用于基于离子的放射疗法的辐射调制器组件和辐射输送设备及用于基于离子的放射疗法的计划方法技术

辐射输送系统包括患者在治疗期间可就座的椅，且用于放射疗法的调制组件(10)包括调制器轮(15)，所述调制器轮被成形为限定圆形或椭圆形的周边的轮缘，且绕周边具有变化的厚度，以使得从辐射源(13)行进到患者的束将与调制器轮的轮缘相交的方式布置所述调制器轮(15)，所述轮被布置成以使得束将在绕周边的变化的位置中与轮缘相交的方式旋转。随着调制器轮旋转，轮将调制穿过具有变化的厚度的材料的束的能量。能量。能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于离子的放射疗法的辐射调制器组件和辐射输送设备及用于基于离子的放射疗法的计划方法


[0001]本专利技术涉及一种用于基于离子的放射疗法治疗的装置，且特别涉及通过笔形束扫描来输送剂量的方法；并且本专利技术涉及利用这种装置的系统。本专利技术还涉及一种创建用于在这种系统中使用的输送计划的方法。

技术介绍

[0002]在笔形束扫描中，质子束或其它离子束以扫描样式被输送给患者。这些束包括多个能量层，用于到达目标的不同深度，每层包括多个横向分布在目标上的光点。以这种方式，剂量能够被根据需要在三个维度上分布在整个目标上。能量层内每一个光点的输送快，但能量层之间的变化相对慢，通常需要在0.3秒与1秒之间。因此，若干个计划方法侧重于减少能量层的数目，以实现计划的高效输送。
[0003]这特别适用于弧形疗法，其中从一系列方向照射目标体积，这些方向通常由其中心点位于目标体积内的弧段限定。使用来自每一个不同方向的若干个能量层会导致输送时间比可行的时间长。
[0004]输送时间也是FLASH疗法中的限制因素。FLASH疗法涉及在短时间间隔内以高剂量率输送剂量，已发现这种疗法在减少对健康组织的损害且保持肿瘤组织反应不变方面具有有利的效果。FLASH疗法所需的短时间间隔意味着能量层变化造成的延迟将阻碍FLASH效果。
[0005]Vozenin等人的：The advantage of FLASH radiotherapy confirmed in mini
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pig and cat
‑/>cancer patients(在小型猪和猫癌症患者中证实的FLASH放射疗法的优点)，HAL Id:hal
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01812514，https://hal
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univ
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rennes1.archives
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ouvertes.fr/hal
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01812514v2证实了经受FLASH疗法的正常组织和肿瘤之间的差异效果(之前已在小鼠中显示)也可以在猪和猫中看到。已公布的美国专利申请第2019/0022411号也涉及FLASH疗法，其据说对于相同剂量给出减少的副作用。提到了40Gy/s或更高、高至超过500Gy/s的剂量率，从而允许在几分之一秒内输送剂量分割。
[0006]一种稍微不同的途径是网格疗法，其中以网格的形状以一或几分割的方式给予高剂量例如15或20Gy。换句话说，实现了空间分割的剂量分布。可以借助于几何间隔的笔形束来实现网格，或者可以通过使用具有通孔的样式的孔径块来实现网格，该通孔样式将允许多个几何间隔的束通过。早就知道这种治疗形式减少对皮肤的损伤，因为皮肤在束之间的未受影响部分将有助于使受损伤部分愈合。网格疗法可与光子疗法或与带电粒子(例如质子)一起使用。对于质子，可以通过使用具有狭缝或孔的物理准直器来布置网格以划分束。替代地，可以应用合适的非准直笔形束样式。
[0007]本专利技术的一个目的是能够将具有多个能量层的束更快地输送至患者，特别是但不排他地与弧形疗法一起使用。本专利技术的实施例特别适合于弧形疗法与网格疗法或FLASH疗法的组合。

技术实现思路

[0008]本专利技术涉及一种辐射输送设备，包括辐射调制组件，所述辐射调制组件包括调制器轮，所述调制器轮被成形为限定圆形或椭圆形的周边的轮缘，且绕所述周边具有变化的厚度，以使得从辐射源行进到患者的束将与所述调制器轮的所述轮缘相交的方式布置所述调制器轮，其中所述调制器轮被布置为旋转使得所述束将在绕所述周边的变化的位置中与所述轮缘相交。所述设备进一步包括支撑物，所述支撑物被布置成在治疗期间保持患者，其中所述支撑物是椅，所述患者在治疗期间可以就座在所述椅中，所述椅被布置成绕第一轴线旋转，使得在治疗期间所述束将在水平面中从不同角度进入患者。以这种方式，随着调制器轮旋转，在束穿过具有变化厚度的材料时，束能量将被调制，并且调制的束将从不同角度进入患者。
[0009]所述辐射调制组件可以进一步包括被布置在所述调制器轮的上游的偏转装置，所述偏转装置被布置成在至少一个维度上使所述束偏转，偏转的方式使得偏转的所述束将与所述调制器轮的所述轮缘相交。在一些实施例中，所述偏转装置包括被布置成使束偏转的磁体例如偶极磁体。可以使用用于创建磁场的另外的布置来代替磁体。
[0010]使用用于使束弯曲的偏转装置使得能够仅使用具有窄极隙的单个磁体来将光点布置成扇形样式。这有助于非常轻且紧凑的装置，且还允许沿着扫描线来回非常快速的光点扫描。优选地，使所述束在与所述束在患者的身体上的相对运动垂直的一个维度上偏转。
[0011]所述束绕患者的相对旋转与在具有与旋转的方向垂直的分量的方向上移动束的偏转装置的组合意味着能够以变化的角度偏转单个笔形束以覆盖患者的更宽的区域，同时还从不同旋转覆盖患者。优选地，偏转垂直于旋转。通常，旋转将导致束覆盖患者的全部或部分周边，并且偏转将导致束覆盖患者的更大的竖直区域。
[0012]这使得ARC疗法能够以多个能量层进行，而不会减慢输送。这简化了计划过程，因为不需要能量层考虑，这些能量层考虑是耗时的因素。
[0013]这也使得能够将有效的FLASH疗法与利用笔形束的ARC疗法相结合，如果辐射源能够以足够高的剂量率提供辐射的话。这在有风险的器官中特别有益。如果一组离散的椅角度被使用且间隔开使得在有风险的器官中在相邻椅角度之间有低剂量间隙，则效果被增强。
[0014]根据本专利技术的实施例的设置还使得能够将ARC疗法与网格疗法相结合。
[0015]所述调制器轮可以以任何合适的方式布置。例如，相对于所述偏转装置以倾斜取向布置，布置的方式使得在穿过所述偏转装置之后的束将与所述轮缘相交一次。还可以以这样的方式布置，所述方式使得在穿过所述偏转装置之后的束将与所述轮缘相交两次并在其间穿过所述轮缘的内部。
[0016]所述辐射调制组件可以进一步包括辐射源，所述辐射源被布置成在如下的方向上提供静态束，所述方向使得所述静态束将被所述偏转装置偏转并穿过所述调制器轮。替代地，所述辐射源可以与所述辐射调制组件分开布置。
[0017]根据前述权利要求中的任一项所述的辐射调制组件可以进一步包括在所述调制器轮的下游的光圈装置。该光圈装置可以是本领域中已知的任何类型的静态或可调节光圈装置。
[0018]所述椅可以进一步可旋转地安装在可旋转基板上，所述可旋转基板被布置成在治
疗期间绕第二轴线旋转。在这种情况下的所述椅被安装成使得所述第一轴线与所述第二轴线在水平面中间隔开。这使得患者能够进行更复杂的运动，从而允许以更复杂的样式(例如，包括凹形形状)输送辐射。通过沿着两个轴线(通常是两个垂直轴线)线性移动椅也能够实现相同的效果。
[0019]替代地，所述支撑物可以是沙发，患者能够以常规方式躺在所述沙发上，所述装置包括台架，其中所述台架包括所述辐射源和所述偏转装置。
[0020]本专利技术的方面还涉及一种优化用于向患者提供治疗的放射疗法治疗计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种辐射输送设备(20；30)，包括辐射调制组件(10)，所述辐射调制组件(10)包括调制器轮(15)，所述调制器轮被成形为限定圆形或椭圆形的周边的轮缘，且绕所述周边具有变化的厚度，以使得从辐射源(13)行进到患者的束将与所述调制器轮的所述轮缘相交的方式布置所述调制器轮(15)，所述轮被布置成以使得所述束将在绕所述周边的变化的位置中与所述轮缘相交的方式旋转，所述设备进一步包括支撑物(23；31)，所述支撑物(23；31)被布置成在治疗期间保持患者，其中所述支撑物是椅(23)，所述患者(21)在治疗期间可以就座在所述椅(23)中，所述椅被布置成绕第一轴线(a
c
)旋转，使得在治疗期间所述束将在水平面中从不同角度进入患者。2.根据权利要求1所述的辐射输送设备，其中所述辐射调制组件(10)进一步包括被布置在所述调制器轮(15)的上游的偏转装置(11)，所述偏转装置(11)被布置成在至少一个维度上使所述束偏转，偏转的方式使得偏转的所述束将与所述调制器轮(15)的所述轮缘相交。3.根据权利要求2所述的辐射输送设备，其中所述调制器轮(15)相对于所述偏转装置(11)以倾斜取向布置，布置的方式使得在穿过所述偏转装置(11)之后的束将与所述轮缘相交一次。4.根据权利要求2或3所述的辐射输送设备，进一步包括辐射源(13)，所述辐射源(13)被布置成在如下的方向上提供束，所述方向使得所述束将被所述偏转装置(11)偏转并穿过所述调制器轮(15)。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克，
申请(专利权)人：光线搜索实验室公司，
类型：发明
国别省市：