[发明专利]粒子加速器及其引出粒子能量的确定方法、装置和介质

说明书

本发明涉及一种粒子加速器及其引出粒子能量的确定方法、装置和介质。该粒子加速器通过FCT在有粒子通过时产生的脉冲信号，经ADC采样后形成采样脉冲信号，并通过脉冲计数器采样脉冲信号的脉冲计数个数达到参考脉冲数时，得到对应的参考时长，并将参考脉冲数和参考时长发送至控制器；控制器通过参考脉冲数、参考时长以及单脉冲运动长度，确定粒子在加速腔中的运动速度，并结合粒子的静止质量，确定粒子在加速腔中的动能作为粒子能量。

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是一种粒子加速器及其引出粒子能量的确定方法、装置和介质。

背景技术

在生物医学上，在对肿瘤进行放射治疗时，需要采用粒子加速器对带电粒子进行加速以使粒子获得能量。由于粒子的能量决定了放疗能量在人体沉积的深度，因此，在通过同步加速器引出粒子进行肿瘤放疗治疗前，需要精准的测出粒子能量，从而精准地定位放疗深度，以最大程度地减小放疗副作用对人体健康细胞的损害。

相关技术中对粒子能量的测量通常采用间接测量的方法：通过测量同步加速器中主二级磁铁的磁场强度来反推粒子能量，或是通过测量同步加速器中的加速腔的谐振频率来反推粒子能量。然而，在间接测量过程中，由于主二级磁场强度或加速腔的调谐频率的不稳定性，使得反推的粒子能量的精确度较低，导致粒子加速器引出的粒子的能量与患者实际所需粒子的能量匹配性较差，增大了患者治疗的风险。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种粒子加速器及其引出粒子能量的确定方法、装置和介质，从而提高确定加速器引出粒子能量的精确度。

本发明所采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种加速器引出粒子能量的确定方法，包括：

获取脉冲计数器中所接收的采样脉冲信号的脉冲个数达到参考脉冲数M时对应的参考时长；其中，所述参考时长根据M个脉冲的脉冲周期求和得到；

根据所述参考时长、所述参考脉冲数以及单脉冲运动长度，确定粒子在加速腔中的运动速度；其中，所述单脉冲运动长度为所述粒子在一个脉冲周期下的运动长度；

根据所述粒子的运动速度以及静止质量，确定所述粒子在所述加速腔中的动能作为粒子能量。

本申请实施例还提供了一种加速器引出粒子能量的确定装置，包括：

参考时长获取模块，设置为获取脉冲计数器中所接收的采样脉冲信号的脉冲个数达到参考脉冲数时对应的参考时长；其中，所述参考时长根据参考脉冲数个脉冲的脉冲周期求和得到；

运动速度确定模块，设置为根据所述参考时长、所述参考脉冲数以及单脉冲运动长度，确定粒子在加速腔中的运动速度；其中，所述单脉冲运动长度为所述粒子在一个脉冲周期下的运动长度；

粒子能量确定模块，设置为根据所述粒子的运动速度以及静止质量，确定所述粒子在所述加速腔中的动能作为粒子能量。

本申请实施例还提供了一种粒子加速器，包括注入器、斩束器以及加速器同步环，所述注入器与所述斩束器的一端相连，所述斩束器的另一端与所述加速器同步环相连，还包括快速电流互感器、模数转换器、脉冲计数器以及控制器；

所述快速电流互感器，安装于所述加速器同步环上，设置为在有粒子通过时，产生脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述模数转换器；

所述模数转换器，连接在所述快速电流互感器与所述脉冲计数器之间，设置为按照设定采用频率对所述脉冲信号进行采样，得到采样脉冲信号，并将所述采样脉冲信号发送至所述脉冲计数器；

所述脉冲计数器，连接在所述快速电流互感器与所述控制器之间，设置为对预设参考时间内所接收的所述采样脉冲信号的脉冲个数进行计数，将计数结果作为参考脉冲数，并将所述参考脉冲数发送至所述控制器；