辐照设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于使用重带电粒子从各种角度对辐照对象进行辐照的辐照设备。重带电粒子被理解为包含至少一种核子(质子或中子)的带电粒子。这样的设备比如用于使用质子或重离子辐照并破坏肿瘤的粒子治疗系统。
【背景技术】
[0002]从US4870287得知具有多个治疗台的质子治疗系统。这样的系统包括用于提供质子射束的质子加速器(例如，回旋加速器)、以及用于在真空环境下将质子射束引导至所谓的台架的射束引导系统，该所谓的台架允许质子射束从不同角度方向撞击到居中地放置在治疗台处的辐照对象上。这样的台架是可枢转地安装的设备，其中，沿着旋转轴线到达的质子射束被耦合在可枢转地安装的设备中，并且其中射束远离旋转轴线偏转并且以下面的方式通过合适的射束光学装置被向前引导:通过将台架围绕其旋转轴线转动，射束从不同方向撞击到位于台架的旋转轴线的区域中的辐照对象上。
[0003]从在DE 20 2006 019 307中描述的辐照设备得知另一台架设计，在该设计中，加速器被安装在可枢转的U形框架上，并且射束沿着U形结构被引导，以便撞击到位于台架框架的旋转轴线的区域中的辐照对象上。
[0004]已知的台架设计需要相当复杂且笨重的结构，特别地是由于以下事实:该台架必须围绕辐照对象转动360°，以便能够从所有角度方向对辐照对象进行辐照。因此，本发明的目的是提出一种改进的台架设计，特别地，提出一种更简单的台架设计。
[0005]按照本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的辐照设备和通过具有权利要求14的特征的辐照方法来解决。优选方面是从属权利要求的主题。
【发明内容】
[0006]根据本发明的辐照设备包括用于辐照对象的支架和用于将带电粒子射束朝向辐照对象辐照的辐照喷嘴。优选地，喷嘴包括用于根据已知的技术散射和/或扫描射束以便实现与辐照对象一致的良好剂量的装置。可以通过射束源生成并且通过合适的射束引导装置被引导至辐照喷嘴的射束沿着某个方向进入辐照喷嘴中。在辐照喷嘴内，射束远离入口方向偏离。优选地，射束一或者在散射和/或扫描的情况下射束和/或扫描中心一偏转90°，使得射束沿垂直于入口方向的方向离开辐照喷嘴。偏转可以优选地通过合适的偏转磁体或其它偏转设备来实现。根据本发明，用于辐照对象的支架可以至少水平地移动。该运动被理解为具有至少一个水平平移分量的运动。辐照喷嘴可以至少垂直地移动，并且该运动被理解为具有至少一个垂直平移分量的运动。另外，辐照喷嘴可以围绕喷嘴旋转轴线旋转，并且粒子射束沿着喷嘴旋转轴线进入到辐照喷嘴中。这种设置允许从各种角度方向对辐照对象进行辐照，由此，角度方向的改变可以由喷嘴的垂直运动来实现，因为射束可以通过合适地将辐照喷嘴围绕喷嘴旋转轴线转动和/或合适地水平地移动辐照对象的支架来不断撞击到辐照对象上。在粒子治疗的情况下，在从所有角度方向对辐照对象(即，患者)进行辐照的同时，本发明允许避免辐照对象的垂直运动。
[0007]在优选的方面中，喷嘴旋转轴线是水平的。这允许更简单地设计辐照设备，特别地，与辐照喷嘴内的射束的优选90°偏转组合。如果喷嘴旋转轴线是水平的并且射束在辐照喷嘴内偏转90°，则当转动辐照喷嘴时由射束所描述的平面是垂直的。
[0008]在另一优选的方面中，喷嘴的垂直运动和转动运动由控制装置进行协调。控制装置控制从辐照喷嘴辐照的粒子射束的横向位置和角度方向。
[0009]在另一优选的方面中，以当移动支架和/或喷嘴时，粒子射束不断撞击到辐照对象上这样的方式通过控制装置对下面的三个运动中的至少两个进行协调:
[0010](i)支架的水平运动
[0011](ii)喷嘴的垂直运动
[0012](iii)喷嘴的转动运动。
[0013]这允许从各种角度方向对辐照对象进行辐照。
[0014]在更优选的方面中，支架的水平运动以及喷嘴的垂直运动和转动运动以下面的方式进行协调:当移动支架和/或喷嘴时，粒子射束在距离辐照喷嘴限定的距离处不断撞击到辐照对象上。更优选地，当移动支架和/或喷嘴时，辐照喷嘴和辐照对象之间的距离保持恒定。这允许从不同角度方向但在距离辐照喷嘴相同的距离处对辐照对象进行辐照。
[0015]在粒子治疗的情况下，控制装置可以优选地包括已知患者位置验证系统，用于验证辐照对象的位置并在此基础上生成用于控制支架和喷嘴的运动的控制信号。
[0016]在另一优选的方面中，撞击到被辐照对象上的射束的方向与垂直方向之间的角度可以在0°和180°之间变化。更优选地，该角度可以-180°和+180°之间变化。在另一优选的方面中，该角度可以连续地变化。这允许从所有角度方向对辐照对象进行辐照。
[0017]在另一优选的方面中，用于辐照对象的支架可围绕垂直轴线转动，优选地，转动180°。这允许从所有角度方向对辐照对象进行辐照，即使射束和垂直方向之间的角度仅可以在0°和+180°之间变化。
[0018]在另一优选的方面中，辐照喷嘴的垂直运动受可枢转的悬臂影响。悬臂是将射束从射束源传送到辐照喷嘴的射束传送系统的一部分，其形成悬臂的端部。射束沿着悬臂可围绕其枢转的悬臂旋转轴线进入悬臂。悬臂包括用于将进入悬臂中的射束引导至辐照喷嘴的射束引导装置。第一射束偏转器将进入到悬臂中的射束远离悬臂旋转轴线偏离，优选地，偏离90° ο更进一步地，悬臂包括来自第一偏转器下游的第二偏转器，该第二偏转器将粒子射束偏转进入到辐照喷嘴中。通过将悬臂围绕其旋转轴线转动，辐照喷嘴可以在拱状路径上垂直地移动。
[0019]优选地，辐照喷嘴旋转轴线是水平的。更优选地，悬臂旋转轴线是水平的。进一步优选地，射束在第一偏转器和第二偏转器中偏转90°，使得第一偏转器和第二偏转器之间的射束方向垂直于悬臂旋转轴线并且垂直于辐照喷嘴旋转轴线。这允许特定简单设置，其中，悬臂在垂直平面中转动，并且其中进入悬臂的射束和进入辐照喷嘴的射束两者均是水平的。
[0020]在另一优选的方面中，辐照喷嘴的垂直运动受伸缩臂影响。伸缩臂是将射束从射束源传送到辐照喷嘴的射束传送系统的一部分，其形成伸缩臂的端部。伸缩臂包括用于将从入口到伸缩臂中的射束引导至辐照喷嘴的射束引导装置。伸缩臂包括可变长度的伸缩段。在伸缩段的下游端，射束被引导到偏转器中，偏转器将射束偏转到辐照喷嘴中。伸缩臂的伸缩段以下面的方式被布置:当伸缩段长度变化时，辐照喷嘴垂直地移动。
[0021]优选地，伸缩臂和伸缩段是垂直的，并且喷嘴旋转轴线是水平的。更优选地，射束在水平方向上进入到伸缩臂中并且使用另外的偏转器把它偏转到优选垂直的伸缩段中。该优选布置再次允许特定简单设置。
[0022]在另一优选的方面中，通过布置射束源、将射束引导到辐照喷嘴中的射束引导装置、以及可至少垂直地移动的平台上的辐照喷嘴来影响辐照喷嘴的垂直运动。
[0023]在另一优选的方面中，该设备包括来自辐照喷嘴上游的射束偏转器，其允许将射束偏转至与水平面相比较的可变的倾斜度。这样一来，可以在上述偏转器下游处变化射束的垂直高度并且到达不同垂直高度位置中的辐照喷嘴。更优选地，另一偏转器可以位于上述偏转器的下游和辐照喷嘴的上游，由此该另一偏转器被定位并且以下面的方式偏转射束:射束在辐照喷嘴的各种垂直高度下在水平方向上进入到辐照喷嘴中。甚至更优选地，另一偏转器例如通过机械地耦合到辐照喷嘴的入口区域跟随辐照喷嘴的垂直的移动。
[0024]根据本发明的辐照方法包括:将辐照对象放置到可至少水平地移动的支架上。该方法还包括:将来自辐照喷嘴的带电粒子射束朝向辐照对象辐照。可以通过已知的射束源生成并且通过合适的射束引导装置引导至辐照喷嘴的射束被馈送到辐照喷嘴中并且在辐照喷嘴内偏转。根据本发明，从各种角度方向对辐照对象进行辐照，并且撞击到辐照对象上的射束的角度方向通过以下方式来变化:通过移动支架并且通过垂直地移动辐照喷嘴以及将它围绕该射束沿着其进入到辐照喷嘴的喷嘴旋转轴线转动。
[0025]在该方法的优选方面中，从辐照喷嘴到辐照对象的距离维持恒定，而撞击到辐照对象上的射束的角度方向通过以下方式来改变:通过垂直地移动和/或通过转动辐照喷嘴和/或通过水平地移动支架。
【附图说明】
[0026]参照附图，下文对本发明的优选实施例进行详细说明，其中:
[0027]图1以透视图的方式示出了根据本发明的辐照设备，
[0028]图2示出了从上面(0°位置)辐照的图1的辐照设备，
[0029]图3示出了从45°