CN111246914B

CN111246914B - 放射治疗系统

Info

Publication number: CN111246914B
Application number: CN201880068318.XA
Authority: CN
Inventors: K·保罗
Original assignee: Muir Ip Co ltd
Current assignee: Muir Ip Co ltd
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2022-09-20
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: US11446521B2; US20220409930A1; GB2567672A; GB201717238D0; EP3697498A1; AU2018351725A1; WO2019077135A1; US20200346040A1; CN111246914A; GB2567672B; US11759659B2

Abstract

放射治疗系统，其包括位于治疗室的束输送系统。该束输送系统包括用于产生放射束的粒子加速器,以及用于将粒子加速器移动到位于所述治疗室中多个治疗位置中的任何一个。该系统包括多个候诊室，每个候诊室都具有患者支撑装置，该患者支撑装置可在候诊状态(其中，患者支撑装置位于相应的候诊室中)与治疗状态(其中，患者支撑装置位于治疗室中的治疗位置的相应一个位置中)之间移动。该定位装置包括承载粒子加速器的平衡杆。该粒子加速器优选地为产生质子束的质子加速器。

Description

放射治疗系统

技术领域

本发明涉及一种放射治疗系统。本发明具体涉及，但非唯一地涉及质子束治疗系统。

背景技术

英国的NHS(国家卫生服务局)和CRUK(英国的癌症研究中心)发布了《2014-2024年放射治疗的未来创新远景》，呼吁改善肿瘤特异性放射治疗(RT)的成本、有效性、可及性和技术。

目前，RT用于治疗40％的癌症患者，但是目前的治疗方法因缺乏肿瘤特异性和毒性以及缺乏确保肿瘤正确靶向的联合成像模式而受到阻碍。常规的X射线是当前的黄金标准模式，但是在剂量分布方面存在固有的局限性。医用线性加速器(linacs)的X射线是最常见的放射疗法，用于治疗50％的病例。尽管基于linac的RT具有成本效益，但它也有一些缺点，包括辐射诱发的发病率和致癌作用，这主要是由于正常组织中较高的输入剂量和远端剂量引起的。由于linacs需要每10-20年更换/升级一次，因此它们给医疗保健带来了沉重的经济负担。由于X射线放射疗法只是部分有效且具有副作用，因此医疗保健面临的主要挑战是找到一种更有效，毒性更小且可广泛使用的模式，使得在满足日益增长的放射疗法需求的同时，患者能够及时获得适当和最佳的治疗。

使用其他带电粒子(如质子和离子)进行治疗是已知的，但目前昂贵得令人望而却步。质子和离子束治疗的主要成本驱动因素是质子和离子加速器和束输送系统，这通常需要非常大的机架。该机架本身需要高科技工程，产量低，因此价格昂贵。治疗室的位置往往分布在很大的区域上，这也增加了总成本。也已经提议将质子加速器放置在机架上的单治疗室系统，但这些都是需要机架的大型系统，而且由于只提供一个治疗室而相对昂贵。建筑物的占地面积还受向各个治疗室馈送的束线长度以及沿束线所需屏蔽的影响。此外，在常规治疗系统中，鉴于为每个患者设置设备以及组织患者自身所需的时间相对较长，因此很难有效利用辐射设备。

然而，可以理解的是，出于治疗目的，质子提供了比光子更好的辐射形式。例如，例如，质子和离子束疗法等放射治疗方式由于其良好的剂量分布而更有效，其中可以使“扩展布拉格峰(spread-out Bragg peak)”与远侧剂量可忽略的肿瘤形状保持一致，并且减少了由治疗引起的癌变。不幸的是，质子疗法的好处已被常规医院设施相对较高的成本所掩盖。

通过降低质子疗法的治疗成本，接受放射疗法的癌症患者数量将会增加。使放射治疗技术更便宜和更广泛将改善癌症患者的健康和生活质量。节约成本也将使经济受益。

发明内容

该本发明的第一方面提供了放射治疗系统，其包括：

位于治疗室中的束输送系统，该束输送系统包括

产生放射束的粒子加速器，以及

一种定位装置，用于将所述粒子加速器移动到所述治疗室中多个治疗位置中的任何一个；

多个候诊室；

每个候诊室与所述治疗室之间的相应门道；

用于每个候诊室的相应的患者支撑装置；以及

相应的致动装置，用于使每个患者支撑装置在候诊状态(其中，患者支撑装置位于相应的候诊室中)与治疗状态之间(其中，患者支撑装置位于所述治疗室中的所述治疗位置的相应一个位置中)移动。

在优选实施例中，所述定位装置包括承载所述粒子加速器的平衡杆。所述杆可绕水平轴在支点处枢转，所述支点优选地位于所述治疗室的中心。通常，所述粒子加速器位于所述支点的一侧以及在支点的另一侧设有平衡单元。

在优选实施例中，所述定位装置可绕纵轴旋转以将所述粒子加速器移动到任一个所述治疗位置，所述纵轴优选地位于所述治疗室的中心。

有利的是，所述支点与所述纵轴重合。

优选地，粒子加速器与定位装置耦合，以相对于定位装置绕至少一个轴，或两个或三个正交轴旋转运动。

有利的是，所述粒子加速器设有束输出设备，优选地包括束输送喷嘴。

在优选的实施例中，每个所述治疗位置为与相应的一个所述候诊室相关联的所述治疗室的相应部分。

通常，每个所述治疗位置为与相应的一个所述候诊室的门道邻近的所述治疗室的相应部分。

在优选的实施例中，至少一些，优选地是全部所述候诊室在所述治疗室周围沿径向间隔开。

优选地，所述候诊室围绕所述治疗室设置成环形。

优选地，所述致动装置配置成将相应患者支撑装置在主轴方向移入和移出治疗室，所述主轴方向优选地相对于所述治疗室径向设置。可选地，所述致动装置配置成将相应的患者支撑装置沿着两个或三个正交轴移动。

可选地，所述致动装置配置为实现患者支撑装置围绕至少一个轴以及优选地两个或三个正交轴的旋转运动。

方便地，所述致动装置包括关节臂。关节臂可耦接在基座与所述患者支撑装置之间。基座优选地位于相应的候诊室中。

优选地，所述致动装置和/或所述定位装置为动力操作。

在优选的实施例中，该系统包括控制所述束输送系统的控制系统，用于根据三维束传输矢量将放射束输送到目标区域。

优选地，所述控制系统配置为通过操作所述定位装置以定位所述粒子加速器来控制所述束输送系统，用于根据所述三维束传输矢量将所述放射束输送到所述目标区域。

在优选的实施例中，所述控制系统配置为控制任一个或多个：定位装置围绕纵轴的旋转位置；粒子加速器的高度；粒子加速器围绕一个或多个轴的旋转位置。

在优选的实施例中，该系统包括用于检测患者在患者支撑装置上的运动的装置，该系统响应于检测到的患者运动来调节所述粒子加速器的位置。

该控制系统可响应于检测到的患者运动来调节所述束输送系统，用于保持根据所述三维束传输矢量将所述放射束输送到所述目标区域。

该系统可包括用于检测患者在患者支撑装置上的运动的装置，该系统响应于检测到超过阈值量的患者运动而停止输送所述放射束。

本发明的第二方面提供了用于放射治疗系统的束输送系统，该束输送系统包括用于传输放射束的粒子加速器以及用于移动所述粒子加速器的定位装置，其中所述定位装置包括承载粒子加速器的平衡杆。将理解的是，束输送系统，粒子加速器和定位装置的前述特征中的任何一个或多个特征可以设置有本发明第二方面的束传输系统。

在阅读以下对特定实施例的描述并参考附图后，本发明的其他有利方面对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

附图说明

现在参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1是体现本发明的一个方面的放射治疗系统的透视图，该系统以剖开的方式示出；

图2是图1系统的平面图；

图3是通过图1的系统治疗患者的透视图；

图4是通过该系统治疗患者的另一视图；以及

图5是通过该系统治疗患者的另一视图。

具体实施方式

现在具体地参考附图的图1和图2，其示出了总体上表示为10的体现本发明的一个方面的放射治疗系统。系统10包括放射束输送系统12以及多个候诊室14，该放射束输送系统12可操作地将放射束由任一个室14一次性传输给患者26。在典型的实施例中，有一个单束输送系统12为所有室14提供服务。

束输送系统12包括承载定位装置18的粒子加速器16。粒子加速器16可包括任何合适的常规粒子加速器，例如线性加速器、回旋加速器、同步回旋加速器、同步加速器或基于激光的加速器，以及产生放射束(未示出)，用于患者治疗，特别是肿瘤RT。放射束通常包括电离辐射。放射束的性质取决于与粒子加速器16所使用的放射源(未示出)。在优选的实施例中，放射源包括质子源。因此，放射束包括质子束以及系统10可描述为质子治疗系统。可替代地，放射源可包括其他合适的粒子，特别地但非唯一地为带电粒子，例如离子(即，碳离子、氦离子或氖离子)、原子、光子或其他亚原子粒子(例如电子、α粒子、β粒子、负π介子或中子)。因此，在替代实施例中，放射束可以包括，例如离子束、电子束(特别地，相对论性电子束)，中子束或X-射线束。放射源可结合到粒子加速器16中或以任何常规方式与之相连。

粒子加速器16具有通常包括喷嘴24的输出设备，用于将放射束从相关的候诊室14传输到放射目标，即，患者26。喷嘴24可配置为在输送点弯曲、扫描、聚焦或以其他方式操纵放射束，并且为此目的，喷嘴24可包括一个或多个弯曲、扫描和/或聚焦磁体(和/或其他束形成和/或束操纵和/或所需的能量选择组件)，以用于根据需要在传输点对放射束进行能量选择、弯曲、扫描和/或聚焦。可选地，喷嘴24可沿其纵向方向延伸。喷嘴24可以是常规的。通常，喷嘴24相对于粒子加速器16是固定的，以使其与粒子加速器16一起移动。在优选的实施例中，粒子加速器16与喷嘴24之间不存在束传输系统，尤其是，不会使放射束在粒子加速器16与喷嘴24之间弯曲的束传输系统。这简化了束输送系统12，减少了成本和增加了可靠性。在优选的实施例中，可以看出相对于患者定位粒子束包括通过定位装置18移动整个加速器16，并因此移动喷嘴24。

在优选的实施例中，束输送系统12位于与每个候诊室14邻近的治疗室15。方便地，候诊室14在治疗室15周围沿径向间隔开。在优选的实施例中，室14优选地围绕治疗室15设置成环形。因此，治疗室可为圆形。在所示示例中示出了十二个候诊室14，尽管在替代实施例中可以存在更多或更少的候诊室。尽管，优选地，候诊室14环绕治疗室15，但这并不是必须的。在替代实施例中，候诊室14可设置在一个或多个位于治疗室15附近的弧形结构中(在这种情况下，它们仍然沿径向间隔开)，或可设置在一个或多个位于治疗室15附近的线性结构中，即，一行或多行。因此，候诊室14可仅部分地围绕治疗室15。在候诊室14确实形成围绕治疗室15的环的情况下，该环可以是圆形的(如图所示)或任何其他合适的形状，例如矩形或多边形。在示例性实施例中，候诊室14设置为单层。在替代实施例中，候诊室14可设置为多于一层。根据需要，每一层可具有相同的候诊室布置或不同的候诊室布置。

相应的门道17设置在每个候诊室14和治疗室15之间，每个门道17具有相应的门19。在示例性实施例中，每个门19是滑动门，包括第一和第二可滑动门扉19A、19B。可替代地，每个门可包括单个门扉，或多于两个门扉，以及可以任何简便的方式打开和关闭，例如可滑动地或铰接的。优选地，门19配置为向相应的室14的人员提供辐射屏蔽，例如相应的患者26和任何可能在场的医护人员。这可以通过任何常规的方式来实现，包括选择用于制造结构的材料和/或其厚度，和/或通过提供适当的覆层(未示出)。

室14、15的墙42，以及可选地，地板和天花板可配置为向室内人员提供辐射屏蔽。这可以通过任何常规的方式来实现，包括选择用于制造结构的材料和/或其厚度，和/或通过提供适当的覆层(未示出)。

治疗室15具有墙47，其在候诊室14和治疗室15之间提供屏障。门道17形成于墙47中，并且相应的门19在关闭时用作屏障的一部分。

每个候诊室14与至少一个患者支撑装置38(通常以椅子、沙发、平台或床的形式)相关联，用于在使用期间容纳患者26。支撑装置38设有以下配置中的至少一种，并且可以在以下任何两种或多种配置之间操作：站立配置(其中它将患者以站立姿势支撑)、坐下配置(其中它将患者以坐下姿势支撑)、完全倾斜配置(其中它将患者以完全倾斜的姿势支撑)，以及一个或多个半倾斜的配置。

每个患者支撑装置38由致动装置40支撑，该致动装置40配置为将患者支撑装置38在候诊状态(其中，患者支撑装置38位于相应的候诊室14中)和治疗状态(其中，患者支撑装置38位于治疗室15中)之间移动。当患者支撑装置38在候诊状态和治疗状态之间移动时，相应的门19打开，以允许患者装支撑装置38通过相应的门道17。当患者支撑装置38在其候诊状态时，相应的门19关闭，以将相应的候诊室14从治疗室15隔离开。在示例性实施例中，当患者支撑装置38在其治疗状态时，相应的门19打开，以允许致动装置40通过门道17延伸。在替代实施例中，例如，在致动装置40的基座位于治疗室15中的情况下，当患者支撑装置38在治疗室15中时，门19可以关闭。

致动装置40配置为将相应的患者支撑装置38沿着至少一个轴移入和移出治疗室15。在优选的实施例中，致动装置40配置为将相应的患者支撑装置38沿着径向轴(即，沿着治疗室15的半径方向)移动。该轴通常为水平轴。可选地，致动装置40配置为将相应的患者支撑装置38按需要沿着一个或多个其他轴，特别是两个或三个正交轴，包括水平轴和/或纵轴。例如，除了进出治疗室15的主要轴向运动之外，致动装置40可配置成将患者支撑装置38上下和/或从一侧到另一侧(相对于主轴线方向)移动。

在优选的实施例中，致动装置40配置为绕至少一个轴(包括水平轴和/或纵轴)和/或绕两个或三个正交轴旋转或枢转。

因此，在优选的实施例中，致动装置40配置为实现患者支撑装置38沿着至少一个轴(用于进出治疗室15的运动)并且可选地，沿着两个或多个正交轴的线性移动，以及可选地，实现患者支撑装置38沿着至少一个轴并且可选地，沿着两个或多个正交轴的旋转移动。

为了实现患者支撑装置38所需的可移动性，致动装置40可以任何常规的方式配置。举例来说，在示例性实施例中，致动装置40包括关节臂44。在该示例中，臂44包括三个臂节44A、44B、44C，其彼此可枢转地以串联的方式耦接，每个部分耦接到该或每个相邻的部分，用于在使用中绕各自的纵轴作枢转运动。在替代实施例中，臂44可具有更多或更少的臂部。第一臂节44A可枢转地耦接到基座46，用于在使用中绕各自的纵轴作枢转运动。在该示例中，基座46位于相应的候诊室14中，尽管它可以可替代地位于其他地方，例如，在治疗室15中。第一臂节44A与基座46之间的耦接可配置为提升和下降臂44。

最后一个臂节44C耦接到患者支撑装置38上。在此示例中，臂44与患者支撑装置38之间的耦接允许患者支撑装置38在使用中绕纵轴(或垂直于臂44的轴)的旋转运动。在替代实施例中，可以采用任何简便的常规形式的臂44与患者支撑装置38之间的联接器48，可以配置为允许患者支撑装置38相对于臂44的附加或替代运动。具体地，任何上述的旋转运动可通过联接器48和/或在垂直方向上的线性运动来实现。在患者支撑装置38具有多于一种配置的情况下，联接器48可提供用于在其对应的配置之间操作患者支撑装置38的全部或部分装置。

通常，致动装置40是动力操作的，例如，通过一个或多个动力操作致动器(未示出)，该致动器可以例如方便地电动或液压操作，并且根据需要可以是线性或旋转的。

在附图中，尽管将理解每个候诊室14以相同或相似的方式配备，患者支撑装置38和相关联的致动装置40仅在候诊室14的一个中示出。因此，每个室14中的一个系统10可以一次容纳多名患者。

从前述内容显而易见的是，在候诊状态或治疗状态中，患者支撑装置38可以采用多个不同的位置和/或方向中的任何一个。然而，处于候诊状态(未示出)的患者支撑装置38位于相应的候诊室14，而处于治疗状态的位于治疗室15。

当处于其治疗状态时，每个患者支撑装置38各自占据治疗室15的不同部分，通常为邻近各个候诊室14的相应门道17的部分，或者另外地与各个候诊室14相对应的部分，通常在壁47附近。治疗室15的这些相应部分通常围绕或沿着壁47间隔开，或者另外地围绕或沿治疗室15的外围间隔开。例如，在示例性实施例中，治疗室15的这些相应部分径向地间隔开。

因此，为了给每个候诊室14的患者治疗，束输送系统12的至少一部分是可移动的，使得其可将放射束输送到治疗室15的这些部分的任何一部分。在优选的实施例中，定位装置18可操作地移动在治疗室15中的粒子加速器16，使得其可将放射束输送到治疗室15的任一个所述部分。通常，这涉及将粒子加速器16移动到治疗室15的各个部分。

在优选的实施例中，定位装置18配置为将粒子加速器16移动到治疗室15的任一个治疗部分。该优选的定位装置18包括平衡杆50，其在枢轴或支点52一侧承载粒子加速器16，以及在支点52另一侧的平衡单元54。在这种情况下，支点52优选杆50在使用中绕水平轴枢转。平衡单元54可以采取任何合适的形式，例如，包括具有与粒子加速器16平衡的质量的任何物体。可选地，平衡单元54可包括第二粒子加速器，其可与粒子加速器16相同或相似。这允许来自候诊室14的第二患者(未示出)与第一患者26同时接受治疗，但是在治疗室15的不同的，通常是相对的部分中。

在示例性实施例中，杆50包括臂但可替代地包括任何其他能够承载粒子加速器16以及平衡杆54的结构。杆50通常在枢轴点52和粒子加速器16之间具有固定的长度，但是可替代地可以在长度上延伸。杆50可枢轴点52和平衡杆54之间具有固定的长度，但是可替代地可以在长度上延伸。在优选的实施例中，支点52位于治疗室15的中心，以及在支点52和粒子加速器16之间的杆50的长度使得粒子加速器16可位于治疗室15的任一个治疗部分。

在优选的实施例中，杆15可在支点52处绕纵轴(即，在治疗室15的地板到天花板的方向上)旋转。因此，通过使杆50绕纵轴旋转，粒子加速器16可从治疗室15的一个治疗部分移动到另一个治疗部分。通常，这涉及旋转杆50以使粒子加速器16与任一选定的候诊室14对准，通常与选定的候诊室14的相应门道17对准。该布置使得当各个候诊室14的患者支撑装置38处于治疗状态时，粒子加速器16处于将放射束输送到患者26的位置。任何常规的支撑机构都可以在支点52处使用，以使杆50能够进行期望的枢转和旋转运动。

因此，在优选的实施例中，定位装置18可提升和下降粒子加速器16(在这种情况下，通过使杆50在支点52处绕水平轴枢转)，以及将粒子加速器16从治疗室15的一部分移动到另一部分(在这种情况下，通过使杆50在支点52处绕纵轴旋转)，有利的是在平衡单元54所提供的平衡辅助下。

在附图中，示出了喷嘴24的位置，在该位置喷嘴24可以将放射束从患者支撑装置38的下方输送给患者。将理解的是，这是示例性的，以及束输送系统可替代地可配置成使得喷嘴24从患者支撑装置38的上方或两侧，前方或后方对准患者。

在替代实施例中，粒子加速器16可由臂或其它结构承载，该臂或其他结构能够如上所述地绕纵轴旋转，但不是平衡杆的一部分。这样的布置允许粒子加速器16从治疗室15的一个治疗部分移动到另一部分，但是缺少平衡使得粒子加速器16难以操纵。

在优选的实施例中，粒子加速器16由定位装置18的头部单元60承载，该头部单元60简便地设置在杠杆50的自由端。有利地，粒子加速器16相对于头部单元60绕垂直于杆50的纵轴的轴旋转。头部单元60可相对于杆50绕平行于杆50的纵轴的轴旋转。更一般地，粒子加速器16可以耦接到定位装置18，用于相对于例如臂56或杆50的支撑结构绕至少一个轴，或两个或三个正交轴作旋转运动。

在替代实施例中(未示出)，喷嘴24可通过束传输系统连接到粒子加速器16，该束传输系统配置为允许将放射束输送到治疗室15的任一所述部分。例如，束传输系统可为治疗室15的每个部分提供相应的束传输通道，或可支撑喷嘴24从一个位置到另一个位置的运动。束传输系统在设计上可以是常规的，通常包括一个或多个真空管以及部件(例如磁体)，用于束弯曲、束聚集和/或能量选择。

可选地，定位装置18，或更一般地，束输送系统12安装在平台(未示出)或其它提升结构，该结构可在垂直方向(即，在治疗室15的地板到天花板的方向上)移动，以为了提升和下降定位装置18/束输送系统12。这在需要束输送系统12服务于布置为多于一层的候诊室14的情况下特别有用。

优选地，致动装置18是动力操作的，例如，通过一个或多个动力操作致动器(未示出)，该致动器可以例如方便地电动或液压操作，并且根据需要可以是线性或旋转的。

在使用过程中，定位装置18将粒子加速器16移动到在治疗室15内的多个治疗位置中的任一个，每个治疗位置都是治疗室15的相应部分，其与候诊室14中的相应一个相关联。在优选的实施例中，这是通过绕垂直轴旋转定位装置18(尤其是杆50)以将粒子加速器16定位在由杆50的旋转位置确定的任一个治疗位置来实现的。当粒子加速器16处于给定候诊室14的治疗位置(治疗位置通常与相应的室14的门道17相邻)时，以及当各个室14的患者支撑装置38处于其治疗状态时，束输送系统12可操作地将放射束输送到在支撑装置38上的患者26。治疗结束后，定位装置18可将粒子加速器16移动到治疗位置中的另一个位置，以便从另一个候诊室14中治疗患者。因此，粒子加速器16在治疗室15内从一个治疗室位置移动到另一个位置，以便从任一个或多个候诊室14中治疗患者，一次一位患者。因此，束输送系统12由多个候诊室14共享。例如，该治疗系统10可操作地将放射束连续地，方便地沿围绕室14的环的渐进角度方向输送到与两个或多个候诊室14相关联的治疗位置。

优选地，关闭在任何给定时间没有由束输送系统12服务的每个候诊室14的门19。

体现本发明的系统10通常包括控制系统(未示出)，其可位于单独的房间中。该控制系统可包括用于控制和监控系统10的任一方面的配备，以及可采用合适的常规形式，通常包括合适的编程计算设备。该控制系统通常包括用于控制和/或监控加速器16(包括喷嘴24)的一个或多个操作的装置、定位装置18、致动装置40、患者支撑装置38和门19(如适用)。该控制系统可以包括成像系统的组件(例如，扫描仪，视觉显示单元和用户界面设备)，用于控制和/或监视系统10的操作。成像系统可包括MRI系统、PET系统、SPECT系统或CT系统的一个或多个。该控制系统可配置为共同或单独地控制系统10的任何一个或多个组件。

本发明的优选实施例提供了一种低冗余、集中的治疗系统，其具有高度可配置的(即，可以放置在空间中的任何位置并且可以在所有平面上旋转，即6D(x、y、z、θ、φ))辐射输送。

优选的实施例包括集中式束输送系统12，其可由单个或多个放射源产生辐射(以提供冗余以进行维护，这是可选的)，该放射源可以任意定位在多达三个维度并指向任何方向，从而使发射的放射束可以从多个候诊室中的任何一个以一定角度范围对准患者。

每个候诊室14有利地具有患者支撑装置38，其可定位在多达6个笛卡尔维度(x、y、z、θ、φ、ψ)上，可选地具有附加的倾斜调整，并且可选地具有不同的支撑高度，和/或相对于室的不同位置和角度。优选的患者支撑装置38是可调节的，以使患者沿着一个轴或在两个或三个正交轴的方向(纵轴和两个垂直的水平轴)上移动。

有利的是，该患者支撑装置是可调节的，以使患者绕至少一个，或两个或三个正交轴(纵轴和两个垂直的水平轴)枢转。这有利于所输送的放射束相对于患者支撑装置的相对角度和位置的宽范围。

有利的是，患者支撑装置38(至少部分地由致动装置40所促成)和/或束输送系统12(由定位装置18和加速器16所促成)的可调节性单独或一起允许放射束以精确且高度可调节的方式(有利地，多达6个笛卡尔维度(x、y、z、θ、φ、ψ))输送到治疗室15中任一治疗位置的目标区域。具体地，放射束可以三维地对准目标区域。

有利的是，束输送系统12的可调节性配置为向治疗室15的任一治疗位置中的目标区域提供放射束的同心传输(在使用中，其目标区域在相关患者支撑装置38上与患者重合)。有利的是，系统10允许对患者进行充分的全3D等中心辐射，适用于强度调制疗法或点扫描。

可以方便地通过在喷嘴24中结合扫描磁体来支持围绕至少一个且优选地两个垂直轴(例如，垂直于房间的垂直轴和垂直水平轴)的放射束的扫描。

有利的是，在使用过程中，可以调整系统10的相对位置和角度，以实现目标区域的等中心辐射。

使用平衡定位装置的优势在于，它可使粒子加速器16以上述方式移动，这超出了常规机器人的能力，因为粒子加速器的重量在100到200吨之间，因此通常以静态方式部署。

在没有中间束传输系统的情况下将喷嘴24设置在粒子加速器16处是有利的，因为其避免或减少了由于弯曲磁体和束传输系统的其他部件而引起的束退化和附带的残余辐射。此外，由于没有长束线或2D机架，与传统系统相比，该系统的维护、能源需求、尺寸、规模和成本都得到了降低。

在使用过程中，控制系统获得关于下一个待服务的候诊室14的治疗信息。治疗信息通常包括用于对准在目标区域的束的束输送矢量，以及用量信息。然后，控制系统使定位装置18将粒子加速器16定位在室15中的相关治疗位置，以及将喷嘴24定位在根据治疗信息确定的期望位置和/或方向上，即，以便以所需的传输矢量来输送放射束。

放射束的3D瞄准可以由激光器执行，使得放射束总是根据需要撞击在目标区域上。

在优选的实施例中，控制系统包括一个或多个设备(例如，摄像机和/或运动传感器和/或压力传感器)，用于监测患者在患者支撑装置38上时的运动。该控制系统可配置为使用任何所监测到的患者的运动来重新定位一个或多个系统10(具体为束输送系统12)的组件，以确保放射束准确对准患者，即，在使用过程中，束的输送会自动跟踪检测到的患者运动。可选地，如果任何检测到的运动超过阈值水平，则控制系统可配置为停止治疗。

本发明不限于在此描述的实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行修改或调整。

Claims

1.一种放射治疗系统，其包括:

位于治疗室中的束输送系统，该束输送系统包括：

产生放射束的粒子加速器，以及

定位装置，用于将所述粒子加速器移动到所述治疗室中多个治疗位置中的任何一个；

多个候诊室；

每个候诊室与所述治疗室之间的相应门道；

用于每个候诊室的相应的患者支撑装置；以及

相应的致动装置，用于使每个患者支撑装置在候诊状态与治疗状态之间移动，在候诊状态中，患者支撑装置位于相应的候诊室中，而在治疗状态中，患者支撑装置位于所述治疗室中的所述治疗位置的相应一个位置，

其中定位装置包括承载粒子加速器的平衡杆，所述平衡杆能够在支点处围绕水平轴枢转以提升或降低粒子加速器，所述粒子加速器位于支点的一侧，而在支点的另一侧设置有平衡单元，并且其中平衡杆能够围绕纵轴旋转以将粒子加速器移动至任一个治疗位置，所述纵轴是在治疗室的地板到天花板的方向上。

2.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述支点位于所述治疗室的中心。

3.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述纵轴位于所述治疗室的中心。

4.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述支点与所述纵轴重合。

5.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，粒子加速器与定位装置耦合，以相对于定位装置绕至少一个正交轴旋转运动。

6.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述粒子加速器设有束输出设备。

7.根据权利要求6所述的放射治疗系统，其中，束输出设备相对于粒子加速器是固定的，以使其与粒子加速器一起移动。

8.根据权利要求6或7所述的放射治疗系统，其中，粒子加速器与束输出设备之间不存在束传输系统。

9.根据权利要求8所述的放射治疗系统，其中，粒子加速器与束输出设备之间不存在使放射束在粒子加速器与束输出系统之间弯曲的束传输系统。

10.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，每个所述治疗位置为与相应的一个所述候诊室相关联的所述治疗室的相应部分。

11.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，每个所述治疗位置为与相应的一个所述候诊室的门道邻近的所述治疗室的相应部分。

12.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，至少一些候诊室在所述治疗室周围沿径向间隔开。

13.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述候诊室围绕所述治疗室设置成环形。

14.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述致动装置配置成将相应患者支撑装置在主轴方向移入和移出治疗室，所述主轴方向相对于所述治疗室径向设置。

15.根据权利要求14所述的放射治疗系统，其中，所述致动装置配置成将相应的患者支撑装置沿着两个或三个正交轴移动。

16.根据权利要求14或15所述的放射治疗系统，其中，所述致动装置配置为实现患者支撑装置围绕至少一个正交轴的旋转运动。

17.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述致动装置包括关节臂。

18.根据权利要求17所述的放射治疗系统，其中，所述关节臂耦合在基座与所述患者支撑装置之间。

19.根据权利要求18所述的放射治疗系统，其中，所述基座位于相应的候诊室。

20.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述致动装置和/或所述定位装置为动力操作。

21.根据权利要求1所述的放射治疗系统，还包括控制所述束输送系统的控制系统，用于根据三维束传输矢量将放射束输送到目标区域。

22.根据权利要求21所述的放射治疗系统，其中，所述控制系统配置为通过操作所述定位装置以定位所述粒子加速器来控制所述束输送系统，用于根据所述三维束传输矢量将所述放射束输送到所述目标区域。

23.根据权利要求21所述的放射治疗系统，其中，所述控制系统配置为控制以下中的任一个或多个：定位装置围绕纵轴的旋转位置；粒子加速器的高度；粒子加速器围绕一个或多个轴的旋转位置。

24.根据权利要求21所述的放射治疗系统，还包括用于检测患者在患者支撑装置上的运动的装置，所述控制系统响应于检测到的患者运动来调节所述粒子加速器的位置。

25.根据权利要求21所述的放射治疗系统，其中，所述控制系统响应于检测到的患者运动来调节所述束输送系统，用于保持根据所述三维束传输矢量将所述放射束输送到所述目标区域。

26.根据权利要求21所述的放射治疗系统，还包括用于检测患者在患者支撑装置上的运动的装置，所述控制系统响应于检测到超过阈值量的患者运动而停止输送所述放射束。

27.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中，所述粒子加速器为质子加速器以及所述放射束为质子束。

28.用于放射治疗系统的束输送系统，该束输送系统包括用于生成放射束的粒子加速器以及用于移动所述粒子加速器的定位装置，其中所述定位装置包括承载粒子加速器的平衡杆，所述平衡杆能够在支点处围绕水平轴枢转以提升或降低粒子加速器，所述粒子加速器位于支点的一侧，而在支点的另一侧设置有平衡单元，并且其中平衡杆能够围绕纵轴旋转，所述纵轴是在治疗室的地板到天花板的方向上。