[發明專利]一種用于直線加速器的控制方法及直線加速器

有效

• 申請號: 201710761907.3
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107580404B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 傅費超;章衛;王夢珂;徐一鳴
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技有限公司
• 主分類號: H05H5/02
• 分類號: H05H5/02;H05G1/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種用于直線加速器的控制方法以及應用該方法的直線加速器，該控制方法用于穩定直線加速器的出射射線的劑量率，所述直線加速器包括用于產生加速微波脈沖的微波功率源、用于對注入電子脈沖進行加速的加速管和用于調諧所述加速微波脈沖頻率的自動穩頻模塊，其中，在有射線束流的第一狀態和無射線束流的第二狀態切換期間，所述自動穩頻模塊將所述加速微波脈沖頻率鎖定至所述加速管在第一狀態或第二狀態時的工作頻率。本發明的方法以及直線加速器能夠使出射的射線束流具有穩定的劑量率。

技術領域

本發明主要涉及直線加速器領域，尤其涉及一種穩定出射射線束流劑量率的方法及直線加速器。

背景技術

錐束CT(Cone beam computed tomography，CBCT)的基本原理如圖1所示，錐形束X射線源10和探測器2位置相對固定，共同圍繞被檢測物3沿方向A旋轉掃描，獲得被檢測物3在各個角度的二維投影圖像，然后利用重建算法構建出被檢測物3內部的三維圖像。目前，CBCT已被廣泛的應用于口腔、頭顱等成像，還被應用于圖像引導放療設備(Image GuidedRadiation Therapy，IGRT)中的擺位確認。

一般而言，CBCT由一圈360幅圖，或者半圈180幅圖構成，單幅圖對應某一個短時間出束(例如60毫秒)，兩幅圖之間不出束(即停束，例如140毫秒)僅運動機架。在上述的旋轉掃描過程中，從成像束流的角度來說，CBCT的工作流是出束-停束-出束-停束的反復。

圖2示出了一種現有的X射線源10，其包括電子注入器11、加速管12、成像靶13、自動穩頻(Automatic Frequency Control，AFC)模塊14、磁控管15和環流器16。請結合參考圖2和圖3，電子注入器11產生注入電子脈沖(INJ Pulse)并注入到加速管12，磁控管15產生加速微波脈沖(RF Pulse)并經由環流器16輸出到加速管12。當注入電子脈沖和加速微波脈沖重合(同步，Rephasing)時，注入的電子能夠被加速，被加速的電子脈沖(E Pulse)轟擊成像靶13從而輸出成像束流(X-ray Pulse)，即X射線源10出束射線束流。當注入電子脈沖和加速微波脈沖無重合時，注入的電子不能夠被加速，也就不產生成像束流，即X射線源10停束。因此，X射線源10通常采用改變注入電子脈沖和加速微波脈沖的時延，使注入電子脈沖和加速微波脈沖在同步和異步之間切換，從而在出束和停束間切換。

考慮到加速管12的狀態會隨著系統的溫度等因素變化而變化，因此需要AFC模塊14來匹配輸入到加速管12的加速微波脈沖頻率和加速管12的工作頻率。如果加速微波脈沖頻率和加速管12的工作頻率失配，則會導致成像束流的劑量率減小。通常而言，在系統開啟后，AFC模塊14持續地根據經環流器16返回的入射波(FWD)和反射波(REF)調諧加速微波脈沖信號頻率，以使加速微波脈沖頻率與加速管12的工作頻率保持匹配，從而使成像束流的劑量率保持穩定。然而，在AFC模塊14持續工作的情況下，還是會出現成像束流的劑量率不穩定的情形，影響了成像質量，這是CBCT尤其是MV級CBCT等醫療成像設備亟需解決的一項技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種穩定射線束流的方法以及應用該方法的直線加速器，其能夠使出射的射線束流具有穩定的劑量率。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種用于直線加速器的控制方法，所述直線加速器包括用于產生加速微波脈沖的微波功率源、用于對注入電子脈沖進行加速的加速管、用于調諧所述加速微波脈沖頻率的自動穩頻模塊和用于將加速后的電子脈沖轉化為射線束流的靶，其特征在于，在有射線束流的第一狀態和無射線束流的第二狀態切換期間，所述自動穩頻模塊將所述加速微波脈沖頻率鎖定至所述加速管在第一狀態或第二狀態時的工作頻率。

在本發明的一實施例中，所述第二狀態包括所述注入電子脈沖與所述加速微波脈沖異步的狀態，或者所述注入電子脈沖被關閉同時所述加速微波脈沖開啟的狀態。