[发明专利]一种带电粒子束脉冲分束方法及应用

说明书

本发明涉及一种带电粒子束脉冲分束方法及应用，属于放射治疗技术领域，根据目标需求，确定将带电粒子束脉冲切分成子脉冲的数量及子脉冲的偏转方向，依据子脉冲的偏转方向确定分束元件所设位置，依据子脉冲的数量确定分束元件的数量，对分束元件施加脉冲电压，依据子脉冲时间长度确定脉冲电压平顶宽度，依据子脉冲的数量确定脉冲电压的脉冲数量，将带电粒子束脉冲分束成偏转方向不同的子脉冲，本发明能够在极短的时间内完成带电粒子束脉冲分束，满足放射治疗设备对不同方向入射的子脉冲时间间隔的要求。

技术领域

本发明属于放射治疗技术领域，具体地说涉及一种带电粒子束脉冲分束方法及应用。

背景技术

目前，我国的肿瘤发病率越来越高，肿瘤已经成为危害国民健康的最大杀手之一，抗肿瘤治疗常用的手段有手术、放疗、化疗等。放射治疗的原理是通过一定能量的射线作用于细胞，通过直接或间接作用最终达到破坏肿瘤细胞的DNA双链，达到抑制肿瘤细胞增值和直接杀伤肿瘤细胞的目的，其基本原则是在保证肿瘤组织接受足够致死剂量的同时最大限度保护危及器官少受或免受辐射损伤。在目前放射治疗的条件下，通过改进放疗机器射野的适形程度，最终达到尽可能精准的照射肿瘤组织而减少正常组织的照射范围。

在一些放射治疗中(带电粒子束辐照、或者是带电粒子束打靶产生X射线的辐照)需要射线从多个方向注入。目前解决的方法是旋转机头，通过机头的旋转来改变射线的注入方向，实现多方向注入。但是，机头从一个位置旋转切换到另外一个位置，必然存在间隔时间，导致不同角度的射线有较大的时间差，无法满足放射治疗需求。

发明内容

发明人在实践中发现：采用条形踢束器能够将带电粒子束脉冲的一部分改变方向，如CN202011104043.6一种多治疗终端放射治疗装置，条形踢束器配合脉冲电源对带电粒子束脉冲的一部分改变传输方向，实现射线从不同方向作注入。但是，单次只能作用于脉冲的一部分，仍然无法满足不同方向入射的射线时间间隔短的要求。为了解决上述问题，现提出一种带电粒子束脉冲分束方法及应用，将一个带电粒子束脉冲切分成多个方向不同的子脉冲，然后注入不同的机头，满足不同方向入射的射线时间间隔短的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带电粒子束脉冲分束方法，包括：

根据目标需求，确定将带电粒子束脉冲切分成子脉冲的数量及子脉冲的偏转方向；

依据子脉冲的偏转方向确定分束元件所设位置，依据子脉冲的数量确定分束元件的数量；

对分束元件施加脉冲电压，依据子脉冲时间长度确定脉冲电压平顶宽度，依据子脉冲的数量确定脉冲电压的脉冲数量，将带电粒子束脉冲分束成偏转方向不同的子脉冲。

进一步，电子源产生带电粒子束脉冲，且带电粒子束脉冲经射频超导直线加速器进行能量增益。

进一步，所述子脉冲的数量与脉冲电压的脉冲数量相等。

优选的，所述子脉冲的长度相等。

优选的，所述子脉冲的长度不等。

进一步，所述脉冲电压由交变脉冲电源产生。

进一步，所述分束元件为踢束器，所述踢束器包括2块相对设置的极板，2块极板分别为第一极板和第二极板，所述第一极板和第二极板之间存在静电场以形成踢束力改变子脉冲的方向。

进一步，当子脉冲的偏转方向在空间内对称时，子脉冲的数量为踢束器数量的2倍。

进一步，所述极板分别位于子脉冲的偏转方向上，且相对设置的2块极板形成踢束器，即位于同一踢束器内的2块极板均位于子脉冲的偏转方向上。

进一步，当子脉冲的偏转方向在空间内不对称时，子脉冲的数量与踢束器的数量相等。