CN115569308A - 一种产生超高剂量率x射线的辐射装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法，装置包括：依次连接的电子束产生偏转系统、X射线靶系统和X射线成像探测器；其中，电子束产生偏转系统包括：依次设置的电子枪、聚焦透镜、偏转板和真空腔；X射线靶系统包括：位于真空腔内的X射线靶、旋转电机、位于真空腔外的准直器、位于准直器上的旋转编码器、位于准直器内侧的硬化板和外侧的机体外壳，准直器上开设有多个不同孔径的准直孔；X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。本发明消除了机械运动的误差，可以快速变换辐射角度，能更加准确地投放辐射剂量，实现在超高剂量率下的适形辐照，能满足临床放疗或科研中的闪疗辐照要求。

Description

一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法

技术领域

本发明涉及辐射平台技术领域，尤其是涉及一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法。

背景技术

放射治疗是利用电离辐射治疗肿瘤的一种方法，在对肿瘤进行放射治疗时，通常需采用辐射放疗仪。辐射放疗仪包括电子直线加速器、伽马刀、质子放疗仪等。辐射放疗仪的主要功能是将电离辐射集中在肿瘤区域，以达到消灭肿瘤细胞的效果。辐射放疗仪的另一个主要功能是尽量减少电离辐射对健康组织的辐照，从而保护健康细胞。

传统的放射治疗采取小剂量率辐照(～0.1Gy/s)，近年来研究发现，大剂量率辐照(>40Gy/s)对健康细胞具有更好的保护作用，但保留了小剂量率辐照对癌细胞的杀伤力，此种效应被称为闪放效应。能够实现闪放效应的放疗技术称为闪疗。但现有的X射线辐射放疗平台不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应。

发明内容

本发明的目的是提供一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法，以解决现有技术中不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应的技术问题。

本发明的目的，可以通过如下技术方案实现：

一种产生超高剂量率X射线的辐射装置，包括：

依次连接的电子束产生偏转系统、X射线靶系统和X射线成像探测器；

其中，所述电子束产生偏转系统包括：依次设置的电子枪、聚焦透镜、偏转板和真空腔；所述电子枪产生高流强电子束流，所述聚焦透镜汇聚所述电子束流，所述偏转板旋转所述电子束流，所述真空腔减少所述电子束流在传输过程中的发散效应；

所述X射线靶系统包括：X射线靶、旋转电机、准直器、旋转编码器、硬化板和机体外壳；所述X射线靶设置在所述真空腔内，所述旋转电机设置在所述真空腔的内部或外侧，所述准直器设置在所述真空腔的外侧，所述旋转编码器设置在所述准直器上，所述准直器上开设有多个不同孔径的准直孔，所述硬化板设置在所述准直器的内侧；所述机体外壳设置在所述准直器外侧；

所述X射线靶在被电子束流轰击时产生X射线，所述准直器调节X射线的辐射场范围，所述旋转电机驱动所述准直器旋转，所述准直孔确定不同大小的辐射场范围，所述旋转编码器实时监测各所述准直孔的角度信息，所述硬化板吸收部分低能X射线；

所述X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。

可选地，所述X射线靶为固定靶。

可选地，所述X射线靶为移动靶。

可选地，还包括：

置于所述真空腔内的真空平移电机，当所述电子束流轰击X射线靶时，所述真空平移电机驱动所述移动靶前后平行移动。

可选地，所述X射线成像探测器为弧面探测器或3台按照120度环形分布的平板探测器。

可选地，所述X射线成像探测器由多台平板探测器组成。

可选地，所述准直孔为锥形。

可选地，所述准直孔为多棱柱形。

本发明还提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射方法，应用在产生超高剂量率X射线的辐射装置上，所述方法包括：

利用电子枪和聚焦透镜产生并汇聚高流强电子束流，所述电子束流轰击X射线靶产生X射线对辐射对象进行X射线成像，确定所述辐射对象的大小和位置，并通过移动治疗床或辐射装置将所述辐射对象置于辐照中心；

根据预设辐射对象的大小确定对应孔径的最佳准直孔，利用旋转电机驱动准直器旋转到预设转速，利用旋转解码器获取所述最佳准直孔的角度信息并反馈至偏转板；

利用偏转板控制所述电子束流的旋转角度将所述电子束流与所述最佳准直孔实时对准；

所述电子束流轰击X射线靶产生X射线，所述X射线通过所述最佳准直孔对所述辐射对象进行辐射。

可选地，还包括：

辐射到预设时长后，关闭所述电子枪、所述聚焦透镜、所述偏转板和所述旋转电机。

可选地，当X射线靶为移动靶时，还包括：

当所述电子束流轰击X射线靶产生X射线时，利用真空平移电机驱动移动靶前后平行移动。

基于上述技术方案，本发明带来的有益效果为：

本发明采用偏转板控制电路控制电子束流旋转轰击X射线靶，而不是采用机械转动电子枪或者靶的方式，消除了机械运动的误差，可以快速变换X射线的辐射角度，能更加准确地投放辐射剂量，从而实现在超高剂量率下的适形辐照。X射线轰击X射线靶的同时，能将热量快速均匀分散到整个靶区，从而克服了靶温对电子束流强的限制，极大地提高了辐射剂量率，能够满足临床放疗或科研中的闪疗辐照要求。

附图说明

图1为本发明实施例一和治疗床结合使用的示意图；

图2为本发明中X射线靶为移动靶时的结构装配示意图；

图3为本发明中X射线靶为固定靶时的结构装配示意图；

图4为本发明实施例二和治疗床结合使用的示意图；

图5为本发明方法的流程示意图；

其中，电子束产生偏转系统1，X射线靶系统2，X射线成像探测器3，治疗床4。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法，以解决现有技术中不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应的技术问题。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在辐射放疗中，为实现对健康细胞的保护，一般采用适形辐照肿瘤的方式，即从多角度利用辐射线照射肿瘤，这样辐射剂量集中在肿瘤区域，而健康组织区域则受到较小剂量的辐照。

辐射放疗可以采用各种辐射线，如电子，X射线，质子等。电子的穿透能力较弱，不能治疗较深肿瘤；用质子实现放疗仪器复杂；而X射线产生设备相对简单，且穿透能力较高。

现有的部分辐射放疗平台，通过机械旋转X射线源和探测器的方式实现对辐射体的适形辐照，放疗时间较长，且不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应。

现有的高速计算机断层X射线扫描仪，利用多阳极扫描电子束X射线源对身体各部分进行高速扫描，不涉及机械运动，能够快速实现X射线的多方位照射。但该仪器主要用于X射线成像，扫描角度不能达到一周360度，而且不能产生闪放效应。

请参阅图1至图3，本发明实施例一提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射装置，包括：

依次连接的电子束产生偏转系统、X射线靶系统和X射线成像探测器；

其中，所述电子束产生偏转系统包括：依次设置的电子枪、聚焦透镜、偏转板和真空腔；所述电子枪产生高流强电子束流，所述聚焦透镜汇聚所述电子束流，所述偏转板旋转所述电子束流，所述真空腔减少所述电子束流在传输过程中的发散效应；

所述X射线靶系统包括：X射线靶、旋转电机、准直器、旋转编码器、硬化板和机体外壳；所述X射线靶设置在所述真空腔内，所述旋转电机设置在所述真空腔的内部或外侧，所述准直器设置在所述真空腔的外侧，所述旋转编码器设置在所述准直器上，所述准直器上开设有多个不同孔径的准直孔，所述硬化板设置在所述准直器的内侧，用来过滤掉低能X射线，同时作为真空腔外壳；所述碳纤维机体外壳设置在所述准直器外侧，用来作为仪器和辐照体的分界面来保护辐照体；

所述X射线靶在被电子束流轰击时产生X射线，所述准直器调节X射线的辐射场范围，所述旋转电机驱动所述准直器旋转，所述准直孔确定不同大小的辐射场范围，所述旋转编码器实时监测各所述准直孔的角度信息，所述硬化板吸收部分低能X射线；

所述X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。

本实施例中，电子束产生偏转系统包括电子枪、聚焦透镜、偏转板、真空腔。具体的，电子枪用来产生高流强电子束流，并将电子束加速到需要能量，能够达到几百keV，必要时，可在电子枪后设置加速腔来进一步提高电子束能量，电子枪可为热阴极或者冷阴极电子枪。

在电子枪后安装聚焦透镜用于汇聚电子束流，聚焦透镜可以由一对环状永久磁铁组成，两电磁铁间距离可调，从而控制电子束流的聚散程度；聚焦透镜也可由一组或两组螺线圈组成，螺旋圈之间的距离可固定或者调节，通过控制螺线圈的电流控制电子束流的聚散程度。

在聚焦透镜后安装偏转板，偏转板可以由两对电极板组成，两对电极板分包按水平和垂直以90度相交放置，分别控制电子束流在水平方向和垂直方向的运动；通过控制两对电极板上施加的电压来实现电子束流的360度旋转。优选的实施方式，偏转板由两对相互垂直放置的金属板组成。

在偏转板后安装真空腔，真空腔与真空泵连接实现真空，真空腔中的真空状态能减少电子束在传输过程中的发散效应。

本实施例中，X射线靶系统包括X射线靶、旋转电机、准直器、旋转编码器和硬化板。具体的，X射线靶可以为移动靶或固定靶，用于在被电子束流轰击时产生X射线，优选的实施方式，移动靶成环状。请参阅图2，当X射线靶为移动靶时，辐射装置还包括置于真空腔内的真空平行电机，当电子束流轰击移动靶的靶面时，真空平行电机带动环状移动靶进行前后平行移动，通过前后移动来分散电子束流沉积在移动靶上的热量；当没有电子束流时，移动靶恢复到原位。优选的实施方式，移动靶的表面可以由金属钨合金组成，基体可以由金属铜制作。本实施例采用平行移动靶的方式，可以将热量快速均匀分散到整个靶区，从而克服了靶温对电子束流强的限制，极大地提高了辐射剂量率。

需要说明的是，请参阅图3，当X射线靶为固定靶时，电子束流的旋转半径会变化，电子束流通过轰击整个碗状靶面，将热量分散到了整个靶区。

具体的，旋转电机可设置在真空腔的腔内或者腔外，用于旋转驱动准直器到预设转速。准直器上安装准直孔，用于约束X射线的辐射场范围；准直器上可同时设置多个不同半径的准直孔，用来得到不同大小的辐射场范围。优选的实施方式，在准直器同一半径上开设多个不同孔径大小的准直孔，准直孔形状可以是锥形或者多棱柱形。

具体的，旋转编码器安装在准直器上，用于给出准直器在旋转时的角度信息，并将该角度信息反馈给偏转板，偏转板控制电子束流的旋转角度，以实现电子束流与准直孔的实时对准。

需要说明的是，旋转编码器可以采用一个或多个。旋转编码器是比较成熟的硬件，一般由机械部分和电子部分这两部分组成；优选的实施方式，旋转编码器的机械部分安装在准直器上，电子部分固定安装在机壳上。

可以理解的是，旋转编码器能确定准直器上各个准直孔的位置信息，能给出准直器上任意一个准直孔的角度信息。例如，准直器上开设有四个孔径大小不同的准直孔，在同一半径上按90度摆放。将旋转编码器上的一个位置和最大孔径准直孔的角度对齐，假设都在12点钟方向。这样，当准直器旋转时，每次最大准直孔转到12点钟方向时，旋转编码器就有一个信号提示，此时，也能得知其他孔径的准直孔的角度信息，如最小孔径的准直孔(例如直径4毫米)在9点钟方向。

如果X射线成像显示肿瘤比较小，本实施例则选择孔直器上的最小孔径进行放射治疗；则在最大孔径的准直孔旋转到12点钟方向时，电子电路系统自动调节偏转板电压，使得电子束流轰击9点钟方向(最小孔径的准直孔所处角度)，并按照准直器的转速进行旋转，于是实现了准直孔的选择和实施跟踪，实现了电子束流与准直孔的实时对准。

工作时，旋转电机旋转驱动准直器到达一定均匀转速(预设转速)后，由电子电路系统控制的旋转编码器给出具有不同孔径的各准直孔的角度信息；启动电子束流时，由另一套电子电路系统即偏转板控制电路控制偏转板的电压，让电子束流实时对准所选择的准直孔，并跟随准直孔一起旋转。

具体的，硬化板设置在准直器的内侧，用于对吸收部分低能X射线，优选的实施方式，硬化板可由金属铝制作。机体外壳设置在所述准直器外侧，用来作为辐照仪器和辐照体的分界面来保护辐照体，优选的实施方式，机体外壳由碳纤维制成。

本实施例中，X射线成像探测器位于辐射装置的后端，可固定或沿辐射装置的轴线方向平行移动，X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。优选的实施方式，X射线成像探测器可以为弧状探测器，也可以由几台平板探测器组成。

治疗床安装于地面，用于放置辐射对象，可以放置人体或者其他辐射体。辐射装置和治疗床水平放置时用来治疗脑瘤，治疗床的顶端用于放置头部，将治疗床的顶端置于X射线成像探测器内。可以理解的是，电子束流轰击X射线靶产生X射线，X射线通过实时对准的准直孔进入X射线成像探测器，从而对辐射对象进行辐射。

请参阅图4，本发明实施例二提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射装置，实施例二与实施例一的主要区别在于：

将辐射装置和治疗床垂直放置，在治疗床的顶端开设开口用来放置乳房，可以用来治疗乳腺癌。

本发明实施例提供的产生超高剂量率X射线的辐射装置，包括用于产生电子束流的电子枪；用于聚集电子束流的聚焦透镜；用于偏转电子束流的偏转板；用于产生X射线的固定靶面或者移动靶面；用于约束X射线辐射场范围的准直器，在准直器上安装有不同孔径大小的准直孔；准直器可以沿轴向高速旋转，实现准直孔与电子束斑的实时对准；用于实时监测准直孔位置信息的旋转编码器；用于吸收部分低能X射线的硬化板；用于隔离辐照仪器和辐照体的碳纤维机体外壳；用于X射线成像的X射线探测器，X射线探测器可以是弧面结构或者由几台平板探测器组成。治疗床或者本发明辐照装置可以根据X射线图像中预辐照位置如肿瘤来自动调整位置和方向，使得辐照位置与辐照中心重合。

本发明实施例提供的产生超高剂量率X射线的辐射装置，采用偏转板控制电路控制电子束流旋转轰击X射线靶，而不是采用机械转动电子枪或者靶的方式，消除了机械运动的误差，可以快速变换X射线的辐射角度，能更加准确地投放辐射剂量，从而实现在超高剂量率下的适形辐照。X射线轰击X射线靶的同时，能将热量快速均匀分散到整个靶区，从而克服了靶温对电子束流强的限制，极大地提高了辐射剂量率，能够满足临床放疗或科研中的闪疗辐照要求。

请参阅图5，本发明实施例提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射方法，应用在产生超高剂量率X射线的辐射装置上，所述方法包括：

S100：利用电子枪和聚焦透镜产生并汇聚高流强电子束流，所述电子束流轰击X射线靶产生X射线对辐射对象进行X射线成像，确定所述辐射对象的大小和位置，并通过移动治疗床或辐射装置将所述辐射对象置于辐照中心；

S200：根据所述辐射对象的大小确定对应孔径的最佳准直孔，利用旋转电机驱动准直器旋转到预设转速，利用旋转解码器获取所述最佳准直孔的角度信息并反馈至偏转板；

S300：利用偏转板控制所述电子束流的旋转角度将所述电子束流与所述最佳准直孔实时对准；

S400：所述电子束流轰击X射线靶产生X射线，所述X射线通过所述最佳准直孔对所述辐射对象进行辐射。

本实施例中，完成一次放疗需要两步，第一步是X射线成像，用来确定辐射对象即肿瘤的位置和大小。具体的，利用电子枪和聚焦透镜产生并汇聚高流强电子束流，电子束流轰击X射线靶产生X射线对辐射对象进行X射线成像，确定辐射对象的大小和位置。在X射线成像这一步中，可采用弧状探测器或者多台平板探测器；用弧状探测器时，采用较大的准直孔，电子束流与准直孔对准并旋转一周，这样允许大范围的X射线通过来实现大面积成像；采用平板探测器时，电子束只需要照射几个与平板探测器成180度相对的靶位置来产生X射线。

需要说明的是，在X射线成像前只是将病人放在治疗床上，不做对准，因为此时还不知道病人肿瘤的大小及位置。

第二步是利用X射线放疗，根据辐射对象的肿瘤位置和大小设计放疗计划，根据放疗计划设置电子束流电压及电流参数、聚焦透镜参数、辐照时间参数(即预设时长)以及旋转一定孔径的准直孔。

放疗采用同样的X射线，这时已经知道了肿瘤的位置和大小，因此，就可以根据肿瘤的大小(例如直径10毫米)选择相应大小的准直孔(直径为10毫米)作为最佳准直孔；选择了最佳准直孔之后，在放疗时需要将电子束流实时跟踪最佳准直孔的位置，需要确保将准直孔与肿瘤对齐。可以移动治疗床，或者移动本发明的辐照装置的方式来改变病人与辐照装置的相对位置，直到将肿瘤置于辐照中心，这样准直孔就自然对齐了肿瘤。需要说明的是，在放疗过程中，所有不同孔径的准直孔都一直对准辐照中心。

根据X射线所成图像，选中辐照区域，例如肿瘤区域。治疗床根据辐照区域平行、上下，和旋转移动，将辐照区域置于辐照中心；或者保持治疗床及辐照体静止不同，平行、上下，旋转本发明辐射装置来将辐照区域置于辐照中心。

优选的，所述X射线探测器可由弧面探测器组成，用于对物体，如人体、小动物进行成像，从而帮助确定辐照位置，如人体中肿瘤位置。得到肿瘤位置信息后，将肿瘤位置信息传递给治疗床，治疗床按照肿瘤位置、平行和旋转移动，将肿瘤置于辐照中心。根据肿瘤体积大小和形状，准直器自动选择相应大小准直孔，用于在照射过程中对准电子束斑。

具体的，当X射线靶为移动靶时，还包括：

当所述电子束流轰击X射线靶产生X射线时，利用真空平移电机驱动移动靶前后平行移动。

辐射到预设时长后，关闭所述电子枪、所述聚焦透镜、所述偏转板和所述旋转电机。

本实施例提供的产生超高剂量率X射线的辐射方法，采用前述实施例所提供的辐射装置，所述方法具体步骤包括：

将预设辐射对象例如病人头部或乳房安放在治疗床上。启动旋转电机，驱动准直器旋转到预设转速，通过旋转解码器获取其中最大孔径准直孔(用来成像的准直孔)的位置信息，并将该准直孔的位置信息实时传递给偏转板控制电路。

启动电子枪和聚焦透镜，产生并汇聚电子束流，偏转板控制电子束流绕轴线方向进行旋转，或者轰击到X射线靶的几个固定位置上，产生X射线进行X射线成像，确定头部或乳房中肿瘤的大小和位置。

完成X射线成像后，可将电子枪、聚焦透镜、偏转板停止运行，旋转电机停止旋转。

根据上述成像中肿瘤的位置、大小、数目等信息，确定放疗计划，如总辐射剂量、分次放疗剂量、电子束能量、辐照角度、辐照时间等。

根据上述成像中肿瘤的位置，移动治疗床或者辐射装置，将肿瘤放置在辐照中心位置。根据上述成像中肿瘤的大小，选择相应孔径的准直孔。

再次启动旋转电机，驱动准直器旋转到预设转速，通过旋转解码器获取其中最佳孔径准直孔(用来放疗的准直孔)的位置信息，并将该准直孔的位置信息实时传递给偏转板控制电路。

启动电子枪和聚焦透镜，产生并汇聚电子束流，偏转板控制电子束流绕轴线方向进行旋转并实施对准准直孔，这些电子束轰击X射线靶后产生的X射线就会经过准直孔辐照到肿瘤区域。各辐照参数，如辐照角度、辐照时间、电子束能量等信息由放疗计划决定。

需要说明的是，根据X射线成像探测器的不同，选择电子束流连续轰击X射线靶或者几个固定位置轰击。如果采用如图2或图3所示的弧面探测器，则电子束流需要轰击一圈进行成像；如果采用三个相间位置为120度的平板探测器，则需要轰击与平板探测器相对的三个相间120度的位置；如果采用四个平板探测器相间90度放置，则需要轰击4个位置来实现成像。

本实施例中一次辐照的过程可总结为：开启电子枪，电子束流旋转，电子束流轰击X射线靶，产生的X射线通过最大准直孔用来成像。根据肿瘤信息确定放疗计划，旋转最佳孔径的准直孔，再次开启电子枪并让电子束实时对准准直孔辐射到辐照中心及肿瘤位置。辐照到设定时间后电子枪关闭，聚焦透镜、偏转板、旋转电机关闭，完成一次辐照。

重复以上步骤能实现对不同辐照位置的多次辐照，例如对多个脑瘤实现辐照。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，包括：

依次连接的电子束产生偏转系统、X射线靶系统和X射线成像探测器；

其中，所述电子束产生偏转系统包括：依次设置的电子枪、聚焦透镜、偏转板和真空腔；所述电子枪产生高流强电子束流，所述聚焦透镜汇聚所述电子束流，所述偏转板旋转所述电子束流，所述真空腔减少所述电子束流在传输过程中的发散效应；

所述X射线靶系统包括：X射线靶、旋转电机、准直器、旋转编码器、硬化板和机体外壳；所述X射线靶设置在所述真空腔内，所述旋转电机设置在所述真空腔的内部或外侧，所述准直器设置在所述真空腔的外侧，所述旋转编码器设置在所述准直器上，所述准直器上开设有多个不同孔径的准直孔，所述硬化板设置在所述准直器的内侧；所述机体外壳设置在所述准直器外侧；

所述X射线靶在被电子束流轰击时产生X射线，所述准直器调节X射线的辐射场范围，所述旋转电机驱动所述准直器旋转，所述准直孔确定不同大小的辐射场范围，所述旋转编码器实时监测各所述准直孔的角度信息，所述硬化板吸收部分低能X射线；

所述X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。

2.根据权利要求1所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，所述X射线靶为固定靶。

3.根据权利要求1所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，所述X射线靶为移动靶。

4.根据权利要求3所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，还包括：

置于所述真空腔内的真空平移电机，当所述电子束流轰击X射线靶时，所述真空平移电机驱动所述移动靶前后平行移动。

5.根据权利要求1所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，所述X射线成像探测器为弧面探测器或3台按照120度环形分布的平板探测器。

6.根据权利要求1所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，所述准直孔为锥形。

7.根据权利要求1所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，所述准直孔为多棱柱形。

8.一种产生超高剂量率X射线的辐射方法，其特征在于，应用在产生超高剂量率X射线的辐射装置上，所述方法包括：

利用电子枪和聚焦透镜产生并汇聚高流强电子束流，所述电子束流轰击X射线靶产生X射线对辐射对象进行X射线成像，确定所述辐射对象的大小和位置，并通过移动治疗床或辐射装置将所述辐射对象置于辐照中心；

根据所述辐射对象的大小确定对应孔径的最佳准直孔，利用旋转电机驱动准直器旋转到预设转速，利用旋转解码器获取所述最佳准直孔的角度信息并反馈至偏转板；

利用偏转板控制所述电子束流的旋转角度将所述电子束流与所述最佳准直孔实时对准；

所述电子束流轰击X射线靶产生X射线，所述X射线通过所述最佳准直孔对所述辐射对象进行辐射。

9.根据权利要求8所述的产生超高剂量率X射线的辐射方法，其特征在于，还包括：

辐射到预设时长后，关闭所述电子枪、所述聚焦透镜、所述偏转板和所述旋转电机。

10.根据权利要求8所述的产生超高剂量率X射线的辐射方法，其特征在于，当X射线靶为移动靶时，还包括：

当所述电子束流轰击X射线靶产生X射线时，利用真空平移电机驱动移动靶前后平行移动。

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