[發明專利]一種小型化閃光放射治療裝置

在審

• 申請號: 202010524360.7
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111481840A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 黎明;楊興繁;吳岱;王建新;李鵬;肖德鑫;趙劍衡;陳門雪;單李軍;徐勇;沈旭明;和天慧;胡棟材;周奎;王漢斌;勞成龍;羅星;白燕;閆隴剛;陳立均;劉宇;劉婕;周征;張德敏;潘清;柏偉;陳亞男;鄧仕鈺;李文君;宋志大
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

本發明公開一種小型化閃光放射治療裝置，包括柵控電子槍、常溫射頻直線加速器、時域合成射頻功率源、X射線靶以及準直器，柵控電子槍通過第一傳輸線將電子束傳導至常溫射頻直線加速器，時域合成射頻功率源給常溫射頻直線加速器提供微波，常溫射頻直線加速器通過第二傳輸線將電子束傳導至X射線靶，電子束轟擊到X射線靶上生成X射線，X射線經由準直器照射到目標靶上。根據本發明的小型化閃光放射治療裝置，可以提供長宏脈沖高劑量率X射線，在短時間內給予目標靶區非常高的照射劑量，滿足閃光放射治療的要求，達到更好的放射治療效果。

技術領域

本發明屬于放射裝置領域，具體地說涉及一種醫用小型化閃光放射治療裝置。

背景技術

目前我國的癌癥發病率越來越高，已經成為危害我國人民健康的最大殺手之一，通常的治療手段有手術、化療、放射治療等。

放射治療的原理是通過一定能量的放射線作用于細胞產生電離效應，并在局部釋放大量能量，破壞癌細胞的DNA鏈，從而達到抑制和殺傷腫瘤細胞的目的，其基本原則是在保證腫瘤組織接受足夠致死劑量的同時最大限度保護危及器官少受或免受輻射損傷。在常規劑量率照射的條件下，通過改進放療機器射野的適形程度，最終達到盡可能精準的照射腫瘤組織而減少正常組織的照射范圍。但是由于人體器官結構的特殊性，放療過程中正常組織必然會接受一定劑量的射線照射，尤其是與腫瘤組織緊鄰的正常組織。正常組織受到照射之后的嚴重毒副反應也是患者治療相關性死亡的重要原因之一。因此，正常組織的劑量限制性毒性仍是腫瘤放射治療發展的主要阻力之一。

目前的醫用加速器放射劑量率約0.1Gy/s，腫瘤患者完成全部放射共約7.5小時，約分布在1.5月進行。除了患者整體治療時間長，耗費人力成本大之外，隨著放射治療的總劑量的累積，正常組織的放射毒性逐步顯現。毒性反應中最常見的放射性肺損傷，放射性心臟毒性更是不少腫瘤已經治愈患者的一大致死原因。另一方面，腫瘤放療科醫生因擔心正常組織的嚴重毒副反應，而被迫犧牲腫瘤靶區的治療劑量，導致患者腫瘤不能長期控制，最終復發的案例也讓人十分痛心。如何在治療腫瘤同時控制治療相關的毒副反應，成為目前腫瘤放射治療學急需突破的瓶頸。

根據文獻報道，通過提高X射線的放射劑量率至10⁶Gy/s至10⁸Gy/s時，可以使得正常組織的放射敏感性下降(出現射線抵抗，毒副反應減小)，但腫瘤組織仍然對射線敏感，這一現象叫做“閃光效應”，出現“閃光效應”的條件是在極短時間內(通常為納秒至百毫秒量級)發放高劑量率射線，這一手段叫做“閃光放療”。“閃光放療”是目前有可能突破正常組織劑量限制性毒性的一種放射方法。

而現有的放療裝置無法提供長脈沖的高劑量率X射線。

發明內容

針對現有技術的種種不足，為了解決上述問題，現提出一種小型化閃光放射治療裝置。本發明提供如下技術方案：

一種小型化閃光放射治療裝置，包括用于產生長脈沖電子束的柵控電子槍、用于給電子束增能的常溫射頻直線加速器、用于給常溫射頻直線加速器提供長脈沖微波功率的時域合成射頻功率源、用于電子束轟擊產生X射線的X射線靶以及用于調整X射線照射區域的準直器，電子源通過第一傳輸線將電子束傳導至常溫射頻直線加速器，常溫射頻直線加速器通過第二傳輸線將電子束傳導至X射線靶，電子束轟擊到X射線靶上生成X射線，X射線經由準直器照射到需要放射治療的目標靶上。

進一步的，所述柵控電子槍產生電子束的脈沖時間長度可調，調節范圍為10微秒到10毫秒。

進一步的，所述柵控電子槍為微波柵控熱陰極電子槍或高壓脈沖柵控熱陰極電子槍。

進一步的，所述微波柵控熱陰極電子槍產生高平均流強1-100mA、長宏脈沖10微秒到10毫秒的電子束，經過第一傳輸線注入到常溫射頻直線加速器進行增能，將電子能量增加到9-15MeV。