加速管及其控制方法、加速管控制器和放射治療系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療設備領域，具體涉及一種加速管及其控制方法、加速管控制器和放射治療系統。
【背景技術】
[0002]加速管是加速器的關鍵部件，它把從電子槍注入的電子在射頻電場作用下加速到高能，最后打靶產生高能X射線。根據加速電子的方式的不同，加速管分為行波加速管和駐波加速管兩種。
[0003]影像引導放射治療(Image Guide Radiat1n Therapy, IGRT)是一種放射治療技術，在放射治療領域中具有廣泛的應用。應用IGRT技術的加速器即IGRT加速器。
[0004]IGRT加速器通常采用駐波加速管對電子進行加速。在工作時，既可以產生千伏級的電子束，也可以產生兆伏級的電子束。其中所述千伏級的電子束打在所述IGRT加速器的成像靶上，可以產生用于成像的X射線。所述兆伏級的電子束可以用于對患者體內的病灶進行放射治療。其中，所述千伏級的電子束以及所述兆伏級的電子束既可以由具有同一個放射源的IGRT加速器即同源的IGRT加速器產生，也可以由具有不同放射源的IGRT加速器產生。
[0005]因此，所述IGRT加速器不僅可以用于放射治療，還可以在治療前或治療過程中，對患者體內的病灶或者正常器官進行監控，通過產生的影像來引導放射治療，可以減少由于病灶移動等原因所引起的放射治療的誤差。
[0006]目前，有些同源IGRT加速管，雖然可以達到一定的成像質量，但實現方法較復雜。總體而言，現有的加速管難以通過簡單的結構獲得不同能量的電子束。
【發明內容】
[0007]本發明實施例解決的問題包括如下其中之一:如何實現一種結構更加簡單且能量分布更加廣泛或能級分布區間大的加速管。
[0008]為解決上述問題，本發明實施例提供一種加速管，所述加速管包括至少三個加速腔，各相鄰的加速腔之間通過耦合腔耦合連接，至少一個耦合腔內設置有第一開關部件，所述第一開關部件適于打開或關閉所述耦合腔，且設置有所述第一開關部件的耦合腔所連接的相鄰加速腔之間設置有適于貫通所述相鄰加速腔以用于功率在所述相鄰加速腔之間直接耦合傳遞的耦合通道，所述耦合通道平行于所述加速管的束流通道，與所述耦合腔的位置不相同且相對于所連通的加速腔非中心對稱，在所述耦合通道上設置有第二開關部件，所述第二開關部件適于打開或關閉所述耦合通道。
[0009]具體地，當所述第一開關部件打開各相鄰的加速腔之間設置的耦合腔，且所述第二開關部件關閉各加速腔之間設置的耦合通道時，所述加速管中任意相鄰的加速腔內產生場強反相的電場，并且當所述第二開關部件打開一個耦合通道，且所述第一開關部件關閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設置的耦合腔時，所述耦合通道貫通的加速腔內產生場強同相的電場。
[0010]可選地，所述第一開關部件和第二開關部件至少其中之一為短路棒。
[0011]可選地，所述耦合腔為邊耦合腔。
[0012]可選地，所述耦合通道的位置被配置成與設置所述加速管加速所需能量相關聯。
[0013]可選地，所述耦合通道設置在所述兩個加速腔腔壁距離最近的位置。
[0014]為解決上述問題，本發明實施例還提供了一種放射治療系統，所述系統包括加速器以及與所述加速器耦接的控制器，其中:
[0015]所述加速器包括:電子槍及與所述電子槍連接的加速管，所述加速管為上述實施例中所述的任一種加速管；
[0016]所述控制器適于根據接收到的控制所述加速管工作模式的指令，控制相應位置的加速腔內電場的場強相位。
[0017]可選地，所述控制器適于當接收到指示所述加速管工作在第一模式的指令時，控制所述第一開關部件和第二開關部件，以打開各相鄰的加速腔之間設置的耦合腔，關閉各加速腔之間設置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內產生場強反相的電場；并適于當接收到指示所述加速管工作在第二模式的指令時，控制所述第一開關部件和第二開關部件，以打開一個耦合通道，且關閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內產生場強同相的電場。
[0018]為解決上述問題，本發明實施例還提供了一種加速管控制器，所述加速管為上述本發明實施例中所述的任一種加速管，所述加速管控制器包括:
[0019]指令接收單元，適于接收控制所述加速管工作模式的指令；
[0020]第一控制單元，適于當接收到指示所述加速管工作在第一模式的指令時，控制所述第一開關部件和所述第二開關部件，以打開各相鄰的加速腔之間設置的耦合腔，關閉各加速腔之間設置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內產生場強反相的電場；
[0021]第二控制單元，適于當接收到指示所述加速管工作在第二模式的指令時，控制所述第一開關部件和所述第二開關部件，以打開一個耦合通道，且關閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內產生場強同相的電場。
[0022]為解決上述問題，本發明實施例還提供了一種加速管控制方法，所述加速管為上述本發明實施例中所述的任一種加速管，所述控制方法包括:
[0023]接收控制所述加速管工作模式的指令；
[0024]當接收到指示所述加速管工作在第一模式的指令時，控制所述第一開關部件和所述第二開關部件，以打開各相鄰的加速腔之間設置的耦合腔，關閉各加速腔之間設置的耦合通道，使得所述加速管中任意相鄰的加速腔內產生場強反相的電場；
[0025]當接收到指示所述加速管工作在第二模式的指令時，控制所述第一開關部件和所述第二開關部件，以打開一個耦合通道，且關閉所述耦合通道貫通的兩個加速腔之間設置的耦合腔，使得所述耦合通道貫通的加速腔內產生場強同相的電場。
[0026]與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下優點:
[0027]通過在加速管中的不同的加速腔之間，根據需要選取耦合腔或耦合通道，并通過耦合腔或耦合通道中所設置的開關部件控制相應耦合腔或耦合通道的打開或關閉，來控制所述耦合腔或耦合通道所連通的相鄰加速腔中的電場的場強相位，進而控制電場中經過的電子束的加速或減速的狀態，最終可以根據需要獲得不同能量的電子束，從而采用一個加速管可以滿足用戶的不同需求。并且，相比于現有加速管，上述加速管結構更加簡單，更加方便用戶的使用。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明實施例中的加速管處于第一工作模式時的剖面結構示意圖；
[0029]圖2是本發明實施例中的加速管處于第二工作模式時的剖面結構示意圖；
[0030]圖3是本發明實施例中的加速管處于第一工作模式時各加速腔內的電場分布圖；
[0031]圖4是本發明實施例中的加速管處于第二工作模式時各加速腔內的電場分布圖；
[0032]圖5是本發明實施例中的放射治療系統的結構示意圖；
[0033]圖6是本發明實施例中的加速管控制器結構示意圖；
[0034]圖7是本發明實施例中的加速管控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0035]如前所述，現有的加速管難以通過簡單的結構獲得不同能量的電子束。例如，目前，在有些同源加速器中，將加速管分成兩部分，其中一部分用于獲得最佳的電子束，另一部分中設置可調移相器和功率衰減器，用于改變所述最佳的電子束的能量，從而可以達到一定的成像質量，但由于可調移相器和功率衰減器的增加，使得所述同源IGRT加速器實現較復雜。
[0036]針對上述問題，本發明實施例