The invention relates to a medical proton synchrotron, including three deflection dipole magnets connected through three straight lines to form a ring structure, which includes a horizontal focusing and a horizontal defocus quadrupole and a six pole combination magnet. By using a few number of deflection dipole magnets combined with a horizontal focusing or defocusing quadrupole magnet that controls the working point, the full ring envelope function is controlled at a small level, effectively increasing the acceptability of the synchrotron and the number of proton storage, improving the proton utilization ratio and the duty ratio, and shortening the treatment time. The invention has a very compact structure, reducing unnecessary gaps and magnets to make use of as few elements as possible to realize the function of the medical accelerator, reducing the space taken up by the synchrotron and reducing the cost of construction and treatment.
【技术实现步骤摘要】
一种医用质子同步加速器
本专利技术涉及用于肿瘤治疗的同步加速器领域,尤其涉及一种医用质子同步加速器。
技术介绍
质子在深度方向上优异的布拉格峰特性使得其成为肿瘤治疗中最为先进的手段之一,目前世界上质子治疗装置和治疗中心的建设越来越多。目前运行及建造中的质子治癌加速器主要是回旋加速器和同步加速器。回旋加速器可以提供稳定的连续束,其束流切断和开启速度很快,可以满足呼吸门控的要求。但是回旋加速器改变能量依靠的是安放在高能线上的机械装置——降能器,利用散射将束流能量降低;其优点是能量调节迅速,可以实现50毫秒一档的改变能量速度,能够支持快速重复扫描模式来治疗移动肿瘤;但缺点是散射造成束流利用率很低,治疗时最低能量70MeV时的通过效率不到1%,降能造成的散射和之后能量选择造成的大量束流损失会导致极大的辐射,对辐射防护以及设备安全造成很大的压力。与回旋加速器相比,同步加速器的明显优点在于它可以对束流的能量方便地进行调节,以适应放射治疗对离子能量精确变化的需要,不需要额外的能量降能片,能够确保相对干净(辐射小)的环境。采用了新的多能量引出方式之后,其固有的换能时间缓慢、造成无效治疗时间长而无法适应快速重复扫描的缺点基本不存在。已有专利文献CN105392270A在具体磁铁、电源等设计时,考虑了这种新的技术,从而极大减少了治疗时间。但是这种加速器的设计具有以下缺点为:一是较为复杂,采用了8块偏转二极磁铁和12块聚焦和散焦四极磁铁,元件的增加意味着可靠性的下降;二是结构不够紧凑,元件与元件之间的空隙成了浪费;三是能耗较高,磁铁是大功率设备,循环的升能降能过程浪费了大量能量 ...
【技术保护点】
1.一种医用质子同步加速器,其特征在于,医用质子同步加速器包括通过三个直线节连接以形成环形结构的三个偏转二极磁铁,所述直线节中包括水平聚焦和水平散焦四极与六极组合磁铁。
【技术特征摘要】
1.一种医用质子同步加速器,其特征在于,医用质子同步加速器包括通过三个直线节连接以形成环形结构的三个偏转二极磁铁,所述直线节中包括水平聚焦和水平散焦四极与六极组合磁铁。2.根据权利要求1所述的医用质子同步加速器,其特征在于,所述偏转二极磁铁为第一、第二和第三偏转二极磁铁(1、2、3),其中,第一偏转二极磁铁(1)和第二偏转二极磁铁(2)相连,第二偏转二极磁铁(2)和第三偏转二极磁铁(3)相连,第三偏转二极磁铁(3)还与第一偏转二极磁铁(1)相连以构成一环形结构。3.根据权利要求2所述的医用质子同步加速器,其特征在于,所述四六极组合磁铁为第一、第二和第三水平聚焦四极与六极组合磁铁(21、22、23)、以及第一、第二和第三水平散焦四极与六极组合磁铁(41、42、43),其中,第一水平聚焦四极与六极组合磁铁(21)和第一水平散焦四极与六极组合磁铁(41)连接在第一偏转二极磁铁(1)和第二偏转二极磁铁(2)之间,第二水平聚焦四极与六极组合磁铁(22)和第二水平散焦四极与六极组合磁铁(42)连接在第二偏转二极磁铁(2)和第三偏转二极磁铁(3)之间,第三水平聚焦四极与六极组合磁铁(23)和第三水平散焦四极与六极组合磁铁(43)连接在第三偏转二极磁铁(3)和第一偏转二极磁铁(1)之间。4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:张满洲,李德明,赵振堂,王坤,谢修璀,
申请(专利权)人:中国科学院上海应用物理研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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