一种医用加速器及其基于电子束抽取过程的剂量监测方法技术

本发明专利技术涉及医用加速器技术领域，公开了一种医用加速器，加速管、束流管道、束流针三者共中心轴并且三者连通成一直线通道，供电子束在直线通道传输；束流管道的侧面连接束流引出管，第一电子束在束流引出管传输，束流管道外周设置偏转磁场发生装置，周期性促使电子束改变传输方向并从束流引出管输出。还公开一种医用加速器的剂量监测方法，治疗前通过同时测试第一电子束和第二电子束的剂量，建立相关数值关系，治疗时通过测试第一电子束的剂量而监测第二电子束的剂量。本发明专利技术通过束流引出管和偏转磁场发生装置，“抽取”极少部分的电子束进行同步测试，测量剂量的步骤简便，不影响治疗过程，实现在线监测剂量，方法可行、结果可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种医用加速器及其基于电子束抽取过程的剂量监测方法
本专利技术涉及医用加速器
，具体涉及一种医用加速器及其基于电子束抽取过程的剂量监测方法。
技术介绍
按照国家标准GB9706.5-2008中的要求，医用电子直线加速器中必须包含剂量监测系统。传统医用加速器使用的剂量监测系统由电离室探测器及其辅助电路组成。电离室位于辐射系统之内，安装在均整滤过器或散射箔与光子线的次级准直器之间，由若干片极片构成，其中有两对用于监测辐射野内相互垂直的两个方向的均整度，有一片用于监测辐射的能量变化，有两片用于检测辐射的吸收剂量。传统医用加速器的剂量监测系统多数使用平板电离室，其大小应覆盖整个治疗射野，少数使用指形电离室。剂量监测系统的功能是监测X射线、电子束的剂量率、积分剂量和射野的对称性、平坦度。本专利技术的医用加速器直接利用电子束治疗肿瘤，电子束离开加速管到达肿瘤的全程在一个细管(内径小于5mm)中传输，不能直接穿过电离室，因此电离室并不适用于这种设备，目前国内外也没有相关剂量监测方法在线测试如此小野的电子束的治疗剂量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种小野电子束的医用加速器，以及在治疗过程能够在线监测小野电子束的医用加速器的剂量监测方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:本专利技术提供了一种医用加速器，包括电子枪控制电源、电子枪、加速管、磁控管、调制器、束流管道和束流针；所述电子枪控制电源用于控制所述电子枪注入电压；所述电子枪用于输出电子束，所述加速管用于对所述电子枪输出的电子束进行加速后经束流针输出；所述调制器用于对所述磁控管进行控制；所述磁控管通过波导链与所述加速管连接；所述束流管道的后端固定连接于所述加速管的前端中心，所述束流管道的前端与所述束流针连接；所述加速管、所述束流管道、所述束流针三者共中心轴并且三者连通成一直线通道，供电子束在所述直线通道传输；所述束流管道的侧面连接束流引出管，第一电子束在所述束流引出管传输，所述束流管道外周设置偏转磁场发生装置，周期性促使电子束改变传输方向并从所述束流引出管输出，形成所述第一电子束；所述束流针输出的电子束为第二电子束。优选地，所述束流针和所述束流引出管的出口端都为密封端。优选地，所述偏转磁场发生装置的磁场方向垂直于所述束流引出管和所述束流管道构成的平面，当所述束流引出管位于所述加速管的右方时，所述偏转磁场的磁场方向由远端指向近端。优选地，所述束流管道的前端设置第一连接部，所述束流针的进口端设置第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部可拆卸连接。本专利技术还提供一种监测上述任一技术方案的医用加速器的剂量监测方法，包括以下步骤：S1：时间Δt内所述偏转磁场发生装置工作，使电子束改变传输方向并从所述束流引出管输出，形成所述第一电子束；S2：所述第一电子束射入所述第一剂量探头，所述第一剂量探头收集第一信号；S3：所述第一剂量探头收集第一信号完毕，所述第一数据处理系统对所述第一信号进行处理，得到所述第一电子束的剂量率Ha；S4：所述第一数据处理系统对第一电子束的剂量Ha数据进行进一步处理，得到第二电子束的剂量Hb。优选地，S4步骤中所述第一电子束的剂量率Ha与所述第二电子束的剂量率Hb存在线性数值关系：Hb＝KHa。优选地，所述K的确定步骤如下：P1：时间Δt内所述偏转磁场发生装置工作，使电子束改变传输方向并从所述束流引出管输出，形成所述第一电子束；时间nΔt内所述偏转磁场发生装置停止工作，电子束沿着所述直线通道传输并从所述束流针输出，形成所述第二电子束，其中n为正整数；P2：所述第一电子束射入第一剂量探头，所述第一剂量探头收集第一信号；所述第二电子束射入第二剂量探头，所述第二剂量探头收集第二信号；P3：所述第一剂量探头收集所述第一信号完毕，所述第一数据处理系统对所述第一信号进行处理，得到所述第一电子束的剂量率H11；所述第二剂量探头收集第二信号完毕，所述第二数据处理系统对所述第二信号进行处理，得到所述第二电子束的剂量率H21；P4：重复步骤P1-P3，得到一系列所述第一电子束的剂量率H1(H12,H13,H14,H1i，┉)和所述第二电子束的剂量率H2(H22,H23,H24,H2i，┉)；P5：将所述第一电子束的剂量率H1(H11,H12,H13,H14,H1i，┉)和所述第二电子束的剂量率H2(H21,H22,H23,H24,H2i，┉)取平均值得到所述第一电子束的平均剂量率和所述第二电子束的平均剂量率得到线性数值关系：即得到K的数值。优选地，所述步骤S1之前还包括：将所述剂量探头的头端与所述束流引出管的出口相对，并处于同一中心轴。优选地，所述剂量探头和数据处理系统通过无线方式或有线方式进行数据传输。所述无线方式为WIFI、蜂窝网络、微波通信、蓝牙中的一种。所述有线方式为光纤传输、双绞线传输、宽频共缆传输中的一种。本专利技术还提供一种医用加速器，包括电子枪控制电源、电子枪、加速管、磁控管、调制器、束流管道和束流针；所述电子枪控制电源用于控制所述电子枪注入电压；所述电子枪用于输出电子束，所述加速管用于对所述电子枪输出的电子束进行加速后经束流针输出；所述调制器用于对所述磁控管进行控制；所述磁控管通过波导链与所述加速管连接；所述束流管道的后端固定连接于所述加速管的前端中心，所述束流管道的前端与所述束流针连接；所述加速管、所述束流管道、所述束流针三者共中心轴并且三者连通成一直线通道，供电子束在所述直线通道传输；所述束流管道的侧面连接第一束流引出管和第二束流引出管，所述第一束流引出管和所述第二束流引出管对称于所述束流管道设置，第一电子束在所述第一束流引出管传输，第三电子束在所述第二束流引出管传输，所述束流管道外周设置偏转磁场发生装置，周期性促使电子束改变传输方向并从所述第一束流引出管输出，形成所述第一电子束，周期性促使电子束改变传输方向并从所述第二束流引出管输出，形成所述第三电子束；所述束流针输出的电子束为第二电子束。优选地，所述束流针和所述束流引出管的出口端都为密封端。优选地，所述偏转磁场发生装置的磁场方向垂直于所述第一束流引出管和所述束流管道构成的平面，当需要第一电子束从所述第一束流引出管输出时，所述偏转磁场的磁场方向由远端指向近端，当需要第三电子束从所述第二束流引出管输出时，所述偏转磁场的磁场方向由近端指向远端。本专利技术还提供一种监测上述任一项技术方案所述的医用加速器的剂量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：时间Δt内所述偏转磁场发生装置工作，使电子束改变传输方向并从所述第一束流引出管输出，形成所述第一电子束；S2：所述第一电子束射入第一剂量探头，所述第一剂量探头收集第一信号；S3：所述第一剂量探头收集所述第一信号完毕，所述第一数据处理系统对所述第一信号进行处理，得到所述第一电子束的剂量率Ha；S4：所述第一数据处理系统对第一电子束的剂量Ha数据进行进一步处理，得到第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用加速器，其特征在于，包括电子枪控制电源、电子枪、加速管、磁控管、调制器、束流管道和束流针；所述电子枪控制电源用于控制所述电子枪注入电压；所述电子枪用于输出电子束，所述加速管用于对所述电子枪输出的电子束进行加速后经束流针输出；所述调制器用于对所述磁控管进行控制；所述磁控管通过波导链与所述加速管连接；所述束流管道的后端固定连接于所述加速管的前端中心，所述束流管道的前端与所述束流针连接；所述加速管、所述束流管道、所述束流针三者共中心轴并且三者连通成一直线通道，供电子束在所述直线通道传输；所述束流管道的侧面连接束流引出管，第一电子束在所述束流引出管传输，所述束流管道外周设置偏转磁场发生装置，周期性促使电子束改变传输方向并从所述束流引出管输出，形成所述第一电子束；所述束流针输出的电子束为第二电子束。/n

【技术特征摘要】
1.一种医用加速器，其特征在于，包括电子枪控制电源、电子枪、加速管、磁控管、调制器、束流管道和束流针；所述电子枪控制电源用于控制所述电子枪注入电压；所述电子枪用于输出电子束，所述加速管用于对所述电子枪输出的电子束进行加速后经束流针输出；所述调制器用于对所述磁控管进行控制；所述磁控管通过波导链与所述加速管连接；所述束流管道的后端固定连接于所述加速管的前端中心，所述束流管道的前端与所述束流针连接；所述加速管、所述束流管道、所述束流针三者共中心轴并且三者连通成一直线通道，供电子束在所述直线通道传输；所述束流管道的侧面连接束流引出管，第一电子束在所述束流引出管传输，所述束流管道外周设置偏转磁场发生装置，周期性促使电子束改变传输方向并从所述束流引出管输出，形成所述第一电子束；所述束流针输出的电子束为第二电子束。


2.根据权利要求1所述的医用加速器，其特征在于，所述束流针和所述束流引出管的出口端都为密封端。


3.根据权利要求1所述的医用加速器，其特征在于，所述偏转磁场发生装置的磁场方向垂直于所述束流引出管和所述束流管道构成的平面，当所述束流引出管位于所述加速管的右方时，所述偏转磁场的方向由远端指向近端。


4.根据权利要求1所述的医用加速器，其特征在于，所述束流管道的前端设置第一连接部，所述束流针的进口端设置第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部可拆卸连接。


5.一种监测权利要求1-4任一项所述的医用加速器的剂量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：时间Δt内所述偏转磁场发生装置工作，使电子束改变传输方向并从所述束流引出管输出，形成所述第一电子束；
S2：所述第一电子束射入第一剂量探头，所述第一剂量探头收集第一信号；
S3：所述第一剂量探头收集第一信号完毕，所述第一数据处理系统对所述第一信号进行处理，得到所述第一电子束的剂量率Ha；
S4：所述第一数据处理系统对第一电子束的剂量Ha数据进行进一步处理，得到第二电子束的剂量Hb。


6.根据权利要求5所述的剂量监测方法，其特征在于，S4步骤中所述第一电子束的剂量率Ha与所述第二电子束的剂量率Hb存在线性数值关系：Hb＝KHa。


7.根据权利要求6所述的剂量监测方法，其特征在于，所述K的确定步骤如下：
P1：时间Δt内所述偏转磁场发生装置工作，使电子束改变传输方向并从所述束流引出管输出，形成所述第一电子束；时间nΔt内所述偏转磁场发生装置停止工作，电子束沿着所述直线通道传输并从所述束流针输出，形成所述第二电子束，其中n为正整数；
P2：所述第一电子束射入第一剂量探头，所述第一剂量探头收集第一信号；所述第二电子束射入第二剂量探头，所述第二剂量探头收集第二信号；
P3：所述第一剂量探头收集第一信号完毕，所述第一数据处理系统对所述第一信号进行处理，得到所述第一电子束的剂量率H11；所述第二剂量探头收集所述第二信号完毕，所述第二数据处理系统对所述第二信号进行处理，得到所述第二电子束的剂量率H21；
P4：重复步骤P1-P3，得到一系列所述第一电子束的剂量率H1(H12,H13,H14,H1i，┉)和所述第二电子束的剂量率H2(H22,H23,H24,H2i，┉)；
P5：将所述第一电子束的剂量率H1(H11,H12,H13,H14,H1i，┉)和所述第二电子束的剂量率H2(H21,H22,H23,H24,H2i，┉)取平均值得到所述第一电子束的平均剂量率和所述第二电子束的平均剂量率得到线性数值关系：即得到K的数值。


8.根据权利要求5所述的剂量监测方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：将所述剂量探头的头端与所述束流引出管的出口相对，并处于同一中心轴。


9.根据权利要求5所述的剂量监测方法，其特征在于，所述剂量探头和数据处理系统通过无线方式或有线方式进行数据传输。


10.一种医用加速器，其特征在于，包括电子枪控制电源、电子枪、加速管、磁控管、调制器、束流管道和束流针；所述电子枪控制电源用于控制所述电子枪注入电压；所述电子枪用于输出电子束，所述加速管用于对所述电子枪输出的电子束进行加速后经束流针输出；所述调制器用于对所述磁控管进行控制；所述磁控管通过波导链与所述加速管连接；所述束流管道的后端固定连接于所述加速管的前端中心，所述束流管道的前端与所述束流针连接；所述加速管、所述束流管道、所述束流针三者共中心轴并且三者连通成一直线通道，供电子束在所述直线通道传输；所述束流管道的侧面连接第一束流引出管和第二束流引出管，所述第一束流引出管和所述第二束流引出管对称于所述束流管道设置，第一电子束在所述第一束流引出管传输，第三电子束在所述第二束流引出管传输，所述束流管道外周设置偏转磁场发生装置，周期性促使电子束改变传输方向并从所述第一束流引出管输出，形成所述第一电子束，周期性促使电子束改变传输方向并从所述第二束流引出管输出，形成所述第三电子束；所述束流针输出的电子束为第二电子束。

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，刘朝生，
申请(专利权)人：东莞深圳清华大学研究院创新中心，深圳铭杰医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44