用于粒子加速器的控制系统技术方案

一种示例性粒子治疗系统包括粒子加速器，以输出粒子束，其中，所述粒子加速器包括：粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲，其中所述粒子源的每个脉冲具有的脉冲宽度对应于所述粒子源产生相应脉冲的操作持续时间，并且其中所述粒子束基于电离等离子体的脉冲；以及调制器轮，其具有不同的厚度，其中每个厚度延伸跨越所述调制器轮的不同圆周长度，并且其中所述调制器轮布置成接收所述粒子束的初级粒子，并且配置成创建用于粒子束的延展的布拉格峰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于粒子加速器的控制系统相关申请的交叉引用本申请要求于2012年9月28日提交的美国临时申请第61/707645号的优先权。美国临时申请第61/707645号的内容通过弓I用并入本文。
本专利技术总体上涉及一种用于粒子加速器的控制系统。
技术介绍
粒子治疗系统使用粒子加速器来产生粒子束用于治疗病痛，比如肿瘤。控制系统管理粒子加速器的行为，以确保其如所期望操作。
技术实现思路
一种示例性粒子治疗系统可以包括粒子加速器，以输出粒子束，其中，所述粒子加速器包括:粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲，其中所述粒子源的每个脉冲具有的脉冲宽度对应于所述粒子源产生相应脉冲的操作持续时间，并且其中所述粒子束基于电离等离子体的脉冲；以及调制器轮，其具有不同的厚度，其中每个厚度延伸跨越所述调制器轮的不同圆周长度，并且其中所述调制器轮布置成接收所述粒子束的初级粒子，并且配置成创建用于粒子束的延展的布拉格峰。该示例性粒子治疗系统还包括一个或多个第一输入/输出(I/o)模块，其可以以第一速度操作，其中所述一个或多个第一 I/O模块配置成将机器指令发送至一个或多个电机控制器，其中的至少一个用于控制所述调制器轮；以及一个或多个第二 I/O模块，其可以以比所述第一速度更大的第二速度操作，其中的至少一个配置成将机器指令发送至所述粒子源，使得所述粒子源的脉冲宽度随所述调制器轮的旋转位置而变化。该示例性粒子治疗系统还可以包括一个或多个以下特征:该示例性粒子治疗系统可以包括:治疗控制计算机，其被编程以从医院接收处方信息，将该处方信息翻译成机器信息，并且将治疗记录发送到医院；以及主控计算机，其具有实时操作系统，其中所述主控计算机被编程以从所述治疗控制计算机接收机器信息，将该机器信息翻译成机器指令，并且将所述机器指令发送至所述第一 I/o模块和所述第二 I/O模块中的一个或多个。该示例性粒子治疗系统可以包括光纤，在其上监测所述调制器轮的旋转速度和位置。所述第一 I/o模块的速度可以是毫秒级，所述第二 I/O模块的速度可以是一百或几百纳秒级。所述第一 I/O模块可以是可编程逻辑控制器(PLC)。所述PLC中的至少一个可以被编程以将机器指令发送到电机控制器，用于控制场成形轮系统，以在输出之前使所述粒子束成形。所述PLC中的至少一个可以被编程以将机器指令发送到电机控制器，用于控制散射系统，以在输出之前使所述粒子束准直。该示例性粒子治疗系统可以包括射频(RF)系统，以扫掠RF频率通过所述腔来从由所述粒子源产生的等离子体柱提取粒子，其中所述RF系统包括旋转电容器。所述PLC中的至少一个可以被编程以将机器指令发送到控制所述旋转电容器的电机控制器。所述PLC中的两个或更多个可以配置成彼此通信。该示例性粒子治疗系统可以包括可旋转台架，其上安装有所述粒子加速器。所述PLC中的至少一个可以被编程以将机器指令发送到控制所述可旋转台架的电机控制器。所述第二 I/O模块可以是现场可编程门阵列(FPGA)。该示例性粒子治疗系统可以包括电路板，其包括微处理器。所述FPGA中的至少一个可以在所述电路板上并且与所述微处理器通信。所述微处理器可以被编程以与控制计算机通信。该示例性粒子治疗系统可以包括射频(RF)系统，以扫掠RF频率通过所述腔来从由所述粒子源产生的等离子体柱提取粒子。所述FPGA中的至少一个可以是RF控制模块。所述RF控制模块可以配置成接收关于所述调制器轮的旋转的信息，并且基于以上信息来协调所述粒子源与RF系统的操作方面。协调所述粒子源与RF系统的操作方面可以包括基于所述调制器轮的旋转位置来接通或关闭所述粒子源，并且基于所述调制器轮的旋转位置来接通或关闭所述RF系统。所述RF控制模块可以配置成将机器指令发送到所述粒子源，以在RF电压处于一定频率时接通且在RF电压处于一定频率时关闭。协调所述粒子源的操作方面可以包括在所述粒子源的接通时间期间确定脉冲宽度。一种示例性粒子治疗系统可以包括粒子加速器，以输出由脉冲构成的粒子束；以及深度调制器，其在所述粒子束的路径中。该深度调制器具有可变的厚度并且是可移动的，使得所述粒子束在不同时间影响所述深度调制器的不同厚度。所述粒子治疗系统配置成控制影响所述深度调制器的不同厚度的脉冲的数量。该示例性粒子治疗系统可以单独地或组合地包括一个或多个以下特征。所述深度调制器的运动是可控制的，使得不同数量的脉冲影响所述深度调制器的至少两个不同厚度。所述粒子治疗系统可以包括:控制系统，以提供控制信号；以及电机，以响应于所述控制信号来控制所述深度调制器的运动，其中该运动是可由所述控制信号控制的旋转。从所述加速器输出脉冲可以被控制，使得不同数量的脉冲影响所述深度调制器的至少两个不同厚度。所述粒子加速器可以包括粒子源，其配置成产生所述脉冲从其中得以提取的等离子体流，其中所述等离子体流响应于施加到电离气体的电压而被产生，并且该电压是可控制的以接通和关闭所述粒子源来控制影响所述至少两个不同厚度的脉冲的数量。所述粒子加速器可以包括粒子源，其配置成产生所述脉冲从其中得以提取的等离子体流；以及射频(RF)源，以扫掠频率且从而在每次频率扫掠从所述等离子体流提取一个或多个脉冲。所述RF源是可控制的，以控制影响所述深度调制器的不同厚度的脉冲的数量。所述RF源是可控制的，以跳过一个或多个频率扫掠。所述粒子治疗系统可以通过包括一个或多个结构来偏转脉冲以便控制影响所述深度调制器的不同厚度的脉冲的数量而得以配置。一种示例性粒子治疗系统可以包括粒子加速器，以输出粒子束，其中所述加速器包括:粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲，其中所述粒子源的每个脉冲具有的脉冲宽度对应于所述粒子源产生相应脉冲的操作持续时间，并且其中所述粒子束基于电离等离子体的脉冲；以及调制器轮，其具有不同的厚度，其中每个厚度延伸跨越所述调制器轮的不同圆周长度，并且其中所述调制器轮布置成接收所述粒子束的初级粒子，并且配置成创建用于粒子束的延展的布拉格峰。所述粒子治疗系统可以配置成使得所述粒子源的脉冲宽度随所述调制器轮的旋转位置而变化。在本专利技术中所阐述的两个或更多个特征(包括在此
技术实现思路
中所阐述的那些特征)可以组合来形成未在本文中具体阐述的实施方式。可以通过计算机程序产品来实施本文中所述的各种系统或其部分的控制，所述计算机程序产品包括储存在一个或多个非暂时性机器可读存储介质上并且可以在一个或多个处理器件上执行的指令。本文中所述的系统或其部分可以实施为可包括一个或多个处理器件及用于储存可执行指令的存储器以实施对所述功能的控制的装置、方法或电子系统。下面参照附图以及说明书，对一个或多个实施方式的细节进行阐述。根据说明书、附图以及根据权利要求书，本专利技术的其它特征、目标及优点将是显而易见的。【附图说明】图1是示例性粒子治疗系统的透视图。图2是示例性同步回旋加速器的组件的分解透视图。图3、4和5是示例性同步回旋加速器的剖视图。图6是示例性同步回旋加速器的透视图。图7是示例性反向线圈架及绕组的一部分的剖视图。图8是示例性通道中电缆复合导体的剖视图。图9是示例性粒子源的剖视图。图10是示例性D形板和虚拟D形件的透视图。图11是示例性穴室的透视图。图12是带有穴室的示例性治疗室的透视图。图13示出了患者定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子治疗系统，包括：粒子加速器，以输出粒子束，所述粒子加速器包括：粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲，所述粒子源的每个脉冲具有的脉冲宽度对应于所述粒子源产生相应脉冲的操作持续时间，所述粒子束基于电离等离子体的脉冲；以及调制器轮，其具有不同的厚度，每个厚度延伸跨越所述调制器轮的不同圆周长度，所述调制器轮布置成接收所述粒子束的初级粒子，并且配置成创建用于粒子束的延展的布拉格峰；一个或多个第一输入/输出(I/O)模块，其可以以第一速度操作，所述一个或多个第一I/O模块配置成将机器指令发送至一个或多个电机控制器，至少一个电机控制器用于控制所述调制器轮；一个或多个第二I/O模块，其可以以比所述第一速度更大的第二速度操作，所述第二I/O模块中的至少一个配置成将机器指令发送至所述粒子源，使得所述粒子源的脉冲宽度随所述调制器轮的旋转位置而变化。

【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，S罗森塔尔，TC索布齐恩斯基，AC莫尔灿，
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