控制质子治疗系统的质子束的系统及方法

文档序号:10628148阅读:850来源:国知局
控制质子治疗系统的质子束的系统及方法
【专利摘要】一种在质子治疗系统中控制质子束的系统及方法,该系统包括质子束输送系统,质子束输送系统包括:至少一个消色差束线部,其包括将具有第一预定范围的质子束能量的质子束引导至治疗靶区的第一功率设置以及将具有第二预定范围的质子束能量的质子束引导至治疗靶区的第二功率设置;以及功率改变单元,其构造成控制质子束的能级以及至少一个消色差束线部的功率设置,使得功率改变单元根据在第一预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使至少一个消色差束线部的功率设置在第一功率设置与第二功率设置之间改变。
【专利说明】控制质子治疗系统的质子束的系统及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年9月19日提交的美国临时专利申请N0.61/879,942的优先权,上述美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明整体涉及一种用于癌症治疗的质子疗法,并且尤其涉及一种在用质子疗法治疗患者期间控制质子束的系统及方法。
【背景技术】
[0004]质子疗法(PT)是一种癌症治疗技术,该技术使用高能量质子穿透患者身体并将能量沉积在例如恶性肿瘤等治疗区中。可以在粒子加速器(通常称为回旋加速器和/或同步加速器)中产生带电质子,并使用引导且塑造粒子束线的一套磁体来将带电质子以束线的形式引导至患者,使得粒子穿透患者身体的所选位置并沉积在治疗区的位置。粒子疗法利用带电粒子的布拉格峰(Bragg Peak)特性,使得大部分能量沉积在沿着束线的行程的最后几毫米(此处常称为等深点(isocenter))中,这与常规的调强放疗(S卩,光子疗法)相反,在常规的调强放疗中大部分能量沉积在行程的最初几毫米中,由此不期望地损害健康组织。
[0005]粒子疗法治疗设施通常由单个回旋加速器和多个治疗房间组成。因此,单个回旋加速器常常适合于产生随后被选择性地引导至各治疗房间之一的粒子束线。粒子疗法可以包括为束线选择所需能级,使得粒子的能量基本上沉积在患者身体内的所需位置(即,治疗区)。因此,能级的选择直接涉及患者身体中的治疗区的位置和形状。通常,回旋加速器将产生标准的高能量束线,该标准的高能量束线可以随后根据特定的治疗方案进行选择性地修改。
[0006]可以直接将束线引导至患者,而无需任何重定向。然而,更普遍的方法是使用一套配合的偏转磁体来重定向束线,该偏转磁体将束线引导至安装在机架上的质子喷嘴。图1示出了现有技术的粒子治疗机架的示例性实施例,其设计为接纳粒子束线并将粒子束线重定向至患者。如图所示,粒子治疗机架21包括至少三个偏转磁体11A至IIC,至少三个偏转磁体IlA至IlC将粒子束线15重定向至机架的治疗喷嘴13并最终重定向至定位在治疗床17上的患者9。这允许从任意角度将束线15选择性地引导至患者9,并允许医生制定使对健康组织的有害影响最小化的治疗计划。也就是说,机架常常适合于围绕患者旋转,并将束线重定向为与机架的如图1中的指向箭头19’所示的旋转轴线19垂直。因此,治疗喷嘴13和束线15可以围绕患者旋转,使得束线15能够穿透患者身体的多个位置,并从多个方向进入治疗区。这使对健康组织的有害影响最小化并增强治疗效果。
[0007]因此,与标准的X射线疗法相比,质子疗法能够在使输送至周围组织的剂量最小化的同时通过增加输送至靶区的剂量来显著地改进剂量定位。这些改进基于治疗质子射束在目标材料中的有限的穿透范围。此外,随着质子束在穿透范围的末端附近减速并达到最大能量,沉积至目标材料的能量增加。质子束能量限定穿透深度和能量沉积峰(布拉格峰)的位置。因此,给定能量的质子束在特定治疗深度输送治疗剂量的能量。为了将该治疗剂量输送至具有预定程度的深度的靶标,可以使用具有几种不同能量的质子束。
[0008]为了提供这几种不同的能量,旧式的质子束治疗系统通常通过插入使质子束能量衰减指定量的材料板来改变治疗喷嘴中的质子束能量。更先进的常规系统改变靠近质子加速器本身的更上游的射束能量。这种常规系统通常需要改变射束输送线路以匹配每个后续的质子束能量。
[0009]因此,期望得到这样的质子治疗系统:可以在减少这种结构改变和上述调节的同时改变质子束能量。

【发明内容】

[00?0]本发明一般性构思的各种不例性实施例包括超导质子输送系统,该超导质子输送系统包括使质子束喷嘴围绕患者的靶区旋转的机架轮。在一些实施例中,质子束输送系统包括消色差弯部系统,该消色差弯部系统允许使用用于具有不同能量的粒子的相同设置来改变射束运动方向,从而能够在不改变束线设置的情况下使不同能量(在消色差束线部的能量接受窗口中)的质子束输送通过消色差束线部。
[0011]可以借助于在质子疗法中使用的质子输送系统来实现本发明一般性构思的示例性实施例,该质子输送系统包括:至少一个消色差束线部,其包括将具有第一预定范围的质子束能量的质子束引导至治疗靶区的第一功率设置以及将具有第二预定范围的质子束能量的质子束引导至治疗靶区的第二功率设置;以及功率改变单元,其构造成控制质子束的能级以及至少一个消色差束线部的功率设置,使得功率改变单元根据在第一预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使至少一个消色差束线部的功率设置在第一功率设置与第二功率设置之间改变。
[0012]功率改变单元可以构造成:在质子束能量从第一预定范围的质子束能量转变至第二预定范围的质子束能量时,将至少一个消色差束线部的功率设置改变为达到第二功率设置。
[0013]功率改变单元可以构造成根据质子束能量的变化率来使至少一个消色差束线部的功率设置。在第一功率设置与第二功率设置之间改变功率改变单元可以构造成递增地改变质子束的能级和/或至少一个消色差束线部的功率设置。
[0014]在第一预定范围的质子束能量中的质子束能量为恒定时,功率改变单元可以改变至少一个消色差束线部的功率设置。
[0015]与在第一预定范围的质子束能量中的质子束能量变化同时地,功率改变单元可以改变至少一个消色差束线部的功率设置。
[0016]第一预定范围的质子束能量和第二预定范围的质子束能量可以互相不同且彼此不包含。
[0017]至少一个消色差束线部可以包括第三功率设置,第三功率设置用于将第三预定范围的质子束能量引导至治疗靶区,并且控制器构造成:根据在第二预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使至少一个消色差束线部的功率设置在第二功率设置与第三功率设置之间改变。
[0018]还可以通过提供在质子治疗中使用的消色差射束系统来实现本发明一般性构思的示例性实施例,该消色差射束输送系统包括:超导消色差透镜,其具有限定能量接受窗口的功率设置,使得超导消色差透镜将具有预定范围的质子束能量的质子束引导至靶区,能量接受窗口具有最小能级和最大能级;以及功率改变单兀,其构造成控制质子束的能量以及超导消色差透镜的功率设置,使得功率改变单元根据在最小能级与最大能级之间发生的质子束能量的变化来改变超导消色差透镜的功率设置。
[0019]超导消色差透镜可以构造成引导具有预定范围的质子束能量的质子束通过超导消色差透镜,而不造成射束损失。
[0020]超导消色差透镜可以构造成在不调节超导消色差透镜的功率设置的情况下将具有预定范围的质子束能量的质子束经由超导消色差透镜输送至具有预定深度的治疗靶区。
[0021]还可以通过提供在质子治疗系统中将质子束输送至患者的靶区的方法来实现本发明一般性构思的示例性实施例,方法包括:使用消色差束线部,消色差束线部包括将第一预定范围的质子束能量的引导至治疗靶区的第一功率设置以及将第二预定范围的质子束能量引导至所述治疗靶区的第二功率设置;使质子束的能级在第一预定范围的质子束能量与第二预定范围的质子束能量之间改变;以及根据在第一预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使消色差束线部的功率设置在第一功率设置与第二功率设置之间改变。
[0022]该方法还可以包括:在质子束能量从第一预定范围的质子束能量转变至第二预定范围的质子束能量时,将消色差束线部的功率设置改变成第二功率设置。
[0023]递增地改变消色差束线部的功率设置的操作可基于质子束能量的变化率。
[0024]消色差束线部可以包括第三功率设置,该第三功率设置将第三预定范围的质子束能量引导至治疗靶区。
[0025]该方法还可以包括:根据在第二预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使消色差束线部的功率设置在第二功率设置与第三功率设置之间改变。
[0026]本发明一般性构思的其他特征和实施例一部分将在下文中进行描述,一部分是从描述中显而易见的,或者可以从本发明一般性构思的实施中学到。
【附图说明】
[0027]以下的示例性实施例示例了被设计成用以实施本发明一般性构思的目的的示例性技术和结构,但是本发明一般性构思并不限于这些示例性实施例。此外,在附图和说明中,尺寸和相对尺寸、形状、以及线条、实体和区域的数量为了清楚起见可能会放大。参照附图,通过下面示例实施方式的详细描述,将能够更加容易地理解和意识到各种另外的实施方式,其中:
[0028]图1示出了现有技术的粒子治疗系统的示例性实施例,该粒子治疗系统设计为接收粒子束线并将粒子束线重定向至患者;
[0029]图2示出了根据本发明一般性构思的示例性实施例的质子疗法;
[0030]图3示出了根据本发明一般性构思的另一个示例性实施例的质子疗法;以及[0031 ]图4示出了根据本发明一般性构思的示例性实施例的质子束输送系统。
【具体实施方式】
[0032]现在将参考本发明一般性构思的示例性实施例,附图和图示中示出了这些实施例的实例。示例性实施例在本文中进行描述,通过参考附图来解释本发明一般性构思。
[0033]以下的详细说明用来帮助读者获得本文所述的结构和制造技术的全面理解。因此,本领域普通技术人员能够想到本文所述的结构和制造技术的各种改变、修改和等同内容。然而,所述任何处理操作的进度仅仅是示例性的,操作顺序的种类并不限于本文所列的那些并且可以进行本领域中已知的改变,除了必须以一定的顺序进行的操作之外。另外,为了清楚和简明起见,可以省略众所周知的功能和构造的描述。
[0034]值得注意的是,为了易于说明,在本文中可能采用空间相关术语,例如“上”、“下”、“右”、“左”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,以便描述一个元件或特征与其它(一个或多个)元件或特征的在图中所示的关系。除了图中所示的取向之外,空间相关术语还意图涵盖装置在使用或操作时的不同取向。例如,如果图中的装置翻转或转动,则描述为位于其它元件或特征“下方”或“下部”的元件将取向为位于这些其它元件或特征的“上方”。因此,示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向。装置可以以其它方式取向(旋转90度或者处于其它取向),并且本文所用的空间相关描述进行相应的解释。
[0035]本发明一般性构思的各种示例性实施例提供了对患者实施质子疗法的系统及方法,其中,可以使用质子束的滑动型能量窗以减少射束输送线路的变化、衰减板的改变等。因此,本文所述的各种示例性实施例提供了在质子疗法期间改变质子束能量的更适宜的方法。
[0036]本发明一般性构思的各种示例性实施例可以使用超导机架设计,这允许因在超导系统中使用更小的部件而具有更小和/或更轻的机架系统。这种超导系统可以更优化地进行操作,而不会产生因大的电流变化而造成的热量、涡流等,通常,在改变磁体功率以将不同强度或能级的质子束引导至患者的精确靶区时利用上述大的电流变化来改变束线功率(包括消色差透镜中的偏转磁体在内)。
[0037]根据本发明一般性构思的示例性实施例,质子治疗系统可以包括质子输送系统,该质子输送系统包括使用消色差弯部的超导机架设计,该消色差弯部能够在不改变提供至弯部或其他引导射束的引导磁体的功率的情况下使具有不同的预定能量范围的质子束输送通过具有偏转磁体的消色差束线部,因此在质子束的能级变化(在预定范围内变化)时保持重定向质子束的功率设置不变。因此,本发明一般性构思提供具有预定范围的“可接受”质子束能量的质子输送系统,消色差偏转磁体的固定设置可以适应该可接受质子束能量以准确地向所关注的靶区输送质子束。因此,存在包括一定范围的能量的“能量接受窗口”,并由此存在对应的治疗深度范围,对于该范围,无需改变偏转磁体设置。一旦质子束能量变化至偏转磁体系统的给定设置能够适应的预定范围的能量之外,则需要改变偏转磁体的电流来改变束线的路径以保持束线方向的准确度。偏转磁体系统的这种电流改变可能产生不需要的热量和/或涡流,这可能造成问题,尤其是在超导部件被保持在极低温度下的超导磁体系统中造成问题。
[0038]本发明一般性构思的各种示例性实施例提供了这样的系统:在能量接受窗口中改变束线的能量时可以以递增的阶段改变偏转磁体的功率并由此改变被供应至偏转磁体的电流,从而使与磁体的功率变化相关的热量和其他涡流问题减少或最小化。通过在偏转磁体的给定能量接受窗口中递增地改变质子束的能量时递增地改变偏转磁体的功率,提供了滑动型能量窗口,该滑动型能量窗口减小了在质子束的能量改变时偏转磁体的功率变化的幅度。这允许在给定能量接受窗口中质子束的能量变化的同时递增地改变偏转磁体的功率,而不用等待质子束能量到达给定能量接受窗口的末尾之后再调节偏转磁体的功率以重定向具有完全不同能级的质子束。
[0039]通常来说,当质子束能量到达给定能量接受窗口的末尾时,改变偏转磁体的功率设置。这可能在偏转磁体中产生不需要的热量和涡流,并且当期望治疗深度比给定能量范围的质子束所能获得的深度还大的较大肿瘤时,可能对质子束准确度和治疗过程产生有害影响。
[0040]在一些实施例中,本发明一般性构思提供了用于将质子束引导至治疗区的超导偏转磁体设计。使用消色差弯部使得质子输送系统能够对具有不同能量的粒子类似地重定向质子束。因此,具有预定能量范围(即,位于预定能量接受窗口中)的质子束可以被输送通过这种消色差束线部,而无需不改变束线设置。因此,可以在不改变偏转磁体系统的功率的情况下治疗具有如下深度的较小肿瘤:该深度落入到在偏转磁体设置的能量接受窗口中的可由给定的质子束能量范围治疗的深度内。例如,这种消色差系统可以以固定设置的束线下对具有小范围深度(深达5cm)的靶标进行治疗。对于深度范围比给定的能量接受窗口所能治疗的深度范围大的较大靶标,系统可以逐渐调节偏转磁体设置来改变治疗期间的能量接受窗口,以避免发生偏转磁体功率的突然、意外的变化,这些突然、意外的变化是常规系统治疗较大肿瘤时可能遇到的情况。这种偏转磁体功率变化不需要与质子束的能量的切换正好同步,而是可以正比或递增地完成,以根据特定治疗程序的期望性能和/或需要来优化偏转磁体功率的变化的幅度和/或数量。
[0041]本发明一般性构思的消色差射束输送系统允许在入射束中出现能量分散也无显著射束损失的情况下输送用于放疗的质子束,并且允许在束线设置不变的情况下实施具有小范围深度的治疗。可以缓慢地改变根据本发明一般性构思的各种示例性实施例的消色差射束输送系统以调节其能量接受窗口,从而覆盖对具有大范围深度的靶标输送的剂量。
[0042]本发明的一般性构思的各种不例性实施例包括超导质子输送系统,该超导质子输送系统用于在不改变消色差透镜中的偏转磁体设置的情况下使用具有不同能量范围的质子束来治疗患者中的生长物、治疗区等。也就是说,可以使用相同的偏转磁体转向设置以预定范围的质子束能量中的不同能量治疗生长物。质子束的可以以相同的偏转磁体设置进行使用的可接受能量范围在本文中称为给定偏转磁体设置的能量接受窗口。因此,如果需要用于治疗生长物的所有能量落入单个能量接受窗口中,则在治疗期间,偏转磁体或束线方向设置可以保持为不变。在一些实施例中,在不改变偏转磁体设置的情况下,能量接受窗口将允许对例如一定范围(例如5cm)内的深度进行治疗。
[0043]图2示出了根据本发明一般性构思的示例性实施例构造的超导质子疗法。如图2所示,患者内的生长物20经受质子束。出于说明的目的,预先确定的是:如图2所示,用于本示例性实施例的超导质子治疗系统的能量接受窗口 22具有Xcm的范围。因为生长物20的所有点的深度都在能量接受窗口22的范围内,所以在治疗期间,将不需要改变束线。也就是说,因为可以在不改变偏转磁体功率的情况下调节质子束的能量范围以处理全部深度的肿瘤,所以将不需要改变束线方向(例如改变供应给消色差透镜的偏转磁体中的电流)设置。因此,如图2所示,在不对束线设置做出任何改变的情况下,可以以第一能量施加质子束24来治疗点A处的深度、以第二能量施加质子束24来治疗点B处的深度以及以第三能量施加质子束24来治疗点C处的深度等。应理解的是,为了便于说明和描述图2的元素,任意选出点A、B和C,显然在生长物20以及能量接受窗口 22中存在其他深度的点。在该情况下,对治疗生长物20来说,将不需要改变偏转磁体的功率进行任意质子束24的能量调节。
[0044]值得注意的是,为了便于理解本发明一般性构思,简化了图2所示的点A、B和C,因为在治疗期间能以不同的增量改变质子束24的能量。此外,射束可以相对于图2中的示图水平地分散以治疗生长物20的所有区域。然而,因生长物20的深度比能量接受窗口 22中的能级范围小,束线设置可以保持不变。
[0045]图3示出了根据本发明一般性构思的另一个示例性实施例的质子束输送系统。在图3所示的示例性实施例中,要用质子束治疗的生长物30的深度比偏转磁体的预定能量接受窗口 22大。如图3所示,能量接受窗口 22允许生长物30的底部X测量单位(例如,mm、cm等,基于消色差透镜的预定能量接受窗口设置)具有不变的束线设置。为了便于描述,选择了生长物30的底部的等效点和能量接受窗口 22的开始的等效点,并且应理解的是,生长物30的底部可以根据束线设置而与能量接受窗口 22中的不同点对应。因此,可以使用与用于质子束24的点D以及点D上方的X测量单位的能量接受窗口 22对应的不变的束线设置。然而,如果在深度的整个范围内束线设置保持不变,并因此不发生改变直到在位于初始能量接受窗口22外的点E的深度处进行治疗为止,则为了改变偏转磁体设置而供应至偏转磁体的电流的相对较大且突然的变化可能造成不需要的热量、涡流等,这可能对质子治疗系统的部件以及治疗精度和疗效造成有害影响。因此,偏转磁体设置可以以小的增量来改变使得能量接受窗口22与质子束24的能量变化对应地“滑动”,而不是在与该范围相关联的整个深度中为能量接受窗口 22保持不变的束线设置。
[0046]也就是说,在调节质子束24的能量以到达点D稍上方的点之后,偏转磁体设置可以被稍微改变,使得新能量接受窗口 22’与点D稍上方的范围对应。能量接受窗口 22’可以覆盖的从底部至顶部的距离范围与能量接受窗口 22相同,但如图3所示那样能量接受窗口 22’将对应于生长物30的至少稍不同的深度。随着进一步调节质子束24的能量以对生长物30的更浅的深度(例如,接近点E)提供治疗,如图3所示,偏转磁体设置可以再次递增地变化以产生能量接受窗口 22”。随着将质子束24的能量调节至治疗点F及其上方,可以反复执行上述步骤。也就是说,能量接受窗口 22可以调节为伴随着质子束24的调节后能量来滑动。应理解的是,虽然以上描述讨论在点D处进行治疗之后改变偏转磁体设置,但是该改变可以在保持能量接受窗口的范围使得该范围包括当前治疗点时在质子束24的能量变化之前或同时进行。因为包括在能量接受窗口中的深度范围比正在进行质子治疗的位置处的单个深度大,所以不需要束线方向的变化与射束能量设置同步。也就是说,因能量接受窗口中的可接受深度范围较大,束线方向的变化不需要与发生质子束的能量变化的所有点对应。
[0047]图4示出了根据本发明一般性构思的示例性实施例的在质子治疗系统中使用的质子束输送系统。如图4所示,质子输送系统40包括一个或多个消色差弯部42a和42b,这些消色差弯部42a和42b用于使来自质子源48的质子束49通过束线部45重定向至患者的靶区43。消色差弯部42a和42b与电源44连接以向消色差透镜的偏转磁体提供电源设置。可以提供控制器(也称为功率改变单元)46以改变供应至消色差弯部的电源设置。功率改变单元46还可以与质子源48连接以改变由质子源48产生的质子束49的能级。基于彼此之间的相对变化率,可以递增地、正比地或以其它方式对功率设置和/或能级进行改变。功率改变单元可以分别构造成独立单元以分别控制质子束的能级以及提供至束线的功率设置,或者功率改变单元可以构造成组合单元。功率改变单元可以是固态功率改变单元或其他已知或以后开发出的功率变化装置,或构造成包括触发单元的切换装置,或构造成根据在被引导通过束线的质子束的能级中发生的变化来改变输送至束线磁体的功率设置的其他反馈单元。功率改变单元可以使用良好的工程判断来构造以得到包括例如合适的电气、固态、光学、热学和/或机械延迟等在内的期望结果,或构造成根据在被引导通过束线的质子束的能级中发生的变化来帮助改变输送至束线的功率设置的检测器部件。可以手动(例如,利用操作者的辅助)或自动操作功率改变单元。
[0048]本发明一般性构思的各种示例性实施例提供了如下的超导质子治疗系统:允许以不变的束线设置输送一定能级范围的质子治疗射束。本发明一般性构思的其他各种示例性实施例提供了如下的质子输送系统:允许将能量接受窗口递增地改变为接近于质子疗法的深度变化,在能量接受窗口中,在不改变束线设置的情况下,还允许不同能级范围的质子治疗射束。
[0049]可以存在许多改变、变型和附加的实施例,因此所有这样的改变、变型和实施例将被认为落入本发明一般性构思的精神和范围内。例如,除非存在清楚的相反指示,否则不管本申请的任何部分的内容如何,都不要求在本文的任何权利要求或者要求其优先权的任何申请中包含任何特别描述或图示的动作或元件、这些动作的任何特定的顺序或者这些元件任何特定的相互关系。此外,任何动作可以重复,任何动作可以由多个实体执行,和/或任何元件可以是可复制的。
[0050]值得注意的是,虽然包含在本申请中的简化的图示和附图并没有示出各个部件的全部各种连接和组装,但是本领域的技术人员将会理解如何基于本文提供的所示的部件、附图和说明书,利用良好的工程判断来实施这样的连接和组装。可以存在许多变化、变型和附加的实施例,因此所有这样的变化、变型和实施例将被认为落入本发明一般性构思的精神和范围内。
[0051]虽然已经通过若干示例性实施例的描述来说明了本发明一般性构思且详细地描述了这些示例性实施例,但是本发明的
【申请人】的目的并不为了将本发明的一般性构思约束或以任何方式限制为这样的描述和说明。相反,本文的说明书、附图和权利要求书被认为实质上是示意性的,而非限制性的,在阅读了上述说明书和附图的情况下,附加的实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。附加的变型例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此,在不背离本发明的
【申请人】的一般性构思的精神和范围的情况下,可以从这种细节中实现新的开始。
【主权项】
1.一种在质子疗法中使用的质子束输送系统,包括: 至少一个消色差束线部,其包括将具有第一预定范围的质子束能量的质子束引导至治疗靶区的第一功率设置以及将具有第二预定范围的质子束能量的质子束引导至所述治疗靶区的第二功率设置;以及 功率改变单元,其构造成控制质子束的能级以及所述至少一个消色差束线部的功率设置,使得所述功率改变单元根据在所述第一预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使所述至少一个消色差束线部的功率设置在所述第一功率设置与所述第二功率设置之间改变。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述功率改变单元构造成:在质子束能量从所述第一预定范围的质子束能量转变至所述第二预定范围的质子束能量时,将所述至少一个消色差束线部的所述功率设置改变为达到所述第二功率设置。3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述功率改变单元构造成根据质子束能量的变化率来使所述至少一个消色差束线部的所述功率设置在所述第一功率设置与所述第二功率设置之间改变。4.根据权利要求1所述的系统,其中,当在所述第一预定范围的质子束能量中的质子束能量为恒定时,所述功率改变单元改变所述至少一个消色差束线部的所述功率设置。5.根据权利要求1所述的系统,其中,与在所述第一预定范围的质子束能量中的质子束能量变化同时地,所述功率改变单元改变所述至少一个消色差束线部的所述功率设置。6.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一预定范围的质子束能量和所述第二预定范围的质子束能量互相不同且彼此不包含。7.根据权利要求1所述的系统,其中,所述至少一个消色差束线部包括第三功率设置,所述第三功率设置用于将第三预定范围的质子束能量引导至所述治疗靶区,并且所述控制器构造成:根据在所述第二预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使所述至少一个消色差束线部的所述功率设置在所述第二功率设置与所述第三功率设置之间递增地改变。8.—种在质子治疗中使用的消色差射束输送系统,包括: 超导消色差透镜,其具有限定能量接受窗口的功率设置,使得所述超导消色差透镜将具有预定范围的质子束能量的质子束引导至靶区,所述能量接受窗口具有最小能级和最大能级;以及 功率改变单元,其构造成控制质子束的能级以及所述超导消色差透镜的功率设置,使得所述功率改变单元根据在所述最小能级与所述最大能级之间发生的质子束能量的变化来改变所述超导消色差透镜的所述功率设置。9.根据权利要求8所述的系统,其中,所述超导消色差透镜构造成引导具有预定范围的质子束能量的质子束通过所述超导消色差透镜,而不造成射束损失。10.根据权利要求8所述的系统,其中,所述超导消色差透镜构造成:在不调节所述超导消色差透镜的所述功率设置的情况下,将具有预定范围的质子束能量的质子束经由所述超导消色差透镜输送至具有预定深度的治疗靶区。11.一种在质子治疗系统中将质子束输送至患者的靶区的方法,所述方法包括: 使用消色差束线部,所述消色差束线部包括将具有第一预定范围的质子束能量的质子束引导至治疗靶区的第一功率设置以及将具有第二预定范围的质子束能量的质子束引导至所述治疗靶区的第二功率设置; 使质子束的能级在所述第一预定范围的质子束能量与所述第二预定范围的质子束能量之间改变;以及 根据在所述第一预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使所述消色差束线部的所述功率设置在所述第一功率设置与所述第二功率设置之间改变。12.根据权利要求11所述的方法,还包括: 在所述质子束能量从所述第一预定范围的质子束能量转变至所述第二预定范围的质子束能量时,将所述消色差束线部的所述功率设置改变成所述第二功率设置。13.根据权利要求11所述的方法,其中,根据所述质子束能量的变化率来递增地改变所述消色差束线部的所述功率设置。14.根据权利要求11所述的方法,其中,所述消色差束线部包括第三功率设置,所述第三功率设置用于将第三预定范围的质子束能量引导至所述治疗靶区,所述方法还包括: 根据在所述第二预定范围的质子束能量中发生的质子束能量的变化来使所述消色差束线部的所述功率设置在所述第二功率设置与所述第三功率设置之间改变。
【文档编号】H01J3/08GK105993060SQ201480051576
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2014年9月19日
【发明人】弗拉迪米尔·安费罗夫
【申请人】普罗诺瓦解决方案有限责任公司
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