RU81078U1 - Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний - Google Patents
Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний Download PDFInfo
- Publication number
- RU81078U1 RU81078U1 RU2008139489/22U RU2008139489U RU81078U1 RU 81078 U1 RU81078 U1 RU 81078U1 RU 2008139489/22 U RU2008139489/22 U RU 2008139489/22U RU 2008139489 U RU2008139489 U RU 2008139489U RU 81078 U1 RU81078 U1 RU 81078U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- magnets
- radiation therapy
- superconducting
- helium
- Prior art date
Links
- 238000002665 ion therapy Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 title claims description 9
- 201000010099 disease Diseases 0.000 title claims description 6
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 title claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 25
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 150000002371 helium Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 claims 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000002968 anti-fracture Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000011275 oncology therapy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Система содержит сверхпроводящий медицинский источник протонно-ионного излучения, сверхпроводящее многоканальное устройство транспортировки излучения и сверхпроводящие устройства лучевой терапии, соединенные по охлаждающему агенту с криогенной станцией и газовыми машинами охлаждения магнитов, а по сигналам контроля безопасности и управления - с комплексом цифровых средств управления. Для обеспечения сверхпроводимости источник протонно-ионного излучения, многоканальное устройство транспортировки излучения и устройства лучевой терапии снабжены блоками магнитов со сверхпроводящими обмотками. Сверхпроводящие обмотки магнитов выполнены из сверхпроводящего кабеля, содержащего мельхиоровую трубку круглого или прямоугольного сечения для канализации жидкого гелия, с внешней стороны которой и вдоль нее проложены токопроводы преимущественно из золота, серебра или меди, с внешней стороны токопроводов установлено противоизломное покрытие из накрученной на токопроводы нихромовой приволоки, с внешней стороны которой последовательно накручены теплоизоляционная каптоновая лента и изоляционная лента из стекловолокна.
Гелиевое охлаждение обмоток магнитов позволяет уменьшить их омическое сопротивление практически до нуля и, тем самым, снизить резистивные потери энергии в магнитах, снизить потребляемую мощность в единицы÷десятки раз, решить проблему тепловых перегрузок и повысить надежность систем протонно-ионной терапии в целом. Дополнительное повышение надежности работы системы обеспечивается средствами контроля и аварийной сигнализации. 15 з.п.ф., 3 илл.
Description
Полезная модель относится к медицинской технике, конкретно к системам протонно-ионной терапии онкологических заболеваний.
Известна система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний (US2007018120, G21G 4/00; A61N 5/10; Н05Н 7/00; G21G 4/00; A61N 5/10; Н05Н 7/00, 2007), содержащая генератор заряженных частиц, соединенный через многоканальное устройство магнитной транспортировки излучения с многоканальным устройством лучевой терапии, снабженным излучающими головками, а также содержащая комплекс цифровых средств управления, соединенных по сигнальным входам и управляющим выходам с соответствующими элементами системы, причем генератор заряженных частиц снабжен ускоряющими и отклоняющими магнитами, многоканальное устройство магнитной транспортировки излучения - транспортирующими и отклоняющими магнитами, а излучающие головки устройств лучевой терапии - сканирующими и фокусирующими магнитами.
Недостатком прототипа является недостаточная надежность работы, связанная с тепловыми перегрузками ускоряющих, транспортирующих и отклоняющих магнитов в источнике излучения, устройстве транспортировки и в устройствах лучевой терапии.
Технической задачей изобретения является устранение недостатка прототипа, а именно повышение надежности работы системы.
Техническим результатом, обеспечивающим решение указанной задачи является снижение резистивных потерь энергии в ускоряющих, транспортирующих и отклоняющих магнитах системы.
Достижение заявленного технического результата, и как следствие, решение заявленной технической задачи, обеспечивается
тем, что система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний, содержащая генератор заряженных частиц, соединенный через многоканальное устройство магнитной транспортировки излучения с многоканальным устройством лучевой терапии, снабженным излучающими головками, а также содержащая комплекс цифровых средств управления, соединенных по сигнальным входам и управляющим выходам с соответствующими элементами системы, причем генератор заряженных частиц снабжен ускоряющими и отклоняющими магнитами, многоканальное устройство магнитной транспортировки излучения - транспортирующими и отклоняющими магнитами, а излучающие головки устройств лучевой терапии - сканирующими и фокусирующими магнитами, согласно полезной модели она дополнительно содержит криогенную станцию для охлаждения парогазовой смесью гелия обмоток магнитов генератора заряженных частиц, блок холодильных газовых машин для охлаждения газом гелия обмоток магнитов многоканальных устройств транспортировки излучения и лучевой терапии, аппаратуру контроля и аварийной сигнализации, соединенную с комплексом цифровых средств управления, при этом обмотки всех магнитов выполнены сверхпроводящими и снабжены каналами охлаждения, соединенными по парогазовой смеси агента охлаждения с криогенной станцией, а по газовому агенту охлаждения - с холодильными машинами, установленными в непосредственной близости у соответствующих магнитов.
При этом криогенная станция выполнена в виде гелиевой установки охлаждения типа КГУ 1600/4.5, снабженной емкостью с жидким гелием, поршневым компрессором типа 1ВУВ-45/150 и/или винтовым компрессором типа «Каскад-80/25, фильтрами осушки гелия, а также - соединительными коллекторами прямого и обратного потока гелия. Холодильная газовая машина выполнена в виде теплообменника
газа гелия с жидким азотом. Комплекс цифровых средств управления содержит центральный процессор, сервер и соединенные с ними оптическими интерфейсными линиями связи не менее трех рабочих мест, оснащенных персональными компьютерами для врачей - онкологов, обследующих онкологических больных и разрабатывающих, для них программы лечения, и не менее четырех автоматизированных рабочих мест, оснащенных промышленными компьютерами управления облучением очага онкологии, причем промышленные компьютеры непосредственно размещены у соответствующих устройств лучевой терапии. Сервер содержит магнитные, кремниевые и оптические носители информации, включающие блок постоянной памяти технических параметров системы и ее элементов, блок постоянной памяти стандартных характеристик онкологических заболеваний и блок перепрограммируемой памяти персональных данных онкологических больных. Блок постоянной памяти технических параметров системы и ее элементов содержит субблоки памяти оптимальных и допустимых значений токов, напряжений, радиационного фона, температуры, давления и линейного перемещения конструкционных элементов устройств лучевой терапии. Блок постоянной памяти характеристик онкологических заболеваний включает субблоки памяти содержания признанных Минздравом РФ медицинских онкологических справочников, рентгеновских и томографических снимков типовых опухолей, описаний методов их диагностики и оперативного удаления. Блок перепрограммируемой памяти персональных данных онкологических больных включает субблоки памяти рентгеновских и томографических снимков опухолей, параметры оптимальной фиксации больного для лучевой терапии, а также диапазоны, направления и скорости углового сканирования устройства фиксации и облучающей головки, оптимальные с точки зрения минимального повреждения здоровых тканей при облучении опухоли, описания и параметры текущих процедур
лечения больного. Аппаратура контроля и аварийной сигнализации содержит блок пороговых датчиков радиационного фона, датчиков температуры, датчиков измерения линейного перемещения конструкционных элементов устройств лучевой терапии, выполненных с цифровым выходом и соединенных с комплексом цифровых средств управления оптической линией связи. Многоканальное устройство лучевой терапии содержит не менее четырех аппаратов лучевой терапии с излучающей головкой, стационарное и/или мобильное устройство фиксации пациента, устройство визуализации опухоли, устройство визуализации пучка заряженных частиц, соединенные по двунаправленной активной шине сопряжения с промышленным компьютером управления облучением очага онкологии. Стационарное устройство фиксации выполнено совмещенным с аппаратом лучевой терапии типа «гантри» с горизонтальной фиксацией пациента, а мобильное - автономным и с возможностью фиксации пациента в любом удобном для терапии пространственном положении и возможностью перемещения устройства фиксации вместе с пациентом между автоматизированными рабочими местами врачей - онкологов. Мобильное устройство фиксации выполнено в виде кресла, снабженного приводом с тремя степенями свободы и установленного на мобильной платформе с колесами, причем кресло снабжено прижимными и растяжными механическими упорами для жесткой фиксации облучаемой части тела пациента относительно кресла, а привод выполнен с цифровым управлением и с возможностью качания кресла относительно направления протонно-ионного излучения. Устройство визуализации опухоли содержит позитронно-эмиссионный томограф и компьютерный томограф, соединенные между собой интерфейсной оптической линией связи. Устройство визуализации протонно-ионного излучения выполнено в виде позитронно-эмиссионного томографа. Генератор заряженных содержит последовательно соединенные источник
заряженных частиц типа ЛУ-20, а также кольцевой или линейный ускоритель протонов и ионов, снабженный блоком магнитов со сверхпроводящими обмотками и цифровым управлением, причем блок магнитов включает ускоряющие дипольные и квадрупольные магниты, установленные равномерно на оси ускорителя с последовательным их чередованием, а также включает вводной и выводной отклоняющие магниты. Многоканальное устройство транспортировки излучения содержит расположенные на одной оси и соосно транспортирующие дипольные и квадрупольные магниты с последовательным их чередованием, а также содержит расположенные на этой оси не менее восьми отклоняющих магнитов для вывода и транспортировки излучения в излучающие головки устройств лучевой терапии. Сверхпроводящие обмотки магнитов выполнены из сверхпроводящего кабеля, содержащего мельхиоровую трубку круглого или прямоугольного сечения для канализации жидкого гелия, с внешней стороны которой и вдоль нее проложены токопроводы преимущественно из золота, серебра или меди, с внешней стороны токопроводов установлено противоизломное покрытие из накрученной на токопроводы нихромовой приволоки, с внешней стороны которой последовательно накручены теплоизоляционная каптоновая лента и изоляционная лента из стекловолокна.
Введение криогенной станции для охлаждения парогазовой смесью гелия обмоток магнитов генератора заряженных частиц, блока холодильных машин для охлаждения жидким гелием обмоток магнитов многоканального устройства магнитной транспортировки излучения и лучевой терапии, а также снабжение обмоток всех магнитов каналами охлаждения, соединенными по парогазовой смеси агента охлаждения с криогенной станцией, а по жидкому агенту охлаждения - с холодильными машинами, установленными в непосредственной близости у соответствующих магнитов позволяет уменьшить омическое
сопротивление обмоток практически до нуля и, тем самым, снизить резистивные потери энергии в магнитах, снизить потребляемую мощность в единицы÷десятки раз, решить проблему тепловых перегрузок и повысить надежность систем протонно-ионной терапии в целом. Введение не менее четырех устройств лучевой терапии и соответствующего количества отводов в многоканальном устройстве магнитной транспортировки излучения позволяет не только расширить пропускную способность системы по количеству обслуживаемых онкологических больных, но и снизить опасный радиоактивный уровень источника до лечебного уровня в аппаратах лучевой терапии, снизить требования по надежности их излучающих головок. Дополнительное повышение надежности работы системы обеспечивается введением аппаратуры контроля и аварийной сигнализации.
Конструктивное решение элементов системы, их взаимосвязь с системой контроля и аварийной сигнализации и комплексом цифровых средств управления, указанных в зависимых пунктах формулы изобретения, дополнительно позволяет рациональным образом контролировать надежность работы системы. Это объясняется тем, указанный комплекс аппаратуры обеспечивает тотальный контроль технических средств системы, процесс терапии и при аварийной ситуации и ошибках наведения протонно-ионного излучения на раковую опухоль - своевременное отключение неисправных элементов и радиационно опасного излучения.
На фигуре 1 представлена функциональная схема системы протонно-ионной терапии онкологических заболеваний, на фиг.2 - функциональная схема многоканального устройства лучевой терапии, на фиг.3 - конструкция сверхпроводящего кабеля.
Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний содержит генератор 1 заряженных частиц, многоканальное устройство 2 транспортировки излучения и многоканальное устройство 3 лучевой терапии, соединенные по охлаждающему агенту с системой 4 охлаждения, а по сигналам контроля безопасности и управления - с центральной ЭВМ 5 и аппаратурой 6 контроля и аварийной сигнализации. Система 4 охлаждения содержит криогенную станцию 7 для охлаждения парогазовой смесью гелия обмоток магнитов генератора 1 заряженных частиц, блок 8 холодильных газовых машин 9 для охлаждения газообразным охлажденным гелием обмоток магнитов устройства 2 транспортировки излучения и многоканального устройства 3 лучевой терапии. Газовые машины (криокулеры) 9 выполнены в виде теплообменников газа гелия с охлажденным азотом. Генератор 1 заряженных частиц, многоканальные устройства 2 и 3 снабжены блоками магнитов 10 со сверхпроводящими обмотками. Сверхпроводящие обмотки магнитов 10 выполнены из сверхпроводящего кабеля, содержащего мельхиоровую трубку 11 круглого или прямоугольного сечения для канализации охлаждающего агента: парогазовой смеси для охлаждения обмоток магнитов генератора 1 заряженных частиц или - канализации охлажденного газа гелия для охлаждения обмоток магнитов устройств 2 и 3. С внешней стороны трубки 11 и вдоль нее проложены токопроводы 12 преимущественно из золота, серебра или меди. С внешней стороны токопроводов 12 установлено противоизломное покрытие 13 из накрученной на токопроводы нихромовой проволоки, с внешней стороны которой последовательно накручены теплоизоляционная каптоновая лента 14 и изоляционная лента 15 из стекловолокна. Каналы трубок 11 охлаждения сверхпроводящих обмоток магнитов 9 генератора 1 парогазовой смесью гелия соединены с криогенной станцией 6, а каналы трубок 11 охлаждения магнитов 9 устройств 2 и 3 - с соответствующими
машинами 9 охлаждения газа гелия, установленными непосредственно у соответствующих магнитов 10. Криогенная станция 7 выполнена в виде гелиевой установки охлаждения типа КГУ 1600/4.5, снабженной емкостью с жидким гелием, поршневым компрессором типа 1 ВУВ-45/150 и/или винтовым компрессором типа «Каскад- 80/25, фильтрами осушки гелия, а также - соединительными коллекторами прямого и обратного потока гелия (Криогенные технологии в сверхпроводящем ускорителе. М:, «Наука», 2008, с. 771). Центральная ЭВМ 5 входит в состав комплекса цифровых средств управления системой и содержит процессор 16, сервер 17 и соединенные с ними оптическими интерфейсными линиями связи 18 не менее трех автоматизированных рабочих мест 19, оснащенных персональными компьютерами 20 для врачей - онкологов, обследующих онкологических больных и разрабатывающих, для них программы лечения, и не менее четырех автоматизированных рабочих мест 21, оснащенных промышленными компьютерами 22 управления облучением очага онкологии. При этом промышленные компьютеры 22 непосредственно размещены у соответствующих установок 23 лучевой терапии устройства 3. Сервер 17 содержит магнитные, кремниевые и оптические носители информации, включающие блок постоянной памяти технических параметров системы и ее элементов, блок постоянной памяти стандартных характеристик онкологических заболеваний и блок перепрограммируемой памяти персональных данных онкологических больных (на фигурах не показано). Блок постоянной памяти технических параметров системы и ее элементов содержит субблоки памяти оптимальных и допустимых значений токов, напряжений, радиационного фона, температуры, давления и линейного перемещения конструкционных элементов устройств лучевой терапии. Блок постоянной памяти характеристик онкологических заболеваний включает субблоки памяти содержания признанных Минздравом РФ
медицинских онкологических справочников, рентгеновских и томографических снимков типовых опухолей, описаний методов их диагностики и оперативного удаления. Блок перепрограммируемой памяти персональных данных онкологических больных включает субблоки памяти рентгеновских и томографических снимков опухолей, параметры оптимальной фиксации больного для лучевой терапии, а также диапазоны, направления и скорости углового сканирования устройства фиксации и облучающей головки, оптимальные с точки зрения минимального повреждения здоровых тканей при облучении опухоли, описания и параметры текущих процедур лечения больного. Процессор 16 и сервер 17 по сигнальным входам соединен с аппаратурой 23 контроля и аварийной сигнализации. Аппаратура 23 содержит пороговое устройство, соединенное с датчиками радиационного фона, датчиками температуры, датчиками линейных перемещений конструкционных элементов устройств лучевой терапии (на фигурах не показано), установленных на соответствующих объектах контроля, выполненных с цифровым выходом и соединенных с комплексом цифровых средств 16, 17 управления оптической линией связи 18. Многоканальное устройство 3 лучевой терапии (фиг.2) содержит не менее четырех аппаратов 23 лучевой терапии с излучающей головкой 24, стационарное и/или мобильное устройство 25 фиксации пациента, устройство 26 визуализации опухоли, устройство 27 визуализации пучка заряженных частиц. Для уменьшения травмируемости здоровых тканей онкобольного головка 24 аппарата 23 снабжена фокусирующим и сканирующим магнитами с гелиевым охлаждением и цифровым управлением, соединенными по двунаправленной активной шине сопряжения с промышленным компьютером 21 управления облучением очага онкологии. Устройство 26 визуализации опухоли содержит позитронно-эмиссионный томограф и компьютерный томограф, соединенные между собой интерфейсной
оптической линией связи. Устройство визуализации 27 пучка заряженных частиц выполнено в виде позитронно-эмиссионного томографа. Стационарное устройство 25 фиксации выполнено совмещенным с аппаратом 23 лучевой терапии, например типа «гантри» с горизонтальной фиксацией пациента, а мобильное 25 - с возможностью фиксации пациента в любом удобном для терапии пространственном положении и возможностью перемещения устройства 25 фиксации вместе с пациентом между автоматизированными рабочими местами 19, 21 врачей-онкологов. Мобильное устройство 25 фиксации выполнено в виде кресла, снабженного приводом с тремя степенями свободы и установленного на мобильной платформе с колесами, причем кресло снабжено прижимными и растяжными механическими упорами для жесткой фиксации облучаемой части тела пациента относительно кресла, а привод выполнен с цифровым управлением и с возможностью качания кресла относительно направления протонно-ионного излучения. Генератор 1 заряженных частиц содержит последовательно соединенные сменный источник 28 заряженных частиц, преимущественно ионов изотопа углерода (С9, С11, С12, С13) или протонов, а также кольцевой или линейный ускоритель 29 заряженных частиц, снабженные блоком магнитов со сверхпроводящими обмотками и цифровым управлением. При этом сменный источник 28 конструктивно выполнен типа ЛУ-20, блок магнитов включает ускоряющие дипольные 30 и квадрупольные 31 магниты, установленные равномерно на оси ускорителя 29 с последовательным их чередованием, а также включает вводной 32 и выводной 33 отклоняющие магниты. Через вводной магнит 32 ускоритель 29 соединен с выходом источника 28 заряженных частиц, а через выводной магнит 33 с многоканальным устройством 2 транспортировки протонно-ионного излучения. Устройство 2 содержит расположенные на одной оси и соосно транспортирующие квадрупольные 34 и дипольные
35 магниты с последовательным их чередованием, а также содержит расположенные на этой оси не менее четырех отклоняющих магнитов 36 для вывода и транспортировки излучения в излучающие головки 24 аппаратов 23 лучевой терапии.
Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний работает следующим образом. На автоматизированных рабочих местах 19 и/или 21 врач-онколог с помощью устройства 25 фиксации фиксирует больного. Далее соединяет цифровой вход привода устройства 25 фиксации с соответствующим компьютером 20, 22. Затем подключает к соответствующему компьютеру 20, 22 устройство 26 визуализации опухоли и с помощью него обследует онкологического больного, изучает на мониторе соответствующего компьютера 20, 22 изображение опухоли и место ее расположения, разрабатывает программу обработки опухоли путем имитации облучения опухоли последовательным указанием на мониторе точек опухоли и направления их облучения. При этом автоматически по командам управления соответствующего компьютера 20, 22 вращается устройство 25 фиксации. Врач визуально наблюдает отработку устройством 25 отработку его целеуказания на компьютере. Данные датчиков каждого положения устройства 25 одновременно фиксируются компьютером и вводятся в его память в виде программы сканирования устройства 25 при облучении опухоли. Аналогичным образом для каждой точки воздействия на раковую опухоль без включения облучающей головки 24 аппарата 23 лучевой терапии имитируют программу фокусирования, углового направления и скорости сканирования луча головки 24 для уменьшения вероятности повреждения здоровых тканей. Результаты обследования, включая снимки раковой опухоли, ее месторасположение, антропологические данные пациента, расположение и программы сканирования, требуемая мощность, время и порядок выполнения лечебных процедур, а также предполагаемая
доза облучения автоматически запоминаются в соответствующем персональном компьютере 20, 22 и далее передаются в сервер 17 в его блок памяти персональных данных больного. Далее зафиксированного больного подвергают первому по разработанной процедуре лечения облучению протонно-ионным пучком с помощью излучающей головки 24 аппарата 23 лучевой терапии. При использовании мобильного устройства 25 фиксации предварительно перевозят его к аппарату 23, подключают его к промышленному компьютеру 22 управления, переносят персональные данные больного с сервера 17 в память компьютера 22. Далее проводят уточнение данных программ сканирования на мониторе компьютера 22 при пониженной мощности излучающее головки 24 с помощью устройств визуализации 26 и 27. Это необходимо для компенсации ошибок юстировки и возможных сдвигов больного в мобильном устройстве 25 фиксации в процессе перевозки. Затем нажатием кнопки Enter компьютеру 22 управления облучением дают разрешение на выполнение программы первого облучения. При этом головка 24 излучения включается на требуемую мощность, ее луч последовательно фокусируется на месте расположения опухоли с различных направлений путем одновременного поворота устройства 25 фиксации и направления излучения луча головки 24 в заданных программой облучения пределах. Одновременно врач-онколог по монитору компьютера 22 следит за правильностью выполнения программы облучения. Одновременно процедурные данные и процесс облучения передаются на сервер 17 и центральный процессор 16. Процессор 16 контролирует процесс облучения путем сравнения текущих данных облучения с допустимыми значениями. Одновременно он через аппаратуру 6 контроля и аварийной сигнализации опрашивает датчики радиационного фона, датчики температуры, датчики измерения линейного перемещения конструкционных элементов устройств лучевой терапии, а также датчики технических параметров генератора 1
заряженных частиц, устройства 2 канализации излучения и устройств 23 лучевой терапии. Сравнивает полученные данные с допустимыми пределами и в случае выхода параметров за допустимые пределы, опасные для жизни больного и врачей, а также в случае предаварийной ситуации на оборудовании системы выдает команды на автоматическое безаварийное отключение аппаратуры системы. Аналогичным образом функционирует система при работе на других автоматизированных рабочих местах врачей-онкологов.
Полезная модель разработана на уровне технического предложения. Готовится разработка технического проекта и опытного образца системы протонно-ионной терапии онкологических заболеваний.
Claims (17)
1. Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний, содержащая генератор заряженных частиц, соединенный через многоканальное устройство магнитной транспортировки излучения с многоканальным устройством лучевой терапии, снабженным излучающими головками, а также содержащая комплекс цифровых средств управления, соединенных по сигнальным входам и управляющим выходам с соответствующими элементами системы, причем генератор заряженных частиц снабжен ускоряющими и отклоняющими магнитами, многоканальное устройство магнитной транспортировки излучения - транспортирующими и отклоняющими магнитами, а излучающие головки устройств лучевой терапии - сканирующими и фокусирующими магнитами, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит криогенную станцию для охлаждения парогазовой смесью гелия обмоток магнитов генератора заряженных частиц, блок холодильных газовых машин для охлаждения газом гелия обмоток магнитов многоканальных устройств транспортировки излучения и лучевой терапии, аппаратуру контроля и аварийной сигнализации, соединенную с комплексом цифровых средств управления, при этом обмотки всех магнитов выполнены сверхпроводящими и снабжены каналами охлаждения, соединенными по парогазовой смеси агента охлаждения с криогенной станцией, а по газовому агенту охлаждения - с холодильными газовыми машинами, установленными в непосредственной близости у соответствующих магнитов.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что криогенная станция выполнена в виде гелиевой установки охлаждения типа КГУ 1600/4.5, снабженной емкостью с жидким гелием, поршневым компрессором типа 1 ВУВ-45/150 и/или винтовым компрессором типа «Каскад - 80/25, фильтрами осушки гелия, а также - соединительными коллекторами прямого и обратного потока гелия.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что холодильная газовая машина выполнена в виде теплообменника газа гелия с жидким азотом.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что комплекс цифровых средств управления содержит центральный процессор, сервер и соединенные с ними оптическими интерфейсными линиями связи не менее четырех автоматизированных рабочих мест, оснащенных персональными компьютерами для врачей-онкологов, обследующих онкологических больных и разрабатывающих для них программы лечения, и не менее четырех автоматизированных рабочих мест, оснащенных промышленными компьютерами управления облучением очага онкологии, причем промышленные компьютеры непосредственно размещены у соответствующих устройств лучевой терапии.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что сервер содержит магнитные, кремниевые и оптические носители информации, включающие блок постоянной памяти технических параметров системы и ее элементов, блок постоянной памяти стандартных характеристик онкологических заболеваний и блок перепрограммируемой памяти персональных данных онкологических больных.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок постоянной памяти технических параметров системы и ее элементов содержит субблоки памяти оптимальных и допустимых значений токов, напряжений, радиационного фона, температуры, давления и линейного перемещения конструкционных элементов устройств лучевой терапии.
6. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок постоянной памяти характеристик онкологических заболеваний включает субблоки памяти содержания признанных Минздравом РФ медицинских онкологических справочников, рентгеновских и томографических снимков типовых опухолей, описаний методов их диагностики и оперативного удаления.
7. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок перепрограммируемой памяти персональных данных онкологических больных включает субблоки памяти рентгеновских и томографических снимков опухолей, параметры оптимальной фиксации больного для лучевой терапии, а также диапазоны, направления и скорости углового сканирования устройства фиксации и облучающей головки, оптимальные с точки зрения минимального повреждения здоровых тканей при облучении опухоли, описания и параметры текущих процедур лечения больного.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что аппаратура контроля и аварийной сигнализации содержит блок пороговых датчиков радиационного фона, датчиков температуры, датчиков измерения линейного перемещения конструкционных элементов устройств лучевой терапии, выполненных с цифровым выходом и соединенных с комплексом цифровых средств управления оптической линией связи.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что многоканальное устройство лучевой терапии содержит не менее четырех аппаратов лучевой терапии с излучающей головкой, стационарное и/или мобильное устройство фиксации пациента, устройство визуализации опухоли, устройство визуализации пучка заряженных частиц, соединенные по двунаправленной активной шине сопряжения с промышленным компьютером управления облучением очага онкологии.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что стационарное устройство фиксации выполнено совмещенным с аппаратом лучевой терапии типа «гантри» с горизонтальной фиксацией пациента, а мобильное - автономным и с возможностью фиксации пациента в любом удобном для терапии пространственном положении и возможностью перемещения устройства фиксации вместе с пациентом между автоматизированными рабочими местами врачей-онкологов.
11. Система по п.9, отличающаяся тем, что мобильное устройство фиксации выполнено в виде кресла, снабженного приводом с тремя степенями свободы и установленного на мобильной платформе с колесами, причем кресло снабжено прижимными и растяжными механическими упорами для жесткой фиксации облучаемой части тела пациента относительно кресла, а привод выполнен с цифровым управлением и с возможностью качания кресла относительно направления протонно-ионного излучения.
12. Система по п.9, отличающаяся тем, что устройство визуализации опухоли содержит позитронно-эмиссионный томограф и компьютерный томограф, соединенные между собой интерфейсной оптической линией связи.
13. Система по п.9, отличающаяся тем, что устройство визуализации протонно-ионного излучения выполнено в виде позитронно-эмиссионного томографа.
14. Система по п.1, отличающаяся тем, что генератор заряженных частиц содержит последовательно соединенные сменный источник заряженных частиц типа ЛУ-20, а также кольцевой или линейный ускоритель протонов и ионов, снабженный блоком магнитов со сверхпроводящими обмотками и цифровым управлением, причем блок магнитов включает ускоряющие дипольные и квадрупольные магниты, установленные равномерно на оси ускорителя с последовательным их чередованием, а также включает вводной и выводной отклоняющие магниты.
15. Система по п.1, отличающаяся тем, что многоканальное устройство транспортировки излучения содержит расположенные на одной оси и соосно транспортирующие дипольные и квадрупольные магниты с последовательным их чередованием, а также содержит расположенные на этой оси не менее четырех отклоняющих магнитов для вывода и транспортировки излучения в излучающие головки устройств лучевой терапии.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что сверхпроводящие обмотки магнитов выполнены из сверхпроводящего кабеля, содержащего мельхиоровую трубку круглого или прямоугольного сечения для канализации охлаждающего агента, с внешней стороны которой и вдоль нее проложены токопроводы преимущественно из золота, серебра или меди, с внешней стороны токопроводов установлено противоизломное покрытие из накрученной на токопроводы нихромовой приволоки, с внешней стороны которой последовательно накручены теплоизоляционная каптоновая лента и изоляционная лента из стекловолокна.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008139489/22U RU81078U1 (ru) | 2008-10-06 | 2008-10-06 | Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008139489/22U RU81078U1 (ru) | 2008-10-06 | 2008-10-06 | Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU81078U1 true RU81078U1 (ru) | 2009-03-10 |
Family
ID=40528931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008139489/22U RU81078U1 (ru) | 2008-10-06 | 2008-10-06 | Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU81078U1 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2417804C2 (ru) * | 2009-06-23 | 2011-05-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей печени пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2420332C2 (ru) * | 2009-06-23 | 2011-06-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей легких пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2423155C2 (ru) * | 2009-07-03 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей трахеи пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2423157C2 (ru) * | 2009-07-03 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей пищевода пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2423156C2 (ru) * | 2009-06-10 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей молочной железы пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2424012C2 (ru) * | 2009-06-10 | 2011-07-20 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей желудка пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2491107C2 (ru) * | 2011-03-16 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей поджелудочной железы пучком адронов |
| RU2620931C2 (ru) * | 2010-12-22 | 2017-05-30 | Нуклетрон Оперейшнз Б.В. | Мобильный рентгеновский аппарат |
| RU2792417C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2023-03-22 | Кабусики Кайся Тосиба | Сканирующая катушка, сканирующий магнит и способ изготовления сканирующей катушки |
-
2008
- 2008-10-06 RU RU2008139489/22U patent/RU81078U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2423156C2 (ru) * | 2009-06-10 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей молочной железы пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2424012C2 (ru) * | 2009-06-10 | 2011-07-20 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей желудка пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2417804C2 (ru) * | 2009-06-23 | 2011-05-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей печени пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2420332C2 (ru) * | 2009-06-23 | 2011-06-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей легких пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2423155C2 (ru) * | 2009-07-03 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей трахеи пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2423157C2 (ru) * | 2009-07-03 | 2011-07-10 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей пищевода пучком адронов и устройство для его осуществления |
| RU2620931C2 (ru) * | 2010-12-22 | 2017-05-30 | Нуклетрон Оперейшнз Б.В. | Мобильный рентгеновский аппарат |
| RU2491107C2 (ru) * | 2011-03-16 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" | Способ проведения облучения злокачественных опухолей поджелудочной железы пучком адронов |
| RU2792417C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2023-03-22 | Кабусики Кайся Тосиба | Сканирующая катушка, сканирующий магнит и способ изготовления сканирующей катушки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU81078U1 (ru) | Система протонно-ионной терапии онкологических заболеваний | |
| CN101203268B (zh) | 包括磁共振成像装置的粒子辐射治疗设备 | |
| JP4616843B2 (ja) | 多重室照射治療システム | |
| EP3839541B1 (en) | Toroidal magnet configuration for dedicated mri scanners | |
| EP2078537B1 (en) | Radiation therapy apparatus | |
| JP6827114B2 (ja) | 磁石ユニットと照射ユニットとを備える医用イメージングシステム | |
| US20120307973A1 (en) | Radiotherapy system | |
| CN105561484A (zh) | 患者定位系统 | |
| EP2355901A1 (en) | Real time treatment parameter algorithm for moving targets | |
| US11904188B2 (en) | Fully-spherical radiation therapy system | |
| CN110559004A (zh) | 一种医学系统 | |
| US12491381B2 (en) | Scalable slim radiotherapy treatment delivery system topology | |
| CN116171182A (zh) | 用于放射治疗的x射线成像系统 | |
| Kraan et al. | Technological developments and future perspectives in particle therapy: a topical review | |
| US20130345546A1 (en) | Ct-mri hybrid apparatus with larger ct core-diameter and method of implementing the same | |
| KR101500247B1 (ko) | 단일광자 영상획득을 위한 ｐｅｔ와 콜리메이터 통합형 중성자 치료기 | |
| CN116459458A (zh) | 一种放射治疗装置 | |
| Matinfar et al. | Small animal radiation research platform: imaging, mechanics, control and calibration | |
| US9538964B2 (en) | Inclined pet device and pet combined device | |
| RU2423156C2 (ru) | Способ проведения облучения злокачественных опухолей молочной железы пучком адронов и устройство для его осуществления | |
| Klein et al. | New superconducting cyclotron driven scanning proton therapy systems | |
| KR20150065611A (ko) | Cbct/mr 하이브리드 시뮬레이션 시스템 및 방사선 치료를 위한 기준영상 생성 방법 | |
| RU2420332C2 (ru) | Способ проведения облучения злокачественных опухолей легких пучком адронов и устройство для его осуществления | |
| RU2423157C2 (ru) | Способ проведения облучения злокачественных опухолей пищевода пучком адронов и устройство для его осуществления | |
| RU2417804C2 (ru) | Способ проведения облучения злокачественных опухолей печени пучком адронов и устройство для его осуществления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091007 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20120920 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20131007 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20151020 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161007 |