本發(fā)明屬于x射線放療設備領域，具體涉及一種多管芯聚焦x射線源實現(xiàn)flash(超高劑量率)放療的設備。

背景技術：

1、癌癥是人類繼心血管疾病后的第二大疾病，其中放射治療是癌癥患者大多數需要經歷的治療，目前放射治療的粒子主要有x射線，伽馬射線，電子，質子，重離子，其中x射線放療是醫(yī)院常用的放療方式。放射治療在對腫瘤細胞殺傷的同時也會損害正常組織細胞，因此在保證腫瘤細胞殺傷的同時降低對人體正常細胞的損傷十分重要。

2、flash放療是一種新型的放射治療技術，其特點是在極短的時間內(通常為毫秒級)向腫瘤組織輸送高劑量的射線。與傳統(tǒng)的低劑量率放療相比，flash放療能夠在減輕正常組織損傷的同時，有效殺滅腫瘤細胞。flash放療與傳統(tǒng)的低劑量率放療相比具有以下優(yōu)勢：(1)flash放療能夠在短時間內向腫瘤組織輸送高劑量的射線，有效殺滅腫瘤細胞；(2)flash放療能夠在減輕正常組織損傷的同時，有效殺滅腫瘤細胞，這使其具有良好的生物學效應；(3)flash放療的治療時間通常只有幾秒鐘，這使得患者能夠在短時間內完成治療，減輕患者的痛苦。flash放療技術仍處于臨床前研究階段，但其具有廣闊的應用前景，有望為腫瘤治療帶來革命性的突破。目前，flash放療的機制尚不清楚，需要在小動物模型上開展更多的實驗研究來驗證flash放療對不同類型腫瘤的療效以及對不同正常組織的保護效果，進一步闡明其作用機制。因此開發(fā)小動物flash放療設備，并在小動物模型上進行系統(tǒng)研究，將是未來推動這一技術向臨床應用轉化的重要步驟。

3、flash放療技術依賴于在極短時間(通常為毫秒級)內提供超高劑量率的輻射，通常要求劑量率超過40gy/s。目前，能夠達到這一要求的設備包括高劑量率電子加速器、改造后的醫(yī)用直線加速器、質子放療設備和同步輻射加速器等。然而，這些設備面臨著高昂的造價、巨大的占地面積和高昂的維護成本，導致其難以在各個研究單位廣泛安裝，從而限制了研究人員對flash放療的廣泛研究。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術中所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種多管芯聚焦x射線源實現(xiàn)flash放療的設備。

2、本發(fā)明要解決的技術問題通過以下技術方案實現(xiàn)：

3、一種多管芯聚焦x射線源實現(xiàn)flash放療的設備，包括：x射線屏蔽倉、多管芯聚焦x射線源、目標承載裝置和高壓發(fā)生裝置；

4、其中，所述多管芯聚焦x射線源和所述目標承載裝置位于所述x射線屏蔽倉內；所述高壓發(fā)生裝置位于所述x射線屏蔽倉外；所述高壓發(fā)生裝置用于為所述多管芯聚焦x射線源供電；

5、所述多管芯聚焦x射線源包括多個x射線球管芯和用于封裝所述多個x射線球管芯的球管封裝外殼；所述多個x射線球管芯產生的x射線聚焦于所述目標承載裝置，以利用x射線聚焦對所述目標承載裝置上的目標進行flash放療。

6、可選地，所述設備還包括：球管控制裝置以及輻射劑量測量裝置；

7、所述輻射劑量測量裝置位于所述x射線屏蔽倉內，用于對所述目標接受的輻射劑量進行測量；

8、所述球管控制裝置，用于對所述多個x射線球管芯的工作狀態(tài)和工作參數進行控制。

9、可選地，所述設備還包括：x射線限束裝置；

10、所述x射線限束裝置用于對所述多管芯聚焦x射線源出射的x射線進行限束。

11、可選地，所述設備還包括：散熱裝置和溫度檢測裝置；

12、所述散熱裝置用于為所述x射線球管芯提供散熱；所述溫度檢測裝置用于對所述多個x射線球管芯的溫度進行監(jiān)測；其中，當監(jiān)測到有x射線球管芯的溫度超標時，所述球管制控制裝置控制所述多個x射線球管芯關閉，停止flash放療。

13、可選地，所述x射線球管芯的數量至少為2；所述球管封裝外殼為拱形外殼，所有x射線球管芯均勻分布于所述拱形外殼中；所述拱形外殼的內壁設有所述多管芯聚焦x射線源的出光口，所述出光口與所有x射線球管芯位于同一環(huán)形截面。

14、可選地，所述x射線球管芯的數量至少為2；所述球管封裝外殼為圓環(huán)柱形外殼，所有x射線球管芯均勻分布于所述圓環(huán)柱形外殼的軸線的周圍；所述圓環(huán)柱形外殼的內壁設有所述多管芯聚焦x射線源的出光口。

15、可選地，所述出光口為亞克力窗；所述亞克力窗為密封圈、亞克力板和鋼圈依次疊加形成的密封窗。

16、可選地，所述球管封裝外殼的一端設設有管芯入口，所述管芯入口用于向所述球管封裝外殼中放入所述x射線球管芯；當x射線球管芯放入所述球管封裝外殼中后，所述管芯入口被入口堵頭密封；所述入口堵頭內側設有密封膠墊，所述密封膠墊和所述入口堵頭之間留有空隙作為膨脹間隙。

17、可選地，所述目標承載裝置包括：驅動器、移動臺和輻射倉；

18、所述輻射倉固定在所述移動臺上，所述驅動器驅動所述移動臺進行移動，以帶動所述輻射倉內的目標暴露于x射線聚焦點。

19、可選地，所述x射線屏蔽倉外部連有彎管；所述彎管連通所述x射線屏蔽倉的內部，且所述彎管連接所述x射線屏蔽倉的一端的管壁與所述x射線屏蔽倉無縫連接；所述彎管用于向所述x射線屏蔽倉中通入連接線和/或連接管。

20、本發(fā)明提供的多管芯聚焦x射線源實現(xiàn)flash放療的設備，將多個x射線球管芯集成在一起，利用x射線聚焦提高了x射線的輻射劑量率使其達到flash放療的劑量率要求，從而實現(xiàn)flash放療，有助于研究人員對flash放療進行更廣泛的研究，推動flash放療技術的進步。

21、以下將結合附圖及對本發(fā)明做進一步詳細說明。

技術特征：

1.一種多管芯聚焦x射線源實現(xiàn)flash放療的設備，其特征在于，包括：x射線屏蔽倉、多管芯聚焦x射線源、目標承載裝置和高壓發(fā)生裝置；

2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括：球管控制裝置以及輻射劑量測量裝置；

3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括：x射線限束裝置；

4.根據權利要求2所述的設備，其特征在于，所述設備還包括：散熱裝置和溫度檢測裝置；

5.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述x射線球管芯的數量至少為2；所述球管封裝外殼為拱形外殼，所有x射線球管芯均勻分布于所述拱形外殼中；所述拱形外殼的內壁設有所述多管芯聚焦x射線源的出光口，所述出光口與所有x射線球管芯位于同一環(huán)形截面。

6.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述x射線球管芯的數量至少為2；所述球管封裝外殼為圓環(huán)柱形外殼，所有x射線球管芯均勻分布于所述圓環(huán)柱形外殼的軸線的周圍；所述圓環(huán)柱形外殼的內壁設有所述多管芯聚焦x射線源的出光口。

7.根據權利要求6所述的設備，其特征在于，所述出光口為亞克力窗；所述亞克力窗為密封圈、亞克力板和鋼圈依次疊加形成的密封窗。

8.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述球管封裝外殼的一端設設有管芯入口，所述管芯入口用于向所述球管封裝外殼中放入所述x射線球管芯；當x射線球管芯放入所述球管封裝外殼中后，所述管芯入口被入口堵頭密封；所述入口堵頭內側設有密封膠墊，所述密封膠墊和所述入口堵頭之間留有空隙作為膨脹間隙。

9.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述目標承載裝置包括：驅動器、移動臺和輻射倉；

10.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述x射線屏蔽倉外部連有彎管；所述彎管連通所述x射線屏蔽倉的內部，且所述彎管連接所述x射線屏蔽倉的一端的管壁與所述x射線屏蔽倉無縫連接；所述彎管用于向所述x射線屏蔽倉中通入連接線和/或連接管。

技術總結
本發(fā)明公開了一種多管芯聚焦X射線源實現(xiàn)FLASH放療的設備包括：X射線屏蔽倉、多管芯聚焦X射線源、目標承載裝置和高壓發(fā)生裝置；多管芯聚焦X射線源和目標承載裝置位于X射線屏蔽倉內；高壓發(fā)生裝置位于X射線屏蔽倉外；高壓發(fā)生裝置為多管芯聚焦X射線源供電；多管芯聚焦X射線源包括多個X射線球管芯和用于封裝多個X射線球管芯的球管封裝外殼；多個X射線球管芯發(fā)射的X射線聚焦于待輻照目標，通過X射線聚焦方式提高輻射劑量率，實現(xiàn)對目標承載裝置上的待輻照目標進行FLASH放療。本發(fā)明提供一種基于X射線的小動物FLASH放療設備，有助于研究人員對FLASH放療進行更廣泛的基礎研究，推動FLASH放療技術的進步。

技術研發(fā)人員：曹旭,崔力文,郭佳旭,詹勇華
受保護的技術使用者：西安電子科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17