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一种新型医用质子治疗系统(续):将精简结构进行到底

 ProtonCN 2021-08-24

文章《一种新型医用质子治疗系统(专利):可大幅降低质子治疗系统成本》中介绍的系统,通过一台质子加速器直接与多个机架对接,省下多个直线节束流输运段和支束线输运段,目的是要大幅度简化结构,降低质子治疗系统的制造成本,推动质子治疗的普及。对固定能量等时性回旋质子加速器而言,能量选择的功能必不可少。文中的概念设计采用的是后降能技术,它有一个缺陷,就是不方便消除“能散”。

在此后介绍的拙文《质子设备小型化的探索:一种双头回旋质子加速器》中,将降能系统分为两段,前降能放在束流输运系统中,负责大部分(约2/3)的射程的调节;后降能组合进束流配送系统中,负责小部分(约1/3)的射程调节和调制。保留后降能是为方便进行“拉峰照射”。

按修改后的降能系统,结合《一种新型医用质子治疗系统(专利):可大幅降低质子治疗系统成本》的设计,前降能器可以放在加速器一边(原文中“直线束流输运段A”),也可以放在机架一边(原文中“直线束流输运段B”),如是前者则只需要一个前降能器,如是后者则要配置多个前降能器。

从降低制造成本出发,一定要选择前者,将精简结构进行到底。将前降能器归于加速器一边,就要对《一种新型医用质子治疗系统(专利):可大幅降低质子治疗系统成本》中的概念设计做出调整,这就是本篇的内容。


下图是改造后的概念设计。


单拉出一个组合看得更为真切。

下面看看与前款概念设计相比有哪些变化。

作者将大部分前降能系统归到加速器一边,只将一个位置探头和两个XY方向导向磁铁归到机架一边。

下图是作者概念设计的前降能器。

前降能器及前后配套部件很重,原来由加速器侧向接处的短悬臂已不能承担其重,也不够长度,为此,在加长的悬臂的前端下方安装了一个顶针轴承,与一个环形钢制台面配合,见下图。

本次概念设计的另一项较大改动是重新设计了限位装置,见下图。

下图是限位装置的立体图。

上图中,梯形销及驱动装置与地面相连,梯形销套与悬臂前端下方相连,其中的黄色柱体为驱动器,建议采用液压装置。这个限位装置比前一款限位桩方式更容易控制位置精度。

再看看射束穿过空气的距离。 可控制在10~20 mm之间。

以下图结束本篇。(质子中国 编辑报道)

连卫东文章链接

一种质子加速器束流配送系统(一):拉峰照射

一种质子加速器束流配送系统(二):变野拉峰照射

一种质子加速器束流配送机构(三):拉峰照射

质子设备小型化的探索:一种双头回旋质子加速器

一种新型医用质子治疗系统(专利):可大幅降低质子治疗系统成本


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