【技术实现步骤摘要】
基于直线加速器的超高剂量率质子治疗装置及扫描方法
[0001]本专利技术属于粒子放射治疗
，具体涉及一种超高剂量率质子治疗装置及扫描方法。
技术介绍
[0002]闪疗(FLASH)，即超高剂量率(即平均剂量率不低于300Gy/s)的质子治疗技术，是当前放射治疗领域最为前沿的技术，在不降低照射剂量对靶标治疗效果的前提下，可以极大降低照射剂量对正常组织的伤害。质子治疗在众多放射治疗手段中具有治疗效果显著和应用范围广特征，是欧美日和我国正在大范围推广的治疗技术，近年来质子闪疗技术展现出十分诱人的前景，因而其研发也在积极推进当中。当前质子治疗技术主要基于回旋加速器和同步加速器，存在质子能量切换慢、或者脉冲剂量率低等特征，完成照射疗程的治疗时间远远不能满足理想闪疗的技术要求。
[0003]因此，目前急需一种超高剂量率质子治疗(闪疗)的装置设计，以满足理想闪疗(FLASH)的技术要求，实现不低于300Gy/s平均剂量率，照射时间不超过100毫秒，将整个疗程流程原来的几十次压缩为单次治疗，单次100ms内的治疗剂量达到30G...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于直线加速器的超高剂量率质子治疗装置，其特征在于，包括依次相连的：一质子直线加速器，其提供在70MeV至235MeV的能量区间中的多个能量点之间可切换的脉冲质子束流，且其重复频率至少为1千赫兹，束流照射时间至少为10微秒，其出口的平均流强至少为30微安；一超快质子束团分配系统，包括：2套功率源系统，其设置为提供脉冲微波功率；与2套功率源系统连接的射频结构系统，其包括依次连接的波导结构和射频偏转结构；射频偏转结构具备两个独立且彼此正交的极化方向，设置为通过2套功率源系统的脉冲微波功率生成两个独立且正交的微波电磁场，并通过微波电磁场对质子束流提供两个独立且正交的横向偏转力，使得质子束流在横向偏转力的作用下偏转；和分别与2套功率源系统连接的2套低电平系统，设置为独立控制其对应的功率源系统的脉冲微波功率的功率水平；其中，所述超快质子束团分配系统的低电平系统通过改变脉冲微波功率的功率水平来使得质子束流以不同的束流分配角度发射；所述束流分配角度为一个立体角，由俯仰角和方位角合成；一全能量静态超导治疗支架，其基于多组超导线圈单元，每一组超导线圈单元分别对应于其中一个方位角的多个束流分配角度以及待扫描对象的其中一个治疗视野；以及至少一个超快质子束团扫描系统，其结构与所述超快质子束团分配系统的结构相同；所述超快质子束团扫描系统设置于各组超导线圈单元的下游，其低电平系统通过改变脉冲微波功率的功率水平来对待扫描物体进行扫描，使得不同的质子束流随时间均匀有序地发射至待扫描物体的不同横向位置。2.根据权利要求1所述的基于直线加速器的超高剂量率质子治疗装置，其特征在于，所述超快质子束团分配系统设置为使得不同能量点的质子束流以相同的方位角和不同的俯仰角的束流分配角度发射至所述全能量静态超导治疗支架，且质子束流以不同的方位角的束流分配角度发射至所述全能量静态超导治疗支架。3.根据权利要求2所述的基于直线加速器的超高剂量率质子治疗装置，其特征在于，所述超快质子束团分配系统的束流分配角度切换频率至少为1千赫兹，所对应的束流分配角度的维持时间至少为10微秒。4.根据权利要求2所述的基于直线加速器的超高剂量率质子治疗装置，其特征在于，每一组超导线圈单元设置为接收以相同的方位角和不同的俯仰角的束流分配角度发射至所述全能量静态超导治疗支架的多种不同能量点的质子束流，以多种束流轨道偏转引导所述质子束流，以使质子束流在该超导线圈单元的出口处汇聚在同一处束流轨道上；每组超导线圈单元的束流轨道的数量与能量点的数量相同。5.根据权利要求3所述的基于直线加速器的超高剂量率质子治疗装置，其特征在于，所述超快质子束团扫描系统的数量等于全能量静态超导治疗支架的超导线圈单元的数量且固定地设...
【专利技术属性】
技术研发人员：方文程，赵振堂，黄晓霞，谭建豪，肖诚成，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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