用于带电粒子束终点的磁场定位的系统和方法技术方案

本公开内容的实施方式涉及一种放射治疗系统。示例性放射治疗系统可以包括被配置成将带电粒子束递送至患者的放射治疗输出端。该系统还可以包括检测器阵列。该检测器阵列可以具有平行于放射治疗输出端递送带电粒子束所沿的轴而延伸的轴。检测器阵列可以包括被配置成在从放射治疗输出端递送带电粒子束期间检测由带电粒子束生成的磁场的多个检测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于带电粒子束终点的磁场定位的系统和方法
本公开内容的各方面总体涉及放射治疗系统，并且具体地涉及使用磁场定位来确定放射治疗期间施用的辐射的一个或更多个带电粒子束的终点的方法和系统。
技术介绍
辐射治疗(也称为放射治疗)可以用于对癌症或其他病症的治疗。放射治疗涉及将指定剂量的辐射递送至患者的目标区域，例如，递送至肿瘤或其他癌组织。可以在实施放射治疗之前对目标区域进行成像，并且可以基于例如目标的大小、位置和/或取向以及周围结构等来制定治疗计划。然后可以使用放射治疗递送装置根据治疗计划将辐射以一个或更多个带电粒子束的形式递送至患者的目标区域。向患者准确地递送辐射可提升放射治疗的安全性和有效性。因此，在治疗之前，预测患者体内带电粒子束的衰减，以便确定在治疗期间辐射会被递送至的身体位置以及不会被递送至的身体位置。准确确定带电粒子束的远端边缘的位置使得医疗保健提供者能够评估多少剂量被递送至患者以及剂量被递送的位置。可以选择射束的远端以及剂量被递送的预期位置，以确保周围的健康细胞不会受到伤害或被杀死。如果在放射治疗期间递送的带电粒子束具有位于与预期位置不同的位置的终点，则代替预期目标区域或者除了预期目标区域以外，周围的健康结构会接收到辐射，并且/或者目标区域会接收不同于预期剂量的辐射。结果，期望知道在治疗期间带电粒子束的实际体内终点的位置并且知道与预测终点位置相比的实际位置。此外，可能期望在治疗期间评估射束终点位置，以便如果实际的体内射束终点不在预期位置，则可以改变或停止放射治疗。用于确定带电粒子束的实际的体内射束终点位置的当前可用技术可能缺乏准确性并且可能无法及时提供信息以在治疗期间成为有用的评估工具。例如，正电子放射断层造影术(PET)可用于确定通过体内辐射粒子束激活的组织。然而，组织的激活可能无法提供带电粒子束或粒子束的终点末端的剂量分布的足够准确的表示。此外，可能无法及时访问PET信息。例如，可能需要花费几分钟或更长时间获取PET数据。因此，需要使得能够在放射治疗的施用期间准确、实时地确定带电粒子束的终点的位置的系统和方法。
技术实现思路
本公开内容的实施方式涉及一种放射治疗系统。示例性放射治疗系统可以包括被配置成将带电粒子束递送至患者的放射治疗输出端。该系统还可以包括检测器阵列。检测器阵列可以具有平行于放射治疗输出端递送带电粒子束所沿的轴而延伸的轴。检测器阵列可以包括被配置成在从放射治疗输出端递送带电粒子束期间检测由带电粒子束生成的磁场的多个检测器。系统的各种实施方式可以包括以下特征中的一个或更多个。放射治疗输出端可以被配置成输送质子束。在一些方面，多个检测器可以包括超导量子干涉装置、激光泵浦检测器或磁力计中的至少一个，并且多个检测器中的至少一个检测器可以被定向成使得该至少一个检测器的平面表面被定向成处于横切检测器阵列的轴的角度。多个检测器可以相对于彼此相互交错。该系统可以包括多个检测器阵列，该检测器阵列可以是二维检测器阵列，并且/或者多个检测器可以被可移动地安装在检测器阵列上。本公开内容的实施方式还涉及一种用于在放射治疗期间测量带电粒子束的终点的系统。示例性系统可以包括被配置成接收指示由检测器检测到的磁场的信号并且基于所接收的信号来确定带电粒子束的终点的体内位置的至少一个计算机。所述至少一个计算机还可以被配置成基于带电粒子束的终点的体内位置来继续、修改或停止放射治疗。系统的各种实施方式可以包括以下特征中的一个或更多个。所述至少一个计算机系统还可以被配置成将带电粒子束的终点的体内位置与在递送带电粒子束之前计算的带电粒子束的终点的预期位置进行比较。在一些方面，所述至少一个计算机系统还可以被配置成如果带电粒子束的终点的体内位置相对于带电粒子束的终点的预期位置在误差的阈值水平外，则停止或修改放射治疗，并且如果带电粒子束的终点的体内位置相对于带电粒子束的终点的预期位置在误差的阈值水平内，则继续放射治疗。所述至少一个计算机系统还可以被配置成更新阻挡能力图、递送计划的记录或治疗记录中的至少一个，以包括带电粒子束的终点的体内位置。此外，所述至少一个计算机系统可以被配置成基于带电粒子束的终点的体内位置来修改未来的放射治疗的治疗环节。本公开内容的实施方式还涉及一种放射治疗系统，该放射治疗系统包括检测器阵列，该检测器阵列具有平行于递送带电粒子束所沿的轴而定位的长度。检测器阵列可以包括被配置成检测由带电粒子束生成的磁场的多个检测器。多个检测器还可以沿着检测器阵列的长度并且沿着递送带电粒子束所沿的轴而彼此间隔开。系统的各种实施方式可以包括以下特征中的一个或更多个。多个检测器可以包括超导量子干涉装置、激光泵浦检测器或磁力计中的至少一个。多个检测器中的至少一个检测器可以被定向成使得至少一个检测器的平面表面被定向成处于横切检测器阵列的轴的角度。多个检测器还可以沿着检测器阵列的宽度而延伸，以及/或者多个检测器可以相对于彼此相互交错。在一些方面，检测器阵列可以是第一检测器阵列，并且系统还可以包括第二检测器阵列。第二检测器阵列可以被定位成与第一检测器阵列正交。实施方式的其他目的和优点部分地将在随后的描述中进行阐述，并且部分地将根据描述而变得明显，或者可以通过对实施方式的实践来学习。应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述两者均只是示例性和说明性的，而不是对权利要求进行限制。如本文所使用的，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含，使得包括要素列表的过程、方法、制品或设备并非仅包括那些元素，而是可以包括其他未明确列出的要素或这些过程、方法、制品或设备固有的要素。附图说明并入在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了所公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释所公开的实施方式的原理。在附图中：图1描绘了根据本公开内容的各种实施方式的示例性放射治疗设备。图2A示意性地描绘了根据本公开内容的各种实施方式的检测器阵列。图2B示意性地描绘了根据本公开内容的各种实施方式的检测器阵列。图2C描绘了根据本公开内容的各种实施方式的检测器阵列相对于患者的示例性定位。图2D描绘了根据本公开内容的各种实施方式的检测器阵列相对于患者的示例性定位。图3示意性地描绘了根据本公开内容的实施方式的相对于示例性检测器阵列的磁场。图4以图形方式描绘了根据本公开内容的实施方式的带电粒子束沿示例性检测器阵列的深度移动时的示例性轨迹。图5以图形方式描绘了根据本公开内容的实施方式的带电粒子束的各种磁场计算的结果。图6是描绘根据本公开内容的实施方式的示例性方法的流程图。图7描绘了根据本公开内容的实施方式的可用于提供实时带电粒子束终点检测的示例性系统。图8描绘了根据本公开内容的实施方式的可用于提供实时带电粒子束终点检测的示例性系统。图9描绘了根据本公开内容的实施方式的可用于提供实时带电粒子束终点检测的示例性系统。具体实施方式...

【技术保护点】
1.一种放射治疗系统，包括：/n放射治疗输出端，其被配置成将带电粒子束递送至患者；以及/n检测器阵列，其具有平行于所述放射治疗输出端递送所述带电粒子束所沿的轴而延伸的轴，其中，所述检测器阵列包括被配置成在从所述放射治疗输出端递送所述带电粒子束期间检测由所述带电粒子束生成的磁场的多个检测器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 US 62/477,0711.一种放射治疗系统，包括：
放射治疗输出端，其被配置成将带电粒子束递送至患者；以及
检测器阵列，其具有平行于所述放射治疗输出端递送所述带电粒子束所沿的轴而延伸的轴，其中，所述检测器阵列包括被配置成在从所述放射治疗输出端递送所述带电粒子束期间检测由所述带电粒子束生成的磁场的多个检测器。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述放射治疗输出端被配置成递送质子束。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个检测器包括超导量子干涉装置、激光泵浦检测器或磁力计中的至少一个。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个检测器中的至少一个检测器被定向成使得：所述至少一个检测器的平面表面被定向成处于横切所述检测器阵列的轴的角度。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个检测器相对于彼此相互交错。


6.根据权利要求1所述的系统，还包括多个检测器阵列。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测器阵列是二维检测器阵列。


8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个检测器被能够移动地安装在所述检测器阵列上。


9.一种用于在放射治疗期间测量带电粒子束的终点的系统，所述系统包括：
至少一个计算机系统，其被配置成：
接收指示由检测器检测到的磁场的信号；
基于所接收的信号，确定所述带电粒子束的终点的体内位置；以及
基于所述带电粒子束的终点的体内位置来继续、修改或停止所述放射治疗。


10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个计算机系统还被配置成：
将所述带电粒子束的终点的体内位置与在递送所述带电粒子束之前计算的所述带电粒子束的终点的预期位置进行比较。


11.根据权利要求10所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯图尔特·朱利安·斯维尔德洛夫，
申请(专利权)人：医科达私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰;NZ