JP2019084426A - 放射線治療システムのためのエネルギー分解器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】減少させたエミッタンス増大に、粒子ビームのエネルギーを減衰させるためのエネルギー分解デバイス。エネルギー分解器は、表面に浅い角度で入射するビーム粒子を優先的に散乱させ得るエミッタンス制御材料を備える。一手法では、エネルギー分解器は、低Z材料と高Z材料の交互層を含み、低Z物資は、散乱によってビーム粒子のエネルギーを減衰させる役割を果たし、高Z材料は、ビーム粒子をビーム軸に向けて散乱し返すことでエミッタンス増加を抑制する役割を果たす。別の手法では、エネルギー分解器は、カーボンナノチューブ、または粒子ビームの入射方向に実質的に配向された配向結晶構造を有する材料から成る。カーボンナノチューブは、ビーム粒子を中心ビーム軸に向けて優先的に散乱させ、またそのエネルギーを減衰させる役割を果たす。
【選択図】図4A
Description
本出願は、2013年3月15日に出願された、「HIGH EFFICIENCY DEGRADER FOR RADIATION ENERGY SELECTION SYSTEM」という表題の、米国仮特許出願第61/793,857の優先権を主張する。前述の特許出願は、すべての目的のために、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
しかしながら、これらの用語と類似の用語とのうちのすべてが、適切な物理量に関連するものであり、単にこれらの量に適用される便宜的なラベルであるということに留意すべきである。以下の説明から明白であるものと反対のことが具体的に述べられない限り、本発明を通して、「処理」または「アクセス」または「実行」または「記憶」または「描写」などの用語を活用した説明は、コンピュータシステムまたは同様の電子コンピューティングデバイスの動作とプロセスとを指し、コンピュータシステムまたは同様の電子コンピューティングデバイスは、コンピュータシステムのレジスタとメモリと他のコンピュータ可読媒体との内部で物理(電子)量として表わされるデータを操作かつ変換して、コンピュータシステムのメモリまたはレジスタまたは他のそのような情報記憶装置、送信デバイスまたは表示デバイスの内部で物理量として同様に表される他のデータにする。ある構成要素がいくつかの実施形態中に現れる時、同一の参照番号の使用は、その構成要素が最初の実施形態に示したものと同一の構成要素であるということを意味する。
実際には、粒子ビームは、それが表面に浅い角度で入射する時に優先的に散乱させられ得る、ということが観察されている。本開示の実施形態は、エミッタンス制御材料の表面に浅い角度で入射するビーム粒子を粒子ビームの中心線に向けて優先的に散乱させることができるエミッタンス制御材料を含むエネルギー分解器を用い、それによって、粒子ビームがエネルギー分解器を通過して伝わるにつれて、粒子ビームの前方散乱を強化し、粒子ビームのエミッタンス増大を抑制する。
Claims (20)
- 放射線治療システムであって、
粒子ビームを生成するように動作可能な加速器と、
前記加速器に連結され、粒子散乱によって前記粒子ビームのエネルギーを減衰させるように動作可能なエネルギー分解器であって、前記粒子散乱が前記粒子ビームの空間的エミッタンス増大を引き起こし、前記エネルギー分解器が、粒子相互作用によって前記空間的エミッタンス増大を抑制するように動作可能な第1の材料を備える、エネルギー分解器と、
を備える、前記放射線治療システム。 - 前記エネルギー分解器が、前記粒子散乱によって前記粒子ビームのエネルギーを減衰させるように動作可能な第2の材料をさらに備え、前記第1の材料および前記第2の材料が、実質的に異なる原子量または分子量を有する、請求項1に記載の放射線治療システム。
- 前記第2の材料が、ルーサイトとグラファイトとAlとCとBeとから成る群から選択され、前記第1の材料が、WとPbとTaとから成る群から選択される、請求項2に記載の放射線治療システム。
- 前記エネルギー分解器が、第2の層と第3の層とによって挟まれた第1の層を備え、前記第1の層が前記第2の材料から作られ、前記第2の部材および前記第3の部材が前記第1の材料から作られ、前記第1の層、前記第2の層、および前記第3の層が、前記粒子ビームの入射方向に並行であり、前記エネルギー分解器が回転可能である、請求項2に記載の放射線治療システム。
- 前記エネルギー分解器が、前記粒子ビームの入射方向に沿って多数のセクションを備え、各セクションが、前記第1の材料と前記第2の材料とから作られている複数の交互層を備え、前記複数の交互層が前記入射方向に並行であり、各2つの連続するセクションの層が互いに垂直に配置されている、請求項2に記載の放射線治療システム。
- 前記エネルギー分解器が、前記粒子ビームの入射方向に沿って伸長された、実質的に円筒形であり、前記エネルギー分解器が、前記第1の材料と前記第2の材料とから作られている複数の同心円交互層を備え、さらに、各層が約1mmの厚さである、請求項2に記載の放射線治療システム。
- 前記第1の材料が、前記粒子ビームのほぼ入射方向に配向されたカーボンナノチューブを備える、請求項1に記載の放射線治療システム。
- 前記粒子ビームが、陽子ビームと中性子ビームと電子ビームとHe2+ビームとC6+ビームとから成る群から選択されたビームを備える、請求項7に記載の放射線治療システム。
- 構台をさらに備え、前記エネルギー分解器材料が前記構台に一体化されている、請求項1に記載の放射線治療システム。
- 前記分解器材料が真空室内に配置されている、請求項1に記載の放射線治療システム。
- 粒子散乱によって粒子ビームのエネルギーを減衰させるように構成されたエネルギー分解器であって、前記粒子散乱が、前記粒子ビームのビーム直径拡大を引き起こし、前記エネルギー分解器が、粒子相互作用によって前記ビーム直径拡大を抑制するように動作可能な第1の材料を備える、前記エネルギー分解器。
- 複数の可動部材を備え、各可動部材が、前記第1の材料と前記第2の材料とを備える、請求項11に記載のエネルギー分解器。
- 前記粒子ビームのエネルギーを減衰させるように動作可能な第2の材料をさらに備え、前記第1の材料および前記第2の材料が、実質的に異なる原子量または分子量を有し、前記第2の材料が、ルーサイトとグラファイトとAlとCとBeとから成る群から選択され、前記第1の材料が、WとPbとTaとから成る群から選択される、請求項11に記載のエネルギー分解器。
- 前記エネルギー分解器が、1つまたは複数のセクションを前記粒子ビームの入射方向に沿って備え、各セクションが、前記第1の材料と前記第2の材料とから作られている、それぞれの複数の交互層を備え、各2つの隣接するセクション内の層が異なる方向に配向されている、請求項13に記載のエネルギー分解器。
- 前記第1の材料が、前記粒子ビームのほぼ入射方向に配向されたカーボンナノチューブを備える、請求項11に記載のエネルギー分解器。
- 前記粒子ビームが、陽子ビームと中性子ビームと電子ビームとHe2+ビームとC6+ビームとから成る群から選択されたビームを備える、請求項10に記載のエネルギー分解器。
- 制御されたエネルギーの粒子ビームを生成するように構成されたシステムであって、
粒子源に連結されたサイクロトロンと、
前記サイクロトロンに連結され、前記粒子ビームを目標に向けるように動作可能なビーム線アセンブリと、
前記ビーム線アセンブリ内に配置され、粒子散乱によって前記粒子ビームのエネルギーを減衰させるように構成されたエネルギー分解器であって、前記粒子散乱が、前記粒子ビームのビーム直径拡大を引き起こし、前記エネルギー分解器が、粒子相互作用によって前記ビーム直径拡大を抑制するように動作可能な第1の材料を備える、エネルギー分解器と、
を備える、前記システム。 - 前記エネルギー分解器が、前記粒子ビームのエネルギーを減衰させるように動作可能な第2の材料を備え、前記第1の材料および前記第2の材料が、実質的に異なる原子量または分子量を有する、請求項17に記載のシステム。
- 前記エネルギー分解器が、前記第1の材料と前記第2の材料から作られる複数の交互層を備え、各層が、前記粒子ビームの入射方向に並行に配置されている、請求項18に記載のシステム。
- 前記エネルギー分解器が、前記粒子ビームのほぼ入射方向に配向されたカーボンナノチューブを備える、請求項17に記載のシステム。
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