[發明專利]用于放射療法系統的增加的束輸出和動態場成形

有效

• 申請號: 201880085643.7
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN111556776B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: A·K·普瓦;D·E·康斯坦丁;J·E·克萊頓
• 申請（專利權）人: 瓦里安醫療系統公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

本發明的實施例描述了用于通過將電子束聚焦在靶標(例如，鎢板)上以產生具有改進的場成形的高產x射線輸出來提供放射療法治療的系統和方法。采用修改的電子束空間分布來掃描靶標，諸如2D周期性束路徑，其與典型的緊湊型束空間分布相比有利地降低了x射線靶標溫度。因此，在不犧牲x射線靶標壽命期限的情況下，x射線靶標可以產生高產輸出。與現有技術相比，2D周期性束路徑的使用允許更冷的靶標功能機制，使得可以在短時間內施加更多劑量。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年11月16日遞交的名稱為“INCREASED BEAM OUTPUT ANDDYNAMIC FIELD SHAPING(增加的束輸出和動態場成形)”的美國臨時專利申請號62/587,331的優先權，其通過引用并入于此。

技術領域

本發明的實施例總體上涉及放射療法領域。更具體地，本發明的實施例涉及用于增加放射療法系統的束輸出和對其進行成形的技術。

背景技術

放射療法治療的基本目標是在最小化健康組織中吸收的輻射量的同時照射靶標體積。對電子束進行成形是最小化健康組織和關鍵結構中吸收的劑量的重要方式。傳統的準直器鉗口被用于對矩形治療區域進行成形。但是，由于治療體積通常不是矩形的，因此需要附加的成形。在線性加速器上，鉛塊或單獨制造的塞羅本德 (Cerrobend)塊附接到標準準直系統下的治療頭上。另一選項是使用多葉準直器(MLC)。多葉準直器正成為線性加速器上用于x射線束成形的主要工具。在放射療法治療的準備和執行中，這是一種簡單且有用的系統。

多葉準直器是可靠的，因為多葉準直器的制造方為其精度、控制和可靠性開發了各種機制，并減少了通過葉以及葉之間的輻射的泄漏和傳輸。如今，已知多葉準直器是一種非常有用的用于簡單的場成形的臨床系統，但是在動態放射療法中，隨著葉在照射過程中移動，其使用變得越來越重要。這支持在被治療的體積的任何部分上的精確劑量遞送。體積調制的弧形療法(VMAT)，一種未來的療法，是基于MLC的動態使用。

使用MLC作為場成形設備的問題在于，它們相對較慢地改變形狀，并且因此相對較慢地改變患者的場形狀，例如治療體積。提供一種具有更快的場成形響應時間的系統將是有利的，這可能會減少對患者的總體治療時間。

此外，采用MLC設備的輻射治療系統通常使用聚焦的電子束，其被引導到鎢靶標以生成x射線。聚焦的電子束會在靶標上產生必須被消散和管理的大量熱量。這通常意味著必須降低入射電子束功率/劑量率，使得可以延長靶標的壽命。提供一種可以供應更高劑量率同時仍保持鎢靶標的延長壽命的輻射治療系統將是有利的。

發明內容

本發明的實施例描述了用于通過將電子束聚焦在靶標(例如，鎢板)上以產生具有改進的場成形的高產x射線輸出來提供放射療法治療的系統和方法。采用修改的電子束空間分布來掃描靶標，例如在二維(2D)周期性路徑中，其與典型的緊湊型束空間分布相比有利地降低了x射線靶標溫度。因此，在不犧牲x射線靶標壽命期限的情況下，x射線靶標可以產生高產輸出。與現有技術相比，2D 周期性束路徑的使用允許更冷的靶標功能機制，使得可以在短時間內施加更多劑量。

除了減少靶標上的熱量問題之外，靶標上的環形束分布產生x 射線場，可以被用來向患者提供定制的劑量施加，其中劑量施加可以比通過使用多葉準直器來提供的或可能的更快地改變形狀和劑量分布。因此，本發明的實施例以更快的持續時間，例如減少的治療時間來提供放射療法。應當理解，多葉準直器(和塊)可以與經由本發明的環形束分布所生成的x射線場結合使用，以進一步對患者的劑量施加進行成形。