先進ガン治療装置の普及を加速させるための超伝導マグネットの極軽量化に関する研究

超轻超导磁体研究加速先进癌症治疗设备的普及

• 批准号: 19K04364
• 负责人: 尾花 哲浩
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04364/
• 关键词: 超伝導コイル; 重粒子線がん治療; ガントリー; 重粒子線ガン治療

超伝導技術を活用した重粒子線がん治療用『回転ガントリー』を、国内外の医療施設へ普及させるためには、装置の大幅な軽量化が急務である。そこで、『回転ガントリー』の中核機器である超伝導マグネットの極軽量化を行う。現状の超伝導マグネットには、漏れ磁場遮蔽のために、巨大重量物である鉄ヨークを使用している。その鉄ヨークを一切使用しない“アクティブシールド（能動的磁場遮蔽）型”超伝導マグネットの設計概念を新たに導入することで、マグネット重量の劇的な軽量化を実現する。アクティブシールド型超伝導マグネットでは、鉄ヨークの代わりに超伝導コイルを用いて、マグネットから周囲に漏れる磁場を遮蔽する。それゆえ、アクティブシールド型超伝導マグネットは、粒子ビーム軌道を曲げるための『偏向磁場用コイル』と『漏れ磁場遮蔽用コイル』の2種類の超伝導コイルから構成される。2022年度の研究活動によって,偏向磁場用コイルの外周に位置する『漏れ磁場遮蔽用コイル』の設置誤差がもたらす電磁力への影響を、磁場計算結果を基にして評価することができた。また、アクティブシールド型超伝導マグネットの断面をモデル化したFEMモデルを用いて、マグネットを室温から極低温（5K）まで冷却した際に生じるコイル断面形状の変形を評価することができた。更に、アクティブシールド型超伝導マグネットの原理実証実験のために、『偏向磁場用コイル』と『漏れ磁場遮蔽用コイル』のモデルコイルを試作した。

The use of ultrasound technology in the treatment of "recovery", the popularization of medical facilities at home and abroad, and the rapid quantification of devices The core machine of the "return to the original position" is the ultra-transmission of the ultra-high-speed transmission. The current situation of superconductivity, leakage of magnetic field shielding, huge weight of iron, use of iron The design concept of "active magnetic field shielding" super-conductor is introduced into all applications of iron and steel, and the weight of super-conductor is quantified. The magnetic field of the electromagnetic field is shielded by the electromagnetic field of the electromagnetic field. Two types of superconductors are composed of "deflection magnetic field" and "leakage magnetic field shielding". 2022 research activities, bias magnetic field for the peripheral position of the "leakage magnetic field shielding" setting error caused by the influence of electromagnetic force, magnetic field calculation results for the basis of the evaluation In addition, the cross-section of the Acktexi-Brashirad type ultrasonic waveguide can be modified by FEM, and the cross-section shape of the waveguide can be modified when the waveguide is cooled from room temperature to extremely low temperature (5K). In addition, the principle of "deflection magnetic field" and "leakage magnetic field shielding" are tested.

项目成果

重粒子線回転ガントリーのためのアクティブシールド型超伝導マグネットの電磁力解析

重粒子旋转龙门主动屏蔽超导磁体电磁力分析

• 发表时间: 2020
• 作者: Kentaro Saito;CheChia Kang;and Jun-ichi Takada;尾花哲浩
• 通讯作者: 尾花哲浩

Design of Lightweight Superconducting Magnets for a Rotating Gantry With Active Shielding

主动屏蔽旋转龙门轻型超导磁体设计

• DOI: 10.1109/tasc.2020.2966431
• 发表时间: 2020
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity
• 影响因子: 1.8
• 作者: Tetsuhiro Obana;Toru Ogitsu
• 通讯作者: Toru Ogitsu

Lightweight design of superconducting magnets for a rotating gantry with active shielding

主动屏蔽旋转龙门超导磁体的轻量化设计

• 发表时间: 2019
• 作者: T Obana;T Ogitsu
• 通讯作者: T Ogitsu

重粒子線回転ガントリーのためのアクティブシールド型超伝導マグネットの電磁構造解析

重粒子旋转龙门主动屏蔽超导磁体电磁结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Shuanglu Zhang;Atsushi Okamoto;Taijun Shiba;Hotaka Hayashi;Kazuhisa Ogawa;Akihisa Tomita;Taketoshi Takahata;Satoshi Shinada;Yuta Goto;Naoya Wada;尾花哲浩
• 通讯作者: 尾花哲浩

Design study of a lightweight superconducting magnet for a rotating gantry in heavy-iron radiotherapy

重铁放疗旋转台架轻质超导磁体的设计研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Shuanglu Zhang;Atsushi Okamoto;Taijun Shiba;Hotaka Hayashi;Kazuhisa Ogawa;Akihisa Tomita;Taketoshi Takahata;Satoshi Shinada;Yuta Goto;Naoya Wada;尾花哲浩;仲野茂翠，中村重之，志賀信哉，奥山哲也，加藤岳仁，荒木秀明，竹内麻希子，山口利幸，赤木洋二，瀬戸悟，武田雅敏;渡部秀崇，伊藤健太，安東至;中村重之,志賀信哉,奥山哲也,加藤岳仁,荒木秀明,竹内麻希子,山口利幸,赤木洋二,瀬戸悟,武田雅敏;Tetsuhiro Obana
• 通讯作者: Tetsuhiro Obana