質子放射治療回旋加速器的束流調制方法技術

本發明專利技術涉及一種質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，在加速器的一個下磁極及其對應的上部磁極表面分別安裝一個靜電偏轉板，在與上述下磁極呈180°對稱位置的另一個下磁極及其對應的上部磁極表面安裝束流準直器；通過調節施加在所述靜電偏轉板上的電壓，并調整束流準直器之間的狹縫寬度，使符合強度要求的束流通過束流準直器。該束流調節方式方便有效，極大提高了束流調制的效率和準確性。

Beam modulation method for proton radiation therapy cyclotron

Flow modulation method of the invention relates to a proton radiotherapy cyclotron beam, an electrostatic deflector are arranged on the upper surface of the pole pole and the corresponding one of the accelerator, in a 180 degree symmetrical position of the upper pole and the magnetic pole surface corresponding to another installation under the beam collimator and the lower pole is applied; the voltage in the electrostatic deflection plate by adjusting the slit width and adjust the beam between the collimator, which meet the strength requirements of the beam through the beam collimator. This method is convenient and effective, and greatly improves the efficiency and accuracy of beam modulation.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于回旋加速器設計技術，具體涉及一種質子放射治療回旋加速器的束流調制方法。
技術介紹
在質子放射治療過程中要求質子束流能夠照射在整個腫瘤病灶的不同深度和厚度區域，但通常質子放射治療回旋加速器在治療過程中產生的束流均為固定能量的束流，固定能量的束流無法完全照射腫瘤病灶不同深度和厚度的區域。傳統質子放射治療回旋加速器通過在束流線上安裝的能量調制器來調制束流，這樣調制后的束流即可以適應不同深度和厚度的腫瘤。能量調制器的調整需要由訓練有素的熟練操作人員根據患者腫瘤的具體治療情況進行必要的計算和操作來對束流進行調制。束流在調制過程中，能量調制器降低了束流的能量和流強，為了產生滿足治療需求的束流，傳統加速器需要花費大量時間以可以產生需相應增強的束流。這樣的結果就是質子放射治療更適用于相對簡單的病例治療，甚至治療過程中病人還需要額外承受一定時間的低效輻照。如果治療過程中根據患者病灶深度和寬度區域需要頻繁調制束流，這就進一步降低了治療效率并延長了治療時間。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對傳統束流調制方面存在的調制效率低下、調制時間長的問題，提出了一種質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，從而能夠高效快捷的調制束流以適應照射不同腫瘤病灶深度和寬度區域對束流的需求，同時保證束流調制的高度精確性。本專利技術的技術方案如下：一種質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，在加速器的一個下磁極及其對應的上部磁極表面分別安裝一個靜電偏轉板，在與上述下磁極呈180°對稱位置的另一個下磁極及其對應的上部磁極表面安裝一個束流準直器；通過調節施加在所述靜電偏轉板上的電壓，并調整束流準直器之間的狹縫寬度，使符合強度要求的束流通過準直器。進一步，如上所述的質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，其中，在兩個靜電偏轉板上分別施加了偏轉電壓后，在兩個靜電偏轉板之間形成一個垂直方向的靜電場，當束流通過時，束流由于靜電場的作用在垂直方向上發生偏轉。進一步，如上所述的質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，其中，所述的束流準直器由兩個截面呈T型的板組成，兩塊T型板相對設置，凸起部分之間形成供束流通過的狹縫。進一步，如上所述的質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，其中，通過單獨調整施加在靜電偏轉板上的電壓，或者在調整施加在靜電偏轉板上的電壓的同時配合調整束流準直器之間的狹縫寬度，從而保證符合強度要求的束流通過準直器。本專利技術的有益效果如下：本專利技術所提供的束流調制方法通過靜電偏轉板和束流準直器的綜合應用實現了通過調節靜電偏轉板的電壓，使偏轉板之間的電場變化，從而調節束流的目的。該束流調節方式方便有效，極大提高了束流調制的效率和準確性。附圖說明圖1為質子放射治療回旋加速器的束流調制裝置結構示意圖；圖2為質子放射治療回旋加速器的束流調制靜電偏轉板結構示意圖。圖3為質子放射治療回旋加速器的束流準直器結構示意圖。圖4為質子放射治療回旋加速器的束流調制原理圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進行詳細的描述。如圖1所示，本專利技術所提供的質子放射治療回旋加速器的束流調制裝置主要包括兩個板狀靜電偏轉板1和由兩個T型截面的板組成的束流準直器。兩個靜電偏轉板分別安裝在下磁極2表面和下磁極2對應的上部磁極表面，T型束流準直器3分別安裝在與下磁極2呈180°對稱位置設置的下磁極4表面和下磁極4對應的上部磁極表面。如圖2所示，靜電偏轉板的整體結構為板狀，偏轉板本體通過絕緣件與安裝基座進行連接，偏轉板本體周邊與安裝基座為真空絕緣結構。如圖3所示，束流準直器縱向截面為T型，束流準直器安裝在磁極表面，其安裝座側面與磁極安裝位置側面完全契合，T型結構凸起部分厚度及高度根據束流設計情況確定。如圖4所示，束流調制裝置處于工作狀態時，兩個板狀靜電偏轉板5上分別施加了偏轉電壓，在兩個偏轉板之間形成了一個垂直方向的靜電場7。當束流8通過時，束流8由于電場7的作用在垂直方向上發生偏轉，然后在加速器主磁場中沿R方向轉過半周被束流準直器6攔截。靜電場的強度隨靜電偏轉板上施加的電壓變化而變化，從而可以選擇令預先選定的束流通過束流準直器，且可以通過的最大束流則由兩個束流準直器之間的狹縫寬度來進行調節。在偏轉電壓和可調狹縫的綜合作用下，即可實現對束流的精確調制，以滿足治療患者時腫瘤病灶不同深度和寬度治療區域對束流的具體要求。當需要強度較強的束流進行照射治療時，可以通過靜電偏轉板電壓的調節，使束流在垂直方向上偏轉較小，從而保證從準直器中通過的束流比較多，實現強度較強的束流照射。當需要強度較弱的束流進行照射治療時，可以通過靜電偏轉板電壓的調節，使束流在垂直方向上偏轉較大，從而限制更多的束流通過準直器，實現強度較弱的束流照射。施加在靜電偏轉板上的電壓以及束流準直器之間的狹縫寬度可以單獨調節，也可以組合調節，從而保證符合強度要求的束流通過準直器。顯然，本領域的技術人員可以對本專利技術進行各種改動和變型而不脫離本專利技術的精神和范圍。這樣，倘若對本專利技術的這些修改和變型屬于本專利技術權利要求及其同等技術的范圍之內，則本專利技術也意圖包含這些改動和變型在內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，其特征在于：在加速器的一個下磁極及其對應的上部磁極表面分別安裝一個靜電偏轉板，在與上述下磁極呈180°對稱位置的另一個下磁極及其對應的上部磁極表面安裝束流準直器；通過調節施加在所述靜電偏轉板上的電壓，并調整束流準直器的狹縫寬度，使符合強度要求的束流通過束流準直器。

【技術特征摘要】
1.一種質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，其特征在于：在加速器的一個下磁極及其對應的上部磁極表面分別安裝一個靜電偏轉板，在與上述下磁極呈180°對稱位置的另一個下磁極及其對應的上部磁極表面安裝束流準直器；通過調節施加在所述靜電偏轉板上的電壓，并調整束流準直器的狹縫寬度，使符合強度要求的束流通過束流準直器。2.如權利要求1所述的質子放射治療回旋加速器的束流調制方法，其特征在于：在兩個靜電偏轉板上分別施加了偏轉電壓后，在兩個靜電偏轉板之間形成一個垂直方向的靜電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋國芳，楊建俊，呂銀龍，殷治國，葛濤，管鋒平，賈先祿，邢建升，
申請(專利權)人：中國原子能科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11