本实用新型专利技术涉及一种多机头放射治疗装置，属于放射治疗技术领域，包括粒子源、分束元件、偏转元件和多个相互独立的机头，粒子源用于产生带电粒子束脉冲，带电粒子束脉冲经分束元件切分成多个传输方向不同的子脉冲，偏转元件对子脉冲的传输方向进行再一次偏转，偏转后的子脉冲通过传输束线注入机头，多个机头所处位置及朝向不同，从不同的方向对肿瘤进行照射，本实用新型专利技术可以在极短的时间内完成对肿瘤靶区同时进行多个射束一次性的照射，缩短了整个放疗时间，同时不需要旋转机头就可以对靶区进行适形，节约时间及成本，结构新颖。结构新颖。结构新颖。
【技术实现步骤摘要】
一种多机头放射治疗装置
[0001]本技术属于放射治疗
，具体地说涉及一种多机头放射治疗装置。
技术介绍
[0002]放射治疗装置是肿瘤放疗仪中重要的组成部分，其核心功能是将产生满足时间和空间分布的放射线精准投送到患者肿瘤部位，并控制对患者正常组织的损伤。现有的放射治疗装置中，对肿瘤的放射治疗一般采用旋转式单机头、多方位、多次照射的方式。旋转式单机头放疗要多方位照射，需要将机头沿着患者肿瘤进行旋转，对肿瘤的每个面进行适形且均匀剂量放疗。因此，旋转式单机头存在如下缺点：1、对肿瘤的每个面进行放疗，都需要再次旋转机头，从上一个放疗面切换到下一个放疗面，每一次位置的切换，需要先调节适形器，对肿瘤的当前放疗面进行适形才能放疗，增加放疗时间。2、由于肿瘤在人体位置深度的不同，每切换一次位置都需要调节一次电子束能量，促使肿瘤每个面上所放疗的剂量相同，操作繁琐。3、单机头每次位置切换需要较长的时间，且对肿瘤放疗的总剂量不易控制。综上缺点，单机头放疗方式不能达到更好的放疗效果。
技术实现思路
[0003]针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种多机头放射治疗装置，根据患者肿瘤的位置及形状，调节多个机头对肿瘤每个放疗面同时进行照射和适形，缩短了整个放疗时间。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]一种多机头放射治疗装置，包括：
[0006]多个相互独立的机头，且多个机头所处位置及朝向不同，用于从不同的方向对肿瘤进行放射治疗；
[0007]粒子源，用于产生带电粒子束脉冲；
[0008]分束元件，将带电粒子束脉冲切分成多个传输方向不同的子脉冲；
[0009]和偏转元件，对子脉冲的传输方向进行偏转，偏转后的子脉冲通过传输束线注入机头。
[0010]进一步，多个机头以带电粒子束脉冲的束线中心为对称轴，从不同方向射束对肿瘤进行放射治疗。
[0011]优选的，所述机头至少设有2个。
[0012]进一步，所述子脉冲的数量与机头数量相同。
[0013]进一步，对分束元件施加脉冲电压，依据子脉冲时间长度确定脉冲电压平顶宽度，依据子脉冲的数量确定脉冲电压的脉冲数量，将带电粒子束脉冲分束成偏转方向不同的子脉冲。
[0014]进一步，所述子脉冲的数量与脉冲电压的脉冲数量相等。
[0015]优选的，所述子脉冲的长度相等。
[0016]优选的，所述子脉冲的长度不等。
[0017]进一步，所述脉冲电压由交变脉冲电源产生。
[0018]进一步，所述分束元件为踢束器，所述踢束器包括2块相对设置的极板，2块极板分别为第一极板和第二极板，所述第一极板和第二极板之间存在静电场以形成踢束力改变子脉冲的方向。
[0019]进一步，当多个机头从不同方向相互正交射束时，子脉冲的数量为踢束器数量的2倍。
[0020]进一步，所述极板分别位于子脉冲的传输方向上，且相对设置的2块极板形成踢束器，即位于同一踢束器内的2块极板均位于子脉冲的传输方向上。
[0021]进一步，当多个机头非正交射束时，子脉冲的数量与踢束器的数量相等。
[0022]进一步，所述踢束器的其中1块极板位于子脉冲的传输方向上，踢束器的另1块极板与位于子脉冲传输方向上的极板相对设置。
[0023]进一步，施加在子脉冲传输方向上极板的脉冲电压极性与带电粒子束电荷极性相反。
[0024]进一步，设定带电粒子束脉冲的时间总长度为t0，切分成为n个子脉冲的时间长度分别为t1、t2、t3、t4......tn，则t1+t2+t3+t4+......+tn＝t0，脉冲电压的脉冲数量为n个，且n个脉冲电压的平顶宽度分别为t1、t2、t3、t4......tn，将n个脉冲电压按时序分别施加至位于子脉冲传输方向上的极板。
[0025]进一步，所述踢束器对子脉冲的偏转角度为
ɑ
，则其中，q1为带电粒子束脉冲中带电粒子的电荷量，Vm为第一极板和第二极板之间的电压，W为带电粒子的动能，d为第一极板和第二极板的间距，L1为第一极板和第二极板的有效长度。
[0026]进一步，所述分束元件为冲击磁铁，且子脉冲的数量与冲击磁铁的数量相等。
[0027]进一步，所述冲击磁铁位于带电粒子束脉冲的传输路径上。
[0028]进一步，设定带电粒子束脉冲的时间总长度为t0，切分成为n个子脉冲的时间长度分别为t1、t2、t3、t4......tn，则t1+t2+t3+t4+......+tn＝t0，脉冲电压的脉冲数量为n个，且n个脉冲电压的平顶宽度分别为t1、t2、t3、t4......tn，将n个脉冲电压按时序分别施加至冲击磁铁。
[0029]进一步，所述冲击磁铁对子脉冲的偏转角度为θ，则其中，B1为冲击磁铁的磁场强度，L2为传输路径长度，Bρ为带电粒子的磁刚度。
[0030]进一步，所述偏转元件与子脉冲对应设置，即偏转元件的数量与子脉冲的数量相同。
[0031]进一步，所述偏转元件为偏转二极磁铁，其包括对齐且间隔设置的第一线圈和第二线圈，且第一线圈和第二线圈之间连接有分隔板，所述子脉冲穿过第一线圈和第二线圈。
[0032]进一步，所述偏转元件对子脉冲的偏转角度与偏转作用力成正比，设定偏转作用力为F，则F＝q2(v
×
B2)，其中，q2为子脉冲中带电粒子的电荷量，v为子脉冲的传输速度，B2为偏转元件的磁感应强度。
[0033]通常情况下，分束元件对子脉冲的偏转角度为一个很小的角度，而偏转元件的磁
感应强度较大，甚至可以做到1T量级，促使偏转元件对子脉冲的偏转角度为一个较大的角度。因此，将分束元件与偏转元件结合，对子脉冲的传输方向进行两次偏转，增大多个机头之间的容纳空间，提高实用性。
[0034]进一步，所述带电粒子束为电子、质子或重离子，经偏转元件偏转后的子脉冲经过横向约束器和偏转器偏转，向各个机头传输并用于电子、质子、重离子或X射线常规放射治疗或FLASH闪光放射治疗。
[0035]进一步，所述机头处设有均整器，对子脉冲进行准直均整。
[0036]进一步，所述子脉冲轰击辐射转换靶产生X射线，X射线经均整器传输至机头。
[0037]本技术的有益效果是：
[0038]1、根据患者肿瘤的位置及形状，调节多个机头的相应子脉冲剂量及射野，可以在极短的时间内对肿瘤靶区进行多个射束一次性照射，缩短了整个放疗时间。
[0039]2、采用分束元件结合交变脉冲电源，将带电粒子束脉冲切分为多个子脉冲并改变传输方向，切分时间短至几十微秒甚至更短，保证每个机头上的带电粒子束能量是相同的，再经过各自的均整器准直均整后，将带电粒子束或X射线适形放疗到肿瘤的靶区，不需要旋转机头，就可以对肿瘤靶区进行一次性的适形。
[0040]3、多个机头以带电粒子束脉冲的束线中心为对称轴，从不同角度方向相互正交非正交射束，对肿瘤进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多机头放射治疗装置，其特征在于，包括；多个相互独立的机头，且多个机头所处位置及朝向不同，用于从不同的方向对肿瘤进行放射治疗；粒子源，用于产生带电粒子束脉冲；分束元件，将带电粒子束脉冲切分成多个传输方向不同的子脉冲；和偏转元件，对子脉冲的传输方向进行偏转，偏转后的子脉冲通过传输束线注入机头。2.根据权利要求1所述的一种多机头放射治疗装置，其特征在于，多个机头以带电粒子束脉冲的束线中心为对称轴，从不同方向射束对肿瘤进行放射治疗。3.根据权利要求1所述的一种多机头放射治疗装置，其特征在于，所述子脉冲的数量与机头数量相同。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种多机头放射治疗装置，其特征在于，所述带电粒子束为电子、质子或重离子，经偏转元件偏转后的子脉冲经过横向约束器和偏转器偏转，向各个机头传输并用于电子、质子、重离子或X射线放射治疗。5.根据权利要求4所述的一种多机头放射治疗装置，其特征在于，所述偏转元件与子脉冲对应设置，且偏转元件对子脉冲的偏转角度与偏转作用力成正比。6.根据权利要求5所述的一种多机头放射治疗装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，王建新，肖德鑫，李鹏，周奎，周征，沈旭明，单李军，徐勇，和天慧，杨兴繁，王远，黎明，王伟俊，羊奕伟，张成鑫，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：新型
国别省市：
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