[发明专利]粒子束的能量调节

说明书

交叉参考有关申请

在此要求2012年9月28日提交的美国临时申请号61/707,515的优先权。该美国临时申请号61/707,515的内容在此以参考方式被并入到该公开内容中。

技术领域

该公开内容通常涉及用于粒子治疗系统中的粒子束例如质子或离子束的能量调节。

背景技术

粒子治疗系统使用加速器产生粒子束，用于治疗疾病，例如肿瘤。在操作中，粒子束在粒子加速器的空腔内被加速，并且通过引出通道从所述空腔移除。为了跟踪引出通道，粒子束必须适当地施加能量。能量不足，粒子束会与引出通道的内部边缘碰撞。能量太多，粒子束会与引出通道的外部边缘碰撞。结果是粒子束被防止从引出通道逸出，或粒子束的确实逸出的部分被危及，从而降低了治疗效果。

粒子加速器的运动可影响在引出通道处接收到的粒子束中的能量的量。

发明内容

示例的粒子加速器包括提供磁场到空腔的线圈；提供等离子体柱到空腔的粒子源；电压源，其提供射频(RF)电压到空腔以从等离子体柱加速粒子，其中磁场引起从等离子体柱加速的粒子在所述空腔内在轨道上运动；封闭壳(enclosure)，其包含引出通道以接收从等离子体柱加速的粒子并且从所述空腔输出接收到的粒子；以及布置成接近引出通道以改变接收到的粒子的能量水平的结构。该示例的粒子加速器可包括以下特征中的一个或更多个，单独地或组合地。

所述结构可具有多个厚度。所述结构可具有从最大厚度变化到最小厚度的可变厚度。所述结构相对于所述引出通道是可动的以放置多个厚度之一在接收到的粒子的路径中。所述结构可以是轮状的并且在所述引出通道内是可旋转的。所述结构可包括以下材料中的至少一个：铍，碳和塑料。

粒子加速器相对于固定位置可以是可旋转的。粒子加速器可包括基于粒子加速器的旋转位置控制所述结构的运动的控制系统。

粒子加速器可包括再生器，其调节空腔内的磁场从而改变从等离子体柱加速的粒子的连续轨道以使得，最终，粒子输出到引出通道。

示例的质子治疗系统可包括前述的粒子加速器，其中粒子包括质子；以及粒子加速器安装在其上的台架。台架相对于病人位置是可旋转的。质子基本上直接从粒子加速器输出到病人位置。

示例的粒子加速器包括提供磁场到空腔的线圈；提供等离子体柱到空腔的粒子源；提供射频(RF)电压到空腔以从等离子体柱加速粒子的电压源，其中磁场引起从等离子体柱加速的粒子在所述空腔内在轨道上运动；封闭壳，其包含引出通道以接收从等离子体柱加速的粒子并从空腔输出接收到的粒子；以及再生器，其调节空腔内的磁场从而改变从等离子体柱加速的粒子的连续轨道以使得，最终，粒子输出到引出通道。再生器在空腔内相对于粒子轨道是可动的。该示例的粒子加速器可包括以下特征中的一个或更多个，单独地或组合地。

再生器可被配置为相对于空腔的近似中心径向地运动。致动器可被配置为响应于控制信号使再生器运动。粒子加速器相对于固定位置可以是可旋转的。粒子加速器可包括控制系统，其基于粒子加速器的旋转位置产生控制信号来控制再生器的运动。再生器可包括铁磁材料，例如铁。

示例的质子治疗系统可包括前述的粒子加速器，其中粒子包括质子；以及粒子加速器安装在其上的台架。台架相对于病人位置是可旋转的。质子基本上直接地从粒子加速器输出到病人位置。

示例的粒子加速器包括提供磁场到空腔的线圈；提供等离子体柱到空腔的粒子源；提供射频(RF)电压到空腔以从等离子体柱加速粒子的电压源，其中磁场引起从等离子体柱加速的粒子在空腔内在轨道上运动；封闭壳，其包含引出通道以接收从等离子体柱加速的粒子并从空腔输出接收到的粒子；以及再生器，其调节空腔内的磁场从而使从等离子体柱加速的粒子的连续轨道变化以使得，最终，粒子输出到引出通道。封闭壳包括磁结构，其中至少一个磁结构具有在其中的凹槽，其中该凹槽包含为铁磁的且在凹槽内是可动的磁垫片，其中磁垫片相对于再生器是可动的以影响再生器调节磁场的量。该示例的粒子加速器可包括以下特征中的一个或更多个，单独地或组合地。

至少磁结构可具有在其中的多个凹槽。每个凹槽可包含为铁磁的且在凹槽内是可动的磁垫片。每个磁垫片相对于再生器是可动的以影响再生器调节磁场的量。

粒子加速器相对于固定位置可以是可旋转的。粒子加速器可包括控制系统，其基于粒子加速器的旋转位置产生控制信号来控制磁垫片(或多个磁垫片)的运动。磁垫片(或多个磁垫片)可以是或包括电磁体。