[发明专利]一种基于同步回旋加速器的质子重离子治疗系统

摘要

本发明公开一种基于同步回旋加速器的质子重离子治疗系统，其特征在于，该治疗系统采用同步回旋加速器将质子或重离子加速到治疗所需的最高能量；对于质子，其最高能量为235MeV。束流从同步回旋加速器输出后进入高能输运线进行聚焦和偏转，送入能量选择器。能量选择器通过设置的石墨降能器，使得束流能量连续可调；束流进入单治疗室后被送至旋转机架系统，旋转机架可±185°旋转，使束流能在360°各个方向出射。本发明采用同步回旋加速器作为主加速器，相比于回旋加速器和同步加速器，可以使用最高大于5T的磁场，减小加速器的体积重量，从而制造的更加紧凑；且对加速电压要求较小，降低射频系统的成本和设计难度。

主权项

1.一种基于同步回旋加速器的质子重离子治疗系统，其特征在于，该治疗系统采用同步回旋加速器将质子或重离子加速到治疗所需的最高能量；对于质子，其最高能量为235MeV；束流从同步回旋加速器输出后进入高能输运线进行聚焦和偏转，送入能量选择器；能量选择器通过设置的石墨降能器，使得束流能量连续可调，将同步回旋加速器引出的高能量束流降低为治疗所需能量；对于质子束，其能量在70‑235MeV之间可调，并将降能后的束流进一步通过一段高能输运线进行聚焦和偏转，送至单治疗室；束流进入单治疗室后被送至旋转机架系统，旋转机架可±185°旋转，使束流能在360°各个方向出射；所述的同步回旋加速器的主磁铁采用超导磁体，中心场强5.7T，引出场强5T；在同步回旋加速器的前端设有PIG冷阴极离子源，由中心区吸极在10‑20kV电压下将离子引出并进行加速；离子源末端的半径2.5mm；该治疗系统具体实施包括如下步骤：步骤一：使用PIG冷阴极离子源，离子源在RF频率为87.5MHz时将束流送入同步回旋加速器进行加速；步骤二：随着加速过程的进行，RF频率随束流能量的增加同步降低，当束流能量达到预期能量时，对质子为235MeV，RF频率降低为63.3MHz；步骤三：通过再生引出的方式将束流从同步回旋加速器引出，经高能输运线和能量选择器，将束流能量限制在70‑235MeV治疗所需的能量；再经过一段高能输运线输送到单治疗室；步骤四：束流被送至单治疗室的旋转机架上，旋转机架可±185°旋转，从各个方向照射患者；步骤五：当需要暂停照射时，通过在垂直偏转板上施加1kV/cm的垂直电场，对束流进行快速关断；当需要改变调节照射流强时，调节施加在垂直偏转板上的电场强度，从而进行流强调节。