加速管及放射治療系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種加速管及放射治療系統(tǒng)，所述加速管包括至少三個加速腔，各相鄰的加速腔之間通過耦合腔耦合連接，至少一個耦合腔內(nèi)設(shè)置有第一開關(guān)部件，所述第一開關(guān)部件適于打開或關(guān)閉所述耦合腔，且設(shè)置有第一開關(guān)部件的耦合腔所連接的相鄰加速腔之間設(shè)置有適于貫通所述相鄰加速腔以用于功率在所述相鄰加速腔之間直接耦合傳遞的耦合通道，所述耦合通道平行于所述加速管的束流通道，與所述耦合腔的位置不相同且相對于所連通的加速腔非中心對稱，在所述耦合通道上設(shè)置有第二開關(guān)部件，所述第二開關(guān)部件適于打開或關(guān)閉所述耦合通道。應(yīng)用上述方案，可以獲得不同能量的電子束，且結(jié)構(gòu)簡單。
【專利說明】加速管及放射治療系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種加速管及放射治療系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]加速管是加速器的關(guān)鍵部件，它把從電子槍注入的電子在射頻電場作用下加速到高能，最后打靶產(chǎn)生高能X射線。根據(jù)加速電子的方式的不同，加速管分為行波加速管和駐波加速管兩種。
[0003]影像引導(dǎo)放射治療(Image Guide Radiat1n Therapy, IGRT)是一種放射治療技術(shù)，在放射治療領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用IGRT技術(shù)的加速器即IGRT加速器。
[0004]IGRT加速器通常采用駐波加速管對電子進行加速。在工作時，既可以產(chǎn)生千伏級的電子束，也可以產(chǎn)生兆伏級的電子束。其中所述千伏級的電子束打在所述IGRT加速器的成像靶上，可以產(chǎn)生用于成像的X射線。所述兆伏級的電子束可以用于對患者體內(nèi)的病灶進行放射治療。其中，所述千伏級的電子束以及所述兆伏級的電子束既可以由具有同一個放射源的IGRT加速器即同源的IGRT加速器產(chǎn)生，也可以由具有不同放射源的IGRT加速器產(chǎn)生。
[0005]因此，所述IGRT加速器不僅可以用于放射治療，還可以在治療前或治療過程中，對患者體內(nèi)的病灶或者正常器官進行監(jiān)控，通過產(chǎn)生的影像來引導(dǎo)放射治療，可以減少由于病灶移動等原因所引起的放射治療的誤差。
[0006]目前，有些同源IGRT加速管，雖然可以達到一定的成像質(zhì)量，但實現(xiàn)方法較復(fù)雜?？傮w而言，現(xiàn)有的加速管難以通過簡單的結(jié)構(gòu)獲得不同能量的電子束。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型實施例解決的問題包括如下其中之一:如何實現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)更加簡單且能量分布更加廣泛或能級分布區(qū)間大的加速管。
[0008]為解決上述問題，本實用新型實施例提供一種加速管，所述加速管包括至少三個加速腔，各相鄰的加速腔之間通過耦合腔耦合連接，至少一個耦合腔內(nèi)設(shè)置有第一開關(guān)部件，所述第一開關(guān)部件適于打開或關(guān)閉所述耦合腔，且設(shè)置有所述第一開關(guān)部件的耦合腔所連接的相鄰加速腔之間設(shè)置有適于貫通所述相鄰加速腔以用于功率在所述相鄰加速腔之間直接耦合傳遞的耦合通道，所述耦合通道平行于所述加速管的束流通道，與所述耦合腔的位置不相同且相對于所連通的加速腔非中心對稱，在所述耦合通道上設(shè)置有第二開關(guān)部件，所述第二開關(guān)部件適于打開或關(guān)閉所述耦合通道。
[0009]可選地，所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件至少其中之一為短路棒。
[0010]可選地，所述耦合腔為邊耦合腔。
[0011]可選地，所述耦合通道的位置被配置成與設(shè)置所述加速管加速所需能量相關(guān)聯(lián)。
[0012]可選地，所述耦合通道設(shè)置在所述兩個加速腔腔壁距離最近的位置。
[0013]為解決上述問題，本實用新型實施例還提供了一種放射治療系統(tǒng)，所述放射治療系統(tǒng)包括加速器以及與所述加速器耦接的控制器，其中:
[0014]所述加速器包括:電子槍及與所述電子槍連接的加速管，所述加速管上述實用新型實施例中所述的加速管；
[0015]所述控制器適于根據(jù)接收到的控制所述加速管工作模式的指令，控制相應(yīng)位置的加速腔內(nèi)電場的場強相位。
[0016]可選地，所述控制器適于當(dāng)接收到指示所述加速管工作在第一模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開各相鄰的加速腔之間設(shè)置的耦合腔，關(guān)閉各加速腔之間設(shè)置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強反相的電場；并適于當(dāng)接收到指示所述加速管工作在第二模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開一個耦合通道，且關(guān)閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設(shè)置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強同相的電場。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0018]通過在加速管中的不同的加速腔之間，根據(jù)需要選取耦合腔或耦合通道，并通過耦合腔或耦合通道中所設(shè)置的開關(guān)部件控制相應(yīng)耦合腔或耦合通道的打開或關(guān)閉，來控制所述耦合腔或耦合通道所連通的相鄰加速腔中的電場的場強相位，進而控制電場中經(jīng)過的電子束的加速或減速的狀態(tài)，最終可以根據(jù)需要獲得不同能量的電子束，從而采用一個加速管可以滿足用戶的不同需求。并且，相比于現(xiàn)有加速管，上述加速管結(jié)構(gòu)更加簡單，更加方便用戶的使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例中的加速管處于第一工作模式時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型實施例中的加速管處于第二工作模式時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例中的加速管處于第一工作模式時各加速腔內(nèi)的電場分布圖；
[0022]圖4是本實用新型實施例中的加速管處于第二工作模式時各加速腔內(nèi)的電場分布圖；
[0023]圖5是本實用新型實施例中的放射治療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本實用新型實施例中的加速管控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7是本實用新型實施例中的加速管的控制方法流程圖。

【具體實施方式】
[0026]如前所述，現(xiàn)有的加速管難以通過簡單的結(jié)構(gòu)獲得不同能量的電子束。例如，目前，在有些同源加速器中，將加速管分成兩部分，其中一部分用于獲得最佳的電子束，另一部分中設(shè)置可調(diào)移相器和功率衰減器，用于改變所述最佳的電子束的能量，從而可以達到一定的成像質(zhì)量，但由于可調(diào)移相器和功率衰減器的增加，使得所述同源IGRT加速器實現(xiàn)較復(fù)雜。
[0027]針對上述問題，本實用新型實施例提供了一種加速管，所述加速管可以根據(jù)需要，工作在不同的工作模式。具體而言，通過在加速管中的不同的加速腔之間，根據(jù)需要選取耦合腔或用于功率在所述相鄰加速腔之間直接耦合傳遞的耦合通道，并通過耦合腔或耦合通道中所設(shè)置的開關(guān)部件控制相應(yīng)耦合腔或耦合通道的打開或關(guān)閉，來控制所述耦合腔或耦合通道所連通的相鄰加速腔中的電場的場強相位，進而控制電場中經(jīng)過的電子束的加速或減速的狀態(tài)，最終可以根據(jù)需要獲得不同能量的電子束，滿足用戶的相應(yīng)需求。例如:將所述加速管用于IGRT加速器中，在所述加速管工作在持續(xù)加速模式下，經(jīng)過多級加速，可以獲得兆伏級的電子束，用于放射治療；而在所述加速管工作在先加速后減速模式下時，則可以獲得千伏級的電子束，用于在治療前或治療過程中，對患者體內(nèi)的病灶或正常器官進行監(jiān)控，通過產(chǎn)生的影像來引導(dǎo)放射治療，減少由于病灶移動等原因所引起的放射治療的誤差?？梢岳斫獾氖牵鶕?jù)需要，所述加速管還可以有其他的工作模式，例如，通過設(shè)置多組開關(guān)實現(xiàn)先加速中間減速最后加速等。
[0028]在具體實施中，所述加速管包括至少三個加速腔。其中，各相鄰的加速腔通過耦合腔耦合連接，任意兩個相鄰的加速腔可以作為一組加速腔，在本實用新型實施例中，至少一組加速腔之間還設(shè)置有耦合通道。
[0029]為使所述加速管具有不同的工作模式，可以在至少一個耦合腔內(nèi)設(shè)置第一開關(guān)部件，且在所述設(shè)置有第一開關(guān)部件的耦合腔連接的相鄰加速腔之間的耦合通道上設(shè)置有第二開關(guān)部件。換言之，所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件分別設(shè)置在兩相鄰的加速腔之間，設(shè)置在所述兩加速腔的不同且不對稱的位置。這樣，通過控制第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，即可分別決定耦合腔和耦合通道的打開或關(guān)閉，來控制相應(yīng)的加速腔內(nèi)的電場場強相位，進而可以改變經(jīng)過的電子束的能量，從而獲得所需要能量的電子束。并且，本實用新型實施例中的加速管在獲得所需要能量的電子束時，結(jié)構(gòu)更加簡單，因而成本更低，更加方便用戶的使用。
[0030]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例作詳細(xì)地說明。
[0031]參照圖1-2所示的本實用新型實施例中的加速管在不同工作模式下的剖面結(jié)構(gòu)圖，以及圖3-4所示的對應(yīng)不同工作模式的各加速腔內(nèi)電場分布圖。其中，圖3為本實用新型實施例中的加速管在圖1所示的工作模式下的電場分布圖，圖3和圖4中，橫坐標(biāo)表示束流方向上各加速腔的物理長度，縱坐標(biāo)表示各加速腔內(nèi)的電場強度。其中，每個加速腔內(nèi)的電場強度分布與在加速腔的位置相關(guān)，每個加速腔內(nèi)入口和出口處的電場強度值均為O。若相鄰的兩個加速腔中，其中一個加速腔內(nèi)的電場強度值大于等于0，另一個加速腔內(nèi)的電場強度值小于等于O，則所述相鄰兩加速腔內(nèi)的電場方向反相。
[0032]如圖1-4所示，本實用新型的實施例提供了一種加速管10。在一 IGRT加速器中，加速管10可以與產(chǎn)生電子束的電子槍(未示出)耦接。在具體實施中，所述加速管10可以包括至少三個加速腔，任意兩個相鄰的加速腔之間通過耦合腔連接。所述加速腔之間通過電磁耦合形成束流通道130。電子槍產(chǎn)生的電子束經(jīng)加速腔之間形成的束流通道130后輸出。在具體實施中，可以根據(jù)需要設(shè)置所述耦合腔的位置。較優(yōu)地，如圖所示，所述耦合腔可以為邊耦合腔。
[0033]如圖1和2所示，所述加速管可以包括加速腔1101?1107，以及與任意相鄰兩個所述加速腔連接的耦合腔1201?1206，這里的耦合腔1201?1206均為邊耦合腔。箭頭a和b分別表示相應(yīng)加速腔中在束流通道130處的電場場強相位，加速腔中其他位置的電場分布可以參見圖3和圖4中各加速腔的電場分布示意圖。
[0034]其中，在至少一個耦合腔內(nèi)設(shè)置有第一開關(guān)部件，如圖1和2所示，在耦合腔1203內(nèi)設(shè)置第一開關(guān)部件1207，所述第一開關(guān)部件1207適于打開或關(guān)閉所述耦合腔1203。
[0035]且在本實用新型實施例中，所述設(shè)置有第一開關(guān)部件的耦合腔所連通的相鄰加速腔之間還設(shè)置有耦合通道，所述耦合通道與所述耦合腔的位置不相同且相對于所連通的加速腔非中心對稱。在所述耦合通道上設(shè)置有第二開關(guān)部件，所述第二開關(guān)部件適于打開或關(guān)閉所述耦合通道。如圖1和2所示，所述加速腔1103和加速腔1104之間設(shè)置有耦合通道11，所述耦合通道11上設(shè)置有可以打開或關(guān)閉所述耦合通道11的第二開關(guān)部件140。
[0036]以下結(jié)合圖1-4對本實用新型實施例中的加速管的工作原理進行詳細(xì)介紹:
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以通過在加速腔內(nèi)形成的電場來改變電子束所攜帶的能量。例如，在本實用新型一實施例中，IGRT加速器包括功率源(未示出)。所述功率源向加速管10內(nèi)饋入功率，進而在加速腔內(nèi)形成電場，電場在加速腔內(nèi)的分布可以改變電子束所攜帶的能量。
[0038]通常情況下，在同一時刻，加速管中所有腔體都諧振在一個頻率上，相鄰兩加速腔內(nèi)的電場相位相差180°，即相鄰加速腔內(nèi)的電場場強反相，電子在一個腔飛躍的時間為t=D/v，其中，V為飛行速度，t等于加速管中電磁場振蕩的半周期，相鄰加速腔間的距離為D，電子的飛躍時間與加速場更換方向時間一致使得電子束流到達每個腔體時都被加速，實現(xiàn)電子束沿束流方向持續(xù)加速。
[0039]在本實用新型一實施例中，通過控制第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，可以使各相鄰的加速腔之間設(shè)置的耦合腔打開，各加速腔之間設(shè)置的耦合通道關(guān)閉，從而使得加速管中任意相鄰的兩加速腔內(nèi)的電場場強反相，如圖3所示，加速腔內(nèi)的電場分布可以對電子槍產(chǎn)生的電子束沿束流方向持續(xù)加速。例如，電子渡越加速管單位加速間隙的時間等于微波諧振的半周期，當(dāng)電子處于加速腔的加速場相位(如0，π)上時，加速腔內(nèi)相鄰電場方向相反，電子受到持續(xù)的加速電場的作用，最終加速腔可以產(chǎn)生兆伏級的電子束。
[0040]為了采用所述加速管獲得能量較低的電子束，例如獲得成像質(zhì)量較好的千伏級電子束，可以將加速管中設(shè)置有第二開關(guān)部件的一個耦合通道打開，將所述耦合通道所貫通的兩個加速腔之間的設(shè)置有第一開關(guān)部件的耦合腔關(guān)閉，使得能量通過所打開的耦合通道向前傳遞，由于所述耦合通道將所述兩個相鄰的加速腔直接貫通，使得二者整體上形成一個加速腔，因此所打開的耦合通道所耦合連接的原本電場反相的兩個加速腔之間的電場變?yōu)橥?，為描述方便，這兩個相鄰的加速腔稱為一組加速腔，且電子束之后經(jīng)過的與所述一組加速腔相鄰的加速腔中的電場場強相位，與圖1所示的加速腔之間通過耦合腔耦合連通的狀態(tài)相比，順序反轉(zhuǎn)，且均與相鄰加速腔中的電場反相。當(dāng)電子束經(jīng)過所述加速管時，由于初始所經(jīng)過的相鄰的加速腔之間的電場均是反相的，因此會在電場的作用下持續(xù)加速，但經(jīng)過所述打開的耦合通道貫通的兩個加速腔時，由于這兩個加速腔中的電場同相，因此會開始減速，并在后續(xù)反相電場的作用下持續(xù)減速，從而可以獲得能級較低的電子束。
[0041]參照圖2和圖4，控制第一開關(guān)部件1207和第二開關(guān)部件140，將加速腔1103和與之相鄰的加速腔1104之間的耦合腔1203關(guān)閉，同時將二者之間的耦合通道11打開，即可改變加速腔1104?1107中的電場場強相位，因此改變經(jīng)過的電子束的加速方向。
[0042]以電子束的束流方向為a方向為例。所述電子槍產(chǎn)生的電子束沿a方向通過束流通道130。所述電子束經(jīng)過加速腔1101?1103時，由于相鄰兩電場的場強反相，電子渡越加速管單位加速間隙的時間等于微波諧振的半周期，因此可以對所述電子束進行持續(xù)加速，使得所述電子束攜帶的能量增加。而所述電子束經(jīng)過所述加速腔1104時，由于加速腔1104中的相位與加速腔1103中的電場的場強同相，因而導(dǎo)致所經(jīng)過的電子束從加速腔1104開始減速，在同一時刻，各加速腔內(nèi)電場場強分布如圖4所不，自加速腔1104之后,相鄰兩加速腔內(nèi)的電場的場強反相，因而可以使得所述電子束自加速腔1104之后持續(xù)減速。
[0043]需要說明的是，當(dāng)設(shè)置有第二開關(guān)部件的耦合通道打開時，沿粒子加速方向，均會引起與之連通的下一相鄰的加速腔中的電場的場強同相，并隨之引起后續(xù)相鄰的各加速腔中的電場場強反相。
[0044]在本實用新型一實施例中，電子槍產(chǎn)生的電子束的能量為15keV，速度為光速的24%，經(jīng)過加速腔1101至加速腔1103后，電子束的速度增加至光速的98%以上，此時對應(yīng)的能量為2MeV以上，而經(jīng)過加速腔1104至加速腔1107后，電子束的速度降低至光速的86%，此時對應(yīng)的能量約為500keV，而能量為500keV范圍內(nèi)的電子束可以獲得較好的成像質(zhì)量。
[0045]在本實用新型另一實施例中，電子束從電子槍中注入加速腔時，動能約為10?40keV，電子的速度約為V = 0.17?0.37c，c為光速；經(jīng)過加速腔1101至加速腔1103后，電子束可被加速至I?2MeV，電子速度達到V = 0.94?0.98c ;而經(jīng)過加速腔1104至加速腔1107后，電子束的能量被降低至200?500keV，電子速度被減速至v = 0.69?0.86c,而能量在keV量級的電子束可以獲得較好的成像質(zhì)量。
[0046]可以理解的是，在具體實施中，除了可用于產(chǎn)生千伏級電子束流用于成像，及兆伏級高能束流用于放射治療，上述實施例中的加速器亦可用于產(chǎn)生可適用于多檔能量的不同治療模式的電子束流，例如，產(chǎn)生的一種電子束流為14兆伏級，適用于中能治療模式，產(chǎn)生的另一種電子束為6兆伏級或者更低的能量，適用于低能治療模式。
[0047]需要說明的是，在具體實施中，根據(jù)需要，也可以在其他任意相鄰的兩加速腔之間設(shè)置貫通所述相鄰加速腔的耦合通道，并在所設(shè)置的耦合通道中設(shè)置適于打開和關(guān)閉所述耦合通道的第二開關(guān)部件，同時在耦合腔1201?1206之間的任意一個或多個，或所有耦合腔內(nèi)設(shè)置第一開關(guān)部件，采用與前述實施例同樣的方式，通過控制第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，產(chǎn)生所需能量的電子束，不再贅述。
[0048]由上述內(nèi)容可知，本實用新型實施例中的加速管，根據(jù)所述加速管的實際物理參數(shù)以及實際需要，通過調(diào)整某一組加速腔之間的耦合腔中的第一開關(guān)部件和相應(yīng)耦合通道中的第二開關(guān)部件的開關(guān)狀態(tài)，可以控制加速腔內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強相位，進而可以調(diào)整加速器所產(chǎn)生的電子束攜帶的能量。對于本實用新型實施例中的IGRT加速器，根據(jù)加速管中加速腔的數(shù)量以及每個加速腔內(nèi)的電場強度，合理設(shè)置耦合通道在整個加速管中的位置，即可以獲得所需能量的電子束，實現(xiàn)成像監(jiān)控或治療等各種應(yīng)用。
[0049]需要說明的是，在具體實施中，在兩相鄰加速腔之間所設(shè)置的所述耦合通道的位置可以根據(jù)需要所需能級大小進行設(shè)置，也就是說，所述耦合通道的位置可以被配置成與設(shè)置所述加速管加速所需能量相關(guān)聯(lián)。例如，可以在兩相鄰的加速腔的側(cè)壁上形成平行于束流通道的通孔，作為耦合通道。在本實用新型一實施例中，耦合通道設(shè)置在加速腔的最大磁場位置附近，即設(shè)置在相鄰加速腔腔壁距離最近的位置附近。通孔的孔徑大小也可以根據(jù)加速管頻率以及所需能量的大小進行設(shè)置。例如，根據(jù)需要，所述通孔孔徑截面的形狀可以設(shè)置成圓形、橢圓形或往一側(cè)有些凹陷的“腎型”等等。在本實用新型一實施例中，所述耦合通道通孔的孔徑大小可以為3?6mm。長度在20?60度之間。可以理解的是，耦合通道的位置靠近電子槍(束流入口處)，最終束流的輸出能量就會越低；耦合通道的位置遠(yuǎn)離電子槍(束流出口處)，束流的最終束流能量會越高。對于一臺總共N個加速腔的加速管，平均能量增益為E，加速管出口處束流的獲取能量則為E(N-2N1)，其中NI為所述耦合通道之后的加速腔的個數(shù)。
[0050]在具體實施中，所述第一開關(guān)部件1207可以為短路棒也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要所述第一開關(guān)部件1207可以連通或斷開所在的耦合腔即可。
[0051]在具體實施中，所述第二開關(guān)部件140可以為短路棒也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要所述第二開關(guān)部件140可以打開或關(guān)閉耦合通道即可。
[0052]如圖5所示，本實用新型的實施例還提供了一種放射治療系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括上述的加速器510以及與所述加速器510耦接的控制器520。所述加速器510可以包括:電子槍以及與所述電子槍連接的加速管。其中，所述加速管可以采用上述實施例中的加速管。
[0053]在具體實施中，可以參照上述對圖1至圖2中所示的加速管的描述實施所述加速器510，此處不再贅述。
[0054]在具體實施中，所述控制器520既可以控制所述加速器510產(chǎn)生千伏級的電子束，又可以控制所述加速器510產(chǎn)生兆伏級的電子束。
[0055]所述控制器520控制所述加速器510產(chǎn)生兆伏級的電子束時，可以控制所述加速管內(nèi)任意相鄰的加速腔之間通過耦合腔耦合連接，從而使得任意相鄰的加速腔內(nèi)的電場場強反相，如圖3所示，使得所述加速腔可以對電子槍產(chǎn)生的電子束進行加速，所述電子束獲得相應(yīng)的能量后，可以用于放射治療。
[0056]當(dāng)所述控制器520控制所述加速器510產(chǎn)生千伏級的電子束時，所述控制器520可以控制所述加速管的兩個相鄰的加速腔產(chǎn)生同相的電場。由于加速管內(nèi)除產(chǎn)生同相電場的兩加速腔外的加速腔均與相鄰的加速腔內(nèi)的電場方向反相，因此可以根據(jù)加速管內(nèi)加速腔的數(shù)量以及各加速腔內(nèi)的電場強度，調(diào)整產(chǎn)生同相電場的兩加速腔在整個加速管中的位置，從而獲得能量更低成像質(zhì)量較好的電子束，此種情況下輸出的電子束即可以用于提高成像質(zhì)量。
[0057]在本實用新型一實施例中，在至少一個耦合腔內(nèi)設(shè)置有第一開關(guān)部件，在所述設(shè)置有第一開關(guān)部件的耦合腔所連通的兩相鄰加速腔之間設(shè)置有適于貫通這兩個加速腔的耦合通道，以及適于打開和關(guān)閉所述耦合通道的第二開關(guān)部件、根據(jù)所述加速器510的物理參數(shù)和實際需求，所述控制器520可以控制加速器510中相應(yīng)耦合腔中的第一開關(guān)部件和耦合通道中的第二開關(guān)部件的打開或關(guān)閉，產(chǎn)生合適能量的電子束。
[0058]在具體實施中，所述控制器520適于根據(jù)接收到的控制所述加速管工作模式的指令，控制相應(yīng)位置的加速腔內(nèi)電場的場強相位。例如，在本實用新型一實施例中，所述控制器520適于當(dāng)接收到指示所述加速器510工作在第一模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開各相鄰的加速腔之間設(shè)置的耦合腔，關(guān)閉各加速腔之間設(shè)置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強反相的電場；并適于當(dāng)接收到指示所述加速器510工作在第二模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開一個耦合通道，且關(guān)閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設(shè)置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強同相的電場。
[0059]例如，參照圖1和3，所述控制器520可以控制加速器510的耦合腔1203中的第一開關(guān)部件1207，以及耦合通道11之間的第二開關(guān)部件140，使得耦合腔1203打開，耦合通道11關(guān)閉，以使得各相鄰的加速腔內(nèi)產(chǎn)生的電場場強反相，從而使得流經(jīng)束流通道130的電子束持續(xù)加速。再參照圖2和4，所述控制器520還可以同時控制耦合腔1203中的第一開關(guān)部件1207和耦合通道11中的第二開關(guān)部件140，使得耦合腔1203關(guān)閉，耦合通道11打開，以使得加速腔1103和1104中的電場場強同相，從而使得流經(jīng)束流通道130的電子束先加速后減速，即在經(jīng)過加速腔1101-1103時加速，在經(jīng)過加速腔1104時，以及之后經(jīng)過加速腔1105-1107時，加速方向相反，電子束持續(xù)減速。圖1和2中，箭頭a和b分別表示加速腔處于兩種不同的工作模式時，在某一時刻，各加速腔內(nèi)電場在束流通道130位置處的電場場強相位。
[0060]在具體實施中，所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件均可以為短路棒，也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要所述第一開關(guān)部件可以打開或關(guān)閉耦合腔，所述第二開關(guān)部件可以打開或關(guān)閉耦合通道即可。
[0061]本實用新型實施例中的放射治療系統(tǒng)，不僅可以通過控制加速器510產(chǎn)生成像質(zhì)量較好的千伏級的電子束來引導(dǎo)放射治療，以減小放射治療時所產(chǎn)生的誤差，還可以通過控制加速器510產(chǎn)生兆伏級的電子束來對患者體內(nèi)的病灶進行放射治療，并且所述加速器510結(jié)構(gòu)較為簡單，因而可以更加方便用戶使用，且可降低成本。
[0062]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實現(xiàn)本實用新型，本實用新型實施例還提供了一種加速管控制器，所述加速管包括至少三個加速腔，所述加速管的具體物理結(jié)構(gòu)可以參見圖1和2及上述加速管實施例中的描述，如圖6所示，所述加速管控制器可以包括:
[0063]指令接收單元61，適于接收控制所述加速管工作模式的指令；
[0064]第一控制單元62，適于當(dāng)接收到指示所述加速管工作在第一模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開各相鄰的加速腔之間設(shè)置的耦合腔，關(guān)閉各加速腔之間設(shè)置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強反相的電場；
[0065]第二控制單元63，適于當(dāng)接收到指示所述加速管工作在第二模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開一個耦合通道，且關(guān)閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設(shè)置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強同相的電場。
[0066]本實用新型實施例還提供了一種加速管控制方法，所述加速管包括至少三個加速腔，具體結(jié)構(gòu)及工作原理可以參見上述實施例及圖1-4，參照圖7，所述控制方法可以采用如下步驟:
[0067]S71，接收控制所述加速管工作模式的指令。
[0068]S72，根據(jù)接收到的控制加速管工作模式的指令，確定所述加速管的工作模式，當(dāng)所述指令指示加速管工作在第一模式時，執(zhí)行步驟S73 ;當(dāng)所述指令指示加速管工作在第二模式時，執(zhí)行步驟S74。
[0069]S73，控制所述第一開關(guān)部件和所述第二開關(guān)部件，以打開各相鄰的加速腔之間設(shè)置的耦合腔，關(guān)閉各加速腔之間設(shè)置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強反相的電場；
[0070]S74，控制所述第一開關(guān)部件和所述第二開關(guān)部件，以打開一個耦合通道，且關(guān)閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設(shè)置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強同相的電場。
[0071]在具體實施中，所述第一開關(guān)部件和所述第二開關(guān)部件均可以為短路棒，也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要能作為開關(guān)打開和關(guān)閉耦合腔和耦合通道即可。
[0072]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括:ROM、RAM、磁盤或光盤等。
[0073]雖然本實用新型披露如上，但本實用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種加速管，其特征在于，所述加速管包括至少三個加速腔，各相鄰的加速腔之間通過耦合腔耦合連接，至少一個耦合腔內(nèi)設(shè)置有第一開關(guān)部件，所述第一開關(guān)部件適于打開或關(guān)閉所述耦合腔，且設(shè)置有所述第一開關(guān)部件的耦合腔所連接的相鄰加速腔之間設(shè)置有適于貫通所述相鄰加速腔以用于功率在所述相鄰加速腔之間直接耦合傳遞的耦合通道，所述耦合通道平行于所述加速管的束流通道，與所述耦合腔的位置不相同且相對于所連通的加速腔非中心對稱，在所述耦合通道上設(shè)置有第二開關(guān)部件，所述第二開關(guān)部件適于打開或關(guān)閉所述耦合通道。
2.如權(quán)利要求1所述的加速管，其特征在于，所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件至少其中之一為短路棒。
3.如權(quán)利要求1所述的加速管，其特征在于，所述耦合腔為邊耦合腔。
4.如權(quán)利要求3所述的加速管，其特征在于，所述耦合通道的位置被配置成與設(shè)置所述加速管加速所需能量相關(guān)聯(lián)。
5.如權(quán)利要求4所述的加速管，其特征在于，所述耦合通道設(shè)置在所述兩個加速腔腔壁距離最近的位置。
6.一種放射治療系統(tǒng)，其特征在于，包括加速器以及與所述加速器耦接的控制器，其中: 所述加速器包括:電子槍及與所述電子槍連接的加速管，所述加速管為權(quán)利要求1-5任一項所述的加速管； 所述控制器適于根據(jù)接收到的控制所述加速管工作模式的指令，控制相應(yīng)位置的加速腔內(nèi)電場的場強相位。
7.如權(quán)利要求6所述的放射治療系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器適于當(dāng)接收到指示所述加速管工作在第一模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開各相鄰的加速腔之間設(shè)置的耦合腔，關(guān)閉各加速腔之間設(shè)置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強反相的電場；并適于當(dāng)接收到指示所述加速管工作在第二模式的指令時，控制所述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件，以打開一個耦合通道，且關(guān)閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設(shè)置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內(nèi)產(chǎn)生場強同相的電場。
【文檔編號】H05H9/00GK204145873SQ201420648407
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】宋瑞英, 倪成 申請人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司