一種醫用超導質子同步加速器的制作方法

本發明涉及同步加速器領域，尤其涉及一種用于腫瘤治療的醫用超導質子同步加速器。

背景技術：

質子在深度方向上優異的布拉格峰特性使得其成為腫瘤治療中最為先進的手段之一，目前世界上質子治療裝置和治療中心的建設越來越多。目前運行及建造中的質子治癌加速器主要是回旋加速器和同步加速器。回旋加速器可以提供穩定的連續束，其束流切斷和開啟速度很快，可以滿足呼吸門控的要求。但是回旋加速器改變能量依靠的是安放在高能線上的機械裝置——降能器，利用散射將束流能量降低；其優點是能量調節迅速，可以實現50毫秒一檔的改變能量速度，能夠支持快速重復掃描模式來治療移動腫瘤；但缺點是散射造成束流利用率很低，治療時最低能量70MeV時的通過效率不到1％，降能造成的散射和之后能量選擇造成的大量束流損失會導致極大的輻射，對輻射防護以及設備安全造成很大的壓力。

與回旋加速器相比，同步加速器的明顯優點在于它可以對束流的能量方便地進行調節，以適應放射治療對離子能量精確變化的需要，不需要額外的能量降能片，能夠確保相對干凈(輻射小)的環境。采用了新的多能量引出方式之后，其固有的換能時間緩慢、造成無效治療時間長而無法適應快速重復掃描的缺點基本不存在。已有專利文獻CN105392270A在具體磁鐵、電源等設計時，考慮了這種新的技術，從而極大減少了治療時間。但是這種加速器的設計具有以下缺點為：一是較為復雜，采用了8塊偏轉二極磁鐵和12塊聚焦和散焦四極磁鐵，元件的增加意味著可靠性的下降；二是結構不夠緊湊，元件與元件之間的空隙成了浪費；三是能耗較高，磁鐵是大功率設備，循環的升能降能過程浪費了大量能量；四是包絡函數仍然較大，因而空間電荷效應較大，導致粒子存儲較少。

周知的，同樣的偏轉角度下，超導磁鐵由于磁場強度強，其長度往往比常溫磁鐵要短上數倍，而超導線圈本身的損耗也極小，因此超導磁鐵是降低能耗和加速器規模的極好選擇。很多回旋和同步回旋加速器都開始采用超導磁鐵來降低能耗和加速器尺寸。但是，由于超導磁鐵的電感較大，一般情況下超導磁鐵磁場上升速度收到了限制。而非專利文獻Atomic Energy,Vol.112,No.2(2012)p80～p89中解決了制約超導磁鐵磁場上升速度的最大因素，達到了一般醫用質子同步加速器要求的大于4T/s的上升速度，因而使得超導磁鐵應用于同步加速器成為了可能。

技術實現要素：

為了解決上述現有同步加速器中存在的問題，本發明旨在提供一種緊湊型的醫用質子同步加速器，以減小束流包絡函數，實現大的粒子儲存特性，同時結構較為簡單，能耗也較少。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種醫用超導質子同步加速器，包括多個偏轉二極磁鐵和多個直線節，其中，所述偏轉二極磁鐵為超導磁鐵并帶有邊緣角，并且其中至少一個所述直線節中包括水平散焦四極磁鐵。

優選地，所述同步加速器包括四個所述偏轉二極磁鐵，分別為：依次連接的第一至第四偏轉二極磁鐵，且該第一偏轉二極磁鐵還與第四偏轉二極磁鐵相連以構成一環形結構；

所述同步加速器包括四個所述直線節，分別為：連接在第一偏轉二極磁鐵與第四偏轉二極磁鐵之間、第一偏轉二極磁鐵與第二偏轉二極磁鐵之間、第二偏轉二極磁鐵與第三偏轉二極磁鐵之間以及第三偏轉二極磁鐵與第四偏轉二極磁鐵之間的第一至第四直線節。

進一步地，所述同步加速器包括兩個所述水平散焦四極磁鐵，分別為：設置在所述第一直線節中的第一水平散焦四極磁鐵以及設置在所述第三直線節中的第二水平散焦四極磁鐵；

所述第一直線節包括：依次連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第四偏轉二極磁鐵之間的所述第一水平散焦四極磁鐵、一第一共振六極磁鐵和一注入靜電切割板、以及與所述注入靜電切割板連接的一注入靜磁切割磁鐵；

所述第二直線節包括：依次連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第二偏轉二極磁鐵之間的一第一注入凸軌磁鐵、一高頻加速裝置和一第一色品六極磁鐵；

第三直線節包括：依次連接在所述第二偏轉二極磁鐵與所述第三偏轉二極磁鐵之間的一引出靜電切割板、一第二共振六極磁鐵和所述第二水平散焦四極磁鐵；

第四直線節包括：依次連接在所述第三偏轉二極磁鐵與所述第四偏轉二極磁鐵之間的一橫向高頻激勵電極、一第二注入凸軌磁鐵和一第二色品六極磁鐵，還包括與所述第三偏轉極磁鐵連接的一引出靜磁切割磁鐵。

優選地，所述同步加速器包括八個所述偏轉二極磁鐵，分別為：依次連接的第一至第八偏轉二極磁鐵，且該第一偏轉二極磁鐵還與第八偏轉二極磁鐵相連以構成一環形結構；

所述同步加速器包括四個直線節，分別為：連接在第一偏轉二極磁鐵與第八偏轉二極磁鐵之間、第一偏轉二極磁鐵與第二偏轉二極磁鐵之間、第四偏轉二極磁鐵與第五偏轉二極磁鐵之間以及第五偏轉二極磁鐵與第六偏轉二極磁鐵之間的第一至第四直線節。

進一步地，所述同步加速器包括兩個所述水平散焦四極磁鐵，分別為：設置在所述第一直線節中的第一水平散焦四極磁鐵以及設置在所述第三直線節中的第二水平散焦四極磁鐵；

所述第一直線節包括：依次連接在所述第一偏轉二極磁鐵與第八偏轉二極磁鐵之間的所述第一水平散焦四極磁鐵、一第一共振六極磁鐵和注入靜電切割板、以及與所述注入靜電切割板連接的一注入靜磁切割磁鐵；

所述第二直線節包括：依次連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第二偏轉二極磁鐵之間的一第一注入凸軌磁鐵、一高頻加速裝置和一第一色品六極磁鐵；

所述第三直線節包括：依次連接在所述第四偏轉二極磁鐵與所述第五偏轉二極磁鐵之間的一引出靜電切割板、一第二共振六極磁鐵和所述第二水平散焦四極磁鐵；

所述第四直線節包括：依次連接在所述第五偏轉二極磁鐵與所述第六偏轉二極磁鐵之間的一橫向高頻激勵電極、一第二注入凸軌磁鐵和一第二色品六極磁鐵，還包括與所述第五偏轉極磁鐵連接的一引出靜磁切割磁鐵。

優選地，所述同步加速器包括六個偏轉二極磁鐵，分別為：依次連接的第一至第六偏轉二極磁鐵，且該第一偏轉二極磁鐵還與第六偏轉二極磁鐵相連以構成一環形結構；

所述同步加速器包括四個直線節，分別為：連接在第一偏轉二極磁鐵與第六偏轉二極磁鐵之間、第一偏轉二極磁鐵與第二偏轉二極磁鐵之間、第三偏轉二極磁鐵與第四偏轉二極磁鐵之間以及第四偏轉二極磁鐵與第五偏轉二極磁鐵之間的第一至第四直線節。

進一步地，所述同步加速器包括兩個所述水平散焦四極磁鐵，分別為：設置在所述第一直線節中的第一水平散焦四極磁鐵以及設置在所述第三直線節中的第二水平散焦四極磁鐵；

所述第一直線節包括：依次連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第六偏轉二極磁鐵之間的所述第一水平散焦四極磁鐵、一第一共振六極磁鐵和一注入靜電切割板、以及與所述注入靜電切割板連接的一注入靜磁切割磁鐵；

所述第二直線節包括：依次連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第二偏轉二極磁鐵之間的一第一注入凸軌磁鐵、一高頻加速裝置和一第一色品六極磁鐵；

所述第三直線節包括：依次連接在所述第三偏轉二極磁鐵與所述第四偏轉二極磁鐵之間的一引出靜電切割板、一第二共振六極磁鐵和所述第二水平散焦四極磁鐵；

所述第四直線節包括：依次連接在所述第四偏轉二極磁鐵與所述第五偏轉二極磁鐵之間的一橫向高頻激勵電極、一第二注入凸軌磁鐵和一第二色品六極磁鐵，還包括與所述第五偏轉極磁鐵連接的一引出靜磁切割磁鐵。

優選地，所述同步加速器包括六個偏轉二極磁鐵，分別為：依次連接的第一至第六偏轉二極磁鐵，且該第一偏轉二極磁鐵還與第六偏轉二極磁鐵相連以構成一環形結構；

所述同步加速器包括六個直線節，分別為：連接在第一偏轉二極磁鐵與第六偏轉二極磁鐵之間、第一偏轉二極磁鐵與第二偏轉二極磁鐵之間、第二偏轉二極磁鐵與第三偏轉二極磁鐵之間、第三偏轉二極磁鐵與第四偏轉二極磁鐵之間、第四偏轉二極磁鐵與第五偏轉二極磁鐵之間、第五偏轉二極磁鐵與第六偏轉二極磁鐵之間的第一至第六直線節。

進一步地，所述同步加速器包括兩個所述水平散焦四極磁鐵，分別為：設置在所述第六直線節中的第一水平散焦四極磁鐵以及設置在所述第三直線節中的第二水平散焦四極磁鐵；

所述第一直線節包括：連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第六偏轉二極磁鐵之間的一注入靜電切割板，還包括與所述注入靜電切割板連接的一注入靜磁切割磁鐵；

所述第二直線節包括：依次連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第二偏轉二極磁鐵之間的一第一注入凸軌磁鐵和一高頻加速裝置；

所述第三直線節包括：依次連接在所述第二偏轉二極磁鐵與所述第三偏轉二極磁鐵之間的一第一色品六極磁鐵、所述第二水平散焦四極磁鐵和一第二共振六極磁鐵；

所述第四直線節包括：連接在所述第三偏轉二極磁鐵與所述第四偏轉二極磁鐵之間的一引出靜電切割板；

所述第五直線節包括：連接在所述第四偏轉二極磁鐵與所述第五偏轉二極磁鐵之間的一橫向高頻激勵電極，還包括與所述第四偏轉極磁鐵連接的一引出靜磁切割磁鐵；

所述第六直線節包括：依次連接在所述第五偏轉二極磁鐵與所述第六偏轉二極磁鐵之間的一第二色品六極磁鐵、一第二注入凸軌磁鐵、所述第一水平散焦四極磁鐵和一第一共振六極磁鐵。

優選地，所述同步加速器包括八個偏轉二極磁鐵，分別為：依次連接的第一至第八偏轉二極磁鐵，且該第一偏轉二極磁鐵還與第八偏轉二極磁鐵相連以構成一環形結構；

所述同步加速器包括四個直線節，分別為：連接在第一偏轉二極磁鐵與第八偏轉二極磁鐵之間、第一偏轉二極磁鐵與第二偏轉二極磁鐵之間、第二偏轉二極磁鐵與第三偏轉二極磁鐵之間、第三偏轉二極磁鐵與第四偏轉二極磁鐵之間、第四偏轉二極磁鐵與第五偏轉二極磁鐵之間、第五偏轉二極磁鐵與第六偏轉二極磁鐵之間、第六偏轉二極磁鐵與第七偏轉二極磁鐵之間、以及第七偏轉二極磁鐵與第八偏轉二極磁鐵之間的第一至第八直線節。

進一步地，所述同步加速器包括兩個所述水平散焦四極磁鐵，分別為：設置在所述第八直線節中的第一水平散焦四極磁鐵以及設置在所述第四直線節中的第二水平散焦四極磁鐵；

所述第一直線節包括：連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第八偏轉二極磁鐵之間的一注入靜電切割板，還包括與所述注入靜電切割板連接的一注入靜磁切割磁鐵；

所述第二直線節包括：連接在所述第一偏轉二極磁鐵與所述第二偏轉二極磁鐵之間的一高頻加速裝置；

所述第三直線節包括：依次連接在所述第二偏轉二極磁鐵與所述第三偏轉二極磁鐵之間的一第一注入凸軌磁鐵和一第一色品六極磁鐵；

所述第四直線節包括：依次連接在所述第三偏轉二極磁鐵與所述第四偏轉二極磁鐵之間的一第二共振六極磁鐵和所述第二水平散焦四極磁鐵；

所述第五直線節包括：連接在所述第四偏轉二極磁鐵與所述第五偏轉二極磁鐵之間的一引出靜電切割板；

所述第六直線節包括：與所述第五偏轉極磁鐵連接的一引出靜磁切割磁鐵；

所述第七直線節包括：依次連接在所述第六偏轉二極磁鐵與所述第七偏轉二極磁鐵之間的一橫向高頻激勵電極和一第二色品六極磁鐵；

所述第八直線節包括：依次連接在所述第七偏轉二極磁鐵與所述第八偏轉二極磁鐵之間的一第二注入凸軌磁鐵、一第一共振六極磁鐵、和所述第一水平散焦四極磁鐵。

通過采用上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

本發明通過利用超導偏轉二極磁鐵的水平聚焦效果及其邊緣聚焦的垂直聚焦效果達到雙向聚焦，形成的弱聚焦能夠控制其水平和垂直包絡函數都在較小水平。與專利文獻CN105392270A的技術方案相比，本發明的包絡函數更小，進而有效增加了同步加速器的接受度，增加了質子儲存數目，提高了質子利用率和占空比，縮短了治療時間；而且小的包絡函數意味著較小的磁鐵孔徑和小的磁鐵儲能，也降低了能量消耗；超導磁鐵的采用也大大降低了導線上的能量損耗，也減少了整個加速器的周長，從而有效地利用了同步加速器的空間，進而最大程度地降低裝置和建筑的建造成本，降低了治療成本。另外，本發明的結構非常緊湊，減少了不必要的間隙和磁鐵元件，以利用盡可能少的元件數目實現醫用加速器的功能。

附圖說明

圖1是本發明優選的醫用超導質子同步加速器的第一個實施例的結構示意圖；

圖1A是本發明中帶有邊緣角的偏轉二極磁鐵的結構示意圖；

圖1B是常規偏轉二極磁鐵的結構示意圖；

圖2是圖1中的醫用超導質子同步加速器的包絡函數的示意圖；

圖3是本發明的醫用超導質子同步加速器的第二個實施例結構示意圖；

圖4是本發明的醫用超導質子同步加速器的第三個實施例結構示意圖；

圖5是本發明的醫用超導質子同步加速器的第四個實施例結構示意圖；

圖6是本發明的醫用超導質子同步加速器的第五個實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1～6，給出本發明的較佳實施例，并予以詳細描述，使能更好地理解本發明的功能、特點。其中，各圖中使用的后兩位相同的附圖標記用于指示相同的特征。

專利文獻CN105392270A提到：要在保持同步加速器周長盡量小的情況下，盡量減小包絡函數。而增強偏轉磁鐵場強即可以有效增強水平聚焦強度，從而降低包絡函數，同時又能縮短同步加速器周長。另外，公知的，采用弱聚焦和偏轉磁鐵的邊緣角聚焦可以極大減少元件數量，雖然受誤差影響較大，但可以通過合理的布局設計以及一定數量的校正元件，如本發明中采用水平散焦四極磁鐵移動工作點進行補償。因此，本發明旨在利用超導磁鐵增強偏轉磁鐵和弱聚焦來降低包絡函數并采用弱聚焦減少磁鐵數量。

基于上述內容，本發明提供了如圖1所示的醫用超導質子同步加速器，其包括：

依次連接的第一至第四偏轉二極磁鐵101～104，且該第一偏轉二極磁鐵101還與第四偏轉二極磁鐵104相連以構成一環形結構以偏轉束流(束流方向為圖1中環形結構的順時針方向)。其中第一至第四偏轉二極磁鐵101～104為超導磁鐵，偏轉角度均為90°，并具有一定的邊緣角進行邊緣聚焦，圖1A和圖1B中示出了本發明帶有邊緣角的偏轉二極磁鐵與常規偏轉二極磁鐵的區別；

分別連接在第一偏轉二極磁鐵101與第四偏轉二極磁鐵104之間、第一偏轉二極磁鐵101與第二偏轉二極磁鐵102之間、第二偏轉二極磁鐵102與第三偏轉二極磁鐵103之間以及第三偏轉二極磁鐵103與第四偏轉二極磁鐵104之間的第一至第四直線節。其中：

第一直線節包括：依次連接在第一偏轉二極磁鐵101與第四偏轉二極磁鐵104之間的第一水平散焦四極磁鐵111、第一共振六極磁鐵141和注入靜電切割板122，還包括與注入靜電切割板122連接的注入靜磁切割磁鐵121；

第二直線節包括：依次連接在第一偏轉二極磁鐵101與第二偏轉二極磁鐵102之間的第一注入凸軌磁鐵123、高頻加速裝置151以及第一色品六極磁鐵142；

第三直線節包括：依次連接在第二偏轉二極磁鐵102與第三偏轉二極磁鐵103之間的引出靜電切割板131、第二共振六極磁鐵143和第二水平散焦四極磁鐵112；

第四直線節包括：依次連接在第三偏轉二極磁鐵103與第四偏轉二極磁鐵104之間的橫向高頻激勵電極133、第二注入凸軌磁鐵124和第二色品六極磁鐵144，還包括與第三偏轉極磁鐵103連接的引出靜磁切割磁鐵132。

以上各部件之間通過真空管(圖中未示)相連。

本實施例在使用時，一個治療周期內由注入器提供低能質子束經過注入靜磁切割磁鐵121、注入靜電切割板122、第一、第二注入凸軌磁鐵123、124和第一至第四偏轉二極磁鐵101～104等注入到本發明的醫用超導質子同步加速器并儲存；然后，根據治療要求，通過同步上升偏轉二極磁鐵101～104，質子在高頻加速裝置151的作用下能量得到提升。在相應的治療能量下，激勵水平散焦四極磁鐵111、112，使工作點移動到靠近三階共振線，質子在橫向高頻激勵電極133、第一、第二共振六極磁鐵141、143的作用下擴散到引出通道，引出靜電切割板131和引出靜磁切割磁鐵132引出到質子同步加速器外直至病人。在需要時，可以在該治療周期內停止引出，并切換能量實施引出。

圖2為本實施例對應的水平和垂直束流包絡函數，其中，縱坐標表示該函數的大小，單位為米(m)，橫坐標表示在同步加速器中的縱向位置，單位為米(m)。可見，本發明具有包絡函數小，有效接受度大的特點，模擬計算表明可以儲存更多的質子。

綜上所述，本實施例采用了4塊超導偏轉二極磁鐵結合邊緣聚焦降低了包絡函數和縮短周長，并且兩塊水平散焦四極磁鐵111、112可以調節工作點，極大的簡化了元件數量，降低了能耗。

以上所述的，僅為本發明的較佳實施例，并非用以限定本發明的范圍。本發明的上述實施例還可以做出各種變化，如圖3、圖4、圖5、圖6等分別給出了不同的實施例。其中圖3和圖4中的實例通過將偏轉二極磁鐵的偏轉角度改變為45度和60度，相應的數量改變為8塊和6塊，使得兩個直線節之間的偏轉角度稍有不同，但是四極磁鐵211、212，六極磁鐵241、244，注入元件221～224，引出元件231～233等的相對位置并未變化，其通過偏轉二極磁鐵的邊緣角改變聚焦參數得以調節布局結構，工作原理和過程與第一個實例相同，但是包絡函數稍大不及第一個優選實施例優化。圖5和圖6在改變偏轉二極磁鐵的偏轉角度和數量的同時改變了其他元件的位置、偏轉二極磁鐵的邊緣角度達到優化包絡函數的目的，比第一個優選實施例相差的是空間利用率不高，但是其他效果基本相同。

下面結合圖3～圖6介紹本發明第二～五個實施例的具體結構。

圖3所示的醫用超導質子同步加速器包括：

依次連接的第一至第八偏轉二極磁鐵201～208，且該第一偏轉二極磁鐵201還與第八偏轉二極磁鐵208相連以構成一環形結構以偏轉束流，其中第一至第八偏轉二極磁鐵201～208為超導磁鐵，偏轉角度均為45°，并具有一定的邊緣角進行邊緣聚焦；

分別連接在第一偏轉二極磁鐵201與第八偏轉二極磁鐵208之間、第一偏轉二極磁鐵201與第二偏轉二極磁鐵202之間、第四偏轉二極磁鐵204與第五偏轉二極磁鐵205之間以及第五偏轉二極磁鐵205與第六偏轉二極磁鐵206之間的第一至第四直線節。

在本實施例中，第一至第四直線節的結構與第一個實施例中的第一至第四直線節完全相同，具體地：

第一直線節包括：依次連接在第一偏轉二極磁鐵201與第八偏轉二極磁鐵208之間的第一水平散焦四極磁鐵211、第一共振六極磁鐵241和注入靜電切割板222，還包括與注入靜電切割板222連接的注入靜磁切割磁鐵221；

第二直線節包括：依次連接在第一偏轉二極磁鐵201與第二偏轉二極磁鐵202之間的第一注入凸軌磁鐵223、高頻加速裝置251以及第一色品六極磁鐵242；

第三直線節包括：依次連接在第四偏轉二極磁鐵204與第五偏轉二極磁鐵205之間的引出靜電切割板231、第二共振六極磁鐵243和第二水平散焦四極磁鐵212；

第四直線節包括：依次連接在第五偏轉二極磁鐵205與第六偏轉二極磁鐵206之間的橫向高頻激勵電極233、第二注入凸軌磁鐵224和第二色品六極磁鐵244，還包括與第五偏轉極磁鐵205連接的引出靜磁切割磁鐵232。

圖4所示的醫用超導質子同步加速器包括：

依次連接的第一至第六偏轉二極磁鐵301～306，且該第一偏轉二極磁鐵301還與第六偏轉二極磁鐵306相連以構成一環形結構以偏轉束流，其中第一至第六偏轉二極磁鐵301～306為超導磁鐵，偏轉角度均為60°，并具有一定的邊緣角進行邊緣聚焦；

分別連接在第一偏轉二極磁鐵301與第六偏轉二極磁鐵306之間、第一偏轉二極磁鐵301與第二偏轉二極磁鐵302之間、第三偏轉二極磁鐵303與第四偏轉二極磁鐵304之間以及第四偏轉二極磁鐵304與第五偏轉二極磁鐵305之間的第一至第四直線節。

在本實施例中，第一至第四直線節的結構與第一和第二個實施例中的第一至第四直線節完全相同，具體地：

第一直線節包括：依次連接在第一偏轉二極磁鐵301與第六偏轉二極磁鐵306之間的第一水平散焦四極磁鐵311、第一共振六極磁鐵341和注入靜電切割板322，還包括與注入靜電切割板322連接的注入靜磁切割磁鐵321；

第二直線節包括：依次連接在第一偏轉二極磁鐵301與第二偏轉二極磁鐵302之間的第一注入凸軌磁鐵323、高頻加速裝置351以及第一色品六極磁鐵342；

第三直線節包括：依次連接在第三偏轉二極磁鐵303與第四偏轉二極磁鐵304之間的引出靜電切割板331、第二共振六極磁鐵343和第二水平散焦四極磁鐵312；

第四直線節包括：依次連接在第四偏轉二極磁鐵304與第五偏轉二極磁鐵305之間的橫向高頻激勵電極333、第二注入凸軌磁鐵324和第二色品六極磁鐵344，還包括與第五偏轉極磁鐵305連接的引出靜磁切割磁鐵332。

圖5所示的醫用超導質子同步加速器包括：

依次連接的第一至第六偏轉二極磁鐵401～406，且該第一偏轉二極磁鐵401還與第六偏轉二極磁鐵406相連以構成一環形結構以偏轉束流，其中第一至第六偏轉二極磁鐵401～406為超導磁鐵，偏轉角度均為60°，并具有一定的邊緣角進行邊緣聚焦；

分別連接在第一偏轉二極磁鐵401與第六偏轉二極磁鐵406之間、第一偏轉二極磁鐵401與第二偏轉二極磁鐵402之間、第二偏轉二極磁鐵402與第三偏轉二極磁鐵403之間、第三偏轉二極磁鐵403與第四偏轉二極磁鐵404之間、第四偏轉二極磁鐵404與第五偏轉二極磁鐵405之間、第五偏轉二極磁鐵405與第六偏轉二極磁鐵406之間的第一至第六直線節。

在本實施例中，第一至第六直線節相對于第一～第三個實施例中的直線節發生了結構上的改變，具體地：

第一直線節包括：連接在第一偏轉二極磁鐵401與第六偏轉二極磁鐵406之間的注入靜電切割板422，還包括與注入靜電切割板422連接的注入靜磁切割磁鐵421；

第二直線節包括：依次連接在第一偏轉二極磁鐵401與第二偏轉二極磁鐵402之間的第一注入凸軌磁鐵423和高頻加速裝置451；

第三直線節包括：依次連接在第二偏轉二極磁鐵402與第三偏轉二極磁鐵403之間的第一色品六極磁鐵442、第二水平散焦四極磁鐵412和第二共振六極磁鐵443；

第四直線節包括：連接在第三偏轉二極磁鐵403與第四偏轉二極磁鐵404之間的引出靜電切割板431；

第五直線節包括：連接在第四偏轉二極磁鐵404與第五偏轉二極磁鐵405之間的橫向高頻激勵電極433，還包括與第四偏轉極磁鐵404連接的引出靜磁切割磁鐵432；

第六直線節包括：依次連接在第五偏轉二極磁鐵405與第六偏轉二極磁鐵406之間的第二色品六極磁鐵444、第二注入凸軌磁鐵424、第一水平散焦四極磁鐵411和第一共振六極磁鐵441。

圖6所示的醫用超導質子同步加速器包括：

依次連接的第一至第八偏轉二極磁鐵501～508，且該第一偏轉二極磁鐵501還與第八偏轉二極磁鐵508相連以構成一環形結構以偏轉束流，其中第一至第八偏轉二極磁鐵501～508為超導磁鐵，偏轉角度均為45°，并具有一定的邊緣角進行邊緣聚焦；

分別連接在第一偏轉二極磁鐵501與第八偏轉二極磁鐵508之間、第一偏轉二極磁鐵501與第二偏轉二極磁鐵502之間、第二偏轉二極磁鐵502與第三偏轉二極磁鐵503之間、第三偏轉二極磁鐵503與第四偏轉二極磁鐵504之間、第四偏轉二極磁鐵504與第五偏轉二極磁鐵505之間、第五偏轉二極磁鐵505與第六偏轉二極磁鐵506之間、第六偏轉二極磁鐵506與第七偏轉二極磁鐵507之間、以及第七偏轉二極磁鐵507與第八偏轉二極磁鐵508之間的第一至第八直線節。

在本實施例中，第一至第八直線節相對于第一～第三個實施例中的直線節發生了結構上的改變，具體地：

第一直線節包括：連接在第一偏轉二極磁鐵501與第八偏轉二極磁鐵508之間的注入靜電切割板522，還包括與注入靜電切割板522連接的注入靜磁切割磁鐵521；

第二直線節包括：連接在第一偏轉二極磁鐵501與第二偏轉二極磁鐵502之間的高頻加速裝置551；

第三直線節包括：依次連接在第二偏轉二極磁鐵502與第三偏轉二極磁鐵503之間的第一注入凸軌磁鐵523和第一色品六極磁鐵542；

第四直線節包括：依次連接在第三偏轉二極磁鐵503與第四偏轉二極磁鐵504之間的第二共振六極磁鐵543和第二水平散焦四極磁鐵512；

第五直線節包括：連接在第四偏轉二極磁鐵504與第五偏轉二極磁鐵505之間的引出靜電切割板531；

第六直線節包括：與第五偏轉極磁鐵505連接的引出靜磁切割磁鐵532；

第七直線節包括：依次連接在第六偏轉二極磁鐵506與第七偏轉二極磁鐵507之間的橫向高頻激勵電極533和第二色品六極磁鐵544；

第八直線節包括：依次連接在第七偏轉二極磁鐵507與第八偏轉二極磁鐵508之間的第二注入凸軌磁鐵524、第一共振六極磁鐵541、和第一水平散焦四極磁鐵511。

除前面幾個實施例外，本發明還可以有其它變化，即凡是依據本發明申請的權利要求書及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發明專利的權利要求保護范圍。本發明未詳盡描述的均為常規技術內容。