加速器和MRI引導(dǎo)的放療機(jī)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種加速器和MRI引導(dǎo)的放療機(jī)，加速器設(shè)有磁控管，磁控管包括管芯和磁體，磁體采用MRI系統(tǒng)的主磁體，管芯設(shè)在由主磁體產(chǎn)生的MRI系統(tǒng)的主磁場(chǎng)內(nèi)，且管芯的軸線方向沿著主磁場(chǎng)的磁力線方向；MRI引導(dǎo)的放療機(jī)由放療機(jī)和在線磁共振成像設(shè)備構(gòu)成，放療機(jī)設(shè)有用于帶電粒子加速的直線加速器和/或回旋加速器，直線加速器和回旋加速器設(shè)有磁控管，在線磁共振成像設(shè)備設(shè)有用于形成MRI主磁場(chǎng)的主磁體，磁控管的管芯設(shè)置在MRI主磁場(chǎng)內(nèi)，以MRI主磁場(chǎng)充當(dāng)磁控管的恒定磁場(chǎng)，直線加速器位于所述主磁體的外部。本實(shí)用新型專利技術(shù)的加速器更加小巧緊湊，產(chǎn)生更高能電子束；放療機(jī)更加緊湊，能快速準(zhǔn)確遞送束流到指定的照射位置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)涉及一種加速器和MRI引導(dǎo)的放療機(jī)，加速器設(shè)有磁控管，磁控管包括管芯和磁體，磁體采用MRI系統(tǒng)的主磁體，管芯設(shè)在由主磁體產(chǎn)生的MRI系統(tǒng)的主磁場(chǎng)內(nèi)，且管芯的軸線方向沿著主磁場(chǎng)的磁力線方向；MRI引導(dǎo)的放療機(jī)由放療機(jī)和在線磁共振成像設(shè)備構(gòu)成，放療機(jī)設(shè)有用于帶電粒子加速的直線加速器和/或回旋加速器，直線加速器和回旋加速器設(shè)有磁控管，在線磁共振成像設(shè)備設(shè)有用于形成MRI主磁場(chǎng)的主磁體，磁控管的管芯設(shè)置在MRI主磁場(chǎng)內(nèi)，以MRI主磁場(chǎng)充當(dāng)磁控管的恒定磁場(chǎng)，直線加速器位于所述主磁體的外部。本技術(shù)的加速器更加小巧緊湊，產(chǎn)生更高能電子束；放療機(jī)更加緊湊，能快速準(zhǔn)確遞送束流到指定的照射位置。【專利說(shuō)明】加速器和MR I引導(dǎo)的放療機(jī)
本技術(shù)涉及一種加速器和MRI引導(dǎo)的放療機(jī)，屬于醫(yī)療器械

技術(shù)介紹
磁控管是用于產(chǎn)生電磁波的裝置。通常其管芯由兩個(gè)同心金屬圓柱體構(gòu)成，中心柱體是陰極，外層為陽(yáng)極。在陽(yáng)極上有一系列的共振腔。這些共振腔與兩個(gè)圓柱體之間的空腔相通并處于真空狀態(tài)。整個(gè)圓柱體被置于磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向沿柱體軸向。當(dāng)陰極被加熱后，自由電子在陰極附近產(chǎn)生。這些電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下沿曲線從陰極向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，同時(shí)發(fā)出電磁波。電磁波與電子進(jìn)一步相互作用形成一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，電磁波的中心頻率由陽(yáng)極共振腔的形狀和尺度決定。電磁波可以從陽(yáng)極共振腔引出。當(dāng)用于電子直線加速器時(shí)，該電磁波作為驅(qū)動(dòng)電磁波被送入電子直線加速器用于對(duì)電子進(jìn)行加速，當(dāng)用于回旋加速器時(shí)，該電磁波可以用于形成D型盒當(dāng)中驅(qū)動(dòng)質(zhì)子或重離子等帶電粒子的高頻電場(chǎng)。通常為磁控管管芯提供磁場(chǎng)的是一塊永磁體，高功率磁控管可采用電磁體，其磁場(chǎng)強(qiáng)度最高可達(dá)幾千高斯，相應(yīng)地，由磁控管產(chǎn)生的電磁波的最高頻率或者說(shuō)最短波長(zhǎng)以及輸出功率比較有限，相應(yīng)地，由于電子直線加速器的相鄰空腔的距離與驅(qū)動(dòng)電磁波的波長(zhǎng)成正比，因此現(xiàn)有的電子直線加速器的結(jié)構(gòu)尺寸小型化也就受到磁控管上述局限性的影響。由于電子直線加速器體量偏大，不利于自動(dòng)化操控，因此對(duì)其的操作效率、定位準(zhǔn)確性等容易受到影響，有待提尚。惡性腫瘤的放射治療是用放療機(jī)將一定劑量的治療用束流(如X—射線或電子束)投送到治療靶區(qū)以阻止癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。X—射線是通過(guò)高能電子打到鎢靶上產(chǎn)生的，高能電子是由電子直線加速器產(chǎn)生的。磁控管產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電磁波從電子直線加速器的射頻窗口進(jìn)入加速器腔體，電磁波在腔體內(nèi)形成駐波或行波。位于加速器腔體一端的電子槍產(chǎn)生的電子束在初始電壓的作用向另一端運(yùn)動(dòng)。如果電子運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)電磁波同步，則電子從電磁場(chǎng)獲得能量，速度增加，即所述高能電子。同樣，也可以利用質(zhì)子束、重離子束等進(jìn)行放射治療。現(xiàn)有為數(shù)不多的MRI引導(dǎo)的放療研發(fā)實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)中，加拿大Alberta大學(xué)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)過(guò)于沉重的磁體，給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來(lái)不小的難度，給系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性造成新的問題。在Elekta公司所研發(fā)的MRI引導(dǎo)放療實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)中，治療射線需穿透液氦槽、梯度線圈和射頻線圈，從而造成治療用X-射線的硬化效應(yīng)和能譜的改變，對(duì)治療造成影響，需要提高加速器的高壓和束流強(qiáng)度。悉尼的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)患者和治療床的設(shè)計(jì)，由于人體軟組織的變形，給腫瘤的定位和跟蹤帶來(lái)的更大的難度，而且由于病人的身體素質(zhì)問題，很多情況不適合旋轉(zhuǎn)病人，旋轉(zhuǎn)病人屬于對(duì)病人不夠人性化。可見，現(xiàn)有的MRI引導(dǎo)的放療機(jī)普遍存在可動(dòng)部分不夠小巧緊湊、治療時(shí)跟蹤定位操作精準(zhǔn)度不高以及加速器束流強(qiáng)度不高的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的上述缺陷，本技術(shù)的目的在于提供一種加速器和MRI引導(dǎo)的放療機(jī)，所述加速器更加小巧緊湊;所述MRI引導(dǎo)的放療機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊，能夠快速、準(zhǔn)確遞送束流到指定的照射位置。本技術(shù)的技術(shù)方案是:—種加速器，設(shè)有磁控管，所述磁控管包括管芯和磁體，所述磁體采用MRI系統(tǒng)的主磁體，所述管芯設(shè)置在由所述主磁體產(chǎn)生的所述MRI系統(tǒng)的主磁場(chǎng)內(nèi)，且所述管芯的軸線方向沿著所述主磁場(chǎng)的磁力線方向。所述加速器為直線加速器或回旋加速器，所述直線加速器設(shè)有用于帶電粒子(例如電子、質(zhì)子、重離子等，下同)加速的加速管，所述回旋加速器設(shè)有用于帶電粒子加速的D型盒，所述MRI系統(tǒng)的主磁體優(yōu)選采用超導(dǎo)線圈，所述回旋加速器D型盒也設(shè)置在所述MRI系統(tǒng)的主磁場(chǎng)內(nèi)。所述主磁體可以為平板式主磁體或圓筒式主磁體，所述平板式主磁體包括平行相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)磁極，兩個(gè)所述磁極之間的磁場(chǎng)構(gòu)成所述主磁場(chǎng);所述圓筒式主磁體呈圓筒形狀，其軸向孔洞內(nèi)的磁場(chǎng)為所述主磁場(chǎng)。當(dāng)所述主磁體為圓筒式主磁體時(shí)，所述管芯的軸線優(yōu)選與所述主磁體的軸線重入口 ο—種MRI引導(dǎo)的放療機(jī)，主要由放療機(jī)和在線磁共振成像設(shè)備構(gòu)成，所述放療機(jī)設(shè)有用于帶電粒子加速的直線加速器(也稱電子直線加速器)和/或回旋加速器，所述直線加速器和回旋加速器設(shè)有磁控管，所述在線磁共振成像設(shè)備設(shè)有用于形成MRI主磁場(chǎng)的主磁體，其特征在于所述磁控管的管芯設(shè)置在所述MRI主磁場(chǎng)內(nèi)，以所述MRI主磁場(chǎng)充當(dāng)所述磁控管的恒定磁場(chǎng)，所述電子直線加速器位于所述主磁體的外部。所述主磁體優(yōu)選采用超導(dǎo)線圈。 所述主磁體可以為平板式主磁體或圓筒式主磁體，所述平板式主磁體包括平行相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)磁極，兩個(gè)所述磁極之間的磁場(chǎng)構(gòu)成所述主磁場(chǎng);所述圓筒式主磁體呈圓筒形狀，其軸向孔洞內(nèi)的磁場(chǎng)為所述主磁場(chǎng)。所述主磁體上設(shè)有供治療用束流通過(guò)的治療窗，當(dāng)所述主磁體為平板式主磁體時(shí)，所述治療窗可以采用下列任意一種結(jié)構(gòu)型式或者兩種結(jié)構(gòu)型式的組合:(I)兩個(gè)所述磁極相對(duì)應(yīng)的任意一對(duì)邊緣所限定的區(qū)域構(gòu)成所述治療窗；(2)任意一個(gè)或兩個(gè)所述磁極上設(shè)有開口，所述開口構(gòu)成所述治療窗。當(dāng)所述主磁體為圓筒式主磁體時(shí)，所述治療窗可以采用下列任意一種結(jié)構(gòu)型式:(I)所述主磁體軸向的任意一端敞口構(gòu)成所述治療窗；(2)所述主磁體為一體式結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有徑向開孔，所述徑向開孔構(gòu)成所述治療窗；或者，所述主磁體為分體式結(jié)構(gòu)，包括軸向設(shè)置的前、后兩部分，所述前、后兩部分之間留有間隙，所述前、后兩部分之間的表面環(huán)形區(qū)域構(gòu)成所述治療窗。對(duì)于所述平板式主磁體，兩個(gè)所述磁極之間的空間為成像治療區(qū)域，治療床進(jìn)出口為兩個(gè)所述磁極相對(duì)應(yīng)的任意一對(duì)邊緣所限定的區(qū)域;對(duì)于所述圓筒式主磁體，當(dāng)所述治療窗采用上述結(jié)構(gòu)型式(I)時(shí)，所述主磁體為分體式結(jié)構(gòu)，包括軸向設(shè)置的前、后兩部分，所述前、后兩部分之間留有間隙，所述間隙構(gòu)成治療中治療床的放置位置和所述治療床進(jìn)出所述主磁場(chǎng)的通道；當(dāng)所述治療窗采用上述結(jié)構(gòu)型式(2)時(shí)，治療床進(jìn)出口為所述主磁體軸向的任意一端敞口。對(duì)于所述平板式主磁體，當(dāng)所述治療窗采用結(jié)構(gòu)型式(I)時(shí)，所述治療床進(jìn)出口、所述治療窗和所述管芯所在位置分別對(duì)應(yīng)不同的兩個(gè)所述磁極相對(duì)應(yīng)的成對(duì)邊緣所限定的區(qū)域;對(duì)于所述圓筒式主磁體，當(dāng)所述治療窗采用上述結(jié)構(gòu)型式(I)時(shí)，所述治療窗和所述管芯所在位置分別對(duì)應(yīng)所述主磁體軸向的兩端敞口；當(dāng)所述治療窗采用上述結(jié)構(gòu)型式(2)時(shí)，所述治療床進(jìn)出口和所述管芯所在位置分別對(duì)應(yīng)所述主磁體軸向的兩端敞口。對(duì)于所述圓筒式主磁體，所述管芯的軸線優(yōu)選與所述主磁體的軸線重合。所述放療機(jī)可以為電子束放療機(jī)、X射線放療機(jī)、質(zhì)子放療機(jī)或重離子放療機(jī)，當(dāng)所述放療機(jī)為電子束放療機(jī)或X射線放療機(jī)時(shí)，所述加本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種加速器，設(shè)有磁控管，其特征在于所述磁控管包括管芯和磁體，所述磁體采用MRI系統(tǒng)的主磁體，所述管芯設(shè)置在由所述主磁體產(chǎn)生的所述MRI系統(tǒng)的主磁場(chǎng)內(nèi)，且所述管芯的軸線方向沿著所述主磁場(chǎng)的磁力線方向。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：包尚聯(lián)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京健聯(lián)醫(yī)療科技有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：北京;11