CN117159936A - 一种x射线flash放疗装置及x射线flash放疗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种X射线FLASH放疗装置及X射线FLASH放疗方法，X射线FLASH放疗装置包括：患者支撑座椅，可进行多维度运动，用于承载患者；医用直线加速管，所述患者支撑座椅的第一侧设置至少一个医用直线加速管，所述患者支撑座椅的第二侧设置至少一个医用直线加速管，所述的第一侧与第二侧为患者支撑座椅的相对两侧，各高速直线加速管的出束端均正对所述患者支撑座椅。本发明的一种X射线FLASH放疗装置，通过患者支撑座椅的多维度运动，实现位于患者支撑座椅两侧的医用直线加速管针对患者的目标治疗靶区进行非共面放疗，通过控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗。

Description

一种X射线FLASH放疗装置及X射线FLASH放疗方法

技术领域

本发明涉及放疗设备技术领域，具体的涉及一种X射线FLASH放疗装置及X射线FLASH放疗方法。

背景技术

FLASH放疗又称超高剂量率放疗，通过比常规放疗(≈0.4Gy/s)高数百倍剂量率的束流(40Gy/s)进行肿瘤照射，可以获得独特的生物学效应(正常组织损伤明显降低，而肿瘤细胞杀伤效果不变)。此项生物学效应在2014年的法国居里研究所得到证实，使用超高剂量率和常规剂量率电子束照射荷瘤小鼠，发现超高剂量率组的小鼠肺纤维化程度普遍轻于常规剂量率组，而肿瘤控制效果相当。

虽然FLASH放疗效应机制不明，但FLASH放疗因其独特的优势，已经迅速成为学术和产业界的热点。其主要优势有：1)突破目前临床肿瘤放疗中的正常组织耐受瓶颈，拓宽治疗窗；2)照射时间压缩到毫秒级，大幅度提升治疗速度(常规放疗照射时间为分钟级)，常规放疗中呼吸等引起的器官、肿瘤运动对放疗的影响在FLASH放疗中可以完全忽略。

提供FLASH放疗的射线主要有三类：电子、X射线和质子。电子线的剂量率很容易达到FLASH效应所需的剂量率，但是由于电子的穿透能力弱，其只适用于浅表肿瘤；而高能电子线的产生需要庞大的加速器，此类装置体积大、造价成本高、不适用于临床落地。质子加速器体积也庞大，研制、维护成本高。因此，本发明专利旨在提供一种X射线FLASH放疗装置及X射线FLASH放疗方法。

有鉴于此，特提出本发明专利。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种X射线FLASH放疗装置及X射线FLASH放疗方法，具体地，采用了如下技术方案：

一种X射线FLASH放疗装置，包括：

患者支撑座椅，可进行多维度运动，用于承载患者；

医用直线加速管，所述患者支撑座椅的第一侧设置至少一个医用直线加速管，所述患者支撑座椅的第二侧设置至少一个医用直线加速管，所述的第一侧与第二侧为患者支撑座椅的相对两侧，各高速直线加速管的出束端均正对所述患者支撑座椅；

通过患者支撑座椅的多维度运动，实现位于患者支撑座椅两侧的医用直线加速管针对患者的目标治疗靶区进行非共面放疗，通过控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗。

作为本发明的可选实施方式，所述的医用直线加速管包括位于所述患者支撑座椅第一侧的第一医用直线加速管和位于所述患者支撑座椅第二侧的第二医用直线加速管，所述的第一医用直线加速管与第二医用直线加速管共中心轴线设置。

作为本发明的可选实施方式，所述的医用直线加速管包括至少三个，均匀布置在患者支撑座椅的外周，各个所述医用直线加速管布置在同一圆周上。

可选地，所述医用直线加速管布置的数量为2N个，其中N为正整数，且N≥2；

位于所述患者支撑座椅的第一侧和第二侧的医用直线加速管两两成对布置，各对医用直线加速管位于以患者支撑座椅初始位置为圆心的圆周的同一直径上。

作为本发明的可选实施方式，所述的医用直线加速管均为固定设置，所述的患者支撑座椅被配置为支持直线运动和旋转运动，通过控制患者支撑座椅的直线运动，调节患者的目标治疗靶区与两侧医用直线加速管的出束端之间的距离；通过控制患者支撑座椅的旋转运动，调节患者的目标治疗靶区与两侧医用直线加速管的出束端之间的相对角度。

作为本发明的可选实施方式，本发明的一种X射线FLASH放疗装置包括：

微波功率源，包括多个，分别与多个医用直线加速管一一对应，所述微波功率源被配置为所述医用直线加速管提供微波，使所述医用直线加速管形成加速所述的加速电场；

多叶准直器，包括多个，分别被一一对应配置在各个医用直线加速管的出束端，所述多叶准直器被配置为目标治疗靶区适形，可根据目标治疗靶区形状和放射治疗计划进行肿瘤适形。

本发明同时提供一种利用所述X射线FLASH放疗装置进行X射线FLASH放疗方法，包括：

患者被固定在所述患者支撑座椅上；

根据患者的目标治疗靶区位置，控制患者支撑座椅的多维度运动，实现位于患者支撑座椅两侧的医用直线加速管针对患者的目标治疗靶区进行非共面放疗；

根据患者的目标治疗靶区的放射治疗计划，控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗。

作为本发明的可选实施方式，所述患者的标治疗靶区的放射治疗计划的生成包括：

根据患者的目标治疗靶区位置，确定患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置以及目标治疗靶区在各个医用直线加速管的治疗靶区形状；

根据患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置，确定患者支撑座椅的多维运动参数，控制患者支撑座椅进行多维运动；

根据患者的目标治疗靶区在各个医用直线加速管的治疗靶区形状，确定确定各个医用直线加速管产生的治疗适配射野、治疗剂量率及治疗时间。

作为本发明的可选实施方式，本发明所述的一种X射线FLASH放疗方法，包括：

根据患者的目标治疗靶区位置，结合目标治疗靶区周边细胞组织情况，确定目标治疗靶区的正面最佳照射区域和反面最佳照射区域；

根据目标治疗靶区的正面最佳照射区域和反面最佳照射区域确定患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置；

根据目标治疗靶区的正面最佳照射区域确定正面照射可开启医用直线加速管，以及每个正面照射直线加速管下的治疗靶区形状；

根据目标治疗靶区的反面最佳照射区域确定反面照射可开启医用直线加速管，以及每个反面照射直线加速管下的治疗靶区形状；

可选地，当所述目标治疗靶区的正面或者反面开启的医用直线加速管照射在目标治疗靶区上产生交叉重叠区域时，根据目标治疗靶区上未交叉重叠区域确定正面或者反面开启的医用直线加速管的照射剂量率和照射时间。

作为本发明的可选实施方式，所述医用直线加速管产生的治疗剂量率均为可调治疗剂量率；

所述的医用直线加速管包括第一医用直线加速管，第二医用直线加速管，……，第i医用直线加速管，所述第一医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为m1 Gy/s，最高治疗剂量率为n1 Gy/s，第二医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为m2Gy/s，最高治疗剂量率为n2Gy/s，……，第i医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为mi Gy/s，最高治疗剂量率为n i Gy/s；

通过控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗的治疗剂量率范围为min{m1Gy/s,m2Gy/s,……，mi Gy/s}～(n1 Gy/s+n2Gy/s+……+n i Gy/s)。

作为本发明的可选实施方式，本发明的一种X射线FLASH放疗方法包括：通过控制一个或者多个所述医用直线加速管的射线靶偏离电子运动方向，医用直线加速管直接输出电子束，所述的电子束直接照射患者的目标治疗靶区，实现电子线FLASH放疗。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的一种X射线FLASH放疗装置，包括多个医用直线加速管，分别设置于患者支撑座椅的两侧，这样通过多个医用直线加速管组合式开启可以实现X射线FLASH放射治疗；而且，医用直线加速管设置在患者支撑座椅的两侧，配合患者支撑座椅的多维运动，可以实现患者的目标治疗靶区两侧的非共面放射治疗，更能有效地保护正常组织。

本发明的医用直线加速管区别于常规放疗直线加速器，医用直线加速管加速的电子直接打靶产生X射线，不经过偏转，因为偏转后越60％的电子会损失，从而确保医用直线加速管产生高剂量率射线。另外，由于医用直线加速管需要产生高剂量率射线，装置重量和体积较大，本实施例的患者支撑座椅可进行多维运动，而将医用直线加速管固定设置，简化了X射线FLASH放疗装置的整体结构，布局更加简单可靠，是FLASH放疗临床落地的最优选择。

本发明的一种X射线FLASH放疗装置，所述医用直线加速管采用常温中高能直线加速管，常温中高能直线加速管被配置为加速电子到10MeV，打靶后产生X射线。本实施例通过医用直线加速管的配置和组合产生高于40Gy/s剂量率的X射线，实现X射线FLASH放射治疗。

附图说明：

图1本发明实施例一种X射线FLASH放疗装置的整机结构布局示意图；

图2本发明实施例一种X射线FLASH放疗方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1所示，本实施例的一种X射线FLASH放疗装置，包括：

患者支撑座椅4，可进行多维度运动，用于承载患者；

医用直线加速管(11、12、13、14)，所述患者支撑座椅的第一侧设置至少一个医用直线加速管，所述患者支撑座椅的第二侧设置至少一个医用直线加速管，所述的第一侧与第二侧为患者支撑座椅的相对两侧，各高速直线加速管的出束端均正对所述患者支撑座椅4；

通过患者支撑座椅4的多维度运动，实现位于患者支撑座椅4两侧的医用直线加速管针对患者的目标治疗靶区进行非共面放疗，通过控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗。

本实施例的一种X射线FLASH放疗装置，包括多个医用直线加速管(11、12、13、14)，分别设置于患者支撑座椅4的两侧，这样通过多个医用直线加速管组合式开启可以实现X射线FLASH放射治疗；而且，医用直线加速管设置在患者支撑座椅4的两侧，配合患者支撑座椅4的多维运动，可以实现患者的目标治疗靶区两侧的非共面放射治疗，更能有效地保护正常组织。

本实施例的医用直线加速管区别于常规放疗直线加速器，医用直线加速管加速的电子直接打靶产生X射线，不经过偏转，因为偏转后越60％的电子会损失，从而确保医用直线加速管产生高剂量率射线。另外，由于医用直线加速管需要产生高剂量率射线，装置重量和体积较大，本实施例的患者支撑座椅4可进行多维运动，而将医用直线加速管固定设置，简化了X射线FLASH放疗装置的整体结构，布局更加简单可靠，是FLASH放疗临床落地的最优选择。

本实施例的一种X射线FLASH放疗装置，所述医用直线加速管采用常温中高能直线加速管，常温中高能直线加速管被配置为加速电子到10MeV，打靶后产生X射线。本实施例通过医用直线加速管的配置和组合产生高于40Gy/s剂量率的X射线，实现X射线FLASH放射治疗。

本实施例的常温中高能直线加速管按单一能量优化，如按10MV优化，因此其在10MV的俘获可以做到40％以上，区别于常规放疗直线加速器，它们通常工作在两个工作点，如6MV和10MV，俘获率在10MV时会有损失。

中能医用电子直线加速器：(1)除提供两X-辐射(6-8MV)供治疗深部肿瘤外，还提供4-5挡不同能量的电子辐射(5-15MeV)供治疗表浅肿瘤使用，扩大了应用范围。中能医用电子直线加速器除能治疗深部肿瘤外，还可以治疗大部分表浅肿瘤，表浅治疗深度可在2-5cm范围内，由于中能治疗范围较低能扩大，是大中型肿瘤医院需要的主要放射治疗装置。

高能医用电子直线加速器：(1)提供两档X-辐射，商业上称为双光子方式，个别产品甚至可以提供三挡X-辐射，称为三光子方式，多档设置目的是实现X-辐射深度剂量特性的调节，因为采用高低两挡能量X-辐射组合照射，相当于调节能量。(2)可提供更高能量的电子辐射，一般电子辐射分5-9挡，能量可达20-25MeV,扩大了对表浅肿瘤的治疗深度范围(2-7cm)。

作为本实施例的可选实施方式，本实施例所述的医用直线加速管包括位于所述患者支撑座椅4第一侧的第一医用直线加速管(11/12)和位于所述患者支撑座椅4第二侧的第二医用直线加速管(13/14)，所述的第一医用直线加速管(11/12)与第二医用直线加速管(13/14)共中心轴线设置。即参见图1中患者支撑座椅4左右两侧设置第一医用直线加速管11和第二医用直线加速管13，或者患者支撑座椅4前后两侧设置第一医用直线加速管12和第二医用直线加速管14的情况，该情况下第一医用直线加速管(11/12)和第二医用直线加速管(13/14)位于患者支撑座椅4两侧，可单独或者组合开启实现X射线FLASH放射治疗，通过设置在患者支撑座椅4两侧实现患者的目标治疗靶区两侧的非共面放射治疗。

作为本实施例的可选实施方式，本实施例所述的医用直线加速管包括至少三个，均匀布置在患者支撑座椅的外周，各个所述医用直线加速管布置在同一圆周上。本实施例的医用直线加速管布置在患者支撑座椅4的外周，可以针对患者支撑座椅4进行更多角度的放射治疗方式。

作为本实施例的可选实施方式，本实施例所述的一种X射线FLASH放疗装置，所述医用直线加速管布置的数量为2N个，其中N为正整数，且N≥2；位于所述患者支撑座椅的第一侧和第二侧的医用直线加速管两两成对布置，各对医用直线加速管位于以患者支撑座椅初始位置为圆心的圆周的同一直径上。本实施例的医用直线加速管布置在患者支撑座椅4的外周，且两两成对设置，不仅可以针对患者支撑座椅4进行更多角度的放射治疗方式，而且可以更好的针对患者的目标治疗靶区两侧进行非共面放射治疗。

具体地，以图1为示例，本实施例的一种X射线FLASH放疗装置，在患者支撑座椅4的外周均匀布置四个医用直线加速管，在患者支撑座椅4的水平径向方向上设置的第一医用直线加速管11和与第一医用直线加速管11相对的第二医用直线加速管13，在患者支撑座椅4的竖直径向方向上设置的第一医用直线加速管12和与第一医用直线加速管12相对的第二医用直线加速管14。

图1中以4个角度排布医用直线加速管示例，也可以由其他高于或低于4个的角度排布。每根医用直线加速管(11、12、13、14)等可按放疗计划系统要求进行开和关，因此可以实现多个角度的放疗照射。如果每根医用直线加速管均能实现40Gy/s的剂量率，多根医用直线加速管如果同时开启，则可以实现更高远超40Gy/s的剂量率，如同时开启11和13，患者的目标治疗靶区接受到的剂量率最大超过80Gy/s，最低为40Gy/s；如同时开启11、12和13，患者的目标治疗靶区接受到的剂量率最大超过120Gy/s，最低为40Gy/s；如同时开启11、12、13和14，患者的目标治疗靶区接受到的剂量率最大超过160Gy/s，最低为40Gy/s。通过多角度医用直线加速管的开关，更可以实现剂量率的自由调节，从而实现调强FLASH放疗。

进一步地，本实施例的一种X射线FLASH放疗装置，所述的医用直线加速管均为固定设置，所述的患者支撑座椅4被配置为支持直线运动和旋转运动，通过控制患者支撑座椅4的直线运动，调节患者的目标治疗靶区与两侧医用直线加速管的出束端之间的距离；通过控制患者支撑座椅4的旋转运动，调节患者的目标治疗靶区与两侧医用直线加速管的出束端之间的相对角度。

因此，本实施例所采用的医用直线加速管由于需要产生较高的剂量率，体积和尺寸较大，固定设置更加便于整机布置，整机体积更小，占地面积较小；而患者支撑座椅4可以进行直线和旋转的多维运动满足患者的目标治疗靶区与医用直线加速管之间的距离和角度要求，精细化调节程度更高，便于制定出针对患者的目标治疗靶区的最佳治疗计划，获取最佳的治疗效果。

本实施例的一种X射线FLASH放疗装置，包括：

微波功率源2，包括多个，分别与多个医用直线加速管(11、12、13、14)一一对应，所述微波功率源2被配置为所述医用直线加速管(11、12、13、14)提供微波，使所述医用直线加速管(11、12、13、14)形成加速所述的加速电场，所述微波功率源2优选为速调管，也可以为高功率的磁控管；

多叶准直器(31、32、33、34)，包括多个，分别被一一对应配置在各个医用直线加速管(11、12、13、14)的出束端，所述多叶准直器(31、32、33、34)被配置为目标治疗靶区适形，可根据目标治疗靶区形状和放射治疗计划进行肿瘤适形。本实施例所述多叶准直器(31、32、33、34)优选为多叶光栅，也可以为多孔准直器。

本实施例所述常温中高能直线加速管产生的高于40Gy/s剂量率的X射线经过多叶光栅适形后照射患者肿瘤区域，同时通过多根常温中高能直线加速管的角度调制实现调强X射线FLASH治疗。

作为本实施例的可选实施方式，本实施例的医用直线加速管的射线靶可在传动机构作用下偏离电子运动方向，从而可以直接输出电子线，实现电子线放疗。

本实施例所述常温中高能加速管优选为S波段加速管，也可为X波段加速管以减小加速管尺寸。

作为本实施例的可选实施方式，本实施例所述患者支撑座椅4为碳纤维制成，对X射线的衰减小。

参见图2所示，本实施例提供一种利用所述X射线FLASH放疗装置进行X射线FLASH放疗方法，包括：

治疗开始；

导入放疗计划；

患者固定在患者支撑座椅上；

多叶准直器按计划适形；

每根医用直线加速管按计划出束；

出束完成；

治疗结束。

本发明实施例所提供的利用所述X射线FLASH放疗装置进行X射线FLASH放疗方法中：

放疗计划系统根据所述用于X射线FLASH放疗的紧凑型医用直线加速器系统建模，并制定患者计划。

患者固定在所述患者支撑座椅4上，进行摆位。所述患者支撑座椅4可实现直线运动和旋转运动，通过患者支撑座椅4的运动，可以实现非共面放疗。

摆位完成后，所述多叶准直器(31、32、33、34)按计划要求成野，所述多根医用直线加速管(11、12、13、14)按计划要求完成出束。

具体地，本实施例的一种X射线FLASH放疗方法，包括：

患者被固定在所述患者支撑座椅上；

根据患者的目标治疗靶区位置，控制患者支撑座椅的多维度运动，实现位于患者支撑座椅两侧的医用直线加速管针对患者的目标治疗靶区进行非共面放疗；

根据患者的目标治疗靶区的放射治疗计划，控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗。

本实施例的一种X射线FLASH放疗方法，通过多个医用直线加速管组合式开启可以实现X射线FLASH放射治疗；而且，医用直线加速管设置在患者支撑座椅的两侧，配合患者支撑座椅4的多维运动，可以实现患者的目标治疗靶区两侧的非共面放射治疗，提高治疗效率和治疗效果，同时能更有效地保护正常组织。

具体地，本实施例的一种X射线FLASH放疗方法，所述患者的标治疗靶区的放射治疗计划的生成包括：

根据患者的目标治疗靶区位置，确定患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置以及目标治疗靶区在各个医用直线加速管的治疗靶区形状；

根据患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置，确定患者支撑座椅的多维运动参数，控制患者支撑座椅进行多维运动；

根据患者的目标治疗靶区在各个医用直线加速管的治疗靶区形状，确定确定各个医用直线加速管产生的治疗适配射野、治疗剂量率及治疗时间。

本实施例的一种X射线FLASH放疗方法，根据患者的目标治疗靶区位置，结合X射线FLASH放疗装置进行患者支撑座椅的多维运动参数确定和各医用直线加速管的照射参数确定，实现了根据患者的目标治疗靶区位置进行最佳照射治疗效果的放射治疗计划的生成。

进一步地，本实施例所述的一种X射线FLASH放疗方法，包括：

根据患者的目标治疗靶区位置，结合目标治疗靶区周边细胞组织情况，确定目标治疗靶区的正面最佳照射区域和反面最佳照射区域，这样可以实现针对患者的目标治疗靶区的异面放射治疗，相对于同面一侧的发射治疗，提高治疗效率，提升治疗效果。另外，根据目标治疗靶区周边细胞组织情况，确定目标治疗靶区的正面最佳照射区域和反面最佳照射区域，尽量的避开周边敏感细胞组织，避免放射治疗对于正常的细胞组织产生损伤。

根据目标治疗靶区的正面最佳照射区域和反面最佳照射区域确定患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置。

根据目标治疗靶区的正面最佳照射区域确定正面照射可开启医用直线加速管，以及每个正面照射直线加速管下的治疗靶区形状。

根据目标治疗靶区的反面最佳照射区域确定反面照射可开启医用直线加速管，以及每个反面照射直线加速管下的治疗靶区形状。

可选地，当所述目标治疗靶区的正面或者反面开启的医用直线加速管照射在目标治疗靶区上产生交叉重叠区域时，根据目标治疗靶区上未交叉重叠区域确定正面或者反面开启的医用直线加速管的照射剂量率和照射时间。由于同一侧开启多个医用直线加速管导致在目标治疗靶区上产生照射的交叉重叠区域，此区域内照射剂量率相对较高，而目标治疗靶区上未交叉重叠区域的照射剂量率较低，因此，为了保证目标治疗靶区的放射治疗照射效果，应当以目标治疗靶区上未交叉重叠区域确定正面或者反面开启的医用直线加速管的照射剂量率和照射时间。

具体地，本实施例的一种X射线FLASH放疗方法中，所述医用直线加速管产生的治疗剂量率均为可调治疗剂量率；

所述的医用直线加速管包括第一医用直线加速管，第二医用直线加速管，……，第i医用直线加速管，所述第一医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为m1 Gy/s，最高治疗剂量率为n1 Gy/s，第二医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为m2Gy/s，最高治疗剂量率为n2Gy/s，……，第i医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为mi Gy/s，最高治疗剂量率为n i Gy/s；

通过控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗的治疗剂量率范围为min{m1Gy/s,m2Gy/s,……，mi Gy/s}～(n1 Gy/s+n2Gy/s+……+n i Gy/s)。

图1中以4个角度排布医用直线加速管示例，也可以由其他高于或低于4个的角度排布。每根医用直线加速管(11、12、13、14)等可按放疗计划系统要求进行开和关，因此可以实现多个角度的放疗照射。如果每根医用直线加速管均能实现40Gy/s的剂量率，多根医用直线加速管如果同时开启，则可以实现更高远超40Gy/s的剂量率，如同时开启11和13，患者的目标治疗靶区接受到的剂量率最大超过80Gy/s，最低为40Gy/s；如同时开启11、12和13，患者的目标治疗靶区接受到的剂量率最大超过120Gy/s，最低为40Gy/s；如同时开启11、12、13和14，患者的目标治疗靶区接受到的剂量率最大超过160Gy/s，最低为40Gy/s。通过多角度医用直线加速管的开关，更可以实现剂量率的自由调节，从而实现调强FLASH放疗。

本实施例的一种X射线FLASH放疗方法包括：通过控制一个或者多个所述医用直线加速管的射线靶偏离电子运动方向，医用直线加速管直接输出电子束，所述的电子束直接照射患者的目标治疗靶区，实现电子线FLASH放疗。

本实施例的医用直线加速管的射线靶可在传动机构作用下偏离电子运动方向，从而可以直接输出电子线，实现电子线放疗。

本实施例同时提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行程序，所述计算机可执行程序被执行时，实现如所述的一种X射线FLASH放疗方法。

本实施例所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

本实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机可执行程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，所述处理器执行所述的一种X射线FLASH放疗方法。

电子设备以通用计算设备的形式表现。其中处理器可以是一个，也可以是多个并且协同工作。本发明也不排除进行分布式处理，即处理器可以分散在不同的实体设备中。本发明的电子设备并不限于单一实体，也可以是多个实体设备的总和。

所述存储器存储有计算机可执行程序，通常是机器可读的代码。所述计算机可读程序可以被所述处理器执行，以使得电子设备能够执行本发明的方法，或者方法中的至少部分步骤。

所述存储器包括易失性存储器，例如随机存取存储单元(RAM)和/或高速缓存存储单元，还可以是非易失性存储器，如只读存储单元(ROM)。

应当理解，本发明的电子设备中还可以包括上述示例中未示出的元件或组件。例如，有些电子设备中还包括有显示屏等显示单元，有些电子设备还包括人机交互元件，例如按钮、键盘等。只要该电子设备能够执行存储器中的计算机可读程序以实现本发明方法或方法的至少部分步骤，均可认为是本发明所涵盖的电子设备。

通过以上对实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，本发明可以由能够执行特定计算机程序的硬件来实现，例如本发明的系统，以及系统中包含的电子处理单元、服务器、客户端、手机、控制单元、处理器等。本发明也可以由执行本发明的方法的计算机软件来实现，例如由微处理器、电子控制单元，客户端、服务器端等执行的控制软件来实现。但需要说明的是，执行本发明的方法的计算机软件并不限于由一个或特定个的硬件实体中执行，其也可以是由不特定具体硬件的以分布式的方式来实现。对于计算机软件，软件产品可以存储在一个计算机可读的存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，也可以分布式存储于网络上，只要其能使得电子设备执行根据本发明的方法。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种X射线FLASH放疗装置，其特征在于，包括：

患者支撑座椅，可进行多维度运动，用于承载患者；

医用直线加速管，所述患者支撑座椅的第一侧设置至少一个医用直线加速管，所述患者支撑座椅的第二侧设置至少一个医用直线加速管，所述的第一侧与第二侧为患者支撑座椅的相对两侧，各高速直线加速管的出束端均正对所述患者支撑座椅；

通过患者支撑座椅的多维度运动，实现位于患者支撑座椅两侧的医用直线加速管针对患者的目标治疗靶区进行非共面放疗，通过控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗。

2.根据权利要求1所述的一种X射线FLASH放疗装置，其特征在于，所述的医用直线加速管包括位于所述患者支撑座椅第一侧的第一医用直线加速管和位于所述患者支撑座椅第二侧的第二医用直线加速管，所述的第一医用直线加速管与第二医用直线加速管共中心轴线设置。

3.根据权利要求1所述的一种X射线FLASH放疗装置，其特征在于，所述的医用直线加速管包括至少三个，均匀布置在患者支撑座椅的外周，各个所述医用直线加速管布置在同一圆周上；

可选地，所述医用直线加速管布置的数量为2N个，其中N为正整数，且N≥2；

位于所述患者支撑座椅的第一侧和第二侧的医用直线加速管两两成对布置，各对医用直线加速管位于以患者支撑座椅初始位置为圆心的圆周的同一直径上。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种X射线FLASH放疗装置，其特征在于，所述的医用直线加速管均为固定设置，所述的患者支撑座椅被配置为支持直线运动和旋转运动，通过控制患者支撑座椅的直线运动，调节患者的目标治疗靶区与两侧医用直线加速管的出束端之间的距离；通过控制患者支撑座椅的旋转运动，调节患者的目标治疗靶区与两侧医用直线加速管的出束端之间的相对角度。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种X射线FLASH放疗装置，其特征在于，包括：

微波功率源，包括多个，分别与多个医用直线加速管一一对应，所述微波功率源被配置为所述医用直线加速管提供微波，使所述医用直线加速管形成加速所述的加速电场；

多叶准直器，包括多个，分别被一一对应配置在各个医用直线加速管的出束端，所述多叶准直器被配置为目标治疗靶区适形，可根据目标治疗靶区形状和放射治疗计划进行肿瘤适形。

6.一种利用如权利要求1-5任意一项所述X射线FLASH放疗装置进行X射线FLASH放疗方法，其特征在于，包括：

患者被固定在所述患者支撑座椅上；

根据患者的目标治疗靶区位置，控制患者支撑座椅的多维度运动，实现位于患者支撑座椅两侧的医用直线加速管针对患者的目标治疗靶区进行非共面放疗；

根据患者的目标治疗靶区的放射治疗计划，控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗。

7.根据权利要求6所述的一种X射线FLASH放疗方法，其特征在于，所述患者的标治疗靶区的放射治疗计划的生成包括：

根据患者的目标治疗靶区位置，确定患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置以及目标治疗靶区在各个医用直线加速管的治疗靶区形状；

根据患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置，确定患者支撑座椅的多维运动参数，控制患者支撑座椅进行多维运动；

根据患者的目标治疗靶区在各个医用直线加速管的治疗靶区形状，确定确定各个医用直线加速管产生的治疗适配射野、治疗剂量率及治疗时间。

8.根据权利要求7所述的一种X射线FLASH放疗方法，其特征在于，包括：

根据患者的目标治疗靶区位置，结合目标治疗靶区周边细胞组织情况，确定目标治疗靶区的正面最佳照射区域和反面最佳照射区域；

根据目标治疗靶区的正面最佳照射区域和反面最佳照射区域确定患者的目标治疗靶区相对于各个医用直线加速管位置；

根据目标治疗靶区的正面最佳照射区域确定正面照射可开启医用直线加速管，以及每个正面照射直线加速管下的治疗靶区形状；

根据目标治疗靶区的反面最佳照射区域确定反面照射可开启医用直线加速管，以及每个反面照射直线加速管下的治疗靶区形状；

可选地，当所述目标治疗靶区的正面或者反面开启的医用直线加速管照射在目标治疗靶区上产生交叉重叠区域时，根据目标治疗靶区上未交叉重叠区域确定正面或者反面开启的医用直线加速管的照射剂量率和照射时间。

9.根据权利要求6所述的一种X射线FLASH放疗方法，其特征在于，所述医用直线加速管产生的治疗剂量率均为可调治疗剂量率；

所述的医用直线加速管包括第一医用直线加速管，第二医用直线加速管，……，第i医用直线加速管，所述第一医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为m1 Gy/s，最高治疗剂量率为n1 Gy/s，第二医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为m2Gy/s，最高治疗剂量率为n2Gy/s，……，第i医用直线加速管产生的最低治疗剂量率为miGy/s，最高治疗剂量率为n iGy/s；

通过控制所述医用直线加速管单个开启或者多个组合开启，实现调强X射线FLASH放射治疗的治疗剂量率范围为min{m1Gy/s,m2Gy/s,……，mi Gy/s}～(n1 Gy/s+n2Gy/s+……+ni Gy/s)。

10.根据权利要求6所述的一种X射线FLASH放疗方法，其特征在于，包括：通过控制一个或者多个所述医用直线加速管的射线靶偏离电子运动方向，医用直线加速管直接输出电子束，所述的电子束直接照射患者的目标治疗靶区，实现电子线FLASH放疗。