本發(fā)明屬于醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于治療腫瘤的旋轉(zhuǎn)機(jī)架。

背景技術(shù)：

質(zhì)子治療是目前國際上最先進(jìn)的惡性腫瘤治療手段之一，其工作原理主要利用質(zhì)子在物質(zhì)中的能量損失呈現(xiàn)出尖銳的Bragg峰這一特點(diǎn)，使用加速器產(chǎn)生一定能量的質(zhì)子束，通過各電磁元件將束流傳輸?shù)桨袇^(qū)，轟擊腫瘤細(xì)胞，達(dá)到治療的效果。

傳統(tǒng)的質(zhì)子治療使用的治療頭有兩種基本方式：散射和掃描。其中掃描方式是利用一對掃描磁鐵，通過控制掃描磁鐵的磁場變化來得到劑量均勻的照射野，目前國際上旋轉(zhuǎn)機(jī)架中掃描磁鐵的布置有兩種方式：掃描磁鐵在最后一個偏轉(zhuǎn)磁鐵之前、掃描磁鐵在最后一個偏轉(zhuǎn)磁鐵之后。

其中掃描磁鐵在最后一個偏轉(zhuǎn)磁鐵之前的布局方式有如下優(yōu)點(diǎn)：1)可在腫瘤區(qū)得到平行束，即可簡化質(zhì)量評價；2)可減小旋轉(zhuǎn)機(jī)架的半徑；3)旋轉(zhuǎn)機(jī)架所占徑向空間減??；其缺點(diǎn)為：1)旋轉(zhuǎn)機(jī)架上最后一個偏轉(zhuǎn)磁鐵間隙增大，相應(yīng)的體積、重量均變大；2)照射野小。

相比于掃描磁鐵在最后一個偏轉(zhuǎn)磁鐵之后的布局，掃描磁鐵在最后一個偏轉(zhuǎn)磁鐵之前的布局方式可在腫瘤區(qū)得到平行的質(zhì)子束流并可有效減小旋轉(zhuǎn)機(jī)架半徑，有較大的先進(jìn)性，但旋轉(zhuǎn)機(jī)架上最后一個偏轉(zhuǎn)磁鐵因此將增加磁極間隙，而使得該磁鐵的體積、重量均大幅度增大，從而限制了該類旋轉(zhuǎn)機(jī)架的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于治療腫瘤的旋轉(zhuǎn)機(jī)架，能夠減少第二偏轉(zhuǎn)磁鐵的尺寸和重量，從而減小整個旋轉(zhuǎn)機(jī)架的尺寸和重量；降低占用空間，節(jié)約制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種用于治療腫瘤的旋轉(zhuǎn)機(jī)架，該旋轉(zhuǎn)機(jī)架包括質(zhì)子束流傳輸管道，該質(zhì)子束流傳輸管道上依次設(shè)有用于質(zhì)子束聚焦的聚焦元件、用于產(chǎn)生均勻的二極磁場、使質(zhì)子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的第二偏轉(zhuǎn)磁鐵、用于將發(fā)生偏轉(zhuǎn)的質(zhì)子在目標(biāo)靶上來回掃描的掃描磁鐵及用于將掃描后的質(zhì)子進(jìn)行整形、監(jiān)測、最終射入人體的治療頭；所述掃描磁鐵和治療頭之間設(shè)有變氣隙二極磁鐵，該變氣隙二極磁鐵可將通過掃描磁鐵掃描后的質(zhì)子順利進(jìn)入治療頭。

進(jìn)一步，所述變氣隙二極磁鐵為階梯狀結(jié)構(gòu)，且通過三組勵磁線圈串聯(lián)供電。

進(jìn)一步，該旋轉(zhuǎn)機(jī)架還包括用于調(diào)整傳輸管道中質(zhì)子束流包絡(luò)的一組第一聚焦元件，該組第一聚焦元件設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)架質(zhì)子的進(jìn)入端。

進(jìn)一步，該旋轉(zhuǎn)機(jī)架還包括用于產(chǎn)生均勻的二極磁場、使質(zhì)子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的一組第一偏轉(zhuǎn)磁鐵，該組第一偏轉(zhuǎn)磁鐵設(shè)置在第一聚焦元件與第二偏轉(zhuǎn)磁鐵之間。

進(jìn)一步，該旋轉(zhuǎn)機(jī)架還包括用于調(diào)整傳輸管道中質(zhì)子束流包絡(luò)兩組第二聚焦元件，兩組第二聚焦元件設(shè)置在第一偏轉(zhuǎn)磁鐵與第二偏轉(zhuǎn)磁鐵之間。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)機(jī)架，通過在掃描磁鐵與治療頭之間設(shè)置變氣隙二極磁鐵，在保留該類旋轉(zhuǎn)機(jī)架優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，減小了該旋轉(zhuǎn)機(jī)架上第二偏轉(zhuǎn)磁鐵的尺寸和重量，從而減小了整個旋轉(zhuǎn)機(jī)架的尺寸和重量；降低占用空間，節(jié)約制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)機(jī)架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是變氣隙二極磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的剖視圖。

圖中：

1、2-第一聚焦元件 3、5-第一偏轉(zhuǎn)磁鐵 4-第一四極透鏡

6、7、8、9-第二聚焦元件 10-第二偏轉(zhuǎn)磁鐵 11-第二四極透鏡

12-掃描磁鐵 13-變氣隙二極磁鐵 14-治療頭

15-磁軛 16、17、18-勵磁線圈

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1所示，是本發(fā)明提供的用于治療腫瘤的旋轉(zhuǎn)機(jī)架，該旋轉(zhuǎn)機(jī)架包括質(zhì)子傳輸管道，質(zhì)子傳輸管道上依次設(shè)有一組第一聚焦元件1、2、一組第一偏轉(zhuǎn)磁鐵3、5、兩組第二聚焦元件6、7、8、9、第二偏轉(zhuǎn)磁鐵10、掃描磁鐵12、變氣隙二極磁鐵13及治療頭14。第二偏轉(zhuǎn)磁鐵10和掃描磁鐵12之間設(shè)有消色差用的第二四極透鏡11；一組第一偏轉(zhuǎn)磁鐵之間3、5之間設(shè)有消色差用的第一四極透鏡4。

其中，第一聚焦元件及第二聚焦元件均用于調(diào)整質(zhì)子傳輸管道中質(zhì)子束流包絡(luò)，可將發(fā)散的質(zhì)子束流匯聚。

第一偏轉(zhuǎn)磁鐵3、5及第二偏轉(zhuǎn)磁鐵10均用于產(chǎn)生均勻的二極磁場、使質(zhì)子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

掃描磁鐵12用于將通過第二偏轉(zhuǎn)磁鐵10發(fā)生偏轉(zhuǎn)的質(zhì)子，在目標(biāo)靶上來回掃描，從而保證質(zhì)子分布的均勻性。

變氣隙二極磁鐵13用于保證通過掃描磁鐵12掃描后的質(zhì)子束流可順利通過該變氣隙二極磁鐵進(jìn)入治療頭。

治療頭14包含有診斷元件、準(zhǔn)直器、量程位移器等，用于將最終進(jìn)入人體的質(zhì)子束進(jìn)行整形、監(jiān)測，從而保證治療的效果。

第一四級透鏡4和第二四級透鏡11均用來消除由偏轉(zhuǎn)磁鐵帶來的質(zhì)子束流的色散。

如圖2、3所示，是本發(fā)明提供的變氣隙二極磁鐵的結(jié)構(gòu)圖。變氣隙二極磁鐵13為階梯狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置在磁軛15內(nèi)，通過三個勵磁線圈16、17、18串聯(lián)供電，以確保不同磁極間隙下磁鐵中心磁場的強(qiáng)度一致。其中，勵磁線圈17、18用于補(bǔ)償階梯狀變氣隙二極磁鐵中磁極間隙差帶來的磁場差。

由于經(jīng)過掃描磁鐵后的質(zhì)子束在沿質(zhì)子運(yùn)動方向的垂直方向偏移是隨著路徑的增加而增加的，即質(zhì)子束流在磁鐵中所占的空間是逐步增加的，由此，本發(fā)明提出的變氣隙二極磁鐵結(jié)構(gòu)，其磁極呈階梯狀分布，以保證經(jīng)過掃描后的質(zhì)子束流可順利通過該磁鐵，從而大幅度減小了第二偏轉(zhuǎn)磁鐵的體積和重量，從而減小整個旋轉(zhuǎn)機(jī)架的體積和重量，節(jié)約占地面積和經(jīng)濟(jì)成本。

本發(fā)明的用于治療腫瘤的旋轉(zhuǎn)機(jī)架并不限于上述具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。