CN105555007B - 一种同源双能加速器及加速器治疗装置 - Google Patents

一种同源双能加速器及加速器治疗装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种同源双能加速器及包含该同源加速器的治疗装置，包括：电子发射装置和加速装置，所述电子发射装置位于加速装置的输入端，其产生的电子经加速装置加速后从加速装置的输出端射出，所述同源双能加速器还包括至少一个分离偏转装置，设置于加速装置的输出端一侧，用于使经过加速装置加速后的电子中的部分电子运动轨迹发生改变。本发明的优点是，发明人发现电子经加速装置加速后，所有电子的速度及能量并不完全相同，发明人利用这一发现，使用分离偏转装置，设置于加速装置的输出端一侧，将经过加速装置加速后的粒子中的部分能量等级较低的电子运动轨迹强制改变，将同源电子束中不同能级的电子进行分离，从而获得两种能级的电子束，其中高能电子束继续原有路径，用于放射治疗，而另一路低能电子束则用于跟踪病灶，及检测治疗效果。

Description

一种同源双能加速器及加速器治疗装置
技术领域
本发明涉及加速器治疗装置，具体涉及一种同源双能加速器及加速器治疗装置。
背景技术
随着肿瘤放射学与材料科学的发展，作为治疗癌症的一种重要手段，放疗逐步迈入精确定位、精确计划、精确治疗的“三精”时代。设定主机架的旋转平面与水平面垂直时，该旋转平面为X平面，此时其转轴定义为Z轴，与Z轴垂直且相交的水平直线为X轴，与Z轴、X轴分别垂直且均相交的直线为Y轴。Z轴和Y轴确立Y平面，Y轴和X轴确立X平面，Z轴和X轴确立水平面(Z平面)。目前的医用直线加速器(放射治疗设备)通过主机架旋转带动加速器在X平面或与其平行的平面上旋转，所述加速器跟随主机架旋转，并且其发射的射线中轴线与主机架的旋转轴线垂直并相交于一点，即等中心点。一般来说，治疗时，将病患的病灶放置于等中心处，旋转主机架，使得加速器在X平面或其平行平面上围绕病灶旋转，从而使射线从不同的方向照射病灶，以更好的杀死患病细胞。
通常，由于病灶的位置会随病患的呼吸而发生位移，以及需要及时了解治疗情况，需要对病灶进行治疗前定位、治疗过程中的跟踪检测，以前是需要将病患置于不同的设备上进行，如在低能级的加速器设备上进行检测和定位，然后在高能级的加速器设备上进行治疗，最后再回到低能级的加速器设备上进行检测，观察治疗效果。为了克服上述技术方案的低效率及检测的及时性差等问题，目前有两种技术方案被公开，一种是同源双束方案，如公开号CN104188679A，该发明涉及一种同源双束医用加速器，包括电子枪，所述电子枪连接有加速管，加速管连接耦合器，耦合器通过波导窗连接有波导，波导连接有微波功率源，微波功率源连接有调制器，加速管上设置有三个能量开关，三个能量开关分别位于加速管内的三个加速腔之间，每个能量开关包括边耦合腔和位于边耦合腔内的失谐棒，加速器的出口端设置有可移动靶；通过调制器控制微波功率源的输出功率，同时调整三根失谐棒在边耦合腔内的长度，从而调整电子枪发射出的电子在加速管内获得的能量，从而获取KeV级射线和MeV级射线，保证了成像、治疗的同源共轴，提高对患者的治愈效果。但是该方案实质上加速管控制系统复杂，稳定性差，难以商业化应用。另一种是双源系统，即在现有的MV级加速器系统上再集成一个KV级加速器，使得系统同时具备两种不同量级的射线，该系统也存在造价高、结构笨重等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、可靠的同源双能加速器及加速器治疗装置，。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种同源双能加速器，包括：电子发射装置和加速装置，所述电子发射装置位于加速装置的输入端，其产生的电子经加速装置加速后从加速装置的输出端射出，所述同源双能加速器还包括至少一个分离偏转装置，设置于加速装置的输出端一侧，用于使经过加速装置加速后的电子中的部分电子运动轨迹发生改变。
本发明的优点是，发明人发现电子经加速装置加速后，所有电子的速度及能量并不完全相同，发明人利用这一发现，使用分离偏转装置，设置于加速装置的输出端一侧，将经过加速装置加速后的粒子中的部分能量等级较低的电子运动轨迹强制改变，将同源电子束中不同能级的电子进行分离，从而获得两种能级的电子束，其中高能电子束继续原有路径，用于放射治疗，而另一路低能电子束则用于跟踪病灶，及检测治疗效果。
进一步的，所述分离偏转装置包括：
至少一组分离偏转线圈组件，设置于加速装置出口一侧，用于使从加速装置中射出的电子中一部分电子的运动方向发生偏转；
至少一组偏转线圈组件，设置于被分离偏转线圈组件偏转运行轨迹的电子的运行路径上，使这些电子的运行轨迹再次发生偏转。
进一步的，所述同源双能加速器还设有高能靶和低能靶两个靶，所述高能靶设置于未改变运动轨迹的电子的运行路径上，所述低能靶设置于被改变运行轨迹的电子的运行路径上。
进一步的，所述同源双能加速器还设有切换控制装置，所述切换控制装置包括：低能切换装置和高能切换装置；或者只配置高能切换装置；
低能切换装置，用于控制低能是否有输出；
高能切换装置，用于控制高能是否有输出。
进一步的，所述高能切换装置为一高能快门系统，所述高能快门系统可以阻断所述电子发射装置发射的电子束穿过或开启通孔让电子束穿过。
进一步的，所述低能切换装置为一低能快门系统，所述低能快门系统可以阻断经分离偏转装置分离出来的低能电子束穿过或开启通孔让低能电子束穿过。
进一步的，所述低能切换装置为一电子开关，该电子开关与所述分离偏转装置连接，通过控制分离编制装置的磁场强弱或电源通断，来控制低能电子束是否有输出。
进一步的，经所述偏转线圈组件偏转的电子运行轨迹和未被偏离原运行轨迹的电子的运行轨迹之间的距离不大于2cm。
本发明还提供一种加速器治疗装置，所述加速器治疗装置包括治疗控制装置、主机架、以及前述同源双能加速器。
附图说明
图1到图2是本发明的示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.主机架；2.双能加速器；3.治疗床；21.电子发射装置；22加速器；23.分离偏转装置；231.分离偏转线圈组件；232.偏转线圈组件；24.高能级电子束；25低能级电子束
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的一种实施例，如图1及图2所示，为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种同源双能加速器2，包括：电子发射装置21和加速装置22，所述电子发射装置21位于加速装置22的输入端，其产生的电子经加速装置22加速后从加速装置22的输出端射出，所述同源双能加速器2还包括至少一个分离偏转装置23，设置于加速装置22的输出端一侧，用于使经过加速装置22加速后的电子中的部分电子运动轨迹发生改变。
本发明的优点是，发明人发现电子经加速装置加速后，所有电子的速度及能量并不完全相同，发明人利用这一发现，使用分离偏转装置23，设置于加速装置22的输出端一侧，将经过加速装置22加速后的粒子中的部分能量等级较低的电子(低能级电子束25)运动轨迹强制改变，将同源电子束中不同能级的电子进行分离，从而获得两种能级的电子束，其中高能级电子束24继续原有路径，用于放射治疗，而另一路低能级电子束25则用于跟踪病灶，和/或检测治疗效果。
在实际应用中，所述分离偏转装置23可以使用电磁偏转线圈来完成低能级电子束偏转的工作，它包括：
至少一组分离偏转线圈组件231，设置于加速装置22出口一侧，用于使从加速装置22中射出的电子中一部分电子的运动方向发生偏转；
至少一组偏转线圈组件232，设置于被分离偏转线圈组件231偏转运行轨迹的电子的运行路径上，使这些电子的运行轨迹再次发生偏转。
通常，所述同源双能加速器还设有高能靶和低能靶两个靶，所述高能靶设置于未改变运动轨迹的电子的运行路径上，所述低能靶设置于被改变运行轨迹的电子的运行路径上。
为了进一步对电子束进行控制，所述同源双能加速器还设有切换控制装置，所述切换控制装置包括：低能切换装置和高能切换装置；或者只配置高能切换装置；
低能切换装置，用于控制低能是否有输出；
高能切换装置，用于控制高能是否有输出。
所谓输出的含义，对应用端来讲，就是是否有电子束到达目标物或者说病患的身体。
在一些实施例中，所述高能切换装置为一高能快门系统，所述高能快门系统可以阻断所述电子发射装置发射的电子束穿过或开启通孔让电子束穿过。
在一些实施例中，所述低能切换装置为一低能快门系统，所述低能快门系统可以阻断经分离偏转装置分离出来的低能电子束穿过或开启通孔让低能电子束穿过。
在另外一些实施例中，也可以，所述低能切换装置为一电子开关，该电子开关与所述分离偏转装置连接，通过控制分离编制装置的磁场强弱或电源通断，来控制低能电子束是否有输出。切断分离偏转装置的电源，使得其停止工作，或者降低其磁场强度，使得低能电子束无法改变轨迹，从而相当于停止了专门的低能级电子束的输出。这样可以方便的控制低能级电子束是否单独用于工作。
为了更加便于治疗以及验证，经所述偏转线圈组件偏转的电子运行轨迹和未被偏离原运行轨迹的电子的运行轨迹之间的距离不大于2cm。
本发明还提供一种加速器治疗装置，所述加速器治疗装置包括治疗控制装置、主机架、以及前述同源双能加速器。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种同源双能加速器，包括：电子发射装置和加速装置，所述电子发射装置位于加速装置的输入端，其产生的电子经加速装置加速后从加速装置的输出端射出，其特征在于，所述同源双能加速器还包括至少一个分离偏转装置，设置于加速装置的输出端一侧，用于使经过加速装置加速后的电子中的部分电子运动轨迹发生改变；
所述分离偏转装置包括：
至少一组分离偏转线圈组件，设置于加速装置出口一侧，用于使从加速装置中射出的电子中一部分电子的运动方向发生偏转；
至少一组偏转线圈组件，设置于被分离偏转线圈组件偏转运行轨迹的电子的运行路径上，使这些电子的运行轨迹再次发生偏转。
2.根据权利要求1所述的同源双能加速器，其特征在于，经所述偏转线圈组件偏转的电子运行轨迹和未被偏离原运行轨迹的电子的运行轨迹平行。
3.根据权利要求1或2所述的同源双能加速器，其特征在于，所述同源双能加速器还设有高能靶和低能靶两个靶，所述高能靶设置于未改变运动轨迹的电子的运行路径上，所述低能靶设置于被改变运行轨迹的电子的运行路径上。
4.根据权利要求1或2所述的同源双能加速器，其特征在于，所述同源双能加速器还设有切换控制装置，所述切换控制装置包括：低能切换装置和高能切换装置；或者只配置高能切换装置；
低能切换装置，用于控制低能是否有输出；
高能切换装置，用于控制高能是否有输出。
5.根据权利要求4所述的同源双能加速器，其特征在于，所述高能切换装置为一高能快门系统，所述高能快门系统可以阻断所述电子发射装置发射的电子束穿过或开启通孔让电子束穿过。
6.根据权利要求4所述的同源双能加速器，其特征在于，所述低能切换装置为一低能快门系统，所述低能快门系统可以阻断经分离偏转装置分离出来的低能电子束穿过或开启通孔让低能电子束穿过。
7.根据权利要求4所述的同源双能加速器，其特征在于，所述低能切换装置为一电子开关，该电子开关与所述分离偏转装置连接，通过控制分离偏转 装置的磁场强弱或电源通断，来控制低能电子束是否有输出。
8.根据权利要求2所述的同源双能加速器，其特征在于，经所述偏转线圈组件偏转的电子运行轨迹和未被偏离原运行轨迹的电子的运行轨迹之间的距离不大于2cm。
9.一种加速器治疗装置，所述加速器治疗装置包括治疗控制装置、主机架，其特征在于，还包括权利要求1到2任一的同源双能加速器。
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