[發明專利]保持束導引的剛性設備

有效

• 申請號: 201480051545.3
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN105792891B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 喬納森·胡貝爾;艾倫·亨利
• 申請（專利權）人: 普羅諾瓦解決方案有限責任公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 11112 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;李賽<國際申請>=PCT/US2

一種質子束遞送系統，包括：質子束噴嘴，其用于將質子束發射到患者的目標區域；機架輪，其用于支撐質子束噴嘴，機架輪構造為圍繞機架輪的轉動軸線旋轉質子束噴嘴，使得質子束噴嘴將質子束發射到機架輪的與目標區域對應的等中心點；束線偏轉器，其構造為由機架輪驅動旋轉，以利用束線偏轉器的預定功率設置沿著曲線路徑將質子束從轉動軸線傳送至質子束噴嘴；以及剛性支撐結構件，其用于當機架輪轉動成質子束噴嘴利用相同的預定功率設置將質子束從多個徑向方向引導到等中心點時支撐束線偏轉器。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年9月20日遞交的美國臨時專利申請No.61/880,327的優先權，該申請的全部內容通過引用方式并入本文。

技術領域

本發明一般性構思涉及一種用于癌癥治療的質子療法，并且更具體地涉及一種具有超導束線的轉動機架系統。

背景技術

質子療法(PT)是一種癌癥治療技術，其使用高能質子來穿透患者的身體，并且將能量沉積到諸如癌性腫瘤等治療區域中。PT系統常常采用轉動機架輪，該轉動機架輪以零度至360度之間的任何角度將質子束引導到患者。這允許醫師設計治療計劃，該治療計劃從不同的角度攻擊癌性腫瘤，并且減少對重要器官和/或健康組織的輻射傷害。

可以在通稱為回旋加速器和/或同步加速器的粒子加速器中產生帶電質子，并且利用一系列磁體將帶電質子以束線的形式引導到患者，一系列磁體引導并定形粒子束線，使得粒子在選定位置穿透患者身體并且沉積到治療區的部位上。粒子療法利用了帶電粒子的布拉格峰性質，使得大部分能量沉積在沿著束線的行程的最后幾毫米內，即沉積在通稱為等中心點的點處，這與常規的調強放射治療(即，光子)不同，在該調強放射治療中大部分能量沉積在行程的前幾毫米內，從而不期望地損傷健康組織。

粒子療法治療設施通常由單個回旋加速器和多個治療室組成。因此，單個回旋加速器通常適于生成隨后被選擇性地引導到各種治療室之一的粒子束線。粒子療法治療可以包括選擇束線的所需能量水平，使得粒子的能量基本上沉積在患者體內的所需位置(即，治療區)。因此，能量水平選擇直接關系到患者體內的治療區的位置和形狀。通常，回旋加速器將產生標準的高能束線，然后高能束線可以根據需要被選擇性地修改以用于特定治療方案。

束線可以被立即引導到患者，而無需任何重定向。然而，更常見的方法是使用一系列協同的彎曲磁體重定向束線，磁體將束線引導到安裝在機架上的質子噴嘴。圖1示出了示例性實施例的現有技術粒子療法機架，該機架被設計成接收粒子束線并將粒子束線重新引導到患者。如圖所示，粒子療法機架21包括至少三個彎曲磁體11A-11C，將粒子束線15重新引導到機架的治療噴嘴13，并最終引導到定位在治療床17上的患者9。這允許束線15被選擇性地從任何角度引導到患者9，并允許醫師設計能夠最大限度地減少對健康組織造成不希望的影響的治療計劃。換言之，如圖1中的方向箭頭19'所示那樣，機架通常適于圍繞患者轉動，并且將束線重定向為與機架的轉動軸線19垂直。因此，治療噴嘴13和束線15可以圍繞患者9轉動，使得束線15能夠在多個位置穿透患者的身體并從多個方向遇到治療區。這最大限度地減少了對健康組織造成的不利影響，并增加了治療的功效。

因此，相比于標準的X射線療法，質子療法能夠通過增加遞送到目標區的劑量，同時最大限度地減少遞送到周圍組織的劑量來顯著改善劑量定位。這些改進基于治療質子束在目標材料中的有限穿透范圍。此外，沉積到目標材料上的能量隨著質子束減慢而增加，并到達穿透范圍的端部附近的最大能量。穿透深度與能量沉積峰(布拉格峰)的位置由質子束的能量限定。因此，給定能量的質子束以特定治療深度遞送能量的治療劑量。為了將該治療劑量遞送到給定深度范圍內的目標，可以使用具有多個不同能量的質子束。