[发明专利]粒子治疗装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有至少两个加速单元的粒子治疗装置，通过该两个加速 单元可以分别加速特别是两种不同的粒子中的一种。这样的粒子治疗装置特别 用于肿瘤的治疗。

背景技术

粒子疗法是放射线疗法的一种，该疗法是以高能量的基本粒子射线束来照 射待治疗的组织。对此通常会使用质子或碳离子，但也可以使用其他粒子种类， 例如使用π介子或者氦离子。

粒子疗法相对于传统的采用伽马射线的放射线疗法的优势在于粒子与组 织间不同的相互作用特性。只要粒子具有高能量(数量级＞50MeV/u)，则它与 组织间的相互作用就相对较小。只有当粒子在穿过组织损失能量之后，相互作 用才会增强。与组织间的相互作用的主要部分发生在数量级为几毫米的路径上， 然后在最大程度上衰减到零。在此产生的深度剂量曲线(Tiefendosisprofil)被 称为布拉格峰。由于此特生可以在保护周围组织或者处于危险中的器官的同时， 将基本粒子射线的能量有针对地对准例如身体内部的肿瘤。粒子的入射深度和 最强作用位置都取决于基本粒子射线的能量。在照射时，通常质子射线的能量 处于48MeV/u到250MeV/u之间，而碳离子射线的能量处于85MeV/u到430 MeV/u的区域内。

将粒子加速到高能量的一种可能的方法是使用回旋加速器。为此，从离子 源产生带电粒子并接着在回旋加速器中在螺旋轨道上用强电磁场加速到目标能 量。粒子从回旋加速器边缘的最高速螺旋轨道脱离回旋加速器。粒子离开回旋 加速器以后，必须粗略地调整粒子射线的能量，以便使粒子射线的能量与所期 望的入射深度相匹配。在连接于回旋加速器之后的所谓的能量选择系统中进行 该调整。在能量选择系统之后，粒子射线通过射线传输系统被引导到所期望的 治疗位置。如果需要的话，可以在能量选择系统之后进行粒子射线能量的微调。

最近正试图制造可以加速两种不同类型的粒子并将其用于辐射的粒子治 疗装置。对基于回旋加速器的粒子治疗装置例如可以这样来实现，即每种粒子 在各自的、与粒子种类相调谐的回旋加速器中被加速。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种带有至少两个加速单元的粒子治疗 装置，它可以以简单且低成本的方法制造和运行。

本发明的技术问题是通过一种粒子治疗装置来解决的。

该粒子治疗装置包括至少两个加速单元。在此可以通过每个加速单元将粒 子至少加速到辐射所需的能量。共同的能量选择系统连接于该至少两个加速单 元之后，通过该系统可以降低由加速单元之一加速后的粒子的能量。

因此这样设置加速单元后的射线导向装置(Srahlfuehrung)，使相互平行布置 的若干加速单元可以使用一个共同的能量选择系统。因此可以在能量选择系统 之前就可以将从加速单元射出的不同粒子射线的射线导向装置汇合到一起。作 为替换形式还可以通过例如将能量选择系统安置在正好需要的射线导向装置 中，将两个平行的射线导向装置与一个单独的能量选择系统相组合。

因为通常在能量选择系统中，粒子射线通过与材料的相互作用而被减速， 所以在能量选择系统的范围内的放射负载相对较高。通过使用共同的能量选择 系统只须采用一次措施来屏蔽放射负载。因此与每个加速单元后都连接有一个 能量选择系统的粒子治疗装置相比，可以成本更低地满足射线防护的要求。

以优选方式可以通过至少两个加速单元加速不同的粒子，也就是说，通过 每个加速单元可以加速一种特有的粒子。

因此每种粒子具有其特有的加速单元。因为在大多数情况下通过粒子的质 量、电荷和/或质荷比来区分粒子的种类，因此可以根据各种粒子来调谐加速单 元。

通常共同的能量选择系统连接到射线传输系统，粒子通过该射线传输系统 被引导到一个或多个治疗室。

特别是当加速单元是基于回旋加速器的加速系统时，其后连接的共同的能 量选择系统是有具有优势的。从一个回旋加速器射出的粒子射线具有固定的能 量。通过粒子治疗装置的上述结构，可以用一个共同的能量选择系统来调制或 降低两束粒子射线的能量。此外，可以更简单和更低成本地构成将粒子射线从 基于回旋加速器的加速系统传输到能量选择系统的射线传输系统，因为它仅需 与粒子射线从回旋加速器射出时所具有的固定的能量相调谐。具有共同的连接 在后的能量选择系统的结构也可以用于其他的加速系统中，如基于同步加速器 的加速系统。