[发明专利]具备可伸缩治疗头的直线加速器、放疗设备及其工作方法

说明书

本发明公开一种具备可伸缩治疗头的直线加速器、放疗设备及其工作方法，直线加速器包括：固定机架、设置于固定机架上的旋转机架以及设置于旋转机架上的治疗头，治疗头包括：治疗头支架、加速管、准直组件和伸缩驱动装置；加速管设置于治疗头支架上，加速管用于将电子加速到MeV级能量；准直组件设置于加速管的出射口处，加速管的出射口与准直组件的入射口通过伸缩管连接，伸缩管内具有用于电子通过的封闭腔体，准直组件用于将加速管的出射电子准直后，照射到指定位置；伸缩驱动装置用于驱动伸缩管伸缩。本发明采用单一的X射线治疗头实现Flash放疗功能，能够有效降低加速器设备成本，利于Flash放疗加速器的普及使用。

技术领域

本发明属于放射治疗技术领域，具体涉及一种具备可伸缩治疗头的直线加速器、放疗设备及其工作方法。

背景技术

FLASH放射疗法是以非常高的剂量率进行放射治疗，其实现方式是在极短时间内通过超高剂量率(约≥40Gy/秒)输送超高剂量的射线到治疗部位，从而实现常规剂量率治疗无法实现的优势。它能在保持常规放射疗法所见的肿瘤杀伤力的同时保留正常组织。由于其独特的放射生物学优势，Flash放疗正受到学术界和工业界越来越多的关注，成为了当前放疗领域研究的热点。

迄今为止，大多数Flash放疗研究都是用电子束和质子束进行的。由于常规的直线加速器输出的剂量率太低，无法满足Flash放疗的需求，需要对加速器进行改造才能满足要求，通过增加电子枪发射电流和提高微波功率从而得到高剂量率的电子线用于Flash治疗，或者是使用质子加速器，将质子束流强度提高来获得超高的剂量率。由于X线转换效率很低，通常需要很多个常规的X射线治疗头同时出束才能满足Flash放疗的超高剂量率要求，使得这样的X线Flash放疗设备成本非常高，无法进行普及。

综上述，现有的直线加速器存在以下问题：

第一，电子线Flash放疗装置容易实现但由于只能治疗浅表的靶区肿瘤而限制其应用范围。

第二，质子加速器虽然比较容易实现Flash放疗所需的超高剂量率，但是质子加速器的设备成本非常高，无法进行有效普及。

第三，多治疗头的X射线Flash放疗加速器是通过增加射线源而达到超高剂量率的要求，但同样大幅增加了设备成本，同样无法进行有效普及。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了具备可伸缩治疗头的直线加速器、放疗设备及其工作方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明公开一种具备可伸缩治疗头的直线加速器，包括：固定机架、设置于固定机架上的旋转机架以及设置于旋转机架上的治疗头，治疗头包括：

治疗头支架；

加速管，加速管设置于治疗头支架上，加速管用于将电子加速到MeV级能量；

准直组件，准直组件设置于加速管的出射口处，加速管的出射口与准直组件的入射口通过伸缩管连接，伸缩管内具有用于电子通过的封闭腔体，准直组件用于将加速管的出射电子准直后，照射到指定位置；

伸缩驱动装置，伸缩驱动装置用于驱动伸缩管伸缩。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，准直组件包括：X射线靶、初级准直器以及二级准直器，伸缩管的两端分别连接加速管的出射口和X射线靶的入射口，初级准直器用于将X射线靶射出的高能X射线进行初次准直，二级准直器用于将初级准直器射出的高能X射线进行二次准直。

作为优选的方案，伸缩驱动装置安装于治疗头支架上，且伸缩驱动装置的伸缩端与准直组件连接。

作为优选的方案，伸缩驱动装置为伸缩导轨机构和/或传动丝杆机构。