辐射阳极靶标系统和方法技术方案

所提出的系统和方法便于辐射的高效和有效的生成和输送。辐射生成系统可以包括：粒子束枪、高能耗散阳极靶标(HEDAT)和液体阳极控制组件。在一些实施例中，粒子束枪生成电子束。HEDAT包括固体阳极部分(HEDAT

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射阳极靶标系统和方法


[0001]本专利技术涉及辐射束生成和控制领域。在一个实施例中，系统和方法便于辐射治疗的快速和有效应用。

技术介绍

[0002]辐射束可以用于很多不同的应用中，并且准确地应用适当数量的辐射可能非常重要。辐射束治疗通常包括将辐射束引导在组织区域处。可以有各种不同类型的辐射束(例如，光子、电离粒子等)。辐射束通常用于通过杀死靶标组织细胞或降低其细胞分裂能力，来停止其生长或扩散。虽然通常认为辐射治疗是有益的，但可能会有很多潜在的副作用。副作用可能包括意外损害健康组织细胞的DNA。辐射治疗的有效性主要是根据在避免对健康细胞的影响的同时应用到癌细胞的电离辐射的剂量或数量。
[0003]应用到组织的辐射数量通常是根据剂量率和靶标组织暴露于辐射的时间。在一些实现中，剂量率对应于用于生成辐射的带电粒子的“电流”。带电粒子(例如，质子、电子等)可以被引导在组织处，或者可以被引导在产生另一基础或基本粒子(例如，光子、中子等)的中间靶标处，该另一基础或基本粒子被引导在组织处。基本粒子可以具有辐射特性(例如，X射线波长、电离能力等)。较高的剂量率通常实现较短的暴露时间，并且可以带来很多好处，包括减少无关事件影响治疗的机会、提高生产率、以及对患者的更大便利。一些常规方法已经尝试通过更高的MeV值来增加剂量率。然而，对于常规的阳极方法，开发与更高的MeV值兼容的系统和方法可能是困难的且成问题的。例如，使用更高的MeV值可能产生过量的中子，这导致与用于抵消过量中子的影响的措施(例如，增加屏蔽等)相关联的成本增加。<br/>[0004]一个相当大的常规障碍是保持性能(例如，辐射输出水平、组件结构完整性等)，同时避免有问题的状况(例如，过热、环境影响等)。(例如，用于入射电子束减速，用于产生轫致辐射等的)传统固体阳极靶标的热负荷能力通常在高能密度(例如，进入靶标的功率)处不提供足够的散热，并且靶标开始熔化并且失去性能特性。对固体阳极靶标(例如，旋转的固体阳极靶标等)的常规改进通常难以用作输运靶标，并且通常不能在散热方面提供很多改进。使用自由流动的液体阳极喷射流的传统方法可能导致减少和不一致的辐射生成。

技术实现思路

[0005]所提出的系统和方法便于辐射的高效和有效的生成和输送。在一些实施例中，一种辐射生成系统包括：粒子束枪、高能耗散阳极靶标(HEDAT)和液体阳极控制组件。辐射系统可以是治疗辐射系统。在一个示例性实施例中，粒子束枪生成电子束。HEDAT包括固体阳极部分(HEDAT-SAP)和液体阳极部分(HEDAT-LAP)，HEDAT-SAP和HEDAT-LAP被配置为接收电子束，从电子束吸收能量，生成辐射束，并且耗散热。辐射束可以包括光子，光子可以具有辐射特性(例如，X射线波长、电离能力等)。液体阳极控制组件被配置为控制液体阳极到HEDAT的流动。
[0006]HEDAT-SAP和HEDAT-LAP在辐射生成和控制中协同操作。HEDAT-SAP和HEDAT-LAP的
配置可以基于相应HEDAT-SAP和HEDAT-LAP特性对辐射生成和散热的贡献来选择。所接收的电子束可以具有等于或大于1MeV的能量特性。HEDAT包括约束液体阳极通过HEDAT的流动的固体表面。约束液体阳极通过HEDAT的流动的表面还可以是固体阳极靶标的表面。液体阳极控制组件可以控制液体阳极的压力和温度。液体阳极可以吸收来自液体阳极内的电子束碰撞的热、以及经由传导来自固体能量阳极的热。在一些实施例中，HEDAT可以包括形成通道的壁的表面，该通道被配置为约束液体阳极的流动。HEDAT-SAP可以由具有以下特性中的至少一种特性的材料制成：低密度、低原子序数、高热容、高热导率、高熔点、在高温度处的高屈服强度、高电导率、抗辐射、耐HEDAT-LAP腐蚀特性等。HEDAT-SAP和HEDAT-LAP协同操作，以增强HEDAT的能量兼容性特性。液体阳极可以包括具有以下特性中的至少一种特性的材料：高热容、低熔点、高热导率、高沸点、高密度、高原子序数、低粘度、无腐蚀性等。
[0007]在一些实施例中，一种辐射方法包括：在高能耗散阳极靶标(HEDAT)处接收电子束；在HEDAT的固体阳极部分(HEDAT-SAP)和液体阳极部分(HEDAT-LAP)中生成辐射；耗散热；以及控制液体阳极材料到HEDAT-LAP和从HEDAT-LAP的流动。辐射生成可以包括吸收由于HEDAT-SAP和HEDAT-LAP中的电子束碰撞而产生的能量。耗散由于固体阳极靶标和液体阳极靶标中的能量吸收而产生的热。在一个实施例中，HEDAT-LAP耗散通过HEDAT-LAP内的粒子碰撞而在内部生成的热，并且还耗散由于从HEDAT-SAP的传导传递而产生的热。耗散热包括使冷的液体阳极材料流入HEDAT中，并且使暖的液体阳极材料流出HEDAT(例如，离开HEDAT的液体阳极比进入HEDAT的液体阳极更暖)。辐射方法还可以包括将所得到的所生成的辐射束转送给处理靶标。
[0008]在一些实施例中，一种辐射治疗系统包括：束生成系统，其根据指定的处理计划生成并且传输辐射束；以及控制组件，其接收关于与辐射束相关联的辐射输送的信息，并且引导指定的处理计划的执行。辐射束可以包括具有辐射特性的基本粒子。在一些实施例中，束生成系统包括：粒子束枪、高能耗散阳极靶标(HEDAT)和液体阳极控制组件。束生成系统可以包括线性加速器、和在朝向并且进入靶标的方向上引导基本粒子束的组件。靶标可以安装在固定的、旋转的或可移动的台架上或作为台架的部分，使得靶标可以相对于支撑患者的支撑设备移动。
附图说明
[0009]附图和描述一起被并入本说明书中并且形成本说明书的部分。它们图示了示例性实施例，并且解释了本公开的示例性原理。它们并不旨在将本专利技术限制于本文中图示的特定实施例。除非另有明确说明，否则附图不是按比例的。
[0010]图1是根据一个实施例的示例性辐射系统的框图。
[0011]图2是根据一个实施例的示例性HEDAT的框图。
[0012]图3是根据一个实施例的示例性HEDAT和系统组件的框图。
[0013]图4是根据一个实施例的示例性HEDAT和常规固体阳极靶标中的辐射发射碰撞的框图比较。
[0014]图5是根据一个实施例的示例性热传递的框图。
[0015]图6是根据一个实施例的不同示例性HEDAT-LAP流动系统的框图。
[0016]图7是根据一个实施例的液体阳极元件的表。
[0017]图8是根据一个实施例的示例性HEDAT的框图。
[0018]图9是根据一个实施例的HEDAT的示例性不同侧视图的框图。
[0019]图10是根据一个实施例的另一示例性HEDAT-LAP配置的框图。
[0020]图11是根据一个实施例的具有辅助组件的示例性HEDAT的框图。
[0021]图12是根据一个实施例的示例性粒子束生成方法的框图。
具体实施方式
[0022]现在将详细参考附图中图示的示例性实施例。尽管将结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种治疗辐射生成系统，包括：粒子束枪，其生成电子束；高能耗散阳极靶标(HEDAT)，其中所述HEDAT包括固体阳极部分(HEDAT-SAP)和液体阳极部分(HEDAT-LAP)，所述固体阳极部分和所述液体阳极部分被配置为接收所述电子束，从所述电子束吸收能量，生成辐射束，并且耗散热，以及液体阳极控制组件，被配置为控制液体阳极到所述HEDAT的流动。2.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述辐射束包括X射线。3.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述HEDAT-SAP和所述HEDAT-LAP的配置是基于所述HEDAT-SAP和所述HEDAT-LAP特性对辐射生成的相应贡献来选择的。4.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述HEDAT-SAP和所述HEDAT-LAP在辐射束生成中协同操作。5.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中接收的所述电子束具有等于或大于1MeV的能量特性。6.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中约束所述液体阳极通过所述HEDAT的所述流动的表面还是所述固体阳极靶标的表面。7.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述液体阳极控制组件控制液体阳极流的压力和温度。8.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述液体阳极吸收来自所述液体阳极内的电子束碰撞的热、以及经由传导来自所述固体能量阳极的热。9.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述HEDAT包括形成通道的壁的表面，所述通道被配置为约束液体阳极的流动。10.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述HEDAT-SAP包括具有以下特性中的至少一种特性的材料：低密度、低原子序数、高热容、高热导率、高熔点、高温度处的高屈服强度、高电导率、辐射硬度和耐所述HEDAT-LAP腐蚀特性。11.根据权利要求1所述的治疗辐射生成系统，其中所述液体阳极包括具有以下特性中的至少一种特性的材料：高热容、低熔点、高热导率、高沸点、高密度、高原子序数、低粘度和无腐蚀性。12.一种辐射方法，包括：在高能耗散阳极靶标(HEDAT)处接收电子束...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统公司，
类型：发明
国别省市：