[发明专利]缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法

说明书

本发明提供一种缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法，包括如下步骤：S1、当满足束流关断条件时，停止横向电压的输出；以及S2、增大同步加速器水平方向的相稳定区的面积，从而缩短束流的关断时间。本发明最大限度的缩短了束流的关断时间，可以将束流的关断时间控制在100us以内，将极大的提高剂量控制精度和束流的辐照精度。

技术领域

本发明涉及同步加速器领域，尤其涉及一种缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法。

背景技术

与常规放射线相比，质子重离子束流因为具有倒转的深度剂量分布，因而可以精确的将剂量沉积在肿瘤区域，可将对正常组织的伤害降低到最小。同步加速器可以根据治疗计划的需要，不需要使用降能器就可以主动提供各种能量的束流，是质子重离子治疗常用的加速器类型。

在原子核物理实验、质子重离子治癌等方面，同步加速器采用慢引出方法，以达到精确控制辐照剂量的目的。射频击出(Radio Frequency Knock Out，RF-KO)方法因为能保持同步加速器的参数固定、保持引出束流的位置和角度恒定、引出束流强度易于调节、束流关断时间短等优点，成为质子重离子治疗领域最为常见的慢引出方法。但随着质子重离子治疗技术的发展，点扫描技术逐步取代均匀扫描，因此对加速器的束流性能要求越来越高，其中就包括束流的关断时间。采用点扫描方法进行治疗时，每个点上的束流停留时间在ms量级，个别情况下甚至低于1ms，而通常采用RF-KO方法时，会利用纵向高频来提高束流的均匀性，导致束流在纵向产生同步振荡，再加上主四极铁的纹波等因素，从而导致束流的关断时间在ms量级，即溢出的多余剂量将与一个点上的剂量相当，不利于剂量的精确控制。因此，若要满足点扫描的需要，就必须进一步缩短束流的关断时间。

发明内容

为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提供一种缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法，该方法可以在100us内实现加速器束流的关断，从而可以提高剂量控制精度和束流辐照精度。

根据本发明的一个方面，提供一种缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法，包括如下步骤：S1、当满足束流关断条件时，停止横向电压的输出；以及S2、增大同步加速器水平方向的相稳定区的面积，从而缩短束流的关断时间。

根据本发明的缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法的一些实施例，相稳定区的面积定义如下：

其中，S_Δ表示相稳定区的面积，q表示束流的工作点与1/3共振线的差值，S表示所有六极铁的总共振强度。

根据本发明的缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法的一些实施例，增大相稳定区的面积包括如下步骤：增大束流的工作点与1/3共振线的差值，和/或减弱六极铁的总共振强度。

根据本发明的缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法的一些实施例，增大束流的工作点与1/3共振线的差值包括如下步骤：S2a1、将快四极铁的磁场从零上升到所需要的磁场值，所需要的磁场值与主四极铁的电源纹波的大小、同步振荡的幅度以及加速器的色品有关；S2a2、束流关断且结束引出后，将快四极铁的磁场降低到零。

根据本发明的缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法的一些实施例，减弱六极铁的总共振强度包括：S2b1、将快六极铁的磁场从零上升到所需要的磁场值，所需要的磁场值与主四极铁的电源纹波的大小、同步振荡的幅度以及加速器的色品有关；S262、束流关断且结束引出后，将快六极铁的磁场降低到零。

根据本发明的缩短同步加速器慢引出束流的关断时间的方法的一些实施例，一组快四极铁和/或快六极铁均呈中心对称地设置在加速器中。