CN1052918C - 一种聚焦式放射线辐射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚焦式放射线辐射装置，涉及医用立体定向放射治疗设备，特别是利用加速器产生的放射线作用于人体的治疗装置。从加速器(1)出来的放射线进入四极透镜组成的聚焦装置(2)，而后放射线进入磁铁做成的偏转装置(3)，产生一定的偏转角(4)，偏转后的放射线经过一个会聚装置(5)入射到公共焦点(6)。本发明控制方便、机构简单、定位精度高。
Description
本发明提出一种聚焦式放射线辐射装置，涉及医用立体定向放射治疗设备，特别是利用加速器产生的放射线作用于人体的治疗装置。本发明还提出了一种放射线扫描聚焦的方法。
本发明的背景技术是利用扫描聚焦的电子束或X射线对人体病变组织照射的治疗装置。现有的医用放射线治疗装置，例如X刀，它是利用加速器治疗头平面机械旋转和治疗床绕等中心点不同变位角的旋转，来实现立体定向放射治疗。美国专利5267294提出了一种可使放射线旋转聚焦的装置，这个装置是利用一个台架使电子加速器在其上作圆周运动，光束从一个圆周的不同角度照射于一个公共焦点，从而避免单束射线连续固定通过某一组织而造成伤害。以上现有的机械方法存在着机构复杂、机器重力变形影响定位精度等问题。
本发明目的是提供一种结构简单、控制方便的放射线扫描聚焦式辐射装置及聚焦方法，即可大剂量照射人体病变组织，又可减低浅表健康组织的辐射损伤。
本发明的技术解决方案是：辐射装置包括加速器、安装在支架上的真空室和聚焦装置，在支架上装有一个可使放射线按一定角度偏转的偏转装置，还装有一个会聚装置可使偏转后的放射线入射到公共焦点。
在上述方案中，聚焦装置可采用若干个四极透镜组成，偏转装置和会聚装置为可控磁场变化的磁铁。为了实现立体定向扫描聚焦，支架可通过轴承与固定机架相连，支架绕等中心点作圆周运动，使放射线按照不同的锥面角旋转聚焦于公共焦点。
本发明提供的放射线扫描聚焦方法如下：从加速器出来的放射线进入聚焦装置，聚焦装置对放射线束产生相对于束流中心轨道的聚焦；而后放射线进入偏转装置，产生一定的偏转角，偏转后的放射线经过一个会聚装置再次发生偏转，会聚装置使放射线在任何偏转角都能入射到公共焦点。
本发明提出的技术方案能使放射线连续改变方向从不同角度聚焦于病灶，偏转磁铁和会聚磁铁靠电源的变化来控制束流扫描，电磁扫描速度高，机构简单，控制精度高，能通过调整磁铁边界形状消除束流轨道色散。此外本发明提出的电磁扫描方法控制方便，是一种更为安全有效的聚焦方法。
下面结合附图和实施例作进一步说明。
图1是本发明扫描聚焦方法实施例的原理示意图。
图2是本发明实施例的结构示意图。
参照图1，从加速器(1)发出的电子束进入聚焦装置(2)，电子束经过聚焦后进入偏转装置(3)，偏转装置(3)使电子束的中心轨道改变方向，当偏转装置(3)的磁场随时间变动，偏转角(4)也随时间而变动；偏转后的电子束经会聚装置(5)再次发生偏转形成射入公共焦点(6)的电子束；偏转装置(3)和会聚装置(5)均为可控磁场变化的磁铁，通过电源的变化使磁场随时间变动，偏转角(4)也随时间而变动。即可以在径向平面上形成电磁扫描聚焦。
参照图2，这是本发明辐射装置的一个实施例结构示意图，此装置采用了上述电磁扫描聚焦的方法，在加速器(1)的出口端装有两个四极透镜组成的聚焦装置，四极透镜的作用是在孔道的横截面上对电子产生相对于束流中心轨道的聚焦，迫使偏离中心轨道的电子返回中心轨道；真空室(10)安装在支架(9)上，在真空室(10)上装有偏转装置(3)和会聚装置(5)，偏转装置(3)和会聚装置(5)均为可控磁场变化的磁铁，通过控制电源的变化使磁场的分布严格满足扫描聚焦的积分约束条件，加速器(1)出口到第一个四极透镜(12)的距离为50mm，第二个四极透镜(11)与偏转装置(3)的距离为50mm，两个透镜之间的距离为50mm，其他参数见表1。
表1本实施例中，偏转磁铁为半圆形，实际加工时边沿可能作局部修整；会聚磁铁上边为圆弧，其圆心与偏转磁铁的圆心重合，实际加工时将按照消色散要求进行垫补或修整，会聚磁铁的下边缘为圆弧，磁铁中部的最小宽度为100mm，下边缘的圆心就是放射线的焦点，偏转磁铁与会聚磁铁的其它主要参数见表2
| 透镜件号 | 有效长度(mm) | 磁铁孔径(mm) | 最高场梯度(Gs/cm) | 真空盒内径(mm) |
| (12) | 60 | 30 | 1500 | 25 |
| (11) | 60 | 30 | 1500 | 25 |
| 磁铁 | 边沿形状 | 有效长度(mm) | 磁铁间隙(mm) | 最高场(KG) |
| (3) | 上边沿直边下边沿R1＝60圆弧 | R1＝60半圆 | 30 | 4.0 |
| (5) | 上边沿R2＝600圆弧下边沿R3＝1000圆弧 | 上部1140中部1840下部1520 | 30 | 1.0 |
表2在本实施例辐射装置中，支架(9)通过轴承(8)与固定机架(7)相连，支架可绕等中心点作圆周运动，电子束的平面电磁聚焦扫描与支架的机械旋转，即可形成立体定向扫描聚焦。
此外在支架上加装一个旋转偏转磁铁，可使电子束形成一个旋转电子束，再加上径向平面的电磁扫描聚焦，则可形成另一个双向电磁扫描的立体扫描聚焦方案。
Claims (3)
1.一种医用聚焦式放射线辐射装置，包括加速器(1)、安装在支架(9)上的聚焦装置(2)和真空室(10)，聚焦装置(2)采用若干个四极透镜组成，在支架(9)上装有一个可使放射线按一定角度(4)偏转的偏转装置(3)，还装有一个会聚装置(5)可使偏转后的放射线入射到公共焦点(6)，其特征在于：偏转装置(3)和会聚装置(5)为可控磁场变化的偏转磁铁和会聚磁铁。
2.根据权利要求1所述的辐射装置，其特征在于：支架(9)通过轴承(8)与固定机架(7)相连。
3.根据权利要求1所述的辐射装置，其特征在于：支架(9)上装有一个旋转偏转装置。
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| CN95107512A CN1052918C (zh) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 一种聚焦式放射线辐射装置 |
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| CN95107512A CN1052918C (zh) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 一种聚焦式放射线辐射装置 |
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1995
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