获得小束斑的粒子束治疗头装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种获得小束斑的粒子束治疗头装置的设计方案，该粒子束治疗头装置包括：用于扫描扩展粒子束的扫描铁、用于传输扫描后的粒子束的真空管道以及安装在真空管道上的辐射防护设备，该设计方案还包括一些必要的束流测量设备和调制设备。根据本发明专利技术的粒子束治疗头装置将真空管道从扫描铁延伸至靶体的附近，并将一些必不可少的束流探测设备后移。该装置维持粒子束流在低真空环境中传输，有效地减小了束流与空气的散射作用，并显著降低了束流与探测设备的散射角对束斑尺寸的影响，从而维持较小的束斑尺寸。

【技术实现步骤摘要】
获得小束斑的粒子束治疗头装置
本专利技术属于医疗领域，尤其涉及一种粒子束治疗头装置。
技术介绍
粒子束在医疗领域常常用来治疗癌症，粒子束可以最大限度地杀灭靶区肿瘤细胞，同时尽可能减少对肿瘤靶区周围的健康组织进行伤害，减少正常组织并发症的几率，提高治疗的效果。对于粒子束治癌而言，一般需要将束流转换成均匀的扩展束。得到均匀的扩展束一般有两种方法，均匀扫描和点扫描。对于均匀扫描，为了得到均匀的照射野，通常希望束流在等中心点(即肿瘤位置的中心参考点)具有较大的束斑。而采用点扫描方式时，为了达到良好的治疗效果，希望束斑越小越好。在现有的装置中，束流会与空气以及设备发生散射，导致束斑增大，无法维持小束斑，因此难以用于点扫描。
技术实现思路
为了在点扫描模式下，获得较小的束斑尺寸，本专利技术的实施例提供一种粒子束治疗头装置，该粒子束治疗头装置包括：用于扫描粒子束的扫描铁以及用于传输扫描后的粒子束的真空管道，真空管道从扫描铁延伸至粒子束靶体附近，粒子束治疗头装置还包括安装在真空管道上的辐射防护设备。根据一些实施例，辐射防护设备包括对束流进行阻挡的束流阻挡器和对由被阻挡的束流所产生的中子进行阻挡和/或散射的中子快门。根据一些实施例，辐射防护设备安装在粒子束的传输路径上，辐射防护设备在粒子束治疗头装置正常工作时允许粒子束通过，并且在粒子束治疗头装置存在异常时阻止粒子束通过。根据一些实施例，真空管道包括多段真空管道，多段真空管道通过法兰连接。根据一些实施例，真空管道的靠近粒子束靶体的端部为真空膜窗，粒子束通过真空膜窗穿出。根据一些实施例，多段真空管道具有不同的横截面积，越靠近真空膜窗的真空管道的横截面积越大。根据一些实施例，粒子束治疗头装置进一步包括设置在真空管道和粒子束的靶体之间的束流测量设备和束流调制设备。根据一些实施例，束流测量设备安装在真空管道与束流调制设备之间。根据一些实施例，束流测量设备包括多个剂量电离室和两个分条电离室，多个剂量电离室设置在两个分条电离室之间。根据一些实施例，束流调制设备包括脊形过滤器和降能器，脊形过滤器和/或降能器采用卡扣拔插式安装，在脊形过滤器和/或降能器的安装支架上设置能够指示脊形过滤器和/或降能器的属性的传感器。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：将真空管道从扫描铁延伸至靶体的附近，维持束流在低真空环境中传输，有效降低束流与空气的散射作用，并且将必不可少的散射设备(如束流测量设备)安装在靶体附近，降低束流与设备的散射作用对束斑的影响，从而维持较小的束斑尺寸。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。图1A是根据本专利技术的一个实施例的能够获得小束斑的粒子束治疗头装置的结构示意图；图1B是根据本专利技术的一个实施例的能够获得小束斑的粒子束治疗头装置的立体示意图；图2A是根据本专利技术的粒子束治疗头装置的辐射防护设备处于待机状态的结构示意图；图2B是根据本专利技术的粒子束治疗头装置的辐射防护设备处于工作状态的结构示意图；图3是根据本专利技术的一个实施例的能够获得小束斑的粒子束治疗头装置的真空管道的结构示意图；图4是根据本专利技术的粒子束治疗头装置的束流测量设备和束流调制设备的结构示意图；图5是根据本专利技术的粒子束治疗头装置的脊形过滤器安装支架的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术提供一种可获得小束斑的粒子束治疗头装置，通过延长真空管道，并调整部分设备的布局，可以维持束流在低真空环境中传输，有效降低束流与空气的散射作用，这里的“束流”指的是一束粒子，并且对一些必须与束流发生散射作用的设备，使其尽可能靠近等中心点，这里的“等中心点”指的是设备参考点，是用于设备尺寸和剂量学测量参考的空间中的点，在本实施例中，将靶体的中心置于等中心点。图1A是根据本专利技术的一个实施例的可获得小束斑的粒子束治疗头装置100的结构示意图。图1B是粒子束治疗头装置100的立体示意图。如图1A和图1B所示，可获得小束斑的粒子束治疗头装置100包括用于扫描扩展粒子束的扫描铁120以及用于传输扫描扩展后的粒子束的真空管道130。真空管道130从扫描铁120延伸至粒子束的靶体150的附近，在本实施例中“靶体”是指肿瘤，这里的“附近”是指真空管道130的末端与靶体150的距离足够小，其距离只要能够满足一些必要束流测量设备和束流调制设备的安装并且不影响治疗床的正常运动以及正常治疗时不与病人发生触碰即可。粒子束治疗头装置100还包括安装在真空管道130上的辐射防护设备140。图中水平箭头所指的方向是粒子束传输的方向，图中110表示由加速器传输来的粒子束流。肿瘤在横向上具有一定的大小，所以需要利用扫描铁对束流进行横向上的偏转，使得束流至少覆盖肿瘤所在区域。束流经过加速器加速后，会经过扫描铁120。扫描铁120对粒子束进行扫描扩展，会将粒子束扫描成较为宽阔的束流。粒子束会继续在真空管道130中传输，再从真空管道130中穿出，直到靶体150，也即是肿瘤区域，实现对靶体150的照射。根据辐射防护要求，粒子束治疗头装置100还包括辐射防护设备140，用于防止粒子束异常溢出，从而保护人体以及环境。通常情况下，需要将治疗室和辐射防护设备用辐射防护墙进行隔断，为了提高病人的治疗体验，并且适当减小设备的噪声，可以在治疗室的治疗床160处安装屏风。治疗时，病人会被固定在治疗床160上，通过移动治疗床160将病人的肿瘤中心置于等中心点。为了充分利用辐射防护墙的辐射屏蔽效果，通常需将防护设备安装在防护墙的上游。为了避免束流从真空环境进入大气环境，再由大气环境进入真空环境而与空气产生散射作用，可以将所有的防护设备安装在真空环境中，在本实施例中将辐射防护设备140安装在真空管道130上。辐射防护设备140包括对粒子束流进行阻挡的束流阻挡器和对由被阻挡的束流所产生的中子进行阻挡和散射的中子快门。图2A是辐射防护设备140处于待机状态的结构示意图，图2B是辐射防护设备140处于工作状态的结构示意图。请同时参见图2A和图2B，辐射防护设备140包括束流阻挡器141和中子快门142，图中箭头I所指方向为粒子束流的方向。辐射防护设备140安装在粒子束流的传输路径上，辐射防护设备140在粒子束治疗头装置100正常工作时允许粒子束流通过，并且在粒子束治疗头装置100存在异常时阻止粒子束流通过。正常工作情况下，辐射防护设备140处于待机状态，也即是离线状态。当辐射防护设备140处于待机状态时，束流阻挡器141和中子快门142位于辐射防护墙143的上游，且位于真空管道130的一侧，不对粒子束流产生任何作用。当粒子束治疗头装置100出现停束，也即是不产生粒子束，或者其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够获得小束斑的粒子束治疗头装置，包括：扫描铁，用于扫描粒子束；以及真空管道，用于传输扫描后的所述粒子束，其特征在于，所述真空管道从所述扫描铁延伸至所述粒子束靶体的附近，所述粒子束治疗头装置还包括安装在所述真空管道上的辐射防护设备。

【技术特征摘要】
1.一种能够获得小束斑的粒子束治疗头装置，包括：扫描铁，用于扫描粒子束；以及真空管道，用于传输扫描后的所述粒子束，其特征在于，所述真空管道从所述扫描铁延伸至所述粒子束靶体的附近，所述粒子束治疗头装置还包括安装在所述真空管道上的辐射防护设备。2.根据权利要求1所述的粒子束治疗头装置，其特征在于，所述辐射防护设备包括对束流进行阻挡的束流阻挡器和对由被阻挡的束流所产生的中子进行阻挡和/或散射的中子快门。3.根据权利要求2所述的粒子束治疗头装置，其特征在于，所述辐射防护设备安装在所述粒子束的传输路径上，所述辐射防护设备在所述粒子束治疗头装置正常工作时允许所述粒子束通过，并且在所述粒子束治疗头装置存在异常时阻止所述粒子束通过。4.根据权利要求1所述的粒子束治疗头装置，其特征在于，所述真空管道包括多段真空管道，所述多段真空管道通过法兰连接。5.根据权利要求4所述的粒子束治疗头装置，其特征在于，所述真空管道的靠近所述粒子束靶体的端部为真空膜窗，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石健，刘新国，毛瑞士，原有进，夏佳文，倪鹏，严维伟，罗成，李学敏，孙国平，
申请(专利权)人：惠州离子科学研究中心，中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44