一种新型医用质子系统（专利）：可大幅降低质子系统成本 专利概要
一种医用质子放射系统，包括一个非直线质子加速器、一个旋转机构和多个环形布置的机架。其中，质子加速器与其下方的旋转机构连接，侧向安装一个负责将质子束输运到加速器之外的直线束流输运段A；机架的背侧安装一个负责将质子射束导入机架的直线束流输运段B；旋转机构驱动质子加速器旋转，可使直线束流输运段A与任意一个直线束流输运段B对接，组成一个完整的直线束流输运段，实现加速器与机架之间的束流贯通。 技术背景 质子射线以其优异的物理特性，在最大限度杀伤肿瘤细胞的同时可以最大限度保护正常组织，此能力远超光子射线，具体体现在：1、射线在体内的射程可控，可保证肿瘤后方的组织不会受到照射。如是光子射线，肿瘤后方也会受到照射。
2、质子线在射程的末端会形成一个高剂量区，称布拉格峰(Bragg Peak)，这个布拉格峰可以拉宽，形成扩展的布拉格峰(SOBP)，用来覆盖整个肿瘤，峰前的坪区剂量较低且平坦，且沿射线方向，肿瘤越短，峰坪比越高。如是光子射线，在肿瘤的前方剂量可能更高。
两项结合，无论是单角度照射还是多角度照射，质子射线都会比光子射线形成更优的剂量分布，在靶区剂量一定时，质子射线在靶区周边形成的剂量更低；在靶区周边剂量一定时，质子射线在靶区形成的剂量更高。从技术角度看，质子取代光子放疗是必然趋势。那么是什么阻碍了质子放射普及呢，作者以为，是质子系统过高的制造成本，一般的医疗机构购置不起，只能等待，等待质子系统大幅度降价的那一天。质子系统主要由质子加速器、质子束流传输系统和承载质子束流传输系统的机架构成，加速器产生的质子束通过传输系统送到机架中。质子束传输系统一般由多个直线节输运段串联构而成的周期性输运段和从周期性输运段引出的多个支束线输运段组成，支束线输运段一般为弯曲输运段。每个直线节输运段和曲线支束线输运段都包含许多种多个电器部件，它们占医用质子系统制造成本的很大部分。如能发明一种新型医用质子系统，不通过周期性输运段和支束线输运段，直接将质子加速器产生的质子束分别传输到多个机架中，可大幅度降低质子系统的造价，本设计是一次尝试。一般来讲，一个质子加速器可支持4~5个室，均摊下来，如果每个室的运营成本接近一台高能光子加速器的运营成本，质子加速普及的那一天就到来了。高能加速器的光子线和电子线，质子线都可代替。系统结构
一种医用质子放射系统主要由质子加速器、旋转机构和多个环形布置的机架构成。
将一个质子加速器通过一个较短的直线射束输运段直接与多个机架对接的想法，是受到迈胜微型质子加速器的启发，见下图。
迈胜为实现将质子加速器直接与束流输送系统连通，可以将质子加速器整体以较长的力臂旋转起来，最初的想法要有很大的气魄。有前人鼓励，作者才有胆让未加超导技术的又大又笨重的质子加速器整体自旋起来。
1质子加速器
概述中使用了非直线质子加速器的概念。
目前用于放射的质子加速器主要有回旋加速器、同步加速器和直线加速器，非直线质子加速器的含义是排除了直线加速器。
本设计以固定能量的等时性回旋加速器为蓝本，参照的是唐劲天等专家主编的《肿瘤质子放射学》第五章描述的北京质子医疗中心当时拟引进的比利时IBA质子加速器，见下图。
唯一的改动是在下磁轭横向接出一个短悬臂，用来安装一个半截直线射束输运段A。左右两个白物体是用来形成一个真空环境。质子束经偏转后，再经直线射束输运段A引导出来，并穿过右边锥形体顶端的真空窗，进入下一行程。直线射束输运段A主要由几个聚焦棱镜构成，以黄方体示意。
2旋转系统
∙旋转系统由旋转机构、旋转驱动机构和限位机构构成；
∙旋转机构是一个回旋支撑轴，有现成的尺寸；
∙旋转驱动机构采用的是带轮机构，也可采用其它驱动方式。
∙
无论采用那种旋转驱动机构都很难将真空窗位置的弧线位置精度控制在0.1 mm以内，为此，已采用了机械限位，如上图，为每个预定转位设置两个限位桩，限位过程如下：质子加速器开始旋转时，所有限位桩都落下，当加速器的悬臂接近某一预定位置时，前面的限位桩升起，旋转速度放慢，靠向限位桩，贴紧后，后面的限位桩也升起，将悬臂夹住，然后驱动电机停止工作。
3旋转机架在《肿瘤质子放射学》成书的时期，一般一个质子加速器可分别支持三个转动机架、一个水平固定束辐射头和一个垂直固定束辐射头，不知现在的情况怎样了。作者的设想是，由五家医院共同建设一个放疗中心，故设置五个旋转机架，分配给各家，不厚此薄彼。留出一个空位，用于其它特殊用途。
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