[发明专利]一种小型化闪光放射治疗装置

说明书

本发明公开一种小型化闪光放射治疗装置，包括栅控电子枪、常温射频直线加速器、时域合成射频功率源、X射线靶以及准直器，栅控电子枪通过第一传输线将电子束传导至常温射频直线加速器，时域合成射频功率源给常温射频直线加速器提供微波，常温射频直线加速器通过第二传输线将电子束传导至X射线靶，电子束轰击到X射线靶上生成X射线，X射线经由准直器照射到目标靶上。根据本发明的小型化闪光放射治疗装置，可以提供长宏脉冲高剂量率X射线，在短时间内给予目标靶区非常高的照射剂量，满足闪光放射治疗的要求，达到更好的放射治疗效果。

技术领域

本发明属于放射装置领域，具体地说涉及一种医用小型化闪光放射治疗装置。

背景技术

目前我国的癌症发病率越来越高，已经成为危害我国人民健康的最大杀手之一，通常的治疗手段有手术、化疗、放射治疗等。

放射治疗的原理是通过一定能量的放射线作用于细胞产生电离效应，并在局部释放大量能量，破坏癌细胞的DNA链，从而达到抑制和杀伤肿瘤细胞的目的，其基本原则是在保证肿瘤组织接受足够致死剂量的同时最大限度保护危及器官少受或免受辐射损伤。在常规剂量率照射的条件下，通过改进放疗机器射野的适形程度，最终达到尽可能精准的照射肿瘤组织而减少正常组织的照射范围。但是由于人体器官结构的特殊性，放疗过程中正常组织必然会接受一定剂量的射线照射，尤其是与肿瘤组织紧邻的正常组织。正常组织受到照射之后的严重毒副反应也是患者治疗相关性死亡的重要原因之一。因此，正常组织的剂量限制性毒性仍是肿瘤放射治疗发展的主要阻力之一。

目前的医用加速器放射剂量率约0.1Gy/s，肿瘤患者完成全部放射共约7.5小时，约分布在1.5月进行。除了患者整体治疗时间长，耗费人力成本大之外，随着放射治疗的总剂量的累积，正常组织的放射毒性逐步显现。毒性反应中最常见的放射性肺损伤，放射性心脏毒性更是不少肿瘤已经治愈患者的一大致死原因。另一方面，肿瘤放疗科医生因担心正常组织的严重毒副反应，而被迫牺牲肿瘤靶区的治疗剂量，导致患者肿瘤不能长期控制，最终复发的案例也让人十分痛心。如何在治疗肿瘤同时控制治疗相关的毒副反应，成为目前肿瘤放射治疗学急需突破的瓶颈。

根据文献报道，通过提高X射线的放射剂量率至10⁶Gy/s至10⁸Gy/s时，可以使得正常组织的放射敏感性下降(出现射线抵抗，毒副反应减小)，但肿瘤组织仍然对射线敏感，这一现象叫做“闪光效应”，出现“闪光效应”的条件是在极短时间内(通常为纳秒至百毫秒量级)发放高剂量率射线，这一手段叫做“闪光放疗”。“闪光放疗”是目前有可能突破正常组织剂量限制性毒性的一种放射方法。

而现有的放疗装置无法提供长脉冲的高剂量率X射线。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种小型化闪光放射治疗装置。本发明提供如下技术方案：

一种小型化闪光放射治疗装置，包括用于产生长脉冲电子束的栅控电子枪、用于给电子束增能的常温射频直线加速器、用于给常温射频直线加速器提供长脉冲微波功率的时域合成射频功率源、用于电子束轰击产生X射线的X射线靶以及用于调整X射线照射区域的准直器，电子源通过第一传输线将电子束传导至常温射频直线加速器，常温射频直线加速器通过第二传输线将电子束传导至X射线靶，电子束轰击到X射线靶上生成X射线，X射线经由准直器照射到需要放射治疗的目标靶上。

进一步的，所述栅控电子枪产生电子束的脉冲时间长度可调，调节范围为10微秒到10毫秒。

进一步的，所述栅控电子枪为微波栅控热阴极电子枪或高压脉冲栅控热阴极电子枪。

进一步的，所述微波栅控热阴极电子枪产生高平均流强1-100mA、长宏脉冲10微秒到10毫秒的电子束，经过第一传输线注入到常温射频直线加速器进行增能，将电子能量增加到9-15MeV。