带正电粒子癌症疗法束状态确定系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术包括系统及其使用方法，用于确定在通过最终束修改插入物之后和进入患者(例如在癌症治疗或断层摄影成像中)之前的带电粒子束状态。所述插入物包括范围移动器，已知的能量吸收器，脊形过滤器，焦距改变插入物，限定孔的元件，补偿器，和/或患者特异性束修改器。监控元件包括一个或多个片，被配置为在被带电粒子束通过时发射光子，其中所述被发射的光子被检测，测试(例如，相对于预定的癌症治疗方案)，和/或用于辅助三维断层摄影图像生成。和/或用于辅助三维断层摄影图像生成。和/或用于辅助三维断层摄影图像生成。

【技术实现步骤摘要】
带正电粒子癌症疗法束状态确定系统及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是于2017年3月23日提交的美国专利申请第15/467,840号的部分继续申请，其是于2017年1月10日提交的美国专利申请第15/402,739号的部分继续申请，其是于2016年11月10日提交的美国专利申请第15/348,625号的部分继续申请，其是于2016年5月27日提交的美国专利申请第15/167,617号的部分继续申请。


[0003]本专利技术笼统地涉及患者成像和/或实体癌的治疗。更具体地，本专利技术涉及确定在最终束修改之后和进入患者之前的靠近患者的带电粒子束状态。

技术介绍

[0004]癌症治疗
[0005]质子疗法通过将高能电离粒子(例如用粒子加速器加速的质子)瞄准靶点肿瘤来起作用。这些粒子会破坏细胞的DNA，最终导致它们的死亡。癌细胞由于其分裂率高且修复受损DNA的能力下降，它们的DNA特别容易受到攻击。
[0006]与本专利技术有关的专利概括如下。
[0007]质子束治疗系统
[0008]洛马琳达(Loma Linda)大学医学中心的F.Cole等人的题为“多站质子束治疗系统(Multi
‑
Station Proton Beam Therapy System)”的美国专利第4,870,287号(1989年9月26日)，其中描述了一种质子束治疗系统，用于选择性地产生质子束并将质子束从单个质子源和加速器输送到多个患者治疗室中选定的治疗室。<br/>[0009]问题
[0010]在带电粒子癌症治疗领域中存在对患者的准确、精密且快速成像的需要和/或在复杂的室设定中使用带电粒子治疗肿瘤的需要。

技术实现思路

[0011]本专利技术包括监控系统及其使用方法，用于确定在最终束修改之后和进入患者(例如针对肿瘤疗法或断层摄影成像)之前的带正电粒子束状态。
附图说明
[0012]本专利技术的更完整的理解通过参照关联附图描述的详细的说明书和权利要求书获得，在附图中相似的附图标记指代相似的部分。
[0013]图1A示出带电粒子束治疗系统的部件连接，图1B示出带电粒子束治疗系统；
[0014]图2示出了断层摄影系统；
[0015]图3示出了粒子束路径识别系统；
[0016]图4A示出了耦合到粒子束传输系统和断层摄影闪烁检测器的粒子束路径识别系
统，图4B示出了与患者和台架喷嘴一起旋转的闪烁检测器；
[0017]图5示出了治疗递送控制系统；
[0018]图6A示出了相对于癌症治疗束的二维
‑
二维成像系统，图6B示出了多个台架支撑的成像系统，图6C示出了可旋转的锥形束；
[0019]图7A示出了确定治疗室物对象的位置的过程，图7B示出了迭代位置追踪、成像和治疗系统；
[0020]图8示出了基准记号增强断层摄影成像系统；
[0021]图9示出了基准记号增强治疗系统；
[0022]图10A至图10C示出了非等中心(isocenterless)的癌症治疗系统；
[0023]图11示出了用于肿瘤治疗的可变换的轴系统；
[0024]图12示出了半自动化癌症治疗成像/治疗系统；
[0025]图13示出了自动产生辐射治疗方案的系统；
[0026]图14示出了在治疗期间自动更新癌症辐射治疗方案的系统；和
[0027]图15示出了自动辐射治疗方案开发和实施系统。
[0028]附图中的元件和步骤是为了简单和清楚而被示出的，并且未必根据任何特定的顺序进行。例如，附图中示出了同时或以不同顺序执行的步骤，以帮助改善对本专利技术的实施例的理解。
具体实施方式
[0029]本专利技术笼统地涉及监控带电粒子束状态。
[0030]在一个实施例中，在束即将进入患者之前的位置监控和/或检查带电粒子束的状态，例如相对于先前建立的辐射计划。在一个示例中，在强度，能量，形状，和/或位置的最终操作处理(例如通过使用插入物，范围过滤器，准直器，孔，和/或补偿器)后测量带电粒子束状态。在一种情况中，穿过被配置为在被带电粒子束通过时发射光子的元件，片，涂层，层的一个或多个束，处于最终操作处理系统(例如所述插入物)和进入患者之前的位置之间的位置。
[0031]组合地，上述的实施例与集成了质子断层摄影成像系统集成的质子疗法癌症治疗系统一起使用，其使用一个或多个被设计为在与带电粒子束相互作用时发射光子的涂层。通常，一个或多个对从涂层发射的光子成像的检测器(也称为成像片或层)被用来在给定时间确定带电粒子束的一个或多个点位置。组合多个点位置产生突出带电粒子束位置(例如进入患者和/或离开患者)的局部向量。在对肿瘤和周围组织样品绘图时和/或肿瘤治疗时，使用一个或多个涂层所得到的带电粒子状态确定系统与闪烁检测器或断层摄影成像系统结合使用，其中常见的同步加速器、束传输、和/或喷嘴元件被用于质子成像和癌症治疗。
[0032]上述实施例可选地与一组基准记号检测器组合使用，该基准记号检测器被配置为检测从位于治疗室中的一个或多个物体上的一组基准记号发射的和/或反射的光子，并且所得到的确定的距离和/或计算的角度用于确定治疗室中多个物体或元素的相对位置。通常，在迭代过程中，在第一时间，对诸如治疗束线输出喷嘴、相对于肿瘤的患者的特定饮剂、闪烁检测材料、X射线系统元件和/或检测元件等物体被绘图，并且确定它们之间的相对位置和/或角度。在第二时间，绘图物体的位置用于：(1)成像，诸如X射线、正电子发射断层摄
影和/或质子束成像，和/或(2)束瞄准和治疗，例如带正电粒子为基础的癌症治疗。由于使用基准标记系统来动态地确定治疗室中的物体的相对位置，因此去除了对治疗束线的等中心的工程和/或数学限制。
[0033]组合描述了一种用于确定患者中肿瘤的位置的方法和装置，以便在治疗室中使用带正电的粒子来治疗肿瘤。更具体地，该方法和装置使用一组基准记号和基准检测器，利用从记号到检测器的光子来标记/确定在治疗室中的静态和/或可移动物体的相对位置。此外，至少一个物体的位置和取向被校准到参考线，例如通过出口喷嘴的零偏移束治疗线，其生成每个被标记物体在治疗室中的相对位置。随后使用参考线和/或其上的点来确定治疗计算。专利技术人注意到，治疗计算可选地且优选地不使用等中心点，例如治疗室台架旋转所围绕的中心点，进行，这样消除了与等中心点，即实践中等中心体积，相关联的机械误差。
[0034]组合地，使用带正电的粒子和X射线使患者肿瘤成像的方法和装置包括以下步骤：(1)使用束传输线将带正电的粒子从加速器输送到患者位置，其中束传输线包括带正电的粒子束路径和X射线束路径；(2)使用闪烁检测器系统检测由带正电的粒子引起的闪烁；(3)使用X射线检测器系统检测X射线；(4)通过线性延伸/缩回定位安装轨道，从而：在第一时间在安装轨道的第一延伸位置处，将闪烁检测器系统定位到与患者的与出口喷嘴相对的位置处，然后在第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定沿束路径进入患者位置的带电粒子束的带正电粒子的状态的系统，包括：束传输系统，被配置为将带正电粒子从同步加速器传输至出口喷嘴；第一成像片，在使用过程中在束路径中处于所述出口喷嘴和所述患者位置之间；以及检测器系统，被配置为对所述第一成像片进行成像，所述第一成像片被配置为在所述带正电粒子透射通过所述第一成像片时发射第一光子。2.如权利要求1所述的系统，还包括：在使用过程中处于所述第一成像片和所述患者位置之间的第二成像片，所述第一成像片在所述束路径中离所述第二成像片至少一厘米，所述第二成像片被配置为在所述带正电粒子通过时局部地发射第二光子。3.如权利要求2所述的系统，所述检测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉，
申请(专利权)人：质子国际控股公司，
类型：发明
国别省市：