本发明专利技术的实施例提供了一种旋转台架100，该旋转台架被设计为使用单能质子束提供质子放射治疗。单能质子束由束线传输系统传输，束线传输系统具有两个或更多个弯曲磁体125以及用于引导和聚焦质子束的多个四极和操纵器磁体110、120。在束到达台架的等中心点之前，直接执行束的能量变化。执行束的能量变化。执行束的能量变化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于质子放射系统的紧凑型旋转台架
[0001]本专利技术实施例主要涉及粒子治疗领域。更具体地，本专利技术实施例涉及用于粒子疗法治疗系统的紧凑台架。
技术介绍
[0002]为了向患者提供质子或粒子疗法治疗，带电粒子以选定角度被引导至治疗台上的患者。包括束线和弯曲磁体的台架用于使带电粒子束相对于患者台成选定角度。带电粒子从加速器输出并发射至台架中。用于粒子治疗的台架通常包括用于使粒子束弯曲的常导磁体，这需要具有8米量级直径的台架。此外，弯曲磁体的大部分重量必须由台架的机械结构支撑。
[0003]此外，必须通过将可变厚度楔引入束路径中来调整粒子束的能量。这通常在束进入台架之前完成。由于多重散射效应，楔也会使粒子束扩散。对于由加速器(例如束)产生的任何多个粒子，各个粒子之间通常具有轻微的能量变化。在统计上，能量扩散是围绕该束的中间能量值正确导出的能量变化量。为了将降能束通过台架传输至患者，由于束发散且能量围绕中值能量分布，磁体内部需要具有横向大孔口(aperture)。大孔口进一步增加了磁体的尺寸和重量。
[0004]另外，当改变束能量时，导致束发散并且束能量在此过程中扩散，大部分束在到达台架之前停止，因而需要大磁体孔口。这导致束效率降低，并且这些大的高能束损失还要求使用大量混凝土屏蔽，从而还显著增加了建筑成本。现有质子束线的另一个主要缺点在于，粒子加速器与台架的等中心点之间的束传输较小。在低能量下，高达99.5％的束在降能器段停止，因而在加速器区和降能器区需要相对较高的加速器输出电流和显著的放射屏蔽墙。这再次导致建筑成本和尺寸的增加。
[0005]此外，现有粒子治疗的台架在患者的治疗深度之间改变能级。为了适应粒子束的这些快速能量变化，弯曲磁体必须快速改变其磁场振幅。弯曲磁体的这种快速斜坡变化在磁体导体和其它导电元件中产生各种电动力损耗，在超导磁体的情况下，这导致局部热点的风险，从而可以触发磁体到常导状态(“磁体失超”)的快速转变。为了减轻这些斜坡损耗，已经出现了对具有高冷却能力和低损耗的导体的需求，在超导体的情况下，这些导体具有小丝尺寸。一种备选方案是使用能够适应大范围粒子束能量的消色差弯曲磁体；然而，这种解决方案非常昂贵，并且需要大孔偶极或组合功能磁体与高四极磁场组合以重新聚焦粒子束。这些大部件导致大型台架设计和结构。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施例提供了一种旋转台架，该旋转台架被设计为使用单能质子束提供质子放射治疗。单能质子束由束线传输系统传输，束线传输系统具有两个或更多个弯曲磁体以及用于引导和聚焦质子束的多个四极和操纵器磁体。在束到达台架的等中心点之前，直接执行束的能量变化。
[0007]根据一个实施例，公开了一种旋转台架，用于质子放射系统。该台架包括：进入点，可操作为从加速器接收单能质子束；束线传输系统，包括两个或更多个弯曲磁体，包括至少第一弯曲磁体和最终弯曲磁体，其中最终弯曲磁体被布置在与台架的最终弯曲相对应的位置处；以及多个四极和操纵器磁体，可操作为引导和聚焦单能质子束。台架还包括：二维束扩散系统，被布置在最终弯曲磁体的下游；以及能量改变部件，被布置在束扩散系统的下游，能量改变部件可操作为接收单能质子束并且用于在单能质子束到达台架的等中心点之前改变单能质子束的能量。
[0008]根据另一实施例，公开了一种用于质子放射治疗系统的台架。该台架包括：物理容纳和支撑结构，包括接收器侧和发射器侧，其中接收器侧可操作为接收从加速器发射的质子束，其中质子束是紧凑、单能的；设置在物理容纳和支撑结构中的多个小孔固定场束弯曲磁体，其中多个小孔固定场弯曲磁体包括第一磁体和第二磁体，第一磁体设置为靠近接收器侧并且可操作为使质子束以第一度数弯曲，第二磁体设置为靠近发射器侧并且可操作为使质子束以第二度数弯曲穿过发射器侧并且朝向台架的等中心点，其中第二磁体包括超导磁体和设置在物理容纳和支撑结构中的多个小孔口束线磁体，多个小孔口束线磁体包括多个操纵器磁体，以及设置在第一和第二磁体之间或设置在(多个)第二磁体之后的多个四极磁体。
[0009]又一实施例公开了一种紧凑的质子放射治疗系统，包括:加速器，加速器可操作为发射紧凑的单能质子束；台架，台架耦接至加速器并且包括物理容纳和支撑结构，物理容纳和支撑结构包括接收器侧和发射器侧，其中接收器侧可操作为接收从加速器发射的质子束；设置在物理容纳和支撑结构中的多个小孔固定场束弯曲磁体，其中多个小孔固定场弯曲磁体包括第一磁体和第二磁体，第一磁体设置为靠近接收器侧并且可操作为使质子束以第一度数弯曲，第二磁体设置为靠近发射器侧并且可操作为使质子束以第二度数弯曲穿过发射器侧并且朝向台架的等中心点，其中第二磁体包括超导磁体和设置在物理容纳和支撑结构中的多个小孔口束线磁体，多个小孔口束线磁体包括多个操纵器磁体，以及设置在第一磁体和第二磁体之间或设置在(多个)第二磁体之后的多个四极磁体；以及降能器，降能器设置在台架上并且可操作为接收来自第二磁体的质子束并且改变质子束的能级；XY扫描仪，XY扫描仪被设置为接收来自降能器的输出质子束并生成到靶点的输出束。
附图说明
[0010]附图被并入本说明书中并且形成本说明书的一部分，并且在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0011]图1描绘了根据本专利技术实施例的示例性加速器和旋转台架，台架包括用于聚焦单能质子束的四极和用于瞄准等中心点的弯曲磁体。
[0012]图2描绘了根据本专利技术实施例的示例性加速器和旋转台架，台架包括用于聚焦单能质子束的四极和用于瞄准等中心点的弯曲磁体。
[0013]图3描绘了根据本专利技术实施例的示例性加速器和旋转台架，台架包括用于聚焦单能质子束的四极和用于瞄准等中心点的弯曲磁体。
[0014]图4描绘了根据本专利技术实施例的示例性质子放射系统，该系统具有多个旋转台架。
具体实施方式
[0015]现在将详细参考几个实施例。虽然将结合替代实施例描述本主题，但应当理解的是，其并非旨在将所要求保护的主题限于这些实施例。相反，所要求保护的主题旨在覆盖可能包含在如所附权利要求所定义的所要求保护主题的精神和范围内的替代、修改和等效方案。
[0016]此外，在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题透彻理解。然而，本领域技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节或具有其等效物的情况下实践实施例。在其它实例中，未详细描述公知的方法、流程、部件和电路，以免不必要地混淆本主题的各个方面和特征。
[0017]具有超导弯曲磁体的固定能量旋转台架
[0018]本专利技术实施例提供了一种紧凑台架，该紧凑台架被设计为使用紧凑单能束提供粒子治疗。执行束能量变化的部件被移动至患者正前方的位置，并且不需要快速改变台架内的磁场。使用紧凑单能束允许台架有利地利用相对小孔的弯曲磁体(例如超导弯曲磁体)，并且与现有的传导方案相比，可以以较低成本生产弯曲磁体。以这种方式在患者之前(而不是在台架之前或之中)改变能量消除了大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转台架，用于质子放射系统，所述台架包括：进入点，可操作为从加速器接收单能质子束；束线传输系统，包括:两个或更多个弯曲磁体，包括至少第一弯曲磁体和最终弯曲磁体，其中所述最终弯曲磁体被布置在与所述台架的最终弯曲相对应的位置处；以及多个四极和操纵器磁体，可操作为引导和聚焦所述单能质子束；二维束扩散系统，被布置在所述最终弯曲磁体的下游；以及能量改变部件，被布置在所述束扩散系统的下游，所述能量改变部件可操作为接收所述单能质子束并且用于在所述单能质子束到达所述台架的等中心点之前改变所述单能质子束的能量。2.根据权利要求1所述的台架，其中所述束线传输系统的特征在于传输固定能量和小孔口的质子束。3.根据权利要求1或2所述的台架，其中所述单能束在100MeV至250MeV之间。4.根据权利要求1、2或3所述的台架，其中所述两个或更多个弯曲磁体包括以下中的一个或其组合：超导磁体、常导磁体、偶极、和组合功能磁体。5.根据权利要求1、2或3所述的台架，其中所述两个或更多个弯曲磁体包括超导磁体，并且其中所述超导磁体包括以下中的一个或其组合：LTS超导体材料和HTS超导体材料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的台架，所述台架的台架半径小于3米。7.根据权利要求1至6中任一项所述的台架，所述台架的台架长度小于3米。8.根据权利要求1至7中任一项所述的台架，其中所述加速器是回旋加速器。9.根据权利要求1至8中任一项所述的台架，包括多个弯曲，并且其中第一弯曲在大约45度至60度之间，并且其中所述最终弯曲在大约135度至150度之间。10.一种质子放射系统，包括：加速器，可操作为提供单能质子束；以及等中心点旋转台架，被布置为接收来自所述加速器的所述单能质子束，并且包括：束线传输系统，所述束线传输系统包括:两个或更多个弯曲磁体，包括至少第一弯曲磁体和最终弯曲磁体，其中所述最终弯曲磁体被布置在与所述台架的最终弯曲相对应的位置处；以及多个四极和操纵器磁体，所述多个四极和操纵器磁体可操作为引导和聚焦所述单能质子束；二维束扩散系统，被布置在所述最终弯曲磁体的下游；以及能量改变部件，被定为在所述束扩散系统的下游，所述能量改变部件可操作为接收所述单能质子束并且用于在所述单能质子束到达所述台架的等中心点之前改变所述单能质子束的能量。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述束线传输系统的特征在于是小孔口。12.根据权利要求10或11所述的系统，其中所述束线传输系统的特征在于传输单...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统粒子治疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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