带电粒子束偏转装置及治疗系统

摘要

本发明涉及一种带电粒子束偏转装置，包括位于带电粒子束偏转轨道进口端的第一偏转磁体、位于第一偏转磁体下游侧的第二偏转磁体及位于带电粒子束偏转轨道出口端的第三偏转磁体；第一偏转磁体与第三偏转磁体均适于在至少部分带电粒子束偏转轨道内形成有均匀磁场；第二偏转磁体适于在部分带电粒子束偏转轨道内形成有梯度磁场；其中，磁偏转单元的偏转磁体入口处与出口处具有边缘角，梯度磁场的磁场降落指数小于0。如此，在具有良好的消色散功能时，靶前电子束具有良好的聚焦特性，从而提高打靶后的粒子射线的质量。还提供一种治疗系统。

权利要求

1.带电粒子束偏转装置，其特征在于，包括用于使经过加速的带电粒子束偏转预设角度的磁偏转单元，所述磁偏转单元包括位于所述带电粒子束偏转轨道进口端的第一偏转磁体、位于所述第一偏转磁体下游侧的第二偏转磁体及位于所述带电粒子束偏转轨道出口端的第三偏转磁体；

所述第一偏转磁体与所述第三偏转磁体均适于在至少部分所述带电粒子束偏转轨道内形成有均匀磁场；

所述第二偏转磁体适于在部分所述带电粒子束偏转轨道内形成有梯度磁场；

其中，所述磁偏转单元的入口处与出口处具有边缘角，所述梯度磁场的磁场降落指数小于0；

所述第二偏转磁体的梯度磁场内还设有选能机构，以允许预设宽度的能谱通过。

2.根据权利要求1所述的带电粒子束偏转装置，其特征在于，所述第一偏转磁体与所述第三偏转磁体均包括用于形成均匀磁场的均匀场磁极对，所述第二偏转磁体包括用于形成梯度磁场的梯度场磁极对。

3.根据权利要求2所述的带电粒子束偏转装置，其特征在于，所述梯度场磁极的磁极面在垂直于带电粒子束流方向的截面曲线为双曲线。

4.根据权利要求1所述的带电粒子束偏转装置，其特征在于，所述第一偏转磁体、所述第二偏转磁体，以及所述第三偏转磁体共用磁感线圈对。

5.根据权利要求1所述的带电粒子束偏转装置，其特征在于，所述第一偏转磁体的入口边缘角为30～45度；

所述第三偏转磁体的出口边缘角的范围为30～45度。

6.根据权利要求1～5任一项所述的带电粒子束偏转装置，其特征在于，所述第三偏转磁体与靶材之间还设有束斑修正装置，所述束斑修正装置用于产生四极磁场。

7.根据权利要求6所述的带电粒子束偏转装置，其特征在于，所述束斑修正装置设于所述带电粒子束在所述第三偏转磁体的均匀磁场内偏转的出口端处。

8.治疗系统，其特征在于，包括：

旋转机架，能够绕一转轴旋转；

带电粒子束发射装置，用于产生带电粒子束，并使所述带电粒子束加速，所述带电粒子束的前进方向相对所述转轴轴线方向呈第一角度；

带电粒子束偏转装置，用于使经过加速的带电粒子束偏转第二角度；

所述第一角度与所述第二角度之和为270度；

所述带电粒子束偏转装置为如权利要求1～7任一项所述的带电粒子束偏转装置。

9.根据权利要求8所述的治疗系统，其特征在于，所述治疗系统还包括靶材，所述靶材用于接收从所述带电粒子束偏转装置射出的带电粒子束，所述带电粒子束轰击所述靶材产生治疗射线或成像射线。

10.根据权利要求8所述的治疗系统，其特征在于，所述第一角度的范围为7度～17度。

11.根据权利要求8所述的治疗系统，其特征在于，所述带电粒子束发射装置包括电子枪及与所述电子枪连通且位于所述电子枪与所述带电粒子束偏转装置之间的加速管；

其中，所述加速管为驻波加速管。

说明书

带电粒子束偏转装置及治疗系统

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种带电粒子束偏转装置及治疗系统。

背景技术

[0002] 随着精确放射治疗技术的发展，影像引导放射治疗(Image Guide Radiation Therapy，IGRT)技术逐渐被临床应用。使用IGRT技术，一方面在患者接受治疗前，可以使用成像的方式对患者的照射位置进行验证，待照射位置确认无误后，再实施治疗照射，降低摆位误差。另一方面，在治疗过程中可实时追踪肿瘤的变化，根据肿瘤位置的变化调整治疗条件，使照射野“紧追”靶区，以实现精准治疗。

[0003] 一般地，粒子治疗系统用于产生高能粒子束，其包括用于产生带电粒子束的射线源、对带电粒子束进行加速的加速管、对加速后的带电粒子束进行偏转的偏转磁体以及将带电粒子转换为X射线的靶(粒子治疗系统的其它公知部件在此不一一列举)。加速后的带电粒子束在偏转磁体的作用下改变行进方向，偏转后的带电粒子束轰击靶或者散射箔形成所需的X射线和电子线，才能对平躺的患者进行治疗。通常粒子治疗系统的体积比较庞大，而且由于带电粒子束能量谱有一定的宽度，在电磁偏转后会发生色散，从而要求磁偏转系统具有良好的消色散功能。

[0004] 同时，为了保证治疗束或成像束的质量，要求靶前粒子束还具有良好的聚焦特性。

发明内容

[0005] 基于此，有必要提供一种兼顾良好的消色散功能与聚焦特性的带电粒子束偏转装置及治疗系统。

[0006] 带电粒子束偏转装置，包括用于使经过加速的带电粒子束偏转预设角度的磁偏转单元，所述磁偏转单元包括位于所述带电粒子束偏转轨道进口端的第一偏转磁体、位于所述第一偏转磁体下游侧的第二偏转磁体及位于所述带电粒子束偏转轨道出口端的第三偏转磁体；

[0007] 所述第一偏转磁体与所述第三偏转磁体均适于在至少部分所述带电粒子束偏转轨道内形成有均匀磁场；

[0008] 所述第二偏转磁体适于在部分所述带电粒子束偏转轨道内形成有梯度磁场；

[0009] 其中，所述磁偏转单元的入口处与出口处具有边缘角，所述梯度磁场的磁场降落指数小于0。

[0010] 上述带电粒子束偏转装置，通过设置两个均匀场偏转磁体及一个梯度场偏转磁体，在实现消色散功效的前提下，该磁偏转系统还具有较大的横向和纵向的束流的接受度。磁偏转单元中的偏转磁体的入口处与出口处分别具有一定的边缘角，可保证带电粒子束的横向聚焦；梯度场磁极的磁场降落指数小于0，可保证带电粒子束的径向聚焦。如此，在兼顾良好的消色散功能的同时，保证靶前电子束获取小截面和良好的轴对称性，从而提高打靶后的粒子射线的质量，进而可提高靶后X射线的品质，利于均整器的设计，且均整后X射线的半影小。此外，不论电子和光子治疗模式中，可简化治疗计划中对束流非旋转对称性的考虑，有利于提高治疗精度。

[0011] 在其中一实施例中，所述第一偏转磁体与所述第三偏转磁体均包括用于形成均匀磁场的均匀场磁极对，所述第二偏转磁体包括用于形成梯度磁场的梯度场磁极对。

[0012] 在其中一实施例中，所述梯度场磁极的磁极面在垂直于带电粒子束流方向的截面曲线为双曲线。

[0013] 在其中一实施例中，所述第一偏转磁体、所述第二偏转磁体，以及所述第三偏转磁体共用磁感线圈对。

[0014] 在其中一实施例中，所述第一偏转磁体的入口边缘角为30～45度；

[0015] 所述第三偏转磁体的出口边缘角的范围为30～45度。

[0016] 在其中一实施例中，所述第二偏转磁体的梯度磁场内还设有选能机构，以允许预设宽度的能谱通过。

[0017] 在其中一实施例中，所述第三偏转磁体与靶材之间还设有束斑修正装置，所述束斑修正装置用于产生四极磁场。

[0018] 在其中一实施例中，所述束斑修正装置设于所述带电粒子束在所述第三偏转磁体的均匀磁场内偏转的出口端处。

[0019] 治疗系统，包括：

[0020] 旋转机架，能够绕一转轴旋转；

[0021] 带电粒子束发射装置，用于产生带电粒子束，并使所述带电粒子束加速，所述带电粒子束的前进方向相对所述转轴轴线方向呈第一角度；

[0022] 带电粒子束偏转装置，用于使经过加速的带电粒子束偏转第二角度；

[0023] 所述第一角度与所述第二角度之和为270度；

[0024] 所述带电粒子束偏转装置为如上述的带电粒子束偏转装置。

[0025] 在其中一实施例中，所述治疗系统还包括靶材，所述靶材用于接收从所述带电粒子束偏转装置射出的带电粒子束，所述带电粒子束轰击所述靶材产生治疗射线或成像射线。

[0026] 在其中一实施例中，所述第一角度的范围为7度～17度。

[0027] 在其中一实施例中，所述带电粒子束发射装置包括电子枪及与所述电子枪连通且位于所述电子枪与所述带电粒子束偏转装置之间的加速管；

[0028] 其中，所述加速管为驻波加速管。

附图说明

[0029] 图1为本发明一实施例中的治疗系统的结构示意图；

[0030] 图2为图1所示的带电粒子束偏转装置的磁偏转单元的结构示意图；

[0031] 图3为图1所示的带电粒子束偏转装置的磁偏转单元的另一视角的结构示意图；

[0032] 图4为经如图1所示的带电粒子束偏转装置偏转的治疗束流在带电粒子束偏转装置中的束流包络图；

[0033] 图5为经如图1所示的带电粒子束偏转装置偏转的成像束流在束斑修正装置修正前后的束流包络图；

[0034] 图6为经如图1所示的带电粒子束偏转装置偏转的成像束流在束斑修正装置修正前的靶前束斑图；

[0035] 图7为经如图1所示的带电粒子束偏转装置偏转的成像束流在束斑修正装置修正后的靶前束斑图。

具体实施方式

[0036] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

[0037] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

[0038] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0039] 在对本发明中的带电粒子束偏转装置进行详细说明之前，首先对带电粒子束偏转的相关内容进行说明，以便于更佳地理解本发明中的带电粒子束偏转装置及治疗系统的技术方案。

[0040] 在本实施例中带电粒子以电子为例且带电粒子束发射装置以带电粒子束发射装置为例进行介绍，但并不以此限定本发明的保护范围。由于用于治疗的带电粒子束主要为MV级，因此，从电子枪产生的带电粒子束需要通过加速管进行加速，以获得高能量级的电子束，满足治疗或成像需求。一般地，加速管的长度较长，采用水平布置，对应的，从加速管射出的电子束也为水平传输方向，而治疗床通常也采用水平布置，因此，需要磁偏转装置将从加速管射出的带电粒子束进行偏转，从而将带电粒子束的行进方向偏转至指向于治疗床的方向，进而对治疗床上平躺的患者进行治疗或成像。

[0041] 由于加速管中的带电粒子束能量谱有一定的宽度，则在偏转过程后会散开(色散)，从而要求磁偏转系统具有良好的消色散功能。本申请的申请人经过研究发现，色散现象跟能谱宽度、偏转磁体的结构及布置等因素相关，目前，市面上治疗系统根据加速管的类型和机架架构的差异，解决色散问题的结构差异较大。

[0042] 本发明提供一种新的带电粒子束偏转装置及治疗系统，以兼顾良好的消色散功能与保证靶前电子束具有良好的聚焦特性，从而提高打靶后的粒子射线的质量。

[0043] 如图1所示，本发明一实施方式中的治疗系统100，包括基座20、旋转机架30、辐照头40及治疗床50。本实施例中治疗系统100为滚筒式，旋转机架30上限定有孔径31。

[0044] 旋转机架30可转动地设置于基座20上，能够绕一转轴旋转，辐照头40连接在旋转机架30，以随旋转机架30旋转，且与治疗床50相对。辐照头40用于将出射的成像射线或治疗射线照射在患者身上，旋转机架30能够带动辐照头40旋转，以调整辐照头40相对平躺在治疗床50上的人体的角度，从而调整照射在人体上的射线分布。

[0045] 该旋转机架30内设有带电粒子束发射装置60，该辐照头40内设有带电粒子束偏转装置10及靶材70。该带电粒子束发射装置60用于产生带电粒子束，并使带电粒子束加速，带电粒子束偏转装置10用于使经过加速的带电粒子束发生偏转，并指向治疗床50。靶材70用于接收从带电粒子束偏转装置10射出的带电粒子束，带电粒子束轰击靶材70产生治疗射线或成像射线。可选地，该靶材70为移动靶，以在成像模式、治疗模式或其他模式下切换。

[0046] 具体地，带电粒子束发射装置60包括电子枪62及与电子枪62连通且位于电子枪62与带电粒子束偏转装置10之间的加速管64，电子枪62用于产生带电粒子束，带电粒子束在加速管64中加速到所需速度以满足成像或治疗用的能量级要求。带电粒子束偏转装置10位于加速管64发射的带电粒子束传播方向的下游，带电粒子束发生偏转后的传播路线大致平行于辐照头40，并指向治疗床50。靶材70位于带电粒子束偏转装置10射出的带电粒子束的下游，以被轰击产生治疗射线或成像射线。

[0047] 可以理解，治疗系统100的基座20、旋转机架30、辐照头40及治疗床50的布置形式还可为其他，在此不作限定。

[0048] 可以理解，该加速管64的类型可为行波加速管或驻波加速管，本申请中为验证其技术方案所达到的技术效果，采用获得较大宽度的能谱的驻波加速管，但这并不能被理解为仅能用驻波加速管。

[0049] 在一实施例中，该旋转机架30为滚筒式，即带电粒子束的前进方向相对旋转机架30的转轴轴线方向呈第一角度，带电粒子束偏转装置10使经过加速的带电粒子束发生偏转第二角度，第一角度与第二角度之和为270度。如图2所示，作为一种较佳的实施方式，第一角度为12度，第二角度为258度，也即加速管64相对水平面的夹角为12度，磁偏转单元使从加速管64射出的带电粒子束偏转258度。

[0050] 特别指出的是，加速管64非水平放置，即与水平面具有夹角，从而使带电粒子束的前进方向相对旋转机架30的转轴轴线方向呈第一角度，进而可缩小旋转机架30的尺寸，缩小整体装置的体积，降低成本，尤其适用于滚筒式治疗系统。但申请人发现，为保证经过加速之后的带电粒子束进入偏转轨道的准确性，且打靶之后形成的X射线易于均整，半影小、轴对称性好，第一角度并不是任意角度均可达到预期的效果，作为一些较佳地实施方式，第一角度的范围为7度～17度。

[0051] 在一个实施例中，该治疗系统100还包括初级准直器(图未示)和次级准直器(图未示)，初级准直器及次级准直器依次位于靶材70沿磁偏转系统射出的带电粒子束的传播路径的下游。具体地，该初级准直器和次级准直器共同作用，以产生一定形状轮廓的辐射野，调节从辐照头40射出的治疗射线的轮廓，使其照射到肿瘤上的射线范围轮廓与肿瘤形状基本相同。其中，初级准直器用于调节辐射野范围，可提供的最大辐射野范围，次级准直器用于调节辐射野的形状轮廓。

[0052] 进一步地，在初级准直器和次级准直器之间还设有一电离室(图未示)，电离室用于测量从初级准直器出射的成像射线的剂量，以保证成像质量，或测量治疗射线的能量，以保证有效和精确治疗。

[0053] 如图2所示，带电粒子束偏转装置10包括用于使经过加速的带电粒子束偏转预设角度的磁偏转单元，该磁偏转单元包括位于带电粒子束偏转轨道进口端的第一偏转磁体12、位于第一偏转磁体12下游侧的第二偏转磁体14及位于带电粒子束偏转轨道出口端的第三偏转磁体16。第一偏转磁体12与第三偏转磁体16均适于在至少部分带电粒子束偏转轨道内形成有均匀磁场；第二偏转磁体14适于在部分带电粒子束偏转轨道内形成有梯度磁场；

[0054] 其中，磁偏转单元的入口与出口分别具有边缘角，梯度场磁极的磁场降落指数小于0。

[0055] 具体地，该第一偏转磁体12与第三偏转磁体16均在与带电粒子束偏转轨道相对应的至少部分区域内形成有均匀磁场，该第二偏转磁体14在与带电粒子束偏转轨道对应的至少部分区域内形成有梯度磁场。进一步地说，均匀磁场与梯度磁场的面积与带电粒子束流的尺寸有关，通常，带电粒子束流的尺寸越大，则均匀磁场与梯度磁场的面积也越大。

[0056] 在实际应用中，带电粒子束首先通过第一偏转磁体12形成的磁场的偏转，后进入第二偏转磁体14形成的磁场进行偏转，再经过第三偏转磁体16形成的磁场偏转后最终射出。第一偏转磁体12与第三偏转磁体16在与带电粒子束偏转轨道相对应的至少部分区域内形成有均匀磁场，且第二偏转磁体14的梯度磁极极面曲线未做近似处理。在满足偏转角度的前提下，可实现位于偏转轨道出口的带电粒子的位置坐标和角度坐标与位于偏转轨道的进口的带电粒子的能散无关，即实现消色散处理。

[0057] 特别地，第一偏转磁体12与第三偏转磁体16均包括形成有均匀磁场的均匀场磁极对，第二偏转磁体包括形成有梯度磁场的梯度场磁极对。梯度场磁极的磁极面在垂直于带电粒子束流方向的截面曲线为双曲线，该截面曲线受中心磁场、磁场梯度、磁极中心间隙等因素的共同影响。本申请中的梯度场磁极的磁极面在垂直于带电粒子束流方向的截面曲线未做近似处理，也即为双曲线，可实现消色散处理。而现有技术中，受限于磁体的布置结构，且为便于加工，将梯度场磁极的磁极面在垂直于带电粒子束流方向的截面曲线用多段折线进行近似替代，消色散效果不佳。

[0058] 与此同时，本申请的申请人还发现，在实现消色散功效的前提下，该磁偏转系统还具有较大的横向和纵向的束流的接受度。也就是说，带电粒子束流的横截面尺寸与散角较大，以及带电粒子束流的能谱和束团长度较长。当加速管64的能谱宽度较高时，例如，加速管64为驻波加速管时，磁偏转单元的入口与出口分别具有一定的边缘角，可保证带电粒子束的横向聚焦；梯度场磁极的磁场降落指数小于0，可保证带电粒子束的径向聚焦。

[0059] 具体地，第一偏转磁体的入口边缘角与第三偏转磁体的出口边缘角相等，为便于描述，暂且定义边缘角为α，当边缘角α为正值，则带电粒子束流横向聚焦且径向散焦；当边缘角α为负值，则横向散焦且径向聚焦。磁场降落指数小于0，且绝对值越大，径向聚焦效果越好。

[0060] 如此，在兼顾良好的消色散功能与能谱较宽时，保证靶前电子束获取小截面和良好的轴对称性，从而提高打靶后的粒子射线的质量，进而可提高靶后X射线的品质，利于均整器的设计，且均整后X射线的半影小。此外，不论电子和光子治疗模式中，可简化治疗计划中对束流非旋转对称性的考虑，有利于提高治疗精度。

[0061] 需要说明的是，带电粒子束流的横向接受度中的横向是束流广义上的横向，也即在垂直于束流前进方向上的“横向”和“纵向”统称为横向，进一步地说，其中的“横向”是指在束流的弯转平面上的径向。而带电粒子束的横向聚焦中的横向是束流狭义上的横向。

[0062] 还需要说明的是，偏转磁体的边缘角是指偏转磁体的边缘平面的法线与入射束流之间的夹角，也即偏转磁体的边缘平面与出入口处带电粒子束流半径之间的夹角。通过设置合理的边缘角，可保证带电粒子束的横向聚焦，实现束流的匹配传输。

[0063] 可以理解的是，实现消散功能，并不意味着完全消色散，例如，对于小能散带电粒子束流，能实现色散对束流包络的影响很小亦可。

[0064] 在一实施例中，第一偏转磁体12、第二偏转磁体14，以及第三偏转磁体16共用一磁感线圈对。进一步地，该磁感线圈对沿带电粒子束的偏转轨道的延伸方向排布，用于产生磁场，第一偏转磁体12的均匀场磁极对及第三偏转磁体16的均匀场磁极对分别作用于所述磁场形成均匀场，第二偏转磁体14的梯度场磁极作用于磁场形成梯度磁场。具体地，该第一偏转磁体12、第二偏转磁体14及第三偏转磁体16均具有用于支承磁感线圈对的支承部，带电粒子束的偏转轨道以穿过磁极的方式配置，也即磁极位于带电粒子束的偏转轨道的两侧，从而实现对带电粒子束的偏转。

[0065] 在一实施例中，第一偏转磁体12的入口边缘角的范围为30～45度；第三偏转磁体16的出口边缘角的范围为30～45度。应当理解的是，磁偏转单元中的偏转磁体的入口与出口分别具有一定的边缘角，可保证带电粒子束的横向聚焦，而不同的应用情况下，靶材70上的束斑大小要求不同。因此，可在该范围内根据实际情况调整偏转磁体的入口与出口的边缘角，从而满足要求并获得较佳的横向聚焦。

[0066] 在一实施例中，第二偏转磁体14的梯度磁场内还设有选能机构，以允许预设宽度的能谱通过。进一步地，该选能机构设于梯度场磁极对之间。具体地，该选能机构包括允许预设宽度能谱通过的选能狭缝。具体到实施方式中，该选能机构可允许±9.5％宽度的能谱通过。如此，可获得较现有技术更宽宽度的能谱，从而满足多元化的治疗或成像射线的需求。

[0067] 虽然不希望受理论约束，申请人在研究中发现，由于成像束流与治疗束流参数差异较大，成像条件下的靶前电子束斑的对称性较治疗条件下的靶前电子束斑的对称性要求高。因此，为调节电子束斑的对称性，利于后续均整器的设计以及简化治疗技术，提高粒子射线的品质。请一并参阅图3，在一实施例中，第三偏转磁体16与靶材70之间还设有束斑修正装置18，该束斑修正装置18用于产生四极磁场，以调节电子束斑的旋转对称性。进一步地，该束斑修正装置18包括修正线圈，设于带电粒子束在第三偏转磁体16的均匀磁场偏转的出口端处。具体地，该修正线圈为麦克斯韦线圈对。

[0068] 应当理解的是，带电粒子在从偏转轨道射出的过程中，其初始横向位移、速度方向等参数相对理想设计值存在一定的偏差，因此，造成靶前电子束的旋转对称性欠佳。本申请中的束斑修正装置18具有沿垂直于粒子束前进方向的多极梯度磁场，带电粒子束从该磁场穿过，以调整带电粒子的前进轨迹，从而修正靶前带电粒子束的旋转对称性。

[0069] 具体地，该束斑修正装置18包括两相对设置的磁极及绕设于相应的磁极上的一对麦克斯韦线圈，麦克斯韦线圈用以磁场激励。更具体地，两相对设置的磁极轴对称设置，带电粒子在梯度磁场的作用下不断修正前进轨迹，从而在带电粒子束流射出该束斑修正装置18时，具有与该束斑修正装置18的轴线基本同轴的束斑，保证了靶前电子束斑的旋转对称性。具体到一些实施方式中，两磁极表面为双曲面。

[0070] 可以理解的是，在其他一些实施例中，亦可采用沿带电粒子束的前进方向设置永磁铁，具体可为永磁铁磁环的形式，磁环按照一定的规则排布，从而实现前述的修正靶前电子束斑的旋转对称性的效果。

[0071] 应当理解的是，该束斑修正装置18的好场区的孔径应超过带电粒子束流的尺寸，以保证修正的精度。需要说明的是，好场区是指磁体的磁场分布符合要求的场区。

[0072] 可以理解，该磁场梯度可根据成像束流所需能量而定，具体为能量越大，磁场梯度越大，在此不赘述。

[0073] 为便于更佳地理解本申请中的技术方案所达到的技术效果，下面将结合附图以具体实施例对带电粒子束偏转装置10进行说明。

[0074] 图4示出治疗束流在带电粒子束偏转装置10中的束流包络图；图5示出成像束流在束斑修正装置18修正前后的束流包络图；图6示出了成像束流在束斑修正装置18修正前的靶前束斑图；图7示出了成像束流在束斑修正装置18修正后的靶前束斑图。

[0075] 本实施例中，该旋转机架30为滚筒式，带电粒子束的前进方向相对旋转机架30的转轴轴线方向呈12度(见图2中A方向与水平方向夹角为12度)，带电粒子束偏转装置10使经过加速的带电粒子束发生偏转的角度为258度。

[0076] 如图4所示，上下两条黑线B、B’分别代表带电粒子束在横向和径向的包络，虚线代表磁偏转系统的色散特性。在磁偏转系统的出口位置，即靶材70的位置，带电粒子束在横向和径向的尺寸基本一致，表示带电粒子束流的横截面是旋转对称。

[0077] 如图5所示，线条C、C’表示束斑修正装置18不工作的情况下，靶前的束斑不是旋转对称的。而线条D、D’表示经过束斑修正装置18修正后的，靶前的束斑是旋转对称的。同时对比图6及图7可知，未经过束斑修正装置18修正过的靶前束斑呈椭圆，而经过束斑修正装置18修正的束斑是圆形。

[0078] 因此，上述的带电粒子束偏转装置10及治疗系统100相比现有技术具有以下优点：

[0079] 1)实现消色散的功效，具有较大的横向和纵向的束流的接受度；

[0080] 2)靶前电子束具有良好的聚焦特性，在治疗模式或成像模式在靶材上获得横截面小、轴对称的束斑，从而提高了粒子射线的品质，进而提高治疗或成像效果；

[0081] 3)利于均整器的设计，且均整后X射线的半影小，不论电子和光子治疗模式中，可简化治疗计划中对束流非旋转对称性的考虑，有利于提高治疗精度。

[0082] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0083] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。