用于粒子治疗系统的准直器和射程调节器技术方案

一种示例性系统包括产生粒子束以治疗患者的粒子加速器和具有开口的载体，所述开口包括第一开口和第二开口。载体由抑制粒子束输送的材料制成，并且载体位于粒子加速器和患者之间。控制系统被配置为控制粒子束向第一开口的移动，以使得粒子束的至少一部分能够到达患者，在粒子束在第一开口处保持静止的同时改变粒子束的能量，以及控制粒子束从第一开口向第二开口的移动。该示例系统还包括射程调节器，该射程调节器包括至少一些碳化硼。该射程调节器包括至少一些碳化硼。该射程调节器包括至少一些碳化硼。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粒子治疗系统的准直器和射程调节器
[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 A Particle 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]本公开总体上涉及用于粒子治疗系统的准直器和射程调节器。

技术介绍

[0004]粒子治疗系统使用加速器产生粒子束来治疗疾病，例如肿瘤。在操作中，粒子在磁场的存在下在空腔内的轨道中加速，并通过提取通道从空腔中移除。磁场再生器在空腔外部附近产生磁场冲击，以扭曲某些轨道的间距和角度，从而使它们朝着提取通道移动，并最终进入提取通道。由粒子组成的粒子束离开提取通道。
[0005]扫描系统是在提取通道的粒子束下游(down
‑
beam)。在这个例子中，在粒子束下游表示相对于提取通道更靠近辐射标靶。扫描系统相对于辐射标靶移动粒子束，以将辐射标靶的各个部分暴露于粒子束。例如，为了治疗肿瘤，可以在肿瘤的不同部分上扫描粒子束，以将不同部分暴露于辐射。
[0006]扫描系统可以包括射程调节器，以改变粒子束的能量，从而改变粒子束影响的肿瘤的不同深度。准直器可用于修整粒子束。例如，准直器可以允许粒子束的一部分到达患者，同时防止粒子束的不同部分到达患者。

技术实现思路

[0007]一种示例系统包括产生粒子束以治疗患者的粒子加速器和具有包括第一开口和第二开口的开口的载体。载体包括抑制粒子束输送的材料，并且载体位于粒子加速器和患者之间。控制系统被配置为控制粒子束向第一开口的移动，以使得粒子束的至少一部分能够到达患者，以在粒子束在第一开口处保持静止时改变粒子束的能量，以及控制粒子束从第一开口向第二开口的移动。该示例系统可以单独地或组合地包括一个或多个以下特征。
[0008]开口可以包括孔阵列，第一开口是第一孔，第二开口是第二孔。开口可以包括槽阵列，第一开口是第一槽，第二开口是第二槽。
[0009]该系统可以包括在粒子加速器和患者之间的射程调节器。射程调节器可包括构造成移入和移出粒子束路径的结构，以便改变粒子束的能量。控制系统可以被配置成控制所
述结构进入或离开粒子束路径的运动，以改变粒子束的能量。该结构可以包括板，用于在粒子束穿过一个或多个板时改变粒子束的能量。这些板可以是或包括碳化硼。粒子加速器可以包括具有导电线圈的超导磁体。控制系统可以被配置成改变通过导电线圈的电流，以改变粒子束的能量。
[0010]控制系统可以被配置成改变粒子束的能量，使得粒子束在从第一开口移动到第二开口之前，粒子束通过第一开口治疗患者体内的标靶的柱状部分。当粒子束处于第一开口时，粒子束可以向标靶输送超过每秒1格雷的辐射剂量，持续时间少于5秒。当粒子束处于第一开口时，粒子束可以向标靶输送每秒20格雷到每秒100格雷的辐射剂量，持续时间10毫秒到5秒。当粒子束处于第一开口时，粒子束可以以小于5秒的持续时间向标靶输送每秒40格雷至每秒120格雷的辐射剂量。当粒子束处于第一开口时，粒子束可以以任何超高剂量率向标靶输送辐射剂量。当粒子束处于第一开口时，粒子束可以以小于500ms的持续时间、在10ms和5s之间的持续时间或者小于5s的持续时间向标靶输送大于每秒100格雷、大于每秒200格雷、大于每秒300格雷、大于每秒400格雷或者大于每秒500格雷的辐射剂量。
[0011]开口可以包括孔，第一开口是第一孔，第二开口是第二孔。控制粒子束向第一孔然后向第二孔的移动可以包括将粒子束居中在第一孔，然后将粒子束居中在第二孔。
[0012]在粒子束从第一开口移动到第二开口之后，粒子束可以不再移动到第一开口。
[0013]该系统可以包括具有导电线圈的扫描磁体。扫描磁体可以用于产生磁场以影响粒子束的运动。控制系统可以被配置成通过改变通过扫描磁体的导电线圈的电流来影响磁场，从而控制粒子束的移动。该系统可以包括轨道，载体安装在该轨道上，用于在粒子束的束场内移动。马达可以被配置成沿着轨道移动载体。控制系统可以被配置成基于粒子束的移动来控制马达以沿着轨道移动载体。该系统可以包括脊形滤波器，以扩展粒子束的布拉格峰。
[0014]该系统可以包括轨道，载体安装在该轨道上以用于移动。马达可以被配置成响应于来自控制系统的一个或多个命令而沿着轨道移动载体。控制系统可以被配置成在粒子束在第二开口处保持静止时改变粒子束的能量，并且控制粒子束从第二开口到多个额外开口的移动，其中粒子束在多个额外开口中的每个开口处保持静止一段时间，同时粒子束的能量在每个开口处改变。
[0015]一种示例性准直器包括具有一个或多个开口的载体。载体可以是或包括抑制粒子束输送的材料。一个或多个开口中的每一个可以具有不可改变的尺寸和形状。一个或多个开口中的每一个可以具有可变的尺寸和/或形状。一个或多个开口中的一些可以具有可变的尺寸和/或形状，一个或多个开口中的一些可以具有不可变的尺寸和/或形状。准直器可以包括轨道，载体安装在该轨道上，用于在粒子束的束场内移动。马达被配置成基于粒子束的运动沿着轨道移动载体。示例性准直器可以单独或组合地包括一个或多个以下特征。
[0016]一个或多个开口可以是或包括孔阵列。一个或多个开口可以是或包括单个线性孔阵列。一个或多个开口可以是或包括一个或多个延伸穿过载体纵向维度的槽。一个或多个开口可以是或包括延伸穿过载体纵向维度的单个槽。载体可以由镍、黄铜或钨中的至少一种制成或包括其中的至少一种。马达可以响应来自控制系统的命令，以沿着轨道移动载体。
[0017]载体可以是第一载体。准直器可以包括具有开口阵列的第二载体。第二载体可以是或包括抑制粒子束输送的材料。第二载体可以被安装用于在粒子束的束场内移动。马达
还可以被配置成基于粒子束的运动而沿着轨道移动第二载体。第一载体和第二载体可以彼此物理连接。第一载体和第二载体可以被配置为相对于彼此独立移动。例如，马达可以是第一马达，准直器也可以包括配置成移动第二载体的第二马达。第二马达可以被配置为基于粒子束的移动来移动第二载体。
[0018]一种示例性系统包括产生粒子束以治疗患者的粒子加速器和具有开口的载体。载体可以是或包括抑制粒子束输送的材料。载体可以位于粒子加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：粒子加速器，用于产生粒子束以治疗患者；包括开口的载体，所述开口包括第一开口和第二开口，所述载体包括抑制粒子束输送的材料，并且所述载体位于粒子加速器和患者之间；和控制系统，用于控制粒子束向第一开口的移动，以使粒子束的至少一部分能够到达患者，用于在粒子束在第一开口处保持静止时改变粒子束的能量，以及用于控制粒子束从第一开口向第二开口的移动。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口包括孔阵列，所述第一开口包括第一孔，所述第二开口包括第二孔。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口包括槽阵列，所述第一开口包括第一槽，所述第二开口包括第二槽。4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：在粒子加速器和患者之间的射程调节器，该射程调节器包括构造成移入和移出粒子束路径的结构，以便改变粒子束的能量；其中控制系统被配置成控制结构进入或离开粒子束路径的运动，以改变粒子束的能量。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述结构包括用于在粒子束穿过一个或多个板时改变粒子束能量的板，所述板包括碳化硼。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述粒子加速器包括超导磁体，所述超导磁体包括导电线圈；和其中控制系统被配置成改变通过导电线圈的电流以改变粒子束的能量。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被配置成改变所述粒子束的能量，使得在所述粒子束从所述第一开口移动到所述第二开口之前，粒子束通过所述第一开口治疗患者体内的标靶的柱状部分；和其中，当粒子束处于第一开口时，粒子束向标靶输送超过每秒1格雷的辐射剂量，持续时间小于5秒。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被配置成改变所述粒子束的能量，使得在粒子束从所述第一开口移动到所述第二开口之前，粒子束通过所述第一开口治疗患者体内的标靶的柱状部分；和其中，当粒子束处于第一开口处时，粒子束向标靶输送每秒20格雷至每秒100格雷的辐射剂量，持续时间为10毫秒至5秒。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被配置成改变所述粒子束的能量，使得在粒子束从所述第一开口移动到所述第二开口之前，粒子束通过所述第一开口治疗患者体内的标靶的柱状部分；和其中，当粒子束处于第一开口处时，粒子束向标靶传递每秒40格雷至每秒120格雷的辐射剂量，持续时间小于5秒。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被配置成改变所述粒子束的能量，使得在粒子束从所述第一开口移动到所述第二开口之前，粒子束通过所述第一开口治疗患者体内的标靶的柱状部分；和
其中，当粒子束处于第一开口时，粒子束以超高剂量率向标靶输送辐射剂量。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口包括孔，所述第一开口包括第一孔，所述第二开口包括第二孔；并且其中控制粒子束向第一孔然后向第二孔的移动包括将粒子束居中在第一孔，然后将粒子束居中在第二孔。12.根据权利要求1所述的系统，其中，在粒子束从第一开口移动到第二开口之后，粒子束不再移动到第一开口。13.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：包括导电线圈的扫描磁体，该扫描磁体用于产生磁场以影响粒子束的移动；其中控制系统被配置成通过改变流过扫描磁体的导电线圈的电流来影响磁场，从而控制粒子束的移动。14.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：轨道，载体安装在该轨道上，用于在粒子束的束场内移动；和马达，其被配置为沿着轨道移动载体。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制系统被配置为基于所述粒子束的移动来控制所述马达以沿着所述轨道移动所述载体。16.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：脊形滤波器，用于扩展粒子束的布拉格峰。17.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：轨道，载体安装在其上以用于移动；以及马达，其被配置为响应于来自控制系统的一个或多个命令而沿着轨道移动载体。18.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被配置成在所述粒子束在所述第二开口处保持静止时改变所述粒子束的能量，并且控制所述粒子束从所述第二开口到多个额外开口的移动，其中所述粒子束在所述多个额外开口中的每一个处保持静止一段时间同时所述粒子束的能量改变。19.一种准直器，包括：载体，包括一个或多个开口，所述载体包括抑制粒子束输送的材料，所述一个或多个开口中的每一个具有不可改变的尺寸和形状；轨道，载体安装在该轨道上，用于在粒子束的束场内移动；和马达，其被配置为基于粒子束的移动而沿着轨道移动载体。20.根据权利要求19所述的准直器，其中所述一个或多个开口包括孔阵列。21.根据权利要求19所述的准直器，其中所述一个或多个开口包括单个线性孔阵列。22.根据权利要求19所述的准直器，其中，所述一个或多个开口包括延伸穿过所述载体的纵向维度的一个或多个槽。23.根据权利要求19所述的准直器，其中所述一个或多个开口包括延伸穿过所述载体的纵向维度的单个槽。24.根据权利要求19所述的准直器，其中所述载体包括镍、黄铜或钨中的至少一种。25.根据权利要求19所述的准直器，其中，所述马达响应于来自控制系统的命令而沿着所述轨道移动所述载体。
26.根据权利要求19所述的准直器，其中所述载体是第一载体，其中所述准直器包括第二载体，所述第二载体包括开口阵列，其中所述第二载体包括抑制粒子束输送的材料，并且其中所述第二载体被安装用于在粒子束的束场内移动。27.根据权利要求26所述的准直器，其中，所述马达还被配置为基于所述粒子束的移动而沿着所述轨道移动所述第二载体。28.根据权利要求26所述的准直器，其中所述第一载体和所述第二载体在物理上彼此连接。29.根据权利要求26所述的准直器，其中所述第一载体和所述第二载体被配置为相对于彼此独立移动。30.根据权利要求26所述的准直器，其中所述马达是第一马达，并且其中所述准直器还包括被配置为移动所述第二载体的第二马达。31.根据权利要求30所述的准直器，其中所述第二马达被配置成基于所述粒子束的移动来移动所述第二载体。32.一种系统，包括：粒子加速器，用于产生粒子束以治疗患者；包括开口的载体，该载体包括抑制粒子束输送的材料，并且该载体位于粒子加速器和患者之间；和控制系统，用于控制粒子束向开口的第一部分的移动，以使粒子束的至少一部分能够到达患者，用于当粒子束在开口的第一部分处保持静止时改变粒子束的能量，以及用于控制粒子束从开口的第一部分向开口的第二部分的移动。33.根据权利要求32所述的系统，其中所述开口是沿着所述载体延伸的槽。34.根据权利要求32所述的系统，其中，所述控制系统被配置为当所述粒子束在所述开口的第二部分处保持静止时改变所述粒子束的能量，并且控制所述粒子束从所述开口的第二部分到所述开口的多个额外部分的移动，所述粒子束在所述开口的多个额外部分中的每一个处保持静止一段时间同时所述粒子束的能量改变。35.根据权利要求32所述的系统，其中所述控制系统被配置成改变所述粒子束的能量，使得在所述粒子束从所述开口的第一部分移动到所述开口的第二部分之前，所述粒子束通过所述开口的第一部分治疗患者体内的标靶的柱状部分；和其中，当粒子束处于开口的第一部分时，粒子束向标靶输送超过每秒1格雷的辐射剂量，持续时间小于5秒。36.根据权利要求32所述的系统，其中所述控制系统被配置成改变所述粒子束的能量，使得在所述粒子束从所述开口的第一部分移动到所述开口的第二部分之前，所述粒子束通过所述开口的第一部分治疗患者体内的标靶的柱状部分；并且其中，当粒子束处于开口的第一部分时，粒子束将每秒20格雷到每秒100格雷的辐射剂量输送到标靶，持续时间10毫秒至5秒。37.根据权利要求32所述的系统，其中所述控制系统被配置成改变所述粒子束的能量，使得在所述粒子束从所述开口的第一部分移动到所述开口的第二部分之前，所述粒子束通过所述开口的第一部分治疗患者体内的标靶的柱状部分；和其中，当粒子束处于开口的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：J库利，T兹沃特，M琼斯，M阿亨，
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：