[发明专利]用于粒子射束疗法的机架系统

说明书

一种粒子射束递送系统，包括带电粒子射束递送线和支撑该射束递送线的机架本体。机架本体由第一支撑件和第二支撑件可转动地支撑。机架本体用于使射束递送线围绕穿过第一支撑件和第二支撑件的水平轴线转动。该机架本体包括悬臂部分，其被配置为以延伸超过第一支撑件和第二支撑件的悬臂方式来支撑射束递送线的至少一段。第二支撑件由可围绕穿过第二支撑件的竖直轴线转动的结构来支撑，从而当机架本体围绕水平轴线转动时，为机架本体的悬臂部分提供间隙。机架本体可以顺时针和/或逆时针围绕水平轴线转动360度。还提供了一种机架组件、以及包括该机架组件的粒子射束放射疗法系统。

背景技术

本公开的实施例一般涉及辐射系统和方法。具体地，描述了机架系统和包括这种机架系统的粒子疗法系统的各种实施例。

用于治疗患者的粒子疗法系统是已知的。在粒子疗法中，带电粒子(诸如质子或重离子)被用来照射感兴趣区域(诸如肿瘤)。因为“布拉格峰”效应，带电粒子在其停止的区域周围释放大部分能量。因此，通过控制带电粒子的能量，远离带电粒子源的健康组织或关键器官基本上不接收辐射，而靠近源的健康组织接收显著减少量的辐射。更进一步地，通过选择用于照射肿瘤体积的不同“层”或“深度”的带电粒子的能量，辐射剂量分布可以针对所有三维中的肿瘤形状进行定制。

粒子疗法系统包括用于产生粒子射束的加速器、用于输送粒子射束的射束输送线、以及位于治疗房间中的射束递送系统。射束递送系统包括由机架本体支撑的射束递送线，其可以围绕患者转动以允许粒子射束从各种角度瞄准肿瘤。用于粒子疗法系统的常规转动机架包括定制环形机架。虽然常规环形机架可以提供360度或更多度数的转动角度，但是其中的大部分都很庞大且建立起来相当昂贵。环形机架也很难对齐，并且在转动期间经常示出轴向移动。进一步地，常规环形机架为患者和医务人员在等中心点周围限定非常有限的空间。

用于质子疗法系统的臂机架目前是可用的。图1A和图1B图示了常规质子射束递送系统1，其包括大体呈L形的机架本体2(其支撑射束递送线3)和用于弯曲和聚焦射束的一系列磁体4。如以虚线由转动机架本体2所示，由前支撑轴承5和后支撑轴承6支撑的机架本体2操作以使射束递送线3围绕水平轴线7转动，从而允许粒子射束从各种角度瞄准肿瘤。常规质子射束递送系统设计的缺点中的一个缺点是机架本体2的转动角度受到限制。因为支撑前轴承5的支撑结构8固定安装在地板和墙壁上，所以机架本体2不能以完全360°进行转动。机架转动角度(θ，图1B)低于360°，通常在200°和220°之间。

发明内容

本公开提供了一种新型粒子射束递送系统，其克服常规射束递送系统的这些缺点和其他缺点。

本公开的粒子射束递送系统包括带电粒子射束递送线和支撑射束递送线的机架本体。机架本体由第一支撑件件和第二支撑件件可转动地支撑。机架本体用于围绕穿过第一支撑件元件和第二支撑件元件的水平轴线转动射束递送线。该机架本体包括悬臂部分，其被配置为以延伸超出第一支撑件元件和第二支撑件元件的悬臂方式支撑射束递送线的至少一段。第二支撑件由可围绕穿过第二支撑件的竖直轴线转动的结构来支撑，从而当机架本体围绕水平轴线转动时为机架本体的悬臂部分提供间隙。机架本体可以顺时针和/或逆时针围绕水平轴线以360度或更多度数转动。

该结构可以与机架本体围绕水平轴线的转动同步地围绕竖直轴线转动。例如，当机架本体围绕水平轴线顺时针转动时，该结构可以围绕竖直轴线顺时针转动，和/或当机架本体围绕水平轴线逆时针转动时，该结构可以围绕竖直轴线逆时针转动。

在示例性实施例中，支撑第二支撑件的结构包括竖直臂和水平臂，其中第二支撑件被支撑在水平臂的悬臂端部处，从而当机架本体转动到一位置时，允许机架本体的悬臂部分容纳在竖直臂和水平臂之间的空间内。该结构通常为C形或U形。在一些实施例中，从结构的竖直臂到竖直轴线的距离小于从机架本体的悬臂部分的外边缘到竖直轴线的距离。