本实用新型专利技术提供了一种线性加速器系统和放射治疗装置，其中线性加速器系统包括：源(10)，其用于产生带电粒子的脉冲束流；线性加速器串(20)，其布置为将脉冲束流加速到预定的能量范围，以及预加速级(30)，其插置于源(10)和线性加速器串(20)之间，并且布置成将脉冲束流加速到适合于将束流插入到线性加速器串(20)中的能量并执行脉冲束流的聚束；平均电流检测器(40)，其布置为测量脉冲束流中的平均电流，所述平均电流检测器包括至少一个非截断传感器(41，42，43)，其位于线性加速器串(20)的输入侧，预加速级(30)的下游，所述传感器响应于由此通过的脉冲束流。
【技术实现步骤摘要】
线性加速器系统和放射治疗装置
本技术整体涉及一种线性加速器。线性加速器可以用于放射治疗、工业、科研或学术机构。
技术介绍
线性加速器用于放射治疗以将粒子，特别是电子或质子，加速到足够的能量，从而使得他们能够行进到组织深处，以照射并赋予肿瘤能量。在电子的情况下，他们可以可选地被引导至大原子数的目标材料上，以产生高能X射线，该X射线自身随后用于治疗深部的肿瘤。一般地，粒子产生于源(例如，用于质子的离子等离子体源或电子回旋共振离子源(ElectronCyclotronResonanceIonSource，ECRIS)，用于电子的电子枪)并且被射入线性加速器复合体，在该线性加速器复合体中，其通过高频射频(RF)场而被加速至所需的能量。一般地，加速在多级中进行。适合于放射治疗处理或其他用途的高能输出束流的产生特别地可以涉及多个加速器子单元，可以多达10-14个，每个包括成序列的单独的加速器腔，所述加速器腔连接至波导器，所述波导器布置为在驱动RF场中耦合。RF场一般地由速调器或磁控器产生。在线性加速器方案中，质子束流在质子源发射器组件中形成为脉冲，并且被引入预加速器级，一般地为射频四极场(RadiofrequencyQuadrupole，RFQ)，其将初始的漂移脉冲加速至5MeV。在该预加速期间，由于脉冲中的质子开始与加速的RF场相互作用，脉冲在750MHz获得聚束的结构。在RFQ的输出处，每个脉冲作为聚束的脉冲被注入第一线性加速器级的输入，以最终加速至医学上有用的治疗能量。在特别的实施例中，斩波元件布置用于在质子源发射器组件中产生束流脉冲。该斩波元件在预加速器级和线性加速器级在高达200Hz的重复频率中运行。在每个随后的线性加速器级，应用的RF场耦合至每个脉冲中的束流，并将其加速至更高的能量，同时保持脉冲的结构。从加速器复合体的开始到结束流，束流路径可以是很多米长，并且一般地在其长度上始终屏蔽。与物质(例如，加速器腔的壁或任意周围屏蔽或周围室的实际材料)相互作用的粒子束流被这个周围材料的原子结构减弱并产生第二粒子簇射。逃逸到屏蔽外部的该辐射的和本领域技术人员已知为到环境的瞬发辐射。瞬发辐射的量与束流能量和强度成比例。另外，在质子束流的情况下，质子束流自身与材料之间的核相互作用引起材料中的激发。激发是这样的过程：在辐射源的作用下，例如在质子束流的情况下，通过激发过程，材料自身变为放射性的。该激发的潜能可以会对在加速器中或在加速器周围工作的人员造成危险。另外，由激发产生的辐射对于机械和电子器件可以是有害的。特别地，线性加速器自身的电子和控制系统不应当暴露于过度辐射。一般地，产生辐射的设施必须符合当地的监管要求，特别是与辐射水平有关的要求。为了符合要求，必须对环境的过度辐射进行监测。但是，在产生过度辐射的情况下，辐射监测器一般具有长反应时间。关于暴露于辐射的规范要求根据管辖范围而变化，但是关于布置用于对质子束流进行加速并且位于屏蔽的混凝土贮仓的线性加速器一般的规范要求可以用于这样的情况：在束流工作期间，在贮仓的接近区域中由杂散辐射引起的有效剂量率被保持在0.5μSv/h以下，并且在贮仓的中心区域中被保持在3μSv/h以下。前者可以限定为对于法定的“非指定的”或“非监管的”区域可允许的剂量率，后者可以法定为对于“指定的”或“监管的”区域可允许的剂量率。在此环境下，可以执行一些形式的辐射监测，为了将获取的剂量率保持在阈值以下，或者在贮仓空间自身中进行监测，或者监测单独的工作人员，例如使用单独的剂量标记。指定的区域(例如“监管的区域”和“非监管的区域”)的法律限定可以在管辖区域之间改变，并且在一些管辖区域中可以根据病患是否允许进入该区域而变化。但是，放置于贮仓空间中的辐射监测监测器通常提供相对较慢的环境监测，其不适合于保护的目的。一般的测量率是每分钟一次测量，但是在此一分钟中，可以产生并加速束流成千上万次，并且在最坏的情况下，每个束流都可以产生危险水平的瞬发辐射。另外，它们测量空间中特定点的电离辐射，因此不提供机器周围辐射水平的详细地图。特别地，他们可能会错过瞬时辐射的热点。一般而言，辐射监测器仅可以检测远远超出非监管区域的限制的、严重违反辐射防护规定的情况。人员剂量标识一般具有这样的缺点：只有在剂量累计后，才能够对其进行访问和读取。它们非常适合在平均剂量率已经很好地绘制和理解的区域中监测人员，而不太适合保护可能导致不可预测的瞬时辐射产生的设备周围的人员。由上所述，本技术的问题是研发一种用于监测线性加速器系统中的辐射的测量，其至少部分地解决现有技术中的上述缺陷。
技术实现思路
因此，本技术提出了一种线性加速器系统，其包括：源，其布置为产生带电粒子的脉冲束流；线性加速器串，其布置为将脉冲束流加速到预定的能量范围，以及预加速级，其插置于源和线性加速器串之间，并且布置为将脉冲束流加速至适合于将束流插入到线性加速器的能量，并执行脉冲束流的聚束，其中，平均电流检测器布置为测量脉冲束流中的平均电流，所述平均电流检测器包括至少一个非截断(non-interceptive)传感器，其位于线性加速器串的输入侧，预加速级的下游，所述传感器响应于通过其的脉冲束流。本技术源于这样的观察:在加速器单元外部的可检测的辐射水平取决于束流电流。这些水平可以根据加速器而改变。通过将平均束流电流保持在预定值或预定值以下，加速器单元外部的辐射可以保持在可预测值以下。根据优选的实施例，线性加速器系统进一步包括互锁装置，其中平均电流检测器配置为：提供脉冲束流中的平均电流的测量值，将所述值与平均电流阈值进行比较，并且如果所述值超过平均电流阈值，则将互锁装置控制为关断脉冲束流。因此，该系统进一步包括互锁装置，其中，该互锁装置直接或间接地与平均电流检测器连接，并且在平均电流检测器确定超过平均电流阈值的脉冲束流中的平均电流的测量值时，互锁装置关断脉冲束流。在另外的实施例中，平均电流检测器布置为测量聚束的束流脉冲中的平均电流，所述平均电流检测器包括至少一个非截断的传感器，其位于线性加速器串的输入侧，预加速级的下游，所述传感器响应于穿过其的聚束的束流脉冲。因此，在另外的优选的实施例中，线性加速器系统还包括互锁装置，其中，平均电流检测器配置为提供聚束的束流脉冲中的平均电流的测量值，将所述值与平均电流阈值进行比较，如果所述值超过平均电流阈值，则将所述互锁装置控制为关断束流。以此方式，保证瞬时辐射水平绝不超过预定阈值。辐射水平的预定剂量阈值一般由法律法规限定，但是其也可以局部地限定为辐射保护专家认为适当的限定水平。束流的平均电流和束流产生的辐射水平之间的关系可以根据经验或实验确定，或者通过建模或仿真来确定，其可以考虑任何或所有的加速器材料和几何形状、各个加速器腔的具体尺寸和材料特性、以及包括屏蔽、壁和辅助系统的周围环境。仿真也可以考虑加速器室外的最大允许的剂量率。通过测量预加速器和线性加速器级之间的平均电流，并且将测量与阈值进行比较，并且如果平均电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种线性加速器系统，其包括：/n源(10)，其用于产生带电粒子的脉冲束流，/n线性加速器串(20)，其布置为将脉冲束流加速到预定的能量范围，以及/n预加速级(30)，其插置于源(10)和线性加速器串(20)之间，并且布置成将脉冲束流加速到适合于将束流插入到线性加速器串(20)中的能量并执行脉冲束流的聚束，/n其特征在于，平均电流检测器(40)布置为测量脉冲束流中的平均电流，所述平均电流检测器包括至少一个非截断传感器(41，42，43)，其位于线性加速器串(20)的输入侧，预加速级(30)的下游，所述传感器响应于由此通过的脉冲束流。/n
【技术特征摘要】
20180320 EP 18162858.71.一种线性加速器系统，其包括：
源(10)，其用于产生带电粒子的脉冲束流，
线性加速器串(20)，其布置为将脉冲束流加速到预定的能量范围，以及
预加速级(30)，其插置于源(10)和线性加速器串(20)之间，并且布置成将脉冲束流加速到适合于将束流插入到线性加速器串(20)中的能量并执行脉冲束流的聚束，
其特征在于，平均电流检测器(40)布置为测量脉冲束流中的平均电流，所述平均电流检测器包括至少一个非截断传感器(41，42，43)，其位于线性加速器串(20)的输入侧，预加速级(30)的下游，所述传感器响应于由此通过的脉冲束流。
2.根据权利要求1所述的线性加速器系统，其特征在于，还包括互锁装置(60)，其中所述互锁装置(60)与平均电流检测器(40)直接或间接连接，互锁装置(60)在平均电流检测器(40)确定脉冲束流中的平均电流的测量值超过平均电流阈值时将脉冲束流关断。
3.根据权利要求1所述的线性加速器系统，其特征在于，平均电流检测器(40)包括下文称为第二传感器的至少一个另外的传感器(42，43)，其沿着所述线性加速器串(20)而位于下文称为第一传感器的所述传感器(41)的下游，并且其中平均电流检测器(40)确定在第一传感器(41)处测量的平均电流与在第二传感器(42，43)处测量的平均电流之间的差值。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·瑟夫，M·卡尔达拉，R·莫瑟，H·保韦蒂奇，K·斯塔奇拉，M·琼塔，
申请(专利权)人：先进肿瘤治疗公开有限公司，
类型：新型
国别省市：英国;GB
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