[实用新型]用于放射治疗系统中的磁控管的磁体组件

说明书

本文中讨论的是一种用于放射治疗系统中的磁控管的磁体组件。所述磁体组件包括：第一极靴和第二极靴，所述第一极靴与所述第二极靴以同轴的方式对准并以极靴间间距彼此分开，所述极靴间间距定尺寸和定形状成接纳所述磁控管的至少一部分；以及连结臂，所述连结臂在所述极靴间间距的范围之外将所述第一极靴与所述第二极靴连接；其中，所述第一极靴包括北极部分并且所述第二极靴包括南极部分，所述北极部分和所述南极部分至少在所述极靴间间距中建立磁场。

技术领域

本文总体上但非限制性地涉及用于在对人类或动物受试者施用放射治疗中使用的磁控管的永磁体。

背景技术

放射治疗用于对哺乳动物(例如，人类和动物)组织中的癌症和其他疾病进行治疗。使用直线加速器(Linac)可以提供示例性的放射治疗。直线加速器通常包括向调制器供电的电源，该调制器将经调制的脉冲传输至电子枪并且同时传输至磁控管。电子枪产生电子束，该电子束进入称为波导管的加速器管的近端部分。波导管是比如通过离子泵被抽成高真空的金属(例如，铜)管。磁控管是高功率真空管，该高功率真空管利用电子流在移动通过一系列敞开的金属腔(也称为谐振腔)时与磁场相互作用产生诸如微波之类的高频率电磁波。可以使用诸如永磁体之类的强磁体产生磁场。在电子经过通向敞开的金属腔的开口时，腔谐振并发射微波辐射。产生的微波的谐振频率由腔的物理尺寸确定。

磁控管可以附接至波导管，并且产生的微波被导入波导管中。从电子枪射出的电子可以进入波导管并与微波相互作用。电子吸收来自微波的能量，并且可以被加速。波导管具有可以沿着波导管的长度连续地对电子进行加速的侧腔结构。

加速的高能电子然后离开在波导管的端部处的陶瓷窗，并且进入到治疗头。治疗头包括设计成对传递至患者或人体模型的电子束进行成形和监测的部件。治疗头通常包括偏转磁体、重金属靶材、准直器、辐射剂量计、及其他部件。偏转磁体可以产生期望的磁场以对电子束轨迹进行修改。然后，电子束撞击重金属靶材(例如，钨)以产生X射线。在典型的基于直线加速器的放射治疗中，多个辐射束可以被从不同角度引导朝向靶。在重金属靶材之后，通常包括两个电离室(也称为剂量监测室)的辐射剂量计对电子束的剂量率、积分剂量以及场对称性进行监测。这是为了防止使用过多不满足预期方案的辐射和辐射束。

电子枪、波导管、以及治疗头可以安装在机架上，该机架有助于将X 射线或电子束导引至患者的诸如肿瘤之类的靶组织。机架可以围绕患者以不同的轴线旋转，所述不同的轴线全部相交于共同的等中心点处。

用于与磁控管一起使用的永磁体通常是整体马蹄形的AlNiCo(铝镍钴)磁体。永磁体可以为磁控管提供期望的磁场以产生微波。

实用新型内容

本发明人已经认识到，除了其他方面，常规的诸如铝镍钴磁体之类的整体磁体在与磁控管一起使用时可能会引起一些技术上的挑战。例如，磁场分布可能不完全与磁控管的要求一致。由于整体磁体的尺寸大且重量重，诸如铝镍钴磁体之类的整体磁体在运输和安装期间可能会遭受震动和冲击。这在磁体在磁控管中进行操作时可能会使磁场强度改变。此外，由于一些磁体支承部件在安装之后可能会不经意地绕过磁场，因此所产生的磁场强度可能会减弱到期望的操作范围以下，从而影响磁控管中的微波产生。此外，常规的整体磁体通常一旦已经被安装在直线加速器系统中则缺乏允许对磁场强度或分布进行调节的机构。整体磁体的大尺寸、大重量以及不规则形状也使安装过程变得困难。

形成永磁体的磁性材料还会影响场分布并且因此影响磁控管性能。铝镍钴(AlNiCo)合金通常用于构建磁控管磁体。除铁之外，AlNiCo主要由铝(Al)、镍(Ni)和钴(Co)组成。AlNiCo具有高的抗腐蚀性和高的耐温性以及良好的物理强度。然而，AlNiCo可以容易地退磁。磁场强度对于诸如医用放射治疗之类的某些应用而言不够强。本发明人已经认识到，对于由较高成本效益的磁性材料制成的用于与磁控管一起使用的磁体组件的改进设计和制造存在未满足的需要。