CN105813368A - 一种复合式同源双束加速管能量开关 - Google Patents

一种复合式同源双束加速管能量开关 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合式同源双束加速管能量开关，加速管包括若干个并列的加速腔、束流通道和边耦合腔，每个边耦合腔均通过边耦合孔与相邻的每个加速腔相连通；能量开关包括失谐短路棒、第一轴耦合腔、第二轴耦合腔和小加速腔；失谐短路棒设在其中一个边耦合腔内，与该边耦合腔相连通的两个加速腔之间，依次平行并列设有第一轴耦合腔、小加速腔和第二轴耦合腔；失谐短路棒能在边耦合腔和第一轴耦合腔内来回移动，用于输出keV级能量射线和MeV级能量射线。采用上述结构后，能够在同一根加速管中分别产生keV级能量射线和MeV级能量射线，也即能在同一台设备上实现病灶的成像和治疗，避免病灶摆位和治疗的位置误差，提高治疗位置的准确性。

Description

一种复合式同源双束加速管能量开关
技术领域
本发明涉及一种能量开关，属于医用加速器技术领域，特别是一种复合式同源双束加速管能量开关。
背景技术
医用电子直线加速器是目前实现放射治疗的主要设备，其中，加速管是医用加速器的核心部件，用于输出治疗用的射线，电子的加速过程就是在加速管内完成的。
根据加速结构的不同，加速管一般分为行波加速管和驻波加速管，一般情况下，驻波加速管的加速管效率要高于行波加速管。驻波加速管又分为轴耦合结构和边耦合结构。
临床应用对于电子加速器提出了不同的能量要求。在治疗时要先对患者进行摆位，以验证治疗计划。摆位时一般使用keV级射线进行成像，验证合格后采用MeV级射线进行治疗。目前，大多数医用电子直线加速器使用两套射线系统，一套可以输出keV级射线，另一套可以输出MeV级射线，分别进行成像和治疗，两套系统在医用加速器上相互垂直。由于这两套系统不同源，在摆位和治疗过程中容易造成较大的系统误差和随机误差，影响治疗效果。
目前已有多种同源双束加速管或能量开关的专利，但大多结构复杂，至少需要两个以上的能量开关，或者需要两根以上的失谐短路棒，这样造成了机械结构和控制系统的复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种复合式同源双束加速管能量开关，该复合式同源双束加速管能量开关能够在同一根加速管中分别产生keV级能量射线和MeV级能量射线，也即能在同一台设备上实现病灶的成像和治疗，避免病灶摆位和治疗的位置误差，提高治疗位置的准确性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种复合式同源双束加速管能量开关，所述加速管为驻波直线加速管，加速管包括若干个平行并列设置的加速腔，加速管的轴向中心线上设置有束流通道，相邻两个加速腔之间设置有一个边耦合腔，每个边耦合腔均通过边耦合孔与相邻的每个加速腔相连通；边耦合腔和加速腔形成电磁场通道；能量开关包括失谐短路棒、第一轴耦合腔、第二轴耦合腔和小加速腔；失谐短路棒设置在其中一个边耦合腔内，与设有失谐短路棒的边耦合腔相连通的两个加速腔之间，依次平行并列设置有所述第一轴耦合腔、小加速腔和第二轴耦合腔；第一轴耦合腔通过轴耦合孔和束流通道与相邻的加速腔相连通，第二轴耦合腔通过轴耦合孔和束流通道与小加速腔相连通；失谐短路棒能在边耦合腔和第一轴耦合腔内来回移动，用于输出keV级能量射线和MeV级能量射线。
当失谐短路棒离开第一轴耦合腔，进入边耦合腔中时，加速管处于减速状态，能够输出keV级能量射线，用于成像。
当失谐短路棒离开边耦合腔，进入第一轴耦合腔中时，加速管处于加速状态，能够输出MeV级能量射线，用于治疗。
所述驻波直线加速管为边耦合加速管。
所述驻波直线加速管为轴耦合加速管。
本发明采用上述结构后，上述边耦合腔和第一轴耦合腔共用一根失谐短路棒，失谐短路棒在边耦合腔和第一轴耦合腔中来回移动。在对患者进行摆位时，失谐短路棒离开第一轴耦合腔，进入边耦合腔中，此时，边耦合腔处于失谐状态，加速管输出keV级能量射线，keV级能量射线用于成像，摆位结束后，失谐短路棒离开边耦合腔，进入第一轴耦合腔中，此时，第一轴耦合腔处于失谐状态，加速管输出MeV级能量射线，MeV级能量射线用于对病灶的照射治疗，这样，通过同一根加速管实现成像和治疗，能够确保治疗的精确性。也即，能够使一台加速器同时具有成像和治疗的功能，提高了治疗效果，降低了治疗成本，且操作简便。
另外，本发明只需一根失谐短路棒，仅需要一套控制系统，，在加工过程中便于调谐。
附图说明
图1显示了本发明一种复合式同源双束加速管能量开关的结构示意图。
图2显示了带有本发明能量开关的加速管的结构示意图。
其中有：1—失谐短路棒，2—边耦合腔，3—加速腔，4—束流通道，5—第一轴耦合腔，6—第二轴耦合腔，7—轴耦合孔，8—边耦合孔，9—小加速腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，加速管为驻波直线加速管，该驻波直线加速管可以为边耦合加速管，也可以为轴耦合加速管。
加速管主要由若干个加速腔3平行并列形成，加速管的轴向中心线上设置有束流通道4，相邻两个加速腔之间设置有一个边耦合腔2，每个边耦合腔均通过边耦合孔8与相邻的每个加速腔相连通；边耦合腔和加速腔形成电磁场通道。
如图1所示，一种复合式同源双束加速管能量开关，包括失谐短路棒1、第一轴耦合腔5、第二轴耦合腔6和小加速腔9。这里，小加速腔的作用主要是改变后面加速腔中场的方向。
失谐短路棒设置在其中一个边耦合腔内。本发明只需一根失谐短路棒，仅需要一套控制系统，，在加工过程中便于调谐。
与设有失谐短路棒的边耦合腔相连通的两个加速腔之间，依次平行并列设置有上述第一轴耦合腔、小加速腔和第二轴耦合腔。
第一轴耦合腔通过轴耦合孔和束流通道与相邻的加速腔相连通，第二轴耦合腔通过轴耦合孔7和束流通道与小加速腔相连通。
失谐短路棒能在边耦合腔和第一轴耦合腔内来回移动，用于输出keV级能量射线和MeV级能量射线。
当失谐短路棒离开第一轴耦合腔，进入边耦合腔中时，加速管处于减速状态，能够输出keV级能量射线，用于成像。
当失谐短路棒离开边耦合腔，进入第一轴耦合腔中时，加速管处于加速状态，能够输出MeV级能量射线，用于治疗。
上述边耦合腔和第一轴耦合腔共用一根失谐短路棒，失谐短路棒在边耦合腔和第一轴耦合腔中来回移动。在对患者进行摆位时，失谐短路棒离开第一轴耦合腔，进入边耦合腔中，此时，边耦合腔处于失谐状态，加速管输出keV级能量射线，keV级能量射线用于成像，摆位结束后，失谐短路棒离开边耦合腔，进入第一轴耦合腔中，此时，第一轴耦合腔处于失谐状态，加速管输出MeV级能量射线，MeV级能量射线用于对病灶的照射治疗，这样，通过同一根加速管实现成像和治疗，能够确保治疗的精确性。也即，能够使一台加速器同时具有成像和治疗的功能，提高了治疗效果，降低了治疗成本，且操作简便。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种复合式同源双束加速管能量开关，所述加速管为驻波直线加速管，加速管包括若干个平行并列设置的加速腔，加速管的轴向中心线上设置有束流通道，其特征在于：相邻两个加速腔之间设置有一个边耦合腔，每个边耦合腔均通过边耦合孔与相邻的每个加速腔相连通；边耦合腔和加速腔形成电磁场通道；能量开关包括失谐短路棒、第一轴耦合腔、第二轴耦合腔和小加速腔；失谐短路棒设置在其中一个边耦合腔内，与设有失谐短路棒的边耦合腔相连通的两个加速腔之间，依次平行并列设置有所述第一轴耦合腔、小加速腔和第二轴耦合腔；第一轴耦合腔通过轴耦合孔和束流通道与相邻的加速腔相连通，第二轴耦合腔通过轴耦合孔和束流通道与小加速腔相连通；失谐短路棒能在边耦合腔和第一轴耦合腔内来回移动，用于输出keV级能量射线和MeV级能量射线。
2.根据权利要求1所述的复合式同源双束加速管能量开关，其特征在于：当失谐短路棒离开第一轴耦合腔，进入边耦合腔中时，加速管处于减速状态，能够输出keV级能量射线，用于成像。
3.根据权利要求1所述的复合式同源双束加速管能量开关，其特征在于：当失谐短路棒离开边耦合腔，进入第一轴耦合腔中时，加速管处于加速状态，能够输出MeV级能量射线，用于治疗。
4.根据权利要求1所述的复合式同源双束加速管能量开关，其特征在于：所述驻波直线加速管为边耦合加速管。
5.根据权利要求1所述的复合式同源双束加速管能量开关，其特征在于：所述驻波直线加速管为轴耦合加速管。
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