[发明专利]控制粒子束的强度

说明书

在示例中，一种同步回旋加速器包括：粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲；电压源，以向所述腔提供射频(RF)电压来使粒子从等离子体柱向外加速；以及提取通道，以接收来自所述腔的粒子束，用于从粒子加速器输出。所述粒子源配置成控制所述电离等离子体的脉冲宽度，以便控制所述粒子束的强度。该示例性同步回旋加速器可以单独地或组合地包括一个或多个以下特征。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月28日提交的美国临时申请第61/707466号的优先权。美国临时申请第61/707466号的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及控制粒子束比如用于粒子治疗系统的质子或离子束的强度。

背景技术

粒子治疗系统使用加速器来产生粒子束用于治疗病痛，比如肿瘤。在操作中，粒子束在粒子加速器的腔内得到加速，并通过提取通道从该腔移除。使用各种元件来聚焦粒子束，并且将其施加至患者的适当区域。

不同的患者可能需要不同的粒子剂量及剂量率。施加至患者的剂量及剂量率是粒子束强度的函数。因此，控制粒子束的强度使得能够对剂量及剂量率进行控制。

发明内容

在示例中，一种同步回旋加速器包括：粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲；电压源，以向所述腔提供射频(RF)电压来使粒子从等离子体柱向外加速；以及提取通道，以接收来自所述腔的粒子束，用于从粒子加速器输出。所述粒子源配置成控制所述电离等离子体的脉冲宽度，以便控制所述粒子束的强度。该示例性同步回旋加速器可以单独地或组合地包括一个或多个以下特征。

所述粒子源可以配置成响应于控制信号来激活达一时间周期，其中，所述粒子源在被激活时产生电离等离子体的脉冲。所述粒子源可以配置成周期性地产生电离等离子体的脉冲。所述粒子束可以被输出达约0.1μs至100μs(例如1μs至10μs)的持续时间。所述粒子束可以被输出达约每2ms的约0.1μs至100μs(例如1μs至10μs)的持续时间。所述粒子源可以包括提供电压来电离氢从而产生所述电离等离子体的阴极。所述阴极可以不由外部源加热。

在示例中，一种质子治疗系统包括：前述的同步回旋加速器；以及台架，其上安装有所述同步回旋加速器，其中，所述台架可相对于患者位置旋转。质子从所述同步回旋加速器被大致直接输出至患者位置。

在示例中，一种同步回旋加速器包括：粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲，其中所述粒子源包括提供电压来电离氢从而产生所述电离等离子体的阴极；电压源，以向所述腔提供射频(RF)电压来使粒子从等离子体柱向外加速；以及提取通道，以接收来自所述腔的粒子束，用于从粒子加速器输出。与所述阴极相关联的电压是可控制的，以便控制所述粒子束的强度。该示例性同步回旋加速器可以单独地或组合地包括一个或多个以下特征。

所述阴极可不由外部源加热。所述电压是可控制的，从而使得增加所述电压而增加所述粒子束的强度，并且使得减小所述电压而减小所述粒子束的强度。

在示例中，一种质子治疗系统包括前述的同步回旋加速器；以及台架，其上安装有所述同步回旋加速器。所述台架可相对于患者位置旋转。质子从所述同步回旋加速器被大致直接输出至患者位置。

在示例中，一种同步回旋加速器包括：粒子源，以向腔提供电离等离子体的脉冲，其中，所述粒子源包括提供电压来电离氢从而产生所述电离等离子体的阴极；电压源，以向所述腔提供射频(RF)电压来使粒子从等离子体柱向外加速；以及提取通道，以接收来自所述腔的粒子束，用于从粒子加速器输出。所述粒子源是可控制的，以调整所述阴极之间的氢量，以便控制所述粒子束的强度。该示例性同步回旋加速器可以单独地或组合地包括一个或多个以下特征。

所述阴极可以不由外部源加热。所述氢量是可调整的，从而使得增加所述氢量而增加所述粒子束的强度，并且使得减小所述氢量而减小所述粒子束的强度。