CN202136702U - 同源双能igrt医用电子直线加速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种肿瘤放射治疗用医疗器械,具体涉及一种同源双能IGRT医用电子直线加速器,其特征在于加速管直立安装,与下方的移动靶相连接,加速管上设置有能量开关,移动靶设置有X射线重金属靶和低原子序数靶,该X射线重金属靶和低原子序数靶均与移动靶的驱动机构相连接。本实用新型通过能量开关实现加速管产生电子束能量的降低,利用电子束撞击低原子序数靶产生更多低能成分射束的特性,获得射野成像清晰的X射线,具有模式转换容易、同源、射束稳定、图像清晰、经济可靠、临床使用简单方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种肿瘤放射治疗用医疗器械,具体涉及一种同源双能IGRT医用电子直线加速器。
背景技术
放射治疗的一个关键要求是准确的日常治疗摆位。研究报道,日常治疗摆位的随机及***误差可以高达6mm。现临床解决该问题的方法有三种,分别是胶片验证、电子射野影像***(EPID)、KV级图像引导***。这三种方法各有特点,胶片验证由于胶片冲洗和分析耗时较多,效率低,因此实时性差、容易在此过程中患者再次发生移动;EPID是直接采集MV级射线(通常为6MV)穿透人体的射线量,利用计算机成像,该方法具有治疗与验证射线源位置相同(即同源)、实时采集、并可提供量化参数的优点,缺点是图像不够清晰(从成像原理上,由于不同组织衰减能力差异较小,MV级X线采集的影像质量先天不如KV级的);KV级图像引导***的优点是利用另外附加的KV射线装置进行成像,具有图像清晰的优点,但是由于增加一套KV级射线***,存在投资较大,占用操作空间较多,并且治疗与验证射线源位置不相同(非同源),不能直接验证等缺点。从发展趋势上,EPID、KV级图像引导***已逐渐取代胶片验证,但这两种技术都不够成熟。
美国Tomotherapy***利用一个加速管切换3MeV/6MeV输出的方法来分别实现成像和治疗。从物理和几何的根本原理上说,只有Tomotherapy这种放射源的“同轴”结构,才能最大限度地保证治疗空间坐标和成像空间坐标的一致性、减小***误差,因此目前只能做到3MeV,还不能提供KV级射线的产品,成像质量也不够好。
最近清华大学在研制一种同源双束加速管,它利用加速管处于正常工作模式,获取6MV能量的治疗用X射线,利用一种失谐状态(非正常工作),获得能量低的X射线,进行射野验证用,但是该工作状态不稳定,带来射束特性的不一稳定,需要进一步研究,还无法进入临床应用。
实用新型内容
根据以上现有技术的不足,本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种同源双能IGRT医用电子直线加速器,具有模式转换容易、同源、射束稳定、图像清晰、经济可靠、临床使用简单方便等特点,该***不仅可以产生MV级均整、未均整两种射束,也可以产生更适合成像用的低能量射束。
本实用新型所述的一种同源双能IGRT医用电子直线加速器,包括底座,底座上设置有固定机架,固定机架的一侧设置有旋转机架,旋转机架上从上往下依次设置有治疗头和电子射野影像装置,治疗头内从上往下依次设置有加速管、移动靶、初级准直器、均整转盘、电离室、反光镜、野灯和二级准直器,加速管直立安装,与下方的移动靶相连接,加速管上设置有能量开关,移动靶设置有X射线重金属靶和低原子序数靶,该X射线重金属靶和低原子序数靶均与移动靶的驱动机构相连接。
其中,移动靶的驱动机构能够将X射线重金属靶和低原子序数靶分别送至射束路径上。
所述的低原子序数靶优选为碳靶;固定机架和旋转机架优选采用等中心设计,旋转机架可绕中心线360度旋转;均整转盘上设置有治疗用X射线均整器、验证用X射线均整器和模式空位,模式空位即在相应位置不安装均整器;治疗头内二级准直器下方优选安装有多叶准直器;电子射野影像装置设置有可平行运动的探测器。
本实用新型的工作过程包括验证和治疗,具体工作过程如下:
完成患者治疗摆位后,开始摆位验证工作:先将电子射野影像装置的探测器送出、平行运动至射束下,然后能量开关***,加速管下部的加速腔列微波电场实现短路,不再具有加速能力,从而可以获得低能量的电子束,该能量开关设置的越靠近上部的加速腔,电子束能量越低。移动靶由驱动机构带动将X射线重金属靶移出射束路径,将低原子序数靶移入到射束路径内,电子束撞击低原子序数靶,可以产生低能成分更多的X射线。由于能量开关带来的电子束能量的降低和低原子序数靶的双重作用,产生的X射线平均能量降低,低能成分更多。均整转盘由电机带动将验证用X射线均整器送之射束路径,对射束均匀性进行修整调节,射线穿透患者照射部位后,被探测器接受,利用计算机成像,获取同源实时射野验证图像,与治疗计划***产生的DRR图比较,完成射野验证。利用正位和侧位两幅验证图像,与治疗计划***产生的DRR图(正位和侧位)比较,完成IGRT(影像引导)的摆位验证。如果计算机给出的摆位偏差超出设定的误差限值,通过治疗床、多叶准直器的移动,完成误差纠正。
当需要患者照射治疗时:先将电子射野影像装置的探测器收回,避免不必要的射线直接照射,然后能量开关拔出,加速管的所有加速腔建立微波加速电场,均恢复加速能力,产生MV级能量的电子束。移动靶由驱动机构带动将低原子序数靶移出射束路径,将X射线重金属靶移入射束路径内,电子束撞击X射线重金属靶,产生MV级能量的治疗用X射线,均整转盘由电机带动将治疗用X射线均整器送之射束路径,对射束均匀性进行修整调节。如果需要非均整射束,均整转盘由电机带动将治疗用X射线均整器移出射束路径,将均整转盘上的模式空位对准射束路径即可。
本实用新型所具有的有益效果在于同源双能IGRT医用电子直线加速器,通过能量开关实现加速管产生电子束能量的降低,利用电子束撞击低原子序数靶产生更多低能成分射束的特性,获得射野成像清晰的X射线,具有模式转换容易、同源、射束稳定、图像清晰、经济可靠、临床使用简单方便等特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为图1中4的结构示意图;
图3为图2中8的结构示意图;
图4为图2中11的结构示意图;
图中,1、底座2、固定机架3、旋转机架4、治疗头5、电子射野影像装置6、治疗床7、加速管8、移动靶9、初级准直器10、电离室11、均整转盘12、反光镜13、野灯14、二级准直器15、多叶准直器16、能量开关17、X射线重金属靶18、低原子序数靶19、驱动机构20、治疗用X射线均整器21、验证用X射线均整器22、模式空位23、探测器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。
如图1所示,本实用新型所述的一种同源双能IGRT医用电子直线加速器,包括底座1,底座1上设置有固定机架2,固定机架2的一侧设置有旋转机架3,旋转机架3上从上往下依次设置有治疗头4和电子射野影像装置5,治疗头4内从上往下依次设置有加速管7、移动靶8、初级准直器9、均整转盘11、电离室10、反光镜12、野灯13和二级准直器14,加速管7直立安装,与下方的移动靶8相连接,加速管7上设置有能量开关16,移动靶8设置有X射线重金属靶17和低原子序数靶18,该X射线重金属靶17和低原子序数靶18均与移动靶8的驱动机构19相连接。
其中,移动靶8的驱动机构19能够将X射线重金属靶17和低原子序数靶18分别送至射束路径上。
所述的低原子序数靶18采用碳靶;固定机架2和旋转机架3采用等中心设计,旋转机架3可绕中心线360度旋转;均整转盘11上设置有治疗用X射线均整器20、验证用X射线均整器21和模式空位22,模式空位22即在相应位置不安装均整器;治疗头4内二级准直器14下方安装有多叶准直器15;电子射野影像装置5设置有可平行运动的探测器23。
本实用新型的工作过程包括验证和治疗,具体工作过程如下:
完成患者治疗摆位后,开始摆位验证工作:先将电子射野影像装置5的探测器23送出、平行运动至射束下,然后能量开关16***,加速管7下部的加速腔列微波电场实现短路,不再具有加速能力,从而可以获得低能量的电子束。移动靶8由驱动机构19带动将X射线重金属靶17移出射束路径,将低原子序数靶18移入到射束路径内,电子束撞击低原子序数靶18,可以产生低能成分更多的X射线。由于能量开关16带来的电子束能量的降低和低原子序数靶18的双重作用,产生的X射线平均能量降低,低能成分更多。均整转盘11由电机带动将验证用X射线均整器21送之射束路径,对射束均匀性进行修整调节,射线穿透患者照射部位后,被探测器23接受,利用计算机成像,获取同源实时射野验证图像,与治疗计划***产生的DRR图比较,完成射野验证。利用正位和侧位两幅验证图像,与治疗计划***产生的DRR图(正位和侧位)比较,完成IGRT(影像引导)的摆位验证。如果计算机给出的摆位偏差超出设定的误差限值,通过治疗床6、多叶准直器15的移动,完成误差纠正。
当需要患者照射治疗时:先将电子射野影像装置5的探测器23收回,避免不必要的射线直接照射,然后能量开关16拔出,加速管7的所有加速腔建立微波加速电场,均恢复加速能力,产生MV级能量的电子束。移动靶8由驱动机构19带动将低原子序数靶18移出射束路径,将X射线重金属靶17移入射束路径内,电子束撞击X射线重金属靶17,产生MV级能量的治疗用X射线,均整转盘11由电机带动将治疗用X射线均整器20送之射束路径,对射束均匀性进行修整调节。如果需要非均整射束,均整转盘11由电机带动将治疗用X射线均整器20移出射束路径,将均整转盘11上的模式空位22对准射束路径即可。
本实用新型通过能量开关16实现加速管7产生电子束能量的降低,利用电子束撞击低原子序数靶18产生更多低能成分射束的特性,获得射野成像清晰的X射线,具有模式转换容易、同源、射束稳定、图像清晰、经济可靠、临床使用简单方便等特点。
Claims (6)
1.一种同源双能IGRT医用电子直线加速器,包括底座,底座上设置有固定机架,固定机架的一侧设置有旋转机架,旋转机架上从上往下依次设置有治疗头和电子射野影像装置,治疗头内从上往下依次设置有加速管、移动靶、初级准直器、均整转盘、电离室、反光镜、野灯和二级准直器,其特征在于加速管直立安装,与下方的移动靶相连接,加速管上设置有能量开关,移动靶设置有X射线重金属靶和低原子序数靶,该X射线重金属靶和低原子序数靶均与移动靶的驱动机构相连接。
2.根据权利要求1所述的同源双能IGRT医用电子直线加速器,其特征在于低原子序数靶为碳靶。
3.根据权利要求1所述的同源双能IGRT医用电子直线加速器,其特征在于固定机架和旋转机架采用等中心设计,旋转机架可绕中心线360度旋转。
4.根据权利要求1所述的同源双能IGRT医用电子直线加速器,其特征在于均整转盘上设置有治疗用X射线均整器、验证用X射线均整器和模式空位。
5.根据权利要求1所述的同源双能IGRT医用电子直线加速器,其特征在于治疗头内二级准直器下方安装有多叶准直器。
6.根据权利要求1所述的同源双能IGRT医用电子直线加速器,其特征在于电子射野影像装置设置有可平行运动的探测器。
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CN105188250A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-23 | 上海联影医疗科技有限公司 | 靶组件以及具有该靶组件的直线加速器 |
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- 2011-06-23 CN CN201120214558U patent/CN202136702U/zh not_active Expired - Lifetime
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