[发明专利]超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统

权利要求书

1.一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，包括以下部分：

激光驱动系统，形成强激光脉冲；

激光等离子体加速器，激光驱动系统产生的强激光脉冲被引导并聚焦到激光等离子体加速器，从而产生电子束；

电子束聚焦系统，用于将来自激光等离子体加速器的电子束导向到患者病患处，从而进行超高能电子束放疗；

光子束瞄准系统，用于把来自激光等离子体加速器的电子束产生治疗用的高能光子束；

机器人本体，其内设有真空光学系统，所述强激光脉冲在真空光学系统中被引导并聚焦到上述激光等离子体加速器；

激光束稳定系统，在真空光学系统中监控激光束位置并纠正它们的误差。

2.根据权利要求1所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述激光等离子体加速器包括：

充有混合气体的第一气室，用来电离气体产生等离子体和电子；

充有纯净氢气或氦气的第二气室，用来加速电子；

气体流量控制系统；

激光驱动系统输出的强激光脉冲由球面反射镜或离轴抛物面反射镜聚焦后进入激光等离子体加速器，强激光脉冲在第一气室电离混合气体产生等离子体和电子、强激光脉冲在第二气室继续产生并加速电子，气体流量控制系统分别以不同的压力控制并输送气体进入第一气室和第二气室中。

3.根据权利要求2所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述激光等离子体加速器的第二气室长度由动力元件驱动波纹管结构来调整以控制电子束能量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述激光等离子体加速器的位姿对准通过多自由度调整台来完成。

5.根据权利要求1所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述电子束聚焦系统具有提供薄层笔形波束输出的四极永磁铁阵列结构。

6.根据权利要求1或5所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述电子束聚焦系统在不破坏等离子体加速器的真空情况下可进行伸缩。

7.根据权利要求6所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述电子束聚焦系统和光子束瞄准系统为可拆卸安装方式，方便拆装和更换使用。

8.根据权利要求1所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述机器人本体末端设有加速器腔，激光等离子体加速器安装于加速器腔内，来自激光驱动系统的强激光脉冲通过机器人本体传播至加速器腔中，进而聚焦到激光等离子体加速器的入口，最终产生电子束或光子束。

9.根据权利要求1或8所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述机器人本体是多关节机械臂或并联机器人或机器人转台，所述机器人本体可以从多个方向向患者病患部位传播电子束或光子束，并能够结合治疗床和激光束稳定系统，提供笔形线束的光栅扫描。

10.根据权利要求1-3任一项所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述激光束稳定系统沿机器人本体内部臂架及轴线布置，用以监控激光束位置并纠正误差，使得强激光脉冲的传播方向始终与机器人各个关节的转动轴线重合。

11.根据权利要求1-3任一项所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，所述的激光等离子体加速器、真空光学系统、激光束稳定系统均安装在真空环境中，并且所述的机器人本体内部为中空真空结构，由真空泵系统保持其一定的真空压力。

12.根据权利要求1-3任一项所述的一种超高能电子束或光子束放射治疗机器人系统，其特征在于，电子束或光子束放射照射的时长从单脉冲照射到连续照射可控，该时长快于人体的呼吸间隔，或者小于心跳间隔，或者小于激光驱动脉冲的单个脉冲脉宽。