[实用新型]医用电子直线加速器辐射头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种辐射头，尤其涉及一种医用电子直线加速器辐射头。

背景技术

医用电子直线加速器的辐射头位于加速管的后方/下方，它提供满足一定均匀性和对称性要求的辐射束流，并将辐射束流限制在一定的区域内，得到临床需要的不同尺寸的辐射野。典型的辐射头由初级准直器、束流均整过滤组件、电离室、辐射野光学模拟系统（模拟灯和反射镜）、一对上准直器，一对下准直器和多叶光栅系统。

电离室安装在束流均整过滤器的下方。它是一种探测电离辐射的气体探测器，由收集极、高压极、接地极组成，以气体作为电离介质。当X射线或者电子线照射电离室时，先与电离室壁作用，通过光电吸收、康普顿散射和电子对生成作用损失能量，产生次级电子，次级电子进入电离室空气空腔，使电离室内空气电离，并在电场作用下形成电离电流，然后通过收集极输出到测量控制单元，以检测辐射的强度、平坦度和对称性。由于X射线的穿透能力强，可选择比较厚的材料做基板材料，例如云母片或陶瓷片，在云母或陶瓷片上镀导电层作为各个电极。由于云母片和陶瓷片是硬质材料，故可将作为电离介质的气体密封在基板内，以消除环境温度和气压对电离电流的影响。而电子射线穿透能力弱，只能选择薄的基板材料，例如塑料薄膜，通常厚度小于50微米。由于塑料薄膜柔软，若将气体密封在基板之间，那么基板之间的距离，即极间距，会随温度和气压的变化而变化，导致电离电流的输出信号不稳定，所以用塑料薄膜做基板的电离室通常采用开放式结构，同时需要实时监测电离室使用环境的气压和温度，对输出信号进行相应的校正。虽然用作基板的薄膜采用耐辐射能力较强的塑料膜，但是与云母和陶瓷相比，使用寿命仍然短很多。另外，由于电离室下方的一对准直器距离电离室很近，当射线穿过电离室、照射在准直器时，会产生背散射的二次电子。如果使用云母或者陶瓷电离室，背散射的二次电子会被云母片和陶瓷板阻挡，不会进入电离室内部；如果使用塑料薄膜电离室，背散射二次电子会进入电离室空气空腔，产生信号，这部分信号会对电离室的输出信号产生较大的错误的影响，并随着上准直器和下准直器的位置和开合大小变化而变化，使得剂量监测系统无法正常工作，甚至导致病人接受到与预期不同的剂量。由于上准直器和下准直器的位置和开合大小变化组合情况非常繁多，对电离室的影响也就非常复杂，难以通过校正因子准确校正。此外，引起空气电离的主要是次级电子。如果使用的是云母或者陶瓷电离室，电离室壁，即云母片和陶瓷片，厚度和密度较大，可以与X射线作用，产生足够的二次电子，以进一步电离空气、产生信号。如果使用塑料薄膜电离室，由于塑料密度低，而薄膜的厚度通常在50微米以内，无法在X射线作用下产生足够的二次电子以电离空气，在非高剂量率模式，即束流均整过滤器正常工作不被移走的情况下，X射线先照射束流均整过滤器，产生的二次电子会进入紧挨着均整器下方的电离室并产生信号，而在高剂量率X射线模式下，束流均整过滤器从辐射路径上移走，没有足够的二次电子进入电离室空气空腔，电离室以及剂量监测系统将无法工作。

模拟灯反射镜组件位于电离室的下方，它的作用是利用普通光模拟辐射源通过准直器和多叶光栅形成的辐射野。在机器使用前，需要将可见光模拟的光野与射野校准一致。反射镜有两种选择：1.可采用玻璃上镀膜的方法制作，对穿透能力强的X射线的影响很小；2.对于穿透能力弱的电子射线，则只能选择薄的材料，例如在耐辐射能力强的塑料薄膜上镀铝膜作反射镜。塑料反射镜与玻璃反射镜相比，在辐照下使用寿命短，容易变形，且容易被损坏。

众所周知，在只具有光子线的加速器系统里，通常使用陶瓷或云母做基板的密闭式电离室，其使用寿命可达10年以上，并且输出的信号稳定，无需因温度或气压变化而进行校正。同样，在只具有光子线的加速器系统里，通常使用玻璃做反射镜，它的使用寿命也可达10年以上。在此系统里，电离室和反射镜都是非移动部件。

在同时具有光子线和电子线的医用电子直线加速器里，现有的几种方案，都是将电离室和反射镜分别作为独立的个体设计和安装使用的。