[发明专利]具有螺线管磁体的粒子束流治疗系统

说明书

技术领域

根据第一方面，本发明涉及一种具有用于产生带电粒子束流的束流产生单元且具有束流引导系统的粒子束流治疗系统，带电粒子尤其是离子，并且优选为质子。根据第二方面，本发明还涉及一种有利的方法。

背景技术

在现有技术状态下，上述粒子束流治疗系统用于利用带电粒子(例如质子形式的离子)的放射疗法。与迄今为止的常规放射疗法相比，利用离子，尤其是质子的放射疗法对于患有某些癌症的病人具有相当大的优点。用质子进行照射是尤为有利的，因为质子仅在其路径(该路径穿过所照射的组织)的末端处，以所谓的布拉格峰达到其最大电离强度，从而相对于例如肿瘤细胞达到其相应的破坏力。以这种方式，可以减小对在束流的路径中位于所治疗的组织的上游的健康组织的损伤。另外，几乎完全避免了对位于束流的下游的健康组织的损伤。

然而，利用粒子束流(例如采用光栅扫描治疗过程)对肿瘤进行成功的治疗需要粒子束流具有精确的束流性质，尤其是束流位置或束流动量的性质，以使得在治疗位置(被称为“等中心点”)处，精确地、无治疗误差地对组织进行治疗，从而尽可能不发生对健康组织(例如，相邻器官)的不期望的照射。

然而，现有技术的粒子束流治疗系统，也就是说，系统整体及具体的束流引导系统，均占据相对大的空间。另外，束流性质及粒子束流u向其可到达的治疗位置的传输需要改进。

例如，从WO2009/106603A1中已知一种粒子束流治疗系统，粒子束流从中产生并且经由束流引导系统被供给至若干个治疗室中的一个。已为了降低操作成本而提出：设置根据特定束流性质而定制的不同的束流引导系统。通过针对多个治疗位置使用单个束流产生单元，可以确实地节约空间。但是，这仅在提供了若干个治疗位置并且存在大量可用空间的情况下适用。另外，束流引导系统和用在束流引导系统中的开关需要相对大的空间。

从EP2 268 359B1中还已知一种粒子束流治疗系统，其中已为了保证精确的束流引导而提出：通过束流位置监视器在治疗期间监视粒子束流的晕圈区中的束流性质。虽然这允许对束流性质进行更好的检查，但束流性质仍然被装置技术所限制，这意味着仍然存在改善束流性质的需要。该系统同样需要相对大的空间。

发明内容

针对上述背景技术，本发明的目的是提供一种通用的束流引导系统，该束流引导系统虽占据较小的空间但是提供相当的甚至改善的束流性质。本发明所解决的另一个问题是提出一种有利的粒子束流治疗系统和一种有利的方法。

根据第一方面，在该通用的粒子束流治疗系统中如此地解决上述问题：沿带电粒子束流的方向看去，束流引导系统在束流产生单元的后面具有作为束流整形单元的至少一个螺线管磁体，并且束流引导系统的至少一个螺线管磁体是超导螺线管磁体。

已经表明，通过在束流引导系统中设置作为束流整形单元的至少一个或多个螺线管磁体且其中所述一个螺线管磁体或所述多个螺线管磁体是超导的，首先可以获得改善的束流性质，这例如提高了一直到治疗位置的传输；其次可以实现对粒子束流治疗系统所需的空间的减小。具体地，通过至少一个螺线管磁体，可以最佳地准备带电粒子束流的相空间以继续。所述至少一个螺线管磁体如同会聚透镜那样工作，并且减少了带电粒子束流的分散。还已经表明，带电粒子束流就旋转对称性而言也具有良好的束流性质。有利的束流性质与减小的空间的组合在本申请之前的现有技术的状态下未曾实现。已经表明，例如可以将粒子束流治疗系统的一直测量到治疗位置为止的长度减小到小于16m，尤其是小于14m。

束流引导系统尤其用于将具有特定性质的带电粒子束流传输到治疗位置。这意味着束流引导系统尤其可以用于对带电粒子束流进行整形以及偏转。类似地，如果例如在束流引导系统中设置束流监视器，则束流引导系统可用于检查带电粒子束流的性质。类似地，如果提供有允许在其中设置(例如混凝土壁形式的)屏蔽件(screen)的漂移距离(drift distance)，则束流引导系统能够提供或允许(相对于束流产生单元的)对治疗位置进行屏蔽(screening)。

束流产生单元例如是加速器，如产生具有恒定能量的带电粒子的束流的加速器，且例如为回旋加速器。然而，同样可以设想的是，束流产生单元可以是产生具有能可变地调节的能量的带电粒子的束流的加速器，例如是同步加速器。优选地，采用发射具有大于200MeV的(平均)动能的带电粒子的束流产生单元，所述动能例如在200MeV与300MeV之间，尤其在210MeV与250MeV之间。优选地，采用直径小于4m的束流产生单元，以减小粒子束流治疗系统所需的空间。