【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】穿过柱体输送辐射并为其产生治疗计划
[0001]相关应用的交叉引用
[0002]本申请要求2019年3月8日提交的标题为“Delivery Of Radiation By Column”的美国临时专利申请第62/815,721号的优先权和权益。本申请要求2019年5月28日提交的标题为“Energy Degrader Including Boron Carbide”的美国临时专利申请第62/853,387号的优先权和权益。本申请要求于2019年8月21日提交的标题为“Generating A Treatment Plan”的美国临时专利申请第62/889,825号的优先权和权益。本申请要求2019年8月21日提交的标题为“Collimator For AParticle Therapy System”的美国临时专利申请第62/889,861号的优先权和权益。美国临时专利申请62/815,721、62/853,387、62/889,825和62/889,861的内容通过引用合并于本文。
[0003]本公开总体上涉及一种按柱体输...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用粒子束治疗标靶的方法，该方法包括：沿着至少部分穿过标靶的路径引导粒子束；以及当粒子束沿着路径被引导时，控制粒子束的能量，使得粒子束至少治疗标靶的沿着路径定位的内部部分；其中，当粒子束沿着路径被引导时，粒子束向标靶输送超过每秒一(1)格雷的辐射剂量，持续时间小于五(5)秒。2.根据权利要求1所述的方法，其中控制粒子束的能量包括将一个或多个能量吸收板移入或移出粒子束的在标靶和粒子束源之间的路径。3.根据权利要求2所述的方法，其中，当粒子束被沿着路径引导时，将一个或多个能量吸收板移入或移出粒子束的路径。4.根据权利要求2所述的方法，其中将所述一个或多个能量吸收板移入或移出所述粒子束的路径包括将多个能量吸收板按顺序移入所述粒子束的路径。5.根据权利要求2所述的方法，其中将所述一个或多个能量吸收板移入或移出所述粒子束的路径包括将多个能量吸收板案顺序移出粒子束的路径。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个能量吸收板中的一能量吸收板包括线性马达，所述线性马达是可控的，以将能量吸收板移入或移出粒子束的路径。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个能量吸收板中的每一个能在一百(100)毫秒或更短的持续时间内移入或移出粒子束的路径。8.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个能量吸收板中的每一个能在十(10)毫秒或更短的持续时间内移入或移出粒子束的路径。9.根据权利要求2所述的方法，其中将所述一个或多个能量吸收板移入或移出所述粒子束的路径包括：控制所述一个或多个能量吸收板中的第一板在粒子束通过所述一个或多个能量吸收板到达标靶期间移动，所述第一板可被控制以移动穿过至少部分束场，所述束场对应于限定粒子束能相对于标靶移动的最大范围的平面。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子束由粒子加速器产生，所述粒子加速器被配置为基于经过在所述粒子加速器内所容纳的超导绕组的电流输出粒子束；和其中控制粒子束的能量包括将电流设置为多个值之一，多个值中的每一个对应于粒子束从粒子加速器输出的不同能量。11.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述粒子束沿着所述路径被引导时，所述粒子束向所述标靶输送超过每秒二十(20)格雷的辐射剂量，持续时间少于五秒。12.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述粒子束沿着所述路径被引导时，所述粒子束向所述标靶输送每秒二十(20)格雷至每秒一百(100)格雷的辐射剂量，持续时间少于五秒。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子束包括具有至少两(2)毫米西格玛的尺寸的高斯笔形束。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子束包括尺寸为两(2)毫米西格玛到二十(20)毫米西格玛的高斯笔形束。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述路径是第一路径；且
其中该方法进一步包括：沿着与第一路径不同的第二路径引导粒子束至少部分地穿过标靶；当粒子束沿着第二路径被引导时，控制粒子束的能量，使得粒子束治疗标靶的沿着第二路径定位的部分；其中，当粒子束沿着第二路径被引导时，粒子束向标靶输送超过每秒一(1)格雷的辐射剂量，持续时间小于五百(500)毫秒；并且其中在标靶的治疗期间粒子束不再沿着第一路径被引导。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括使用准直器阻挡粒子束的至少一部分，所述准直器能配置成阻挡粒子束的第一部分，同时允许粒子束的第二部分到达标靶。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述准直器包括：由阻挡粒子束通过的材料构成的结构，所述结构限定了移动到粒子束路径中的边缘，使得所述边缘的第一侧上的粒子束的第一部分被所述结构阻挡，并且使得所述边缘的第二侧上的粒子束的第二部分不被所述结构阻挡；以及线性马达，其被控制为配置所述结构来限定所述边缘，每个线性马达包括可动部件和固定部件，固定部件包括磁场发生器，以产生第一磁场，可动部件包括一个或多个线圈以传导电流，以产生第二磁场，该第二磁场与第一磁场相互作用，以使可动部件相对于固定部件移动；其中每个线性马达的可动部件连接到所述结构中的相应的一个，或者是该结构的相应的一个的一部分，使得相应的结构随着可动部件的移动而移动。18.一种使用粒子束治疗标靶的方法，该方法包括：沿着至少部分穿过标靶的第一路径引导粒子束；当粒子束沿着第一路径被引导时，控制粒子束的能量，使得粒子束治疗标靶的沿着第一路径的三维柱状部分；和重复引导粒子束并控制至少部分穿过标靶的多个不同路径的能量，而不将粒子束沿着穿过标靶的相同路径引导多于一次；其中，当粒子束沿着通过标靶的每个路径被引导时，粒子束向标靶输送超过每秒一(1)格雷的辐射剂量，持续时间小于五(5)秒。19.根据权利要求18所述的方法，其中控制粒子束的能量包括将一个或多个能量吸收板移入或移出粒子束的在标靶和粒子束源之间的路径。20.根据权利要求18所述的方法，其中所述粒子束由粒子加速器产生，所述粒子加速器被配置为基于经过在所述粒子加速器内所包含的超导绕组的电流输出粒子束；并且其中控制粒子束的能量包括将电流设置为多个值之一，多个值中的每一个对应于粒子束从粒子加速器输出的不同能量。21.一种粒子治疗系统，包括：粒子加速器，产生粒子束；扫描磁体，沿着至少部分穿过标靶的路径引导粒子束；和控制系统，控制扫描磁体沿着多条路径引导粒子束至少部分穿过标靶，并控制粒子束的能量，使得粒子束沿着多条路径中的每一条路径治疗标靶的三维柱状部分；其中，当粒子束沿着多个路径中的每一个被引导时，粒子束向标靶输送超过每秒一(1)
格雷的辐射剂量，持续时间少于五(5)秒。22.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述扫描磁体，使得所述粒子束沿着通过所述标靶的每个路径仅被引导一次。23.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，进一步包括：能量吸收结构，每个能量吸收结构被配置成当粒子束穿过能量吸收结构到达标靶时降低粒子束的能量；和其中控制系统被配置成通过将一个或多个能量吸收结构移入或移出在标靶和粒子束源之间的路径来控制粒子束的能量。24.根据权利要求23所述的粒子治疗系统，其中所述能量吸收结构包括能量吸收板。25.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中，对于所述多条路径中的一条路径，所述控制系统被配置为在所述粒子束处于所述路径时将所述一个或多个能量吸收结构移入或移出所述粒子束的路径。26.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中，对于所述多条路径中的一条路径，所述控制系统被配置为将多个能量吸收结构顺序移入所述粒子束的路径。27.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中，对于所述多条路径中的一条路径，所述控制系统被配置为将多个能量吸收结构顺序地移出所述粒子束的路径。28.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中所述能量吸收结构中的能量吸收板包括线性马达，所述线性马达是可控的，以将所述能量吸收板移入或移出粒子束的路径。29.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中，对于所述多条路径中的一条路径，所述控制系统被配置为在一百(100)毫秒或更短的持续时间内将所述一个或多个能量吸收结构中的每一个移入或移出所述粒子束的路径。30.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中，对于所述多条路径中的一条路径，所述控制系统被配置为在五十(50)毫秒或更短的持续时间内将所述一个或多个能量吸收结构中的每一个移入或移出所述粒子束的路径。31.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中，对于所述多条路径中的一条路径，所述控制系统被配置为通过执行操作来移动所述一个或多个能量吸收结构，所述操作包括：控制所述一个或多个能量吸收结构中的第一板，以在粒子束通过所述一个或多个能量吸收结构到达标靶期间移动。32.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，其中所述粒子加速器包括超导绕组，并且其中所述粒子加速器被配置成基于经过所述超导绕组的电流产生粒子束；和其中所述控制系统被配置为通过将电流设置为多个值之一来控制粒子束的能量，所述多个值中的每一个对应于粒子束从粒子加速器输出的不同能量。33.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述粒子束，以在每条路径上向所述标靶输送超过每秒二十(20)格雷的辐射剂量，持续时间小于五(5)秒。34.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，其中，所述控制系统被配置为控制所述粒子束，以在每条路径上向所述标靶输送每秒二十(20)格雷至每秒一百(100)格雷的辐射剂量，持续时间小于五(5)秒。35.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，其中所述粒子束包括尺寸为至少两(2)毫米
西格玛的高斯笔形束。36.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，其中所述粒子束包括尺寸为两(2)毫米西格玛到二十(20)毫米西格玛的高斯笔形束。37.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，还包括：准直器，其可配置为阻挡粒子束的第一部分，同时允许粒子束的第二部分到达标靶。38.根据权利要求37所述的粒子治疗系统，其中所述准直器包括：由阻挡粒子束通过的材料组成的结构，所述结构限定移动到粒子束路径中的边缘，使得所述边缘的第一侧上的粒子束的第一部分被所述结构阻挡，并且使得所述边缘的第二侧上的粒子束的第二部分不被所述结构阻挡；和线性马达，其可控制为配置所述结构来限定所述边缘，每个线性马达包括可动部件和固定部件，固定部件包括磁场发生器，以产生第一磁场，可动部件包括一个或多个线圈以传导电流，以产生第二磁场，该第二磁场与第一磁场相互作用，以使可动部件相对于固定部件移动；其中每个线性马达的可动部件连接到所述结构中的相应的一个或者是所述结构中的相应一个的一部分，使得相应的结构随着可动部件的移动而移动。39.根据权利要求21所述的粒子治疗系统，其中，所述控制系统被配置为控制沿着所述多个路径中的每一个路径的粒子束的强度。40.根据权利要求39所述的粒子治疗系统，其中所述粒子束的强度沿着所述多条路径中的至少两条不同。41.一个或多个存储指令的非暂时性机器可读存储介质，所述指令可执行以实现用于粒子治疗系统的治疗计划系统，所述治疗计划系统包括：预测模型，表征粒子治疗系统和将由粒子治疗系统治疗的患者，该预测模型至少部分地通过表征粒子治疗系统能够输送辐射的时机来表征粒子治疗系统；相对生物有效性(RBE)模型，其基于辐射的输送时机来表征辐射对组织的相对生物有效性；和剂量计算引擎，其确定向患者的体素输送辐射的剂量方案，该剂量计算引擎被配置为基于预测模型和RBE模型来确定剂量方案。42.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述剂量方案指定将辐射输送到体素的剂量和剂量率；和其中所述治疗计划系统还包括排序器，以生成对剂量输送进行排序的指令，以便优化由剂量计算引擎确定的有效剂量。43.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于由粒子加速器产生的粒子束的脉冲结构来表征粒子治疗系统。44.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于由粒子加速器产生的粒子束的每脉冲最大剂量来表征粒子治疗系统。45.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于扫描磁体移动由粒子加速器产生的粒子束的扫描时间来表征所述粒子治疗系统。46.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于改变由粒子加速器产生的粒子束的能量所花费的时间来表征粒子治疗系统。
47.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于移动一个或多个能量吸收结构以改变由粒子加速器产生的粒子束的能量所花费的时间来表征粒子治疗系统。48.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于用于调节辐射剂量的策略来表征所述粒子治疗系统。49.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于移动准直器以准直由粒子加速器产生的粒子束所花费的时间来表征粒子治疗系统。50.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于配置准直器以准直由粒子加速器产生的粒子束所花费的时间来表征粒子治疗系统。51.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述预测模型基于控制范围调制器以改变由粒子加速器产生的粒子束中的粒子的布拉格峰所花费的时间来表征粒子治疗系统。52.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中所述剂量计算引擎被配置成基于所述RBE模型来确定在所述剂量方案中指定的剂量将被输送到所述患者的体素的时间。53.根据权利要求41所述的一个或多个非暂时性机器可读存储介质，其中，所述剂量计算引擎被配置为确定所述体素中的一体素是否包含...
【专利技术属性】
技术研发人员：J库利，T兹沃特，
申请(专利权)人：美国迈胜医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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