粒子束的能量调节的利记博彩app
【专利说明】
[0001] 交叉参考有关申请
[0002] 在此要求2012年9月28日提交的美国临时申请号61/707, 515的优先权。该美 国临时申请号61/707, 515的内容在此以参考方式被并入到该公开内容中。
技术领域
[0003] 该公开内容通常涉及用于粒子治疗系统中的粒子束例如质子或离子束的能量调 -K- T。
【背景技术】
[0004] 粒子治疗系统使用加速器产生粒子束，用于治疗疾病，例如肿瘤。在操作中，粒子 束在粒子加速器的空腔内被加速，并且通过引出通道从所述空腔移除。为了跟踪引出通道， 粒子束必须适当地施加能量。能量不足，粒子束会与引出通道的内部边缘碰撞。能量太多， 粒子束会与引出通道的外部边缘碰撞。结果是粒子束被防止从引出通道逸出，或粒子束的 确实逸出的部分被危及，从而降低了治疗效果。
[0005] 粒子加速器的运动可影响在引出通道处接收到的粒子束中的能量的量。
【发明内容】
[0006] 示例的粒子加速器包括提供磁场到空腔的线圈；提供等离子体柱到空腔的粒子 源；电压源，其提供射频（RF)电压到空腔以从等离子体柱加速粒子，其中磁场引起从等离 子体柱加速的粒子在所述空腔内在轨道上运动；封闭壳（enclosure)，其包含引出通道以 接收从等离子体柱加速的粒子并且从所述空腔输出接收到的粒子；以及布置成接近引出通 道以改变接收到的粒子的能量水平的结构。该示例的粒子加速器可包括以下特征中的一个 或更多个，单独地或组合地。
[0007] 所述结构可具有多个厚度。所述结构可具有从最大厚度变化到最小厚度的可变厚 度。所述结构相对于所述引出通道是可动的以放置多个厚度之一在接收到的粒子的路径 中。所述结构可以是轮状的并且在所述引出通道内是可旋转的。所述结构可包括以下材料 中的至少一个：铍，碳和塑料。
[0008] 粒子加速器相对于固定位置可以是可旋转的。粒子加速器可包括基于粒子加速器 的旋转位置控制所述结构的运动的控制系统。
[0009] 粒子加速器可包括再生器，其调节空腔内的磁场从而改变从等离子体柱加速的粒 子的连续轨道以使得，最终，粒子输出到引出通道。
[0010] 示例的质子治疗系统可包括前述的粒子加速器，其中粒子包括质子；以及粒子加 速器安装在其上的台架。台架相对于病人位置是可旋转的。质子基本上直接从粒子加速器 输出到病人位置。
[0011] 示例的粒子加速器包括提供磁场到空腔的线圈；提供等离子体柱到空腔的粒子 源；提供射频（RF)电压到空腔以从等离子体柱加速粒子的电压源，其中磁场引起从等离子 体柱加速的粒子在所述空腔内在轨道上运动；封闭壳，其包含引出通道以接收从等离子体 柱加速的粒子并从空腔输出接收到的粒子；以及再生器，其调节空腔内的磁场从而改变从 等离子体柱加速的粒子的连续轨道以使得，最终，粒子输出到引出通道。再生器在空腔内相 对于粒子轨道是可动的。该示例的粒子加速器可包括以下特征中的一个或更多个，单独地 或组合地。
[0012] 再生器可被配置为相对于空腔的近似中心径向地运动。致动器可被配置为响应于 控制信号使再生器运动。粒子加速器相对于固定位置可以是可旋转的。粒子加速器可包括 控制系统，其基于粒子加速器的旋转位置产生控制信号来控制再生器的运动。再生器可包 括铁磁材料，例如铁。
[0013] 示例的质子治疗系统可包括前述的粒子加速器，其中粒子包括质子；以及粒子加 速器安装在其上的台架。台架相对于病人位置是可旋转的。质子基本上直接地从粒子加速 器输出到病人位置。
[0014] 示例的粒子加速器包括提供磁场到空腔的线圈；提供等离子体柱到空腔的粒子 源；提供射频（RF)电压到空腔以从等离子体柱加速粒子的电压源，其中磁场引起从等离子 体柱加速的粒子在空腔内在轨道上运动；封闭壳，其包含引出通道以接收从等离子体柱加 速的粒子并从空腔输出接收到的粒子；以及再生器，其调节空腔内的磁场从而使从等离子 体柱加速的粒子的连续轨道变化以使得，最终，粒子输出到引出通道。封闭壳包括磁结构， 其中至少一个磁结构具有在其中的凹槽，其中该凹槽包含为铁磁的且在凹槽内是可动的磁 垫片，其中磁垫片相对于再生器是可动的以影响再生器调节磁场的量。该示例的粒子加速 器可包括以下特征中的一个或更多个，单独地或组合地。
[0015] 至少磁结构可具有在其中的多个凹槽。每个凹槽可包含为铁磁的且在凹槽内是可 动的磁垫片。每个磁垫片相对于再生器是可动的以影响再生器调节磁场的量。
[0016] 粒子加速器相对于固定位置可以是可旋转的。粒子加速器可包括控制系统，其基 于粒子加速器的旋转位置产生控制信号来控制磁垫片（或多个磁垫片）的运动。磁垫片 (或多个磁垫片）可以是或包括电磁体。
[0017] 示例的质子治疗系统可包括前述的粒子加速器，其中粒子包括质子；以及粒子加 速器安装在其上的台架。台架相对于病人位置是可旋转的。质子基本上直接从粒子加速器 输出到病人位置。
[0018] 示例的粒子加速器可包括包含超导线圈的低温恒温器，其中超导线圈传导产生磁 场的电流；邻近低温恒温器的磁结构，其中低温恒温器被附连到磁结构，磁结构包含一空 腔；提供等离子体柱到空腔的粒子源；提供射频（RF)电压到空腔以从等离子体柱加速粒子 的电压源，其中磁场引起从等离子体柱加速的粒子在空腔内在轨道上运动；接收从等离子 体柱加速的粒子并从空腔输出接收到的粒子的引出通道；以及是可控制的以使低温恒温器 相对于磁结构运动的致动器。该示例的粒子加速器可包括以下特征中的一个或更多个，单 独地或组合地。
[0019] 粒子加速器相对于固定位置可以是可旋转的。粒子加速器可包括控制系统，其基 于粒子加速器的旋转位置产生控制信号来控制致动器。致动器可被控制以控制低温恒温器 的运动以便补偿重力对超导线圈的影响。
[0020] 示例的质子治疗系统可包括前述的粒子加速器，其中粒子包括质子；以及粒子加 速器安装在其上的台架。台架相对于病人位置是可旋转的。质子基本上直接从粒子加速器 输出到病人位置。
[0021] 示例的可变能量的粒子加速器包括：限定一空腔的磁结构，粒子在所述空腔中被 加速用于作为具有从一定范围的能量中选择的能量的粒子束而输出；接收粒子束的引出通 道；以及接近引出通道以在粒子束进入引出通道之前截取粒子束的结构，其中该结构基于 选择的能量是可动的，以及其中所述结构是用于在粒子束进入引出通道之前吸收粒子束的 至少一些能量。示例的可变能量的粒子加速器可包括以下特征中的一个或更多个，单独地 或组合地。
[0022] 所述结构可以具有变化厚度的轮，其中不同的厚度能够吸收不同量的能量。可变 能量的粒子加速器可包括磁再生器，以在对应于选择的能量的粒子轨道上产生磁场凸起。 磁再生器基于可变能量的粒子加速器的运动可以是可动的。磁再生器可以是可动的以截取 具有选择的能量的粒子轨道。
[0023] 在该公开内容中描述的特征中的两个或更多个，包括在该
【发明内容】
部分中描述的 那些，可被组合以形成为在此具体描述的实施方式。
[0024] 在此描述的各种系统或其部分的控制可以经由计算机程序产品执行，所述计算机 程序产品包括储存在一个或更多个非短暂的机器可读的存储介质并且在一个或更多个处 理装置上是可执行的。在此描述的系统，及其部分，可作为设备，方法或电子系统，执行，所 述电子系统可包括一个或更多个处理装置和储存可执行指令以执行状态功能的控制的存 储器。
[0025] -个或更多个实施方式的细节在附图中和以下的说明书中进行了描述。其他的特 征，目的和优点从说明书和附图以及从权利要求将是显而易见的。
【附图说明】
[0026] 图1是示例的治疗系统的透视图；
[0027] 图2是示例的同步回旋加速器的部件的分解透视图；
[0028] 图3,4和5是示例的同步回旋加速器的横截面视图；
[0029] 图6是示例的同步回旋加速器的透视图；
[0030] 图7是示例的反向的线圈架和绕组的一部分的横截面视图；
[0031] 图8是示例的通道内电缆复合材料导体的横截面视图；
[0032] 图9是示例的离子源的横截面视图；
[0033] 图10是示例的D形电极板和示例的虚拟D形电极的透视图；
[0034] 图11是示例的穴室的透视图；
[0035] 图12是不例的具有穴室的医治室的透视图；
[0036] 图13示出病人相对于加速器的例子；
[0037] 图14示出位于医治室中的示例的内部台架内的病人；
[0038] 图15是示例的加速空腔和引出通道的顶视图；
[0039] 图16是示出磁场强度与距离等离子体柱的径向距离的对比的曲线图，以及超导 磁体的低温恒温器的示例的部分的横截面；
[0040] 图17是示例的加速度空腔和引出通道的顶视图，其描述轨道正在运动以进入所 述引出通道；
[0041] 图18是用来改变在所述引出通道中的粒子束的能量的例子结构的透视图；
[0042] 图18A是图18的结构的侧视图；
[0043] 图19到21是示例的加速空腔和引出通道的顶视图，其描述使再生器运动以主要 影响所述空腔中的粒子的某些轨道；
[0044] 图22是示例的磁垫片的透视图；
[0045] 图23是磁轭、加速空腔和包括磁垫片的冷块（cold mass)的剖开的侧视图；
[0046] 图24是示例的一部分低温恒温器的剖开的透视图；
[0047] 图25是可使用可变能量粒子加速器的示例的粒子治疗系统的概念视图；
[0048] 图26是示出在磁场中变化的能量和电流与粒子加速器中的距离的示例的曲线 图；
[0049] 图27是用于针对粒子束的每个能量水平扫描在一频率范围内在D形电极板上的 电压以及用于当粒子束能量变化时变化频率范围的示例的结构的侧视图；
[0050] 图28是可用于可变能量粒子加速器中的示例的磁体系统的透视的、分解视图。
[0051] 在各个附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
【具体实施方式】
[0052] 综述
[0053] 在此描述的是用于一系统例如质子或离子治疗系统中的粒子加速器的例子。所述 系统包括粒子加速器-在该例子中，安装在台架上的同步回旋加速器。台架能使加速器围 绕病人位置旋转，如下面更详细解释的。在一些实施方式中，台架是钢的并且具有两个支 腿，该两个支腿安装成用于在倚靠在病人的相反侧上的两个相应的轴承上旋转。粒子加速 器由一钢桁架支撑，该钢桁架足够长以跨越病人躺在其中的医治区域并且在两端被稳定地 附连到台架的旋转支腿。由于台架围绕病人的旋转，粒子加速器也旋转。
[0054] 在示例的实施方式中，粒子加速器（例如，同步回旋加速器）包括低温恒温器，该 低温恒温器保持用于传导产生磁场（B)的电流的超导线圈。在该例子中，低温恒温器使用 液态氦（He)以维持所述线圈在超导温度，例如4°开氏度（K)。磁轭邻近（