靶组件以及具有该靶组件的直线加速器的制造方法_2

文档序号:9436858阅读:来源:国知局
示意图;图4为靶组件移除底座和驱动组件后的分解图;图5为具有图1-图4的靶组件的直线加速器的一部分。
[0027]先参见图5,根据本发明的一种实施方式,公开了一种直线加速器400。该直线加速器400包括加速管200和治疗头300,其中,加速管200用于产生加速的电子束,治疗头300固定到加速管200的下方,来自加速管的电子束经由治疗头300的靶组件100后射出治疗用电子束或治疗用X射线或成像用X射线。下文将详述靶组件100。
[0028]如图1-图4所示,根据本发明的一种实施方式,公开了一种靶组件100。具体地,该靶组件100包括底座102、基座104和驱动组件106。更具体地,该底座102为大致方形的板,其固定到板10上,其中,该板10 —般是钢材料的,其构成直线加速器400的治疗头300的一部分。底座102由高密度材料,诸如钨,制成,其上限定有纵向凹槽108,纵向凹槽108的两侧分别固定有两块固定块110,该固定块110向内延伸有突出,这样,四块固定块110构成了用于支撑和引导基座104的导轨。另外,如图所示,在板10上,还固定有一对辅助导轨,其由一对下固定块112和分别螺纹固定到下固定块112的上固定块114构成,该上固定块114与前述固定块110的形状基本相同,即,也具有凸缘,该辅助导轨与前述导轨共同配合以使该基座104沿着导轨行进的行程更长。基座104大致为板状,在两侧沿着纵向方向均设有与前述固定块110、上固定块114的凸缘彼此适配的凹槽116。基座104的上表面上还限定有第一凹槽118和第二凹槽120。在第一凹槽118内,第一基板122通过诸如螺钉等紧固件被固定于其中,该第一基板122由铜材料形成,在纵向方向上依次地限定有沿竖直方向开设的五个通孔124,在每个通孔124内还布置有散射铂或薄铝片用于电子束扩束,其中五个通孔124内的散射铂或薄铝片的厚度可以是不同的以便于对不同功率的电子束进行扩束。例如,各通孔124对应的电子线能量从左到右依次可以是6MeV、8MeV、1MeV, 12MeV、14MeV。众所周知地,该电子线束可以用于浅层的肿瘤治疗,诸如用于皮肤癌治疗。在第二凹槽120内,第二基板126和盖板128被布置于其中,该第二基板126和盖板128可均由铜材料形成的,第二基板126上限定有凹槽,铜制的第三基板130被容置于凹槽内并通过诸如焊接的连接方式固定到第二基板126上,而且当第三基板130被固定于第二基板126后至少第三基板130的下表面与第二基板126之间还限定有容腔,其用于容纳随后述及的冷却介质。进一步地,第三基板130的上表面还固定有钨靶131,其用于当被电子束撞击时产生X射线,尤其是高能X射线,以用于放射治疗,尤其用于深层的放射治疗。所述X射线的峰值能量可以为2MeV,前述靶的材料可以为钨。邻近第三基板130,在第二基板126的上表面上还固定有X射线成像靶132,例如由铝制成,用于当被电子束撞击时产生X射线,尤其用于产生适于成像的低能X射线,其峰值能量通常为60keV。在X射线成像靶132的下方,沿着纵向在第二基板126上开设有两个分别连通到前述容腔的水平通孔以便于后续冷却介质的引入和排出。冷却组件134包括入口段铜管136和出口段铜管138,该入口段铜管136 —端连接到管接头另一端插入并流体密封地固定到其中一个水平通孔内,在入口段铜管136远离第二基板126处设有靶电流检测接口 140以检测靶电流,其余部分则包覆有绝缘材料。出口段铜管138 —端连接到管接头另一端插入并流体密封地固定到另一个水平通孔内,其外包覆有绝缘材料。前述冷却介质一般为水。在安装时,带有铜管136、138的第二基板126先被放置到凹槽内,然后再将盖板128盖到铜管136、138上,接着以诸如螺钉等紧固件将盖板128固定到基板104上。
[0029]驱动组件106包括电机142和传动组件144,电机142固定到板10的与底座102相反的一侧上。传动组件144包括齿轮组和丝杠螺母机构,具体地,该齿轮组均固定到横向设于底座102的固定块146上,包括主动齿轮148和被动齿轮150,其中,主动齿轮148连接到电机142的输出轴由电机142驱动,被动齿轮150与主动齿轮148啮合且其输出轴为丝杠螺母机构的丝杠152,螺母154螺纹连接到丝杠152上且固定到基座104。
[0030]靶组件100还包括检测装置,其包括位移传感器156、限位开关158和控制器(未示出),其中控制器分别耦接于前述的位移传感器156和限位开关158。具体地,该位移传感器156用于检测基板104相对底座102的位移;该限位开关158检测编码位置,具体地,有三个限位开关158,这三个限位开关158可以对起始位置、5个电子线出射位置、I个治疗用X射线出射位置以及I个成像用X射线出射位置进行预编码并检测。具体地,当在电机142的驱动下,螺母154带动基板104相对底板102运动以使来自加速管的电子束对准某具体出射位置时,位移传感器156先检测到基板104相对底板102的位移,限位开关158会检测实际位置是否与编码位置相对应,如果对应,则反馈位移信息以及相应的编码信号,根据位移传感器和限位开关的反馈的信息,控制器控制电机142运动停止。
[0031]当操作员希望直线加速器从治疗模式转换到成像模式时,S卩,将治疗用X射线靶131与来自加速管的电子束的出束方向对准转为成像用X射线靶132与来自加速管的电子束的出束方向对准,换言之,移动靶组件100的基板104以使处于工作位置的治疗用X射线靶131转换为成像用X射线靶132,控制器发出指令控制电机142转动并带动基板104相对底座102移动并根据位移传感器156检测到的位移和限位开关158检测到的编码位置来判断是否到达预定位置,当位移以及编码位置均表明当前位置为预定位置时,控制器控制电机142停止运动。例如,在预存储信息中,在治疗模式下,即,靶组件上的治疗用X射线靶处于工作位置处时,位移传感器156检测到的位移例如应为A,且限位开关检测到的编码位置例如应为(1,1,0);在成像模式下,S卩,靶组件上的成像用X射线靶处于工作位置处时,位移传感器156检测的位移应为B,且限位开关158检测到的编码位置应为(1,1,1);则,在前述模式转换中,当位移传感器156检测到位移为B,且限位开关158检测到编码位置为(1,1,I)时,控制器会控制电机142运动停止。
[0032]关于电子束的能级切换过程或者电子束和X射线之间的切换过程,与前述过程基本类似,在此不再赘述。
[0033]其中,前述位移传感器可以为光栅尺式、磁栅尺式、容栅尺式或直线式电位器,前述限位开关可以为机械式、霍尔式或者光电式限位开关。
[0034]前述固定块与基座构成的导轨滑块结构只是示例性的,而非限制性的。本领域技术人员应当可以理解可以在底座和基座之间设置其他导向结构以使基座沿着特定的轨迹运动。而且还可以理解,该轨迹可以是直线形的,弧形的,椭圆形的,圆形的等等。
[0035]在本【具体实施方式】中,电子线能量有五级输出,然而,本领域普通技术人员应当可以理解,可以根据实际需求来设定更多或更少的电子线能量输出档位以及具体的电子线输出能量。进一步地,在本实施例中,虽然设置了电子线输出、治疗用X射线输出以及成像用X射线输出,然而可以理解,可以仅设置其中两种输出模式,或者设置更多种输出模式。而且,也容易理解,用于电子线输出的通孔和/或用于X射线输出的靶在基板上的顺序是可以根据实际要求进行调节的。
[0036]在前述【具体实施方式】中,散射铂或薄铝片是用作电子束扩束的元件,本领域技术人员应当可以理解,散射铂或薄铝片只是示
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