本發(fā)明屬于粒子加速器技術(shù)和粒子治療領(lǐng)域，具體涉及一種用于有效控制降能器后質(zhì)子束流發(fā)射度的方法。

背景技術(shù)：

在粒子加速器領(lǐng)域，尤其是用于質(zhì)子和重離子治療的加速器技術(shù)領(lǐng)域，為了降低設(shè)備造價(jià)成本，多數(shù)采用緊湊型固定能量加速器作為粒子源，為了改變從加速器引出的粒子束的能量，實(shí)現(xiàn)粒子束在人體內(nèi)病灶的不同照射深度，通常利用降能器裝置來實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，一套質(zhì)子治療系統(tǒng)包括1回旋加速器，2降能器，3束流線，4旋轉(zhuǎn)機(jī)架治療頭等四個(gè)部分組成。

粒子束在穿過降能器后，除了產(chǎn)生能量衰減外，還會(huì)因?yàn)樵谖矬w塊內(nèi)的不斷碰撞散射，造成發(fā)射度的急劇增加。通常是采用在降能器后通過安裝準(zhǔn)直器或者分析磁鐵等方式，對(duì)穿過降能器的束流進(jìn)行雜散束流攔截和束流偏轉(zhuǎn)分析。以控制粒子束的束流發(fā)射度，提高束流品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種有效控制降能器后質(zhì)子束流發(fā)射度的方法，通過利用安裝在降能器內(nèi)部的兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的準(zhǔn)直器方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子束穿過降能器前后的發(fā)射度有效控制。

本發(fā)明涉及一種有效控制降能器后質(zhì)子束流發(fā)射度的方法，可用于質(zhì)子和重離子治療時(shí)，為束流輸運(yùn)線上，穿過降能器的不同能量的粒子束提供一種有效的發(fā)射度控制方法。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，需要在降能器內(nèi)部，粒子束路徑上安放兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的準(zhǔn)直器，以控制束流的發(fā)射度變化。本發(fā)明裝置包括：一對(duì)緊湊型雙盤螺旋式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，雙盤采用等直徑、等中心結(jié)構(gòu)方式，緊湊型對(duì)稱安裝，每個(gè)盤上安放一組不同厚度的物體塊，兩套獨(dú)立電機(jī)旋轉(zhuǎn)和支撐機(jī)構(gòu)，在裝置上安放有相應(yīng)的位置測(cè)量和定位裝置(未圖示)，在雙盤前后安放兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的準(zhǔn)直器。

本發(fā)明提供了一種有效控制降能器后質(zhì)子束流發(fā)射度的方法。利用在降能器束流路徑前后位置安放兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的準(zhǔn)直器裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)穿過降能器的不同能量的粒子束發(fā)射度的有效控制。結(jié)構(gòu)簡單，安放在降能器內(nèi)部，操作方便。易于輻射防護(hù)和劑量屏蔽。是一種有效的緊湊型可控制發(fā)射度的降能器解決方案。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中使用的雙盤緊湊型能量調(diào)制盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種用于可有效控制束流發(fā)射度的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是第一準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是第二準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為現(xiàn)有技術(shù)中質(zhì)子治療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，為本發(fā)明中使用的雙盤緊湊型能量調(diào)制盤(即降能器)，包括：第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)1，第一旋轉(zhuǎn)支撐盤2，第一組物體塊3，第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)4，第二旋轉(zhuǎn)支撐盤5，第二組物體塊6，降能器支撐裝置7組成。所述第一物體塊安裝在第一旋轉(zhuǎn)支撐盤上，第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接并驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)支撐盤的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二物體塊安裝在第二旋轉(zhuǎn)支撐盤上，第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接并驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)支撐盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述第一、二旋轉(zhuǎn)支撐盤均安裝在降能器支撐裝置上。所述第一、二旋轉(zhuǎn)電機(jī)可同時(shí)運(yùn)動(dòng)。

上述物體塊通常采用石墨等低z值材料，依據(jù)能量細(xì)分要求，每組數(shù)量可為10-20個(gè)，兩組物體塊數(shù)量可相同，也可不同。兩組物體塊緊貼，采用兩套獨(dú)立電機(jī)旋轉(zhuǎn)和支撐機(jī)構(gòu)，通過獨(dú)立旋轉(zhuǎn)兩個(gè)盤式機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)100-400種不同厚度物理塊的組合，在顯著降低物體塊個(gè)數(shù)的同時(shí)，極大的提高了能量細(xì)分精度。

如圖2所示，本發(fā)明的一種用于改變加速器引出粒子束能量的裝置，主要由第一準(zhǔn)直器8，第一準(zhǔn)直器支架9，雙盤緊湊型能量調(diào)制盤10，第二準(zhǔn)直器11，第二準(zhǔn)直器支架12組成。其中，第一準(zhǔn)直器8通過第一準(zhǔn)直架9安裝在雙盤緊湊型能量調(diào)制盤10的粒子束入射端，第二準(zhǔn)直器11通過第二準(zhǔn)直架12安裝在雙盤緊湊型能量調(diào)制盤10的粒子束出射端。

工作時(shí)，如圖2所示，粒子束首先穿過第一準(zhǔn)直器，如圖3所示，該準(zhǔn)直器采用可變孔徑結(jié)構(gòu)，控制入射到降能器的粒子束直徑，阻擋發(fā)射度較大的雜散粒子。粒子束通過降能器物體塊，能量發(fā)生變化，粒子束發(fā)射度變大，束流直徑變大，尤其是用到能量降低較大的粒子束時(shí)，實(shí)際束流損失大于將80％，粒子束穿過第二準(zhǔn)直器，如圖4所示該準(zhǔn)直器采用等直徑長孔徑結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒋罅侩s散束流和發(fā)射度較大的束流阻擋，使得穿過第二準(zhǔn)直器的粒子束發(fā)射度得到有效控制，有利于后面束流輸運(yùn)線和治療端的布局和磁鐵設(shè)計(jì)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。