[发明专利]在质子治疗系统中修正质子束的系统和方法

说明书

本发明公开了控制从质子治疗系统的喷嘴发射的质子束的特性的系统和方法，该系统包括：一个或多个束修正部件，其限定发射的质子束的特性；以及夹紧部件，其安装到喷嘴上，该夹紧部件在其中具有接纳一个或多个束修正部件的一个或多个接纳部。在一些实施例中，束修正部件包括板结构，并且接纳部包括在夹紧部件的相对表面上彼此间隔开以接纳板结构的相对端的多个槽。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年9月20日递交的美国临时专利申请No.61/880,404的优先权，该申请的全部内容通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明总构思涉及一种用于癌症治疗的质子疗法，尤其涉及一种对从质子治疗系统发射的质子束的特性进行修正的系统。

背景技术

质子疗法(PT)是一种癌症治疗技术，其使用高能质子来穿透患者的身体，并且将能量沉积到诸如癌性肿瘤等治疗区域中。PT利用诸如质子等带电粒子的布拉格峰性质，以将大部分粒子能量沉积到行程的最后几毫米内，这与常规的放射疗法不同，在常规放射疗法中大部分能量沉积到行程的前几毫米内，经常会对健康组织造成显著损伤。

PT系统通常配备有旋转台架轮，以在治疗过程中通过来自患者周围各位置的质子输送喷嘴将质子束引入到患者体内。引入到患者体内的质子束瞄准所需治疗区域的三维形状以将治疗放射线精确地输送到目标位置，同时不对周围的健康组织造成损伤。具有较小截面积的质子束提供了更大的靶向精度，但是与使用具有较大截面积的束相比需要更多时间以及台架轮的更多旋转，并且临床医生必须在改变截面积时更换PT系统的鼻状件。

束的特性可以包括形状、尺寸、截面、强度、能量等。因此，质子束的特性包括质子束的截面形状和尺寸，这是由质子输送喷嘴的孔口限定的。传统的孔口由屏蔽鼻状件支撑在位，屏蔽鼻状件引导带电粒子流通过孔口。为对质子束进行定形或调整，鼻状件可以包括限定和限制质子束扩散的准直器、限制质子束强度的降能器以及影响自质子输送喷嘴起带电粒子输送其大部分能量的距离的补偿器。为改变传统质子喷嘴中质子束的孔口尺寸或调整性质和聚焦性质，除了夹紧组件之外，通常需要替换整个鼻状件组件，这会因设备更换而增加使用PT治疗的时间。此外，由于鼻状件包含放射线屏蔽件，所以鼻状件重且在没有机械辅助的情况下不能进行更换。

发明内容

本发明总构思的示例性实施例能够通过提供如下的系统和方法来实现：该系统和方法允许在不更换鼻状件的情况下快速修正喷嘴孔口来实现各种束修正效果。示例性实施例包括控制从质子治疗系统的喷嘴发射的质子束的特性的系统，该系统包括：一个或多个束修正部件，其选择性地限定所发射的质子束的特性；以及夹紧部件，其安装到喷嘴上，该夹紧部件在其中具有分别接纳一个或多个束修正部件的一个或多个接纳部。

本发明总构思的示例性实施例还能够通过提供如下的系统来实现：该系统控制从质子治疗系统的喷嘴发射的质子的特性，并且包括：一个或多个束修正部件，其限定所发射的质子束的特性；以及夹紧部件，其安装到喷嘴上，该夹紧部件在其中具有接纳一个或多个束修正部件的一个或多个接纳部。

束修正部件可以构造为第一组板，并且接纳部可以包括在夹紧部件的相对表面上彼此间隔开以接纳每个第一板的相对端的多个槽。

夹紧部件可以包括用于检测修正部件在夹紧部件内的存在的一个或多个检测器单元。

至少一个束修正部件可以包括第二夹紧部件，该第二夹紧部件在其中具有比第一夹紧部件的接纳部小的至少一个接纳部，以分别接纳一个或多个其他束修正部件。

一个或多个其他束修正部件可以构造为比第一组板小的第二组板，并且第二夹紧部件的接纳部可以包括在第二夹紧部件的相对表面上彼此间隔开以接纳每个第二板的相对端的多个槽。

第二夹紧部件可以包括用于检测至少一个束修正部件在第二夹紧部件内的存在的一个或多个检测器单元。