[发明专利]粒子加速器治疗装置的电子回旋共振离子源供束控制系统

说明书

本公开提供一种粒子加速器治疗装置的电子回旋共振离子源供束控制系统，包括：客户端，用于配置事例触发参数和事例触发光信号的启停输出控制信号，监控事例触发光信号的输出状态、配置事例解析参数，设置束流斩波脉冲信号宽度和电子回旋共振离子源脉冲信号宽度；同步定时服务器，用于根据事例触发参数输出事例触发光信号；时间同步服务器，用于提供统一的时间基准；同步定时模块，被配置为束流斩波或脉冲束控制模式，用于基于统一的时间基准，通过对比事例触发光信号与事例解析参数控制脉冲束控制信号与束流斩波控制信号同步，产生脉冲束流或直流束流并进行束流斩波；束流斩波及脉冲束监测服务器，用于监测同步定时模块工作状态，并采集关键动作信号。

技术领域

本公开涉及粒子加速器控制技术领域，具体涉及电子回旋共振离子源控制技术领域，尤其涉及一种粒子加速器治疗装置的电子回旋共振离子源供束控制系统。

背景技术

粒子加速器治疗装置产生重离子束进行肿瘤治疗作为一种先进的放疗技术，多年来在癌症放射治疗领域应用广泛，高电荷态电子回旋共振(Electron cyclotronresonance，ECR)离子源作为粒子治疗装置的关键组成，用于提供稳定可靠的碳离子束流，经过回旋加速器和同步加速器的两级加速后引出束流至患者病灶部位，利用碳离子束的布拉格峰(Bragg Peak)效应实现患者肿瘤治疗。Afterglow工作模式是ECR离子源的一个特有工作状态，相对于直流运行模式，Afterglow脉冲运行模式能够显著提升高电荷态离子束流的峰值流强，引出并向回旋加速器注入脉冲束流，是提高治疗终端引出粒子数和患者治疗效率的重要手段。

粒子加速器治疗装置中，ECR离子源产生和引出的束流在注入回旋加速器之前，需通过低能传输线的束流斩波系统施加脉冲高压使束流发生偏转，将一部分离子源引出束流通过聚束器的聚相后注入回旋加速器进行初级加速并引出，经中能传输线后在注入Bump磁铁的作用下注入同步加速器进行二级加速，同步加速器将束流加速至患者需要的能量，再经高能传输线后传输至治疗终端进行患者治疗。粒子加速器束流的生成、斩波、注入、加速和引出的过程，需要众多加速器设备在一套严格的时序约束下配合完成。在ECR离子源直流运行模式下，由于离子源持续提供稳定的直流束流，束流斩波监控系统在任一时间均可实现对引出束流的斩波及回旋注入。在ECR离子源脉冲运行模式下，束流斩波系统需要与高流强的脉冲束流输出严格匹配才能保证脉冲束流注入回旋加速器，相对于直流运行模式，脉冲运行模式对于离子源系统、束流斩波系统、同步加速器束流注入、加速和引出之间的同步性有特殊要求，需要一套同步定时机制约束各系统及关联设备的启停动作。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供一种粒子加速器治疗装置的电子回旋共振离子源供束控制系统，用于实现束流斩波系统与高流强的脉冲束流输出的严格匹配。

基于此，本公开提供一种粒子加速器治疗装置的电子回旋共振离子源供束控制系统，包括：同步定时客户端，用于配置事例触发参数和事例触发光信号的启停输出控制信号，对事例触发光信号的输出状态进行监控；束流斩波及脉冲束监测客户端，用于配置事例解析参数，设置束流斩波脉冲信号宽度和电子回旋共振离子源脉冲信号宽度；同步定时服务器，用于根据事例触发参数输出事例触发光信号；时间同步服务器，用于提供统一的时间基准；同步定时模块，被配置为束流斩波控制模式和/或脉冲束控制模式，用于基于统一的时间基准，通过对比事例触发光信号与事例解析参数控制脉冲束控制信号与束流斩波控制信号同步的情况下，输出脉冲束控制信号至电子回旋共振离子源使电子回旋共振离子源产生脉冲束流或直流束流，输出束流斩波控制信号至脉冲发生器产生脉冲高压信号对脉冲束流或直流束流进行束流斩波；束流斩波及脉冲束监测服务器，用于实时监测同步定时模块工作状态，并采集脉冲束控制信号、束流斩波控制信号和脉冲高压信号。

根据本公开的实施例，事例触发光信号包括束流斩波事例触发光信号和脉冲束事例触发光信号，事例解析参数包括束流斩波事例解析参数和脉冲束事例解析参数。