一种示例性粒子加速器包括下列各项：粒子在其中加速的谐振腔，其中，所述谐振腔具有背景磁场，所述背景磁场具有第一形状；以及，用于接收从所述谐振腔输出的粒子的引出通道。所述引出通道包括一系列的聚焦区域以聚焦所接收粒子的束流。至少一个所述聚焦区域是构造为在磁场梯度的存在下将所述背景磁场的形状改变到第二形状的聚焦元件，所述第二形状与第一形状基本相反，所述磁场梯度是由背景磁场从所述谐振腔到引出通道的减少产生的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的交叉参考特此要求2012年9月28日提交的美国临时申请编号61/707,704的优先权。美 国临时申请编号61/707, 704的内容通过引用并入本公开。
本公开总体设及在粒子加速器的引出通道（extractionchannel)中聚焦粒子束。
技术介绍
粒子治疗系统使用粒子加速器W产生用于治疗诸如肿瘤的病痛的粒子束。在操作 中，粒子束在粒子加速器的空腔内部加速，并通过引出通道从空腔中离开。所述引出通道包 含用于聚焦和弯曲粒子束的各种结构。在该种上下文中，聚焦包括整形粒子束W实现特定 的横截面尺寸和/或面积。同样在该种上下文中，弯曲束流包括偏转束流W实现特定的出 射位置和出射角度。
技术实现思路
-种示例性粒子加速器可W包括下列各项：粒子在其中加速的谐振腔，其中，所述 谐振腔具有背景磁场，所述背景磁场具有第一形状；W及，用于接收从谐振腔输出的粒子的 引出通道，其中，背景磁场是至少4特斯拉或至少6特斯拉。所述引出通道包括一系列的聚 焦区域W聚焦所接收粒子的束流。至少一个所述聚焦区域是构造为在磁场梯度的存在下将 背景磁场的形状改变到第二形状的聚焦元件，所述第二形状与第一形状基本相反，所述磁 场梯度是由背景磁场从谐振腔到引出通道的减少产生的。或者单独地或者组合地，该种示 例性粒子加速器可W包括一个或多个W下特征。 所述聚焦元件可W包括铁磁四极（qua化upole)。每个铁磁四极可具有大致直角梯 形的横截面形状，所述梯形具有倾斜表面。铁磁四极可一个在另一个之上地相对布置，使得 铁磁四极的倾斜表面部分地彼此面对。聚焦元件可W包括磁场消减器，其靠近铁磁四极水 平地对准，使得铁磁四极的倾斜表面对角地面对磁场消减器的宽表面。磁场消减器可W是 矩形板，其构造为吸入围绕的磁场通量，W帮助铁磁四极将背景磁场改变为第二形状（例 如，有助于将背景磁场改变为第二形状）。引出通道可W包括一个或多个场增加元件，其包括两个磁场添加器。磁场添加器 可W包括一个在另一个之上地垂直对准并彼此平行的矩形板，使得一个磁场添加器的宽表 面面对另一磁场添加器的宽表面。[000引引出通道可W包括是例如磁场消减器的一个或多个场降低元件。所述磁场消减器 可W是彼此靠近地水平对准并彼此平形的矩形板，使得一个磁场消减器的宽表面面对另一 磁场消减器的宽表面。聚焦区域被布置为使得每个聚焦区域在轴向或径向平面上W完整聚焦的约1/6 压缩所接收粒子的束流。至少一个所述聚焦区域是聚焦空间。聚焦空间具有与背景磁场的 第一形状大致相似的磁场形状。所述聚焦区域的序列可w布置为使得聚焦元件和聚焦空间 互相交替。 一种示例性质子治疗系统包括前述粒子加速器，其中所述粒子包括质子；W及，所 述粒子加速器安装在其上的台架。台架相对于患者的位置是可旋转的。质子基本上直接地 从同步回旋加速器输出到患者的位置。 在一个例子中，所述粒子加速器是可变能量粒子加速器，并且从谐振腔输出的粒 子可W具有在能量范围内的能量。聚焦元件可被构造为提供在所述能量范围内的聚焦。聚 焦元件可W被构造为提供特定于从谐振腔接收的一种粒子能量的聚焦。一个或多个磁性垫 片可W基于从谐振腔接收的粒子能量相对于聚焦元件可移动。聚焦元件可W包括一个或多 个线圈。所述一个或多个线圈可W被构造为通过基于从谐振腔接收的粒子能量的电流。 一种示例性粒子加速器包括W下内容；提供磁场到谐振腔的线圈，使得谐振腔具 有背景磁场，所述背景磁场具有第一形状；提供等离子体柱到谐振腔的粒子源；提供射频 (RF)电压到谐振腔W加速来自等离子体柱的粒子的电压源，其中，所述磁场使从等离子体 柱加速的粒子在谐振腔内轨道上运动；包含用于接收从谐振腔输出的粒子的引出通道的外 壳。所述引出通道包括一系列的聚焦区域W聚焦所接收粒子的束流。至少一个聚焦区域是 构造为在磁场梯度的存在下将背景磁场的形状改变到第二形状的聚焦元件，所述第二形状 与第一形状基本相反，所述磁场梯度是由背景磁场从谐振腔到引出通道的减少产生的。所 述聚焦元件包括铁磁四极。每个铁磁四极具有大致直角梯形的横截面形状，所述梯形具有 倾斜表面。铁磁四极一个在另一个之上地相对布置，使得铁磁四极的倾斜表面至少部分地 彼此面对。该种示例性粒子加速器可包括磁场消减器。所述磁场消减器靠近铁磁四极水平 地对准，使得铁磁四极的倾斜表面对角地面对磁场消减器的宽表面。 在本公开中描述的两个或更多的特征，包括在此概述部分中描述的那些，可W被 组合W形成本文没有具体描述的实施方案。 本文描述的各种系统或其部分的控制可经由包括指令的计算机程序产品实现，所 述指令存储在一个或多个非临时性可机读存储介质中，并且在一个或多个处理设备上可执 行。本文所描述的系统或其部分可W被实施为一种装置、方法或电子系统，所述电子系统可 W包括一个或多个处理设备和存储可执行指令W实施所述功能的控制的存储器。 一个或多个实施方案的细节阐述于附图和W下说明中。其他特征、目的和优点从 说明书和附图中W及从权利要求书中将是显而易见的。【附图说明】 图1是一种示例性治疗系统的透视图。 图2是一种示例性同步回旋加速器的部件的分解透视图。[001引图3、图4和图5是一种示例性同步回旋加速器的横截面视图。 图6是一种示例性同步回旋加速器的透视图。 图7是一种示例性反向线圈架和绕组的一部分的横截面视图。 图8是一种示例性沟道内电缆复合导体的横截面视图。 图9是一种示例性离子源的横截面视图。 图10是一种示例性D形板和示例性虚拟D形板的透视图。 图11是一种示例性穴室的透视图。 图12是一种有穴室的示例性治疗室的透视图。 图13示出了靠近示例性粒子加速器的患者。 图14示出了安置在治疗室内的示例性内台架内的患者。[002引图15是一种示例性加速空腔和有多个聚焦区域的引出通道的顶视图。 图16是连同超导磁体的低温恒温器的示例性部分的横截面一起，示出磁场强度 与距等离子体柱的径向距离的关系的曲线图。 图17是一种示例性同步回旋加速器的一部分和由两个超导线圈产生的背景磁场 的磁场线的横截面视图。 图18是在空腔内的示例性粒子轨道的正视图。 图19A是一种示例性聚焦元件的横截面视图。 图19B是一种示例性同步回旋加速器的一部分的横截面视图，其关于所述空腔和 引出通道示出了图19A的示例性聚焦元件。 图20A是正在被聚焦空间轴向地聚焦的粒子束的侧视图。 图20B是正在被引出通道的示例性部分聚焦的粒子束的侧视图。 图21示出了正在被空腔和引出通道聚焦的粒子束。 图22是一种示例性场降低元件的横截面视图。[003引图23是一种示例性场增加元件的横截面视图。 图24是可使用可变能量粒子加速器的示例性粒子治疗系统的概念性视图。 图25是对于粒子加速器中的磁场和距离中的变化示出能量和电流的示例性曲线 图。 图26是用于在D形板上在用于粒子束各能级的频率范围内扫描电压，并且用于在 粒子束能量变化时改变频率范围的示例性结构的侧视图。 图27是可W在可变能量粒子加速器中使用的示例性磁体系统的分解透视图。 在不同附图中的相同参考标记指示相同的元件。【具体实施方式】 概述 本文所描述的是用于在示例性系统中使用的粒子加速器的例子，所述系统诸如质 子或离子治本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种粒子加速器，包括：粒子在其中加速的谐振腔，所述谐振腔具有背景磁场，所述背景磁场具有第一形状，所述背景磁场是至少6特斯拉；以及用于接收从所述谐振腔输出的粒子的引出通道，所述引出通道包括一系列的聚焦区域以聚焦所接收粒子的束流，其中，至少一个所述聚焦区域是构造为在磁场梯度的存在下将所述背景磁场的形状改变到第二形状的聚焦元件，所述第二形状与第一形状基本相反，所述磁场梯度是由背景磁场从所述谐振腔到引出通道的减少产生的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：KP高尔，GT兹瓦特，J范德兰，CD奥尼尔三世，KY弗兰岑，
申请(专利权)人：梅维昂医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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