[发明专利]一种质子重离子医疗设备超导二极铁快速励磁测试装置

说明书

一种质子重离子医疗设备超导二极铁快速励磁测试装置，包括低温杜瓦罐、真空系统、制冷机组、外部液氮容器、外部液氦容器、液氦储罐、超导二极铁、温度传感器、电源及失超保护系统、监控系统；所述低温杜瓦罐与真空系统、制冷机组、外部液氮容器相连接，所述液氦储罐安装在低温杜瓦罐内，分别与外部液氮容器、超导二极铁相连接，所述超导二极铁安装在低温杜瓦罐内，分别与电源及失超保护系统、监控系统相连接，所述温度传感器安装在超导二极铁各部分，与监控系统连接，所述监控系统分别与真空系统中真空规、液氦储罐中液位计、电源及失超保护系统中超导磁体电源相连接；本发明提出了完善的装置对超导二极铁励磁进行快速测试，为低温超导技术的应用提供可靠保证。

技术领域

本发明属于医疗器材粒子治疗仪领域，具体是一种质子重离子医疗设备超导二极铁快速励磁测试装置。

背景技术

癌症(恶性肿瘤)已成为世界各国居民因病死亡的主要原因之一，各个国家癌症治疗的新技术不断涌现。传统的癌症治疗中的放射治疗主要采取的是X射线、γ射线和电子束，其物理剂量分布和生物效应都在不同程度上伤害肿瘤附近的正常细胞，而且剂量的有效利用率也低；中子和负π粒子的生物效应虽好，但物理剂量分布不好，对正常组织损害过大，不是理想的治疗方法。

质子是构成原子核的基本微小粒子；重离子是原子量较大原子的原子核，常用的如碳离子。质子或碳离子经由同步加速器加速至约70％的光速，被引出射入人体。在到达肿瘤病灶前，射线能量释放不多，在到达病灶后，射线会瞬间释放大量能量，形成名为“布拉格峰”的能量释放轨迹，整个治疗过程好比是针对肿瘤的“立体定向爆破”，能够对肿瘤病灶进行强有力的照射，同时又避开照射正常组织，实现疗效最大化。重离子质子治疗的优点是使放射线能量峰值对准肿瘤病灶处，在肿瘤处受到最大的照射剂量，肿瘤前的正常细胞通常只受到1/3～1/2的峰值剂量，肿瘤后部的正常细胞基本上不受伤害。从质子内在的物理特性就能断定它比常规放疗方法要优越得多。近几十年来，已有超过10万癌症患者得到质子治疗，其优越性得到广泛的临床验证。

目前已经成功运营的治疗中心都具有体积庞大、造价昂贵、建设周期长以及难以普及等缺点。未来重离子质子治疗仪主流的发展方向是小型化和集成化，使治疗仪的整体尺寸减小，缩短建设周期，降低成本，以便于普及。超导二极铁系统是国内首个采用超导技术实现重离子质子治疗装置旋转机架小型化和轻量化创新项目，超导二极铁系统替代常规偏转电磁体能够实现高场高均匀性磁场下旋转机架尺寸和吨位指数倍的下降，对于治疗装置的产业化升级具有重要意义。

低温超导磁体是一种利用超导线材在一定低温下产生超导现象制成的磁体，由于超导线材处于零电阻状态，承载电流能力极大提高，进而超导态的螺旋线圈能产生极高的磁场。目前关于超导二极铁的测试装置还没有完善的装置能整体实现超导性能测试、系统实时监控、超导装置安全保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质子重离子医疗设备超导二极铁快速励磁测试装置，以解决上述背景技术中提出的还没有完善的装置对超导二极铁励磁进行测试的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种质子重离子医疗设备超导二极铁快速励磁测试装置，包括：低温杜瓦罐、真空系统、制冷机组、外部液氮容器、外部液氦容器、液氦储罐、超导二极铁、温度传感器、电源及失超保护系统、监控系统；所述低温杜瓦罐与真空系统、制冷机组、外部液氮容器相连接，所述液氦储罐安装在低温杜瓦罐内，分别与外部液氮容器、超导二极铁相连接，所述超导二极铁安装在低温杜瓦罐内，分别与电源及失超保护系统、监控系统相连接，所述温度传感器数量为多个，安装在超导二极铁各部分，与监控系统连接，所述监控系统分别与真空系统中真空规、液氦储罐中液位计、电源及失超保护系统中超导磁体电源相连接。

进一步的，所述真空系统包括复合分子泵、机械泵、真空规，其中复合分子泵和机械泵与低温杜瓦罐密封连接，是对低温杜瓦罐内进行抽气而获得真空的设备，其中真空规安装在真空管上，用于监测低温杜瓦罐内的真空度，与监控系统相连接，上传真空度数据信息到监控系统。