下實踐本發(fā)明。在其它實例中，沒有詳細(xì)描述公知的方法、過程、部件和電路，以避免不必要地模糊本發(fā)明的實施例的方面。雖然為了清楚可以將方法描述為編號步驟的序列，然而編號不一定指定步驟的順序。應(yīng)當(dāng)理解，可以跳過、并行執(zhí)行或者在沒有維持序列的嚴(yán)格順序的要求的情況下執(zhí)行其中一些步驟。示出本發(fā)明的實施例的附圖是半示意性的而非按比例，并且特別地，其中一些尺寸是為了呈現(xiàn)的清楚并且在附圖中被夸大示出。類似地，雖然附圖中的視圖為了描述方便通常示出類似的方位，然而附圖中的這一描繪對于多數(shù)部分是任意的。通常，可以在任何方位操作本發(fā)明。
[0019]符號和命名:
[0020]然而，應(yīng)當(dāng)銘記，所有這些和相似的術(shù)語要與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)并且僅是應(yīng)用于這些量的方便標(biāo)記。除非另外清楚地指出，如根據(jù)下面的討論清楚的，否則應(yīng)當(dāng)理解，貫穿本發(fā)明，使用諸如“處理”或“訪問”或“執(zhí)行”或“存儲”、或“渲染”等術(shù)語的討論指代計算機(jī)系統(tǒng)或者將被表示為計算機(jī)系統(tǒng)的寄存器和存儲器以及其它計算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)的物理(電子)量的數(shù)據(jù)操縱和變換成類似地被表示為計算機(jī)系統(tǒng)的存儲器或寄存器或者其它這樣的信息存儲、傳輸或顯示設(shè)備內(nèi)的物理量的其它數(shù)據(jù)的類似的電子計算設(shè)備的動作和處理。當(dāng)某個部件出現(xiàn)在若干實施例中時，相同附圖標(biāo)記的使用表明該部件與在原始實施例中說明的部件相同。
[0021]發(fā)明的描述
[0022]圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的實施例的配備有單室質(zhì)子治療系統(tǒng)200的醫(yī)療設(shè)施的示例性配置。緊湊的放射系統(tǒng)200被設(shè)計成從固定回旋加速器201向相鄰的單治療室203遞送質(zhì)子束。質(zhì)子放射系統(tǒng)200包括加速器201 (例如所示的回旋加速器)、將粒子束沿著線性軸從回旋加速器201向單治療室203傳送的短的束線202、布置在束線202中的能量降能器204、雙極磁體206和207的單個集合、以及可操作以在不同角度通過噴嘴向治療臺遞送質(zhì)子束的旋轉(zhuǎn)龍門架205。在單室配置200中，回旋加速器可以實際上盡可能靠近地放置在治療室附近，并且因此束線204可以是短的和線性的，以減小對于用于重定向(reorient)粒子束的雙極磁體的需要。系統(tǒng)還可以包括安裝在射束路徑中以會聚粒子束的會聚磁體的多個集合。
[0023]與圖1中的多臺系統(tǒng)相比，單室系統(tǒng)200具有雙極磁體的簡化的布置以及完整的傳輸系統(tǒng)。特別地，安裝在龍門架205上的雙極磁體206和207承擔(dān)能量選擇以及從束線軸向治療臺的等中心點偏轉(zhuǎn)粒子束這一雙重功能。在所說明的實施例中，位于龍門架的進(jìn)入點的45°雙極磁體206以及下游的135°雙極磁體207可以共同以90°從束線202軸彎曲粒子束。同時，當(dāng)磁體206和207的線圈中的電流根據(jù)目標(biāo)能量水平被控制為精確電流時，磁體206和207連同射束準(zhǔn)直儀可操作以執(zhí)行能量選擇功能。
[0024]通過將ESS磁體集成在龍門架組件中，而非如現(xiàn)有技術(shù)中集成在束線的專用部分中，可以有利地且顯著地減小系統(tǒng)的成本和空間消耗，使得系統(tǒng)適合用于單室設(shè)計并且更可取得相對較小的門診。沿著射束路徑在射束輪廓(profile)上的射束光學(xué)仿真證明，如圖2圖示的簡化的磁體系統(tǒng)很容易提供基本上相同的臨床規(guī)定，諸如射束大小和形狀，例如起因于具有分離的專用ESS磁體和偏轉(zhuǎn)磁體的對應(yīng)的傳統(tǒng)多室放射系統(tǒng)。
[0025]本公開內(nèi)容不受雙功能磁體的角度、配置或位置的限制。比如，磁體可以包括可以共同以90°彎曲射束的三個90°磁體。然而，使用最小數(shù)目(2個)的雙極磁體以重定向磁體深化了成本高效和緊湊的設(shè)計的目的。掃描磁體的集合可以用于控制粒子束的柵格(raster)掃描。在一些實施例中，掃描磁體211可以放置在雙功能磁體206和207的集合之間。在所說明的實施例中，掃描磁體可以放置在下游在磁體207之后并且在噴嘴附近，這有助于用于更小龍門架的又一設(shè)計。
[0026]由偏轉(zhuǎn)/能量選擇磁體206和207生成的磁場可以通過軟件程序來控制以引導(dǎo)射束以及選擇理想能量的射束。軟件程序可以用任何已知的計算機(jī)實現(xiàn)的方法來實現(xiàn)。在一些其它實施例中，偏轉(zhuǎn)磁體可以包括兩個45°雙極磁體并且可以共同以90°彎曲射束。在一些其它實施例中，偏轉(zhuǎn)磁體可以共同以135°或者任何其它角度彎曲射束。偏轉(zhuǎn)磁體的任何其它合適的配置可以用于實踐本公開內(nèi)容。偏轉(zhuǎn)/能量選擇磁體可以通過軟件程序來控制以實現(xiàn)由每個特定治療方案專用的特定粒子能量。
[0027]本公開內(nèi)容可以用布置在下游在能量選擇磁體之后的適合用于粒子束能量選擇的任何類型的準(zhǔn)直儀來實現(xiàn)。準(zhǔn)直儀212可以包括布置在兩個磁體206和207之間的能量狹縫、孔徑(aperture)和/或孔口(orifice)。在一些實施例中，準(zhǔn)直儀的位置和開口可以是可控的。在一些實施例中，準(zhǔn)直儀表征緊湊的設(shè)計，諸如修長形式的能量選擇，其可以有利地有助于系統(tǒng)的成本和空間消耗的進(jìn)一步減小。
[0028]在一些其它實施例中，能量選擇功能僅可以通過合適的磁體部件以及一個或多個能量降能器的組合來假定，其可以有利地消除對于能量選擇系統(tǒng)中的準(zhǔn)直儀的需要。例如，附加磁體的集合可以用于使離開能量降能器的射束的空間橫截面和/或能譜變窄。
[0029]在所說明的實施例中，能量降能器204包括布置在位于束線202中的真空室下面并且靠近加速器201的碳楔形。任意其它合適的降能器可以用于實現(xiàn)本發(fā)明。在一些其它實施例中，能量降能器材料也可以集成在龍門架中并且布置在偏轉(zhuǎn)/能量選擇磁體附近。在一些另外的其它實施例中，能量降能器可以暴露于環(huán)境壓力，這可以有利地節(jié)省與材料、制造和安裝等相關(guān)的成本。在一些另外的其它實施例中，能量降能器連同系統(tǒng)上的其它磁場可以被配置成使得其出口點處的射束具有窄的空間橫截面和能譜，以消除對于準(zhǔn)直儀的需要。
[0030]龍門架組件205可以在加速器保持固定的同時可轉(zhuǎn)動。系統(tǒng)可以配備有旋轉(zhuǎn)設(shè)備，旋轉(zhuǎn)設(shè)備清染龍門架的轉(zhuǎn)動使得粒子束可以在各個方向上撞擊(impinge)等中心點地(isocentrically)布置的照射臺。在一些實施例中，龍門架可以繞基本上平行于束線軸的軸旋轉(zhuǎn)360°使得粒子束可以在完整的圓中撞擊在等中心點上。
[0031]龍門架耦合到可操作以向放射對象上發(fā)出粒子束的噴嘴。噴嘴可以耦合到出于遍歷掃描(例如X-Y掃描)的目的而在相互正交的方向上偏轉(zhuǎn)射束的偏轉(zhuǎn)磁體211的集合。噴嘴可以耦合到用于監(jiān)測射束位置的裝置以及用于監(jiān)測放射劑量的裝置。噴嘴和會聚磁體還可以集成在龍門架中。在一些實施例中，噴嘴是可轉(zhuǎn)動的并且能夠?qū)崿F(xiàn)兩個或三個維度上的柵格掃描。
[0032]在一些實施例中，噴嘴能夠?qū)崿F(xiàn)筆形射束掃描，其中粒子束可以會聚在明顯位于典型的照射量的大小下面的射束橫截面上。沿著放射路徑的放射劑量的峰值沉積對應(yīng)于由粒子能量確定的Bragg峰值位置。通過使用合適的會聚的筆形射束，因此可以照射所謂的體素(voxel)的很多小的體積，使得能夠柵格掃描與腫瘤的特定形狀共形(conformal)的任何形狀的照射體積?？梢酝ㄟ^改變粒子能量(例如通過ESS)來實現(xiàn)深度掃描。
[0033]龍門架可以包括減小患者附近的中子劑量危害的屏蔽塞210。束線周圍可以有附加的屏蔽。屏蔽塞可以是柱狀球體或者任何其它合適的配置。龍門架可以包括混合材料以平衡成本減小和保護(hù)免受不理