一种加速管能量调节装置及驻波加速管的制作方法

本发明涉及一种高效率加速管能量调节装置，该能量调节装置位于加速管的特定位置，属于医用加速器技术领域。

背景技术：

医用电子直线加速器是目前实现放射治疗的主要设备，其中，加速管是医用加速器的核心部件，用于输出治疗用的射线，电子的加速过程就是在加速管内完成的。

根据加速结构的不同，加速管一般分为行波加速管和驻波加速管，一般情况下，驻波加速管的加速效率要高于行波加速管。驻波加速管又分为轴耦合结构和边耦合结构。

临床应用对于电子加速器提出了不同的能量要求。在治疗时要先对患者进行摆位，以验证治疗计划。摆位时一般使用keV级射线进行成像，验证合格后采用MeV级射线进行治疗。目前，大多数医用电子直线加速器使用两套射线系统，一套可以输出keV级射线，另一套可以输出MeV级射线，分别进行成像和治疗，两套系统在医用加速器上相互垂直。由于这两套系统不同源，在摆位和治疗过程中容易造成较大的系统误差和随机误差，影响治疗效果。

目前已有多种同源双束加速管或能量开关的专利，但大多结构复杂，至少需要两个以上的能量开关，或者需要两根以上的失谐短路棒，这样造成了机械结构和控制系统的复杂。有的能量开关会占用加速管的空间，降低了加速效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种高效率的加速管能量调节装置及具有该调节装置的驻波加速管，使得能够在同一根加速管中能够分别产生keV能量的射线和MeV能量的射线，在同一台设备上实现病灶的成像和治疗，避免病灶摆位和治疗的位置误差，提高治疗位置的准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种加速管能量调节装置，其特征在于：包括三个调节加速腔、两个轴耦合腔、一个边耦合腔及一失谐短路棒，在相邻两个调节加速腔之间设置一个所述轴耦合腔，三个所述调节加速腔通过两个所述轴耦合腔连接成一个电子束流通道；所述边耦合腔连接两端的调节加速腔；所述失谐短路棒为一可移动部件，具有位于中间的调节加速腔的第一工作位置和位于边耦合腔的第二工作位置。

所述边耦合腔通过边耦合孔与所述调节加速腔连通。

所述轴耦合腔与相邻的调节加速腔通过轴耦合孔连接。

一种驻波加速管，在任意相邻的加速腔之间设置有如上任一所述的加速管能量调节装置。

驻波加速管的加速腔与所述加速管能量调节装置的调节加速腔之间采用所述轴耦合腔连接。

本发明加速管能量调节装置包括三个加速腔、两个轴耦合腔和一个边耦合腔，边耦合腔连接两端的加速腔，且与中间的一个加速腔共用一根失谐短路棒，失谐短路棒在边耦合腔和中间加速腔中来回移动。失谐短路棒离开边耦合腔，进入加速腔时，电子束处于减速状态，可以输出keV级能量的射线，用于成像。失谐短路棒离开加速腔，进入边耦合腔时，电子束处于加速状态，可以输出MeV级能量的射线，用于治疗。

加速管选用驻波直线加速管，既可以是轴耦合加速管，也可以是边耦合加速管。

本发明的边耦合腔和中间加速腔共用一根失谐短路棒，失谐短路棒在边耦合腔和中间加速腔中来回移动。在对患者进行摆位时，失谐短路棒离开边耦合腔，进入中间加速腔中，此时，中间加速腔处于失谐状态，加速管输出keV级能量的射线，keV级能量的射线用于成像，摆位结束后，失谐短路棒离开中间加速腔，进入边耦合腔中，此时，边耦合腔处于失谐状态，加速管输出MeV级能量的射线，MeV级能量的射线用于对病灶的照射治疗，这样，通过同一根加速管实现成像和治疗，能够确保治疗的精确性。

本发明与现有技术相比，可以使一台加速器同时具有成像和治疗的功能，提高了治疗效果，降低了治疗成本，且操作简便，具有突出的实质性特点和显著的进步。另外，本发明只有一根失谐短路棒，仅需要一套控制系统，且不占用加速管空间，不会降低加速管的加速效率。与现有技术相比，结构简单，易于操作，在加工过程中也便于调谐，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1是本发明加速管能量调节装置的结构示意图；

图2是本发明驻波加速管的结构示意图；

附图标记列表：1—失谐短路棒，2—边耦合腔，3、9、10—加速腔，4—束流通道， 5、7、11—轴耦合腔，6—中间加速腔，8—边耦合孔，12—轴耦合孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明加速管能量调节装置，如图1所示，包括一个边耦合腔2，与边耦合腔相邻的两个加速腔3和9，两个加速腔之间设有两个轴耦合腔5和7，一个加速腔6，边耦合腔2通过边耦合孔8与加速腔3和9连通，边耦合腔2与中间加速腔6共用一根失谐短路棒1，失谐短路棒1在边耦合腔2和中间加速腔6中来回移动。

失谐短路棒1离开边耦合腔2，进入中间加速腔6时，加速管处于减速状态，可以输出keV级能量的射线，用于成像。

失谐短路棒1离开中间加速腔6，进入边耦合腔2时，加速管处于加速状态，可以输出MeV级能量的射线，用于治疗。

本发明驻波加速管，如图2所示，具有如图1所示的加速管能量调节装置，该加速管能量调节装置位于医用加速器加速管的具体位置由加速器的能量需求决定,加速管由若干个并排的加速腔3、9、10组成，任意相邻的加速腔10之间设置有轴耦合腔11，任意轴耦合腔11均和与其相邻的加速腔10通过轴耦合孔12连接，边耦合腔2位于加速管的边部，加速管的轴向中心线设置有束流通道4。

加速管选用驻波直线加速管，既可以是轴耦合加速管，也可以是边耦合加速管。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。