一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法，装置包括：依次连接的电子束产生偏转系统、X射线靶系统和X射线成像探测器；其中，电子束产生偏转系统包括：依次设置的电子枪、聚焦透镜、偏转板和真空腔；X射线靶系统包括：位于真空腔内的X射线靶、旋转电机、位于真空腔外的准直器、位于准直器上的旋转编码器、位于准直器内侧的硬化板和外侧的机体外壳，准直器上开设有多个不同孔径的准直孔；X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。本发明专利技术消除了机械运动的误差，可以快速变换辐射角度，能更加准确地投放辐射剂量，实现在超高剂量率下的适形辐照，能满足临床放疗或科研中的闪疗辐照要求。或科研中的闪疗辐照要求。或科研中的闪疗辐照要求。

【技术实现步骤摘要】
一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法


[0001]本专利技术涉及辐射平台
，尤其是涉及一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法。

技术介绍

[0002]放射治疗是利用电离辐射治疗肿瘤的一种方法，在对肿瘤进行放射治疗时，通常需采用辐射放疗仪。辐射放疗仪包括电子直线加速器、伽马刀、质子放疗仪等。辐射放疗仪的主要功能是将电离辐射集中在肿瘤区域，以达到消灭肿瘤细胞的效果。辐射放疗仪的另一个主要功能是尽量减少电离辐射对健康组织的辐照，从而保护健康细胞。
[0003]传统的放射治疗采取小剂量率辐照(～0.1Gy/s)，近年来研究发现，大剂量率辐照(>40Gy/s)对健康细胞具有更好的保护作用，但保留了小剂量率辐照对癌细胞的杀伤力，此种效应被称为闪放效应。能够实现闪放效应的放疗技术称为闪疗。但现有的X射线辐射放疗平台不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法，以解决现有技术中不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应的技术问题。
[0005]本专利技术的目的，可以通过如下技术方案实现：
[0006]一种产生超高剂量率X射线的辐射装置，包括：
[0007]依次连接的电子束产生偏转系统、X射线靶系统和X射线成像探测器；
[0008]其中，所述电子束产生偏转系统包括：依次设置的电子枪、聚焦透镜、偏转板和真空腔；所述电子枪产生高流强电子束流，所述聚焦透镜汇聚所述电子束流，所述偏转板旋转所述电子束流，所述真空腔减少所述电子束流在传输过程中的发散效应；
[0009]所述X射线靶系统包括：X射线靶、旋转电机、准直器、旋转编码器、硬化板和机体外壳；所述X射线靶设置在所述真空腔内，所述旋转电机设置在所述真空腔的内部或外侧，所述准直器设置在所述真空腔的外侧，所述旋转编码器设置在所述准直器上，所述准直器上开设有多个不同孔径的准直孔，所述硬化板设置在所述准直器的内侧；所述机体外壳设置在所述准直器外侧；
[0010]所述X射线靶在被电子束流轰击时产生X射线，所述准直器调节X射线的辐射场范围，所述旋转电机驱动所述准直器旋转，所述准直孔确定不同大小的辐射场范围，所述旋转编码器实时监测各所述准直孔的角度信息，所述硬化板吸收部分低能X射线；
[0011]所述X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。
[0012]可选地，所述X射线靶为固定靶。
[0013]可选地，所述X射线靶为移动靶。
[0014]可选地，还包括：
[0015]置于所述真空腔内的真空平移电机，当所述电子束流轰击X射线靶时，所述真空平
移电机驱动所述移动靶前后平行移动。
[0016]可选地，所述X射线成像探测器为弧面探测器或3台按照120度环形分布的平板探测器。
[0017]可选地，所述X射线成像探测器由多台平板探测器组成。
[0018]可选地，所述准直孔为锥形。
[0019]可选地，所述准直孔为多棱柱形。
[0020]本专利技术还提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射方法，应用在产生超高剂量率X射线的辐射装置上，所述方法包括：
[0021]利用电子枪和聚焦透镜产生并汇聚高流强电子束流，所述电子束流轰击X射线靶产生X射线对辐射对象进行X射线成像，确定所述辐射对象的大小和位置，并通过移动治疗床或辐射装置将所述辐射对象置于辐照中心；
[0022]根据预设辐射对象的大小确定对应孔径的最佳准直孔，利用旋转电机驱动准直器旋转到预设转速，利用旋转解码器获取所述最佳准直孔的角度信息并反馈至偏转板；
[0023]利用偏转板控制所述电子束流的旋转角度将所述电子束流与所述最佳准直孔实时对准；
[0024]所述电子束流轰击X射线靶产生X射线，所述X射线通过所述最佳准直孔对所述辐射对象进行辐射。
[0025]可选地，还包括：
[0026]辐射到预设时长后，关闭所述电子枪、所述聚焦透镜、所述偏转板和所述旋转电机。
[0027]可选地，当X射线靶为移动靶时，还包括：
[0028]当所述电子束流轰击X射线靶产生X射线时，利用真空平移电机驱动移动靶前后平行移动。
[0029]基于上述技术方案，本专利技术带来的有益效果为：
[0030]本专利技术采用偏转板控制电路控制电子束流旋转轰击X射线靶，而不是采用机械转动电子枪或者靶的方式，消除了机械运动的误差，可以快速变换X射线的辐射角度，能更加准确地投放辐射剂量，从而实现在超高剂量率下的适形辐照。X射线轰击X射线靶的同时，能将热量快速均匀分散到整个靶区，从而克服了靶温对电子束流强的限制，极大地提高了辐射剂量率，能够满足临床放疗或科研中的闪疗辐照要求。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例一和治疗床结合使用的示意图；
[0032]图2为本专利技术中X射线靶为移动靶时的结构装配示意图；
[0033]图3为本专利技术中X射线靶为固定靶时的结构装配示意图；
[0034]图4为本专利技术实施例二和治疗床结合使用的示意图；
[0035]图5为本专利技术方法的流程示意图；
[0036]其中，电子束产生偏转系统1，X射线靶系统2，X射线成像探测器3，治疗床4。
具体实施方式
[0037]本专利技术实施例提供了一种产生超高剂量率X射线的辐射装置及方法，以解决现有技术中不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应的技术问题。
[0038]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0040]在辐射放疗中，为实现对健康细胞的保护，一般采用适形辐照肿瘤的方式，即从多角度利用辐射线照射肿瘤，这样辐射剂量集中在肿瘤区域，而健康组织区域则受到较小剂量的辐照。
[0041]辐射放疗可以采用各种辐射线，如电子，X射线，质子等。电子的穿透能力较弱，不能治疗较深肿瘤；用质子实现放疗仪器复杂；而X射线产生设备相对简单，且穿透能力较高。
[0042]现有的部分辐射放疗平台，通过机械旋转X射线源和探测器的方式实现对辐射体的适形辐照，放疗时间较长，且不能在实现适形辐照的同时产生超高剂量率辐照来实现闪放效应。
[0043]现有的高速计算机断层X射线扫描仪，利用多阳极扫描电子束X射线源对身体各部分进行高速扫描，不涉及机械运动，能够快速实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，包括：依次连接的电子束产生偏转系统、X射线靶系统和X射线成像探测器；其中，所述电子束产生偏转系统包括：依次设置的电子枪、聚焦透镜、偏转板和真空腔；所述电子枪产生高流强电子束流，所述聚焦透镜汇聚所述电子束流，所述偏转板旋转所述电子束流，所述真空腔减少所述电子束流在传输过程中的发散效应；所述X射线靶系统包括：X射线靶、旋转电机、准直器、旋转编码器、硬化板和机体外壳；所述X射线靶设置在所述真空腔内，所述旋转电机设置在所述真空腔的内部或外侧，所述准直器设置在所述真空腔的外侧，所述旋转编码器设置在所述准直器上，所述准直器上开设有多个不同孔径的准直孔，所述硬化板设置在所述准直器的内侧；所述机体外壳设置在所述准直器外侧；所述X射线靶在被电子束流轰击时产生X射线，所述准直器调节X射线的辐射场范围，所述旋转电机驱动所述准直器旋转，所述准直孔确定不同大小的辐射场范围，所述旋转编码器实时监测各所述准直孔的角度信息，所述硬化板吸收部分低能X射线；所述X射线成像探测器根据X射线对辐射对象进行X射线成像。2.根据权利要求1所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，所述X射线靶为固定靶。3.根据权利要求1所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，所述X射线靶为移动靶。4.根据权利要求3所述的产生超高剂量率X射线的辐射装置，其特征在于，还包括：置于所述真空腔内的真空平移电机，当所述电子束流轰击X射线靶时，所述真空平移电机驱动所述移动靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永盛，王景辉，牛田野，葛昕，罗辰，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：