辐照治疗系统和方法技术方案

一种辐照治疗系统，包括：同步加速器环，限定从同步加速器环垂直延伸的边界；粒子射束发生器，粒子射束发生器的输出端连接到同步加速器环的入口，并且设置为将带电粒子射束注入同步加速器环；场控制单元，被设置为调整电磁场，使得注入的带电粒子射束在同步加速器环内加速；治疗辐照源，置于限定的边界内并且辐照源的输入端连接到同步加速器环的出口，并设置为接收来自同步加速器环的加速的粒子射束；以及患者支撑构件，置于限定的边界内并且与治疗辐照源的输出端成预定关系设置以支撑患者，该治疗辐照源设置为利用加速的粒子射束辐照支撑的患者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐照治疗系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年12月21日提交的名称为“辐照治疗系统(IRRADIATIONTREATMENTSYSTEM)”的美国临时专利申请S/N62/608,579的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体涉及远距疗法领域，并且特别地涉及辐照治疗装置。
技术介绍
远距疗法是指辐照源与待治疗身体相距一定距离的治疗方法。x射线和电子束长期以来被用于远程治疗各种癌症。遗憾的是，x射线呈现出接近指数衰减函数的线性能量传输，因此用于深埋体内的肿瘤时安全性很低。由于重粒子具有穿透到特定深度而不明显损伤居间(intervening)组织的能力，因此重粒子，特别是强子，尤其是质子在远距疗法中使用日益得到认可，强子的线性能量传输呈现一个具有明显布拉格(Bragg)峰值的反相深度曲线(profile)，布拉格峰值被定义为沉积了(deposit)强子大部分能量并且发生在强子路径末端的点。由于这种效果，与会对居间组织造成损伤的x射线和电子束相比，有更多的能量能够被引导在体内的肿瘤处。虽然术语强子包括各种粒子，实际上包括质子，但是各种离子在治疗中被最广泛地使用。为清楚起见，本文献将描述利用质子完成的治疗，但是这并不意味着仅限定于质子。质子或离子可以聚焦到可变穿透深度的靶体积上。通过这种方式，剂量分布可以与目标体积精确匹配。为了确保能完全辐射靶点肿瘤，优选通过多个不同方向的多个射束到达体内的肿瘤上。不管射束是顺序地辐照还是同时地辐照，多个射束相交的点都被称为等中心点(isocenter)，并且为了使生物效能最大化，等中心点必须精确地与靶肿瘤匹配。同步加速器是一种循环粒子加速器，其中磁场用于使粒子转向以使它们循环并且使用电场来加速粒子。同步加速器的命名是由于其施加场与行进粒子射束的同步。通过在颗粒获得能量时适当地增加施加的磁场，带电粒子路径在带电粒子被加速时保持恒定，容纳粒子的真空容器是大环面，即同步加速器环。通常，更容易在弯曲磁铁和一些转弯部分之间使用一些直线部分，使圆环呈具有圆角多边形的形状。同步加速器加速粒子的能力受到以下因素的限制：粒子必须充电才能加速，但加速下的带电粒子发射光子，从而损失能量。当维持射束路径成一个圆圈所需的横向加速度损失的能量等于每个循环所增加的能量时，达到射束能量极限。增加射束能量极限的一种方法是使用具有更大半径的同步加速器环。图1示出辐照治疗系统10的高级透视图，该辐照治疗系统10包括：粒子射束发生器20；同步加速器环30；场控制单元40；治疗辐照源50，包括喷嘴55；患者支撑构件60以及可选的成像仪70。同步加速器环30具有入口31、出口32和外围33。外围33限定空间34，该空间34从外围垂直延伸。具体地，空间34限定垂直柱，其中央轴线与由同步加速器环30包围的中心相交并且其周长由外围33限定。粒子射束发生器20的输出端连接到同步加速器环30的入口31并且治疗辐照源50的输入端连接到同步加速器环30的出口32。粒子射束发生器20、治疗辐照源50、患者支撑构件60和可选的成像仪70置于空间34外部。如下所述，患者支撑构件60相对于治疗辐照源50设置，使得治疗辐照源50可以辐照由患者支撑构件60支撑的患者(未示出)。在一个实施例中，场控制单元40位于空间34的中央内。在操作中，粒子射束发生器20产生带电粒子射束并且经由入口31将产生的带电粒子射束输出到同步加速器环30中。粒子射束发生器20在带电粒子射束输入到同步加速器环之前，进一步为带电粒子射束提供初始加速。如本领域技术人员在本专利技术前所知，场控制单元40控制同步加速器环30的电磁场以为带电粒子射束提供其他的加速度。加速的粒子射束从同步加速器环30经由出口32被输出到治疗辐照源50中，并且加速的粒子射束经由喷嘴55输出。如上所述，由患者支撑构件60支撑的患者与喷嘴55以预定关系设置，使得输出粒子射束辐照患者的治疗靶点。在一个实施例中，如上所述在辐照之前，可选的成像仪70对患者支撑构件60支撑的患者成像，并且相应地调整患者的位置。如上所述，期望具有大半径的同步加速器环30，以便增加加速粒子射束的能量。这需要非常大的治疗室以与治疗辐照源50、患者支撑构件60和可选的成像仪70一起容纳大的同步加速器环30。于2009年12月24日公布的Balakin的美国专利申请公开S/NUS2009/0314961，通过使用强度反馈回路减小了同步加速器环的整体尺寸、提高同步加速器的效率，从而允许在实现相同加速度的同时减小同步加速器环的半径，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。然而，这种解决方案增加了系统的额外复杂性和成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是克服现有技术方法和远距疗法装置的缺点。这在本专利技术中由一种辐照治疗系统提供，该辐照治疗系统包括：具有入口和出口的同步加速器环，该同步加速器环限定边界，该边界从同步加速器环垂直延伸；粒子射束发生器，粒子射束发生器的输出端连接到同步加速器环的入口，并且设置为将带电粒子射束注入到同步加速器环中；场控制单元，被设置为调整电磁场，使得注入的带电粒子射束在同步加速器环内加速；治疗辐照源，置于限定的边界内并且包括输入端和输出端，辐照源的输入端连接到同步加速器环的出口，并且设置为接收来自同步加速器环的加速的粒子射束；以及患者支撑构件，置于限定的边界内并且与治疗辐照源的输出端成预定关系设置以支撑患者，该治疗辐照源设置为利用加速的粒子射束辐照支撑的患者。在一个实施例中，其中同步加速器环具有第一部分和与第一部分相对的第二部分，同步加速器环的第一部分相对于所述地板具有第一高度，同步加速器环的第二部分相对于地板具有第二高度，其中第二高度大于第一高度。在另一实施例中，同步加速器环的第一部分嵌入地板中。在另一实施例中，同步加速器的第二部分嵌入与地板相对的天花板中。在另一实施例中，同步加速器环置于患者支撑构件上方。在另一实施例中，治疗辐照源置于患者支撑构件上方。在一个实施例中，同步加速器环置于患者支撑构件下方。在另一实施例中，辐照系统以进一步包括置于限定空间内的成像仪，成像仪设置为对患者成像。在一个单独实施例中，提供一种辐照治疗方法，该方法包括：以与治疗辐照源的输出端成预定关系支撑患者；控制治疗辐照源以利用在同步加速器环内加速的粒子射束辐照支撑的患者，同步加速器环的外周限定空间，该空间从环外周垂直延伸，其中支撑的患者和治疗辐照源中的每一个置于限定的空间内。在一个实施例中，同步加速器环具有第一部分和与第一部分相对的第二部分，同步加速器环的第一部分相对于所述地板具有第一高度，同步加速器环的第二部分相对于地板具有第二高度，其中第二高度大于第一高度。在另一实施例中，同步加速器环的第一部分嵌入地板中。在另一实施例中，同步加速器的第二部分嵌入与地板相对的天花板中。在另一实施例中，同步加速器环置于支撑的患者上方。在一个其他的实施例中，治疗辐照源置于支撑的患者上方。在一个实施例中，同步加速器环置于支撑的患者下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐照治疗系统，包括：/n同步加速器环，具有入口、出口和边界，所述同步加速器环限定有一个由所述边界垂直延伸所形成的空间；/n粒子射束发生器，所述粒子射束发生器的输出端连接到所述同步加速器环的所述入口，并且设置为将带电粒子射束注入到所述同步加速器环中；/n场控制单元，被设置为调整电磁场，使得所述注入的带电粒子射束在所述同步加速器环内加速；/n治疗辐照源，设置在限定的所述空间内并且包括输入端和输出端，所述辐照源的所述输入端连接到所述同步加速器环的所述出口，并且设置为接收来自所述同步加速器环的所述加速的粒子射束；以及/n患者支撑构件，设置在所述限定的空间内并且与所述治疗辐照源的所述输出端成预定关系设置以支撑患者，所述治疗辐照源设置为利用所述加速的粒子射束辐照所述支撑的患者。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 US 62/608,5791.一种辐照治疗系统，包括：
同步加速器环，具有入口、出口和边界，所述同步加速器环限定有一个由所述边界垂直延伸所形成的空间；
粒子射束发生器，所述粒子射束发生器的输出端连接到所述同步加速器环的所述入口，并且设置为将带电粒子射束注入到所述同步加速器环中；
场控制单元，被设置为调整电磁场，使得所述注入的带电粒子射束在所述同步加速器环内加速；
治疗辐照源，设置在限定的所述空间内并且包括输入端和输出端，所述辐照源的所述输入端连接到所述同步加速器环的所述出口，并且设置为接收来自所述同步加速器环的所述加速的粒子射束；以及
患者支撑构件，设置在所述限定的空间内并且与所述治疗辐照源的所述输出端成预定关系设置以支撑患者，所述治疗辐照源设置为利用所述加速的粒子射束辐照所述支撑的患者。


2.根据权利要求1所述的辐照治疗系统，其中所述同步加速器环具有第一部分和与所述第一部分相对的第二部分，所述同步加速器环的所述第一部分相对于地板具有第一高度，所述同步加速器环的所述第二部分相对于所述地板具有第二高度，
其中所述第二高度大于所述第一高度。


3.根据权利要求2所述的辐照治疗系统，其中所述同步加速器环的所述第一部分嵌入在所述地板中。


4.根据权利要求2所述的辐照治疗系统，其中所述同步加速器的所述第二部分嵌入在与所述地板相对的天花板中。


5.根据权利要求1所述的辐照治疗系统，其中所述同步加速器环置于所述患者支撑构件上方。


6.根据权利要求5所述的辐照治疗系统，其中所述治疗辐照源置于所述患者支撑构件上方。

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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·马拉什，
申请(专利权)人：中以康联国际医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37