[0001] 本实用新型涉及一种质子治疗装置，具体涉及一种应用5G传感器技术的质子治疗装置的施工安装系统。

[0002] 随着国家经济可持续发展，人口老龄化、工业化、城镇化的基础进程不断加快。国家谋篇布局“十四五”规划，大力支持医疗行业的发展。同时不健康的生活方式、环境污染、慢性感染等一些因素，使得肿瘤发病处于不断上升的趋势之中。直线加速器、伽马刀等作为肿瘤治疗中最常用的传统技术手段，已开展了近百年之久。而质子重离子治疗已然成为现代放疗最高技术和未来科技最前沿的发展趋势。目前，我国正在各地新建多个质子、重离子医院。

[0003] 质子重离子的治疗过程是对肿瘤细胞的“三维定向爆破”。质子、重离子等粒子在经过旋转加速器加速至70％光子的速度时，射线仅在到达肿瘤细胞病灶，释放大量能量，以达到杀死肿瘤细胞的功效。形成的速度曲线，被称之为“布拉格峰”曲线。质子治疗拥有治愈率高、副作用小、精确度高、治疗速度快等优势。质子治疗对绝大多数的实体肿瘤都有非常好的治疗效果，如脑癌、鼻咽癌、软骨肿瘤、肺癌、纵膈肿瘤、肝癌、胆管癌、前列腺癌、宫颈癌、子宫体癌等，尤其是对于生长在复杂位置的肿瘤病灶，如眼部肿瘤、颅底肿瘤、脊索瘤等具有精准治疗的优势。

[0004] 肿瘤放疗质子治疗装置，一般包含一个回旋加速器、3‑5个质子旋转治疗舱等。

[0005] 医疗流程设计、超厚混凝土的墙板设计、高精度大型预埋件的设计与施工技术措施、结构的微振动控制和沉降要求、电网谐波的控制、恒温恒湿空调设计等等，都是质子项目特有的技术难点。

[0006] 大体积混凝土预埋涉及的机电管道系统多达35个子系统，管线总长度达约50km。机电管线出墙点位精度要求高，偏差必须<3mm，预埋件预埋精度要求水平精度±5mm，中垂直精度±2mm。施工过程如何保证精准定位成为施工最大的重点之一。

[0007] 医用质子重离子治疗装置的能量范围为50‑430MeV,是常规电子直线加速器(能量范围为 4‑22MeV)能量的3‑20倍。

[0008] 设计要求基础底板振动的最大振动速率不大于100μm/s，差异沉降应满足“超过10m的长度范围内差别沉降必须≤0.2mm/年”。如何精准地测量沉降差异成为现有技术的难点之一。

[0009] 根据多个项目实施案例，在质子放疗装置的屏蔽区域内，重晶石混凝土浇捣量多达3万立方米，主屏蔽墙厚度达4‑5m。施工中很难对墙体垂直度、管线出口定位进行准确测量。常规施工，将整体重晶石混凝土钢筋及预埋管线整体绑扎后，将现场模型经扫描后与设计模型进行比对后，才进行混凝土的浇捣养护。现场施工中不仅管线预埋复杂，墙体厚度较大，钢筋绑扎密集，若最终扫描后的模型与设计模型存在较大偏差时，无法修改调整。

[0010] 同时受施工温度的影响，当混凝土在冬季等寒冷季节施工时，水泥等原材料受冻情况严重，极易造成混凝土强度达不到设计要求，4‑5米厚度的主屏蔽墙极易产生空鼓现场，且不易拆改，使得现场施工质量大打折扣。

[0031] 为了使本技术领域的的人员更好的理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述地实施例仅仅是本实用新型的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本申请保护的范围。

[0032] 如图1至图6所示，本实用新型的应用5G传感器控制网的质子治疗装置的施工安装系统，包括底板1、复数个纵向墙体2、复数个吊装口混凝土封堵块3、复数个预埋设备管线、旋转机架4和5G传感器控制网。

[0033] 底板1、纵向墙体2均由重晶石混凝土浇筑而成，纵向墙体2顶部放置复数个吊装口混凝土封堵块3形成屏蔽区域。屏蔽区域内安装有旋转机架4。底板1、纵向墙体2内均预埋复数根设备管线及传感器轨道5。纵向墙体2内设置连接传感器轨道5的复数个轨道入口端6。

[0034] 5G传感器控制网由传感器轨道5、复数个轨道入口端6、复数个传感器胶囊7、信息处理转化平台8、信息移动终端9组成。传感器轨道5为传感器胶囊7传输电源和信号。5G传感器胶囊7由信息收集模块10、编码模块20组成，其中：信息收集模块10用于收集检测各技术数据；编码模块20对信息收集模块中的检测数据提供编码转译，并通过传感器轨道5传输至信息处理转化平台8，信息处理转化平台8将数据经过转码处理，将数据信号通过转译传输至信息移动终端9。

[0035] 传感器轨道5由复数根X向传感器轨道、复数根Y向传感器轨道、复数根Z向传感器轨道组成。

[0036] 信息收集模块10包括定位模块100、温度模块101、微振动模块102、沉降模块103、辐射模块104、压力模块105等。其中，定位模块100用于实时监测预埋管线的误差，监测混凝土浇捣中过程的密实度、均匀性、塌落度；温度模块101用于监测重晶石混凝土入模、养护阶段表面点中心温度值；并可根据中心温度，调整养护水分、湿度；微振动模块102用于监测结构微振动频率、振幅，以便在场地环境影响的振动高出要求时，发出警戒信号；沉降模块103用于监测沉降差值，以便在场地环境影响的沉降高出要求时，发出警戒，便于装置适时调整；压力模块105用于监测设备管道中的压降情况。

[0037] 实施例一：

[0038] 本实用新型可应用于肿瘤治疗质子装置中，施工步骤如下：

[0039] 步骤一，对重晶石混凝土进行选材与配比；

[0040] 制作多组重晶石混凝土试块，控制试块中粗骨料、细骨料、外加剂等的配比变量，经过试块实验，选择塌落度、和易性、抗压强度等性能好的试块，以确定项目重晶石混凝土的配比。

[0041] 步骤二，根据项目的BIM三维模型，设计5G传感器轨道布置方向、数量，5G传感器胶囊的定位点X、Y、Z值；

[0042] 步骤三，基于5G信号传输模式，通过编程软件，设计模拟5G传感器胶囊的运行方式，包括信号收集、数据转化、传输；

[0043] 步骤四，绑扎底板钢筋，搭设混凝土模板，预埋机电管线，预埋底板X向、Y向传感器轨道。待底板轨道形成闭路，通过轨道入口端进入传感器轨道，传感器胶囊移动至X、Y、Z定位点；

[0044] 步骤五，运行5G传感器控制网，实时扫描预埋管线，信息移动终端可直接与设计模型进行对比，实时测量误差值，提高施工精确度；

[0045] 步骤六，绑扎前后左右竖向墙体钢筋，预埋机电管线，预埋Z向传感器轨道。Z向传感器轨道通过与X向、Y向传感器轨道连接。传感器胶囊通过轨道入口端进入轨道，传感器胶囊移动至定位点；

[0046] 步骤七，待全部钢筋绑扎完毕，通过5G传感器控制网核对预埋管线实时核对误差。

[0047] 步骤八，搅拌、运输、泵送、浇捣重晶石混凝土。

[0048] 步骤九，养护重晶石混凝土，利用5G传感器控制网定位模块监控混凝土的密实度、均匀性。利用传感器温度模块监控中心温度，并可根据中心温度，调整养护水分、湿度等；

[0049] 步骤十，待整体重晶石混凝土强度达到要求时，采用临时的钢盖板进行遮盖；

[0050] 步骤十一，旋转机架吊装时，利用5G传感器控制网形成三维定位网络，安装旋转机架设备、调试射线；

[0051] 步骤十二，待旋转机架吊装完成，质子治疗装置顶部采用混凝土封堵块封堵；

[0052] 步骤十三，旋转机架设备运行阶段，可实时监测塌落度、沉降量等。

[0053] 实施例二：

[0054] 本实用新型所涉及的重晶石混凝土，除了在质子治疗装置中运用，本实用新型也可用于大型科学装置的运用，本实用新型也可用于监测核电工程的重晶石混凝土。为大科学装置、核电工程在运行中保驾护航。

[0055] 步骤一，对重晶石混凝土进行选材与配比；

[0056] 制作多组重晶石混凝土试块，控制试块中粗骨料、细骨料、外加剂等的配比变量，经过试块实验，选择塌落度、和易性、抗压强度等性能好的试块，以确定项目重晶石混凝土的配比。

[0057] 步骤二，根据项目的BIM三维模型，设计5G传感器轨道布置方向、数量，5G传感器胶囊的定位点X、Y、Z值；

[0058] 步骤三，基于5G信号传输模式，通过编程软件，设计模拟5G传感器胶囊的运行方式，包括信号收集、数据转化、传输；

[0059] 步骤四，绑扎底板钢筋，搭设混凝土模板，预埋管线，预埋底板X向、Y向传感器轨道。待底板轨道形成闭路，通过轨道入口端进入传感器轨道，传感器胶囊移动至X、Y、Z定位点；

[0060] 步骤五，运行5G传感器控制网，实时扫描预埋管线，信息移动终端可直接与设计模型进行对比，实时测量误差值，提高施工精确度；

[0061] 步骤六，绑扎前后左右竖向墙体钢筋，预埋机电管线，预埋Z向传感器轨道。Z向传感器轨道通过与X向、Y向传感器轨道连接。传感器胶囊通过轨道入口端进入轨道，传感器胶囊移动至定位点；

[0062] 步骤七，待全部钢筋绑扎完毕，通过5G传感器控制网核对预埋管线实时核对误差。

[0063] 步骤八，搅拌、运输、泵送、浇捣重晶石混凝土。

[0064] 步骤九，养护重晶石混凝土，利用5G传感器控制网定位模块监控混凝土的密实度、均匀性。利用传感器温度模块监控中心温度，并可根据中心温度，调整养护水分、湿度等；

[0065] 步骤十，大型科学装置运行阶段，可通过5G传感器控制网实现多维度跨专业数据协同技术。