[发明专利]一种基于纵向磁约束的高能电子线多自由度调强放疗系统

权利要求书

1.一种基于纵向磁约束的高能电子线多自由度调强放疗系统，其特征在于，包括一种纵向磁约束高能电子线放疗设备和一种用于高能电子线调强放疗的多自由度一体优化方法；

所述纵向磁约束高能电子线放疗设备包括：位于旋转机架（11）内部的放疗机和磁约束装置；所述放疗机包括加速电子的直线加速器或回旋加速器以及多级电子束准直器，所述磁约束装置包括三级分裂开孔线圈，线圈中心轴均与高能电子束中心轴重合；

所述优化方法包括三个步骤：步骤一，优化放疗机机头角度，确定出束弧段；步骤二，优化准直器角度，确定出束动态径迹；步骤三，同步优化电子线能量和射束强度，确定最优的电子线多自由度调强放疗计划；

所述三级分裂开孔线圈的第一级线圈组（31）位于放疗机机头（20）所在区域，第二级线圈组（32）位于治疗机机头（20）和治疗床（24）之间，第三级线圈组（33）位于治疗床（24）之后；

所述第二级线圈组（32）包括第二级联约束线圈和第二屏蔽线圈，所述第二级联约束线圈靠近治疗床（24），通正向电流，能够在电子射束方向产生纵向磁场；所述第二屏蔽线圈靠近治疗机机头（20），通与所述第二级联约束线圈电流方向反向的电流，能够主动屏蔽第二级联约束线圈产生的约束磁场；

所述第三级线圈组（33）包括第三级联约束线圈和第三屏蔽线圈，所述第三级联约束线圈靠近治疗床（24），通正向电流，能够在电子射束方向产生纵向磁场；所述第三屏蔽线圈远离治疗床，通与所述第三级联约束线圈电流方向反向的电流，能够主动屏蔽第三级联约束线圈产生的约束磁场；

所述第一级线圈组（31）为屏蔽线圈组，线圈使用超导体材料，在治疗过程中使用冷却液将超导材料温度降低至超导转变温度以下，利用迈斯纳效应屏蔽边缘约束磁场。

2.一种基于纵向磁约束的高能电子线多自由度调强放疗系统，其特征在于，包括一种纵向磁约束高能电子线放疗设备和一种用于高能电子线调强放疗的多自由度一体优化方法；

所述纵向磁约束高能电子线放疗设备包括：位于旋转机架（11）内部的放疗机和磁约束装置；所述放疗机包括加速电子的直线加速器或回旋加速器以及多级电子束准直器，所述磁约束装置包括三级分裂开孔线圈，线圈中心轴均与高能电子束中心轴重合；

所述优化方法包括三个步骤：步骤一，优化放疗机机头角度，确定出束弧段；步骤二，优化准直器角度，确定出束动态径迹；步骤三，同步优化电子线能量和射束强度，确定最优的电子线多自由度调强放疗计划；

所述三级分裂开孔线圈的第一级线圈组（31）位于放疗机机头（20）所在区域，第二级线圈组（32）位于治疗机机头（20）和治疗床（24）之间，第三级线圈组（33）位于治疗床（24）之后；

所述第二级线圈组（32）包括第二级联约束线圈和第二屏蔽线圈，所述第二级联约束线圈靠近治疗床（24），通正向电流，能够在电子射束方向产生纵向磁场；所述第二屏蔽线圈靠近治疗机机头（20），通与所述第二级联约束线圈电流方向反向的电流，能够主动屏蔽第二级联约束线圈产生的约束磁场；

所述第三级线圈组（33）包括第三级联约束线圈和第三屏蔽线圈，所述第三级联约束线圈靠近治疗床（24），通正向电流，能够在电子射束方向产生纵向磁场；所述第三屏蔽线圈远离治疗床，通与所述第三级联约束线圈电流方向反向的电流，能够主动屏蔽第三级联约束线圈产生的约束磁场；

所述第一级线圈组（31）为屏蔽线圈组，线圈使用铜导线，在治疗过程中线圈内通与约束线圈电流方向相反的电流，主动屏蔽边缘约束磁场。

3.根据权利要求1-2任一项所述的基于纵向磁约束的高能电子线多自由度调强放疗系统，其特征在于，所述放疗机机头（20）能够在患者横断面内绕机械等中心（23）进行360°旋转，所述放疗机的多级准直器包括初级准直器、二级准直器及多叶准直器，所述多叶准直器能够在高能电子线出束过程中运动，所述多级准直器能够绕射束中心轴360°旋转。