[发明专利]束流诊断系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及电子加速器的束流诊断，尤其涉及一种一体化的束流诊断系统。

背景技术

放射治疗(以下简称放疗)是治疗癌症的一个重要手段，电子直线加速器作为放疗设备里最重要的核心部件，它的性能直接决定了治疗效果。具体来说，放疗是利用电子经过直线加速器加速后打靶产生的X射线照射深层癌细胞，或者电子经过直线加速器加速后直接被引出照射浅表癌细胞。通常希望X射线或电子线能最大程度地杀死某一区域内的癌细胞，而癌细胞周围的健康细胞需要最大限度地免受伤害。为满足这些需求，需要对电子直线加速器的束流品质进行优化。束斑大小、束流能谱以及靶电流大小，作为束流品质的重要参数，直接影响束流打靶产生的X射线的品质。

目前获取这些束流参数的方法已经很成熟。例如，可以使用磁偏转法获取加速器出口的束流能谱，即束流在抽着真空的环境中被偏转磁铁的磁场偏转，在偏转末端接收这些电子，不同能量的电子在末端的位置也不相同，通过分析这些电子的位置信息，可以得到束流的能谱。又例如，可以将一定能量的束流打到荧光屏等器件上，荧光屏等器件上会有部分能量沉积从而产生可见光，通过CCD相机等捕捉到可见光斑的形状，即可得到电子束流的横向尺寸(即束斑大小)。再例如，可以使用法拉第筒或磁环来测量束流流强(与靶电流直接相关)。法拉第筒属于阻断式的流强测量部件，其被放置在束流传输通道的末端，电子束流撞击法拉第筒中的收集极后损失全部能量，通过测量收集极与地之间的电流即可测得束流流强。磁环是套设在真空管外，束流经过磁环时与磁环组成一个变压器，束流充当变压器的初级线圈，磁环为次级线圈，通过获取次级线圈上的电流和电压，即可以得到束流流强。

然而，在现有技术中对上述的束流能谱、束流横向尺寸和束流流强的测量通常是单独进行的，每进行一项测量均需要对被诊断的直线加速器进行摆放、安装、校准和测量，无疑地，这样的测量过程是繁琐耗时的。此外，这种单独进行测量的方式也无法实时地提供束流能谱、束流横向尺寸和束流流强等参数，这就导致无法直观地得到被诊断的直线加速器的束流品质与束流参数之间的关系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种一体化的电子加速器的束流诊断系统，其能够测量流强、束斑和能谱，具有测量过程简单、耗时短、实时性高、直观等特点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电子加速器的束流诊断系统，包括：真空管，适于所述电子加速器出射的电子束流在其中传输；流强测量装置，设置于所述真空管上，适于以非阻断的方式测量所述电子束流的流强；束斑测量装置，设置于所述真空管上，适于测量所述电子束流的横向尺寸；以及能谱测量装置，设置于所述真空管的末端，适于测量所述电子束流的能谱。

在本发明的一实施例中，所述流强测量装置包括壁电流检测器或电流变压器。

在本发明的一实施例中，所述电流变压器包括快速电流变压器、谐振式电流变压器、积分电流变压器或直流流强变压器。

在本发明的一实施例中，所述电流变压器套设于所述真空管上。

在本发明的一实施例中，所述束斑测量装置包括影像获取模块和荧光屏，所述荧光屏设置于所述真空管内，并且适于在所述电子束流轰击的区域发出荧光，所述影像获取模块设置于所述真空管外，并且适于透过所述真空管获取所述荧光。

在本发明的一实施例中，所述真空管在其轴线的一侧具有一向外凸起的容纳空间，用以容纳所述荧光屏。

在本发明的一实施例中，所述束斑测量装置还包括驱动模块，适于驱动所述荧光屏在所述真空管的轴线和所述容纳空间之间移动。

在本发明的一实施例中，所述真空管在其轴线的另一侧具有一透明窗，所述影像获取模块透过所述透明窗获取所述荧光。

在本发明的一实施例中，所述能谱测量装置采用磁偏转法或射程法来测量所述电子束流的能谱。

在本发明的一实施例中，当所述能谱测量装置采用所述磁偏转法来测量所述电子束流的能谱时，所述能谱测量装置包括偏转磁场提供模块和探测器，所述偏转磁场提供模块适于使穿过偏转磁场的所述电子束流发生偏转，所述探测器适于接受经偏转后的所述电子束流，以探测所述电子束流的能谱。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：