[發明專利]磁場再生器

有效

• 申請號: 201380062113.8
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN105103662B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: K.P.高爾;G.T.茲瓦特;J.范德蘭;C.D.奧尼爾三世;K.Y.弗蘭岑
• 申請（專利權）人: 梅維昂醫療系統股份有限公司
• 主分類號: H05H7/10
• 分類號: H05H7/10;H05H7/18;H05H13/02;H05H7/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 曲瑩

相關申請的交叉引用

在此要求于2012年9月28日提交的美國臨時申請No.61/707,590的優先權，該美國臨時申請No.61/707,590的內容作為引用并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及一種用在粒子加速器中的磁場再生器。

背景技術

粒子治療系統使用加速器以產生用于治療諸如腫瘤的病痛的粒子束。在操作中，在磁場的存在下，粒子在空腔內的軌道上加速，并通過引出通道(extraction channel)從空腔中離開。磁場再生器在空腔外部附近產生磁場凸起(magnetic field bump)，以扭曲一些軌道的間距和角度，使得它們朝向引出通道移動，并最終進入引出通道。磁場再生器通常是增強現有磁場的鐵磁裝置。

迄今，粒子加速器使用比較低的磁場(例如約2特斯拉)操作。在這種情況下，由磁場再生器產生的磁場凸起可從內部磁場“吮吸”大量磁通量。這相對于背景2特斯拉磁場在空腔中產生磁場孔。該孔通常通過如下方式而填充，將日益更小的徑向相鄰磁場再生器結合在空腔中，以增加日益更小的磁場凸起來代替由在前磁場再生器產生的對應孔。使用日益更小的磁場再生器實施前述磁場校正在以比較低的磁場操作的系統中是困難的。

發明內容

示例性粒子加速器包括如下：電壓電源，給空腔提供射頻(RF)電壓以加速來自等離子體柱的粒子，其中，空腔具有磁場以使從等離子體柱加速的粒子在空腔內沿軌道移動；引出通道，接收從等離子體柱加速的粒子，并從空腔輸出接收的粒子；以及再生器，在空腔內提供磁場凸起，從而改變從等離子體柱加速的粒子的連續軌道，使得最終，粒子輸出到引出通 道。磁場為至少4特斯拉或6特斯拉，磁場凸起為至多2特斯拉。示例性粒子加速器可包括下列特征的一個或多個(單獨或組合)。

再生器可包括與等離子體柱相距一徑向距離的鐵磁裝置。再生器可包括單個鐵磁裝置或多個鐵磁裝置(例如，可以有多個本文所述類型的鐵磁結構，其構造并布置成產生磁場凸起和/或使磁場凸起成型)。鐵磁結構可以包括鋼。磁場可以為至少4特斯拉或8特斯拉，磁場凸起可以為至多2特斯拉。

再生器可具有不規則的橫截面形狀，其設計成產生具有特定形狀和/或幅度的磁場凸起。不規則的橫截面形狀可具有位于再生器的面向空腔的部分上的角特征，其中，角特征包括含兩個表面的非正交交叉的邊緣。

引出通道可包括將進入引出通道的粒子與留在空腔中的粒子分開的隔膜。再生器可構造成粒子軌道的間距和角度使粒子軌道中的大部分粒子穿過隔膜進入引出通道中。穿過隔膜的粒子軌道可包括相對于等離子體柱的一系列粒子半徑。

示例性質子治療系統包括前述粒子加速器和臺架，同步回旋加速器安裝在臺架上。臺架可相對于患者位置旋轉。質子基本上從同步回旋加速器直接輸出到患者位置。粒子加速器可以是同步回旋加速器。

示例性粒子加速器包括如下：粒子源，給包含磁場的空腔提供離子化等離子體的脈沖；電壓電源，給空腔提供射頻(RF)電壓，以從等離子體柱向外加速粒子，其中，從等離子體柱加速的粒子在空腔內沿軌道行進；引出通道，接收來自空腔的粒子軌道，以從粒子加速器輸出；以及再生器，在空腔內提供磁場凸起，以使粒子軌道成型，而將粒子軌道引導至引出通道。示例性粒子加速器可包括下列特征的一個或多個(單獨或組合)。

磁場可以為至少4特斯拉或8特斯拉。磁場凸起可以至多為2特斯拉。再生器可以相對于等離子體柱在一個或多個維度上移動。再生器可具有不規則的橫截面形狀，其設計成產生具有特定形狀和/或幅度的磁場凸起。不規則的橫截面形狀可包括位于再生器的面向空腔的部分上的角特征，角特征可包括含兩個表面的非正交交叉的邊緣。示例性粒子加速器可包括多個本文所述類型的再生器，其構造并布置在軌道空腔中，以產生一個或多個磁場凸起和/或使磁場凸起成型。

引出通道可包括將進入引出通道的粒子與留在空腔中的粒子分開的隔 膜。再生器可構造成粒子軌道的間距和角度使粒子軌道中的大部分粒子穿過隔膜進入引出通道中。穿過隔膜的粒子軌道可包括相對于等離子體柱的一系列粒子半徑。

示例性質子治療系統可包括前述粒子加速器和臺架，粒子加速器安裝在臺架上。臺架可相對于患者位置旋轉。質子基本上從粒子加速器直接輸出到患者位置。粒子加速器可以是同步回旋加速器。