醫(yī)用電子直線加速器輻射頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線設(shè)置的初級(jí)準(zhǔn)直器、束流均整過濾組件、上準(zhǔn)直器和下準(zhǔn)直器，所述初級(jí)準(zhǔn)直器和上準(zhǔn)直器之間設(shè)置有電離室，其中，所述電離室包括可移動(dòng)的第一電離室和第二電離室，所述第一電離室和第二電離室上均設(shè)有反射鏡；所述第一電離室為陶瓷/云母電離室，所述第一電離室上設(shè)有玻璃反射鏡；所述第二電離室為塑料電離室，所述第二電離室上設(shè)有塑料反射鏡。本實(shí)用新型提供的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，將電離室和反射鏡組合在一起，并配備兩套可移動(dòng)的電離室-反射鏡組合，從而提高同時(shí)具有光子線和電子線的輻射頭的整體使用壽命，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
【專利說明】醫(yī)用電子直線加速器輻射頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種輻射頭，尤其涉及一種醫(yī)用電子直線加速器輻射頭。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用電子直線加速器的輻射頭位于加速管的后方/下方，它提供滿足一定均勻性和對(duì)稱性要求的輻射束流，并將輻射束流限制在一定的區(qū)域內(nèi)，得到臨床需要的不同尺寸的輻射野。典型的輻射頭由初級(jí)準(zhǔn)直器、束流均整過濾組件、電離室、輻射野光學(xué)模擬系統(tǒng)(模擬燈和反射鏡)、一對(duì)上準(zhǔn)直器，一對(duì)下準(zhǔn)直器和多葉光柵系統(tǒng)。
[0003]電離室安裝在束流均整過濾器的下方。它是一種探測(cè)電離輻射的氣體探測(cè)器，由收集極、高壓極、接地極組成，以氣體作為電離介質(zhì)。當(dāng)X射線或者電子線照射電離室時(shí)，先與電離室壁作用，通過光電吸收、康普頓散射和電子對(duì)生成作用損失能量，產(chǎn)生次級(jí)電子，次級(jí)電子進(jìn)入電離室空氣空腔，使電離室內(nèi)空氣電離，并在電場(chǎng)作用下形成電離電流，然后通過收集極輸出到測(cè)量控制單元，以檢測(cè)輻射的強(qiáng)度、平坦度和對(duì)稱性。由于X射線的穿透能力強(qiáng)，可選擇比較厚的材料做基板材料，例如云母片或陶瓷片，在云母或陶瓷片上鍍導(dǎo)電層作為各個(gè)電極。由于云母片和陶瓷片是硬質(zhì)材料，故可將作為電離介質(zhì)的氣體密封在基板內(nèi)，以消除環(huán)境溫度和氣壓對(duì)電離電流的影響。而電子射線穿透能力弱，只能選擇薄的基板材料，例如塑料薄膜，通常厚度小于50微米。由于塑料薄膜柔軟，若將氣體密封在基板之間，那么基板之間的距離，即極間距，會(huì)隨溫度和氣壓的變化而變化，導(dǎo)致電離電流的輸出信號(hào)不穩(wěn)定，所以用塑料薄膜做基板的電離室通常采用開放式結(jié)構(gòu)，同時(shí)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電離室使用環(huán)境的氣壓和溫度，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的校正。雖然用作基板的薄膜采用耐輻射能力較強(qiáng)的塑料膜，但是與云母和陶瓷相比，使用壽命仍然短很多。另外，由于電離室下方的一對(duì)準(zhǔn)直器距離電離室很近，當(dāng)射線穿過電離室、照射在準(zhǔn)直器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生背散射的二次電子。如果使用云母或者陶瓷電離室，背散射的二次電子會(huì)被云母片和陶瓷板阻擋，不會(huì)進(jìn)入電離室內(nèi)部；如果使用塑料薄膜電離室，背散射二次電子會(huì)進(jìn)入電離室空氣空腔，產(chǎn)生信號(hào)，這部分信號(hào)會(huì)對(duì)電離室的輸出信號(hào)產(chǎn)生較大的錯(cuò)誤的影響，并隨著上準(zhǔn)直器和下準(zhǔn)直器的位置和開合大小變化而變化，使得劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無法正常工作，甚至導(dǎo)致病人接受到與預(yù)期不同的劑量。由于上準(zhǔn)直器和下準(zhǔn)直器的位置和開合大小變化組合情況非常繁多，對(duì)電離室的影響也就非常復(fù)雜，難以通過校正因子準(zhǔn)確校正。此外，引起空氣電離的主要是次級(jí)電子。如果使用的是云母或者陶瓷電離室，電離室壁，即云母片和陶瓷片，厚度和密度較大，可以與X射線作用，產(chǎn)生足夠的二次電子，以進(jìn)一步電離空氣、產(chǎn)生信號(hào)。如果使用塑料薄膜電離室，由于塑料密度低，而薄膜的厚度通常在50微米以內(nèi)，無法在X射線作用下產(chǎn)生足夠的二次電子以電離空氣，在非高劑量率模式，即束流均整過濾器正常工作不被移走的情況下，X射線先照射束流均整過濾器，產(chǎn)生的二次電子會(huì)進(jìn)入緊挨著均整器下方的電離室并產(chǎn)生信號(hào)，而在高劑量率X射線模式下，束流均整過濾器從輻射路徑上移走，沒有足夠的二次電子進(jìn)入電離室空氣空腔，電離室以及劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將無法工作。
[0004]模擬燈反射鏡組件位于電離室的下方，它的作用是利用普通光模擬輻射源通過準(zhǔn)直器和多葉光柵形成的輻射野。在機(jī)器使用前，需要將可見光模擬的光野與射野校準(zhǔn)一致。反射鏡有兩種選擇:1.可采用玻璃上鍍膜的方法制作，對(duì)穿透能力強(qiáng)的X射線的影響很??；
2.對(duì)于穿透能力弱的電子射線，則只能選擇薄的材料，例如在耐輻射能力強(qiáng)的塑料薄膜上鍍鋁膜作反射鏡。塑料反射鏡與玻璃反射鏡相比，在輻照下使用壽命短，容易變形，且容易被損壞。
[0005]眾所周知，在只具有光子線的加速器系統(tǒng)里，通常使用陶瓷或云母做基板的密閉式電離室，其使用壽命可達(dá)10年以上，并且輸出的信號(hào)穩(wěn)定，無需因溫度或氣壓變化而進(jìn)行校正。同樣，在只具有光子線的加速器系統(tǒng)里，通常使用玻璃做反射鏡，它的使用壽命也可達(dá)10年以上。在此系統(tǒng)里，電離室和反射鏡都是非移動(dòng)部件。
[0006]在同時(shí)具有光子線和電子線的醫(yī)用電子直線加速器里，現(xiàn)有的幾種方案，都是將電離室和反射鏡分別作為獨(dú)立的個(gè)體設(shè)計(jì)和安裝使用的。
[0007]例如，現(xiàn)有的一種方案是使用塑料薄膜制成的電離室和反射鏡，并且電離室和反射鏡都是固定的非移動(dòng)部件。塑料薄膜制成的電離室作為光電兩用電離室使用時(shí)，在光子線模式下，在電離室下方加一塊屏蔽板，以減小從電離室下方的準(zhǔn)直器背散射回來的輻射對(duì)電離室信號(hào)的影響。例如醫(yī)科達(dá)在SL15中使用3毫米厚鋁板做屏蔽板。但是在電子線模式下，屏蔽板必須被移開，因?yàn)殡娮由渚€穿透能力弱，屏蔽板會(huì)對(duì)電子線產(chǎn)生較強(qiáng)的消減作用。在高劑量率模式下，束流均整過濾器從輻射路徑上移走后，在電離室上方插入一塊補(bǔ)償板，以提供足夠量的二次電子給電離室，而在電子模式下需要移開。這些需要移動(dòng)的防背散射板和補(bǔ)償板又增加了輻射頭結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。
[0008]現(xiàn)有另外一種方案是在輻射頭里安裝兩個(gè)電離室:一個(gè)用于監(jiān)測(cè)光子線的陶瓷或云母制成的密閉式電離室，和一個(gè)用于監(jiān)測(cè)電子線的塑料薄膜制成的開放式電離室。在光子線模式下，將陶瓷或云母電離室移動(dòng)到相應(yīng)位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)；在電子線模式下，將陶瓷或云母電離室移出，將塑料薄膜電離室移動(dòng)到相應(yīng)位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用鍍膜的玻璃作為反射鏡，當(dāng)模擬的光野與射野的校準(zhǔn)工作完成后，將鏡子移出射野，之后再出輻射束。但是在有的系統(tǒng)中，會(huì)使用反射鏡對(duì)多葉光柵進(jìn)行定位，故將鏡子移出射野的方案不可行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，能夠提高同時(shí)具有光子線和電子線的醫(yī)用電子直線加速器中電離室和反射鏡系統(tǒng)的整體使用壽命，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
[0010]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線設(shè)置的初級(jí)準(zhǔn)直器、束流均整過濾組件、上準(zhǔn)直器和下準(zhǔn)直器，所述初級(jí)準(zhǔn)直器和上準(zhǔn)直器之間設(shè)置有電離室，其中，所述電離室包括可移動(dòng)的第一電離室和第二電離室，所述第一電離室和第二電離室上均設(shè)有反射鏡。
[0011]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述第一電離室為陶瓷/云母電離室，所述第一電離室上設(shè)有玻璃反射鏡。
[0012]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述第二電離室為塑料電離室，所述第二電離室上設(shè)有塑料反射鏡。
[0013]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述束流均整過濾組件為均整器。[0014]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述均整器設(shè)置在第一電離室和初級(jí)準(zhǔn)直器之間。
[0015]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述束流均整過濾組件為散射箔，所述散射箔設(shè)置在初級(jí)準(zhǔn)直器的入口處和/或出口處。
[0016]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述第一電離室和第二電離室呈一體設(shè)置，并與同一驅(qū)動(dòng)裝置相連。
[0017]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述第一電離室和第二電離室呈分離設(shè)置，并分別和不同的驅(qū)動(dòng)裝置相連。
[0018]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述反射鏡和控制其移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置相連。
[0019]上述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其中，所述反射鏡通過螺釘、螺栓、鉚釘、銷、鍵、鏈、焊接、膠接或鉚接分別固定在第一電離室和第二電離室上。
[0020]本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實(shí)用新型提供的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，將電離室和反射鏡作為一個(gè)整體組合在一起，在輻射頭里安裝兩套可移動(dòng)的電離室-反射鏡組合，從而大大提高了同時(shí)具有光子線和電子線的醫(yī)用電子直線加速器中電離室和反射鏡系統(tǒng)的整體使用壽命，同時(shí)大大簡(jiǎn)化輻射頭以及系統(tǒng)中與電離室相關(guān)的結(jié)構(gòu)，包括省去電離室上方的信號(hào)補(bǔ)償設(shè)計(jì)、省去電離室下方的背散射輻射對(duì)電離室信號(hào)影響的校正和糾錯(cuò)工作等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的輻射頭在光子線模式下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的輻射頭在電子線模式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:
[0024]I初級(jí)準(zhǔn)直器 2第一電離室3第二電離室
[0025]4玻璃反射鏡 5塑料反射鏡6上準(zhǔn)直器
[0026]7下準(zhǔn)直器 8多葉光柵9均整器
[0027]10散射箔11可見光光源12靶
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0029]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的輻射頭在光子線模式下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的輻射頭在電子線模式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 請(qǐng)參加圖1和圖2，本實(shí)用新型提供的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線依次設(shè)置的初級(jí)準(zhǔn)直器1、束流均整過濾組件、上準(zhǔn)直器6、下準(zhǔn)直器7和多葉光柵8，初級(jí)準(zhǔn)直器I和上準(zhǔn)直器6之間設(shè)置有電離室，電離室包括可移動(dòng)的第一電離室2和第二電離室3，第一電離室2和第二電離室3上均設(shè)有反射鏡。本實(shí)施例中，第一電離室2為陶瓷/云母電離室，第一電離室2上設(shè)有玻璃反射鏡4，玻璃反射鏡4通過在玻璃上鍍膜的方法制作。第二電離室3為塑料電離室，第二電離室3上設(shè)有塑料反射鏡5，塑料反射鏡5通過在塑料薄膜上鍍鋁膜的方式制作。玻璃反射鏡4和塑料反射鏡5可以通過螺釘、螺栓、鉚釘、銷、鍵、鏈、焊接、膠接或鉚接等方式連接在第一電離室2和第二電離室3上，使反射鏡和電離室作為整體使用?？梢姽夤庠?1的位置與玻璃反射鏡4和塑料反射鏡5的安裝角度有關(guān)，當(dāng)安裝角度改變時(shí)，可見光光源11的位置也改變。
[0031]通過在輻射頭里安裝兩套電離室-反射鏡組合；即組合一:陶瓷或者云母制成的第一電離室2配備玻璃鍍膜制成的玻璃反射鏡4 ;組合二:塑料薄膜制成的第二電離室3配備塑料薄膜制成的塑料反射鏡5。較佳地，第一電離室2和第二電離室3呈一體設(shè)置，并和同一驅(qū)動(dòng)裝置相連來控制移動(dòng)，由于兩套組合使用一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，所以在移動(dòng)裝置方面并沒有將系統(tǒng)變得更復(fù)雜。第一電離室2和第二電離室3也可以呈分離設(shè)置，并和不同的驅(qū)動(dòng)裝置相連來控制移動(dòng)。所述反射鏡還可以進(jìn)一步和控制其移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置相連，在不需要發(fā)射鏡的時(shí)候?qū)⑵湟瞥觥?br> [0032]請(qǐng)繼續(xù)參見圖1，在光子線模式下，移入陶瓷或者云母制成的第一電離室2和玻璃反射鏡4 ;所述束流均整過濾組件為均整器9 ;均整器9設(shè)置在第一電離室2和初級(jí)準(zhǔn)直器I之間；均整器9也可以設(shè)置在初級(jí)準(zhǔn)直器內(nèi)。該模式下，使用陶瓷或云母制成的電離室無需考慮背散射的屏蔽或校正問題，消除了高劑量率模式下束流均整過濾器從輻射路徑上移走后，電離室不工作的問題。
[0033]請(qǐng)繼續(xù)參見圖2，在電子線模式下，移出第一電離室2和玻璃反射鏡4，移入塑料薄膜制成的第二電離室3和塑料反射鏡5 ;所述束流均整過濾組件為散射箔10，所述散射箔10設(shè)置在初級(jí)準(zhǔn)直器I的入口處和/或出口處。雖然使用塑料薄膜制成的電離室，但電子線模式不需要屏蔽板，所以在系統(tǒng)中可以移除屏蔽板的設(shè)計(jì)或節(jié)省校正的工作。
[0034]綜上，本實(shí)用新型提供的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，將電離室和反射鏡作為一個(gè)整體組合在一起，在輻射頭里安裝兩套可移動(dòng)的電離室-反射鏡組合，由于減去了塑料薄膜制成的電離室和反射鏡接受的光子線的輻射，而且在實(shí)際使用中，電子線比光子線使用的頻率低很多，所以塑料薄膜接受到的整體輻射量大幅下降；從而大大提高了醫(yī)用電子直線加速器中電離室和反射鏡系統(tǒng)的整體使用壽命；而在使用頻率較高的光子線模式下可以獲得最穩(wěn)定可靠的電離室輸出信號(hào)和最穩(wěn)定的光野模擬。
[0035]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線設(shè)置的初級(jí)準(zhǔn)直器、束流均整過濾組件、上準(zhǔn)直器和下準(zhǔn)直器，所述初級(jí)準(zhǔn)直器和上準(zhǔn)直器之間設(shè)置有電離室，其特征在于，所述電離室包括可移動(dòng)的第一電離室和第二電離室，所述第一電離室和第二電離室上均設(shè)有反射鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述第一電離室為陶瓷/云母電離室，所述第一電離室上設(shè)有玻璃反射鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述第二電離室為塑料電離室，所述第二電離室上設(shè)有塑料反射鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述束流均整過濾組件為均整器。
5.如權(quán)利要求4所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述均整器設(shè)置在第一電離室和初級(jí)準(zhǔn)直器之間。
6.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述束流均整過濾組件為散射箔，所述散射箔設(shè)置在初級(jí)準(zhǔn)直器的入口處和/或出口處。
7.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述第一電離室和第二電離室呈一體設(shè)置，并與同一驅(qū)動(dòng)裝置相連。
8.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述第一電離室和第二電離室呈分離設(shè)置，并分別和不同的驅(qū)動(dòng)裝置相連。
9.如權(quán)利要求7或8所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述反射鏡和控制其移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置相連。
10.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述反射鏡通過螺釘、螺栓、鉚釘、銷、鍵、鏈、焊接、膠接或鉚接分別固定在第一電離室和第二電離室上。
【文檔編號(hào)】H05H7/22GK203788541SQ201420097856
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】劉艷芳, 劉靜, 沃爾特·阿基拉 申請(qǐng)人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司