本發(fā)明涉及一種利用放射線治療癌癥的裝置和系統(tǒng)，更具體地涉及一種粒子照射裝置以及包括該裝置的粒子治療系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

粒子放療是目前世界上最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。與通常的光子放療(X射線放療)相比，粒子被照射到病人體內(nèi)時(shí)，將在粒子射程終端形成最大劑量峰值，即，形成所謂的布拉格峰(Bragg Peak)。因而通過(guò)精密控制粒子束流能量和粒子束照射位置，可以將高劑量粒子集中照射到目標(biāo)腫瘤靶區(qū)內(nèi)，同時(shí)將對(duì)目標(biāo)腫瘤周圍的正常組織和正常器官的不利照射劑量降低到最少，從而實(shí)現(xiàn)比X射線放療更加適形的劑量分布，提高腫瘤的治療效果，降低副作用。

通常，使用二維照射方法的粒子治療系統(tǒng)包括粒子加速器1、粒子輸運(yùn)裝置2、粒子照射裝置3、照射控制裝置4和病人定位裝置，如圖1所示，其中，粒子加速器1產(chǎn)生的粒子束流通常束斑大小為10毫米以下，因而當(dāng)需要將粒子束均勻地照射到比如直徑為10厘米的腫瘤靶區(qū)5時(shí)，則需利用粒子照射裝置3將束斑直徑只有不到1厘米的粒子束擴(kuò)大到10厘米范圍。具體地，來(lái)自于粒子加速器1的起始粒子束11通過(guò)粒子輸運(yùn)裝置2運(yùn)送進(jìn)入粒子照射裝置3，搖擺磁鐵31使該起始粒子束11按計(jì)劃的軌跡掃描，形成具有固定軌跡(比如圓形或ZigZag形等軌跡)的第一粒子束32，該第一粒子束32通過(guò)散射體33散射后形成第二粒子束34，該第二粒子束34比第一粒子束32具有更大的發(fā)散角，該第二粒子束34通過(guò)準(zhǔn)直器35除去不必要的粒子，最終照射腫瘤靶區(qū)5。其中，該搖擺磁鐵31主要用于使起始粒子束11按計(jì)劃的軌跡掃描，從而使得最終到達(dá)腫瘤靶區(qū)5的粒子在平面上均勻分布。顯然，由于搖擺磁鐵31和相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電源的使用，現(xiàn)有的粒子治療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的二維照射方法的粒子治療系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種粒子照射裝置以及包括該裝置的粒子治療系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種粒子照射裝置，包括：沿著中心軸線傳輸?shù)牧Ｗ邮?，其包括第二粒子束和第三粒子束；安裝在第三粒子束的傳輸路徑上的準(zhǔn)直器，該第三粒子束通過(guò)準(zhǔn)直器形成與腫瘤靶區(qū)對(duì)應(yīng)的照野形狀完全一致的二維分布；安裝在第二粒子束的傳輸路徑上的平坦化裝置，該平坦化裝置包括圍繞中心軸線同步旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件、遮擋件和屏蔽件；第二粒子束通過(guò)平坦化裝置后形成第三粒子束，該屏蔽件和旋轉(zhuǎn)件共同形成一個(gè)屏蔽盒，遮擋件安裝在該屏蔽盒內(nèi)。通過(guò)該平坦化，在垂直于中心軸線的平面上，該第三粒子束比第二粒子束具有更為均勻的粒子密度分布。

在與中心軸線的垂直距離為半徑r處，該遮擋件的弧度角arc-angle(r)為360度與擋去比例attenuation(r)的乘積，其中，該擋去比例attenuation(r)是被遮擋件擋掉的粒子數(shù)與整個(gè)圓周上分布的粒子數(shù)的比值。

在半徑r的徑向范圍內(nèi)形成平坦化范圍，沿著遠(yuǎn)離中心軸線的方向，遮擋件的弧度角arc-angle(r)在平坦化范圍內(nèi)逐漸減小。

該平坦化裝置還包括固定件，旋轉(zhuǎn)件為圍繞中心軸線可旋轉(zhuǎn)地支撐于固定件上的圓環(huán)形部件，遮擋件的遠(yuǎn)離中心軸線的末端固定連接于該圓環(huán)形部件的內(nèi)圈上。

遮擋件的鄰近中心軸線的末端形成為自由端。

該平坦化裝置還包括驅(qū)動(dòng)件和傳動(dòng)件，驅(qū)動(dòng)件與旋轉(zhuǎn)件通過(guò)傳動(dòng)件相連。

所述旋轉(zhuǎn)件與所述傳動(dòng)件嚙合。

所述傳動(dòng)件為皮帶。

屏蔽件包括上蓋和下蓋，該上蓋、下蓋和旋轉(zhuǎn)件共同形成該屏蔽盒。

該上蓋和下蓋的外緣分別固定連接于旋轉(zhuǎn)件的內(nèi)圈上。

該上蓋和下蓋的外緣與旋轉(zhuǎn)件的外圈對(duì)齊。

遮擋件與屏蔽件形成一體的結(jié)構(gòu)。

遮擋件固定在該上蓋和/或下蓋上。

屏蔽件的材料為有機(jī)玻璃或者鋁。

遮擋件包括將所述第二粒子束平坦化形成第三粒子束的至少兩個(gè)遮擋塊，該遮擋件的重心位于所述中心軸線上。

遮擋件包括均勻分布的至少三個(gè)遮擋塊，相鄰的各遮擋塊之間所形成的圓心角相等。

該粒子束流還包括第一粒子束，該粒子照射裝置還包括安裝在第一粒子束的傳輸路徑上的散射體，第一粒子束通過(guò)散射體散射后形成第二粒子束，該第二粒子束比第一粒子束具有更大的發(fā)散角。

該粒子照射裝置還包括有安裝在第一粒子束或第二粒子束的傳輸路徑上的監(jiān)測(cè)器。

本發(fā)明還提供一種粒子治療系統(tǒng)，包括上述的粒子照射裝置。

該粒子治療系統(tǒng)還包括粒子加速器和粒子輸運(yùn)裝置，粒子加速器提供起始粒子束，其通過(guò)粒子輸運(yùn)裝置運(yùn)送進(jìn)入粒子照射裝置。

該粒子治療系統(tǒng)還包括安裝在第三粒子束的傳輸路徑上的用于調(diào)節(jié)粒子束流在腫瘤深度方向的劑量分布的脊型過(guò)濾器。

該粒子治療系統(tǒng)還包括安裝在第三粒子束的傳輸路徑上的用于使粒子束流停止在對(duì)應(yīng)照射位置的腫瘤靶區(qū)的最深部位的射程補(bǔ)償器。

本發(fā)明通過(guò)平坦化裝置實(shí)現(xiàn)劑量的均勻化分布，省略了搖擺磁鐵及其驅(qū)動(dòng)電源的使用，只需要簡(jiǎn)單的遮擋件即可獲得期望的粒子照射裝置以及包括該裝置的粒子治療系統(tǒng)，從而提高照射裝置和治療系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)降低成本。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的粒子治療系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)的示意圖；

圖3是圖2的粒子治療系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件、遮擋件和屏蔽件的透視圖；

圖4是圖2的粒子治療系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件和遮擋件的透視圖；

圖5是圖4的處于粒子束流中的遮擋件的示意圖；

圖6是圖4的處于粒子束流中的遮擋件的遮擋原理示意圖；

圖7是遮擋件上游的粒子束流的曲線示意圖；

圖8是遮擋件下游的粒子束流的曲線示意圖；

圖9是準(zhǔn)直器下游的粒子束流的曲線示意圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件和遮擋件的透視圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件、遮擋件和屏蔽件的透視圖；

圖12是圖10的一個(gè)變形；

圖13是圖10的另一個(gè)變形；

圖14是圖10的又一個(gè)變形；

圖15是圖10的又一個(gè)變形；

圖16是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)的平坦化裝置的透視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)的示意圖，該粒子治療系統(tǒng)包括粒子加速器10、粒子輸運(yùn)裝置20、粒子照射裝置30、照射控制裝置40和病人定位裝置，腫瘤靶區(qū)50定位在該病人定位裝置上。粒子加速器10、粒子輸運(yùn)裝置20和粒子照射裝置30分別與照射控制裝置40通訊連接，以對(duì)粒子束流進(jìn)行控制。粒子照射裝置30的中心與腫瘤靶區(qū)50的中心處于粒子束流的中心軸線110a上。

為了敘述方便，該粒子束流可人為區(qū)分為起始粒子束110、第一粒子束320、第二粒子束340和第三粒子束370。其中，起始粒子束110來(lái)自于粒子加速器10，其通過(guò)粒子輸運(yùn)裝置20運(yùn)送進(jìn)入粒子照射裝置30，形成第一粒子束320；該第一粒子束320通過(guò)散射體330散射后形成第二粒子束340，該第二粒子束340比第一粒子束320具有更大的發(fā)散角；該第二粒子束340通過(guò)平坦化裝置360后形成第三粒子束370，該第三粒子束370比第二粒子束340具有在平面上分布更為均勻的粒子密度；該第三粒子束370通過(guò)準(zhǔn)直器350除去不必要的粒子，最終照射腫瘤靶區(qū)50。

沿著粒子束流的照射方向(以下簡(jiǎn)稱為軸向)，平坦化裝置360安裝在第二粒子束340的傳輸路徑上。在本實(shí)施例中，該平坦化裝置360設(shè)置于散射體330的下游，并且設(shè)置于準(zhǔn)直器350的上游。本發(fā)明通過(guò)平坦化裝置360使得第二粒子束340在對(duì)應(yīng)于腫瘤靶區(qū)50的垂直于軸向的平面區(qū)域(以下簡(jiǎn)稱為橫向)具有均勻的劑量分布，從而省略了現(xiàn)有技術(shù)中的搖擺磁鐵31，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)均勻化，極大地降低了粒子治療系統(tǒng)的成本。

該平坦化裝置360包括驅(qū)動(dòng)件361，傳動(dòng)件362，旋轉(zhuǎn)件363，固定件364，遮擋件365和屏蔽件367。旋轉(zhuǎn)件363為圍繞中心軸線110a可旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)形部件，即中心軸線110a形成為旋轉(zhuǎn)件363的旋轉(zhuǎn)中心。遮擋件365固定連接于該旋轉(zhuǎn)件363的內(nèi)圈上，從而使得遮擋件365跟隨旋轉(zhuǎn)件363圍繞著中心軸線110a旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)件363的外圈上設(shè)置有軸承366，從而使得該旋轉(zhuǎn)件363通過(guò)軸承366支撐于固定件364上。驅(qū)動(dòng)件361為馬達(dá)，其與旋轉(zhuǎn)件363通過(guò)傳動(dòng)件362相連，從而通過(guò)馬達(dá)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)件363旋轉(zhuǎn)。

圖3是本實(shí)施例的平坦化裝置360的旋轉(zhuǎn)件363、遮擋件365和屏蔽件367的爆炸圖，其中，屏蔽件367包括上蓋3671和下蓋3672，該上蓋3671、下蓋3672和旋轉(zhuǎn)件363共同形成一個(gè)屏蔽盒，將遮擋件365安裝在屏蔽盒內(nèi)，減少對(duì)空氣的擾動(dòng)，從而降低旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的噪音。優(yōu)選地，該遮擋件365密封在屏蔽盒內(nèi)，達(dá)到更好地降噪效果。屏蔽件367可以是形成有機(jī)玻璃的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高分子材料，也可以是鋁或鋁合金等材料。優(yōu)選地，當(dāng)上蓋3671或下蓋3672為有機(jī)玻璃時(shí)，其沿著軸向的厚度不超過(guò)1mm；當(dāng)上蓋3671或下蓋3672為鋁時(shí)，其沿著軸向的厚度不超過(guò)0.5mm。在本實(shí)施例中，上蓋3671和下蓋3672的外緣3671a，3672a分別固定連接于旋轉(zhuǎn)件363的內(nèi)圈3631上。應(yīng)該理解，該上蓋3671和下蓋3672的外緣3671a，3672a與旋轉(zhuǎn)件363的外圈3632可以對(duì)齊設(shè)置。

圖4是本實(shí)施例的平坦化裝置360的旋轉(zhuǎn)件363和遮擋件365的透視圖，其中，遮擋件365的遠(yuǎn)離中心軸線110a的一端形成為連接端365a，另一端形成為自由端365b，該遮擋件365通過(guò)連接端365a焊接于旋轉(zhuǎn)件363的內(nèi)圈上。應(yīng)該理解，該連接端365a也可以例如通過(guò)粘合固定的方式連接于旋轉(zhuǎn)件363的內(nèi)圈上。除了連接端365a，遮擋件365并不具有其他支撐結(jié)構(gòu)，從而使得粒子束流不會(huì)被其他的支撐結(jié)構(gòu)所遮擋，即遮擋件365的整體輪廓構(gòu)成為對(duì)粒子束流(即第二粒子束340)進(jìn)行遮擋的部件，如圖5所示，雖然上面提到的遮擋件367同樣會(huì)對(duì)粒子束流(即第二粒子束340)進(jìn)行遮擋，但是由于其厚度均勻并覆蓋整個(gè)橫向區(qū)域，所以其對(duì)形成均勻的橫向分別沒(méi)有影響。該遮擋件365可以是形成有機(jī)玻璃的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高分子材料，也可以是鋁或鋁合金等材料。該遮擋件365具有沿軸向的厚度d，該厚度只要能夠有效地?fù)踝×Ｗ邮鞯膫鬏敿纯?，厚度的具體數(shù)值取決于粒子束在遮擋件365內(nèi)的射程。例如，當(dāng)用于癌癥治療的質(zhì)子束能量為230MeV，而遮擋件365為有機(jī)玻璃時(shí)，厚度d超過(guò)約33cm即可；當(dāng)用于癌癥治療的質(zhì)子束能量為70MeV，而遮擋件365為有機(jī)玻璃時(shí)，厚度d超過(guò)約4cm即可；當(dāng)用于癌癥治療的質(zhì)子束能量為230MeV，而遮擋件365為鋁時(shí)，厚度d超過(guò)16cm即可。

如圖5所示，遮擋件365處于近乎高斯分布F1(r)的第二粒子束340中，即中心區(qū)域的粒子密度大，而周圍區(qū)域的例子密度小。圖6是遮擋件的遮擋原理示意圖，在垂直于中心軸線110a的平面上，以中心軸線110為圓心，r為半徑畫圓，遮擋件365上的形成的相應(yīng)圓弧被稱為遮擋件365(r)，對(duì)于在某一半徑r處的遮擋件365(r)而言，被擋掉的粒子數(shù)與整個(gè)圓周上分布的粒子數(shù)的比例被稱為擋去比例attenuation(r)，其等于該遮擋件365(r)的弧度角arc-angle(r)與360度的比值。為了實(shí)現(xiàn)均勻化的目的，例如在r＝0附近時(shí)，遮擋件365(0)的弧度角arc-angle(0)＝180度，使得在粒子束流的中心軸線110a附近的粒子被擋去一半；而隨著r的增大，arc-angle(r)逐漸變小。如此，沿著遠(yuǎn)離中心軸線110a的方向，遮擋件365(r)的arc-angle(r)在平坦化范圍內(nèi)逐漸變小，第二粒子束340的粒子被擋掉的比例隨之逐漸變小，從而趨向于均勻化。

該均勻化的過(guò)程如圖7-圖8所示，其中，圖7是遮擋件上游的粒子束流(即第二粒子束340)的曲線示意圖，而圖8是遮擋件下游的粒子束流(即第三粒子束370)的曲線示意圖。為了敘述方便，高斯分布F1(r)被人為劃分為中心區(qū)域Q1和圍繞著中心區(qū)域的周圍區(qū)域Q2，應(yīng)該理解，中心區(qū)域Q1和周圍區(qū)域Q2之間的邊界并不是確定的，只要確保最終到達(dá)腫瘤靶區(qū)50的所有粒子束均來(lái)自于中心區(qū)域Q1即可。遮擋件365的設(shè)置目的即削弱中心區(qū)域Q1的粒子密度(遮擋件365在中心區(qū)域Q1內(nèi)的區(qū)域即為平坦化范圍)，使其接近周圍區(qū)域Q2的粒子密度，從而實(shí)現(xiàn)F1(r)的平坦化，獲得圖8所示的F2(r)。應(yīng)該理解，遮擋件365的距離中心軸線110a最遠(yuǎn)的外緣可以通過(guò)中心區(qū)域Q1和周圍區(qū)域Q2之間的邊界進(jìn)行限定，此時(shí)，遮擋件365僅削弱中心區(qū)域Q1的粒子密度，沿著遠(yuǎn)離中心軸線110a的方向，遮擋件365的弧度角arc-angle(r)逐漸減?。坏?，遮擋件365的距離中心軸線110a最遠(yuǎn)的外緣也可以超出中心區(qū)域Q1和周圍區(qū)域Q2之間的邊界，此時(shí)，遮擋件365不僅削弱中心區(qū)域Q1的粒子密度，同時(shí)也削弱部分周圍區(qū)域Q2的粒子密度，沿著遠(yuǎn)離中心軸線110a的方向，遮擋件365的弧度角arc-angle(r)在平坦化范圍內(nèi)逐漸減小。

照射腫瘤靶區(qū)50的總時(shí)間為T0，平坦化的要求在這個(gè)T0時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，由于遮擋件365的遮擋，粒子束流中的某些粒子被遮擋件365擋去，在照射時(shí)間T0之后，與不存在遮擋件365的粒子束流橫向分布F1(r)相比較，平坦化分布F2(r)＝attenuation(r)*F1(r)。為了確保第二粒子束340的平坦化的效果，遮擋件365在時(shí)間T0內(nèi)的總轉(zhuǎn)數(shù)N選擇為足夠大，其具體旋轉(zhuǎn)的速度取決于分布誤差。如果要求因遮擋件365處于不同位置帶來(lái)分布的誤差小于1％，那么總轉(zhuǎn)數(shù)N就至少需要比100大很多。當(dāng)總轉(zhuǎn)數(shù)N為100時(shí)，那么由于遮擋件365處于不同位置帶來(lái)的誤差大約是1％的程度。優(yōu)選地，在實(shí)際照射時(shí)間T0內(nèi)，遮擋件365共旋轉(zhuǎn)500轉(zhuǎn)，那么一轉(zhuǎn)的誤差只代表總劑量的1/500，在最后一轉(zhuǎn)時(shí)的照射時(shí)間T0的時(shí)刻，遮擋件365停住的角度所帶來(lái)的分布誤差就可以忽略。此時(shí)，分布誤差在2％以下，滿足臨床需要。另外，為了確保第二粒子束340的平坦化的效果，遮擋件365的半徑r的梯度取決于分布精度。例如可以根據(jù)要求選擇為0.1mm，1mm或2mm。優(yōu)選地，遮擋件365的半徑r的梯度不超過(guò)中心區(qū)域Q1的半徑r的1/10即可。

回到圖2，準(zhǔn)直器(Patient Collimator)350可以為多葉光柵準(zhǔn)直器(MLC：Multi-leaf-collimator)，用于將經(jīng)過(guò)平坦化處理后的第三粒子束370局限在腫瘤靶區(qū)50。應(yīng)該理解，該準(zhǔn)直器也可以是用足夠厚度的金屬擋塊等根據(jù)治療計(jì)劃給出的照野形狀刨孔加工而成的病人準(zhǔn)直器(Patient Collimator)。具體地，根據(jù)治療計(jì)劃計(jì)算給出的二維形狀制作準(zhǔn)直器以除去不需要的橫向分布的粒子，只留下照射腫瘤靶區(qū)50所需要的粒子，形成由準(zhǔn)直器的形狀決定的照射野形狀，即最終形成與腫瘤靶區(qū)50對(duì)應(yīng)的照野形狀完全一致的二維橫向分布F3(r)，如圖9所示。

為了對(duì)粒子束流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，本發(fā)明的粒子照射裝置30還包括有監(jiān)測(cè)器380，如圖2所示。在本實(shí)施例中，該監(jiān)測(cè)器380安裝在第二粒子束340的傳輸路徑上，即設(shè)置于散射體330的下游。在另一實(shí)施例中，該監(jiān)測(cè)器380也可安裝在第一粒子束320的傳輸路徑上，即設(shè)置于散射體330的上游。該監(jiān)測(cè)器380用于監(jiān)測(cè)粒子束流的與粒子束相關(guān)的物理量，例如通常說(shuō)的粒子束的劑量。另外，該監(jiān)測(cè)器380還用于監(jiān)測(cè)粒子束的位置，以確保粒子束流的中心軸線110a基本上為遮擋件365的旋轉(zhuǎn)中心，兩者沒(méi)有大的偏差。

為了在粒子照射裝置30中應(yīng)用不同能量的粒子束流，以將原本只有數(shù)毫米寬的布拉格峰擴(kuò)展到腫瘤靶區(qū)50沿軸向的深度相當(dāng)?shù)膶挾?，本發(fā)明的粒子照射裝置30還包括有脊型過(guò)濾器(Ridge Filter)。該脊型過(guò)濾器安裝在第三粒子束370的傳輸路徑上，用于調(diào)節(jié)粒子束流在腫瘤深度方向的劑量分布，從而在三維的腫瘤靶區(qū)50形成均勻的三維適形的劑量分布，

為了對(duì)照射到腫瘤靶區(qū)50的不同橫向位置的各粒子束流的射程進(jìn)行調(diào)整，本發(fā)明的粒子照射裝置30還包括有射程補(bǔ)償器(Range Compensator)。該射程補(bǔ)償器安裝在第三粒子束370的傳輸路徑上，以使粒子束流都能停止在對(duì)應(yīng)該照射位置的腫瘤靶區(qū)50的最深部位，從而實(shí)現(xiàn)腫瘤底部的適型。

在本實(shí)施例中，該粒子為質(zhì)子。應(yīng)該理解，本發(fā)明并不局限于采用質(zhì)子束。由于質(zhì)子束是粒子放療界使用最多的粒子，因此質(zhì)子束在此僅作為示例而非限制，其它粒子束，甚至光子同樣適用于本發(fā)明，例如碳離子束。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1相同，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)包括粒子加速器、粒子輸運(yùn)裝置、粒子照射裝置、照射控制裝置和病人定位裝置，腫瘤靶區(qū)定位與該病人定位裝置上。如圖10所示，粒子照射裝置包括平坦化裝置360’，該平坦化裝置360’包括旋轉(zhuǎn)件363’和遮擋件365’。與實(shí)施例1相同的部分在此不再贅述，與實(shí)施例1不同的是，旋轉(zhuǎn)件363’的外圈為齒輪結(jié)構(gòu)，從而與傳動(dòng)件齒輪嚙合傳動(dòng)。另外，根據(jù)平坦化的要求，該遮擋件365’的形狀與實(shí)施例1略有不同。圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)件363’、遮擋件和屏蔽件367’的透視圖，其中，屏蔽件367’和旋轉(zhuǎn)件363’共同形成一個(gè)屏蔽盒，將遮擋件(由于被屏蔽件367’遮住而沒(méi)有示出)密封在屏蔽盒內(nèi)，減少對(duì)空氣的擾動(dòng)，從而降低旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的噪音。具體地，該遮擋件367’的外緣被固定連接于旋轉(zhuǎn)件363’的內(nèi)圈上，從而使得遮擋件367’跟隨旋轉(zhuǎn)件363’旋轉(zhuǎn)。

圖12是本實(shí)施例的平坦化裝置的一個(gè)變形，遮擋件365”的遠(yuǎn)離中心軸線110a”的兩端形成為連接端365a”，該遮擋件365”的重心365b”剛好位于中心軸線110a”上，該遮擋件365”通過(guò)連接端365a”焊接于旋轉(zhuǎn)件363”的內(nèi)圈上。在本實(shí)施例中，該遮擋件365”由對(duì)稱的兩個(gè)遮擋塊3651”，3652”形成，這兩個(gè)遮擋塊3651”，3652”關(guān)于重心365b”呈中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。圖13是本實(shí)施例的平坦化裝置的又一個(gè)變形，遮擋件365”’形成為三葉草的形狀，其中，遮擋件365”’的遠(yuǎn)離中心軸線的三個(gè)末端形成為連接端365a”’，該遮擋件365”’的重心365b”’剛好位于中心軸線上，該遮擋件365”’通過(guò)連接端365a”’焊接于旋轉(zhuǎn)件363”’的內(nèi)圈上。具體地，該遮擋件365”’包括三個(gè)遮擋塊3651”’，3652”’和3653”’，這三個(gè)遮擋塊圍繞著重心均勻分布，相鄰的遮擋塊之間的夾角相等。應(yīng)該理解，多個(gè)遮擋塊均勻分布，即相鄰的各遮擋塊之間所形成的圓心角相等。顯然，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，設(shè)置有多個(gè)遮擋塊的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定；在誤差相同的情況下，遮擋件的總轉(zhuǎn)數(shù)可以比僅設(shè)置一個(gè)遮擋塊時(shí)更少，從而降低旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的性能要求。上面提到的具有多個(gè)遮擋塊的遮擋件同樣被密封在由屏蔽件和旋轉(zhuǎn)件形成的屏蔽盒，從而降低旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的噪音。

圖14是本實(shí)施例的平坦化裝置的又一個(gè)變形，遮擋件365””與屏蔽件367””形成一體的結(jié)構(gòu)，然后再整體固定到旋轉(zhuǎn)件上形成屏蔽盒，其中，遮擋件365””’的遠(yuǎn)離中心軸線的末端與旋轉(zhuǎn)件連接。圖15是本實(shí)施例的平坦化裝置的又一個(gè)變形，遮擋件365””’與屏蔽件367””’形成一體的結(jié)構(gòu)，然后屏蔽件367””’的外緣被固定到旋轉(zhuǎn)件上形成屏蔽盒，其中，遮擋件365””’的遠(yuǎn)離中心軸線的末端并不與旋轉(zhuǎn)件連接。顯然，該遮擋件365””由于與屏蔽件367””形成一體的結(jié)構(gòu)(即遮擋件固定在該上蓋和/或下蓋上)，不僅可以降低旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的噪音，而且可以使得遮擋件365””形成更為穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。當(dāng)屏蔽件367””’僅具有上蓋或下蓋時(shí)，其對(duì)噪聲的屏蔽效果雖然不好，但依然可以起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用。

實(shí)施例3

與實(shí)施例1相同，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的粒子治療系統(tǒng)包括粒子加速器、粒子輸運(yùn)裝置、粒子照射裝置、照射控制裝置和病人定位裝置，腫瘤靶區(qū)定位與該病人定位裝置上。如圖16所示，粒子照射裝置包括平坦化裝置360”””，該平坦化裝置360”””包括驅(qū)動(dòng)件361”””，傳動(dòng)件362”””，旋轉(zhuǎn)件363”””和遮擋件(由于被屏蔽件367”””遮住而沒(méi)有示出)和屏蔽件367”””。與實(shí)施例1相同的部分在此不再贅述，與實(shí)施例1不同的是，傳動(dòng)件362”為皮帶，使得驅(qū)動(dòng)件361”””借助于該皮帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)件363”””的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，屏蔽件367”””和旋轉(zhuǎn)件363”””共同形成一個(gè)屏蔽盒，將遮擋件密封在屏蔽盒內(nèi)，減少對(duì)空氣的擾動(dòng)，從而降低旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的噪音。具體地，該遮擋件367”””的外緣被固定連接于旋轉(zhuǎn)件363”””的內(nèi)圈上，從而使得遮擋件367”””跟隨旋轉(zhuǎn)件363”””旋轉(zhuǎn)。

另外，應(yīng)該理解，雖然上述實(shí)施例中均包括有用于將粒子束斑擴(kuò)大到直徑為數(shù)厘米的散射體，但是該散射體是可以省略的，因?yàn)閬?lái)自于粒子加速器的起始粒子束本身就具有一定的發(fā)散角，只要距離足夠，同樣可以借助于本發(fā)明的精神來(lái)實(shí)現(xiàn)平坦化的要求。而且，雖然上述實(shí)施例中的第二粒子束340的橫向分布示出為高斯分布F1(r)，但是該高斯分布僅用作示例而非限制，在非高斯分布的情況下，第二粒子束340的橫向分布無(wú)法直接通過(guò)曲線獲得，此時(shí)可以通過(guò)測(cè)量實(shí)現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)平坦化的要求。

以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化，例如平坦化裝置和旋轉(zhuǎn)件之間還可采用公母扣卡接固定，旋轉(zhuǎn)件還可通過(guò)其他任何機(jī)械或電動(dòng)傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)等。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。