醫用電子直線加速器輻射頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種醫用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線設置的初級準直器、束流均整過濾組件、上準直器和下準直器，所述初級準直器和上準直器之間設置有電離室，其中，所述電離室包括可移動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有塑料反射鏡。本實用新型提供的醫用電子直線加速器輻射頭，將電離室和反射鏡組合在一起，并配備兩套可移動的電離室-反射鏡組合，從而提高同時具有光子線和電子線的輻射頭的整體使用壽命，且結構簡單，易于實施。
【專利說明】醫用電子直線加速器輻射頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種輻射頭，尤其涉及一種醫用電子直線加速器輻射頭。
【背景技術】
[0002]醫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稱性要求的輻射束流，并將輻射束流限制在一定的區域內，得到臨床需要的不同尺寸的輻射野。典型的輻射頭由初級準直器、束流均整過濾組件、電離室、輻射野光學模擬系統(模擬燈和反射鏡)、一對上準直器，一對下準直器和多葉光柵系統。
[0003]電離室安裝在束流均整過濾器的下方。它是一種探測電離輻射的氣體探測器，由收集極、高壓極、接地極組成，以氣體作為電離介質。當X射線或者電子線照射電離室時，先與電離室壁作用，通過光電吸收、康普頓散射和電子對生成作用損失能量，產生次級電子，次級電子進入電離室空氣空腔，使電離室內空氣電離，并在電場作用下形成電離電流，然后通過收集極輸出到測量控制單元，以檢測輻射的強度、平坦度和對稱性。由于X射線的穿透能力強，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電層作為各個電極。由于云母片和陶瓷片是硬質材料，故可將作為電離介質的氣體密封在基板內，以消除環境溫度和氣壓對電離電流的影響。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，會隨溫度和氣壓的變化而變化，導致電離電流的輸出信號不穩定，所以用塑料薄膜做基板的電離室通常采用開放式結構，同時需要實時監測電離室使用環境的氣壓和溫度，對輸出信號進行相應的校正。雖然用作基板的薄膜采用耐輻射能力較強的塑料膜，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準直器距離電離室很近，當射線穿過電離室、照射在準直器時，會產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被云母片和陶瓷板阻擋，不會進入電離室內部；如果使用塑料薄膜電離室，背散射二次電子會進入電離室空氣空腔，產生信號，這部分信號會對電離室的輸出信號產生較大的錯誤的影響，并隨著上準直器和下準直器的位置和開合大小變化而變化，使得劑量監測系統無法正常工作，甚至導致病人接受到與預期不同的劑量。由于上準直器和下準直器的位置和開合大小變化組合情況非常繁多，對電離室的影響也就非常復雜，難以通過校正因子準確校正。此外，引起空氣電離的主要是次級電子。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，產生足夠的二次電子，以進一步電離空氣、產生信號。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，無法在X射線作用下產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，產生的二次電子會進入緊挨著均整器下方的電離室并產生信號，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入電離室空氣空腔，電離室以及劑量監測系統將無法工作。
[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直器和多葉光柵形成的輻射野。在機器使用前，需要將可見光模擬的光野與射野校準一致。反射鏡有兩種選擇:1.可采用玻璃上鍍膜的方法制作，對穿透能力強的X射線的影響很小；
2.對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10年以上，并且輸出的信號穩定，無需因溫度或氣壓變化而進行校正。同樣，在只具有光子線的加速器系統里，通常使用玻璃做反射鏡，它的使用壽命也可達10年以上。在此系統里，電離室和反射鏡都是非移動部件。
[0006]在同時具有光子線和電子線的醫用電子直線加速器里，現有的幾種方案，都是將電離室和反射鏡分別作為獨立的個體設計和安裝使用的。
[0007]例如，現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部件。塑料薄膜制成的電離室作為光電兩用電離室使用時，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直器背散射回來的輻射對電離室信號的影響。例如醫科達在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，因為電子射線穿透能力弱，屏蔽板會對電子線產生較強的消減作用。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。這些需要移動的防背散射板和補償板又增加了輻射頭結構的復雜性。
[0008]現有另外一種方案是在輻射頭里安裝兩個電離室:一個用于監測光子線的陶瓷或云母制成的密閉式電離室，和一個用于監測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到相應位置進行監測；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到相應位置進行監測。使用鍍膜的玻璃作為反射鏡，當模擬的光野與射野的校準工作完成后，將鏡子移出射野，之后再出輻射束。但是在有的系統中，會使用反射鏡對多葉光柵進行定位，故將鏡子移出射野的方案不可行。
實用新型內容
[0009]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種醫用電子直線加速器輻射頭，能夠提高同時具有光子線和電子線的醫用電子直線加速器中電離室和反射鏡系統的整體使用壽命，且結構簡單，易于實施。
[0010]本實用新型為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種醫用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線設置的初級準直器、束流均整過濾組件、上準直器和下準直器，所述初級準直器和上準直器之間設置有電離室，其中，所述電離室包括可移動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有反射鏡。
[0011]上述的醫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有玻璃反射鏡。
[0012]上述的醫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有塑料反射鏡。
[0013]上述的醫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]上述的醫用電子直線加速器輻射頭，其中，所述均整器設置在第一電離室和初級準直器之間。
[0015]上述的醫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，所述散射箔設置在初級準直器的入口處和/或出口處。
[0016]上述的醫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置，并與同一驅動裝置相連。
[0017]上述的醫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置，并分別和不同的驅動裝置相連。
[0018]上述的醫用電子直線加速器輻射頭，其中，所述反射鏡和控制其移動的驅動裝置相連。
[0019]上述的醫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]本實用新型對比現有技術有如下的有益效果:本實用新型提供的醫用電子直線加速器輻射頭，將電離室和反射鏡作為一個整體組合在一起，在輻射頭里安裝兩套可移動的電離室-反射鏡組合，從而大大提高了同時具有光子線和電子線的醫用電子直線加速器中電離室和反射鏡系統的整體使用壽命，同時大大簡化輻射頭以及系統中與電離室相關的結構，包括省去電離室上方的信號補償設計、省去電離室下方的背散射輻射對電離室信號影響的校正和糾錯工作等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例中的輻射頭在光子線模式下的結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例中的輻射頭在電子線模式下的結構示意圖。
[0023]圖中:
[0024]I初級準直器 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上準直器
[0026]7下準直器 8多葉光柵9均整器
[0027]10散射箔11可見光光源12靶
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0029]圖1為本實用新型實施例中的輻射頭在光子線模式下的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例中的輻射頭在電子線模式下的結構示意圖。
[0030] 請參加圖1和圖2，本實用新型提供的醫用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線依次設置的初級準直器1、束流均整過濾組件、上準直器6、下準直器7和多葉光柵8，初級準直器I和上準直器6之間設置有電離室，電離室包括可移動的第一電離室2和第二電離室3，第一電離室2和第二電離室3上均設有反射鏡。本實施例中，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。可見光光源11的位置與玻璃反射鏡4和塑料反射鏡5的安裝角度有關，當安裝角度改變時，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呈一體設置，并和同一驅動裝置相連來控制移動，由于兩套組合使用一個驅動裝置，所以在移動裝置方面并沒有將系統變得更復雜。第一電離室2和第二電離室3也可以呈分離設置，并和不同的驅動裝置相連來控制移動。所述反射鏡還可以進一步和控制其移動的驅動裝置相連，在不需要發射鏡的時候將其移出。
[0032]請繼續參見圖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設置在第一電離室2和初級準直器I之間；均整器9也可以設置在初級準直器內。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]請繼續參見圖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設置在初級準直器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，所以在系統中可以移除屏蔽板的設計或節省校正的工作。
[0034]綜上，本實用新型提供的醫用電子直線加速器輻射頭，將電離室和反射鏡作為一個整體組合在一起，在輻射頭里安裝兩套可移動的電離室-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；從而大大提高了醫用電子直線加速器中電離室和反射鏡系統的整體使用壽命；而在使用頻率較高的光子線模式下可以獲得最穩定可靠的電離室輸出信號和最穩定的光野模擬。
[0035]雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本實用新型的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
【權利要求】
1.一種醫用電子直線加速器輻射頭，包括沿同一中心軸線設置的初級準直器、束流均整過濾組件、上準直器和下準直器，所述初級準直器和上準直器之間設置有電離室，其特征在于，所述電離室包括可移動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有反射鏡。
2.如權利要求1所述的醫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有玻璃反射鏡。
3.如權利要求1所述的醫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有塑料反射鏡。
4.如權利要求1所述的醫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.如權利要求4所述的醫用電子直線加速器輻射頭，其特征在于，所述均整器設置在第一電離室和初級準直器之間。
6.如權利要求1所述的醫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，所述散射箔設置在初級準直器的入口處和/或出口處。
7.如權利要求1所述的醫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置，并與同一驅動裝置相連。
8.如權利要求1所述的醫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置，并分別和不同的驅動裝置相連。
9.如權利要求7或8所述的醫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的驅動裝置相連。
10.如權利要求1所述的醫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】H05H7/22GK203788541SQ201420097856
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月5日 優先權日:2014年3月5日
【發明者】劉艷芳, 劉靜, 沃爾特·阿基拉 申請人:上海聯影醫療科技有限公司