用于放射治疗系统中的磁控管的磁体组件技术方案

本文中讨论的是一种用于放射治疗系统中的磁控管的磁体组件。所述磁体组件包括：第一极靴和第二极靴，所述第一极靴与所述第二极靴以同轴的方式对准并以极靴间间距彼此分开，所述极靴间间距定尺寸和定形状成接纳所述磁控管的至少一部分；以及连结臂，所述连结臂在所述极靴间间距的范围之外将所述第一极靴与所述第二极靴连接；其中，所述第一极靴包括北极部分并且所述第二极靴包括南极部分，所述北极部分和所述南极部分至少在所述极靴间间距中建立磁场。

Magnet assembly for magnetron in radiotherapy system

【技术实现步骤摘要】
用于放射治疗系统中的磁控管的磁体组件
本文总体上但非限制性地涉及用于在对人类或动物受试者施用放射治疗中使用的磁控管的永磁体。
技术介绍
放射治疗用于对哺乳动物(例如，人类和动物)组织中的癌症和其他疾病进行治疗。使用直线加速器(Linac)可以提供示例性的放射治疗。直线加速器通常包括向调制器供电的电源，该调制器将经调制的脉冲传输至电子枪并且同时传输至磁控管。电子枪产生电子束，该电子束进入称为波导管的加速器管的近端部分。波导管是比如通过离子泵被抽成高真空的金属(例如，铜)管。磁控管是高功率真空管，该高功率真空管利用电子流在移动通过一系列敞开的金属腔(也称为谐振腔)时与磁场相互作用产生诸如微波之类的高频率电磁波。可以使用诸如永磁体之类的强磁体产生磁场。在电子经过通向敞开的金属腔的开口时，腔谐振并发射微波辐射。产生的微波的谐振频率由腔的物理尺寸确定。磁控管可以附接至波导管，并且产生的微波被导入波导管中。从电子枪射出的电子可以进入波导管并与微波相互作用。电子吸收来自微波的能量，并且可以被加速。波导管具有可以沿着波导管的长度连续地对电子进行加速的侧腔结构。加速的高能电子然后离开在波导管的端部处的陶瓷窗，并且进入到治疗头。治疗头包括设计成对传递至患者或人体模型的电子束进行成形和监测的部件。治疗头通常包括偏转磁体、重金属靶材、准直器、辐射剂量计、及其他部件。偏转磁体可以产生期望的磁场以对电子束轨迹进行修改。然后，电子束撞击重金属靶材(例如，钨)以产生X射线。在典型的基于直线加速器的放射治疗中，多个辐射束可以被从不同角度引导朝向靶。在重金属靶材之后，通常包括两个电离室(也称为剂量监测室)的辐射剂量计对电子束的剂量率、积分剂量以及场对称性进行监测。这是为了防止使用过多不满足预期方案的辐射和辐射束。电子枪、波导管、以及治疗头可以安装在机架上，该机架有助于将X射线或电子束导引至患者的诸如肿瘤之类的靶组织。机架可以围绕患者以不同的轴线旋转，所述不同的轴线全部相交于共同的等中心点处。用于与磁控管一起使用的永磁体通常是整体马蹄形的AlNiCo(铝镍钴)磁体。永磁体可以为磁控管提供期望的磁场以产生微波。
技术实现思路
本专利技术人已经认识到，除了其他方面，常规的诸如铝镍钴磁体之类的整体磁体在与磁控管一起使用时可能会引起一些技术上的挑战。例如，磁场分布可能不完全与磁控管的要求一致。由于整体磁体的尺寸大且重量重，诸如铝镍钴磁体之类的整体磁体在运输和安装期间可能会遭受震动和冲击。这在磁体在磁控管中进行操作时可能会使磁场强度改变。此外，由于一些磁体支承部件在安装之后可能会不经意地绕过磁场，因此所产生的磁场强度可能会减弱到期望的操作范围以下，从而影响磁控管中的微波产生。此外，常规的整体磁体通常一旦已经被安装在直线加速器系统中则缺乏允许对磁场强度或分布进行调节的机构。整体磁体的大尺寸、大重量以及不规则形状也使安装过程变得困难。形成永磁体的磁性材料还会影响场分布并且因此影响磁控管性能。铝镍钴(AlNiCo)合金通常用于构建磁控管磁体。除铁之外，AlNiCo主要由铝(Al)、镍(Ni)和钴(Co)组成。AlNiCo具有高的抗腐蚀性和高的耐温性以及良好的物理强度。然而，AlNiCo可以容易地退磁。磁场强度对于诸如医用放射治疗之类的某些应用而言不够强。本专利技术人已经认识到，对于由较高成本效益的磁性材料制成的用于与磁控管一起使用的磁体组件的改进设计和制造存在未满足的需要。本公开的某些实施方式涉及放射治疗系统，比如MRI-直线加速器系统。示例性的放射治疗系统包括在放射治疗系统中的磁控管中使用的新的永磁体组件。磁体组件具有允许在系统安装期间和系统安装之后容易地对磁场进行调节的结构设计。永磁体组件的非限制性实施方式包括类似于头戴护耳式耳机的形状的一对极靴。极靴各自包括相应的环形磁性片，所述相应的环形磁性片周向地环绕相应的极靴体并且分别用作磁体北极和磁体南极。磁性片由钕铁硼(NdFeB)制成。由磁性片产生的磁场可以被施加至磁控管。磁场可以被调节以满足磁控管的场操作要求。示例1是用于在放射治疗系统中的磁控管的磁体组件。磁体组件包括第一极靴和第二极靴以及连结臂，所述第一极靴和第二极靴以同轴的方式对准并以极靴间间距彼此分开，该极靴间间距定尺寸和定形状成接纳磁控管的至少一部分，该连结臂在极靴间间距的范围之外将第一极靴与第二极靴连接。第一极靴包括北极部分并且第二极靴包括南极部分，北极部分和南极部分至少在极靴间间距中建立磁场。在示例2中，示例1的主题可选地包括第一极靴和第二极靴，该第一极靴具有第一圆筒形极靴体，该第一圆筒形极靴体具有第一极面，该第二极靴具有第二圆筒形极靴体，该第二圆筒形极靴体与第一圆筒形极靴体以同轴的方式对准。第二圆筒形极靴体可以具有面向第一极面的第二极面。在示例3中，示例2的主题可选地包括第一极面和第二极面，第一极面和第二极面各自具有凹形形状。在示例4中，示例2的主题可选地包括第一极面和第二极面，第一极面和第二极面各自包括具有不同深度的同心层。在示例5中，示例1至示例4中的任何一个或更多个示例的主题可选地包括第一极靴和第二极靴，第一极靴和第二极靴各自具有相应的磁性片，相应的磁性片周向地环绕相应的圆筒形极靴体并且分别用作磁体北极和磁体南极。在示例6中，示例5的主题可选地包括磁性片，磁性片由钕铁硼(NdFeB)制成。在示例7中，示例5至示例6中的任何一个或更多个示例的主题可选地包括控制电路，控制电路耦接至磁性片以对磁场强度或场分布进行调节。在示例8中，示例2至示例7中的任何一个或更多个示例的主题可选地包括第一极靴体和第二极靴体，第一极靴体和第二极靴体各自由非磁体材料制成。在示例9中，示例8的主题可选地包括第一极靴体和第二极靴体，第一极靴体和第二极靴体各自由铁制成。在示例10中，示例1至示例9中的任何一个或更多个示例的主题可选地包括连结臂，连结臂由铁制成。在示例11中，示例1至示例10中的任何一个或更多个示例的主题可选地包括极靴调节器单元，所述极靴调节器单元构造成对第一极靴或第二极靴中的至少一者的厚度进行调节，对厚度的调节引起极靴间间距中的磁场的变化。与常规的永磁体相比，由NdFeB制成的磁体组件具有若干优点，优点包括用于以磁控管需要的规格操作磁控管的强磁场，同时由于使用更少的磁性材料而使系统保持更小且更轻。如在本文中讨论的结构设计允许更容易的场调节，可以适于各种磁控管类型，并且因此改善系统多功能性。较少的磁体要求还改善了磁体组件的成本效益。以上内容旨在提供本专利申请的主题的概述。以上内容不旨在提供本技术的排他的或穷举的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的更多的信息。附图说明在不需要按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同视图中描述类似的部件。具有不同字母后缀的相同的附图标记可以表示类似部件的不同实例。附图总体上通过示例而非限制的方式对本文中讨论的各种实施方式进行说明。图1示出了放射治疗系统的示例；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于放射治疗系统中的磁控管的磁体组件，其特征在于，所述磁体组件包括：/n第一极靴和第二极靴，所述第一极靴与所述第二极靴以同轴的方式对准并以极靴间间距彼此分开，所述极靴间间距定尺寸和定形状成接纳所述磁控管的至少一部分；以及/n连结臂，所述连结臂在所述极靴间间距的范围之外将所述第一极靴与所述第二极靴连接；/n其中，所述第一极靴包括北极部分并且所述第二极靴包括南极部分，所述北极部分和所述南极部分至少在所述极靴间间距中建立磁场。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于放射治疗系统中的磁控管的磁体组件，其特征在于，所述磁体组件包括：
第一极靴和第二极靴，所述第一极靴与所述第二极靴以同轴的方式对准并以极靴间间距彼此分开，所述极靴间间距定尺寸和定形状成接纳所述磁控管的至少一部分；以及
连结臂，所述连结臂在所述极靴间间距的范围之外将所述第一极靴与所述第二极靴连接；
其中，所述第一极靴包括北极部分并且所述第二极靴包括南极部分，所述北极部分和所述南极部分至少在所述极靴间间距中建立磁场。


2.根据权利要求1所述的磁体组件，其中：
所述第一极靴具有第一圆筒形极靴体，所述第一圆筒形极靴体具有第一极面；并且
所述第二极靴具有第二圆筒形极靴体，所述第二圆筒形极靴体与所述第一圆筒形极靴体以同轴的方式对准，所述第二圆筒形极靴体具有面向所述第一极面的第二极面。


3.根据权利要求2所述的磁体组件，其中，所述第一极面和所述第二极面各自具有凹形形状。


4.根据权利要求2所述的磁体组件，其中，所述第一极面和所述第二极面各自包括具有不同深度的同心层。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张文明，
申请(专利权)人：医科达北京医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11