TW200815062A - Method and apparatus for stabilizing an energy source in a radiation delivery device - Google Patents

Description

200815062 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本，明係關於諸如輻射療法治療系統之輻射傳送設備。 更特定言之，本發明係關於一種用於穩定微波能量源（諸 如磁控官振盪器)之操作頻率以最佳化自系統内之粒子加 速器之輸出的方法及裝置。 【先前技術】 θ用於輻射療法之醫療器械用高能輻射治療腫瘤組織。劑 量及劑量之置放必須經準確控制以確保腫瘤接收足_射 以被破壞且最小化對周圍及鄰近非腫瘤組織之損傷。調強 輻射療法（IMRT)用多個輻射射線治療病人，該等射線中之 每者可在強度及/或能量上加以獨立控制。射線關於病 人自不同角度而指向且組合以提供所要的劑量圖案(“6 pattern)。在外部源輻射療法中，在病人外部的輻射源治 療内部腫'廇。外部源通常經準直以使射束僅指肖腫瘤部 位。通常，輻射源由來自高度準直放射性同位素之高能χ 射線、電子或伽瑪射線組成。執行此類型之輻射療法的輻 射源可包括被稱為磁控管之設備，其向線性加速器 ("LINAC”）提供微波功率。 ° 【發明内容】 為了使用磁控管驅動之線性加速器以IMRT有效地治療 病人，需要自LINAC之劑量輪出為穩定的。磁控管提供可 與適度大小之旋轉輻射療法傳送系統（諸如將在下文中詳 細描述之系統）一起使用的緊密電源。然而，線性加速器 123768.doc 200815062 通苇需要比由磁控管可突旦、去 ^ 了谷易達成的頻率穩定性更大的頻率 穩疋性以獲得怪定輸出。磁控管之機械振動可引起足以產 在連、只傳送IMRT系統中所需要的輸出變化更大的輸 出變化之頻率變化。因此，本發明提供用以穩定磁控管頻 . 帛以達成所要怪定輸出之構件。實際上，本發明係針對採 - _磁控管之具有寬特性之源設備，及歸因於將設備輕 合至高諳振負載（例如’ UNAC)而將該設備限定為在較窄 豸寬_作。為了防止系統中之不穩定性，磁控管之輸出 頻率應匹配LINAC之操作頻率。 在貝轭例中，本發明提供一種輻射傳送設備。該設備 包括諸如磁控管之微波能量源及耗合至能量源之微波利用 口又備。非父互式傳輸設備將能量源耦合至利用設備且自利 用設備接收能量之未利用部分。傳輸設備調節未利用能量 之至少一部分且使所調節之能量返回能量源。傳輸設備包 括第一組件，其操作以調整能量之第一性質，使得調整不 • 影響能量之任何其他性質。所返回之經調節能量用以修改 月匕里源之頻率，使得輻射傳送設備中之未利用能量最小 化。 在此種狀況下，在所說明實施例中為粒子加速器之利用 设備具有比在能量產生源中固有的操作頻寬窄之操作頻 寬。差異係歸因於對磁控管自由其高電流電子束之熱擴散 • 所佔用的大部分相位空間收集電子以達成射束能量至射頻 (RF)振盪之高效率轉換之需要。加速器之窄頻寬為達成最 大化内部電場以對於給定功率輸入在最短實際長度下產生 123768.doc 200815062 最高輻射能之目標的結果。根據本發明之穩定系統之方法 可應用於基於任何RF加速粒子/光子的模態。 由磁控管所產生之微波能量穿過諸如波導之非交互式傳 輸設備而傳至線性加速器，該線性加速器利用能量來產生 ▲ 尚能電子及/或X射線。磁控管之輸出頻率使用習知自動頻 率控制反饋迴路來追蹤熱變化而機械地調諧至LINAC之諧 振操作頻率。微波能量在來自磁控管之能量的頻率不匹配 LINAC之諧振操作頻率時自LINAC反射。所反射能量經由 循環器導引至波導組件，該等波導組件個別地控制所反射 •月匕置之振幅及相位。振幅及相位受控之能量隨後返回受控 能量施加頻率牵引效應之磁控管。當以特定方式應用所反 射能量之振幅及相位時，牽引效應抵抗磁控管頻率自 LINAC之諧振頻率的小偏差。與機械調諧系統之若干毫秒 回應時間相比，此效應出現於零點幾微秒内。 本發明亦提供一種用於穩定微波能量源之方法，該能量 • 源、耦合至微波利用設備。該方法包括將非交互式傳輸設備 鵪合至能量源及將能量自能量源經由傳輸設備而指向利用 、 2備。自利用設備返回的至少_部分能量經調節，其中調 即包括修改能量之第_特性而不影響能量之任何其他特 、纟。能量之經調節部分返回能量源且用以穩定能量源之頻 率輸出。 ％ 本發明之其他態樣將藉由者# 田哼應實；方式及隨附圖式而轡 得顯而易見。 【實施方式】 123768.doc 200815062 在評細解釋本發明之任何實施例之前，應理解，本發明 不限於其中請案中在以下描述中所陳述或在以下圖式中所 說明之構造的細節及組件之配置。本發明能夠實施其他實 施例且能夠實踐或能夠以各種方式來進行。又，應理解' 本文中所使用之用語及術語係用於描述且不應看作係限制 性的。本文中使用，，包括，，、，，包含"或”具有”及其變化意謂 包含其後列出之項目及其均等物以及額外項目。除非另外 規定或限制’否則術語"安裝”、"連接”、"支撐"及"耦合" 及其變化廣義地加以使用且包含直接與間接安裝、連接、 支撐及耦合。此外，"連接"及"麵合"不限於實體或機械連 接或麵合。 儘管本文在描述圖式時可進行諸如上部、下部、向下、 向上、向後、底部、正面、背面等之方向參考，但此等參 考係為便利起見而相對於圖式（如通常觀看）進行。此等方 向不意欲照字面採用或以任何形式來限制本發明。另外， 諸如”第一”、”第二”及"第三"之術語在本文中用於描述且 不意欲指示或暗示相對重要性或顯著性。 另外，應理解，本發明之實施例包括硬體、軟體及電子 組件或模組，為論述起見，其可說明且描述為大部分組件 僅在硬體中實施。然而，一般熟習該項技術者基於閱讀此 實施方式將認識到，在至少一實施例中，本發明之基於電 子的態樣可在軟體中實施。同樣，應注意，基於複數個硬 體及軟體的設備以及複數個不同結構組件可用於實施本發 明。此外且如隨後段落中所述，圖式中所說明之特定機械 123768.doc 200815062 組態意欲例證本發明之實施例且其他替代機械組態為可能 的0 圖㈣明可將向病人14提供輻射療法之輻射療 統-諸如將在下文中描述之輕射療法治療系統為可根據 本發明操作之輻射傳·送設備之一實例。轄射療法治療可包 括基於光子的輻射療法、近接療法、電子束療法、質子、 1=:!法’或其他類型之治療療法。輕射療法治療 糸統10包括台架18。台架18可支撐輻射傳送模組22’該輻 射傳送模組22可包括輻射源24及可操作以產生輻射束此 線性加速器2 6。儘營圖々由私- S圖式中所不之台架18為環形台架（亦 即，其延伸全360。弧以形成完整環或圓），但亦可使用宜 !類型之安裝配置。舉例而言，可使用C型、部分環形台 木或機械臂。亦可使用能夠相對於病人14將幸畐射傳送模组 22定位於各種旋轉及/或軸向位置之任何其他構架。另 外，輪射源24可以不遵循台㈣之形狀的路徑行進。舉例 而言，即使所說明之台架18通常為圓形的，但輻射源河 以非0形路控行進。韓射源24可包括諸如磁控管32(圖3中 所說明）之能量產生源’其產生待傳至UNAC 26(圖4中所 說明）之能量。將在下文中更詳細論述磁控管32UInac 26 〇 幸*射挺組22亦可包括可操作以修改或調變輻射束％之調 變設備34°調變設備34提供對輻射束3〇之調變且將輻射束 3〇指向病人14。特定言之，輻射束30指向病人之一部分。 概言之，該部分可包括整個身體，但通常小於整個身體， 123768.doc 200815062 且可由一維區及/或二維體積來界定。需要接收輕射的部 分或區為相關區域之實例，該部分或區可被稱為目標或目 標區域（圖示為38)。另一類型的相關區域為處於危險中之 £域。右一部分包括處於危險中之區域，則輕射束較佳自 處於危險中之區域轉向。此調變有時被稱為調強輻射療法 (nIMRTn)。 調變設備3 4可包括如圖2中所說明之準直設備42。準直 設備42包括界定且調整孔徑50之大小的一組夾片46，輻射 束30可穿過該孔徑50。夾片46包括上夾片54及下夾片58。 上夾片54及下夹片58可移動以調整孔徑5〇之大小。 在一實施例中，如圖2中所說明，調變設備34可包含多 葉式準直儀62，該多葉式準直儀62包括可操作以在位置間 移動以提供強度調變之複數個交錯葉片66。亦應注意，葉 片66可移動至最小打開位置與最大打開位置之間的任何位 置。複數個交錯葉片66在輻射束30到達病人14上之區38之 前調變輻射束30之強度、大小及形狀。葉片66中之每一者 由諸如馬達或氣閥之致動器70獨立地加以控制，以使得葉 片66可快速打開及關閉以准許或阻礙輻射之通過。致動器 70可由電腦74及/或控制器加以控制。 如圖1中所說明，輻射療法治療系統10亦可包括可操作 以接收輻射束30之偵測器78(例如，千伏或百萬伏偵測 器）。UNAC 26及偵測器78亦可作為電腦斷層攝影（CT)系 統而操作以產生病人14之CT影像。LINAC 26向病人14之 區38發射輻射束3〇。區38吸收輻射中之一些。偵測器π债 123768.doc -10- 200815062 測或量測由區3 8所吸收之輛μ曰

之輻射的置。偵測器78隨著LINAC 26繞病人14旋轉且向病人14發射輻射而自不同角度收集吸 收貝料。所收集之吸收資料被傳輸至電腦74以處理吸收資 料且產生病人身體組織及器官 ^ g之衫像。影像亦可說明骨、 軟組織及血管。

輻射療法治療系統10亦可包括諸如躺椅82(圖i中所說 明）之病人支推物’其支撐病人14。難82在父、…方向 上沿至少一軸84移動。在本發明之其他實施例中，病人支 撑物可為適於支樓病人身體之任何部分的任何設備。病人 支撐物不限於必須支撐整個病人身體。系統1〇亦可包括可 操作以操縱躺椅82之位置的驅動系統86。驅動系統86可由 電腦74控制。 如圖3所示之磁控管32產生被傳至LINAc %之微波輻 射。在最高位準，磁控管採用DC功率且將其轉換為以功 率。由於磁控管以與將功率輸入耦合至磁控管相同及相對 的方式耦合功率輸出，因此功率轉換為交互的。可根據本 發月利用之一種此磁控管為由e2v Technologies (UK) LTD 供應之型號MG-6493。磁控管32為大功率微波振盪器，其 中自圓柱形陰極84發射之加速電子的能量被轉換為一系列 譜振腔88中之射頻能量。諧振腔88由翼片92界定。陰極84 由同心陽極104圍繞。磁控管32浸入沿陰極84之轴所施加 的磁場。 P思著加熱陰極84，產生徑向向外行進之電子，其由在陰 極84與陽極1〇4之間的徑向電場向陽極ι〇4吸引。磁場將電 123768.doc -11 - 200815062 子偏轉至陰極88與陽極104之間的曲線軌道中，從而在腔 88中誘發RF電流。此引起能量以腔88之諧振頻率而儲存於 L88中。電子之動能藉此被轉變為rf能量，其中在所說明 之實施例中，電子之約6〇0/❶動能轉換為微波能量。 所說明實施例之磁控管32可以各種頻率模式（其包括兀模 式）振盈。為了減小以不同於π模式的模式振盪之可能性， 磁控管32之翼片92由搭板108連接。搭板108連接具有相等 電位之交替翼片92且忽略在π模式頻率180。異相之鄰近翼 片92。RF功率在腔88外經由耦合迴路12〇耦合至圓形波導 部分。該耦合為交互的，且RF功率可以與由磁控管32輸出 的效率相同之功率耦合回磁控管32中。強耦合增加輸出功 率及效率，但亦增加對負載不匹配改變之時間抖動及敏感 性。 應理解，雖然以上參看圖3詳細論述一特定磁控管組 態，但其他磁控管組態為可能的且仍屬於本發明之範疇 内。磁控管之基本操作及組件對於熟習該項技術者為熟知 的’且熟習該項技術者將理解磁控管組態自以上所論述組 悲之變化為可能的且仍屬於本發明之範疇内。 圖4說明用於系統10中之LINAc 26。LINAC 26包括三個 基本組件：電子槍128、加速器132及目標136。噴射器 為電子搶128供電且針對具有！^!^功率之每一脈衝自磁控管 32喷射電流脈衝。電子搶128包括加熱以產生電子之陰 極。由電子搶128所產生之電子在所說明之實施例中被弓丨 向槍陽極且以約13 KV噴射至加速器132中。 123768.doc •12- 200815062 所贺射電子隨後群聚成束 ^ 于束電子可由加速器 132加速為一實體。加速 议数個加速腔，每一加速 腔匕括在電子穿過腔時加速電子 电卞之^加場。經耦合之諧振 =成多腔加速結m之數目（亦即，具有特定譜振 頻率及特徵性場圖案之操作條件的數目）由腔之數目（亦 即，諧振器之數目)來判定。用於所說明實施例中之加速 器132為駐波加速器’其中電磁波在腔之末端反射且來回

彈跳’從而形成駐波。然而，應理解，其他類型之加速器 可用於系統10中且仍屬於本發明之範疇内。 /速電子隨後轟擊目標136。至目標136之轟擊引起制動 幸田射A應。目標136放慢加速電子，&而在電子減速發生 2起X射線之發射。所發射\射線之能量隨轟擊電子之 而炎化。舉例而言，當轟擊電子之能量增加時，所發 射1射線變得更高能且移向更高頻率。目標136由高原子序 數i屬（如鎢）形成，該高原子序數金屬可耐受由電子轟擊 斤產生之呵熱罝。在一些狀況下，冷卻機構由LiNAc用於 幫助冷卻目標136。 _雖然以上描述LINAC 26之一特定組態，但熟習該項技 術者將理解，其他UNAC 26組態為可能的且仍屬於本發明 之乾脅内。以上所述之UNAC 26組態為用於本發明之一 UNAC 26實施例的說明。該項技術中理解LINAC之基本操 作及組件’且熟習該項技術者將理解，其他LINAC組態為 可能的。 如下文中將詳細論述，磁控管32及LINAC 26可操作地 123768.doc -13- 200815062 耦合在一起，使得磁控管32及LINAC26在系統1〇中共同工 作。磁控管32由反饋系統（亦稱為自動頻率控制丨56(Apc)) 保持機械調諧至LINAC 26之操作頻率^ AFC 156驅動機動

柱塞（未圖示），該機動柱塞擾動磁控管腔88中之一者。柱 塞充當磁控管調諧器158。為了最小化頻率偏差，當磁控 管32繞水平軸旋轉時，此軸應平行於調諧器158之軸。 AFC 156充當機械調諧器且用以藉由查看個別尺卩脈衝行為 之平均值且調整調諧器158以最小化自LINAC 26反射之功 率來調諧頻率。AFC 15601作不足夠快以校正個別以脈 衝因此，右磁控官32之輸出頻率快速變化（諸如歸因於 機械振動）’則個別脈衝可高低交替’使得脈衝之平均值 仍在操作參數内而磁控管32仍在所要輸出頻率外操作。 圖4及圖5為說明作為電路之系統1〇之輻射傳送模組邱 方塊圖。磁控管32自產生具有非常高電壓及電流之短脈衝 的調變器15〇接收功率。磁控管32使微波經由㈣循環器 160傳至LINAC 26。4埠循環器16〇為非交互式波導設備， 其將所施加之功率單向指向一連串埠之間。實質上，4埠 循環器160將磁控管32耗合至UNAC2q充當隔離器。*淳 循環器⑽允許對自LINAC 26反射回之功率的振幅及相位 :仃獨立調整。一般熟習該項技術者應理解，振幅及相位 為模組内可控制之兩個能量特性。在其他實施例中，亦 可調整頻率及波長。 久耵功罕甶電 阜循環器，其中使用影響振幅與相位兩者之單一調, 123768.doc 200815062 本毛明中相位與振幅調整之分離允許更準確且容易地調整 兩刀里，彳文而導致系統控制之更高準確性及磁控管32操作 之更佳可預測性。分離振幅控制亦允許對到達磁控管32之 反射功率的簡單限制以確保反射功率不超過磁控管32可容 許之家大值。 , 循環器160用於使自LINAC 26反射之功率離開磁控管32 轉向至大功率負載164以避免磁控管32之不穩定性及可能 _ 損壞。如圖4所不，電路包括與大功率負載164串聯之部分 反射元件（亦即，反射變壓器168)。相位可調整之全反射元 件（亦即，移相器172)位於部分反射元件168與磁控管32之 間的第四循環器埠上。 藉由利用4埠循環器160及附著至其之組件，可個別且獨 周正反射功率（此（里）之振幅及相位。當磁控管U不確 切地以LINAC 26之諧振頻率操作時，少量反射功率到達磁 控管32。反射功率之動作為以消除反射功率之方式來修改 ⑩ 磁控答3 2之頻率’從而形成反饋迴路。調譜校正發生於每 一脈衝開始之零點幾微秒内，因此實質上幾乎不存在到達 ㉟控& 32之反射功率。因此，系統1()經電子地調讀以解決 個別RF脈衝之變化。 雖然4埠循環器用於本發明之所說明實施例中，但應理 解，其他類型之設備可代替所說明循環器而使用。舉例而 吕，如圖6所說明，可使用具有分離相位與振幅控制之3埠 循環器180。在所說明之3谭循環器⑽中，移相器、部 分反射元件188及大功率負載192置放為串聯地耗合至3璋 123768.doc -15- 200815062 循環器180之第三埠。自UNAC 26反射之功率穿過移相器 184且到達反射元件188，其中反射小部分之功率。在一些 狀况下’大部分功率（約98%)經由反射元件ι88傳至耗散功 率之負載192。反射功率經由移相器184傳回且經移相之反 s 射功率傳至磁控管32。3埠循環器180之功率循環及埠隔離 . 功能實質上與以上所論述之4埠循環器160相同-波導之電 長度經加長（以移相）且相位可被獨立控制，但可存在將4埠 φ 循環器I60用作耦合機構之其他優點。另外，根據本發 明，可使用具有單向功率變換之非交互式波導設備的任何 /、他、、且悲，其允許對系統内反射功率之相位及振幅進行獨 立控制。舉例而言，由於循環器可具有任何其他數目之谭 且完成以上所論述之功能，因此可使用5埠循環器。 在所說明之實施例中，2%之反射功率以負載阻抗曲線 垂直於磁控管32之转克圖（見圖7)中之等頻曲線且將磁控管 之輸出頻率牵引向LINAC 26之譖振頻率的相位而被施加 • 1磁控管32。當適當㈣電路時，實際反射為幾乎為零之 2% °實際反射功率經選擇以不大於磁控管32之設計所允 許的4%最大值，且最小反射功率大於零。 圖8說明複合平面中之LINAC阻抗，其中譜振之中心在 • ^處且頻率在順時針方向上增加，及複合阻抗平面中之等 頻率輪廓，其中頻率如所說明而增加且具有磁控管中心頻 率f〇m。當，應導致穩定操作。 圖9為磁控管32之調整如何在複合阻抗平面中移動转克 圖之頻率線的圖#。磁控管調諧器158在阻抗I面中移動 123768.doc -16- 200815062 正交於其方向之等頻曲線族。此為AFC 156之目的，且為 阻抗與頻率關係之第一可調整參數。基本上，磁控管32需 要在LINAC 26之％功率頻寬内被調諳，其為LiNAC阻抗變 為等頻率輪廓之切線（見圖8中之*一_*)的點。 , 圖10為顯示LINAC 26之阻抗輪廓如何隨在4埠循環器 • 160之第3埠處之反射係數量值變化的圖表。如圖1〇中以圖 形所示，改變在大功率負載164之前所添加的反射量改變 馨由磁控管32可見之LINAC阻抗的量值。此為阻抗與頻率關 係之第二可調整參數。 0 11為tr兒明LINAC 26之阻抗輪廓如何隨在4埠循環器1 $〇 之第4埠處之單元反射係數相位變化的圖表。改變通常為 小功率負載埠（亦即，第四埠）上的100%反射之相位旋轉複 合阻抗平面中之阻抗曲線（見圖n)。此為阻抗與頻率關係 之第三可調整參數。 第二可調整參數由與大功率負載164串聯插入之、/4諧振 • 變壓器I68中之阻抗步驟來控制。此變壓器之電壓駐波比 (VSWR)為： VSWR=[z〇/Z!]2 〇 在TE1G模式中操作之矩形波導之阻抗的通式為： 且其中真空傳播之波導波長為

123768.doc -17· 200815062 由於不視波導高度”b”而定，因此減小之高度部分將在 減小之正規化阻抗下具有與主波導相同的頻率相依性：

Zi = (bi/b〇)Z〇 Ν~f~ TE10WG Tb

b〇 bi b〇 -—-1 —L

-1 厂」~x I ha-H

[~ v4 ~I

因此，計入變壓器之VSWR為 VSWR^bo/b!)2。 又，電壓反射係數「=(¥8賈11-1)/(¥8冒11+1)，且功率反射係 數為Γ2。 參看圖12，自諧振一侧至另一側之LINAC輸入阻抗通常 呈現受史密斯圖（Smith chart)約束之單位圓的圓切線。圖 12為可返回至磁控管32之反射功率的上限如何藉由選擇在 4琿循環器160之第三埠處之部分反射係數來加以限定的圖 示。如圖12中所示，阻抗在諧振下接近原點。此阻抗輪廓 由反射係數Γ定標，使得返回至磁控管32之功率的上限限 於Γ2。對於磁控管32, VSWRi所指定上限為15，其對應 於4%之功率反射。當在uNACMi%功率頻寬内操作時， 實際反射小於％之此功率，且對於諧振，反射由化卩鏈中之 其他缺陷來支配。 第三可調整參數由代替通常為小功率之負載而安裝之滑 動短路器172(亦即，移相器）來控制。 磁控管輸出之頻率可視反射至磁控管之功率量及反射功 123768.doc -18- 200815062 率之相位而改變，且磁控管32輸出之不穩定性可由自 LINAC 26之非受控功率反射引起。循環器之使用實質上相 對於由LINAC產生之反射功率隔離磁控管與LINAC。然 而，以上所述之穩定方法係用於穩定具有完全不同起因之 波動（諸如機械振動）以確保對磁控管輸出之控制。為了將 磁控管32作為電源用於LINAC26，需要限定輸出之頻率。 在較佳實施例中’已知受控之功率量反射回至磁控管32以 _ 達成對磁控管32輸出之適當控制。 應理解，雖然以上描述關於在輻射療法治療系統内之使 用來描述本發明，但本文中描述之用於穩定微波能量源之 方法及裝置可用於需要穩定由微波能量源所輸出之能量的 任何其他應用中。舉例而言，本發明可應用於某些微波雷 達應用 般热習该項技術者將理解，本文中詳細論述之 特定放射線療法實，例僅為本發明之一可能使用，且其他使 用為可能的且仍屬於本發明之範疇内。 • 可在以下申請專利範圍中發現本發明之各種特徵。 【圖式簡單說明】 圖1為輻射療法治療系統之透視圖。 圖2為可用於圖丨所說明之輻射療法治療系統中之多葉式 準直儀的透視圖。 圖3為與圖1之系統一起使用之磁控管的正視圖。 圖4為與圖1之系統一起使用iRF子系統的示意圖。 圖5為示意性表示為電路之圖1系統之輻射模組的方塊 圖。 123768.doc -19- 200815062 、圖6為示意性表示為電路之利用3埠循環器之本發明之替 代實施例的方塊圖。 圖7為說明頻率及功率輸出對圖4系統之負載阻抗之相依 性的筒克（Rieke)圖。 圖8為在複合阻抗平面中重疊之unac之輸入阻抗與來 自圖7之磁控管芮克圖之頻率線的圖示。 圖9為磁控管之調整如何在複合阻抗平面中移動芮克圖 頻率線的圖示。 圖1 〇為LINAC之阻抗輪廓如何隨在與圖4系統一起使用 之4埠循環器之埠3處之反射係數量值變化的圖示。 圖11為LINAC之阻抗輪廓如何隨在4埠循環器之埠4處之 單元反射係數相位變化的圖示。 【主要元件符號說明】 圖12為可返回磁控管之反射功率的上限如何藉由選擇在 4埠循環器之埠3處之部分反射係數而加以限定的圖示。 10 輻射療法治療系統 14 病人 18 台架 22 輻射傳送模組 24 輻射源 26 線性加速器 30 輻射束 32 磁控管 34 調變設備 123768.doc -20- 200815062 38 目標/目標區域 42 準直設備 46 炎片 50 孔徑 54 上夾片 58 下夾片 62 準直儀 66 葉片 70 致動器 74 電腦 78 偵測器 82 躺椅 84 軸/陰極 86 驅動系統 88 諧振腔 92 翼片 104 陽極 108 搭板 120 耦合迴路 128 電子槍 132 加速器 136 目標 140 喷射器 150 調變器 123768.doc -21 200815062

156 158 160 164 168 172 180 184 188 192 自動頻率控制（AFC) 調諧器 4埠循環器 大功率負載 部分反射元件/反射變壓器 移相器 3埠循環器 移相器 部分反射元件 大功率負載

123768.doc -22-

Claims (1)

1. 200815062 十、申請專利範圍： !· 一種輻射傳送設備，其包含： 一微波能量源，· 一微波利用設備，其耦合至該能量源；及 非乂互式傳輸設備，其將該能量源耦合至該利用設 備，該傳輸設備自該利用設備接收能量之一未利用部 =調節該未利用能量之至少—部分且使該經調節之能 里返回至4能量源’該非交互式傳輸設備包含一操作以 調整該能量之—第—性質，使得該調整不影響該能量之 任何其他性質的第一組件； 其中該返回之經調節能量用以修改該能量源之頻率， 使得系統中之該未利用能量最小化。 2·如請求項1之設備’其中該微波能量源為-磁抑管。 3· Π求項1之設備’其中該微波利用設備為-線性加迷 4. 如請求項1之設備，复中兮韭六 4 環器。 Ά非父互式傳輪設備包含1 5. 如请未項4之設備，其中該循環器為-4埠循環器。 6. 如請求们之設備，其中該傳輸設備之口 部分反射元件。 、、且件為一 7. ::求項i之設備’其中該傳輸設備進一步包 以獨立於該能量之任何= 采調整该能量之一第二性質。 ^貝 8·如請求項7之設備，其中該傳輸設備之該第二組件為— 123768.doc 200815062 移相器。 9.如請求項丨之設備， 嗲篦, 甲甶亥傳輸5又備調整之該能量的 苡弟—性質包括相位、振幅皮 派T田皮長及頻率中之一者。 1〇.如喷求項【之設備， 在今处β、 …、中'亥靶里之該未利用部分表示一 Λ月匕里源之輸出頻率盘該利用 不匹配。 、υ㈣叹備之輪入頻率之間的 11.如請求項丨之設備，其進一步包 。 機械調諧器。 、以此®源操作之 衝：ί項U之设備’其中該機械調諧器跨越個別能量脈 —平均值來調整該未利用能量之該頻率。 13 =:項1之設備’其中該傳輸設備能夠調節-個別能 =，使得該傳輸在-逐脈衝基礎上調諧該能量源之 通頻率。 14. 如請求们之設備’其中該傳輸設備能夠個別調整返回 至該能量源之該未利用功率的該相位及該振幅。 15. 如請求们之設備，其中該利用設備較該能量源具有一 更高頻率穩定性，且其中調節該未利用能量穩定該能量 源之該頻率輸出以在該利用設備之頻寬内操作。 16· —種輻射傳送設備，其包含： 一微波能量源； -微波利用設備，該設備經限定以在_比由該能量源 提供的頻寬更精確受控之頻寬内操作，使得可利用來自 該能量源之能量的僅一部分；及 -非交互式傳輸設備’其接收自該利用設備反射之該 123768.doc 200815062 能量的一未利用部分’且調節未利用之能量，隨後使該 經調節能量返回至該能量源； 其中該傳輸設備個別且獨立地調整該能量之至少兩個 不同特性。 17·如請求項16之設備，其中該微波能量源為—磁控管。 18.如請求項16之設備，其中該微波利用設備為一線性加速 19.如請求項16之設備’其中該非交互式傳輸設備 環器- 20.如請求項19之設備’其中該循環器為一 4埠循環器。 月求項16之0又備’其中该經調節能量作用於該能量源 以最小化該輻射傳送設備中之該未㈣能量。 22. 如請求項16之設備，其中該傳輸設備進-步包括-可操 作^周整返回至該能量源之該能量之相位的移相器。 23. 如請求項16之設備，其中該傳輪設備進—步包括一可操 作^調整返回至該能量源之該能量之振幅的反射元件。 24. 如5月求項16之設備，其中該傳輸設備可操作以獨立調整 ^能量特性中之_或多者：相位、振幅、波長及頻 25·: =項16之設備’其中該傳輸設備個別且獨立地調整 該月b ΐ之該相位及振幅。 26. 求項16之設備，其中該傳輪設備能夠調節一個別能 衝’使得該傳輸設備在-逐脈衝基礎上調讀該能 里〇 123768,doc 200815062 27. —種用於穩定一微波能量源之方法，該能量源耦合至一 在一比該能量源更窄之頻寬内操作的微波利用設備，該 方法包含： 將一非交互式傳輸設備耦合至該能量源； 將能量自該能量源經由該傳輸設備指向該利用設備； 調節自該利用設備返回之該能量的至少一部分，該調 節步驟包括修改該能量之一第一特性而不影響該能量之 任何其他特性；及 使該能量之該經調節部分返回至該能量源； 其中該經調節之能量用以穩定該能量源之頻率輸出。 28. 如請求項27之方法，其中該能量之該返回部分表示一在 該能量源與該利用設備之間的頻率不匹配，且其中使該 能量之該經調節部分返回至該能量源用以將該能量源之 頻率牽引為與該利用設備之頻率對準。 29. 如請求項27之方法，其中調節該能量之該部分包括使該 能量穿過一移相器以修改該能量之相位。 30. 如請求項27之方法，其中調節該能量之該部分包括使該 能量穿過一反射元件以修改該能量之振幅。 3 1 ·如請求項27之方法，其中調節該能量之至少一部分包括 調節由該能量源輸出之能量的個別脈衝以在一逐脈衝基 礎上控制該能量之該頻率。 123768.doc