(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導サイクロトロンシステム、エネルギー選別システム、ビーム輸送システム、固定治療室サブシステム（１１）及び回転ガントリの治療サブシステム（１２）を含むコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システムにおいて、
前記超伝導サイクロトロンシステムの超伝導サイクロトロン（１０）により引き出された一定のエネルギーの陽子ビームは、エネルギー選別システムによって７０ＭｅＶ〜２００ＭｅＶで連続的に調節可能な陽子ビームになり、陽子による腫瘍治療の時の射程の縦方向の調整を満たし、またビーム輸送システムによりそれぞれ固定治療室サブシステム（１１）及び回転ガントリの治療サブシステム（１２）に伝送され、
前記陽子ビームが第１の６３度偏向二重極磁石（１２１０２）及び制限スリット（１２４）により、陽子ビームのエネルギー幅に対する調節を達成し、第２の６３度偏向二重極磁石（１２１０３）及び第１の３０度偏向二重極磁石（１２１０４）により、所望のエネルギーの陽子ビームをそれぞれ経路の異なる２つの治療サブシステムに伝送し、その一方が第２の３０度偏向二重極磁石（１２１０５）を介して固定治療室サブシステム（１１）に到達し、他方が第３の３０度偏向二重極磁石（１２１０６）及び第４の３０度偏向二重極磁石（１２１０７）を介して回転ガントリの治療サブシステム（１２）に到達して、また第１の６０度偏向二重極磁石（１２１０８）及び第２の６０度偏向二重極磁石（１２１０９）及び９０度偏向二重極磁石（１２１１０）を介して回転治療ヘッド（１２８２）に到達することを特徴とするコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システム。
【請求項２】
前記超伝導サイクロトロン（１０）の出口から固定治療室サブシステム（１１）の第１の真空窓（１２６１）までの間に真空伝送が採用され、陽子ビームが固定治療ヘッド（１２８１）によって腫瘍に対する放射治療を達成し、超伝導サイクロトロン（１０）の出口から回転ガントリの治療サブシステム（１２）の第２の真空窓（１２６２）までの間に真空伝送が採用され、陽子ビームが回転治療ヘッド（１２８２）によって腫瘍に対する放射治療を達成し、
前記超伝導サイクロトロン（１０）の出口に１つの第１のビーム遮断器（１２５１）が配置され、固定治療室サブシステム（１１）に第２のビーム遮断器（１２５２）及び第３のビーム遮断器（１２５３）が配置され、回転ガントリの治療サブシステム（１２）に第４のビーム遮断器（１２５４）及び第５のビーム遮断器（１２５５）が配置されることを特徴とする請求項１に記載のコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システム。
【請求項３】
前記超伝導サイクロトロン（１０）は一定のエネルギーの陽子ビームを引き出し、エネルギー選別及び発散度制御区間に到達すると、ディグレーダー（１２２）に１つのダブルビームウエストが形成されて、ディグレーダー（１２２）が最高の作業点で作業するようにし、前記ディグレーダー（１２２）の前に１つの多線電離箱（１２２１）が設けられ、ビームの位置が中心からずれると、位置ずれ信号が制御システムにより処理された後で、自動的に上流の校正磁石（１２９０１）にフィードバックされ、ビームの位置を中心点に自動的に安定させ、前記ディグレーダー（１２２）の前に、引き出しビームの高周波位相を測定し磁場及び高周波の位相ロック制御に用いられる１つの位相プローブ（１２９０２）が実装され、また、ビームのデバッグや運行安全に用いられる１つのビーム遮断器（１２５）が実装されることを特徴とする請求項１に記載のコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システム。
【請求項４】
前記回転ガントリの治療サブシステム１２は、回転ガントリ（１２７）及び回転治療ヘッド（１２８２）及び平板受信器（１３１２）及び成像球管（１３１３）及び可撓性ロボットアーム（１３１４）及び炭素繊維治療ベッド（１３１５）及び位置決め制御設備（１３１６）及び治療情報表示システム（１３１７）及び成像制御設備（１３１８）を含み、
前記回転ガントリ（１２７）として直径可変な円筒状巻き主体の構造を採用し、回転ガントリ（１２７）のビーム線の向きによって回転ガントリ（１２７）を設計し、構造全体をコンパクトにし、治療室のスペースが治療要求を満たすことを保証し、前記回転ガントリ（１２７）の駆動システムとして双マスタドライブ歯車（１２７１）と単一スレーブドライブ歯車（１２７２）との組み合わせを採用し、回転ガントリ（１２７）が運動指令を受信すると、運動指令が全閉ループ制御により位置を制御する制御システムに伝送され、双マスタドライブ歯車（１２７１）を駆動し、単一スレーブドライブ歯車（１２７２）を連動させ、回転ガントリ（１２７）の正確な位置決めを達成させ、回転治療ヘッド（１２８２）及びＣＢＣＴ装置（１２７４）が回転ガントリ（１２７）に固接され、前記回転ガントリ（１２７）は多方位検測の形態を採用し、回転ガントリ（１２７）が回転する途中で、炭素繊維治療ベッド（１３１５）が回転治療ヘッド（１２８２）及びＣＢＣＴ装置（１２７４）にぶつかると、ポジションコーダー（１２７３）が緊急信号を発信し、回転ガントリ（１２７）の駆動システムが直ちに作動し、急停を完成し、回転治療ヘッド（１２８２）及びＣＢＣＴ装置（１２７４）の安全的な運行を保証することを特徴とする請求項１に記載のコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システム。
【請求項５】
前記回転治療ヘッド（１２８２）はビーム輸送システムにおけるエネルギーを制御システムによって病患の腫瘍領域に正確に放射することができ、前記成像制御設備（１３１８）は患者の腫瘍情報を治療システムにリアルタイムにフィードバックして、治療の線量及び位置をリアルタイムに調整することができ、前記患者位置決め制御設備（１３１６）は患者を治療位置に正確に運送することができ、前記炭素繊維治療ベッド（１３１５）は高エネルギー放射線の超低損失の貫通を達成させ、治療過程を最大精度に制御することができることを特徴とする請求項４に記載のコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療設備の分野に属し、具体的には、コンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、癌治療の要求が向上するにつれて、陽子治療は、効果的な腫瘍治療手段になる。陽子治療は、独特な「ブラッグピーク」という生物効果を有し、ターゲット領域に到達する前の経路に線量損失が極めて小さく、陽子が体内のある予定の深度でその大部分のエネルギーを放出して、「ブラッグピーク」というエネルギー放出軌道を形成し、腫瘍領域を正確に治療し、病巣を効果的に殺傷することができる。その同時に、周囲の健康組織に対する破壊を減らし、正常細胞に対する損傷を減らし、患者の治療中の好適性を向上させ、患者の手術後の生活品質を向上させる。普通の放射線治療技術と比べると、陽子治療は、有する治療範囲が広く、治癒率及び治療後の生存率が高く、正常組織の受けた放射線量が６０％減らし、悪性腫瘍の治療時間が短く、健康組織に対する放射線傷害のリスクを効果的に低下させることができる。
【０００３】
陽子治療の優位性が世界の認可を得たが、現在、中国の使用中の陽子治療システムは、主に、外国から導入され、コア技術が主に外国に頼り、購入やメンテナンスのコストが高く、且つ陽子治療システムの敷地面積が広く、作成コストが高い。これらの原因により、陽子治療の費用が極めて高くなり、大部分の患者が陽子治療の費用を引き受けられない。従って、陽子治療システムのコア技術を把握して、外国技術に対する依頼性を減らし、且つ陽子治療システムの配置を改善し、治療設備の構造コンパクト型化を達成し、購入や、メンテナンス、作成費用を減らすことは、陽子治療の費用降下の必要な方法である。
【０００４】
特許出願第ＣＮ２０１４８００２２４９１．８号には、回転可能なポータルフレームに搭載されたエネルギー選別可能なコンパクトな陽子治療システムが公開されており、その明細書には、先行技術による複数の治療台用の陽子ビームを好適に提供する陽子放射システムの医療施設の配置、及び単室陽子治療システム付きの医療施設の例示的な配置が図面に合わせて記載されている。
【０００５】
特許出願第ＣＮ２０１６１０６１６０７５．１号において、サイクロトロンに基づく陽子治療システムは、陽子サイクロトロン及び陽子サイクロトロン内の陽子を輸送するための主陽子ビーム輸送システムを含み、主陽子ビーム輸送システムがスイッチ磁石によって所望のエネルギーの陽子をそれぞれ３つの異なる経路での治療室に伝送する。その３つの異なる経路での治療室は、それぞれ回転ガントリの治療室、回転ガントリの治療室の両側に設けられる水平束と垂直束との双固定束治療室、及び水平束と傾斜束との双固定束治療室である。
【０００６】
特許出願第ＣＮ２０１６１０６１７０８９．５号は、順次に接続される陽子サイクロトロン、陽子ビーム輸送システム、双固定束治療室を含むずれて配置された双固定室で双束照射の陽子治療システムである。
【０００７】
上記公開技術は、主に、下記の不足がある。体積、敷地面積が広く、人員、環境に対する放射保護はない。腫瘍患者に対する正確な位置決め、治療の準備時間、治療効率を更に向上させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の陽子治療システムの敷地面積が広く、コストが高く、且つ主要なコア部材が外国技術に頼るという問題を解決するために、本発明は、コンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システムを提出する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、下記技術案により達成されることができる。
【００１０】
コンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システムは、超伝導サイクロトロンシステム、エネルギー選別システム、ビーム輸送システム、固定治療室サブシステム及び回転ガントリの治療サブシステムを含み、
前記超伝導サイクロトロンシステムの超伝導サイクロトロンにより引き出された一定のエネルギーの陽子ビームは、エネルギー選別システムによって７０ＭｅＶ〜２００ＭｅＶで連続的に調節可能な陽子ビームになり、陽子による腫瘍治療の時の射程の縦方向の調整を満たし、またビーム輸送システムによりそれぞれ固定治療室サブシステム及び回転ガントリの治療サブシステムに伝送され、超伝導サイクロトロンシステム、エネルギー選別システム、ビーム輸送システム及び治療ヘッドが協力して制御することで、陽子ビームの横方向への拡張を達成し、腫瘍に対する原体強度変調治療を完成する。
【００１１】
前記超伝導サイクロトロンは、超伝導磁性体システム、高周波システム、イオン源システム、中心領域、引き出し領域、磁石ユニット及び診断ユニットを含む
【００１２】
前記超伝導磁性体システムは、強磁場超伝導磁性体、超伝導コイル端末箱、超伝導磁性体調節構造を含む。前記強磁場超伝導磁性体は、円周状になり、共振空胴の外周に配置されており、陽子の加速過程中の磁場を提供することができる。前記超伝導磁性体コイル端末箱は、超伝導磁性体に接続されており、超伝導磁性体に作業に必要な低温環境を提供する。前記超伝導磁性体調節構造は、コイルにおける平面の位置を調節できるようにそれぞれ超伝導磁性体の上下面及び円周の側面に均一に配置される１２本の調節レバーを含む。
【００１３】
前記高周波システムは、高周波共振空胴、高周波共振空胴同調レバーを含む。前記高周波共振空胴は、中心対称である螺旋の扇状になり、磁極の間に配置され、粒子に加速電圧を提供することができる。前記高周波共振空胴同調レバーは、高周波共振空胴の上面及び下面に対称して取り付けられ、上下面の各々に共振周波数を微調整することのできる２つの同調レバーがある。
【００１４】
前記イオン源システムは、熱陰極イオン源、イオン源支持及びガイドからなる。熱陰極イオン源は、超伝導サイクロトロンの下方鉄ヨークの中心軸に沿って中心領域に入り込んで、イオン源支持及びガイドによって案内及び固定され、超伝導サイクロトロンに加速された粒子を提供する。
【００１５】
前記中心領域としては、流れ強度の調節可能な中心領域構造を採用し（ＤＥＥ板、偽ＤＥＥ、垂直バッフル、偏向電極、垂直カラム電極及びイオン源を含む）、粒子を内イオン源から引き出して、運動状態が理想的である一部を選んで加速させることに用いられ、且つ必要に応じて中心領域のビームの流れ強度のサイズを調節することができ、構造が簡単であり、制御が便利である。
【００１６】
前記引き出し領域は、調節可能なビーム偏向機構及び磁気通路システムを含む。前記調節可能なビーム偏向機構は、径方向調節機構、支持機構、静電気偏向板本体及び真空高圧フィード機構を含む。前記径方向調節機構は、固定ベース、親ねじ及び移動塊を含む。前記支持機構は、上下取り付け板及び中間支柱を含む。前記静電気偏向板本体は、ケース、高圧電極及び切断板等を含む。前記真空高圧フィード機構は、高圧ケーブル、陶磁器絶縁スリーブ、弾性導電端子及び導電ピン等を含む。前記磁気通路システムは、ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３、ＭＣ４を含む。前記磁石ユニットは、磁気ヨーク、リフト油圧シリンダ及び磁極を含む。前記磁気ヨークは、上方鉄ヨークカバー、上方鉄ヨークウエスト、下方鉄ヨークウエスト及び下方鉄ヨークカバーを含む。前記診断ユニットは、中心領域のビーム診断、加速領域ビーム診断、引き出し領域ビーム診断及び引き出し基準点ビーム診断を含む。
【００１７】
前記流れ強度の調節可能な中心領域構造は、運動状態が理想的である一部の粒子を選んで加速させて、必要に応じて中心領域のビームの流れ強度の大きさを調節することができる。前記調節可能なビーム偏向機構によって、静電気偏向板がビームの調整要求に応じて全体の径方向での移動を達成することができる。
【００１８】
前記引き出し領域は、調節可能なビーム偏向機構及び磁気通路システムを提供する。調節可能なビーム偏向機構能は、ビームを超伝導サイクロトロンの旋回軌道から逸脱させて引き出すことができる。磁気通路システム自体の発生した磁場を陽子に作用して、引き出されるまで陽子の角度を偏向させることができる。
【００１９】
前記診断ユニットの発明は、中心領域、加速領域、引き出し領域及び引き出し基準点でのビーム位置、流れ強度等の情報を測定して、ビームの引き出し端部の末尾でビームを吸収して阻止することができる。
【００２０】
前記超伝導サイクロトロンシステムにより引き出された陽子ビームのエネルギーは２００ＭｅＶであり、腫瘍の治療中、治療の深度に基づいて、エネルギー選別システムによってビームのエネルギーを調節し、射程の調節を達成する必要がある。
【００２１】
前記エネルギー選別システムは、厚さの異なる石墨ディグレーダー、コリメーター、選別スリットからなり、システムに粒子光学に必要な様々な磁石に対応するビーム検測設備、ビーム遮断器等の設備を更に含む。陽子が石墨層を通過する場合、石墨の厚さが大きければ、低下したエネルギーが大きく、異なる厚さで異なるエネルギー削減を得ることができる。超伝導サイクロトロンにより引き出された２００ＭｅＶの一定のエネルギーがエネルギー選別システムに入ると、ディグレーダーの異なる厚さを調節することで、７０ＭｅＶ〜２００ＭｅＶで連続的に調節可能な異なるエネルギー陽子ビームを出力して治療ヘッドに送ることができる。また、入射の陽子ビームがディグレーダーを通過する場合に散射し、ビームのエネルギー、スペース位置及び運動方向の離散型分布を引き起こし、エネルギーの分布はエネルギー幅であり、スペース位置及び運動方向の分布は発散度である。粒子が材料を貫通する途中で、核反応が発生し、二次粒子を生じ、一定の粒子損失や放射を引き起こすこともあるので、一定の放射遮蔽措施を考慮する必要がある。出力された陽子ビームが要求される発散度及びエネルギー幅を満たすように保証するために、システムには対応するビーム光学設備があり、つまりコリメーター、選別スリット等のような視準制限設備がある。前記ディグレーダーは、ビームのエネルギーを低下させ、治療に必要なエネルギーのビームを取得することに用いられる。前記コリメーターのディグレーダーを経過したビームが散射によりビームの分散の現象、コリメーターの物理的制限手段によって、ビームの属性を受け入れられる範囲内に制御する。前記選別スリットは、陽子がディグレーダーを通過する場合のエネルギー離散に用いられ、エネルギーの異なる粒子が二重極磁石によって偏向する途中で、水平方向においてビームの包絡半径を大きくし、選別スリットの物理的制限手段によって、所望のエネルギーから大きくずれた粒子を遮蔽する。前記ビーム検測設備としては、多線電離箱（ｍｕｌｔｉｗｉｒｅ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ;ＭＷＩＣ）の形態でビームの中心位置、ビーム強度、ビームの発散度を測定する設備を採用し、信号を輸送線における校正磁石にフィードバックし、ビーム位置の正確性を保持する。
【００２２】
前記ビーム輸送システムは、陽子ビームを伝送し制御することに用いられ、陽子ビームがエネルギー選別システムを流れた後で、独有の６３度と３０度の二重極磁石の偏向組み合わせを採用し、コンパクトな輸送線の磁石配置を形成し、所望のエネルギーの陽子ビームを、それぞれ固定治療室サブシステム及び回転ガントリの治療サブシステムという、経路の異なる２つの治療サブシステムに伝送する。前記陽子ビームの伝送経路に、必要に応じて、それぞれ陽子ビームの偏向、集束及び軌道校正に用いられる二重極磁石、四重極磁石及び校正磁石が配置される。ビーム遮断器は、ビーム輸送線の安全システムの１つの重要な部材として、例えば、ビーム遮断器の実行部材の作業状態をリアルタイムにモニターする位置限定スイッチのような、実行部材専用の管理敏感器を有する。上層制御システムが１つの非正常のビーム入力信号を受信すると、即時に応答して、機械的方法でビームを迅速に切断することができる。
【００２３】
前記ビーム輸送システムの二重極磁石、四重極磁石は、主に、異なる陽子ビームのエネルギーに基づいて、異なる磁場強度の大きさを切り替え、ビームの偏向及び聚集を達成し、物理的パラメータの磁場強度の大きさ及び均一度はビーム伝送を達成する肝心なものである。前記二重極磁石は、それに給電する二重極磁石電源を含む。前記四重極磁石は、それに給電する四重極磁石電源を含む。前記二重極磁石電源、四重極磁石電源は、治療端の治療要求に応じて、輸送線制御システム電源の出力電流を調整するように要求する。前記電源電流は二重極磁石及び四重極磁石コイルに励磁し、対応するコイルによって励磁磁場を発生させ、鉄心で磁場強度を大きくし良好な磁場領域内部の磁場の均一度の分布を改善し、二重極磁石、四重極磁石にそれぞれ二重極磁場及び四重極勾配磁場を発生させる。前記二重極磁場及び四重極磁場は、陽子ビームが良好な磁場領域を経過する場合、ローレンツ力の作用により、それぞれ偏向及び集束の效果を発生させる。治療端の制御の要求に応じて、陽子ビームのエネルギーが快速に切り替える途中で、対応する二重極磁石電源及び四重極磁石電源が快速に応答して、出力電流の快速な切り替えを達成する必要がある。前記二重極磁石及び四重極磁石は、励磁電流が切り替えられた後で、異なる陽子ビームのエネルギー要求を満たすように、二重極磁石及び四重極磁場の磁場強度の大きさの快速な切り替えも達成される。
【００２４】
前記回転ガントリの治療サブシステムは、回転治療システム、患者位置決めシステム、位置決め制御設備、成像制御設備、治療情報表示システムを含む。前記回転治療システムは、回転治療ヘッド及び成像設備を含む。前記患者位置決めシステムは、可撓性ロボットアーム及び炭素繊維ベッドを含む。前記回転治療ヘッドは、ビーム輸送システムにおけるエネルギーを制御システムによって病患の腫瘍領域に正確に放射することができる。前記成像設備は、患者の腫瘍情報を治療システムにリアルタイムにフィードバックし、治療の線量及び位置をリアルタイムに調整することができる。前記患者位置決めシステムは、患者を治療位置に正確に運送することができる。前記炭素繊維ベッドは、高エネルギー放射線の超低損失の貫通を達成し、治療過程を最大精度に制御することができる。本発明の作業時に、腫瘍患者が炭素繊維ベッドに横臥し、可撓性ロボットアーム及び炭素繊維ベッドからなる患者位置決めシステムによって患者を治療領域に正確に運送し、医者が成像システムによって患者の腫瘍を正確に位置決め、３６０回転の治療ヘッドによって腫瘍治療に必要な線量を腫瘍の四周から均一に入射し、正常な組織に対する損傷を大幅に低下させる。病患治療が完成した後で、患者位置決めシステムが患者を治療形態から停止形態まで運送して、患者がベッドへ気楽に上がったり下がったりすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の超伝導サイクロトロンのビーム強度が調節可能であり、強度変調治療を達成することができる。コンパクト型の内蔵イオン源により、体積及び費用を減らす。コンパクトな敷地面積により、構造のコストを低下させてサービス性を向上させる。常温の電磁石による高エネルギー消費量及び高放熱の問題はない。加速領域ＤＥＥ板及び偽ＤＥＥの几何形状を合理に設計することで、ビームの相位スリップがなく、快速な中心化等の要求を満たすことができる。本発明は、運動状態が理想である粒子を選別して、ビームの品質を改善し、必要に応じて流れ強度の大きさを調節することができ、構造が簡単であり、制御が便利である。本発明は、ビームの調整要求に応じて静電気偏向板の全体径方向での移動を達成し、便利で柔軟的にすることができる。本発明は、ビーム引き出し端部の末尾にビーム負荷でビームを吸収して阻止し、人員や環境に対する放射損害を避ける。
【００２６】
本発明の超伝導サイクロトロンにより引き出された２００ＭｅＶの一定のエネルギーがエネルギー選別システムに入ると、ディグレーダーの異なる厚さを調節することで、７０ＭｅＶ〜２００ＭｅＶで連続的に調節可能な陽子ビームになる。ビーム輸送システムは、独有の６３度と３０度の二重極磁石の偏向組み合わせを採用し、コンパクトな輸送線の磁石配置を形成する。回転ガントリの主体構造として直径可変な円筒巻き構造を採用し、構造全体をコンパクトする。回転ガントリの駆動構造は、双マスタドライブ歯車、単一スレーブドライブ歯車を取り、全閉ループ制御により位置を制御する制御システムを採用し、高精度の回転位置決めを達成することができる。回転ガントリの安全制御システムは、多方位検測の形態を採用し、全体運行の安全性や信頼性を保証するために、治療ヘッド、ＣＢＣＴ装置等の肝心設備の何れにも相応な位置信号フィードバック装置が設けられる。
【００２７】
本発明の回転ガントリの治療サブシステムは、可撓性ロボットアーム、炭素繊維治療ベッド及び成像システムの連合作用によって、腫瘍患者に対して正確な位置決めを快速に行い、治療の準備時間を大幅に低下させ、治療効率を向上させることができる。患者位置決めシステムによって患者に対して初歩の位置決めを行った後で、直接成像設備で患者の腫瘍を成像し、成像結果を治療システムの中にフィードバックし、治療システムが前記結果によって直接正確に位置決め及び治療し、従来の患者成像と治療とが分けた場合の二次位置決めによる治療の不正確の問題を避け、腫瘍治療の正確性を大幅に向上させる。回転治療ヘッドによって腫瘍治療に必要な線量を腫瘍の四周の人体皮膚から人体に均一に入射させることで、線量を分散させ、従来の放射線で治療する場合に一点に集中して放射することによる正常組織細胞に対する極大な損傷を避け、治療による副作用を大幅に低下させ、患者の手術後の生活品質を顕著に向上させることができる。
【００２８】
本発明は、新規性が良く、実用性が強く、現在の腫瘍治療中の腫瘍の位置決めが正確ではなく、治療過程が長く、患者の手術後の生活品質が悪いこと等の問題を効果的に解決することができ、患者の腫瘍治療の正確性、効果性、高效性に対して極めて重要な促進作用がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
当業者に理解させるために、以下、添付図面に合わせて本発明を更に説明する。
【００３０】
【図１】両室用の陽子放射システムを提供するための医療施設の配置模式図である。
【図２】本発明における超伝導サイクロトロンの構造を示す模式図である。
【図３】本発明における超伝導サイクロトロンの一部の構造を拡大した模式図である。
【図４】超伝導サイクロトロンの磁石ユニットの構造を示す模式図である。
【図５】超伝導サイクロトロンの加速領域の構造を示す模式図である。
【図６】陽子放射システムのビーム輸送システムを示す模式図である。
【図７】回転ガントリの治療端の模式図である。
【図８】陽子治療システム用の回転ガントリの治療サブシステムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、実施例に合わせて本発明の技術案を明確かつ完璧に記述するが、述べられた実施例は全部の実施例ではなく、単に本発明の一部の実施例であることは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をせずに得られた全ての他の実施例も、本発明の保護する範囲に属する。
【００３２】
コンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システムは、超伝導サイクロトロンシステム、エネルギー選別システム、ビーム輸送システム、固定治療室サブシステム１１及び回転ガントリの治療サブシステム１２を含み、超伝導サイクロトロンシステム超伝導サイクロトロン１０により引き出された陽子ビームは、エネルギー選別システム、ビーム輸送システムを介して、それぞれ固定治療室サブシステム１１及び回転ガントリの治療サブシステム１２に到達する。
【００３３】
具体的には、図１において、超伝導サイクロトロン１０により引き出された一定のエネルギーの陽子ビームは、ディグレーダー１２２を経過した後で７０ＭｅＶ〜２００ＭｅＶで連続的に調節可能な陽子ビームになり、陽子による腫瘍治療の時の射程の縦方向の調整を満たす。その後、陽子ビームが第１の６３度偏向二重極磁石１２１０２、制限スリット１２４を流れて、陽子ビームのエネルギー幅に対する調節を達成する。第２の６３度偏向二重極磁石１２１０３、第１の３０度偏向二重極磁石１２１０４によって、所望のエネルギーの陽子ビームをそれぞれ経路の異なる２つの治療サブシステムに伝送し、一方が第２の３０度偏向二重極磁石１２１０５を介して固定治療室サブシステム１１に到達し、他方が第３の３０度偏向二重極磁石１２１０６、第４の３０度偏向二重極磁石１２１０７を介して回転ガントリの治療サブシステム１２に到達して、また第１の６０度偏向二重極磁石１２１０８、第２の６０度偏向二重極磁石１２１０９、９０度偏向二重極磁石１２１１０を介して、回転治療ヘッド１２８２に到達する。前記超伝導サイクロトロン１０の出口から固定治療室サブシステム１１の第１の真空窓１２６１までに真空伝送が採用され、陽子ビームは、固定治療ヘッド１２８１によって腫瘍に対する放射治療を達成する。超伝導サイクロトロン１０の出口から回転ガントリの治療サブシステム１２の第２の真空窓１２６２までに真空伝送が採用され、陽子ビームは、回転治療ヘッド１２８２によって腫瘍に対する放射治療を達成する。
【００３４】
超伝導サイクロトロン１０の出口に１つの第１のビーム遮断器１２５１が配置され、事故が発生すると、ビームの輸送線への伝送を阻止するように直ちに起動し、且つイオン源の快速停束の第２レベルの安全保障とされるだけである。百パーセントの安全を確保するために、固定治療室サブシステム１１に第２のビーム遮断器１２５２、第３のビーム遮断器１２５３が配置され（第２のビーム遮断器１２５２、第３のビーム遮断器１２５３の何れも固定治療室サブシステム１１内にある）、回転ガントリの治療サブシステム１２に第４のビーム遮断器１２５４、第５のビーム遮断器１２５５が配置され（第４のビーム遮断器１２５４は回転ガントリの治療サブシステム１２外にあり、第５のビーム遮断器１２５５は回転ガントリの治療サブシステム１２内にある）、故障が発生すると、多重のカット保護を行い又は治療区間のメンテナンス中にビームが入らないようにし、患者が治療中で又は他の作業者が働く時に間違った線量により傷つけられないことを保証する。
【００３５】
図２は、超伝導サイクロトロン１０構造模式図である。前記超伝導サイクロトロン１０は、主に、超伝導磁性体システム、低温システム、高周波システム、イオン源システム、中心領域、引き出し領域、磁石ユニット及び診断ユニットという各サブシステムからなる。前記中心領域は、粒子を内イオン源から引き出して、運動状態が理想的である一部を選んで加速させて、必要に応じてビームの流れ強度の大きさを調節することに用いられる。前記引き出し領域は、予定のエネルギーまで加速されたビームを偏向させて加速器外に引き出して、ビームを各端末に伝送し、できる限り高い引き出し効率及びできる限り良い引き出しビームの品質を保証することに用いられる。前記磁石ユニットは、好適な磁場を発生させて粒子を旋回運動するように制限し、粒子の旋回周波数が等時性の条件を満たし、ビームが横方向で集束し、作業点が有害共振から遠く離れ、又は共振帯を快速に通過することを保証することに用いられる。前記診断ユニットは、ビームの位置、流れ強度等の情報を測定することに用いられる。超伝導磁性体システムは、強磁場超伝導磁性体１０８１、超伝導コイル端末箱１０８２、超伝導磁性体調節構造１０８３を含む。強磁場超伝導磁性体１０８１は、円周状になり、高周波共振空胴１０６１の外周に配置されており、陽子の加速過程中の磁場を提供することができる。超伝導コイル端末箱１０８２は、強磁場超伝導磁性体１０８１に接続されており、超伝導磁性体に作業に必要な低温環境を提供する。超伝導磁性体調節構造１０８３は、コイルにおける平面の位置を調節できるようにそれぞれ強磁場超伝導磁性体の上下面及び円周の側面に均一に配置される１２本の調節レバーを含む。
【００３６】
高周波システムは、高周波共振空胴１０６１、高周波共振空胴同調レバー１０６２を含む。高周波共振空胴１０６１は、中心対称である螺旋の扇状になり、磁極の間に配置され、粒子に加速電圧を提供することができる。高周波共振空胴同調レバー１０６２は、高周波共振空胴１０６１の上面及び下面に対称して取り付けられ、上下面の各々に共振周波数を微調整することのできる２つの同調レバーがある。
【００３７】
前記イオン源システムは、熱陰極イオン源１０７１、イオン源支持及びガイド１０７２からなる。熱陰極イオン源１０７１は、超伝導サイクロトロンの下方鉄ヨークの中心軸に沿って中心領域に入り込んで、イオン源支持及びガイド１０７２によって案内及び固定され、超伝導サイクロトロン１０に加速された粒子を提供する。
【００３８】
図３、図４、図５において、前記超伝導サイクロトロン１０は、中心領域１０１、引き出し領域（調節可能なビーム偏向機構１０３及び磁気通路システム１０４を含む）、磁石ユニット１０２及び診断ユニット１０５を含む。前記中心領域としては、流れ強度の調節可能な中心領域構造を採用し、ＤＥＥ板１０１１、偽ＤＥＥ１０１２、垂直バッフル１０１５、偏向電極１０１６、垂直カラム電極１０１４を含む。ビームを偏向して引き出すための前記調節可能なビーム偏向機構１０３は、径方向調節機構１０３１、静電気偏向板本体１０３３を支持するための支持機構１０３２、静電気偏向板本体１０３３及び静電気偏向板本体１０３３に高圧をフィードするための真空高圧フィード機構１０３４を含む。前記径方向調節機構１０３１は、固定底座１０３１１、親ねじ１０３１２及び移動塊１０３１３を含む。前記支持機構１０３２は、上下取り付け板１０３２１及び中間支柱１０３２２を含む。前記静電気偏向板本体１０３３は、ケース１０３３１、高圧電極１０３３２及び切断板１０３３３等を含む。前記磁気通路システムは、ＭＣ１１０４１、ＭＣ２１０４２、ＭＣ３１０４３、ＭＣ４１０４４を含む。前記磁石ユニット１０２は、磁気ヨーク、リフト油圧シリンダ１０２５及び磁極１０２６を含む。前記磁気ヨークは、上方鉄ヨークカバー１０２１、上方鉄ヨークウエスト１０２２、下方鉄ヨークウエスト１０２３及び下方鉄ヨークカバー１０２４を含む。前記診断ユニット１０５は、中心領域のビーム診断１０５１、加速領域ビーム診断１０５２、引き出し領域ビーム診断１０５３及び引き出し基準点ビーム診断１０５４を含む。
【００３９】
前記中心領域１０１は、粒子を熱陰極イオン源１０７１から引き出して、運動状態が理想的である一部を選んで加速させることに用いられ、且つ必要に応じて中心領域１０１のビームの流れ強度のサイズを調節することができる。
【００４０】
前記中心領域１０１３組の、合計で６枚の上下対称である金属板が設けられる。前記ＤＥＥ板１０１１は、中間の１組の金属板であり、主加速領域のＲＦキャビティに接続される。前記偽ＤＥＥ１０１２は、両側の２組の金属板であり、磁極１０２６に固定され、接地に相当であり、電位がゼロである。前記ＤＥＥ板１０１１と偽ＤＥＥ１０１２との間に４つの加速隙間が形成される。
【００４１】
前記垂直カラム電極１０１４は、熱陰極イオン源１０７１の対向する第１つの加速隙間の付近に設けられ、ＤＥＥ板１０１１に固定されており、第１つの加速隙間の電界分布を最適化し、漂遊電界を遮蔽して、粒子をより効果的に加速させることに用いられる。
【００４２】
前記垂直バッフル１０１５は、粒子が旋回運動をする前の数周分（一般的に２〜４回り）の軌跡に設けられ、上下対称である２組（合計で４枚）であり、偽ＤＥＥ１０１２に固定され、軸方向の高振幅の粒子を阻止して、運動状態がより好ましい粒子を選別することに用いられ、最終の引き出しに寄与する。
【００４３】
前記偏向電極１０１６は、垂直方向に沿って粒子が旋回運動をする前の数周分（一般的に２〜４回り）の軌跡に設けられ、上下対称である１組（合計で２枚）である。前記偏向電極１０１６は、穴を掘るによってＤＥＥ板１０１１に配置され、偏向電極１０１６に電圧を印加することで、垂直方向の電界を発生させて、粒子を偏向させ、垂直バッフル１０１５に打たさせ、偏向電極１０１６における電圧を変えことで垂直バッフル１０１５に打たされた粒子数を変え、流れ強度の調節を達成することができる。前記偏向電極１０１６が作業しない場合にＤＥＥ板１０１１に接続され、上下の２枚の偏向電極１０１６がＤＥＥ板１０１１と等電位である。前記の偏向電極１０１６が作業する場合、上下の２枚の偏向電極１０１６に異なる電圧を印加し、偏向電界を発生させる。偏向電極１０１６の配置位置やサイズを調整し、粒子が５ｋＶ／ｃｍを超えない電界で完全に偏向するようにして、ビームの流れ強度を調節することができる。
【００４４】
前記垂直カラム電極１０１４は、熱陰極イオン源１０７１口に垂直になる外向きの電界を発生させて、粒子を熱陰極イオン源１０７１内から引いて、中心領域１０１に入らせて加速させることができる。
【００４５】
前記ＤＥＥ板１０１１及び偽ＤＥＥ１０１２の加速隙間での輪郭形状を変えて、加速隙間の位置分布及び幅の設計を合理的にして、粒子を効果的に加速させ、相位スリップがなく、快速な中心化等の要求を満たすことができる。
【００４６】
前記上方鉄ヨークカバー１０２１の上面及び下方鉄ヨークカバー１０２４の下面の各々に、４つの超伝導コイルレバー孔が９０度で対称するように分布され、上、下方鉄ヨークウエスト１０２２、１０２３の中平面にも４つのレバー孔が９０度で分布される。また、上、下方鉄ヨークウエスト１０２２、１０２３の中平面に、２つのプローブ孔、１つのビーム引き出し孔、１つの静電気偏向板の高圧フィード孔がある。
【００４７】
前記調節可能なビーム偏向機構１０３は、ビームを超伝導サイクロトロン１０の旋回軌道から逸脱させて引き出すことに用いられ、超伝導サイクロトロン１０の凹部に位置し、環状の超伝導磁性体の内面に近く、磁気通路システム１０４と共に超伝導サイクロトロン１０のビーム引き出しシステムを構成し、超伝導サイクロトロン１０の引き出し効率へ深い影響を与える。
【００４８】
前記径方向調節機構１０３１によって、調節可能なビーム偏向機構１０３がビームの調整要求に応じて全体の径方向での移動を達成することができる。径方向調節機構１０３１は、固定ベース１０３１１、親ねじ１０３１２及び移動塊１０３１３を含む。前記支持機構１０３２は、径方向調節機構１０３１及び静電気偏向板本体１０３３を固接し、上下取り付け板１０３２１及び中間支柱１０３２２を含む。支持機構１０３２が径方向調節機構１０３１の移動塊１０３１３に取り付けられ、親ねじ１０３１２、移動塊１０３１３及びそれに取り付けられた他の部材を回転させると、ビームの調整要求に応じて固定ベースに対する全体の径方向での移動を達成することができる。前記静電気偏向板本体１０３３は、ビームを偏向させる部材であり、ケース１０３３１、高圧電極１０３３２及び切断板１０３３３等を含む。高圧電極１０３３２は、位置が調節可能であり、切断板１０３３３との間に引き出し電界が発生する。引き出し電界及び超伝導サイクロトロン１０の磁場の作用で、ビームが静電気偏向板１０３３の領域で旋回軌道を次第に逸脱し、その後、磁気通路１０４の領域に入る。前記真空高圧フィード機構１０３４は、真空導電杆であり、静電気偏向板の位置調節可能である高圧電極１０３３２に高圧源を提供し、高圧ケーブル、陶磁器絶縁スリーブ、弾性導電端子及び導電ピン等の部材を含む。高圧電極１０３３２と静電気偏向板ビーム切断板１０３３３が異なる電位を有するため、それらの間の電界がビームに対して電界力を発生させることで、ビームの軌跡が偏向する。
【００４９】
前記磁気通路システム１０４は、陽子を引き出すための肝心な部材であり、その配置が超伝導サイクロトロン１０の引き出し効率へ深い影響を与える。前記ＭＣ１１０４１は、２枚のビームの軌跡線の方向に沿った鉄塊からなる。２枚の鉄塊が上下対称になるように配置され、ビームが２つの鉄塊の間の隙間から通過する。前記ＭＣ２１０４２、ＭＣ３１０４３、ＭＣ４１０４４は、それぞれ３枚のビームの軌跡線の方向に沿って設けられる鉄塊からなる。ＭＣ２１０４２とＭＣ４１０４４との３枚の鉄塊の配置形態が同じであり、何れも上下対称である２枚の鉄塊がビームの外側に位置し、側面面積が大きい鉄塊がビームの裏側にあるが、ＭＣ３１０４３はちょうど反対である。ビームが同様にＭＣ２１０４２、ＭＣ３１０４３、ＭＣ４１０４３の３枚の鉄塊の中間の隙間から通過する。陽子は、静電気偏向板１０３３により角度がそれて、順次にＭＣ１１０４１、ＭＣ２１０４２、ＭＣ３１０４３及びＭＣ４１０４４の隙間に入る。磁気通路システム１０４は、自体の発生した磁場作用によって、引き出されるまで陽子の角度を偏向させて、ビームの流れる磁場強度に影響を与え、ビームの引き出しや引き出し効率に深い影響を与える。
【００５０】
前記中心領域のビーム診断１０５１はオフライン又はオンラインの手段によって中心領域の前の数回りのビームの位置（軸方向及び径方向）情報を測定する。
【００５１】
前記加速領域ビーム診断１０５２はオンラインの手段によって加速領域の異なる半径でのビームの位置（軸方向及び径方向）及び流れ強度という情報を測定する。ビームの運動軌跡を正確に測定するために、超伝導サイクロトロン１０の異なる凹部の何れにもマルチポイント同期測定をするためのプローブが設計される。
【００５２】
前記引き出し領域ビーム診断１０５３はオフライン又はオンラインの手段によってそれぞれ引き出し領域静電気偏向板１０３３及び磁気通路１０４の出入り口位置のビーム位置（軸方向及び径方向）情報を測定する。
【００５３】
前記引き出し基準点ビーム診断１０５４はオンラインの手段によって超伝導サイクロトロン１０のビーム引き出し端部が軸心から１．８ｍ離れたビームの位置、横断面、流れ強度及び位相（超伝導サイクロトロン１０ＲＦシステムの基本周波数に対する）情報を測定する。超伝導サイクロトロン１０が検査して受け取る場合、人員、環境への放射損害を避けるために、更に、ビームの引き出し端部の末尾にビーム負荷を採用して、ビームを吸収して阻止する。前記引き出し基準点ビーム診断が完成品であるため、模式図に構造を示さず、位置のみを付ける。
【００５４】
図６において、超伝導サイクロトロン１０は、一定のエネルギーの陽子ビームを引き出し、エネルギー選別及び発散度制御区間になると、ディグレーダー１２２に、ディグレーダー１２２が最高の作業点で作業するようにするための１つのダブルビームウエストが形成される。前記ディグレーダー１２２の前に、１つの多線電離箱１２２１（陽子ビームの位置を検測することに用いられる）が設けられる。ビームの位置が中心からずれると、位置ずれ信号が上流の校正磁石１２９０１に自動的にフィードバックされて、ビームの位置を中心点に自動的に安定させる。前記ディグレーダー１２２の前に、引き出しビームの高周波位相を測定し、磁場及び高周波の位相ロック制御に用いられる１つの位相プローブ１２９０２が実装され、また、ビームのデバッグや運行安全に用いられる第１のビーム遮断器１２５１が実装される。
【００５５】
前記ディグレーダー１２２は、楔形の石墨塊のビーム方向での厚さを調節することで、一定の引き出しビームのエネルギーを連続的に調節可能なエネルギーに調節するが、このエネルギー削減の過程につれて、ビームの品質から言えば、特に発散度が明らかに大きくなることがある。発散したビームが下游の輸送線に入る前に下游ビーム輸送線の受信度より小さい範囲内まで低下するように保証するために、ディグレーダー１２２の下游に第１のコリメーター１２３１を設けて、視準孔径よりも大きく、発射率が大き過ぎる陽子ビームを阻止する。
【００５６】
陽子ビームは、エネルギー選別及び発散度制御区間を流れた後でエネルギー及びエネルギー幅の制御区間に到達し、第２のコリメーター１２３２の下游に２つの第１の集束四重極磁石１２１０１が設けられ、エネルギー削減された発散ビームを第１の６３度偏向二重極磁石１２１０２に導入して偏向させる。第１の６３度偏向二重極磁石１２１０２の後に２つの第２の集束四重極磁石１２１１１が設けられて、２つの第２の集束四重極磁石１２１１１の中間点のビーム性能を安定させ、つまり１つのビームウエストを形成し、エネルギー幅を持つ陽子が前記点の径方向の中心軌道から離れた幅度を最大にする。前記点に１つの制限スリット１２４が設けられ、上流の第１の６３度偏向二重極磁石１２１０２の電流によってビームの通過可能な絶対エネルギー値を確定し、制限スリット１２４の中心を通過するビームのエネルギーの中点とし、制限スリット１２４の間の間隙値を調節することで、陽子ビームのエネルギー幅を調節することができる。
【００５７】
図７において、前記回転ガントリ１２７として直径可変な円筒状巻き主体の構造を採用し、回転ガントリ１２７のビーム線の向きによって回転ガントリを設計し、構造全体をコンパクトにし、治療室のスペースが治療要求を満たすことを保証する。前記回転ガントリ１２７の駆動システムとして双マスタドライブ歯車１２７１と単一スレーブドライブ歯車１２７２との組み合わせを採用し、回転ガントリ１２７が運動指令を受信すると、双マスタドライブ歯車１２７１を駆動させ、単一スレーブドライブ歯車１２７２を連動し、回転ガントリ１２７の正確な位置決めを達成する。回転治療ヘッド１２８２及びＣＢＣＴ１２７４が回転ガントリ１２７に固接され、前記回転ガントリ１２７は多方位検測の形態を采取し、回転ガントリ１２７の回転中、炭素繊維治療ベッド１３１５が回転治療ヘッド１２８２、ＣＢＣＴ装置１２７４にぶつかると、ポジションコーダー１２７３が緊急信号を発信し、回転ガントリ１２７の駆動システムが直ちに作動し、急停を完成し、回転治療ヘッド１２８２及びＣＢＣＴ装置１２７４の安全的な運行を保証する。
【００５８】
図８において、回転ガントリの治療サブシステム１２は、治療室内に位置する回転治療システム、患者位置決めシステム、移動可能なハンドル１３１６、治療情報表示システム１３１７を含む。前記回転治療システムは、回転治療ヘッド１２８２及び成像設備を含む。前記成像設備は、平板受信器１３１２、成像球管１３１３及び成像制御設備１３１８を含む。前記成像設備１３１８は、成像制御サーバー、ディスプレイ及び操作キーボード等の設備を含む。前記患者位置決めシステムは、可撓性ロボットアーム１３１４及び炭素繊維治療ベッド１３１５を含む。
【００５９】
前記回転治療ヘッド１２８２及び成像設備の平板受信器１３１２が回転ガントリ１２７に取り付けられ、前記回転ガントリ１２７が治療中心を取り囲んで３６０度よりも広い回転をすることで、回転治療ヘッド１２８２による３６０度よりも広い回転治療を達成することができる。
【００６０】
前記可撓性ロボットアーム１３１４は、炭素繊維治療ベッド１３１５を多種の形態の切り替えをするように搭載することができ、腫瘍患者の停止モードから特定の治療モードまでの快速且つ正確な切り替えを達成することができる。前記炭素繊維治療ベッド１３１５が極めて高い放射線貫通を達成することができるので、回転治療ヘッド１２８２が炭素繊維治療ベッド１３１５の底部から炭素繊維治療ベッド１３１５に横臥する腫瘍病患に対して貫通的な治療を行うことができる。
【００６１】
前記患者位置決めシステムが移動可能なハンドル１３１６により制御され、医者が各角度から患者位置決めシステムに対して操作を容易に行うようにする。
【００６２】
前記治療情報表示システム１３１７は、回転ガントリ１２７の壁に近く、患者の治療中の様々な治療情報をリアルタイムに表示し、医者が便利に調べて見るようにする。前記治療情報表示システム１３１７は、治療中の重要な治療情報を表示するための医用ディスプレイである。
【００６３】
前記成像制御設備１３１８が治療室における回転ガントリから離れた領域に位置し、患者に対して腫瘍成像を行うと共に医者を最大限度に保護して、医者の受けた放射線量を安全範囲内に制御することができる。
【００６４】
本発明の作業時に、可撓性ロボットアーム１３１４及び炭素繊維治療ベッド１３１５からなる患者位置決めシステムが停止モードにある。前記モードで、腫瘍患者が気楽にベッドへ上がって平らに横臥して、治療の準備段階に入ることができる。医者等の操作者が位置決め制御設備１３１６によって患者位置決めシステムを使用して患者を治療に必要な初期形態に運送して、成像制御設備１３１８によって成像球管１３１３及び平板受信器１３１２に対して操作を行い、患者の腫瘍画像を取得して、治療システムに発送する。前記過程中のある治療情報は、治療情報表示システム１３１７により表示される。治療システムは、腫瘍画像に基づいて患者に対して正確な位置決めをし、患者の腫瘍に対して原体強度変調治療を行うように回転治療ヘッド１２８２を制御する。
【００６５】
本発明は、超伝導サイクロトロンシステムにおける超伝導サイクロトロンにより引き出された一定のエネルギーの陽子ビームを利用して、エネルギー選別システムによって７０〜２００ＭｅＶで連続的に調節可能な陽子ビームになり、陽子による腫瘍治療の時の射程の縦方向の調整を満たす。ビーム輸送システムの偏向二重極磁石によってそれぞれ固定治療室サブシステム及び回転ガントリの治療サブシステムに伝送される。超伝導サイクロトロンシステム、エネルギー選別システム、ビーム輸送システム及び治療ヘッドが協力して制御することで、陽子ビームの横方向への拡張を達成し、腫瘍に対する原体強度変調治療を完成する。本発明は、新規性が良く、実用性が強く、超伝導サイクロトロンのビーム強度が調節可能であり、強度変調治療を達成することができる。コンパクト型の内蔵イオン源により、体積及び費用を減らす。コンパクトな敷地面積により、構造のコストを低下させてサービス性を向上させる。常温の電磁石による高エネルギー消費量及び高放熱の問題はない。また、現在の腫瘍治療中の腫瘍の位置決めが正確ではなく、治療過程が長く、患者の手術後の生活品質が悪いこと等の問題を効果的に解決することができ、患者の腫瘍治療の正確性、効果性、高效性に対して極めて重要な促進作用がある。
【００６６】
上記で公開された本発明の好ましい実施例は、単に本発明を説明するためのものである。好ましい実施例は、全ての細部を詳しく説明するものではなく、前記発明を記載された具体的な実施形態に制限することもない。明らかに、本明細書の内容によると、多くの校正や変更を加えてもよい。本明細書は、本発明の原理や実際的な適用をより好適に解釈して、当業者が本発明をよりよく理解及び利用できるように、これらの実施例を選用して具体的に記述する。本発明は、特許請求の範囲及びその全ての範囲及び同等物のみにより制限される。
【符号の説明】
【００６７】
１０：超伝導サイクロトロン
１１：固定治療室サブシステム
１２：回転ガントリの治療サブシステム
１０１：中心領域
１０１１：ＤＥＥ板
１０１２：偽ＤＥＥ
１０１４：垂直カラム電極
１０１５：垂直バッフル
１０１６：偏向電極
１０２：磁石ユニット
１０２１：上方鉄ヨークカバー
１０２２：上方鉄ヨークウエスト
１０２３：下方鉄ヨークウエスト
１０２４：下方鉄ヨークカバー
１０２５：リフト油圧シリンダ
１０２６：磁極
１０３：調節可能なビーム偏向機構
１０３１：径方向調節機構
１０３１１：固定ベース
１０３１２：親ねじ
１０３１３：移動塊
１０３２：支持機構
１０３２１：上下取り付け板
１０３２２：中間支柱
１０３３：静電気偏向板本体
１０３３１：ケース
１０３３２：高圧電極
１０３３３：切断板
１０３４：真空高圧フィード機構
１０４：磁気通路システム
１０４１：ＭＣ１
１０４２：ＭＣ２
１０４３：ＭＣ３
１０４４：ＭＣ４
１０５：診断ユニット
１０５１：中心領域のビーム診断
１０５２：加速領域ビーム診断
１０５３：引き出し領域ビーム診断
１０５４：引き出し基準点ビーム診断
１０６１：高周波共振空胴
１０６２：高周波共振空胴同調レバー
１０７１：熱陰極イオン源
１０７２：イオン源支持及びガイド
１０８１：強磁場超伝導磁性体
１０８２：超伝導コイル端末箱
１０８３：超伝導磁性体調節構造
１２１０１：第１の集束四重極磁石
１２１１１：第２の集束四重極磁石
１２１０２：第１の６３度偏向二重極磁石
１２１０３：第２の６３度偏向二重極磁石
１２１０４：第１の３０度偏向二重極磁石
１２１０５：第２の３０度偏向二重極磁石
１２１０６：第３の３０度偏向二重極磁石
１２１０７：第４の３０度偏向二重極磁石
１２１０８：第１の６０度偏向二重極磁石
１２１０９：第２の６０度偏向二重極磁石
１２１１０：９０度偏向二重極磁石
１２２：ディグレーダー
１２２１：多線電離箱
１２３１第１のコリメーター
１２３２第２のコリメーター
１２４：制限スリット
１２５１：第１のビーム遮断器
１２５２：第２のビーム遮断器
１２５３：第３のビーム遮断器
１２５４：第４のビーム遮断器
１２５５：第５のビーム遮断器
１２６１：第１の真空窓
１２６２：第２の真空窓
１２７：回転ガントリ
１２７１：双マスタドライブ歯車
１２７２：単一スレーブドライブ歯車
１２７３：ポジションコーダー
１２７４：ＣＢＣＴ装置
１２８１：固定治療ヘッド
１２８２：回転治療ヘッド
１２９０１：校正磁石
１２９０２：位相プローブ
１３１２：平板接收器
１３１３：成像球管
１３１４：可撓性ロボットアーム
１３１５：炭素繊維治療ベッド
１３１６：移動可能なハンドル
１３１７：治療情報表示システム
１３１８：成像制御設備
【要約】
コンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システムを公開する。超伝導サイクロトロンシステム、エネルギー選別システム、ビーム輸送システム、固定治療室サブシステム及び回転ガントリの治療サブシステムを含むコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システムにおいて、前記超伝導サイクロトロンシステムにおける超伝導サイクロトロンにより引き出された一定のエネルギーの陽子ビームは、エネルギー選別システムによって７０〜２００ＭｅＶで連続的に調節可能な陽子ビームになり、陽子による腫瘍治療の時の射程の縦方向の調整を満たし、またビーム輸送システムによりそれぞれ固定治療室サブシステム及び回転ガントリの治療サブシステムに伝送され、超伝導サイクロトロンシステム、エネルギー選別システム、ビーム輸送システム及び治療ヘッドが協力して制御することで、陽子ビームの横方向への拡張を達成し、腫瘍に対する原体強度変調治療を完成するコンパクト型超伝導サイクロトロンに基づく陽子治療システム。本発明は、新規性が良く、実用性が強く、超伝導サイクロトロンのビーム強度が調節可能であり、強度変調治療を達成することができる。患者の腫瘍治療の正確性、効果性、高效性に対して極めて重要な促進作用がある。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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