[发明专利]用于带电粒子束终点的磁场定位的系统和方法

说明书

本公开内容的实施方式涉及一种放射治疗系统。示例性放射治疗系统可以包括被配置成将带电粒子束递送至患者的放射治疗输出端。该系统还可以包括检测器阵列。该检测器阵列可以具有平行于放射治疗输出端递送带电粒子束所沿的轴而延伸的轴。检测器阵列可以包括被配置成在从放射治疗输出端递送带电粒子束期间检测由带电粒子束生成的磁场的多个检测器。

技术领域

本公开内容的各方面总体涉及放射治疗系统，并且具体地涉及使用磁场定位来确定放射治疗期间施用的辐射的一个或更多个带电粒子束的终点的方法和系统。

背景技术

辐射治疗(也称为放射治疗)可以用于对癌症或其他病症的治疗。放射治疗涉及将指定剂量的辐射递送至患者的目标区域，例如，递送至肿瘤或其他癌组织。可以在实施放射治疗之前对目标区域进行成像，并且可以基于例如目标的大小、位置和/或取向以及周围结构等来制定治疗计划。然后可以使用放射治疗递送装置根据治疗计划将辐射以一个或更多个带电粒子束的形式递送至患者的目标区域。

向患者准确地递送辐射可提升放射治疗的安全性和有效性。因此，在治疗之前，预测患者体内带电粒子束的衰减，以便确定在治疗期间辐射会被递送至的身体位置以及不会被递送至的身体位置。准确确定带电粒子束的远端边缘的位置使得医疗保健提供者能够评估多少剂量被递送至患者以及剂量被递送的位置。可以选择射束的远端以及剂量被递送的预期位置，以确保周围的健康细胞不会受到伤害或被杀死。如果在放射治疗期间递送的带电粒子束具有位于与预期位置不同的位置的终点，则代替预期目标区域或者除了预期目标区域以外，周围的健康结构会接收到辐射，并且/或者目标区域会接收不同于预期剂量的辐射。结果，期望知道在治疗期间带电粒子束的实际体内终点的位置并且知道与预测终点位置相比的实际位置。此外，可能期望在治疗期间评估射束终点位置，以便如果实际的体内射束终点不在预期位置，则可以改变或停止放射治疗。

用于确定带电粒子束的实际的体内射束终点位置的当前可用技术可能缺乏准确性并且可能无法及时提供信息以在治疗期间成为有用的评估工具。例如，正电子放射断层造影术(PET)可用于确定通过体内辐射粒子束激活的组织。然而，组织的激活可能无法提供带电粒子束或粒子束的终点末端的剂量分布的足够准确的表示。此外，可能无法及时访问PET信息。例如，可能需要花费几分钟或更长时间获取PET数据。

因此，需要使得能够在放射治疗的施用期间准确、实时地确定带电粒子束的终点的位置的系统和方法。

发明内容

本公开内容的实施方式涉及一种放射治疗系统。示例性放射治疗系统可以包括被配置成将带电粒子束递送至患者的放射治疗输出端。该系统还可以包括检测器阵列。检测器阵列可以具有平行于放射治疗输出端递送带电粒子束所沿的轴而延伸的轴。检测器阵列可以包括被配置成在从放射治疗输出端递送带电粒子束期间检测由带电粒子束生成的磁场的多个检测器。

系统的各种实施方式可以包括以下特征中的一个或更多个。放射治疗输出端可以被配置成输送质子束。在一些方面，多个检测器可以包括超导量子干涉装置、激光泵浦检测器或磁力计中的至少一个，并且多个检测器中的至少一个检测器可以被定向成使得该至少一个检测器的平面表面被定向成处于横切检测器阵列的轴的角度。多个检测器可以相对于彼此相互交错。该系统可以包括多个检测器阵列，该检测器阵列可以是二维检测器阵列，并且/或者多个检测器可以被可移动地安装在检测器阵列上。

本公开内容的实施方式还涉及一种用于在放射治疗期间测量带电粒子束的终点的系统。示例性系统可以包括被配置成接收指示由检测器检测到的磁场的信号并且基于所接收的信号来确定带电粒子束的终点的体内位置的至少一个计算机。所述至少一个计算机还可以被配置成基于带电粒子束的终点的体内位置来继续、修改或停止放射治疗。