大能散电子束流聚焦扫描方法、系统以及放疗设备技术方案

本公开涉及大能散电子束流聚焦扫描方法、系统以及放疗设备，该方法包括：利用低能过滤模块过滤掉不同发次的大能散电子束流中的低能电子，得到大能散高能电子束流；通过控制发散二极铁与聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度，使发散二极铁将大能散高能电子束流偏转至不同位置射入聚焦二极铁，并使聚焦二极铁将射入的大能散高能电子束流偏转至不同角度射入目标对象并聚焦到目标靶区。根据本公开实施例，能够利用二极铁对大能散高能电子束流的色散和偏转，将大能散高能电子束流大角度地聚焦于目标靶区内，尤其是在深层的目标靶区并形成剂量峰值，从而降低对目标对象内其他正常组织的照射剂量，且对电子束流的能散容忍度较高。度较高。度较高。

【技术实现步骤摘要】
大能散电子束流聚焦扫描方法、系统以及放疗设备
[0001]本公开要求在2022年11月21日提交中国专利局、申请号为202211461413.0、申请名称为“电子束流聚焦系统以及放疗设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本公开中。


[0002]本公开涉及电子束流处理领域，尤其涉及一种大能散电子束流聚焦扫描方法、系统以及放疗设备。

技术介绍

[0003]放射治疗是指利用高能量电离辐射来破坏癌细胞的生化结构，以达到抑制肿瘤生长的目的。目前，放疗主要采用射线有电子，光子，质子等。传统的电子放疗技术主要采用6MeV至20MeV能量范围的低能电子束流，因其较浅的穿透深度和较差的横向半影品质，只适用于治疗浅层(人体5cm以内)如皮肤、四肢等部位的肿瘤组织，无法用于人体深层肿瘤放疗应用。
[0004]近年来，随着激光等离子体加速技术的发展，使得利用高能电子束流(如能量高于50MeV的电子束流)对人体深层肿瘤进行放疗成为可能。但是，激光等离子体加速器产生的高能电子束流的能散较大，径直射入人体时会在人体入口和出口形成较高的剂量沉积，难以在人体深层的病灶区域形成剂量峰值，会降低了电子放疗效果。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开提出了一种大能散电子束流聚焦扫描方法、系统以及放疗设备，有利于降低高能的大能散电子束流在人体入口和出口形成的剂量沉积，使高能的大能散电子束流在人体深层的病灶区域形成剂量峰值，从而提高电子放疗效果。
[0006]根据本公开实施例的第一方面，提供了一种大能散电子束流聚焦扫描方法，包括：针对待聚焦的不同发次的大能散电子束流，利用低能过滤模块过滤掉所述不同发次的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流并射入聚焦模块，所述聚焦模块中包括发散二极铁与聚焦二极铁；通过控制所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度，使所述发散二极铁将所述不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁，并使所述聚焦二极铁将射入的不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述发散二极铁还用于将所述大能散高能电子束流中具有不同能量的电子偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁；所述聚焦二极铁还用于将射入的不同位置的电子偏转至不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述低能过滤模块包括偏转二极铁以及低能阻隔板，所述利用低能过滤模块过滤掉所述不同发次的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流，包括：利用所述低能过滤模块中的偏转二极铁对不同发次的大
能散电子束流中的各个电子进行偏转，得到偏转后的大能散电子束流，其中，所述偏转后的大能散电子束流中不同能量的电子具有不同的偏转半径；利用所述低能阻隔板过滤掉所述偏转后的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述低能过滤模块中还包括准直二极铁，所述准直二极铁与所述偏转二极铁的磁感应强度相同且方向相反；所述方法还包括：利用所述准直二极铁将所述不同发次的大能散高能电子束流调回准直，得到准直后的不同发次的大能散高能电子束流；其中，所述使所述发散二极铁将所述不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁，包括：使所述发散二极铁将准直后的不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述控制所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度，包括：针对待聚焦的不同发次的大能散电子束流，根据所述目标靶区对应的聚焦深度，确定在不同发次的大能散电子束流下所述发散二极铁与所述聚焦二极铁各自应具有的磁感应强度；根据在不同发次的大能散电子束流下所述发散二极铁与所述聚焦二极铁各自应具有的磁感应强度，控制流经所述发散二极铁与所述聚焦二极铁的电流大小与电流方向，以使所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述低能过滤模块与所述聚焦模块设置于所述大能散高能电子束流的束流传输管道外，其中，所述聚焦模块中的发散二极铁与聚焦二极铁可绕所述束流传输管道的轴线旋转，以使不同发次的大能散高能电子束流从不同平面的不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述大能散电子束流包括激光等离子体加速器产生的大能散电子束流。
[0013]根据本公开实施例的第二方面，提供了一种大能散电子束流聚焦扫描系统，包括：低能过滤模块，用于针对待聚焦的不同发次的大能散电子束流，过滤掉所述不同发次的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流；聚焦模块，包括发散二极铁与聚焦二极铁，所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度；所述发散二极铁用于将不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁；所述聚焦二极铁用于将射入的不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述发散二极铁还用于将不同发次的大能散电子束流中具有不同能量的电子偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁；所述聚焦二极铁还用于将射入的不同位置的电子偏转至不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述低能过滤模块包括：偏转二极铁以及低能阻隔板；所述低能过滤模块中的偏转二极铁用于对不同发次的大能散电子束流中的各个电子进行偏转，得到偏转后的大能散电子束流，所述偏转后的大能散电子束流中不同能量的电子具有不同的偏转半径；所述低能阻隔板用于过滤掉所述偏转后的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述低能过滤模块中还包括准直二极铁，所述准直二极铁与所述偏转二极铁的磁感应强度相同且方向相反；所述准直二极铁用于将所述不同发
次的大能散高能电子束流调回准直，得到准直后的不同发次的大能散高能电子束流；其中，所述聚焦模块中的发散二极铁还用于将准直后的不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述系统还包括控制模块，所述控制模块电连接所述聚焦模块中的发散二极铁与聚焦二极铁，所述控制模块用于控制所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度；其中，所述控制所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度，包括：针对待聚焦的不同发次的大能散电子束流，根据所述目标靶区对应的聚焦深度，确定在不同发次的大能散电子束流下所述发散二极铁与所述聚焦二极铁各自应具有的磁感应强度；根据在不同发次的大能散电子束流下所述发散二极铁与所述聚焦二极铁各自应具有的磁感应强度，控制流经所述发散二极铁与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大能散电子束流聚焦扫描方法，其特征在于，包括：针对待聚焦的不同发次的大能散电子束流，利用低能过滤模块过滤掉所述不同发次的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流并射入聚焦模块，所述聚焦模块中包括发散二极铁与聚焦二极铁；通过控制所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度，使所述发散二极铁将所述不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁，并使所述聚焦二极铁将射入的不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发散二极铁还用于将所述大能散高能电子束流中具有不同能量的电子偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁；所述聚焦二极铁还用于将射入的不同位置的电子偏转至不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低能过滤模块包括偏转二极铁以及低能阻隔板，所述利用低能过滤模块过滤掉所述不同发次的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流，包括：利用所述低能过滤模块中的偏转二极铁对不同发次的大能散电子束流中的各个电子进行偏转，得到偏转后的大能散电子束流，其中，所述偏转后的大能散电子束流中不同能量的电子具有不同的偏转半径；利用所述低能阻隔板过滤掉所述偏转后的大能散电子束流中的低能电子，得到不同发次的大能散高能电子束流。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述低能过滤模块中还包括准直二极铁，所述准直二极铁与所述偏转二极铁的磁感应强度相同且方向相反；所述方法还包括：利用所述准直二极铁将所述不同发次的大能散高能电子束流调回准直，得到准直后的不同发次的大能散高能电子束流；其中，所述使所述发散二极铁将所述不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁，包括：使所述发散二极铁将准直后的不同发次的大能散高能电子束流偏转至不同位置射入所述聚焦二极铁。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度，包括：针对待聚焦的不同发次的大能散电子束流，根据所述目标靶区对应的聚焦深度，确定在不同发次的大能散电子束流下所述发散二极铁与所述聚焦二极铁各自应具有的磁感应强度；根据在不同发次的大能散电子束流下所述发散二极铁与所述聚焦二极铁各自应具有的磁感应强度，控制流经所述发散二极铁与所述聚焦二极铁的电流大小与电流方向，以使所述发散二极铁与所述聚焦二极铁产生变化的且方向相反的磁感应强度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低能过滤模块与所述聚焦模块设置于所述大能散高能电子束流的束流传输管道外，其中，所述聚焦模块中的发散二极铁与聚焦二极铁可绕所述束流传输管道的轴线旋转，以使不同发次的大能散高能电子束流从不同平
面的不同角度射入目标对象并聚焦到目标对象内的目标靶区。7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述大能散电子束流包括激光等离子体加速器产生的大能散电子束流。8.一种大能散电子束流聚焦扫描系统，其特征在于，包括：低能过滤模块，用于针对待聚焦的不同发次的大能散电子束流，过滤掉所述不同发次的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁巍，万阳，华剑飞，周兵，郭致远，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：