DE102007032025A1 - Particle therapy installation for treating patients with cancer comprises a cylindrical gantry rotating about a rotary axis with a rotating beam generator and a beam channel for guiding the particle beam produced - Google Patents

Particle therapy installation for treating patients with cancer comprises a cylindrical gantry rotating about a rotary axis with a rotating beam generator and a beam channel for guiding the particle beam produced Download PDF

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Abstract

Particle therapy installation (2) comprises a cylindrical gantry (4) rotating about a rotary axis (D) with a rotating beam generator (6) and a beam channel (8) for guiding the particle beam produced. A degrader (16) for adjusting the energy of the particle beam is arranged on the beam channel between the beam generator and a beam outlet window (10). A screening element (22) screens the radiation chamber in front of the degrader. Preferred Features: The beam generator is arranged in a rotationally symmetrical manner to the rotary axis. Support elements (18) support the gantry and are arranged in a region of the beam generator and the screening element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Partikeltherapie-Anlage, umfassend eine um eine Drehachse drehbare, zylinderförmige Gantry mit einem rotierbaren Strahlerzeuger und einem Strahlungskanal zur Führung des erzeugten Partikelstrahls, wobei am Strahlungskanal zwischen dem Strahlerzeuger und einem Strahlaustrittsfenster ein Degrader zur Einstellung der Energie des Partikelstrahls angeordnet ist.The The invention relates to a particle therapy system comprising a about a rotation axis rotatable, cylindrical gantry with a rotatable jet generator and a radiation channel for guidance the generated particle beam, wherein at the radiation channel between the beam generator and a beam exit window a degrade is arranged to adjust the energy of the particle beam.

Geladene Teilchen werden seit über 50 Jahren in Partikeltherapie-Anlagen zur Therapierung von Krebs eingesetzt. Dabei wird ein Partikelstrahl in einem Strahlerzeuger generiert und über einen Strahlungskanal zu einem Strahlaustrittsfenster geführt. Das Strahlaustrittsfenster ragt in einen Bestrahlungsraum hinein, in welchem Bestrahlungsraum der zu behandelnde Patient positioniert ist. Der Strahlerzeuger, der ein Teilchenbeschleuniger ist, kann beispielsweise nach Art eines Kreisbeschleunigers, eines so genannten Zyklotrons aufgebaut sein. Im Zyklotron werden die zu beschleunigenden Teilchen mit Hilfe eines Magnetfeldes in eine Spiralbahn gebracht, so dass eine oder mehrere Beschleunigungsstrecken mehrfach durchlaufen werden.loaded Particles have been in particle therapy facilities for over 50 years used for the treatment of cancer. This is a particle beam generated in a beam generator and via a radiation channel led to a beam exit window. The beam exit window projects into an irradiation room, in which irradiation room the patient to be treated is positioned. The jet generator, which is a particle accelerator can, for example, according to Art a circular accelerator, a so-called cyclotron built be. In a cyclotron the particles to be accelerated become with help a magnetic field brought into a spiral path, so that one or several acceleration sections are repeated several times.

In der US 4,111,306 ist eine Strahlungstherapie-Maschine zur Behandlung von Patienten mittels eines Strahles aus hochenergetischen Neutronen beschrieben. Die Maschine umfasst eine Gantry, an der ein zyklotronischer Protonenbeschleuniger derart angeordnet ist, dass er um eine Drehachse der Gantry rotiert. Der Zyklotron ist dabei direkt an einem Rotor der Gantry angeordnet und befindet sich im Bestrahlungsraum. Getragen vom Rotor bewegt sich der Zyklotron somit entlang einer Kreisbahn um den Patienten.In the US 4,111,306 describes a radiation therapy machine for the treatment of patients by means of a beam of high-energy neutrons. The machine includes a gantry to which a cyclotron proton accelerator is arranged to rotate about an axis of rotation of the gantry. The cyclotron is arranged directly on a rotor of the gantry and is located in the irradiation room. Supported by the rotor, the cyclotron thus moves along a circular path around the patient.

Für gewöhnlich ist ein Zyklotron durch einen Degrader ergänzt, der insbesondere ein Teil des Strahlungskanals ist. Mittels des Degraders wird die Energie und somit die Geschwindigkeit des Partikelstrahls variiert. Ein Degrader ist beispielsweise in der Patentschrift US 6,433,336 B1 beschrieben. Bei einem Degrader wird das bekannte Prinzip genutzt, dass die Geschwindigkeit der Teilchen, die durch einen Block aus einem Material durchgehen, in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften sowie von der Dicke des Blocks abnimmt. Durch die Wechselwirkung zwischen den im Zyklotron erzeugten Teilchen und den Molekülen des Blocks wird Energie freigesetzt, so dass der Degrader selbst als Strahlenquelle wirkt.Usually, a cyclotron is supplemented by a degrade, which is in particular a part of the radiation channel. By means of the Degraders the energy and thus the velocity of the particle beam is varied. A degrade, for example, in the patent US 6,433,336 B1 described. A degrader uses the known principle that the velocity of particles passing through a block of material decreases depending on the material properties as well as the thickness of the block. Energy is released by the interaction between the particles produced in the cyclotron and the molecules of the block, so that the degrader itself acts as a radiation source.

Um einen im Bezug auf eine Strahlenbelastung schonenden Aufenthalt des Patienten oder des medizinischen Personals im Bestrahlungsraum während der Behandlung und nach dem Abschalten der Partikeltherapie-Anlage zu gewährleisten, ist es erforderlich, einen Strahlenschutz vorzusehen, der den Bestrahlungsraum vor der aus der Anreicherung des Degraders und anderer möglicher Materialien am Strahlengang resultierenden Strahlung abschirmt.Around a stay that respects radiation exposure of the patient or medical staff in the irradiation room during treatment and after switching off the particle therapy facility It is necessary to ensure radiation protection Provide the irradiation room before from the enrichment of the Degraders and other possible materials at the beam path resulting radiation shields.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Partikeltherapie-Anlage anzugeben, die sich durch eine hohe Steifigkeit sowie einen patienten- und personalschonenden Betrieb auszeichnet.Of the Invention is based on the object, a particle therapy system be specified by a high rigidity and a patient and personnel-friendly operation distinguishes.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Partikeltherapie-Anlage, umfassend eine um eine Drehachse drehbare, zylinderförmige Gantry mit einem rotierenden Strahlerzeuger und einem Strahlungskanal zur Führung des erzeugten Partikelstrahls, wobei am Strahlungskanal zwischen dem Strahlerzeuger und einem Strahlaustrittsfenster ein Degrader zur Einstellung der Energie des Partikelstrahls angeordnet ist und wobei ein Abschirmelement zur Abschirmung eines Bestrahlungsraums vor dem Degrader vorgesehen ist, welches Abschirmelement um die Drehachse rotierbar ist. Unter Abschirmelement wird allgemein eine zusätzliche Komponente verstanden, die geeignet ist, die vom Degrader stammende Strahlung abzuschirmen. Das Abschirmelement weist hierzu eine ausreichende Dicke auf, die üblicherweise mehrere Meter beträgt. Die Dicke ist dabei abhängig vom gewählten Abschirmmaterial des Abschirmelements.The The object is achieved by a particle therapy system comprising a rotatable about an axis of rotation, cylindrical gantry with a rotating jet and a radiation channel for guiding the generated particle beam, wherein at the radiation channel between the beam generator and a beam exit window a degrader arranged to adjust the energy of the particle beam and wherein a shielding element for shielding an irradiation space is provided in front of the degrade, which shielding to the Rotary axis is rotatable. Under shielding is generally a understood additional component that is suitable from the To shield Degrader radiation. The shielding element has For this purpose, a sufficient thickness, which usually several Meters. The thickness is dependent on selected shielding of the shielding.

Die Erfindung geht in einem ersten Schritt von der Überlegung aus, dass die Strahlenbelastung, der ein Patient oder ein sich nach der Behandlung im Bestrahlungsraum befindliches Personalmitglied ausgesetzt ist, durch ein geeignetes Abschirmelement reduziert werden kann. Das Abschirmelement ist insbesondere derart angeordnet und ausgebildet, dass die vom Degrader entstandene Strahlung nicht in den Bestrahlungsraum eindringen kann. Aufgrund der Anordnung der Komponenten der Partikeltherapie-Anlage ist es besonders vorteilhaft, wenn das Abschirmelement nach Art einer Wand ausgebildet ist, die insbesondere zwischen dem Degrader und einer Rückwand des Bestrahlungsraums der Gantry angeordnet ist, damit der Bestrahlungsraum sicher abgeschirmt ist.The Invention goes in a first step of the consideration from that the radiation exposure of a patient or a post exposed to treatment in the irradiation room staff member is, can be reduced by a suitable shielding. The shielding element is in particular arranged and designed such that the radiation produced by the degrader is not in the irradiation room can penetrate. Due to the arrangement of the components of the particle therapy facility it is particularly advantageous if the shielding according to Art a wall is formed, in particular between the Degrader and a rear wall of the irradiation space of the gantry is, so that the irradiation room is securely shielded.

In einem weiteren Schritt erkennt die Erfindung, dass die Stabilität der Partikeltherapieanlage erhöht wird, indem das Abschirmelement ebenfalls um die Drehachse rotierbar ist. Wenn das Abschirmelement drehbar gelagert ist, ist seine Position gegenüber den anderen rotierbaren Gantry-Komponenten fest, so dass die Führung des Strahlungskanals durch das Abschirmelement deutlich einfacher ist, da das Abschirmelement die Rotation des Strahlungskanals nicht einschränkt. Somit wird die Steifigkeit der Partikeltherapie-Anlage erhöht, da das Abschirmelement seine Position in Bezug auf die Gantry nicht ändert.In In a further step, the invention recognizes that the stability the particle therapy system is increased by the shielding element also rotatable about the axis of rotation. When the shielding element is rotatably mounted, its position relative to the fixed other rotatable gantry components, so the guide the radiation channel through the shield significantly easier is because the shielding the rotation of the radiation channel is not limits. Thus, the rigidity of the particle therapy facility increases, since the shielding in relation to its position on the gantry does not change.

Im Hinblick auf eine konstruktiv möglichst stabile Ausgestaltung ist der Strahlerzeuger bevorzugt rotationssymmetrisch zur Drehachse angeordnet. Durch die rotationssymmetrische Anordnung des Strahlerzeugers wird insbesondere ein Unwuchteffekt und somit eine unsymmetrische Gewichtsverteilung, die schwer auszugleichen ist, bei der Rotation der Gantry vermieden.in the With regard to a design that is as structurally as possible stable the beam generator is preferably rotationally symmetrical to the axis of rotation arranged. Due to the rotationally symmetrical arrangement of the beam generator In particular, an imbalance effect and thus an unbalanced Weight distribution, which is difficult to compensate, in the rotation of the Gantry avoided.

In der vorgeschlagenen Partikeltherapie-Anlage bildet der Strahlerzeuger, der insbesondere ein Zyklotron ist, die schwerste der Gantry-Komponenten und erfordert eine sichere Lagerung. Auf der anderen Seite sind Lagerelemente erforderlich, welche eine störungsfreie Rotation des Abschirmelements ermöglichen. Ausgehend von diesen Überlegungen sind gemäß einer bevorzugten Variante Lagerelemente zur drehbaren Lagerung der Gantry vorgesehen, die zumindest im Bereich des Strahlerzeugers und des Abschirmelements angeordnet sind. Diese Lagerelemente können durch weitere Lagerelemente ergänzt werden, die an unterschiedlichen Stellen der Gantry angeordnet sind und eine Tragfunktion aufweisen sowie eine einwandfreie Rotation der Gantry ermöglichen.In the proposed particle therapy system forms the beam generator, which is in particular a cyclotron, the heaviest of the gantry components and requires safe storage. On the other side are Bearing elements required, which a trouble-free rotation allow the shielding. Based on these considerations are according to a preferred variant bearing elements intended for rotatable mounting of the gantry, at least in the area the beam generator and the shielding element are arranged. These bearing elements can be supplemented by additional bearing elements, which are arranged in different places of the gantry and have a support function and proper rotation of the Enable gantry.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist im Bereich des Abschirmelements eine Labyrinthdichtung zur Abdichtung der Gantry gegenüber einer Raumwand vorgesehen. Unter Raumwand kann hierbei ein Seitenbereich, ein Deckbereich sowie ein Fußbodenbereich einer die Gantry umschließenden Wandung verstanden werden. Das Abschirmelement bildet einen Teil der Gantry, der an die feste Raumwand angrenzt und beweglich gegenüber der Raumwand ist. Eine Abdichtung, die ein Durchdringen der vom Degrader erzeugten Strahlung in Richtung zum Bestrahlungsraum verhindert, wird insbesondere durch die geometrische Ausgestaltung des Abschirmelements und der Raumwand gebildet. Das Abschirmelement weist auf seinem Umfang z. B. ein Zickzack- oder Mäandermuster auf, so dass sich kein gerader Spalt zwischen dem Abschirmelement und der Raumwand bilden kann, über den die Streustrahlung des Degraders in den Bestrahlungsraum eindringen kann.According to one Another preferred embodiment is in the region of the shielding a labyrinth seal to seal the gantry a room wall provided. Under room wall here can be a side area, a deck area and a floor area surrounding the gantry Wall can be understood. The shielding element forms a part the gantry, which adjoins the fixed room wall and is movable opposite the room wall is. A seal that is a penetration of the Degrader generated radiation towards the irradiation room is prevented in particular by the geometric configuration of the shielding element and the room wall formed. The shielding element has on its circumference z. B. a zigzag or meander pattern, so that no straight gap between the shielding element and the room wall can form over which the stray radiation of the Degraders can penetrate into the irradiation room.

Vorteilhafterweise bildet das Abschirmelement die Rückwand des Bestrahlungsraums. Es ist also kein Freiraum zwischen einer Rückwand des Bestrahlungsraums und dem Abschirmelement vorgesehen, sondern der Bestrahlungsraum, in dem der Patient während seiner Behandlung positioniert wird, wird nach hinten in Richtung zum Strahlerzeuger durch das Abschirmelement be grenzt. Hierbei wird insbesondere das Volumen der Gantry auf ein erforderliches Minimum reduziert.advantageously, the shielding element forms the rear wall of the irradiation space. So there is no space between a back wall of the irradiation room and the shielding provided, but the irradiation room, where the patient is positioned during his treatment is directed backwards towards the gun by the Shielding be limited. This is especially the volume the gantry is reduced to a required minimum.

Zur Symmetrierung der Gewichtsverteilung in der Partikeltherapie-Anlage ist nach einer bevorzugten Variante ein Gegengewicht zum Ausgleich des Gewichts des Strahlerzeugers, des Strahlungskanals und des Abschirmelements vorgesehen, welches Gegengewicht derart angeordnet ist, dass der Schwerpunkt der Gantry auf der Drehachse liegt. Das Gegengewicht dient zum Auswuchten des Gewichts des insbesondere einige hundert Tonnen schweren Strahlerzeugers, des nachgeschalteten Strahlungskanals, der in einem Abstand von der Drehachse um diese rotiert, sowie des Abschirmelements, so dass die Massen in der Partikeltherapie-Anlage um die Drehachse rotationssymmetrisch verteilt sind.to Symmetrization of the weight distribution in the particle therapy system is a counterweight to compensate for the Weight of the beam generator, the radiation channel and the shielding element provided, which counterweight is arranged such that the center of gravity the gantry is on the axis of rotation. The counterweight is used for balancing the weight of the beam, which weighs several hundred tons in particular, of the downstream radiation channel, which is at a distance of the rotation axis rotates about this, as well as the shielding member, so that the Masses in the particle therapy system about the axis of rotation rotationally symmetric are distributed.

Bei einer Bestimmung des Schwerpunkts der Gantry unter Berücksichtigung der Massen der rotierenden Gantry-Komponenten (Strahlerzeuger, Strahlungskanal, Abschirmelement) stellt sich heraus, dass bei einem den Bestrahlungsraum nach hinten begrenzten Abschirmelement der Schwerpunkt angrenzend an das Abschirmelement auf der Seite des Strahlerzeugers liegt. Diese Feststellung kann konstruktiv genutzt werden, indem vorteilhafterweise das Gegengewicht zumindest teilweise aus dem Abschirmelement gebildet ist. Hierbei kann das Abschirmelement bei einer geeigneten Geometrie und Position derart angeordnet sein, dass es allein das Gewicht vom Strahlerzeuger und Strahlungskanal ausgleicht. Alternativ kann das Gegengewicht weitere Elemente umfassen, die am Abschirmelement angeordnet sind und mit diesem mitrotieren.at a determination of the center of gravity of the gantry under consideration the masses of the rotating gantry components (beam generator, radiation channel, Shielding element) turns out that at one the irradiation room Rearward limited shielding the center of gravity adjacent to the shielding element on the side of the beam generator. This finding can be used constructively by advantageously the counterweight at least partially formed from the shielding is. Here, the shielding at a suitable geometry and position be arranged so that it alone the weight of Equalizes beam generator and radiation channel. Alternatively, the Counterweight comprise further elements which are arranged on the shielding element are and rotate with this.

Eine besonders sichere Abschirmung des Bestrahlungsraums vor der im Degrader generierten Streustrahlung wird erreicht, indem das Abschirmelement vorteilhafterweise aus einem Material hoher spezifischer Dichte, insbesondere aus Beton und/oder Stahl ausgebildet ist.A Particularly safe shielding of the irradiation room before the degrader generated stray radiation is achieved by the shielding element advantageously of a material of high specific gravity, is formed in particular of concrete and / or steel.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur schematisch einen Längsschnitt durch eine Partikeltherapie-Anlage mit einer zylinderförmigen, rotierbaren Gantry.One Embodiment of the invention will be described with reference to a drawing explained in more detail. Here is the only figure schematically a longitudinal section through a particle therapy system with a cylindrical, rotatable gantry.

In der Figur ist eine Partikeltherapie-Anlage 2 gezeigt, die eine im Wesentlichen zylinderförmige Gantry 4 umfasst. Die Gantry 4 ist derart angeordnet und gelagert, dass sie um eine Drehachse D rotieren kann. Die rotierbare Gantry 4 umfasst einen im Bezug auf die Drehachse D rotationssymmetrisch angeordneter Strahlerzeuger 6, der in diesem Ausführungsbeispiel ein Zyklotron ist, sowie einen Strahlungskanal 8 zur Führung des im Zyklotron 6 erzeugten Partikelstrahls. Der Strahlungskanal 8 erstreckt sich zwischen dem Zyklotron 6 und einem Strahlaustrittsfenster 10, das in einen Bestrahlungsraum 12 hineinragt. Die Partikeltherapie-Anlage 2 umfasst außerdem eine Patientenpositioniervorrichtung 13 mit deren Hilfe ein Patient 15 in dem Bestrahlungsraum 12 zur Behandlung positionierbar ist. Der Strahlungskanal 8 zur Führung des im Zyklotron 6 erzeugten Partikelstrahls umfasst Elektromagnete 14 zum Umlenken des Partikelstrahls sowie einen Degrader 16 zur Einstellung der Energie bzw. der Geschwindigkeit des Partikelstrahls.In the figure is a particle therapy plant 2 shown a substantially cylindrical gantry 4 includes. The gantry 4 is arranged and supported so that it can rotate about a rotation axis D. The rotatable gantry 4 comprises a with respect to the rotation axis D rotationally symmetrically arranged beam generator 6 which is a cyclotron in this embodiment, and a radiation channel 8th to guide the cyclotron 6 generated particle beam. The radiation channel 8th extends between the cyclotron 6 and a beam exit window 10 that in an irradiation room 12 protrudes. The particle therapy facility 2 also includes a patient positioning device 13 with whose help a patient 15 in the irradiation room 12 is positionable for treatment. The radiation channel 8th to guide the cyclotron 6 generated particle beam comprises electromagnets 14 for deflecting the particle beam and a degrade 16 for adjusting the energy or the velocity of the particle beam.

Die Gantry 4 ist mittels Lagerelemente 18 an einer Raumwand 20 gelagert. Die Raumwand 20 ist derart ausgebildet, dass sie die zylindrische Gantry 4 zumindest umfangsseitig umschließt.The gantry 4 is by means of bearing elements 18 on a room wall 20 stored. The room wall 20 is formed to be the cylindrical gantry 4 encloses at least peripherally.

Im Betrieb der Gantry 4 entsteht im Degrader 16 eine unerwünschte Streustrahlung, die z. B. den im Bestrahlungsraum 12 befindlichen Patienten 15 zusätzlich belastet. Zur Abschirmung des Bestrahlungsraums 12 ist bei der gezeigten Ausführungsform der Partikeltherapie-Anlage 2 ein Abschirmelement 22 vorgesehen, welches den Bestrahlungsraum 12 vom Degrader 16 trennt. Das Abschirmelement 22 ist aus Beton und/oder Stahl ausgebildet, so dass die im Degrader 16 generierte Strahlung durch das Abschirmelement 22 nicht in den Bestrahlungsraum 12 eindringen kann. Das Abschirmelement 22 bildet hierbei eine Rückwand des Bestrahlungsraums 12 und begrenzt diesen nach hinten in Richtung zum Degrader 16 und Zyklotron 6.In operation of the gantry 4 arises in the Degrader 16 an undesirable scattered radiation, the z. B. in the irradiation room 12 located patients 15 additionally charged. To shield the irradiation room 12 is the particle therapy system in the embodiment shown 2 a shielding element 22 provided, which the irradiation room 12 from the Degrader 16 separates. The shielding element 22 is made of concrete and / or steel, so that in Degrader 16 generated radiation through the shielding element 22 not in the irradiation room 12 can penetrate. The shielding element 22 in this case forms a rear wall of the irradiation room 12 and limits this backwards towards the degrade 16 and cyclotron 6 ,

Das Abschirmelement 22 ist derart ausgebildet, dass es mit der Gantry 4 um die Drehachse D rotiert. Damit die Gantry sicher gelagert ist, sind die Lagerelemente 18 gemäß dem Ausführungsbeispiel im Bereich der schwersten Gantry-Komponenten, nämlich des Zyklotrons 6 und des Abschirmelements 22 angeordnet.The shielding element 22 is designed to be with the gantry 4 rotated about the rotation axis D. So that the gantry is safely stored, the bearing elements 18 according to the embodiment in the area of the heaviest gantry components, namely the cyclotron 6 and the shielding element 22 arranged.

Um eine berührungsfreie Abdichtung des Abschirmelements 22 gegenüber der Raumwand 20 zu schaffen, welche die Rotation der Gantry 4 nicht einschränkt und gleichzeitig verhindert, dass die Streustrahlung aus dem Degrader 16 in den Bestrahlungsraum 12 vordringt, ist im Bereich des Abschirmelements 22 eine Labyrinthdichtung 24 vorgesehen. Die Labyrinthdichtung 24 ist durch ein mäanderförmiges Muster erreicht, welches sich um den Umfang des Abschirmelements 22 in Axialrichtung erstreckt und durch ein korrespondierendes Muster an der Rückwand 20 ergänzt ist. Dadurch wird insbesondere die Ausbildung eines geraden Spaltes zwischen dem Abschirmelement 22 und der Rückwand 20 vermieden, durch welchen Spalt die Partikelstrahlung aus dem Degrader 16 in den Bestrahlungsraum 12 gelangen kann.To a non-contact sealing of the shielding 22 opposite the room wall 20 to create the rotation of the gantry 4 does not restrict and at the same time prevents the stray radiation from the degrade 16 in the irradiation room 12 penetrates, is in the region of the shielding 22 a labyrinth seal 24 intended. The labyrinth seal 24 is achieved by a meandering pattern which extends around the circumference of the shielding element 22 extends in the axial direction and by a corresponding pattern on the rear wall 20 is supplemented. As a result, in particular the formation of a straight gap between the shielding 22 and the back wall 20 avoided, through which gap the particle radiation from the Degrader 16 in the irradiation room 12 can get.

Zur Stabilisierung der Partikeltherapie-Anlage 2 ist außerdem ein Gegengewicht 26 vorgesehen, welches derart angeordnet ist, dass der Schwerpunkt der Gantry 4 auf der Drehachse D liegt, so dass keine Unwuchtkräfte und eventuell damit verbundene Verformungseffekte bei der Rotation der Gantry 4 entstehen. Die Position und Masse des Gegengewichts 26 wird unter Berücksichtigung der Positionen und Massen des Zyklotrons 6, des Strahlungskanals 8 und des Abschirmelements 22 ermittelt. Bei der in der Figur gezeigten Anordnung befindet sich der Schwerpunkt des Systems nahe des Abschirmelements 22 auf der Seite des Zyklotrons 6. Diese Tatsache wird ausgenutzt, um die Masse des erforderlichen Gegengewichts 26 zu reduzieren, indem das Gegengewicht 26 teilweise aus dem Abschirmelement 22 gebildet ist. Dies wird erreicht, indem das Gegengewicht 26 an dem Abschirmelement 22 befestigt ist und bei einer Rotation der Gantry 4 mit dem Abschirmelement 22 mitdreht. Das Gegengewicht 26 und das Abschirmelement 22 bilden somit eine Ausgleichseinheit, die das Gewicht des Zyklotrons 6 und des Strahlungskanals 8 kompensiert, damit der Schwerpunkt der Gantry 4 auf der Drehachse D liegt.To stabilize the particle therapy system 2 is also a counterweight 26 provided, which is arranged such that the center of gravity of the gantry 4 on the axis of rotation D, so that no imbalance forces and possibly associated deformation effects in the rotation of the gantry 4 arise. The position and mass of the counterweight 26 is taking into account the positions and masses of the cyclotron 6 , the radiation channel 8th and the shielding element 22 determined. In the arrangement shown in the figure, the center of gravity of the system is near the shielding element 22 on the side of the cyclotron 6 , This fact is exploited to the mass of the required counterweight 26 reduce by the counterweight 26 partially from the shielding 22 is formed. This is achieved by the counterweight 26 on the shielding element 22 is attached and during a rotation of the gantry 4 with the shielding element 22 rotates. The counterweight 26 and the shielding element 22 thus form a compensation unit, which is the weight of the cyclotron 6 and the radiation channel 8th compensated, hence the focus of the gantry 4 lies on the axis of rotation D.

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  • - US 4111306 [0003] US 4111306 [0003]
  • - US 6433336 B1 [0004] - US 6433336 B1 [0004]

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Partikeltherapie-Anlage (2) umfassend eine um eine Drehachse (D) drehbare, zylinderförmige Gantry (4) mit einem rotierbaren Strahlerzeuger (6) und einem Strahlungskanal (8) zur Führung des erzeugten Partikelstrahls, wobei am Strahlungskanal (8) zwischen dem Strahlerzeuger (6) und einem Strahlaustrittsfenster (10) ein Degrader (16) zur Einstellung der Energie des Partikelstrahls angeordnet ist und wobei ein Abschirmelement (22) zur Abschirmung eines Bestrahlungsraums vor dem Degrader (16) vorgesehen ist, welches Abschirmelement (22) um die Drehachse (D) rotierbar ist.Particle Therapy System ( 2 ) comprising a about a rotational axis (D) rotatable, cylindrical gantry ( 4 ) with a rotatable jet generator ( 6 ) and a radiation channel ( 8th ) for guiding the generated particle beam, wherein at the radiation channel ( 8th ) between the jet generator ( 6 ) and a beam exit window ( 10 ) a degrade ( 16 ) is arranged for adjusting the energy of the particle beam and wherein a shielding element ( 22 ) for shielding an irradiation room from the degrader ( 16 ), which shielding element ( 22 ) is rotatable about the rotation axis (D). Partikeltherapie-Anlage (2) nach Anspruch 1, wobei der Strahlerzeuger (6) rotationssymmetrisch zur Drehachse (D) angeordnet ist.Particle Therapy System ( 2 ) according to claim 1, wherein the jet generator ( 6 ) is arranged rotationally symmetrical to the axis of rotation (D). Partikeltherapie-Anlage (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei Lagerelemente (18) zur drehbaren Lagerung der Gantry (4) vorgesehen sind, die zumindest im Bereich des Strahlerzeugers (6) und des Abschirmelements (22) angeordnet sind.Particle Therapy System ( 2 ) according to claim 1 or 2, wherein bearing elements ( 18 ) for rotatably supporting the gantry ( 4 ) are provided which, at least in the region of the jet generator ( 6 ) and the shielding element ( 22 ) are arranged. Partikeltherapie-Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Bereich des Abschirmelements (22) eine Labyrinthdichtung (24) zur Abdichtung der Gantry (4) gegenüber einer Raumwand (20) vorgesehen ist.Particle Therapy System ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein in the region of the shielding element ( 22 ) a labyrinth seal ( 24 ) for sealing the gantry ( 4 ) opposite a room wall ( 20 ) is provided. Partikeltherapie-Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abschirmelement (22) eine Rückwand des Bestrahlungsraums (12) bildet.Particle Therapy System ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the shielding element ( 22 ) a rear wall of the irradiation room ( 12 ). Partikeltherapie-Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gegengewicht (26) zum Ausgleich des Gewichts des Strahlerzeugers (6), des Strahlungskanals (8) und des Abschirmelements (22) vorgesehen ist, welches derart angeordnet ist, dass der Schwerpunkt der Gantry (4) auf der Drehachse (D) liegt.Particle Therapy System ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein a counterweight ( 26 ) to balance the weight of the jet generator ( 6 ), of the radiation channel ( 8th ) and the shielding element ( 22 ) is arranged, which is arranged such that the center of gravity of the gantry ( 4 ) lies on the axis of rotation (D). Partikeltherapie-Anlage nach Anspruch 6, wobei das Gegengewicht (26) zumindest teilweise aus dem Abschirmelement (22) gebildet ist.Particle therapy system according to claim 6, wherein the counterweight ( 26 ) at least partially from the shielding element ( 22 ) is formed. Partikeltherapie-Anlage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abschirmelement (22) aus einem Material hoher spezifischer Dichte, insbesondere aus Beton und/oder Strahl ausgebildet ist.Particle Therapy System ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the shielding element ( 22 ) is formed of a material of high specific gravity, in particular of concrete and / or beam.
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