[发明专利]线性加速器中的或涉及线性加速器的改进

说明书

技术领域

本发明涉及线性加速器（“linac”）领域。它尤其但不排他地涉及用于医学用途的这种加速器。

背景技术

Linac用于产生高能电子束和/或x射线束。这些在包括用于医学目的的各种环境中是有用的。这种射束对于其路径中的组织是有害的，且因此通过射束的仔细准直和控制，它们可以用于向（例如）肿瘤递送辐射剂量以便导致肿瘤停止生长或甚至萎缩（die back）。

如果相当大量的非癌组织接收相当大的剂量，则这可能导致副作用。这些原则上是不期望的，且还将限制肿瘤可以被照射的速率。这进而降低治疗功效。为此，应用于患者的剂量被仔细地控制，且准备复杂的治疗计划，其中照射方向、射束准直以及射束强度全都以相关方式随时间被改变以便在患者中构建所期望的三维剂量分布。这些治疗计划由治疗计划计算机准备，该治疗计划计算机对射束与患者的相互作用进行建模。

这种过程要求射束的属性被很好地特性化且射束在长期上连续符合该特性化。存在为射束制定可允许参数范围的国际标准，但是这些范围相对宽泛，且名义上等同的线性加速器可以产生全都落在标准内但是具有可测量的不同属性的射束。

因而，通常在把线性加速器投入服务之前将对由特定线性加速器产生的射束的属性进行特性化，且那些属性用于定义由治疗计划计算机采用的射束模型。为了证实射束仍根据模型运转，随着时间的推移实施例行校验。典型地，存在简要的每日校验、稍微更彻底的每周校验以及牵涉更多的每月校验。

发明内容

由于这些限制，将新linac投入服务的过程可能很漫长。该linac必须被物理递送且安装到其期望的位置中，并且必要的功率、水和数据线被连接。然后必须对照标准来测量和校验射束属性以证实linac在运输中未被损害，且特性化射束的属性。这些属性（有时称为射束的“签名”）必须被传送到治疗计划计算机以创建用于准备治疗计划的该射束的数字模型。该模型然后需要被校验以便证实其准确性；这涉及很多样品剂量分布的准备，这些样品剂量分布然后被linac递送给测试假体以便证实linac如预期的那样运转。

这种特性化和测试的过程可能花费高达6个月。在该时间期间，linac不可用于患者的治疗，这对于诊所和对于患者是（明显）不便的。

因此我们提议，在linac的工厂测试期间，不是简单地证实射束落在标准中陈述的可允许范围内，实际上朝标准签名来调节射束。然后可以公布该标准签名以供治疗计划软件的编写者使用。结果，尽管可能在射束的实际签名和标准签名之间存在微小差异，但是这些将花费较少的时间来特性化和测试且因此可以使linac更快地投入服务。

这还引起这种前景：在相同诊所中或者针对相同诊所准备具有匹配射束的多个linac。新（或现有）linac可以与新linac或与现有linac配对，诸如一个在旁边操作或者一个用于替换。治疗计划然后将可在这种linac对之间传递，由此允许在预约治疗患者方面具有更大的灵活性或者允许在新linac上使用现有治疗计划。

另外，linac所接近的标准签名可以朝所允许范围的中心放置。这可以产生在很长期上更可靠的linac。

这要求具有自动可调节参数的linac，使得合适的编程计算机能够监控linac的输出且调节其操作参数。这意味着计算机能够在选择更紧密接近所公布标准的这种组合之前尝试linac的各种允许调节。

这还引起这种前景：在linac处于服务时进行更全面的测试。如上所述，已经实施了一定程度的例行测试。然而，如果linac提供有针对射束属性的合适的检测器，则例如可以在诊所关闭时整夜实施更全面的例行测试。这种检测器可以在完成相关临床会话的最后治疗之后由操作员配合到linac，或者可以由linac连续承载。在后者情况中，检测器可以安装在射束路径中或者它可以配合到可延伸臂以允许它在需要时被移动到射束路径中。一些linac安装有针对射束的平板检测器以在治疗期间捕获射野图像（portal image）；尽管这些未针对射束测试被优化，但是它们可以可用于一些目的。

本发明因此提供一种辐射源，该辐射源包括线性加速器、用于线性加速器的射束控制电路、用于控制电路的布置为调节其属性的电子控制设备、以及用于检测由线性加速器产生的辐射射束的属性的监控器，其中该控制设备适于保留一组射束属性且周期性地激活加速器、经由监控器测量当前射束属性、将测量的射束属性与保留的射束属性进行比较、调节控制电路属性以使射束属性朝保留的射束属性对准。