质子放射治疗回旋加速器的束流调制方法与流程

本发明属于回旋加速器设计技术，具体涉及一种质子放射治疗回旋加速器的束流调制方法。

背景技术：

在质子放射治疗过程中要求质子束流能够照射在整个肿瘤病灶的不同深度和厚度区域，但通常质子放射治疗回旋加速器在治疗过程中产生的束流均为固定能量的束流，固定能量的束流无法完全照射肿瘤病灶不同深度和厚度的区域。传统质子放射治疗回旋加速器通过在束流线上安装的能量调制器来调制束流，这样调制后的束流即可以适应不同深度和厚度的肿瘤。能量调制器的调整需要由训练有素的熟练操作人员根据患者肿瘤的具体治疗情况进行必要的计算和操作来对束流进行调制。束流在调制过程中，能量调制器降低了束流的能量和流强，为了产生满足治疗需求的束流，传统加速器需要花费大量时间以可以产生需相应增强的束流。这样的结果就是质子放射治疗更适用于相对简单的病例治疗，甚至治疗过程中病人还需要额外承受一定时间的低效辐照。如果治疗过程中根据患者病灶深度和宽度区域需要频繁调制束流，这就进一步降低了治疗效率并延长了治疗时间。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对传统束流调制方面存在的调制效率低下、调制时间长的问题，提出了一种质子放射治疗回旋加速器的束流调制方法，从而能够高效快捷的调制束流以适应照射不同肿瘤病灶深度和宽度区域对束流的需求，同时保证束流调制的高度精确性。

本发明的技术方案如下：一种质子放射治疗回旋加速器的束流调制方法，在加速器的一个下磁极及其对应的上部磁极表面分别安装一个静电偏转板，在与上述下磁极呈180°对称位置的另一个下磁极及其对应的上部磁极表面安装一个束流准直器；通过调节施加在所述静电偏转板上的电压，并调整束流准直器之间的狭缝宽度，使符合强度要求的束流通过准直器。

进一步，如上所述的质子放射治疗回旋加速器的束流调制方法，其中，在两个静电偏转板上分别施加了偏转电压后，在两个静电偏转板之间形成一个垂直方向的静电场，当束流通过时，束流由于静电场的作用在垂直方向上发生偏转。

进一步，如上所述的质子放射治疗回旋加速器的束流调制方法，其中，所述的束流准直器由两个截面呈T型的板组成，两块T型板相对设置，凸起部分之间形成供束流通过的狭缝。

进一步，如上所述的质子放射治疗回旋加速器的束流调制方法，其中，通过单独调整施加在静电偏转板上的电压，或者在调整施加在静电偏转板上的电压的同时配合调整束流准直器之间的狭缝宽度，从而保证符合强度要求的束流通过准直器。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的束流调制方法通过静电偏转板和束流准直器的综合应用实现了通过调节静电偏转板的电压，使偏转板之间的电场变化，从而调节束流的目的。该束流调节方式方便有效，极大提高了束流调制的效率和准确性。

附图说明

图1为质子放射治疗回旋加速器的束流调制装置结构示意图；

图2为质子放射治疗回旋加速器的束流调制静电偏转板结构示意图。

图3为质子放射治疗回旋加速器的束流准直器结构示意图。

图4为质子放射治疗回旋加速器的束流调制原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明所提供的质子放射治疗回旋加速器的束流调制装置主要包括两个板状静电偏转板1和由两个T型截面的板组成的束流准直器。两个静电偏转板分别安装在下磁极2表面和下磁极2对应的上部磁极表面，T型束流准直器3分别安装在与下磁极2呈180°对称位置设置的下磁极4表面和下磁极4对应的上部磁极表面。

如图2所示，静电偏转板的整体结构为板状，偏转板本体通过绝缘件与安装基座进行连接，偏转板本体周边与安装基座为真空绝缘结构。如图3所示，束流准直器纵向截面为T型，束流准直器安装在磁极表面，其安装座侧面与磁极安装位置侧面完全契合，T型结构凸起部分厚度及高度根据束流设计情况确定。

如图4所示，束流调制装置处于工作状态时，两个板状静电偏转板5上分别施加了偏转电压，在两个偏转板之间形成了一个垂直方向的静电场7。当束流8通过时，束流8由于电场7的作用在垂直方向上发生偏转，然后在加速器主磁场中沿R方向转过半周被束流准直器6拦截。静电场的强度随静电偏转板上施加的电压变化而变化，从而可以选择令预先选定的束流通过束流准直器，且可以通过的最大束流则由两个束流准直器之间的狭缝宽度来进行调节。在偏转电压和可调狭缝的综合作用下，即可实现对束流的精确调制，以满足治疗患者时肿瘤病灶不同深度和宽度治疗区域对束流的具体要求。

当需要强度较强的束流进行照射治疗时，可以通过静电偏转板电压的调节，使束流在垂直方向上偏转较小，从而保证从准直器中通过的束流比较多，实现强度较强的束流照射。

当需要强度较弱的束流进行照射治疗时，可以通过静电偏转板电压的调节，使束流在垂直方向上偏转较大，从而限制更多的束流通过准直器，实现强度较弱的束流照射。

施加在静电偏转板上的电压以及束流准直器之间的狭缝宽度可以单独调节，也可以组合调节，从而保证符合强度要求的束流通过准直器。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。