调制Ｘ射线束用于病理物质中辐射能量的选择吸收制造技术

一种辐射治疗者的辐射治疗处理系统，它用经调制的射线束照在受治疗者身上，并选择调制频率等于与物质相互作用的共振微波频率，在Ｘ射线源中沿电子束德肪渡习仓靡桓龅魇埽靡缘髦频缱邮⒆钪盏髦疲厣湎呤Ｔ诙晕⒉ǖ髦破德式猩璧耐保嗉痰仄舳厣湎咴矗⒃诙嘀值髦破德噬喜饬克盏姆淠芰俊＝诵畔⒂美囱≡袷室说牡髦破德省?（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及X辐射应用于受冶疗对象，尤其是涉及用微波信号调制X射线束，在受冶疗对象体内产生微波频率辐射，并被含大分子的病理物质(例如致癌基因)所吸收，用以冶疗恶性肿瘤。微波辐射和X射线，各自在医疗操作中，用于破坏恶性物质，尤其是破坏折磨人体组织的各种各样的癌。该恶性物质吸收了辐射能量，因而使该物质发生物理和化学性质的改变，最终使得恶性肿瘤好转。被辐射处理的生物物质，可以构成脱氧核糖核酸、其构成了人类细胞染色体遗传物质。脱氧核糖核酸是由许多大分子配对构成，该大分子含有以磷和氧原子联接的五个碳原子为单元的主链，每一个单元有一个嘌呤或嘧啶基侧链。产生癌(致癌基因)的病毒和基因，是由这样的大分子组成，且具有长度量级在4，000或更多，或大约有20，000个原子的主链。为了弄清楚微波辐射和大分子的相互作用，应该考虑到排列在大分子中各种原子是具有相应的能级的。按照静电理论，电子的势能，反比于电子在原子中与原子核之间的距离，该距离限定了一个等势面。电场、或原子核和电子之间的吸引力就可由等势面的梯来求出。显然它与距离的平方成反比。通过损耗或吸收等于两个能级之间势能差的能量，实现了一个电子从一个允许量子能级，跃迁到第二个能级。且不说数学上的比例常数，则两个能级的能量值分别是(1/a)和(1/b)。此处a和b是原子核和能级之间的距离。这是一个球形能级简单的模型中得到的情况。当能级发生跃迁时，在其中一个电子由一个势能跳到另一个势能，能量的改变正比于(1/a-1/b)，即(b-a)/ab。这个数也等于d/ab。此处d是a和b之间的差值，而且很清楚，其值比a或b小得多。所以，在两个势能级之间电子跃迁损耗的能量，正比于两个势能级之间的距离。一个电子完全脱离原子所需能量的总和等于其所在势能级的能量。如上所述，该能量反比于势表面半径。辐射束和物质分子相互作用的特征在于，把辐射束的能量传送到分子的原子中的电子上。在光子辐射束中的能量，正比于辐射频率，其中的比例因子就是普朗克常数。当光子能量等于电子由内层能级跳到外层能级所需的跃迁能量时，则能量传送时很容易发生光子湮没。在此种情况下。辐射频率的值就称作共振频率，该值使光子具有实现电子能级跃迁所需要的能量。上述分析是基于一种简单的模型，在此模型中，分子的每一个原子具有环型的电子能级。实际上，在大分子内，上千个原子之中的电子能级是很复杂的，至少在外层能级上，在物理形状和能级上，两者都有改变。而产生了许多能级，这种改变的本身就表征了特定的大分子和由该大分子构成的物质。电子在单原子中最低能量的跃迁，就造成在可视光谱中辐射的吸收。这个辐射的频率近似于2×1014赫芝。对于分子能级来说与最低跃迁能量以吸收相应的辐射频率是反比于分子的大小的。一个长为20，000个原子的分子，予期吸收辐射频率，近似于光的频率的1/20，000，即频率是在1010赫芝，此频率是在微波范围，波长为3厘米。而问题出在目前可用的设备和方法上，要把微波辐射照到受治疗者的肿瘤部位。作为实施例要除掉肿瘤，而微波辐射要有最小的穿透。另一方面，r射线透过整个受治疗者时与直接照射在感兴趣的特定部位相比，相对来说是没有选择的。埋藏在受治疗者特定部位的肿瘤需要辐射治疗，而受治疗者其余部位都不需要这种治疗。此外，有可能从不同方位照射受治疗者，以便在限定的吸收下集中剂量。因为吸收是受限定的，所以在特定的部位，须要相对大的剂量。然而，与此同时受治疗者其余部位也吸收了大量的辐射。这就减少了用于特定部位的辐射，而且干扰了受治疗者其余部位的功能。本专利技术的设备和方法，克服了上述问题，并提供了其它优点。本专利技术采用了在微波频率上调制其辐度的X射线束来产生微波辐射。X射线很容易穿透生物受治疗对象，例如人的头部，传送辐射能量到特定位置，例如肿瘤位置。肿瘤物质和X射线相互作用以感受X射线束一部份能量，这样的感受过程是非线性过程，其在肿瘤位置再生微波信号。该再生信号是电磁波信号，具有适合于与肿瘤大分子电子相互作用的光子能量，以此来破坏肿瘤。本专利技术的目的在于调制某个频率的X射线束，使微波信号适合于应用在特定位置或在受治疗者体内位置。本专利技术进一步的目的是扫描受治疗者以决定哪一种微波频率或多种频率将是有利的。本专利技术可利用计算机X线断层照相(CT)扫描器，也叫做CAT(借助计算机轴向X线断层照相)扫描器来实施。在其中，将单个X射线源加以改进，使其装有调制X射线束的器件。最好是调制改变X射线束幅度，例如通过把束接通和断开。在本专利技术一个最佳实施例中，调制器件包括有一个安装在电子束路程上的调束管，该电子束是照射在源的靶上，以产生X射线。通过微波信号供给调束管能量，在调束管腔体内施加了强电场，该强电场把电子聚束在一起成一系列电子脉冲，该电子脉冲以重复频率等于微波信号频率，照射到靶上。该实际脉冲的波形，能特征化为正弦波式方波，这取决于聚束电子的性质;然而，电子脉冲链的主要基频成分等于微波信号频率，最后得到作为X辐射脉冲链出现的X射线束，其频率与微波调制频率相同。选择微波频率等于与受治疗者的物质相互作用的共振频率。为了扫描受描受治疗者以决定一个或多个共振频率值，在X射线束持续期间，通过一系列小的阶跃，改变或扫频微波调制频率，以提供X射线束扫频调制。CT扫描器装有探测器，该探测器的输出信号表示，X辐射穿过受治疗部位传播到探测器的强度。众所周知，使用CT扫描器时，通过X辐射，在探测器陈列上的表现出的强度变化加以计算机处理，以得到受治疗者的综合图象。该图象是基于X射线束，以不同的方位角穿过被治疗者后所得到的数据而成的。按照本专利技术，探测器所输出的数据，代表了所接收的X辐射束强度以时间为函数的衰减。强度的减少意味着，光子与受治疗者的相互作用而引起辐射束能量的吸收。由于调制频率在予定速率下扫描，所以，发生辐射吸收的时刻即表明相应产生吸收的调制频率值。通过与调制频率步进扫描同步的寻址存储器，存储器记录了该值或发生相互作用的共振频率值。然后CT扫描器操作者采用此信息以选择微波调制频率的适当值以使用于辐照受治疗者。在下述描述中结合附图，解释了本专利技术的前述状况和其它特征。附图说明图1是为了实施本专利技术所改进的CT扫描器简图。图2是图1中使用的X射线源，提供X射线束调制的设备简图。图3表示如图1的本专利技术实施中使用的控制器电路图。图4是未经调制和调制了的X射线束，典型的时间图。图5是用以表示方波调制信号和调制了的X射线束的频率成分的频谱图。图6是本专利技术实施过程的流程图。图1表示能实施本专利技术的、装有改进了的CT扫描器(下面将描述)的辐照系统20。扫描器22包括一组X射线源(实施例中表示了其中的三个)和一组X射线探测器26(实施例中表示了其中的三个)。射线源24和探测器26与别固定在围绕受治疗者30的框架28的相应的位置上。受治疗者典型的是活的生物体，例如人类或动物。源24和探测器26围绕受治疗者对称地排列，并在电气上与控制器32连接，为了实施本专利技术下面还将描述该控制器的电路。每个源24有两根电线把其连接控制器32上，第一根电线34是用于提供电信号以启动源24，第二根电线36是用于提供电信号以便在预定的调制频率上调制X射线束。通过电线38把探测器26连接到控制器32，使探测到的辐射数据输入到控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于辐照受治疗者的辐射治疗处理系统，其特征在于包括：一个发生Ｘ射线束的装置，和一个幅度调制装置用于操作所说的发生装置，以使Ｘ射线束在预定的微波频率下获得幅度调制。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁文阿夫拉虹西路尼克，
申请(专利权)人：鲁文阿夫拉虹西路尼克，
类型：发明
国别省市：US[美国]