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技巧:一种紧凑型旋转机架的制作方法

   日期:2022-09-23     来源:网络整理    作者:汽车网  联系电话:浏览:76    评论:0    
核心提示:本发明涉及质子治疗,更具体地涉及一种紧凑型旋转机架。显然,该传统的旋转机架的纵向长度较长,从而导致重量很大。因此,通过改变输运线结构,虽然可能会增加磁铁的数量或者改变弯转磁铁的数量,也就是可能会增加磁铁重量,但是,由于磁铁重量仅占旋转机架总重量的1/5,旋转机架的总重量有可能减少。本发明旨在提供一种紧凑型旋转机架,通过减少支架的纵向长度来减轻整体旋转机架的总重量。

一种紧凑型旋转机架的制作方法与工艺

本发明涉及质子治疗,特别是一种紧凑型旋转机架。

背景技术:

使用质子的放射治疗已被证明是一种精确的适形放射治疗技术,能够将高剂量的质子输送到目标区域,同时最大限度地减少对周围健康组织的剂量。

质子治疗设备包括用于产生高能质子的加速器和用于将质子束从多个辐射方向传输到目标的传输线。旋转台架是用于旋转光束传输线的已知支撑机构,并且目标定位在由旋转台架的旋转轴与最后一个偏转磁体的出口中心轴的交点定义的固定位置,即也由交点定义。称为等中心。

传统的旋转龙门结构如图1a和1b所示,包括多个偏转磁体1和四极2。显然,传统的旋转框架的纵向长度长,导致重量大。目前世界上常用的旋转架重量高达100吨。从旋转架的重量构成分析,磁铁的重量约占1/5,其余重量大部分是支架本身的结构重量和配重。因此,通过改变输送线的结构,虽然可以增加磁铁的数量或者改变转动磁铁的数量,但也可以增加磁铁的重量。但是,由于磁铁的重量只占旋转架总重量的1/5,旋转架可以减轻整体重量。为了保证在旋转过程中束流中心与上述等中心点的误差保持在一个很小的范围内,即减少因旋转引起的束流在目标区域的位置变化,旋转过程中需要整个支撑。它被控制在一个很小的范围内,最后一个偏转磁铁离支撑轴的距离和重量决定了变形最大的扭矩。因此,有两种方法可以减轻支架的重量。一是减小支架的旋转半径,二是减小支架。纵向长度。

公开了一种小型轻量化的支架及使用该支架的粒子束治疗装置,通过减小支架的旋转半径达到轻量化的目的。但由于本方案中扫描磁体安装在最后一个偏转磁体之前,最后一个偏转磁体之间的间隙较大且重量极重,导致整个旋转架总重量的减少微乎其微。

技术实施要素:

本发明的目的在于提供一种紧凑的旋转架,通过减小支架的纵向长度旋转轮胎有几种车,可以减轻整个旋转架的整体重量。

根据本发明的紧凑型旋转架,该紧凑型旋转架具有具有磁场梯度的偏转磁铁,该偏转磁铁由第一偏转磁铁、第二偏转磁铁和第三偏转磁铁组成,两个第一偏转磁铁前安装光匹配四极铁,第一偏转磁铁和第二偏转磁铁之间安装三个光匹配四极铁,两个四极铁之间安装第二偏转磁铁和第三偏转磁铁。光学匹配。它们之间最多安装一个用于减小旋转部件长度和扭矩的四极杆。

用于扫描或散射的治疗头安装在第三个偏转磁铁之后。

第一偏转磁体、第二偏转磁体和第三偏转磁体之间存在梯度。

第一偏转磁铁、第二偏转磁铁和第三偏转磁铁分别采用三级结构。

第一偏转磁铁、第二偏转磁铁和第三偏转磁铁各有梯度。

第二偏转磁铁和第三偏转磁铁之间没有四极。

第一偏转磁铁和第二偏转磁铁分别为90度偏转磁铁。

本发明通过使用梯度偏转磁体缩短了旋转框架的纵向长度并减少了四极的数量。另外,使用梯度偏转磁体可以大大降低传输过程中的包络函数,从而使偏转磁体的直径减小,重量减轻。虽然梯度偏转磁体具有梯度与偏转磁场强度锁定的调节,不能任意调节,但本发明通过设计偏转磁体的梯度与四极铁的强度(即《基于仿真的质子治疗光束分布系统光束光学设计》一文中设计的龙门架,见《核技术》,2013,36(7),第21- 25),由于传输矩阵M为1:1。不同角度的聚焦强度无需调整,传输不同能量时只需与偏转磁铁同步,完美避免了梯度的弱点偏转磁体。另外,通过使用交替梯度偏转磁体,还可以进一步减少四极的数量,从而缩短旋转fr的长度ame,完美避免了梯度偏转磁体的缺点,充分发挥了它的优势。而且,第一偏转磁铁和第二偏转磁铁设置成90度角,可以减少转架的纵向长度,也可以减轻转架的重量。总之,根据本发明的紧凑型转架减小了转架的尺寸,减轻了转架的重量,使制造和安装更简单。 ,降低生产成本和运行功耗。

图纸说明

图1a和图1b是现有技术的旋转龙门结构示意图;

图。图2为本发明优选实施例的旋转门架结构示意图;

图。图3是图2中旋转龙门的包络函数示意图;

图。图4为本发明另一较佳实施例的旋转门架结构示意图;

图。图5是图4的旋转机架的包络函数示意图。 4.

具体实现方法

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

图。图2示出了根据本发明优选实施例的旋转框架在垂直于水平面的角度,具有第一偏转磁铁11、第二偏转磁铁12和第三偏转磁铁13,偏转磁铁携带磁场梯度在第一偏转磁体11之前,有两个用于光学匹配的四极铁21、22。两个四极铁21、22不占用旋转重物,位于旋转轴线上,不增加旋转架的纵向长度。可以增加匹配的灵活性。用于光学匹配的三个四极23、24、25安装在第一偏转磁体11和第二偏转磁体12之间。四极26安装在第二偏转磁铁12和第三偏转磁铁13之间,以减小转动部分的长度和扭矩。用于扫描或散射的治疗头(未示出)安装在第三偏转磁体13后面的位置,以保证SAD(等效源距,略小于第三偏转磁体出口到等中心的距离)为大于3米以获得更好的治疗效果。无论机架采用桶式、框架式还是横梁式结构,都可以获得较短的纵向长度。

通过仔细优化偏转磁铁11、12、13的梯度和四极杆21、22、23、24、25、26的强度,从旋转门架入口00到等中心01的传输矩阵得到为1:1的一组光学特性,在等中心满足消色差条件,保证整个传输过程中光束包络线( )小于10mm,包络线函数如图3所示,即优于基于模拟的质子治疗束分布系统。 《光束光学设计》一文中的包络函数更小,大大减小了偏转磁体11、12、13和四极子21、22、23、24、25、26的孔径和重量。等中心01处的束斑尺寸可调,并保持旋转机架的旋转角度不变,旋转机架入口00处的束斑尺寸需要为圆形,并根据治疗需要的形状和大小进行调整。这样,在消除了旋转引起的水平和垂直耦合后,更容易匹配传输线上更多的四极杆治疗所需的束斑尺寸。与旧的旋转机架相比,水平和垂直发射度相同、包络函数相同等条件大大放松。

图。图4显示了更好的布局,区别在于第二偏转磁体120和第三偏转磁体130之间没有四极,并且图4中的包络函数的大小。 3保持在引擎盖下,减少四极铁意味着减少框架的纵向长度和重量。其中,第一偏转磁体110、第二偏转磁体120和第三偏转磁体130均采用三段式结构,各段的磁场梯度不同(在图2的设计中,梯度每个偏转磁体相同),可以减少第二偏转磁体120和第三偏转磁体130之间的四极,从而缩短转架的纵向长度,同时减小包络函数,减轻重量磁铁。

总之,根据本发明的紧凑型旋转龙门的主轨道由三个偏转磁铁组成旋转轮胎有几种车,它们依次排列在光束传输平面上。第一和第二偏转磁体利用相反的磁场方向来偏转光束。在距原始束线一定高度的平行轨道上,第三个偏转磁铁将束流从平行轨道偏转到与其垂直的轨道上。在三个偏转磁体之间安装了一个四极,以帮助控制光束包络以压缩磁隙。紧凑型转架采用超高场强梯度偏转磁体,减小纵向尺寸;减轻磁铁的重量;同时可满足进口到出口的1:1传动,减少调节量。其中,使用90度偏转磁铁减小了纵向尺寸。通过设计偏转磁体的梯度和四极强度的组合,实现了梁的1:1传输和压缩的包络函数,从而减小了偏转磁体所需的间隙,从而降低了偏转磁铁的重量。偏转磁铁重量的减轻进一步降低了保持相同等中心误差所需的框架重量。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的范围。可以对本发明的上述实施例进行各种改变。即,凡依据本发明的权利要求和说明书所作的简单等同的改动和修饰,均落入本发明权利要求的保护范围之内。本发明中没有详细描述的是常规技术内容。

 
标签: 磁铁 梯度
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