用于粒子治疗系统的机架技术方案

示例粒子治疗系统包括具有束线结构的机架，该束线结构配置为将单能粒子束从粒子加速器的输出导向辐射目标，其中束线结构包括磁性弯曲元件，以沿着束线结构的长度弯曲粒子束；以及相对于粒子加速器位于束线结构下游的降能器，其中降能器被配置和控制以在粒子束的至少一部分到达辐射目标之前改变粒子束的能量。少一部分到达辐射目标之前改变粒子束的能量。少一部分到达辐射目标之前改变粒子束的能量。

【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机架


[0001]本说明书描述了粒子治疗系统和与其一起使用的机架的示例。

技术介绍

[0002]粒子治疗系统使用粒子加速器产生粒子束来治疗疾病，例如肿瘤。粒子治疗系统可以使用机架从多个角度将粒子束导向患者。在一些示例中，机架包括在治疗期间支撑辐射递送设备的装置。

技术实现思路

[0003]一个示例系统包括具有束线结构的机架，该束线结构配置为将单能粒子束从粒子加速器的输出导向辐射目标，其中束线结构包括磁性弯曲元件，以沿着束线结构的长度弯曲粒子束；以及相对于粒子加速器位于束线结构下游的降能器，其中降能器被配置和可控制以在粒子束的至少一部分到达辐射目标之前改变粒子束的能量。示例系统可以单独或组合地包括以下特征中的一个或多个。
[0004]降能器可以是在粒子束由粒子加速器输出之后和粒子束到达辐射目标之前主动控制粒子束能量变化的唯一机构。束线结构可以配置为在粒子束由粒子加速器输出之后和粒子束到达降能器之前不主动控制粒子束的能量。磁性弯曲元件可以包括具有2.5特斯拉(T)或更大磁场的磁体。磁性弯曲元件可以包括具有3特斯拉(T)或更大磁场的磁体。示例系统可以包括相对于粒子加速器位于降能器下游的准直器。准直器可以用于在粒子束的至少一部分到达患者之前阻挡粒子束的至少一部分。机架可以包括支撑结构，该支撑结构配置为在围绕辐射目标的圆形路径中移动束线结构的一部分。
[0005]支撑结构可以具有6米或更小的尺寸。该尺寸可以是支撑结构的直径。束线结构的长度可以是6米(m)或更短。束线结构的长度可以是5米(m)或更短。粒子束的能量在束线结构内的变化不得超过1％。束线结构的输出和包含辐射目标的等中心之间的距离可以是1.5米(m)或更小。
[0006]示例系统可以包括扫描系统，该扫描系统具有一个或多个扫描磁体，以在至少两个维度上移动粒子束穿过覆盖辐射目标的至少一部分的束场的至少一部分。扫描磁体中的至少一个可以是或包括超导磁体。扫描磁体中的至少一个可以位于束线结构相对于粒子加速器的下游。扫描磁体中的至少一个可以位于束线结构内。一个或多个扫描磁体可以包括位于束线结构内的第一扫描磁体和位于第一扫描磁体相对于粒子加速器的下游的第二扫描磁体。
[0007]第一扫描磁体可以与第二扫描磁体分离。第一扫描磁体可以配置为在至少二维中移动粒子束穿过束场的至少一部分。第二扫描磁体可以配置为在至少二维中移动粒子束穿过束场的至少一部分。第一扫描磁体可以配置为仅在第一维度上移动粒子束穿过束场的至少一部分。第二扫描磁体可以配置为仅在第二维度上移动粒子束穿过束场的至少一部分。第二维度可以不同于第一维度。第一扫描磁体可以位于包括在束线结构中的磁体中，并且
第二扫描磁体可以位于束线结构下游的粒子束输出装置中。粒子束输出装置可以是或包括喷嘴。第一扫描磁体可以位于束线结构中，第二扫描磁体可以位于束线结构中。
[0008]束线结构可以包括输出通道，该输出通道包括串联布置的磁偶极子，以将粒子束弯曲至少90
°
。磁偶极子可以包括至少第一磁偶极子和第二磁偶极子。第一磁偶极子和第二磁偶极子可以位于第一扫描磁体和第二扫描磁体之间。束线结构可以包括输出通道，该输出通道配置为在存在至少3特斯拉(T)的磁场的情况下朝向辐射目标弯曲粒子束至少90
°
。束线结构可以包括用于弯曲粒子束的磁偶极子和沿着束线结构的长度布置在磁偶极子之间以聚焦粒子束的两个或更多个磁四极子或磁六极子。
[0009]示例系统可以包括粒子加速器，其可以是紧凑的粒子加速器。束线结构可以具有10％或更高的效率和6米或更短的长度。10％或更高的效率可以包括从粒子加速器输出的粒子的10％或更多从束线结构输出。
[0010]示例粒子治疗系统包括配置为将粒子输出为单能粒子束的粒子加速器和示例机架。示例机架包括配置为引导粒子束的束线结构，其中束线结构具有10％或更高的效率和6米或更短的长度；以及支撑结构，束线结构的一部分安装在该支撑结构上，并且束线结构的所述部分配置为在支撑结构上移动。降能器可以相对于粒子加速器位于束线结构的下游。降能器可以被配置和控制以改变粒子束的能量。10％或更高的效率可以包括从粒子加速器输出的粒子的10％或更多从束线结构输出。示例粒子治疗系统可以单独或组合地包括以下特征中的一个或多个。降能器可以是在粒子束由粒子加速器输出之后和粒子束到达辐射目标之前主动控制粒子束能量变化的唯一机构。机架可以配置为在粒子束由粒子加速器输出之后和粒子束到达降能器之前不主动控制粒子束的能量。粒子加速器可以具有3立方米或更小的体积。
[0011]示例粒子治疗系统可以包括相对于粒子加速器位于降能器下游的准直器。准直器可以用于在粒子束的至少一部分到达患者之前阻挡粒子束的至少一部分。示例粒子治疗系统可以包括相对于粒子加速器位于降能器下游的可配置准直器。可配置准直器可以包括在粒子束移动期间可动态重新配置的多个叶片，以改变由多个叶片定义的边缘的形状。边缘可以在粒子束的至少一部分和粒子束的目标之间移动，使得边缘第一侧的粒子束的第一部分至少部分地被多片叶片阻挡，并且使得边缘第二侧的粒子束的第二部分被允许通过到目标。
[0012]支撑结构可以具有6米或更小的直径。束线结构可以包括输出通道，以相对于粒子治疗系统的等中心引导粒子束。输出通道的输出和等中心之间的距离可以是2米或更小。输出通道的输出和等中心之间的距离可以是1米或更小。束线结构可以具有5米或更短的长度。束线结构可以包括输出通道，以相对于粒子治疗系统的等中心引导粒子束。输出通道可以配置为在存在2.5特斯拉或更大的磁场时将粒子束弯曲90
°
或更大。束线结构可以包括输出通道，以相对于粒子治疗系统的等中心引导粒子束。等中心可以距离粒子加速器6米或更短。粒子治疗系统可以具有93平方米或更小的占地面积。粒子加速器或机架中的至少一个可以产生由粒子束递送的每戈瑞剂量10毫西弗或更少的中子。
[0013]束线结构可以包括输出通道，以将粒子束弯曲90
°
或更大。粒子治疗系统可以包括扫描系统，以在束场的至少一部分上以至少二维移动粒子束。扫描系统可以包括第一扫描磁体和第二扫描磁体。第一扫描磁体可以在粒子束的路径中，并且可以在输出通道内或者
相对于粒子加速器在输出通道的上游。
[0014]第二扫描磁体可以在粒子束的路径中，并且可以相对于粒子加速器在输出通道的下游。第一扫描磁体可以在输出通道内。第一扫描磁体可以在束线结构内，但不在输出通道内。第一扫描磁体或第二扫描磁体中的至少一个可以包括超导磁体。束线结构可以包括将粒子束弯曲90
°
或更大的输出通道，该输出通道与相对于粒子加速器位于输出通道下游的扫描磁体相结合，其中扫描磁体包括一个或多个超导磁体。
[0015]示例粒子治疗系统包括配置为将粒子输出为单能粒子束的粒子加速器和机架。示例机架包括输出通道，该输出通道包括配置为在存在至少2.5特斯拉(T)的磁场的情况下将粒子束弯曲至少90
°...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粒子治疗系统，包括：机架，包括束线结构，所述束线结构配置为将单能粒子束从粒子加速器的输出部导向辐射目标，所述束线结构包括磁性弯曲元件，以沿着束线结构的长度弯曲粒子束；以及降能器，相对于粒子加速器位于所述束线结构的下游，所述降能器被配置为并且能够控制为在粒子束的至少一部分到达辐射目标之前改变粒子束的能量。2.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述降能器是在所述粒子加速器输出粒子束之后以及在粒子束到达辐射目标之前主动控制粒子束的能量变化的唯一机构。3.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构配置为在所述粒子加速器输出粒子束之后以及在粒子束到达所述降能器之前不主动控制粒子束的能量。4.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述磁性弯曲元件包括具有2.5特斯拉(T)或更大磁场的磁体。5.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述磁性弯曲元件包括具有3特斯拉(T)或更大磁场的磁体。6.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，还包括：准直器，相对于所述粒子加速器位于所述降能器下游，所述准直器用于在粒子束的至少一部分到达患者之前阻挡粒子束的至少一部分。7.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述机架包括支撑结构，所述支撑结构配置为在围绕所述辐射目标的圆形路径中移动所述束线结构的一部分；并且其中，支撑结构具有6米或更小的尺寸。8.根据权利要求7所述的粒子治疗系统，其中，所述尺寸是所述支撑结构的直径。9.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构的长度为6米(m)或更小。10.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构的长度为5米(m)或更小。11.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述粒子束的能量在所述束线结构内变化不超过1％。12.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构的输出部与包含所述辐射目标的等中心之间的距离为1.5米(m)或更小。13.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，还包括：扫描系统，所述扫描系统包括一个或多个扫描磁体，以在至少两个维度上移动粒子束穿过覆盖辐射目标的至少一部分的束场的至少一部分。14.根据权利要求13所述的粒子治疗系统，其中，扫描磁体中的至少一个包括超导磁体。15.根据权利要求13所述的粒子治疗系统，其中，扫描磁体中的至少一个相对于所述粒子加速器位于所述束线结构的下游。16.根据权利要求13所述的粒子治疗系统，其中，扫描磁体中的至少一个位于所述束线结构内。17.根据权利要求13所述的粒子治疗系统，其中，所述一个或多个扫描磁体包括位于所述束线结构内的第一扫描磁体和相对于所述粒子加速器位于所述第一扫描磁体的下游的第二扫描磁体，所述第一扫描磁体与所述第二扫描磁体分离。18.根据权利要求17所述的粒子治疗系统，其中，所述第一扫描磁体配置为在所述至少
两个维度中移动粒子束穿过所述束场的所述至少一部分；并且其中，所述第二扫描磁体配置为在所述至少两个维度中移动粒子束穿过所述束场的所述至少一部分。19.根据权利要求17所述的粒子治疗系统，其中，所述第一扫描磁体配置为仅在第一维度上移动粒子束穿过所述束场的所述至少一部分；并且其中，所述第二扫描磁体配置为仅在第二维度上移动粒子束穿过所述束场的所述至少一部分，所述第二维度不同于所述第一维度。20.根据权利要求17所述的粒子治疗系统，其中，所述第一扫描磁体位于所述束线结构中包括的磁体之间，并且所述第二扫描磁体位于所述束线结构下游的粒子束输出装置中，所述粒子束输出装置包括喷嘴。21.根据权利要求17所述的粒子治疗系统，其中，所述第一扫描磁体位于所述束线结构中，并且所述第二扫描磁体位于所述束线结构中。22.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构包括输出通道，所述输出通道包括串联布置的磁偶极子，以将粒子束弯曲至少90
°
。23.根据权利要求22所述的粒子治疗系统，其中，所述磁偶极子包括至少第一磁偶极子和第二磁偶极子，所述第一磁偶极子和所述第二磁偶极子位于所述第一扫描磁体和所述第二扫描磁体之间。24.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构包括输出通道，所述输出通道配置为在存在至少3特斯拉(T)的磁场的情况下将粒子束朝向辐射目标弯曲至少90
°
；并且其中，所述束线结构包括用于弯曲粒子束的磁偶极子和沿着所述束线结构的长度布置在所述磁偶极子之间以聚焦粒子束的两个或更多个磁四极子或磁六极子。25.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，进一步包括：粒子加速器，所述粒子加速器是紧凑型粒子加速器。26.根据权利要求1所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构具有10％或更高的效率和6米或更短的长度；并且其中，10％或更高的效率包括从所述粒子加速器输出的粒子的10％或更多从所述束线结构输出。27.一种粒子治疗系统，包括：粒子加速器，配置为将粒子输出为单能粒子束；机架，包括：配置为引导粒子束的束线结构，所述束线结构具有10％或更高的效率和6米或更短的长度；以及支撑结构，所述束线结构的一部分安装在所述支撑结构上，并且所述束线结构的所述部分配置为在其上移动；以及降能器，相对于所述粒子加速器位于所述束线结构的下游，所述降能器被配置并且能够被控制以改变粒子束的能量；其中，10％或更高的效率包括从所述粒子加速器输出的粒子的10％或更多从所述束线结构输出。
28.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述降能器是在所述粒子加速器输出粒子束之后以及在粒子束到达辐射目标之前主动控制粒子束的能量变化的唯一机构。29.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述机架配置为在所述粒子加速器输出粒子束之后以及在粒子束到达所述降能器之前不主动控制粒子束的能量。30.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述粒子加速器具有3立方米或更小的体积。31.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，还包括：准直器，相对于所述粒子加速器位于所述降能器下游，所述准直器用于在粒子束的至少一部分到达患者之前阻挡粒子束的至少一部分。32.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，还包括：可配置准直器，相对于所述粒子加速器位于所述降能器下游，所述可配置准直器包括多个叶片，所述多个叶片在粒子束移动期间能够动态地重新配置以改变由所述多个叶片限定的边缘的形状，所述边缘能够在粒子束的至少一部分和粒子束的目标之间移动，使得在所述边缘的第一侧的粒子束的第一部分至少部分地被所述多个叶片阻挡，并且使得在所述边缘的第二侧的粒子束的第二部分被允许通过到所述目标。33.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述支撑结构具有6米或更小的直径。34.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构包括输出通道，以相对于所述粒子治疗系统的等中心引导所述粒子束；并且其中，所述输出通道的输出部和所述等中心之间的距离是2米或更小。35.根据权利要求34所述的粒子治疗系统，其中，所述输出通道的输出部和所述等中心之间的距离为1米或更小。36.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构具有5米或更短的长度。37.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构包括输出通道，以相对于所述粒子治疗系统的等中心引导粒子束；并且其中，所述输出通道配置为在存在2.5特斯拉或更大的磁场的情况下将粒子束弯曲90
°
或更大。38.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构包括输出通道，以相对于所述粒子治疗系统的等中心引导所述粒子束；并且其中，所述等中心距离所述粒子加速器6米或更近。39.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述粒子治疗系统具有93平方米或更小的占地面积。40.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述粒子加速器或所述机架中的至少一个产生由粒子束递送的每戈瑞剂量10毫西弗或更少的中子。41.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构包括将粒子束弯曲90
°
或更大的输出通道；并且其中，所述粒子治疗系统还包括：扫描系统，用于在至少两个维度上移动粒子束穿过束场的至少一部分，所述扫描系统包括第一扫描磁体和第二扫描磁体，所述第一扫描磁体位于粒子束的路径中，并且位于所述输出通道内或者相对于所述粒子加速器位于所述输出通道的上游，并且所述第二扫描磁
体位于粒子束的路径中，并且相对于所述粒子加速器位于所述输出通道的下游。42.根据权利要求41所述的粒子治疗系统，其中，所述第一扫描磁体位于所述输出通道内。43.根据权利要求41所述的粒子治疗系统，其中，所述第一扫描磁体位于所述束线结构内，但不在所述输出通道内。44.根据权利要求41所述的粒子治疗系统，其中，所述第一扫描磁体或所述第二扫描磁体中的至少一个包括超导磁体。45.根据权利要求27所述的粒子治疗系统，其中，所述束线结构包括将所述粒子束弯曲90
°
或更大的输出通道；并且其中，所述粒子治疗系统包括相对于所述粒子加速器位于所述输出通道下游的扫描磁体，所述扫描磁体包括超导磁体。46.一种粒子治疗系统，包括：粒子加速器，配置为将粒子输出为单能粒子束；机架，包括：输出通道，所述输出通道包括配置为在存在至少2.5特斯拉(T)的磁场的情况下将粒子束弯曲至少90
°
的磁体；支撑结构，所述输出通道安装在所述支撑结构上，用于至少部分地围绕辐射目标移动；以及导管，将粒子束引导到所述输出通道；降能器，相对于所述粒子加速器位于所述输出通道的下游；以及扫描系统，包括两个或更多个扫描磁体，所述扫描磁体中的至少一个相对于所述粒子加速器位于所述输出通道中的至少一些磁体的上游，所述两个或更多个扫描磁体被空气或其他磁体分开，并且配置为在至少两个维度上移动粒子束穿过束场的至少一部分。47.根据权利要求46所述的粒子治疗系统，其中，所述降能器是在所述粒子加速器输出粒子束之后以及在粒子束到达辐射目标之前主动控制粒子束的能量变化的唯一机构。48.根据权利要求46所述的粒子治疗系统，其中，所述机架配置为在所述粒子加速器输出粒子束之后以及在粒子束到达所述降能器之前不主动控制粒子束的能量。49.根据权利要求46所述的粒子治疗系统，其中，所述导管和所述输出通道一起具有10％或更高的效率；并且其中，10％或更高的效率包括从所述粒子加速器输出的粒子的10％或更多从所述输出通道输出。50.根据权利要求46所述的粒子治疗系统，其中，所述两个或更多个扫描磁体包括一个或多个超导磁体。51.根据权利要求46所述的粒子治疗系统，其中，所述两个或更多个扫描磁体包括第一扫描磁体，所述第一扫描磁体位于所述输出通道内或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
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：