，具體涉及一種適用于質子加速器的高溫/低溫超導混合旋轉機架。

背景技術：

癌癥(惡性腫瘤)已成為世界各國居民因病死亡的主要原因之一，各個國家癌癥治療的新技術不斷涌現。傳統(tǒng)的癌癥治療中的放射治療主要采取的是X射線、γ射線和電子束，其物理劑量分布和生物效應都在不同程度上傷害腫瘤附近的正常細胞，而且劑量的有效利用率也低；中子和負π粒子的生物效應雖好，但物理劑量分布不好，對正常組織損害過大,不是理想的治療方法。

質子是構成原子核的基本微小粒子；重離子是原子量較大原子的原子核，常用的如碳離子。質子或碳離子經由同步加速器加速至約70％的光速，被引出射入人體。在到達腫瘤病灶前，射線能量釋放不多，在到達病灶后，射線會瞬間釋放大量能量，形成名為“布拉格峰”的能量釋放軌跡，整個治療過程好比是針對腫瘤的“立體定向爆破”，能夠對腫瘤病灶進行強有力的照射，同時又避開照射正常組織，實現療效最大化。質子治療的優(yōu)點是使放射線能量峰值對準腫瘤病灶處，在腫瘤處受到最大的照射劑量，腫瘤前的正常細胞通常只受到1/3～1/2的峰值劑量，腫瘤后部的正常細胞基本上不受傷害。從質子內在的物理特性就能斷定它比常規(guī)放療方法要優(yōu)越得多。近幾十年來，已有超過10萬癌癥患者得到質子治療，其優(yōu)越性得到廣泛的臨床驗證。

目前已經成功運營的質子治療中心都具有體積龐大、造價昂貴、建設周期長以及難以普及等缺點，并且這些質子治療中心采用的質子治療儀均不具備對癌癥細胞進行定位的功能，因此需要額外的設備對病人進行診斷，確定癌癥細胞位置，然后利用質子治療儀進行治療。未來質子治療儀主流的發(fā)展方向是小型化和集成化，使質子治療儀的整體尺寸減小，縮短建設周期，降低成本，并且使診斷檢測與治療一體化，以便于質子治療儀的普及。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于質子加速器的高溫/低溫超導混合旋轉機架，能夠滿足在旋轉機架輸運線采取超導磁體時，旋轉機架等中心點精度滿足設計要求；并且旋轉機架段輸運線根據安裝位置的不同采取不同類型的超導磁體，可以更加便捷地對超導磁體進行冷卻；同時，利用旋轉機架中部空間集成PET/CT，為癌癥治療與檢測一體化設備提供了一個新的思路。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種適用于質子加速器的高溫/低溫超導混合旋轉機架，包括高溫超導磁體、低溫超導磁體、氦氣儲存器、治療室外框、PET/CT外框、配重、輸運線設備支撐結構，所述的高溫超導磁體由一對反對稱超導二極鐵構成，所述的低溫超導磁體由一90度超導二極鐵構成；所述的高溫超導磁體與所述的低溫超導磁體相連接；所述的治療室外框與PET/CT外框相拼接，PET/CT外框內集成PET/CT；拼接后的治療室外框與PET/CT外框安裝在所述的配重上；所述的輸運線設備支撐結構兩端部的內側面分別安裝在治療室外框與配重上側；所述的PET/CT外框與輸運線設備支撐結構的豎直內側面連接；所述的高溫超導磁體與低溫超導磁體安裝在輸運線設備支撐結構的外側面上。

所述的高溫超導磁體的工作溫度為77K，由制冷頭進行降溫；所述的低溫超導磁體的工作溫度為4.2K，由制冷劑與氦氣共同降溫。

所述的治療室外框與PET/CT外框為直徑不同的兩個滾筒結構；所述的治療室外框內環(huán)側安裝有治療頭。

所述的輸運線設備支撐結構呈Z型形狀，其相鄰內側面呈度角，其外側面設有一S型凹槽，該S型凹槽內安裝高溫超導磁體與低溫超導磁體。

所述的低溫超導磁體與束流連接，束流通向治療室外框內。

所述的低溫超導磁體與氦氣儲存器接通；所述的氦氣儲存器安裝在輸運線設備支撐結構的上端部直角槽內。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明主要實現質子治療儀在采取超導磁體時，輸運線設備重量減輕的情況下，滿足旋轉機架等中心點的精度達到設計指標要求，并且在旋轉機架輸運線段采取不同的超導磁體，充分發(fā)揮高溫超導磁體和低溫超導磁體的特點，實現旋轉機架的結構最優(yōu)化，便于進行磁體冷卻以及安裝；旋轉機架中部空間的充分利用，在保證旋轉機架結構剛度的前提下，集成了PET/CT設備，可以實現癌癥的檢查定位與治療一體化，縮減成本，便于質子治療儀的推廣。

附圖說明

為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明一種適用于質子加速器的高溫/低溫超導混合旋轉機架的右軸側結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一種適用于質子加速器的高溫/低溫超導混合旋轉機架的前軸側結構示意圖；

圖3為本發(fā)明一種適用于質子加速器的高溫/低溫超導混合旋轉機架的左軸側結構示意圖；

圖4為本發(fā)明局部結構示意圖；

圖中標號：1-高溫超導磁體，2-低溫超導磁體，3-氦氣儲存器，4-治療室外框，5-PET/CT外框，6-配重，7-輸運線設備支撐結構，8-束流，9-PET/CT，10-治療頭。

具體實施方式

一種適用于質子加速器的高溫/低溫超導混合旋轉機架，參見附圖1-4，其結構主要由高溫超導磁體1、低溫超導磁體2、氦氣儲存器3、治療室外框4、PET/CT外框5、配重6、輸運線設備支撐結構7、束流8、PET/CT 9、治療頭10組成；

高溫超導磁體1由一對反對稱超導二極鐵構成，低溫超導磁體2由一90度超導二極鐵構成，高溫超導磁體1與低溫超導磁體2相連接；其中，高溫超導磁體1的工作溫度為77K，由制冷頭進行降溫，低溫超導磁體2的工作溫度為4.2K，由制冷劑與氦氣共同降溫，低溫超導磁體2與氦氣儲存器3接通；

治療室外框4與PET/CT外框5構成了旋轉機架治療室部分，治療室外框4與PET/CT外框5為直徑不同的兩個滾筒結構，兩個滾筒相拼接，拼接部位設有加強塊；治療室外框4(即直徑較大的滾筒結構)作為治療室的外部結構，其內環(huán)側安裝有治療頭10，PET/CT外框5(即直徑較小的滾筒結構)作為集成PET/CT9的空間，PET/CT 9集成在PET/CT外框5內；

配重6為一五邊形形狀的塊體，拼接后的治療室外框4與PET/CT外框5安裝在配重6上；

輸運線設備支撐結構7呈Z型形狀，其相鄰內側面呈90度角，其外側面設有一S型凹槽；輸運線設備支撐結構7兩端部的內側面分別安裝在治療室外框4與配重6上側，PET/CT外框5與輸運線設備支撐結構7的豎直內側面連接；

高溫超導磁體1與低溫超導磁體2安裝在輸運線設備支撐結構7的S型凹槽內，氦氣儲存器3安裝在輸運線設備支撐結構7的上端部直角槽內；低溫超導磁體2與束流8連接，束流8通向治療室外框4內。

本發(fā)明工作原理：

首先，處于旋轉機架中部的高溫超導磁體1在旋轉機架旋轉過程中，旋轉半徑最大，因此，采取高溫超導可以利用制冷機即可達到工作溫度，可以使得結構更加簡單，并且勇于降溫的附屬器件更少，有利于增加安裝精度。處于治療室外框4上方的低溫超導磁體2工作溫度較低，采取制冷頭難以達到，因此在便于進行氦氣存儲器3安裝的情況下，采取低溫超導磁體2可以達到需要的工作溫度，并且可以降低成本。

其次，由于選擇機架中部空間設計了PET/CT外框5，使得旋轉機架在保證結構剛度的同時，可以在PET/CT外框5內部集成PET/CT 9，因此，在進行治療的過程中，先通過治療床將病人送到PET/CT 9中進行癌癥部位檢查、定位，定位結束之后，控制系統(tǒng)將癌癥部位參數傳輸給旋轉機架與治療床，通過治療床與旋轉機架的共同定位，將病人移動到治療頭10下進行治療。

本發(fā)明主要實現質子治療儀在采取超導磁體時，輸運線設備重量減輕的情況下，滿足旋轉機架等中心點的精度達到設計指標要求，并且在旋轉機架輸運線段采取不同的超導磁體，充分發(fā)揮高溫超導磁體和低溫超導磁體的特點，實現旋轉機架的結構最優(yōu)化，便于進行磁體冷卻以及安裝，降低成本。旋轉機架中部空間的充分利用，在保證旋轉機架結構剛度的前提下，集成了PET/CT設備，可以實現癌癥的檢查定位與治療一體化，縮減成本，便于質子治療儀的推廣。

以上內容僅僅是對本發(fā)明結構所作的舉例和說明，所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。