欧洲核子研究中心开发新型超导轻型机架 有望推动强子治疗技术进步

GaToroid 的项目负责人 Luca Bottura 和 TE/MSC-SMT 部门的 Gregory Maury 正在为 GaToroid 缠绕演示器的线圈

强子治疗，作为一种先进的放射治疗技术，通过质子或离子束精确瞄准肿瘤细胞，同时保护周围健康组织免受辐射伤害，为患者提供了新的治疗希望。然而，传统强子治疗设备体积庞大且价格昂贵，限制了其广泛应用。近日，欧洲核子研究中心(CERN)的一个团队在超导磁体技术方面取得突破，开发出一种名为GaToroid的新型超导轻型机架，有望解决这一难题。

GaToroid机架的设计独特，它利用位于患者周围不同角度的紧凑型超导线圈来创建稳态环形磁场，该磁场可以从任何方向将粒子束引导到肿瘤上，而无需移动患者或磁铁。这种设计不仅提高了治疗的精确性，还显著减小了设备的体积和重量。据悉，GaToroid的直径为5米，质子束的重量约为12吨，与传统质子治疗机架(重量可达270吨)相比，实现了大幅减重。

设计、制造和测试 GaToroid 项目演示线圈的团队，旁边是其 1:3 比例版本

2023年，该团队成功建造并测试了一个演示磁体，用于质子版GaToroid。演示磁体的测试结果表明，其磁场分布与预期相符，误差小于1%，并且在通电测试后没有出现机械性能下降的迹象。项目负责人Luca Bottura表示：“我们对GaToroid演示磁体进行的测试非常成功，表现出色，并证明这种磁体技术已为此类应用做好准备。”

GaToroid的创新设计引起了欧洲粒子治疗界的广泛关注。PARTREC等组织已表示有兴趣与该团队合作，探索如何将GaToroid应用于FLASH放射治疗。FLASH放射治疗是一种新型放射治疗技术，能够在100毫秒内从所有方向同时提供全部剂量，而传统放射治疗需要长时间停顿以调整旋转机架。由于GaToroid系统具有固定结构，能够从多个角度发射光束而无需进行机械调整，因此非常适合这种类型的治疗。

目前，该团队正在积极致力于针对FLASH疗法的GaToroid设计开发，并有望在2025年取得新成果。