[发明专利]基于重频感应加速器的闪光X光放射肿瘤治疗装置及应用

说明书

本发明公开了一种基于重频感应加速器的闪光X光放射肿瘤治疗装置及应用，涉及放射性医疗设备技术领域，该治疗装置及应用包括重频感应叠加注入器、重频感应加速段、电子束偏转及漂移段、旋转靶和治疗台。重频感应叠加注入器用于产生和引出重频强流脉冲电子束，重频感应加速段用于加速重频强流脉冲电子束，电子束偏转及漂移段用于对强流脉冲电子束团进行偏转并轰击旋转靶。该治疗装置能够猝发输出数百个至上千个X光脉冲，从而在0.1～1s产生总剂量大于10Gy、瞬时剂量率10E4～10E6Gy/s、平均剂量率大于100Gy/s的脉冲X光辐射，特别适合于闪光X光放射肿瘤治疗。

技术领域

本发明涉及放射性医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种基于重频感应加速器的闪光X光放射肿瘤治疗装置及应用。

背景技术

放射治疗是指利用放射源产生X射线、质子、重离子等对肿瘤进行辐照损伤，进而杀死肿瘤细胞。放射治疗作为治疗恶性肿瘤的三大手段之一，现已成为肿瘤综合治疗的重要组成部分。据国内外文献统计，肿瘤患者中有60％～70％在整个治疗过程中需要接受放疗。随着科技的进步，包括采用质子、重离子、BNCT等新型放射治疗技术的持续出现。近年来，质子、重离子肿瘤放射治疗加速器在全国甚至全球范围内蓬勃发展，得到了快速推广。但迫于质子、重离子肿瘤治疗装备占地面积大、建造成本高，普通肿瘤患者仍然难以承担的高昂的治疗费用。有数据表明：肿瘤患者需为每一个质子、重离子疗程支付高达数十万元的医疗费用。

闪光放射治疗也是近年来国际肿瘤放疗领域研究的热点，其使用超高剂量率(通常大于100Gy/s)在极短时间内将超过10Gy的全部放疗剂量注入肿瘤区域。生物体在进行闪光放射治疗后会触发闪光效应，可在不降低放疗对肿瘤治疗效果的情况下，给正常组织提供更好的保护。肿瘤组织和正常组织对射线的敏感性存在差异，使得闪光放射治疗在肿瘤的治疗上具有颠覆性的优势。

目前，闪光放射治疗研究主要依赖于常规射频电子直线加速器开展，但由于射频电子直线加速器的流强有限，在进行闪光放射治疗时，射频电子直线加速器产生的剂量和剂量率很难同时满足目前认知的能够触发闪光效应的高剂量和剂量率(这里的剂量率包括瞬时剂量率和平均剂量率)，并且但由于直线感应加速器通常仅能单次工作或者猝发输出几个脉冲，其产生的平均剂量率很低。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于重频感应加速器的闪光X光放射肿瘤治疗装置及应用，该治疗装置及应用利用重复频率脉冲功率源驱动重复频率感应腔工作，驱动从热阴极电子源引出的强流脉冲电子束团至高能，整个过程能够猝发输出数百个至上千个脉冲，从而在0.1～1s产生总剂量大于10Gy、瞬时剂量率10E4～10E6Gy/s、平均剂量率大于100Gy/s的脉冲X光，特别适合闪光X光放射肿瘤治疗。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，基于重频感应加速器的闪光X光放射肿瘤治疗装置，包括：

重频感应叠加注入器，所述重频感应叠加注入器包括阴极段、阳极段、二极管段和热阴极电子源，用于产生和引出重频强流脉冲电子束团至重频感应加速段内；

重频感应加速段，所述重频感应加速段由重频感应加速单元构成，用于加速从所述重频感应叠加注入器引出的重频强流脉冲电子束团至高能；

电子束偏转及漂移段，所述电子束偏转及漂移段用于对离开所述重频感应加速段的重频强流脉冲电子束团进行偏转并轰击旋转靶；

旋转靶，所述旋转靶用于将重频强流脉冲电子束团携带的能量转换成重频脉冲X光及其携带的能量；以及

治疗台，所述治疗台用于使患者的肿瘤位置与X光位置对中，确保将重频脉冲X射线剂量精准递送至肿瘤位置。