RF源保护的制作方法

本公开涉及用于放射治疗的装置、设备、系统、计算机可读介质和方法，具体但非限制性地涉及用于延长直线加速器系统中的rf源的寿命的修改的传输波导。本公开还涉及用于设计和制造传输波导的方法。

背景技术：

1、放射治疗可以描述为使用电离辐射(例如x射线)来治疗人体或动物体。放射治疗通常用于治疗患者或受试者体内的肿瘤。在这样的治疗中，电离辐射用于照射并因此破坏或损坏形成肿瘤一部分的细胞。

2、放射治疗设备通常包括台架，其支撑可围绕患者旋转的束生成系统或其他辐射源。束生成系统通常基于粒子加速器，例如直线加速器。直线加速器(尤其是用于医疗用途的直线加速器)沿着通过加速波导的加速路径将带电粒子(例如电子)加速到相对论速度。加速波导具有沿着加速路径定位的多个谐振腔。射频(radiofrequency，rf)电磁波施加到加速波导，在各个腔中提供振荡电场。该场加速电子。施加到波导的rf能量因此用于沿着加速路径加速电子。加速的电子可以撞击靶(例如钨)，以生成用于治疗的x射线，或者可以直接用于成像或治疗。

3、腔磁控管是一种通常用于产生rf波的设备。腔磁控管通过具有从中心阴极(通常通过热离子装置)生成的旋转电子流来实现这一点，电子通过一系列围绕磁控管的圆周隔开的径向腔。当电子通过腔时，其生成频率由腔几何形状确定的rf波。由于腔的几何形状，存在可以被激发的较高和较低的操作模式，然而，磁控管通常在使用单个设计频率的医疗直线加速器设备中运行，在该频率从磁控管提取最大功率。rf波从磁控管的rf窗口发射，该rf窗口是磁控管中生成的rf波在离开磁控管时通过的孔口。

4、磁控管借助于传输波导连接到加速波导。传输波导是将磁控管的rf窗口与加速波导的rf窗口连接的波导。

5、重要的是磁控管与磁控管在其中操作的系统正确地阻抗匹配，以便防止或减少磁控管基模的背反射。即使在良好匹配的系统中，基模的背反射仍然会发生。为了解决这个问题，通常在磁控管与加速波导之间放置环行器或隔离器(通常在传输波导中“成直线”)，以防止太多失配的rf功率被反射回到磁控管。尽管有这些措施，直线加速器系统中的磁控管寿命通常比预期的短。

6、本发明寻求解决现有技术中遇到的这些和其它缺点。

技术实现思路

1、在独立权利要求中阐述了本发明。在从属权利要求中阐述了可选特征。

技术特征：

1.一种确定传输波导的设计的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果不满足所述要求，则所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中，还包括重复根据权利要求2所述的方法，直到满足所述要求。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述要求从改变所述传输波导之前的初始要求变为改变所述传输波导之后的修改的要求，其中，所述修改的要求不同于所述初始要求。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述修改的要求取决于在改变所述传输波导之前在所述参考位置处的值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述值是将对所述rf源的rf性能具有可测量的有害影响的温度场值或电磁场值和/或从其直接或间接导出的值(例如材料发射特性、暗电流、电弧作用、所述rf源的几何特性的变化和/或从其产生的与自动频率控制相关的效应)，和/或

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在改变所述传输波导之前确定所述参考位置处的第一值，以及

8.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在改变所述传输波导之前所述电磁场到参考位置的最近最大值被确定为距所述参考位置的第一距离，并且

9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中，改变所述传输波导包括使所述长度增加或减小小于所述rf功率源的谐波频率的波长的四分之一。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其中，改变传输波导包括向所述传输波导添加间隔件或波导部分。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述要求是电磁场要求或温度场要求。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述要求是所述参考位置处的值低于阈值。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述要求是所述电磁场到所述参考位置的最近最大值位于距所述参考位置的阈值距离以上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法在计算机模型中模拟。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述参考位置是所述rf源中的点的轨迹。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述参考位置是所述rf源中的单个点。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述rf功率源是磁控管。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述参考位置与磁控管阴极的一部分或全部并置。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述系统还包括加速波导，并且所述传输波导在其第二端处连接到所述加速波导。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述磁控管的谐波频率是二次谐波频率。

21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述谐波频率对所述rf源具有有害影响，可选地，其中，如果磁控管用作所述rf源，则所述谐波频率包括所述磁控管的二次谐波频率。

22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述rf衰减器被配置为衰减所述磁控管的所述谐波频率的rf波的比例大于所述rf源的所述基频的rf波。

23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述rf衰减器包括rf吸收器。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述rf吸收器包括被配置为吸收所述rf源的所述谐波频率的rf波的涂层。

25.根据权利要求23或24所述的方法，其中，所述rf衰减器包括波导部分，其包括所述rf吸收器。

26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述rf衰减器被配置为在第一方向上使所述rf源的基频的rf波通过。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述rf衰减器包括隔离器。

28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述rf衰减器包括低通滤波器，其被配置为使所述rf源的基频的波通过并衰减所述谐波频率的波。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述低通滤波器包括群岛式滤波器。

30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述rf衰减器包括rf谐振器腔，其被配置为使rf波在所述rf源的谐波频率处谐振。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述rf谐振器腔包括根据权利要求23或24所述的rf吸收器。

32.一种制造传输波导的方法，所述方法包括：

33.一种传输波导，其根据权利要求32所述的方法制造。

技术总结
公开了一种确定传输波导的设计的方法，该方法包括：提供包括传输波导的系统，该传输波导在其第一端连接到RF源；通过将RF源的谐波频率的RF能量施加到传输波导而在系统中生成电磁场；确定RF源中的参考位置是否满足与RF源中的电磁场直接或间接相关的要求；以及如果满足要求，则输出传输波导的当前设计作为其设计。

技术研发人员：伊恩·辛顿,彼得·多尔蒂,艾玛·伍尔里奇
受保护的技术使用者：伊利克塔有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14