JP7201243B2 - 放出誘導型高エネルギー光子送達のためのシステム - Google Patents

放出誘導型高エネルギー光子送達のためのシステム Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１１月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／４２２，４０４号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の開示は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
本発明は、放射線療法の制御のためのシステム、デバイス、および方法に関する。本システム、デバイス、および方法は、放出誘導型高エネルギー光子送達に使用され得る。
放射線療法は、１つ以上の方向から腫瘍に放射線を向けるステップを伴う。いくつかの放射線療法システムでは、ガントリ上に搭載される放射線源は、台または寝台上の患者の周囲で回転し、患者の腫瘍に向かって放射線を指向する。放射線源が患者の周囲で回転すると、患者用台または寝台は、放射線源の回転軸と平行である方向に移動されてもよい。このようにして、放射線は、治療セッションに先立って種々の画像診断法によって生成される患者および腫瘍の画像に基づいて、種々のガントリ角度から種々の患者用台または寝台位置において患者の腫瘍に印加されてもよい。
放出誘導型放射線療法（ＥＧＲＴ）は、治療セッション中に腫瘍に限局される、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）トレーサによって放出される陽電子放出経路に基づいて、放射線を印加する。腫瘍領域を治療的に照射するための放射線源に加えて、ＥＧＲＴシステムはまた、リアルタイム場所データを提供し得る、腫瘍領域内で生じる陽電子放出経路を感知するためのＰＥＴ検出器のアレイも有する。これは、腫瘍の限局化とその腫瘍への照射との間の待ち時間を短縮し得る。腫瘍のリアルタイム場所を示す陽電子放出経路の検出に適時に応答するために、放出誘導型放射線療法システムのガントリは、約１０毎分回転数（ＲＰＭ）～約７０ＲＰＭに及ぶ速度で回転してもよい。ガントリ回転機構、放射線源、および／または放射線センサ（例えば、ＰＥＴ検出器、ガンマ線、またはＸ線検出器等）の改良は、本ガントリ回転速度の増加に適応するために望ましくあり得る。逆に、ＰＥＴ検出器における時間分解能の増加は、ＰＥＴ事象の時間分解能に結合される、これらの事象の制限空間範囲に起因して、要求される回転待ち時間を減少させ得る。
本明細書では、放射線療法システムおよび方法が開示される。放射線療法システムは、固定フレームと、最大約７０ＲＰＭまで回転するように構成される回転可能リングとを備える、ガントリを備えてもよい。放射線療法システムは、治療放射線源と、１つ以上のビーム成形構成要素と、撮像システム（例えば、１つ以上のＰＥＴ検出器、ｋＶ ＣＴ撮像システム）と、回転可能リング上に搭載される支持電子機器とを備えてもよい。これらの構成要素は、高速リング回転（例えば、約５０ＲＰＭ以上の）に起因する機械力および／または他の摂動が、それらの機能に干渉しないように、回転可能リング上に搭載および配列されてもよい。放射線療法システムはまた、固定フレームを介して、回転可能リング上の構成要素によって生成される熱（および最大７０ＲＰＭまでの速度でリングを回転させることによって生成される熱）を設備冷却システムに伝達するように構成される、温度管理システムを備えてもよい。これらの放射線療法システムおよび方法は、患者標的領域（例えば、腫瘍領域）に限局されるマーカまたはトレーサからのガンマ線が、検出され、放射線を標的領域に指向するために使用され得る、放出誘導型放射線療法等の生物学的誘導型放射線療法に使用されてもよい。これらのシステムおよび方法はまた、腫瘍および／または放射線感受性構造または器官（例えば、危険に曝されている器官）を囲繞する正常または健康な組織等の非標的領域への放射線暴露または送達を低減させることに役立ち得る。
放射線療法システムの一変形例は、固定フレームと、最大約７０ＲＰＭまで回転するように構成される回転可能リングとを備える、ガントリを備えてもよく、回転可能リングは、第１のリング状の端面と、第１の端面の反対側の第２のリング状の端面と、リングが最大約７０ＲＰＭまで回転するときに第１および第２の端面の偏向が約０．５ｍｍ未満であるようなその間の長さとを有する、ドラムを備えてもよい。本システムはさらに、固定フレームと回転可能リングとの間に位置し、回転可能リングが最大約７０ＲＰＭまで回転している間にその間で電気信号を通信するように構成される、スリップリングと、線形加速器（リニアック）と、マグネトロンとを備える、治療放射線源と、ドラムの長さに沿って搭載される、１つ以上のＰＥＴ検出器と、回転可能リングから固定フレーム上の冷却流体に熱を伝達する、温度管理システムとを備えてもよい。リニアックは、第１の搭載アセンブリによってドラムの長さに沿って取り付けられ、リニアックおよび第１の搭載アセンブリから分離している放射線遮蔽内に封入されてもよく、マグネトロンは、マグネトロンのカソード支持体が、回転可能リングが最大約７０ＲＰＭまで回転している間に生成される求心力の方向と整合されるように、ドラムの長さに沿って半径方向に搭載されてもよい。放射線遮蔽は、第１の搭載アセンブリから分離している第２の搭載アセンブリを使用して、ガントリに搭載されてもよい。例えば、第２の搭載アセンブリは、第１の搭載アセンブリに直接接触しなくてもよい、および／または第１の搭載アセンブリおよび第２の搭載アセンブリは、空隙によって分離されてもよい、および／またはリニアックおよび放射線遮蔽は、空隙によって分離される。放射線遮蔽および第２の搭載アセンブリは、リニアックに接触しなくてもよい。随意に、いくつかの変形例は、線形加速器の場所が、アクチュエータによって調節されるように構成されるように、ボールねじを使用してリニアックおよび第１の搭載アセンブリに結合される、アクチュエータを備えてもよい。アクチュエータは、除去可能である場合とそうではない場合がある、および／または内側に回転可能ガントリが位置する部屋の外にある場所等の遠隔場所から制御可能であり得る。
本システムはまた、回転可能リング上に位置する第１のコントローラと、固定フレーム上の第２のコントローラとを備えてもよい。第１のコントローラは、治療放射線源および１つ以上のＰＥＴ検出器のための制御コマンドを生成してもよく、第２のコントローラは、ガントリ運動システムのための制御コマンドを生成してもよく、第１のコントローラと第２のコントローラとの間の同期化データは、スリップリングを介して転送されてもよい。治療放射線源のアクティブ化およびＰＥＴデータの取得は、第１のコントローラによって生成される信号に基づいてもよく、リングの回転は、第２のコントローラによって生成される信号に基づいてもよく、同期化信号は、治療放射線源のアクティブ化、ＰＥＴデータの取得、およびガントリ運動を同期化するように、スリップリングを介してプロセッサの間で伝送されてもよい。いくつかの変形例では、スリップリングは、データブラシブロックと、電力ブラシブロックとを備えてもよい。本システムはさらに、回転可能リングに搭載される第１の受信機要素と、回転可能リングが移動している間に第１の複数の信号を第１の受信機要素に伝送するように構成される、固定フレームに搭載される第１の伝送機要素とを備える、第１の通信インターフェースと、回転可能リングに搭載される第２の伝送機要素と、固定フレームに搭載される第２の受信機要素とを備える、第２の通信インターフェースとを備えてもよい。第２の伝送機要素は、回転可能リングが移動している間に第２の複数の信号を第２の受信機要素に伝送するように構成されてもよい。第１の複数の信号は、第１の通信インターフェースを横断して伝送されてもよく、第２の複数の信号（例えば、ガントリ回転速度データ、１つ以上の陽電子放出検出器からの陽電子放出データ、治療放射線源の向かい側で回転可能リング上に搭載される放射線検出器からの放射線データ）は、同時に第２の通信インターフェースを横断して伝送されてもよい。いくつかの変形例では、システムは、放射線源の前に配置されるマルチリーフコリメータを備えてもよく、マルチリーフコリメータは、第２の受信機要素への伝送のために、マルチリーフコリメータの個々のリーフの位置データを第２の伝送機要素に伝送するように構成されてもよい。第２のコントローラは、第１の伝送機要素と通信してもよく、第１の複数の信号は、第２のコントローラからの放射線源コマンドを備える。代替として、または加えて、第１の複数の信号は、マルチリーフコリメータコマンド、および／または第２のコントローラからのガントリ回転コマンドを備えてもよい。第１の通信インターフェースおよび第２の通信インターフェースは、誘導信号転送方法または容量信号転送方法を使用して、信号を伝送してもよい。
いくつかの変形例はさらに、回転可能リングに搭載され、第１の受信機要素と通信する、第１の位置センサと、固定フレームに搭載され、第２の受信機要素と通信する、第２の位置センサとを備えてもよい。回転可能リングは、リングの円周の周囲に位置し、第２の位置センサによって検出可能である、複数のロケータまたはインデックスマーカを備えてもよく、固定フレームは、フレームの円周の周囲に位置し、第１の位置センサによって検出可能である、複数のロケータまたはインデックスマーカを備えてもよい。第１の複数の信号は、第１の位置センサからのインデックスマーカデータを備えてもよく、第２の複数の信号は、第２の位置センサからのインデックスマーカデータを備えてもよい。第１のおよび／または第２のコントローラは、第１および第２の複数の信号を受信および比較し、第１および第２の複数の信号の差異を識別するように構成されてもよい。第１のおよび／または第２のコントローラは、第１および第２の複数の信号の間の差異を示すための信号を生成するように構成されてもよい。第１の複数の信号は、第１の位置センサからの回転可能リングの角度位置データを備えてもよく、第２の複数の信号は、第２の位置センサからの回転可能リングの角度位置データを備えてもよい。本システムはさらに、第１および第２の複数の信号を受信および比較し、第１および第２の複数の信号の差異を識別するように構成される、コントローラを備えてもよい。第１の複数の信号と第２の複数の信号との間の差異を識別するための方法の一変形例は、経時的に第１の複数の信号の導関数を計算するステップと、経時的に第２の複数の信号の導関数を計算するステップと、計算された導関数の間の差異を決定するステップと、差異が事前決定された閾値を超える場合、位置センサ故障信号を生成するステップとを含んでもよい。
いくつかの変形例では、本システムはさらに、ガントリを封入する容積を画定する、筐体を備えてもよい。筐体は、治療放射線源および１つ以上のＰＥＴ検出器へのアクセスを可能にするように構成される、ドラムの長さに沿った１つ以上の側方ハッチを備えてもよい。放射線療法システムはまた、回転可能リングの周囲の複数の回転子要素と、回転子要素の向かい側で固定フレーム内に封入される固定子要素と、複数の回転子要素に隣接して位置する玉軸受とを備える、運動システムを備えてもよい。１つ以上の回転子要素は、１つ以上の磁気または誘導要素を備えてもよく、固定子要素は、コイルを備えてもよい。
放射線療法システムはまた、ビーム経路に沿って放出される放射線ビームを生成するように構成される、治療放射線源を備えてもよく、放射線ビームは、ｘ軸側面と、ｙ軸側面とを有する、２次元投影を有し、本システムはさらに、ビーム経路内に配置されるビーム限定アセンブリを備える。ビーム限定アセンブリの一変形例は、放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成される、上側ジョーと、放射線ビームのｘ軸側面を成形するように構成される、マルチリーフコリメータと、放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成される、下側ジョーとを備えてもよい。マルチリーフコリメータは、上側ジョーと下側ジョーとの間に位置してもよい。上側ジョーは、マルチリーフコリメータおよび下側ジョーよりも放射線源の近くに位置してもよく、下側ジョーは、マルチリーフコリメータおよび上側ジョーよりも放射線源から遠くに位置してもよい。上側ジョーは、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられる内向きの面を備えてもよく、下側ジョーは、垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられる内向きの面を備えてもよく、第１の角度は、第２の角度未満であり得る。放射線ビームは、ビーム広がりと、焦線によって画定されるビーム境界とを有してもよく、上側ジョーは、焦線および下側ジョーに沿って整合されていない内向きの面を備えてもよい。上側ジョーの内向きの面は、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられてもよく、下側ジョーの内向きの面は、垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられてもよく、焦線は、垂直軸に対して第３の角度で角度を付けられてもよい。第１の角度は、第２の角度未満であり得る。
放射線療法システムのマグネトロンは、リニアック内で電子を加速させるためのＲＦエネルギーを提供するように構成されてもよい。マグネトロンは、中心空洞を含む、１つ以上の空洞を有する、リングアノードと、リングアノードの中心空洞内に位置するカソードとを備えてもよく、カソード支持体は、カソード支持体の縦軸がガントリの半径方向軸に沿って整合されるように、カソードをリングアノードに結合してもよい。
いくつかの変形例では、温度管理システムは、回転リングから生成される熱を固定フレームに伝達するように構成される、熱交換器の第１のセットと、固定フレームから外部ヒートシンクに熱を伝達するように構成される、熱交換器の第２のセットとを備えてもよい。例えば、外部ヒートシンクは、閉ループ設備液体システムであってもよい。
随意に、放射線療法システムのいくつかの変形例は、回転可能リングに搭載される第２のガントリと、第２のガントリ上に搭載されるｋＶシステムとを備えてもよい。ｋＶシステムは、ｋＶ放射線源と、ｋＶ放射線源のビーム経路内に配置される回転可能コリメータとを備えてもよい。回転可能コリメータは、ビームを遮断する第１の構成と、ビームを伝送する第２の構成とを有してもよい。回転可能コリメータを回転させるステップは、第１の構成と第２の構成との間で遷移してもよい。回転可能コリメータは、放射線遮断材料から作製されるシリンダと、シリンダの縦軸を横断する開口とを備えてもよい。第１の構成では、開口は、ビーム経路に沿って整合されなくてもよく、第２の構成では、開口は、ビーム経路に沿って整合されてもよい。
放射線療法デバイスの一変形例は、ボアと、ガントリに結合される放射線源とを備える、回転可能ガントリを備えてもよい。回転可能ガントリのボアは、第１の部分と、第２の部分とを備えてもよく、第２の部分の直径は、第１の部分の直径を上回る。一変形例では、第２の部分の少なくとも１つの領域は、楕円体を備えてもよい。放射線療法デバイスはさらに、第２の部分の少なくとも１つの領域を照明するように構成される、画像プロジェクタを備えてもよい。照明は、１つ以上の画像および／またはビデオを備えてもよい。放射線療法デバイスまたはシステムは、随意に、ボアの表面に沿って配置されるフレキシブルディスプレイを備えてもよい。フレキシブルディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイであってもよい。いくつかの変形例では、放射線療法デバイスは、ボア内で音を出力するように構成される、オーディオデバイスを備えてもよい。随意に、放射線療法システムは、ボアの第２の部分を通して空気流を指向するように構成される、空気流デバイスを備えてもよい。いくつかの変形例は、ボア内の患者の眼球位置および視線のうちの１つ以上のものを検出するように構成される、光学眼球追跡装置と、眼球位置および視線を使用して、照明を変化させるように構成される、プロセッサとを備えてもよい。第１の部分に対応するガントリは、回転可能であり得、第２の部分に対応するガントリおよび放射線源のうちの１つ以上のものは、固定され得る。第１の部分は、第１の端部と、第２の端部とを備えてもよく、第１の端部は、円形開口部を備えてもよく、第２の部分は、第２の端部に結合されるエンクロージャを備えてもよい。いくつかの実施例では、第１の部分の直径は、実質的に一定であり得、第２の部分の直径は、変動し得る。他の実施例では、第２の部分の直径は、最大約４倍、第１の部分の直径を上回り得る。
本明細書では、患者領域を備え、患者プラットフォーム上で患者を受容し、放射線源からビームを出力するように構成される、回転可能ガントリと、患者領域中で患者を特定するように構成される、患者場所システムと、患者領域中に配置される、マイクロホンアレイおよびスピーカアレイと、患者場所システムを使用して患者の耳を特定するように、かつマイクロホンアレイおよび耳の場所を使用して雑音消去信号を生成するように構成される、プロセッサとを備える、放射線療法システムの別の変形例が説明される。スピーカアレイは、雑音消去信号を出力するように構成されてもよい。いくつかの変形例では、マイクロホンアレイおよびスピーカアレイは、ガントリの端部内に配置されてもよい。また、本明細書では、放射線療法システムの患者治療エリア内に配置される患者の耳の場所データを受信するステップと、マイクロホンアレイを使用して、放射線療法システムから生成される雑音を受信するステップと、耳の場所データおよび受信された雑音を使用して、雑音消去信号を生成するステップと、スピーカアレイから消去信号を出力するステップとを含み得る、放射線療法システムのための雑音消去の方法が説明される。本方法は、随意に、患者を撮像し、耳の場所データを生成するステップを含んでもよい。
また、本明細書では、放射線療法患者を処理する方法も開示される。そのような方法の一変形例は、位置合わせ室内に配置される位置合わせシステムを使用して、第１の患者の身体を第１の患者プラットフォームに位置合わせするステップと、位置合わせ室から放射線療法室へ第１の患者プラットフォーム上の第１の患者の身体を移動させるステップと、第１の患者プラットフォームを放射線療法室内に配置される放射線療法システムにドッキングするステップであって、ドッキングするステップは、第１の患者プラットフォームを放射線療法システムの患者治療領域の中へ移動させるステップを含み得る、ステップと、放射線療法システムを使用して、第１の患者を治療するステップとを含んでもよい。いくつかの方法はさらに、第１の患者によって各ステップを完了した後に、第２の患者および第２の患者プラットフォームに関して上記の各ステップを実施するステップを含んでもよい。方法は、投与室内で放射性同位体を第１の患者に投与するステップと、投与室から位置合わせ室へ第１の患者を移動させるステップとを含んでもよい。これらのステップは、第１の患者に関して各ステップを完了した後に、第２の患者および第２の患者プラットフォームに関して、さらに、第２の患者に関して各ステップを完了した後に、第３の患者に関して実施されてもよい。
本明細書では、放射線療法システムを動作させる方法の一変形例が開示され、本方法は、回転可能ガントリと、ガントリの患者領域中に配置され、ガントリに対して移動するように構成される、患者プラットフォームと、ガントリに搭載されるコリメータであって、複数のガントリ角度から開閉するように構成される複数のリーフを備える、コリメータと、コリメータに結合される放射線源とを備える、放射線療法システムを提供するステップと、開放リーフのセットと、対応するガントリ角度とを備える、患者の治療計画を受信するステップと、放射線源および治療計画を使用して、コリメータから放射線ビームを出力するステップと、治療計画を使用して、患者プラットフォームおよびガントリのうちの１つ以上のものの速度を変動させるステップとを含む。いくつかの変形例では、本方法は、患者プラットフォームおよびガントリの速度よりもコリメータの速度を優先させるステップを含んでもよい。コリメータの速度を優先させるステップは、患者プラットフォームおよびガントリのうちの１つ以上のものの速度を変動させ、コリメータの速度を維持するステップを含んでもよい。いくつかの方法では、患者プラットフォーム速度は、放射線ビーム放出がない場合に増加されてもよい。代替として、または加えて、ガントリ速度は、一定であり得、患者プラットフォーム速度は、変動し得る、または患者プラットフォーム速度は、一定であり得、ガントリ速度は、変動し得る。
本明細書では、患者身体構造を特定する方法の一変形例が開示され、本方法は、放射性基準を患者の外部に結合するステップ（放射性基準は、患者身体構造に対応する）と、放射性基準および患者プラットフォームに結合される患者を特定するステップと、放射性基準の場所を使用して、患者身体構造を患者プラットフォームに位置合わせするステップとを含んでもよい。放射性基準は、ヒドロゲルを含んでもよい、および／または約５００キロボルト点源であってもよい。いくつかの変形例では、本方法は、患者に結合される放射性基準と放射線療法ビームを併用して、患者を治療するステップを含んでもよい。本方法は、随意に、治療するステップと並行して放射性基準を特定するステップと、場所データを使用して、患者身体構造の移動を決定するステップとを含んでもよい。いくつかの変形例では、本方法は、金属基準を患者の外部に結合するステップであって、金属基準は、患者身体構造に対応する、ステップと、金属基準を特定するステップとを含んでもよい。外部は、皮膚、患者の開口部、胸骨、および臀部のうちの１つ以上のものを備えてもよい。いくつかの変形例では、本方法は、患者身体構造に対応する第１の皮膚場所において患者をマークするステップを含んでもよく、放射性基準は、第１の場所において患者に結合されてもよい。代替として、または加えて、放射性基準は、開口部内の挿入のために構成される開口部ブロックを備えてもよい、および／または患者上に装着されるように構成される患者衣類に結合されてもよい。
患者身体構造を特定するための方法の別の変形例は、患者の着目内部領域を特定するステップと、放射性基準を着目領域に埋め込むステップと、放射性基準および患者プラットフォームに結合される患者を特定するステップと、放射性基準の場所を使用して、着目領域を患者プラットフォームに位置合わせするステップとを含んでもよい。埋め込まれた放射性基準は、ヒドロゲルおよびトレーサのうちの１つ以上のものを含んでもよい。
また、本明細書では、回転可能ガントリと、第１の搭載アセンブリを使用してガントリに搭載される、線形加速器と、線形加速器にわたって配置され、第１の搭載アセンブリから分離している第２の搭載アセンブリを使用してガントリに搭載される、放射線遮蔽とを備え得る、放射線療法システムの変形例も開示される。例えば、第２の搭載アセンブリは、第１の搭載アセンブリに直接接触しなくてもよい、および／または第１の搭載アセンブリおよび第２の搭載アセンブリは、空隙によって分離される。放射線遮蔽および第２の搭載アセンブリは、線形加速器に接触しなくてもよく、例えば、線形加速器および放射線遮蔽は、空隙によって分離されてもよい。いくつかの変形例では、ガントリは、外部表面および内部表面を伴う筐体を備えてもよく、第１の搭載アセンブリは、内部表面に取り付けられてもよく、第２の搭載アセンブリは、外部表面に取り付けられてもよい。本システムは、随意に、アクチュエータが線形加速器に結合されるように、ボールねじを使用して第１の搭載アセンブリに結合される、アクチュエータを備えてもよい。アクチュエータは、線形加速器の場所を調節するように構成されてもよい。アクチュエータは、除去可能であり得る、および／または遠隔場所から制御可能であり得る。例えば、回転可能ガントリは、部屋の中に位置してもよく、遠隔場所は、部屋の外にあってもよい。
本明細書では、固定フレームに移動可能に結合される回転可能リングを備える、回転可能ガントリと、回転可能リング上に搭載される放射線源と、回転可能リングに搭載される第１の受信機要素と、回転可能リングが移動している間に第１の複数の信号を第１の受信機要素に伝送するように構成される、固定フレームに搭載される第１の伝送機要素とを備える、第１の通信インターフェースと、回転可能リングに搭載される第２の伝送機要素と、固定フレームに搭載される第２の受信機要素とを備える、第２の通信インターフェースであって、第２の伝送機要素は、回転可能リングが移動している間に第２の複数の信号を第２の受信機要素に伝送するように構成される、第２の通信インターフェースとを備え得る、放射線療法システムの変形例が開示される。いくつかの変形例では、第１の複数の信号は、第１の通信インターフェースを横断して伝送されてもよく、第２の複数の信号は、同時に第２の通信インターフェースを横断して伝送されてもよい。いくつかの変形例は、放射線源の前に配置されるマルチリーフコリメータを備えてもよく、マルチリーフコリメータは、第２の受信機要素への伝送のために、マルチリーフコリメータの個々のリーフの位置データを第２の伝送機要素に伝送するように構成されてもよい。第２の複数の信号は、ガントリ回転速度データを備えてもよい。いくつかの変形例はまた、１つ以上の陽電子放出検出器を備えてもよく、第２の複数の信号は、１つ以上の陽電子放出検出器からの陽電子放出データを備える。本システムは、治療放射線源の向かい側で回転可能リング上に搭載される、放射線検出器を備えてもよく、第２の複数の信号は、放射線検出器からの放射線データを備える。コントローラが、固定フレーム上に位置し、第１の伝送機要素と通信してもよく、第１の複数の信号は、コントローラからの放射線源コマンドを備えてもよい。本システムは、放射線源の前に配置されるマルチリーフコリメータを備えてもよく、第１の複数の信号は、コントローラからのマルチリーフコリメータコマンドを備える。第１の複数の信号は、第２のコントローラからのガントリ回転コマンドを備えてもよい。いくつかの変形例では、第１の通信インターフェースおよび第２の通信インターフェースは、誘導信号転送方法を使用して信号を伝送してもよい。随意に、本システムは、回転可能リングに搭載され、第１の受信機要素と通信する、第１の位置センサと、固定フレームに搭載され、第２の受信機要素と通信する、第２の位置センサとを備えてもよい。回転可能リングは、リングの円周の周囲に位置し、第２の位置センサによって検出可能である、複数のインデックスマーカを備えてもよく、固定フレームは、フレームの円周の周囲に位置し、第１の位置センサによって検出可能である、複数のインデックスマーカを備えてもよい。第１の複数の信号は、第１の位置センサからのインデックスマーカデータを備えてもよく、第２の複数の信号は、第２の位置センサからのインデックスマーカデータを備える。本システムはさらに、第１および第２の複数の信号を受信および比較し、第１および第２の複数の信号の差異を識別するように構成される、コントローラを備えてもよい。例えば、コントローラは、第１および第２の複数の信号の間の差異を示すための信号を生成するように構成されてもよい。第１の複数の信号は、第１の位置センサからの回転可能リングの角度位置データを備えてもよく、第２の複数の信号は、第２の位置センサからの回転可能リングの角度位置データを備える。本システムはさらに、第１および第２の複数の信号を受信および比較し、第１および第２の複数の信号の差異を識別するように構成される、コントローラを備えてもよい。第１の複数の信号と第２の複数の信号との間の差異を識別するステップは、経時的に第１の複数の信号の導関数を計算するステップと、経時的に第２の複数の信号の導関数を計算するステップと、計算された導関数の間の差異を決定するステップと、差異が事前決定された閾値を超える場合、位置センサ故障信号を生成するステップとを含んでもよい。
本明細書では、ビーム経路に沿って放出される放射線ビームを生成するように構成される、放射線源であって、放射線ビームは、ｘ軸側面と、ｙ軸側面とを有する、２次元投影を有する、放射線源と、ビーム経路内に配置されるビーム限定アセンブリとを備え得る、放射線療法システムの変形例が説明される。ビーム限定アセンブリは、放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成される、上側ジョーと、放射線ビームのｘ軸側面を成形するように構成される、マルチリーフコリメータと、放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成される、下側ジョーであって、マルチリーフコリメータは、上側ジョーと下側ジョーとの間に位置する、下側ジョーとを備えてもよい。いくつかの実施例では、上側ジョーは、マルチリーフコリメータおよび下側ジョーよりも放射線源の近くに位置してもよく、下側ジョーは、マルチリーフコリメータおよび上側ジョーよりも放射線源から遠くに位置してもよい。放射線源は、線形加速器を備えてもよい。上側ジョーは、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられる内向きの面を備えてもよく、下側ジョーは、垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられる内向きの面を備えてもよく、第１の角度は、第２の角度未満である。放射線ビームは、ビーム広がりと、焦線によって画定されるビーム境界とを有してもよく、上側ジョーは、焦線および下側ジョーに沿って整合されていない内向きの面を備えてもよい。上側ジョーの内向きの面は、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられてもよく、下側ジョーの内向きの面は、垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられてもよく、焦線は、垂直軸に対して第３の角度で角度を付けられてもよく、第１の角度は、第２の角度未満であり得る。
また、本明細書では、固定フレームに移動可能に結合される回転可能リングを備える、回転可能ガントリであって、半径方向軸を有する、回転可能ガントリと、回転可能リング上に搭載される、線形加速器と、線形加速器内で電子を加速させるためのＲＦエネルギーを提供するように構成される、回転可能リング上に搭載されるマグネトロンとを備え得る、放射線療法システムの変形例も開示される。マグネトロンは、中心空洞を含む、１つ以上の空洞を有する、リングアノードと、リングアノードの中心空洞内に位置するカソードと、カソードをリングアノードに結合する、カソード支持体であって、カソード支持体の縦軸は、ガントリの半径方向軸に沿って整合される、カソード支持体とを備えてもよい。回転可能リングの回転は、方向を有する求心力を生成してもよく、カソード支持体の縦軸は、求心力の方向に沿って整合されてもよい。
本明細書では、少なくとも３０ＲＰＭの速度で回転するように構成される、ガントリであって、固定フレームと、固定フレームに結合される回転可能リングとを備える、ガントリと、回転可能リング上に搭載される放射線源と、回転リングから生成される熱を固定フレームに伝達するように構成される、熱交換器の第１のセットと、固定フレームから外部ヒートシンクに熱を伝達するように構成される、熱交換器の第２のセットとを備える、温度管理システムとを備え得る、放射線療法システムが説明される。外部ヒートシンクは、閉ループ設備液体システムであってもよい。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
放射線療法システムであって、
固定フレームと、最大約７０ＲＰＭまで回転するように構成されている回転可能リングとを備えるガントリであって、前記回転可能リングは、ドラムを備え、前記ドラムは、第１のリング状の端面と、前記第１の端面の反対側の第２のリング状の端面と、前記リングが最大約７０ＲＰＭまで回転するときに前記第１および第２の端面の偏向が約０．５ｍｍ未満であるような前記第１の端面と前記第２の端面との間の長さとを有する、ガントリと、
前記固定フレームと前記回転可能リングとの間に位置し、前記回転可能リングが最大約７０ＲＰＭまで回転している間に前記固定フレームと前記回転可能リングとの間で電気信号を通信するように構成されているスリップリングと、
線形加速器（リニアック）と、マグネトロンとを備える治療放射線源であって、前記リニアックは、第１の搭載アセンブリによって前記ドラムの長さに沿って取り付けられ、前記リニアックおよび第１の搭載アセンブリから分離している放射線遮蔽内に封入され、前記マグネトロンは、前記マグネトロンのカソード支持体が、前記回転可能リングが最大約７０ＲＰＭまで回転している間に生成される求心力の方向と整合されるように、前記ドラムの長さに沿って半径方向に搭載される、治療放射線源と、
前記ドラムの長さに沿って搭載される１つ以上のＰＥＴ検出器と、
前記回転可能リングから前記固定フレーム上の冷却流体に熱を伝達する温度管理システムと
を備える、システム。
（項目２）
前記回転可能リング上に位置する第１のコントローラと、前記固定フレーム上の第２のコントローラとをさらに備え、前記第１のコントローラは、前記治療放射線源および前記１つ以上のＰＥＴ検出器のための制御コマンドを生成し、前記第２のコントローラは、ガントリ運動システムのための制御コマンドを生成し、前記第１のコントローラと前記第２のコントローラとの間の同期化データは、前記スリップリングを介して転送される、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記治療放射線源のアクティブ化およびＰＥＴデータの取得は、前記第１のコントローラによって生成される信号に基づき、前記リングの回転は、前記第２のコントローラによって生成される信号に基づき、同期化信号は、前記治療放射線源のアクティブ化、ＰＥＴデータの取得、およびガントリ運動を同期化するように、前記スリップリングを介してプロセッサの間で伝送される、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記スリップリングは、データブラシブロックと、電力ブラシブロックとを備える、項目１に記載のシステム。
（項目５）
前記ガントリを封入する容積を画定する筐体をさらに備え、前記筐体は、前記治療放射線源および１つ以上のＰＥＴ検出器へのアクセスを可能にするように構成されている前記ドラムの長さに沿った１つ以上の側方ハッチを備える、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記回転可能リングの周囲の複数の回転子要素と、前記回転子要素の向かい側で前記固定フレーム内に封入される固定子要素と、前記複数の回転子要素に隣接して位置する玉軸受とを備える運動システムをさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目７）
前記１つ以上の回転子要素は、１つ以上の磁気または誘導要素を備え、前記固定子要素は、コイルを備える、項目６に記載のシステム。
（項目８）
前記放射線遮蔽は、前記第１の搭載アセンブリから分離している第２の搭載アセンブリを使用して、前記ガントリに搭載される、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記第２の搭載アセンブリは、前記第１の搭載アセンブリに直接接触しない、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
前記第１の搭載アセンブリおよび前記第２の搭載アセンブリは、空隙によって分離される、項目８に記載のシステム。
（項目１１）
前記放射線遮蔽および前記第２の搭載アセンブリは、前記リニアックに接触しない、項目８に記載のシステム。
（項目１２）
前記リニアックおよび前記放射線遮蔽は、空隙によって分離される、項目８に記載のシステム。
（項目１３）
ボールねじを使用してリニアックおよび前記第１の搭載アセンブリに結合されるアクチュエータをさらに備え、前記線形加速器の場所は、前記アクチュエータによって調節されるように構成されている、項目８に記載のシステム。
（項目１４）
前記アクチュエータは、除去可能である、項目１３に記載のシステム。
（項目１５）
前記アクチュエータは、遠隔場所から制御可能である、項目１３に記載のシステム。
（項目１６）
前記回転可能ガントリは、部屋の中に位置し、前記遠隔場所は、前記部屋の外にある、項目１５に記載のシステム。
（項目１７）
前記回転可能リングに搭載される第１の受信機要素と、前記回転可能リングが移動している間に第１の複数の信号を前記第１の受信機要素に伝送するように構成されている前記固定フレームに搭載される第１の伝送機要素とを備える第１の通信インターフェースと、
前記回転可能リングに搭載される第２の伝送機要素と、前記固定フレームに搭載される第２の受信機要素とを備える第２の通信インターフェースであって、前記第２の伝送機要素は、前記回転可能リングが移動している間に第２の複数の信号を前記第２の受信機要素に伝送するように構成されている、第２の通信インターフェースと
をさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目１８）
前記第１の複数の信号は、前記第１の通信インターフェースを横断して伝送され、前記第２の複数の信号は、同時に前記第２の通信インターフェースを横断して伝送される、項目１７に記載のシステム。
（項目１９）
前記放射線源の前に配置されるマルチリーフコリメータをさらに備え、前記マルチリーフコリメータは、前記第２の受信機要素への伝送のために、前記マルチリーフコリメータの個々のリーフの位置データを前記第２の伝送機要素に伝送するように構成されている、項目１７に記載のシステム。
（項目２０）
前記第２の複数の信号は、ガントリ回転速度データを備える、項目１７に記載のシステム。
（項目２１）
前記第２の複数の信号は、１つ以上の陽電子放出検出器からの陽電子放出データを備える、項目１７に記載のシステム。
（項目２２）
前記治療放射線源の向かい側で前記回転可能リング上に搭載される放射線検出器をさらに備え、前記第２の複数の信号は、前記放射線検出器からの放射線データを備える、項目１７に記載のシステム。
（項目２３）
前記第２のコントローラは、前記第１の伝送機要素と通信し、前記第１の複数の信号は、前記第２のコントローラからの放射線源コマンドを備える、項目１７に記載のシステム。
（項目２４）
前記放射線源の前に配置されるマルチリーフコリメータをさらに備え、前記第１の複数の信号は、前記第２のコントローラからのマルチリーフコリメータコマンドを備える、項目２３に記載のシステム。
（項目２５）
前記第１の複数の信号は、前記第２のコントローラからのガントリ回転コマンドを備える、項目２３に記載のシステム。
（項目２６）
前記第１の通信インターフェースおよび前記第２の通信インターフェースは、誘導信号転送方法を使用して信号を伝送する、項目１７に記載のシステム。
（項目２７）
前記第１の通信インターフェースおよび前記第２の通信インターフェースは、容量信号転送方法を使用して信号を伝送する、項目１７に記載のシステム。
（項目２８）
前記回転可能リングに搭載され、前記第１の受信機要素と通信する第１の位置センサと、前記固定フレームに搭載され、前記第２の受信機要素と通信する第２の位置センサとをさらに備える、項目１７に記載のシステム。
（項目２９）
前記回転可能リングは、前記リングの円周の周囲に位置し、前記第２の位置センサによって検出可能である複数のインデックスマーカを備え、前記固定フレームは、前記フレームの円周の周囲に位置し、前記第１の位置センサによって検出可能である複数のインデックスマーカを備える、項目２８に記載のシステム。
（項目３０）
前記第１の複数の信号は、前記第１の位置センサからのインデックスマーカデータを備え、前記第２の複数の信号は、前記第２の位置センサからのインデックスマーカデータを備え、前記システムはさらに、前記第１および第２の複数の信号を受信および比較し、前記第１および第２の複数の信号の差異を識別するように構成されているコントローラを備える、項目２９に記載のシステム。
（項目３１）
前記コントローラは、前記第１および第２の複数の信号の間の前記差異を示すための信号を生成するように構成されている、項目３０に記載のシステム。
（項目３２）
前記第１の複数の信号は、前記第１の位置センサからの回転可能リングの角度位置データを備え、前記第２の複数の信号は、前記第２の位置センサからの前記回転可能リングの角度位置データを備え、前記システムはさらに、前記第１および第２の複数の信号を受信および比較し、前記第１および第２の複数の信号の差異を識別するように構成されているコントローラを備え、前記第１の複数の信号と第２の複数の信号との間の前記差異を識別することは、
経時的に前記第１の複数の信号の導関数を計算することと、
経時的に前記第２の複数の信号の導関数を計算することと、
前記計算された導関数の間の差異を決定することと、
前記差異が事前決定された閾値を超える場合、位置センサ故障信号を生成することと
を含む、項目２８に記載のシステム。
（項目３３）
前記治療放射線源は、ビーム経路に沿って放出される放射線ビームを生成するように構成され、前記放射線ビームは、ｘ軸側面と、ｙ軸側面とを有する、２次元投影を有し、前記システムはさらに、前記ビーム経路内に配置されるビーム限定アセンブリを備え、前記ビーム限定アセンブリは、
前記放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成されている上側ジョーと、
前記放射線ビームのｘ軸側面を成形するように構成されているマルチリーフコリメータと、
前記放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成されている下側ジョーであって、前記マルチリーフコリメータは、前記上側ジョーと前記下側ジョーとの間に位置する、下側ジョーと
を備える、項目１に記載のシステム。
（項目３４）
前記上側ジョーは、前記マルチリーフコリメータおよび前記下側ジョーよりも前記放射線源の近くに位置し、前記下側ジョーは、前記マルチリーフコリメータおよび前記上側ジョーよりも前記放射線源から遠くに位置する、項目３３に記載のシステム。
（項目３５）
前記放射線源は、線形加速器を備える、項目３３に記載のシステム。
（項目３６）
前記上側ジョーは、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられる内向きの面を備え、前記下側ジョーは、垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられる内向きの面を備え、前記第１の角度は、前記第２の角度未満である、項目３３に記載のシステム。
（項目３７）
前記放射線ビームは、ビーム広がりと、焦線によって画定されるビーム境界とを有し、上側ジョーは、前記焦線および前記下側ジョーに沿って整合されていない内向きの面を備える、項目３３に記載のシステム。
（項目３８）
前記上側ジョーの内向きの面は、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられ、前記下側ジョーの内向きの面は、前記垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられ、前記焦線は、前記垂直軸に対して第３の角度で角度を付けられる、項目３７に記載のシステム。
（項目３９）
前記第１の角度は、前記第２の角度未満である、項目３８に記載のシステム。
（項目４０）
前記マグネトロンは、前記リニアック内で電子を加速させるためのＲＦエネルギーを提供するように構成され、前記マグネトロンはさらに、
中心空洞を含む１つ以上の空洞を有するリングアノードと、
前記リングアノードの中心空洞内に位置するカソードと
を備え、前記カソード支持体は、前記カソードを前記リングアノードに結合し、前記カソード支持体の縦軸は、前記ガントリの半径方向軸に沿って整合される、
項目１に記載のシステム。
（項目４１）
前記温度管理システムは、前記回転リングから生成される熱を前記固定フレームに伝達するように構成されている熱交換器の第１のセットと、前記固定フレームから外部ヒートシンクに前記熱を伝達するように構成されている熱交換器の第２のセットとを備える、項目１に記載のシステム。
（項目４２）
前記外部ヒートシンクは、閉ループ設備液体システムである、項目４１に記載のシステム。
（項目４３）
前記回転可能リングに搭載される第２のガントリと、前記第２のガントリ上に搭載されるｋＶシステムとをさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目４４）
前記ｋＶシステムは、ｋＶ放射線源と、前記ｋＶ放射線源のビーム経路内に配置される回転可能コリメータとを備え、前記回転可能コリメータは、前記ビームを遮断する第１の構成と、前記ビームを伝送する第２の構成とを有する、項目４３に記載のシステム。
（項目４５）
前記回転可能コリメータは、回転して前記第１の構成と第２の構成との間で遷移する、項目４４に記載のシステム。
（項目４６）
前記回転可能コリメータは、放射線遮断材料から作製されるシリンダと、前記シリンダの縦軸を横断する開口とを備え、前記第１の構成では、前記開口は、前記ビーム経路に沿って整合しておらず、前記第２の構成では、前記開口は、前記ビーム経路に沿って整合される、項目４５に記載のシステム。
（項目４７）
前記回転可能ガントリは、ボアを備え、前記ボアは、第１の部分と、第２の部分とを備え、第２の部分の直径は、第１の部分の直径を上回る、項目１に記載のシステム。
（項目４８）
少なくとも前記第２の部分の領域を照明するように構成されている画像プロジェクタをさらに備える、項目４７に記載のシステム。
（項目４９）
前記照明は、画像およびビデオのうちの１つ以上のものを備える、項目４８に記載のシステム。
（項目５０）
前記ボアの表面に沿って配置されるフレキシブルディスプレイをさらに備える、項目４７に記載のシステム。
（項目５１）
前記フレキシブルディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである、項目５０に記載のシステム。
（項目５２）
前記ボア内で音を出力するように構成されているオーディオデバイスをさらに備える、項目４７に記載のシステム。
（項目５３）
前記ボアの第２の部分を通して空気流を指向するように構成されている空気流デバイスをさらに備える、項目４７に記載のシステム。
（項目５４）
前記ボア内の患者の眼球位置および視線のうちの１つ以上のものを検出するように構成されている光学眼球追跡装置と、前記眼球位置および前記視線を使用して、前記照明を変化させるように構成されているプロセッサとをさらに備える、項目５０に記載のシステム。
（項目５５）
放射線療法システムであって、
回転可能ガントリであって、前記回転可能ガントリは、患者領域を備えており、患者プラットフォーム上で患者を受容し、放射線源からビームを出力するように構成されている、回転可能ガントリと、
前記患者領域中で前記患者を特定するように構成されている患者場所システムと、
前記患者領域中に配置されるマイクロホンアレイおよびスピーカアレイと、
前記患者場所システムを使用して患者の耳を特定するように、かつ前記マイクロホンアレイおよび前記耳の場所を使用して雑音消去信号を生成するように構成されているプロセッサであって、前記スピーカアレイは、前記雑音消去信号を出力するように構成されている、プロセッサと
を備える、システム。
（項目５６）
前記マイクロホンアレイおよびスピーカアレイは、前記ガントリの端部内に配置される、項目５５に記載のシステム。
（項目５７）
放射線療法システムのための雑音消去の方法であって、
放射線療法システムの患者治療エリア内に配置される患者の耳の場所データを受信することと、
マイクロホンアレイを使用して、前記放射線療法システムから生成される雑音を受信することと、
前記耳の場所データおよび前記受信された雑音を使用して、雑音消去信号を生成することと、
スピーカアレイから前記消去信号を出力することと
を含む、方法。
（項目５８）
前記患者を撮像し、前記耳の場所データを生成することをさらに含む、項目５７に記載の方法。
（項目５９）
放射線療法患者を処理する方法であって、
位置合わせ室内に配置される位置合わせシステムを使用して、第１の患者の身体を第１の患者プラットフォームに位置合わせすることと、
前記位置合わせ室から放射線療法室へ前記第１の患者プラットフォーム上の前記第１の患者の身体を移動させることと、
前記第１の患者プラットフォームを前記放射線療法室内に配置される放射線療法システムにドッキングすることであって、前記ドッキングすることは、前記第１の患者プラットフォームを前記放射線療法システムの患者治療領域の中へ移動させることを含む、ことと、
前記放射線療法システムを使用して、前記第１の患者を治療することと
を含む、方法。
（項目６０）
放射線療法システムを動作させる方法であって、
放射線療法システムを提供することであって、前記放射線療法システムは、回転可能ガントリと、前記ガントリの患者領域中に配置されており、前記ガントリに対して移動するように構成されている患者プラットフォームと、前記ガントリに搭載されるコリメータであって、前記コリメータは、複数のガントリ角度から開閉するように構成されている複数のリーフを備える、コリメータと、前記コリメータに結合される放射線源とを備える、ことと、
開放リーフのセットと、対応するガントリ角度とを備える、患者の治療計画を受信することと、
前記放射線源および前記治療計画を使用して、前記コリメータから放射線ビームを出力することと、
前記治療計画を使用して、前記患者プラットフォームおよびガントリのうちの１つ以上のものの速度を変動させることと
を含む、方法。
（項目６１）
患者身体構造を特定する方法であって、
放射性基準を患者の外部に結合することであって、前記放射性基準は、患者身体構造に対応する、ことと、
前記放射性基準および患者プラットフォームに結合される前記患者を特定することと、
前記放射性基準の場所を使用して、前記患者身体構造を前記患者プラットフォームに位置合わせすることと
を含む、方法。
（項目６２）
前記放射性基準は、ヒドロゲルを含む、項目６１に記載の方法。
（項目６３）
前記放射性基準は、約５００キロボルト点源である、項目６１に記載の方法。
（項目６４）
患者身体構造を位置付ける方法であって、
患者の着目内部領域を特定することと、
放射性基準を前記着目領域に埋め込むことと、
前記放射性基準と患者プラットフォームに結合される患者とを特定することと、
前記放射性基準の場所を使用して、前記着目領域を前記患者プラットフォームに位置合わせすることと
を含む、方法。
図１Ａ－１Ｃは、放出誘導型放射線療法システムの変形例の例証的描写である。図１Ａは、ガントリおよび患者プラットフォームの変形例の斜視図である。 図１Ａ－１Ｃは、放出誘導型放射線療法システムの変形例の例証的描写である。図１Ｂは、図１Ａのガントリおよび患者プラットフォームの断面図を描写する。 図１Ａ－１Ｃは、放出誘導型放射線療法システムの変形例の例証的描写である。図１Ｃは、図１Ａのガントリおよび患者プラットフォームの別の斜視図を描写する。 図２は、ガントリの変形例の例証的断面図である。 図３Ａは、放射線療法システムで使用され得る、通信インターフェースの一変形例のブロック図表現である。 図３Ｂは、ガントリの変形例の断面図である。 図３Ｃは、ガントリのブロック図である。 図３Ｄは、ガントリの変形例の概略側面図を描写する。 図３Ｅは、ガントリの変形例のためのスリップリングの正面図を描写する。 図３Ｆは、ガントリの変形例の概略側面図を描写する。 図３Ｇは、ガントリの一変形例のための回転子および固定子要素の正面図を描写する。 図４Ａ－４Ｂは、線形加速器（リニアック）の変形例の例証的描写である。図４Ａは、リニアックの変形例の断面図である。 図４Ａ－４Ｂは、線形加速器（リニアック）の変形例の例証的描写である。図４Ｂは、図４Ｂのリニアックの分解斜視図を描写する。 図４Ｃは、リニアックおよび搭載アセンブリを伴うガントリの一変形例の斜視図である。 図４Ｄは、リニアック位置調節アセンブリの一変形例の上面図である。 図４Ｅは、リニアック位置調節アセンブリの一変形例の側面図である。 図４Ｆは、ＭＶ検出器、搭載アセンブリ、および位置調節アセンブリを伴うガントリの一変形例の斜視図である。 図４Ｇ－４Ｈは、図４ＦのＭＶ検出器および位置調節アセンブリの斜視図および分解斜視図を描写する。 図４Ｇ－４Ｈは、図４ＦのＭＶ検出器および位置調節アセンブリの斜視図および分解斜視図を描写する。 図４Ｉ－４Ｊは、ＭＶ位置調節アセンブリの種々の構成を描写する。 図４Ｉ－４Ｊは、ＭＶ位置調節アセンブリの種々の構成を描写する。 図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ａは、ガントリの回転可能リングからガントリの固定フレームまでの熱伝達または冷却経路の一変形例を表すブロック図である。 図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ｂは、温度管理システムの一変形例を伴うガントリの正面図である。 図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ｃは、図５Ｂのガントリの側面図である。 図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ｄは、図５Ｂのガントリの斜視図である。 図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ａ－５Ｅは、回転可能ガントリと併用され得る、温度管理システムの一変形例の例証的描写である。図５Ｅは、図５Ａのガントリの別の斜視図である。 図６Ａ－６Ｂは、ガントリのいくつかの他の変形例の例証的描写である。図６Ａは、ガントリの断面側面図である。 図６Ａ－６Ｂは、ガントリのいくつかの他の変形例の例証的描写である。図６Ｂは、図６Ａのガントリの部分切断斜視図である。 図７は、放射線療法システムの変形例の例証的断面図である。 図８Ａは、ガントリの正面図である。 図８Ｂは、図８Ａのガントリ上に搭載された放射線ビーム経路およびビーム成形構成要素の一変形例の断面正面図である。 図８Ｃは、図８Ｂの放射線ビーム経路およびビーム成形構成要素の概略断面図である。 図８Ｄは、図８Ｂの放射線ビーム経路およびビーム成形構成要素の接写図である。 図８Ｅは、上側ジョーの異なるオフセット値に関するｙ軸放射線量またはフルエンスプロファイルのプロットである。 図８Ｆは、曲線レール上に搭載されたビーム成形構成要素の一変形例を描写する。 図９Ａ－９Ｂは、マグネトロンの変形例の例証的描写である。図９Ａは、マグネトロンの側面図である。図９Ｂは、図９Ａのガントリおよびマグネトロンの断面側面図である。 図１０は、コリメータタイミング図の変形例の例証的描写である。 図１１は、ビーム変換器の変形例の例証的描写である。 図１２は、放射線療法システムのための患者ワークフローの変形例の例証的概略図である。 図１３Ａは、ｋＶ ＣＴガントリリングの一変形例を描写する。 図１３Ｂは、ｋＶ撮像システムのためのｋＶ放射線源コリメータの一変形例を描写する。 図１３Ｃは、図１３ＢのｋＶ放射線源コリメータの斜視分解図である。 図１４Ａは、ｋＶ放射線源コリメータの第１の構成の断面図である。図１４Ｂは、図１４ＡのｋＶ放射線源コリメータの第２の構成の断面図である。 図１５Ａは、ディスクを備える回転可能リングによって持続される力を図式的に描写する。図１５Ｂは、ドラム構造を備える回転可能リングによって持続される力を図式的に描写する。 図１６Ａは、ドラム構造を備える回転可能ガントリの一変形例を描写する。 図１６Ｂは、ドラム構造を備える回転可能リングの一変形例の概略正面図（左側）および側面図（右側）を描写する。 図１６Ｃは、ドラム構造を備える回転可能ガントリの一変形例の概略正面図を描写する。 図１６Ｄは、ディスクを備える回転可能リングの一変形例の概略正面図（左側）および側面図（右側）を描写する。 図１６Ｅは、ディスクを備える回転可能ガントリの一変形例の概略側面図を描写する。 図１７Ａは、放射線療法システムの一変形例の後側斜視図を描写する。 図１７Ｂは、放射線療法システムの一変形例の側面図を描写する。
概して、本明細書では、放出誘導型高エネルギー光子送達のためのシステム、デバイス、および方法が説明される。いくつかの変形例では、本システム、デバイス、および方法は、放射線量を患者の所望の領域に（例えば、治療線量を患者腫瘍に）送達するために使用されてもよい。概して、本明細書に説明される放射線療法システムは、回転可能リングが約１０ＲＰＭ～約７０ＲＰＭで回転するように回転機構を介して固定フレームに結合される、回転可能リングを備える、ガントリと、回転可能リング上に搭載される放射線源（例えば、ＭＶ Ｘ線源）と、回転可能リング上に搭載される１つ以上のＰＥＴ検出器とを備えてもよい。回転可能リング上に搭載される放射線源は、放射線量を患者に送達してもよく、回転可能リング上に搭載されるＰＥＴ検出器は、ＰＥＴ事象を検出してもよい。放射線源およびＰＥＴ検出器は、同一平面上にあり得（例えば、両方とも回転可能リング上に搭載され、放射線源のビーム平面がＰＥＴ検出器の検出平面と同一平面上であるように配列される）、ＰＥＴ検出器は、治療放射線ビーム経路を交差することを回避するように配列されてもよい。放射線療法システムは、ガントリを通して延在する縦方向ボアまたはチャネルを備える、患者治療エリアを備えてもよい。いくつかの変形例では、回転リングは、第１の通信インターフェースを備えてもよく、固定フレームは、第２の通信インターフェースを備えてもよい。これらの実施例のうちのいくつかでは、第１および第２の通信インターフェースは両方とも、リングが回転している間にその間でデータを伝送および受信するように構成されてもよい。
いくつかの変形例では、ガントリは、回転可能リングの運動に起因して生成される任意の熱を放散するように構成される、温度管理システムを備えてもよい。温度管理システムは、熱交換器および導管の２つのセットを備えてもよく、第１のセットは、回転ガントリからの熱を固定フレームに伝達するように構成されてもよく、固定フレーム上に位置する第２のセットは、固定フレームからの熱を外部熱システム（例えば、閉ループ設備液体システム）に伝達するように構成されてもよい。例えば、第１のセットは、強制空気熱交換器および／または放射熱交換器を備えてもよく、第２のセットは、外部熱システムの外部冷蔵流体に結合される熱交換器を備えてもよい。
いくつかの変形例では、放射線療法システムはさらに、ガントリの回転可能リング上に搭載される放射線源を備えてもよい。例えば、放射線源は、線形加速器（リニアック）と、半径方向搭載型マグネトロンとを備えてもよい。マグネトロンのカソード支持体は、ガントリに対して半径方向に配向されてもよい。代替として、放射線源は、リニアックと、クライストロンとを備えてもよい。放射線療法システムの放射線ビームパルス繰り返し率は、電子ビーム銃の電子注入率または長さに対して、放射線源（例えば、マグネトロンまたはクライストロン）によって生成される高周波（ＲＦ）パルスのパルス繰り返し率または長さを変動させることによって、変動され得る。いくつかの変形例では、リニアックは、第１の搭載アセンブリを使用して、回転可能ガントリに搭載されてもよく、リニアックにわたって配置される放射線遮蔽は、第１の搭載アセンブリから分離している第２の搭載アセンブリを使用して、ガントリに搭載されてもよい。いくつかの変形例では、第２の搭載アセンブリは、第１の搭載アセンブリに直接接触しない、および／または第１の搭載アセンブリおよび第２の搭載アセンブリは、空隙によって分離されてもよい。
他の変形例では、１つ以上のコリメート要素が、放射線ビーム経路内に位置してもよい。例えば、放射線療法システムは、第１の軸または寸法（例えば、ｙ軸または幅）に沿って放射線ビームを成形するように構成される、上側ジョーと、第１の軸または寸法に直交する第２の軸または寸法（例えば、ｘ軸または長さ）に沿って放射線ビームを成形するように構成される、マルチリーフコリメータと、第１の軸または寸法に沿って放射線ビームを成形するように構成される、下側ジョーとを備えてもよい。１つ以上のコリメート要素に対するリニアックの位置は、遠隔制御され得る、モータ（例えば、アクチュエータ）によって調節されてもよい。例えば、放射線療法システムは、部屋またはバンカの中にあってもよく、異なる部屋（例えば、制御室）内に位置するオペレータは、リニアックに結合されるモータを制御することによって、リニアックの位置を調節することが可能であり得る。随意に、放射線療法システムは、治療放射線源（例えば、ＭＶ Ｘ線源）に加えて、回転可能リング上に搭載される撮像放射線源（例えば、ｋＶ Ｘ線源）を備えてもよく、撮像放射線源は、治療セッションの直前、および／または間、および／または後に、患者の画像を取得するように構成されてもよい。撮像放射線源および治療放射線源は、（撮像放射線源によって生成される放射線ビームが、治療放射線源と同一平面上ではないように）ガントリボアの長さに沿った異なる縦方向場所に位置する、または（撮像放射線源によって生成される放射線ビーム平面が、治療放射線源によって生成される放射線ビーム平面と同一平面上であるように）同一の縦方向場所に位置してもよい。いくつかの変形例では、撮像放射線源および治療放射線源が、別個のリニアックと、放射線源と、電子注入器と、ビーム変換器アセンブリとを有してもよい一方で、他の変形例では、撮像放射線源および治療放射線源は、同一のリニアックと、放射線源と、電子注入器と、ビーム変換器アセンブリとを有してもよい。
本システムのいくつかの変形例では、回転可能ガントリを有する放射線療法デバイスは、小さい空間内の閉じ込めに起因する患者不快感（例えば、閉所恐怖症）を低減させるように構成される、ボアを備えてもよい。ある場合には、患者は、閉所恐怖症を回避するように、かつ患者プラットフォーム上の患者移動を限定するように、治療中に鎮静状態であり得る。しかしながら、鎮静作用は、危険をもたらし、高齢者、進行疾患がある患者、および／または薬剤を服用している患者等の一部の患者群にとって望ましくない場合がある。本明細書に説明されるような放射線療法デバイスは、閉じ込めに関連する患者快適性を促進し、放射線療法処置を受容するためにより長い周期にわたって動かないままであるように患者を促し得、鎮静剤の使用を低減させることに役立ち得る。いくつかの変形例では、ボアは、患者の不安を低減させるために拡大空間をシミュレートするオーディオ／視覚感覚合図を伴って、ボアの端部に向かって直径が増加してもよい（すなわち、可変直径ボアまたは段階的ボア）。いくつかの変形例では、回転可能ガントリは、筐体内に封入されてもよい。筐体は、患者のために定寸される縦方向チャネルまたはボアを備えてもよい。チャネルまたはボアは、一方の端部上で開放し、反対端部上で閉鎖されてもよい（例えば、閉鎖ボア）、または両端上で開放してもよい（例えば、開放ボア）。患者の快適性はさらに、患者が送達システム内にいる間に患者にわたって空気流を提供することによって、増進されてもよい。
本明細書に開示される放射線療法システムはまた、患者用寝台が領域を通して移動すると、治療放射線源が患者治療領域の周囲で回転する、断層撮影方法で使用されてもよい。これは、Ｘ線照射の螺旋または渦巻パターンを提供してもよい。いくつかの方法では、患者治療エリアに向かって指向される放射線は、強度変調されてもよく、例えば、各ガントリ角度および各寝台位置における放射線ビームの強度は、変動し得る。例えば、より高いレベルの変調が治療計画によって要求されるとき、ガントリおよび／または患者プラットフォームは、減速してもよく、より少ない変調が要求されるとき、ガントリおよび／または患者プラットフォームは、速度を増加させてもよい。
Ｉ． システム
ガントリ
概して、本明細書に説明されるシステムは、固定フレームと、回転機構を介して固定フレームに結合される回転可能リングとを有する、ガントリと、回転可能リング上に搭載される治療放射線源（例えば、ＭＶ Ｘ線源）と、回転可能リング上に搭載される１つ以上のＰＥＴ検出器とを備えてもよい。放射線療法システムはまた、治療放射線源の反対側で回転可能リング上に搭載されるＭＶ検出器を備えてもよい。治療放射線源から放出されるビームは、望ましくあり得るように、１つ以上のジョー、および／またはマルチリーフコリメータ（例えば、バイナリマルチリーフコリメータ）、および／または付加的コリメータまたはジョー等の任意の数のビーム成形構成要素によって、成形されてもよい。回転機構は、約１０ＲＰＭ～約７０ＲＰＭでリングを回転させることが可能である、スリップリングと、ドライブトレインとを備えてもよい。回転可能リングは、ガントリを通したボアまたはチャネルを備え得る、患者治療エリアを中心として回転してもよい。ガントリは、ガントリボアまたはチャネルに対応する筐体ボアまたはチャネルを有し得る、筐体内に封入されてもよい。ガントリ筐体は、患者とガントリとの間の機械的および／または視覚的障壁であってもよい。
放射線療法システムはまた、患者治療エリアの中および外に患者を移動させるように構成される、患者プラットフォームを備えてもよい。ガントリのボアまたはチャネル内の患者プラットフォームの位置、患者治療エリアの周囲の放射線源（治療放射線源であり得る）の位置（例えば、ガントリボアまたはチャネルの周囲の放射線源の円周方向場所）、および放射線源からの放射線パルスは、所望の線量が患者の所望の領域（例えば、腫瘍領域）に送達されるように、コントローラによって時期決定されてもよい。いくつかの変形例では、回転可能リングは、１つ以上の方向（例えば、時計回りおよび／または反時計回り）に連続的に３６０度回転するように構成されてもよい一方で、他の変形例では、回転可能リングは、１つ以上の方向に３６０度未満回転する（例えば、時計回りに約２７０度および反時計回りに約２７０度回転する、時計回りに垂直軸から約１５０度および反時計回りに垂直軸から約１３５度回転する、時計回りに垂直軸から約１８０度および垂直軸から約１５０度回転する等）ように構成されてもよい。
１つ以上のＰＥＴ検出器は、回転可能リングの円周の少なくとも一部（例えば、内周、外周、または内周と外周との間の任意の場所）に沿って搭載されてもよい。ボアまたは患者エリアの長さに対するＰＥＴ検出器の場所は、ＭＶまたは治療放射線源およびＭＶ検出器の場所と同一（例えば、回転リングの同一の「スライス」上）であり得る。すなわち、治療放射線源によって放出される放射線ビームは、ＰＥＴ検出器と同一の平面上にあってもよい。ＰＥＴ検出器は、放射線ビーム経路と交差することを回避するように配列されてもよく、代わりに、ＭＶ検出器は、治療放射線ビーム経路内に位置してもよい。いくつかの変形例では、ＰＥＴ検出器は、リングの円周のサブセット（例えば、１８０度）に及んでもよい。例えば、ＰＥＴ検出器の第１のアレイは、リングの円周の約２５％の長さを有する、回転可能リングの第１の区画または長さの上に搭載されてもよく、ＰＥＴ検出器の第２のアレイは、リングの円周の約２５％の長さを有するリングの第２の区画または長さの上に搭載されてもよい。本変形例では、ＰＥＴ検出器によって被覆されるリング円周の一部は、円周の約５０％である。ＰＥＴ検出器の第１および第２のアレイは、相互の略反対（例えば、ＰＥＴ検出器アレイのそれぞれの中心が相互から約１８０度であるように、相互から正反対）に位置してもよい、または代替として、ＰＥＴ検出器の第１のアレイは、それらが相互の反対ではない（例えば、ＰＥＴ検出器アレイのそれぞれの中心が相互から約１８０度未満、例えば、約４５度、約９０度、または約１２０度、または約１５０度等である）ように、ＰＥＴ検出器の第２のアレイからオフセットされてもよい。ＰＥＴ検出器が回転リングの治療放射線源と同一の平面または「スライス」上にない（すなわち、ＰＥＴ検出器が治療放射線源と同一平面上ではない）、変形例では、ＰＥＴ検出器は、リングの円周全体（例えば、３６０度）に及んでもよい。
図１Ａ－Ｂは、筐体（１０３）内に封入されたガントリ（１０２）と、ガントリのボア（１０５）内の患者治療エリア（１０４）と、患者プラットフォーム（１０６）とを備える、放射線療法システム（１００）（放出誘導型放射線療法システムであり得る）の一変形例を描写する。ガントリ（１０２）は、固定フレーム（１０８）と、固定フレーム（１０８）に対して約１０ＲＰＭ～約７０ＲＰＭで時計回りまたは反時計回りに連続的に３６０度回転するように構成され得る（例えば、連続的に回転する）、回転可能リング（１１０）とを備える、円形ガントリ等の回転可能ガントリであってもよい。筐体（１０３）は、患者プラットフォーム（１０６）がボア（１０５）の中および外に前進され得るように、概して、ガントリ（１０２）の輪郭を辿る形状を有してもよい。筐体（１０３）の内部容積内に封入され、図１Ｂに描写される、放射線療法システム（１００）はさらに、ボア（１０５）に沿った第１の縦方向場所において回転リング（１１０）上に搭載される線形加速器（リニアック）（１１４）等の治療Ｘ線源または放射線源（１１２）と、ボア（１０５）に沿った第２の縦方向場所において回転リング（１１０）上に搭載される撮像Ｘ線源または放射線源（１１６）とを備えてもよい。本変形例では、撮像放射線源（１１６）によって生成される放射線ビームは、治療放射線源（１１２）によって生成される放射線ビームと同一平面上ではない場合がある。ボア（１０５）の長さ（１０１）は、約１２０ｃｍ～約２１０ｃｍであってもよい。いくつかの変形例では、ボア（１０５）の長さ（１０１）は、約１８５ｃｍであってもよい。ボア（１０５）の直径は、約６０ｃｍ～約１２０ｃｍであってもよい。いくつかの変形例では、ボア（１０５）の直径は、約８５ｃｍであってもよい。患者プラットフォーム（１０６）は、延在長（１０９）が約１５０ｃｍ～２５０ｃｍであり得るように、プラットフォーム基部（１０７）から延在するように構成されてもよい。いくつかの変形例では、延在長（１０９）は、約１９０ｃｍであってもよい。筐体（１０３）は、約２２０ｃｍ～約２８０ｃｍの高さ（１３０）を有してもよい。いくつかの変形例では、筐体（１０３）は、約２５０ｃｍの高さを有してもよい。筐体（１０３）は、約２２５ｃｍ～３２５ｃｍの幅（１３２）を有してもよい。いくつかの変形例では、筐体（１０３）は、約２７６ｃｍの幅（１３２）を有してもよい。筐体（１０３）は、約１２０ｃｍ～２３０ｃｍの長さを有してもよい。いくつかの変形例では、筐体（１０３）は、約１８５ｃｍの長さを有してもよい。ガントリと、患者プラットフォームとを含む、放射線療法システム（１００）の長さ（１３４）は、約４００ｃｍ～約５００ｃｍであってもよい。いくつかの変形例では、放射線療法システム（１００）の長さ（１３４）は、約４３９ｃｍであってもよい。いくつかの変形例では、深度（例えば、ピット）は、ボア（１０５）の軸がシステム（１００）の底部から約１１０ｃｍであるようなものであってもよい。いくつかの変形例では、深度は、約１０ｃｍ～６０ｃｍであってもよい。いくつかの変形例では、深度は、約３２ｃｍであってもよい。
放射線療法システム（１００）はまた、回転リング（１１０）上に搭載される１つ以上のＰＥＴ検出器を備えてもよい。例えば、図１Ｃに描写されるように、システム（１００）は、回転リングの円周（例えば、内周）の第１の長さ（１１９）に沿って搭載されるＰＥＴ検出器の第１のアレイ（１１８）と、回転リングの円周（例えば、内周）の第２の長さ（１２１）に沿って搭載されるＰＥＴ検出器の第２のアレイ（１２０）とを備えてもよい。第１のアレイ（１１８）は、第２のアレイの真向かいに（例えば、そこから１８０度）位置してもよい。第１および第２のアレイの長さは、同一であり得る、または異なり得る。図１Ｃの変形例では、第１および第２のアレイの長さは、同一であり、それぞれは、回転リング（１１０）の内周の約２５％である長さを有してもよい。第１のアレイ（１１８）（および第２のアレイ（１２０））によって占有される円弧は、約９０度の角度掃引を有してもよいが、任意の所望の角度掃引（例えば、約４５度～約１８０度、約６０度、約７５度、約１２０度、約１３５度、約１４０度、約１５０度、約１５５度等）を有してもよい。他の変形例では、ＰＥＴ検出器（１１８、１２０）は、治療放射線源および治療放射線源の反対側に位置するＭＶ検出器によって占有され得る円周の部分を除いて、リングの円周の全長の周囲に配列されてもよい。いくつかの変形例では、回転可能リング上に搭載される１つ以上のＰＥＴ検出器アレイまたはモジュールは、治療放射線源によって放出される放射線ビームと同一平面上にあり得、それぞれ、それらが回転すると、放射線療法ビームラインと同一平面上であることに適合する（すなわち、ＰＥＴ検出器アレイまたはモジュールが治療ビーム経路内に位置しない）ように、方位角によって約２５％被覆率（例えば、ともに５０％被覆率）を提供してもよい。すなわち、各アレイは、回転可能ガントリの全角度掃引の約２５％を被覆してもよい。（すなわち、ボアの長さに沿った）ＰＥＴ検出器アレイまたはモジュールの幅は、少なくとも部分的に、ＰＥＴ事象（例えば、放出経路）の取得および検出を促進することに役立つように選択されてもよい。例えば、ＰＥＴ検出器アレイまたはモジュールの幅は、約４ｃｍ～約２０ｃｍであってもよい。いくつかの変形例では、ＰＥＴ検出器アレイまたはモジュールの幅は、約５ｃｍであってもよい。
代替として、ＰＥＴ検出器アレイは、治療放射線源および／またはＭＶ検出器から別個のリングまたはガントリ上に位置してもよい。いくつかの変形例では、ＰＥＴ検出器リングまたはガントリが、回転不可能であり得る一方で、他の変形例では、ＰＥＴ検出器リングまたはガントリは、回転可能であり得る。回転可能ＰＥＴ検出器リングまたはガントリは、治療放射線源リングまたはガントリと協調または同期して回転してもよい。例えば、ＰＥＴリングまたはガントリは、ガントリのうちの一方を回転させることが他方の回転を引き起こすように、治療放射線源リングまたはガントリに機械的に搭載されてもよい。代替として、ＰＥＴリングまたはガントリは、治療放射線源リングまたはガントリとは別個に回転可能であり得る。例えば、運動コントローラは、望ましくあり得るように、２つのガントリまたはリングをともに、または別個に回転させてもよい。
随意に、治療放射線源に加えて、放射線療法システムは、回転可能リング上に搭載されるｋＶ Ｘ線源または撮像放射線源と、ｋＶ Ｘ線源または撮像放射線源の反対側で同様に回転可能リング上に位置するｋＶ Ｘ線検出器とを備えてもよい。ｋＶ Ｘ線源または撮像放射線源からの放射線が、第１の平面に沿って放出されてもよい一方で、治療放射線源からの放射線は、第２の平面に沿って放出されてもよい。第１の平面および第２の平面は、同一平面上ではない場合がある。例えば、撮像放射線源が、ガントリを通して延在するボアまたはチャネルの第１の縦方向場所において回転可能リング上に搭載されてもよい一方で、治療放射線源は、ボアまたはチャネルの第２の縦方向場所において回転可能リングに搭載されてもよい。撮像放射線源および治療放射線源が搭載される回転可能リングは、ともに（例えば、同期して）回転する、または独立して回転する（例えば、一方のガントリの回転が他方のガントリの回転から分離している）ように構成され得る、同一または異なる回転可能リングであってもよい。第１および第２の平面は、相互と略平行であり得る、または相互に対してゼロではない角度にあってもよい。他の変形例では、第１および第２の平面は、同一平面上であり得る。例えば、撮像放射線源は、ボアまたはチャネルの治療放射線源と同一の縦方向場所において搭載されてもよい。代替として、または加えて、放射線を用いて患者領域を治療するために、および画像または線量再構築に使用され得るデータを提供することに役立つために使用され得る、単一のＸ線源または放射線源が存在し得る。放射線療法システムは、ｋＶまたは撮像放射線源の反対側で回転可能リング上に搭載されるｋＶ検出器を備えてもよい。ｋＶ検出器からのデータは、放射線療法システム内で患者の位置を合わせる、および／または患者の解剖学的画像を生成するために使用されてもよい。ＭＶ放射線源は、治療放射線源として説明され得るが、ＭＶ放射線源からの照射の結果として取得されるデータは、画像および／または線量マップの算出および生成において使用され得ることを理解されたい。治療放射線源は、任意のタイプの電離放射線、例えば、光子放射線（例えば、Ｘ線およびガンマ線）および／または粒子放射線（例えば、電子、陽電子、中性子、炭素イオン、アルファ粒子、およびベータ粒子）であってもよい。
放射線療法システムは、ガントリと通信するコントローラを備えてもよい。コントローラは、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のプロセッサと通信する１つ以上の機械可読メモリとを備えてもよい。コントローラは、有線または無線通信チャネルによってガントリに接続されてもよい。コントローラは、ガントリと同一の部屋またはバンカの中に位置してもよい、またはガントリと異なる部屋またはバンカの中に位置してもよい。いくつかの変形例では、コントローラは、ガントリ上に位置してもよく、例えば、ガントリの固定フレーム上に搭載されてもよい。コントローラは、寝台の移動をガントリの回転（例えば、速度）と協調させ、放射線源をアクティブ化し、コリメータリーフ／ジョーを開放または閉鎖し、コリメータリーフ／ジョーの位置を検出し、陽電子放出経路を検出し、患者に印加されるＭＶ放射線を検出し、検出されたＭＶ放射線データに基づいて送達される線量を算出し、治療計画データ、限定されないが、ＭＲＩ、ＣＴ、超音波等を含む、他の画像診断法からの解剖学的データを記憶するように構成されてもよい。固定フレームと回転リングとの間のデータおよびコマンド信号の転送は、リングが回転している間に信号を連続的に伝送するように構成される、１つ以上の通信インターフェースによって促進されてもよい。ＰＥＴ検出器によって収集されるリアルタイム陽電子放出データおよび／またはガントリ回転データ（例えば、速度）および／またはガントリ位置データ（例えば、ガントリ角度）は、１つ以上の通信インターフェースを横断してコントローラに伝送されてもよい。コントローラは、例えば、リングの回転速度を調節すること、治療放射線源にわたって配置されるマルチリーフコリメータのあるリーフを開放または閉鎖することによって、および／または治療放射線パルスのタイミングを調節することによって、治療計画を更新するために、そのようなデータを使用してもよい。
回転可能リングおよび固定フレーム
概して、本明細書に説明されるシステムは、位置の偏移を引き起こし得る、高速回転リング（例えば、約５０ＲＰＭ、約６０ＲＰＭ、約７０ＲＰＭ）の振動および／または求心力の影響を低減させることに役立ち得る、取付または搭載アセンブリを備える、ガントリを備えてもよい。例えば、約６０ＲＰＭまたはそれを上回って回転するリング上に搭載される構成要素は、より遅い速度（例えば、約１０ＲＰＭ、約２０ＲＰＭ）において回転するリング上よりも大きいレベルの求心力を受け得る。放射線源、種々の検出器（例えば、ＭＶ検出器、ｋＶ検出器、ＰＥＴ検出器）、およびマルチリーフコリメータ、ジョー、リニアック、および全ての支持構造等の回転可能リング上に搭載される構成要素は、約２トンの総重量を有してもよい。約６０ＲＰＭの速度において約１．４メートルの直径を有するリング上で２トンを回転させることは、リング自体の上で偏向を引き起こし得る力を生成して得、また、リング搭載型構成要素の確実な機能に影響を及ぼし得る力を生成し得る。本明細書に説明される放射線療法システムの種々の構成要素およびサブシステムは、これらの力の影響を軽減することに役立つための特殊マウントアセンブリおよび／または配列および／または配向を備えてもよい。いくつかの変形例では、ガントリはまた、偏移する、または放射線療法システムの他の構成要素（例えば、マルチリーフコリメータ、ジョー、検出器）と不整合になる場合に、放射線源の位置調節を促進するためのモータまたはアクチュエータを備えてもよい。いくつかの放射線療法システムは、本明細書に説明される構成要素の全てを備えてもよいが、いくつかの変形例は、所望され得るように、これらの構成要素のサブセットを備え得ることを理解されたい。
いくつかの放射線療法システムは、回転可能リングと、固定フレームとを備える、連続回転ガントリを備えてもよい。ガントリは、１つ以上の方向に３６０度またはそれを上回って回転するように構成されてもよい（例えば、反時計回りに３６０度またはそれを上回って、および／または時計回りに３６０度またはそれを上回って回転することが可能である）。連続回転ガントリは、従来型モータおよび結合駆動システムから、または統合回転子および固定子設計から、その回転力を受容してもよい。例えば、連続回転ガントリは、回転可能リング上に位置する、１つ以上の埋込磁気または誘導要素を備えてもよい。ガントリの固定フレームは、埋込誘導要素または磁気要素を備えてもよい。本配列では、回転可能リングは、回転子が回転システムの固定子に対して回転すると、類似様式で固定フレームに対して回転してもよい。病変または標的領域が治療放射線送達に対して位置する時間からの待ち時間を短縮するために、本システムは、従来型放射線療法システムよりもはるかに高い速度において治療放射線源および送達ハードウェアを回転させてもよい。放射線療法システムは、軸受を支持する同一の構造の中に統合される、回転子および固定子要素を備えてもよく、これは、ガントリが最大約７０ＲＰＭ（例えば、少なくとも約５０ＲＰＭ、約６０ＲＰＭ等）まで数トンのハードウェアを連続的に（例えば、３６０度）回転させることに役立ち得る。
図２は、回転可能リング（２０２）と、固定フレーム（２０４）とを備える、ガントリ（２００）の一変形例の断面概略図である。回転可能リング（２０２）は、埋込磁気または誘導要素（２１４）であり得る、１つ以上の回転子要素を有する、アーム（２０６）を備えてもよい。回転子要素は、リングアーム（２０６）または回転可能リング（２０２）の筐体内に封入されてもよい。例えば、埋込磁気または誘導要素は、鋼鉄に封入された希土類磁石および／または電磁石および／またはコイルを備えてもよい。回転可能リング（２０２）の円周の周囲に配置された複数の回転子要素（２１４）、例えば、３、４、５、７、８、１０、１２、１５、１９、２０、２４、２５、２８、３０、５０、６４、７５、１００、１２５、１２８、１３５、１５０、１７５、２００、２５６個等が存在し得る。いくつかの変形例では、回転子要素（２１４）は、回転可能リング（２０２）の周囲に均等に分配されてもよい。固定フレーム（２０４）は、玉軸受アセンブリ（２１０）を介してリングアーム（２０６）と回転可能に係合するように構成されるアーム（２０８）を備えてもよい。玉軸受アセンブリ（２１０）は、軸受筐体または軸受板（２１１）によって少なくとも部分的に封入および固着されてもよい。１つ以上の固定子要素または駆動モータ（２１２）は、リングアーム（２０６）上の封入または埋込回転子要素（２１４）に近接近している場所においてフレームアーム（２０８）上に搭載されてもよく、駆動モータと回転子要素との間の空間または間隙（例えば、駆動モータと回転子要素筐体との間の間隙）が存在し得る。随意に、駆動モータ（２１２）は、軸受筐体または板（２１１）内に統合される、または埋め込まれてもよい。いくつかの変形例では、モータ（２１２）は、約２０秒以内に静止から約６０ＲＰＭまで約３，４００ｋｇ＊ｍ２の慣性を伴って回転可能リングに原動力を及ぼすように構成される、誘導モータであってもよい。モータ（２１２）のアクティブ化は、次いで、封入または埋込回転子要素（２１４）上に磁力を印加し、回転可能リング（２０２）の回転を引き起こすための原動力を生成する、磁場をアーム（２０８）内で誘導してもよい。固定フレーム（２０４）に対するリング（２０２）の回転は、玉軸受アセンブリ（２１０）によって支持されてもよい。玉軸受アセンブリ（２１０）は、回転子要素（２１４）と駆動モータまたは固定子要素（２１２）との間のインターフェースに隣接して、リングアーム（２０６）とフレームアーム（２０８）との間に位置してもよい。例えば、玉軸受筐体（２１１）は、陥凹を有してもよく、リングアーム（２０６）は、対応する陥凹を有してもよく、玉軸受アセンブリ（２１０）は、陥凹によって形成される空洞内に位置してもよい。いくつかの変形例では、固定子要素は、（図３Ｇにも描写される）リング状バンド内に配列される複数の個々のコイルを備えてもよい。玉軸受アセンブリ（２１０）、リングアーム（２０６）、およびフレームアーム（２０８）の構成要素の間の機械的接触は、構成要素の間の摩擦を低減させるための１つ以上の潤滑剤および／または表面改質剤を備えてもよい。随意に、玉軸受アセンブリ（２１０）および／または玉軸受筐体または板（２１１）の、および／またはフレームアーム（２０８）と固定フレーム（２０４）との間のある溶接継手は、フレームおよび回転ガントリ偏向を低減させることに役立つように省略または削減されてもよく、これは、要求される構造支持を維持しながら、軸受寿命を向上させることに役立ち得る。ケーシングまたは筐体内に磁気または誘導要素（２１４）を埋め込む、または封入することは、リニアックの中で電子ビームを摂動させ得る、迷磁場の量を削減することに役立ち得る。回転子要素の数を増加させること、および／またはガントリの周囲に回転子要素を分配することは、回転子要素が駆動モータと整合されていないときに発生し得る、コギングトルクを削減または排除することに役立ち得る。
高回転速度における最大数トンの質量の回転は、高レベルの運動エネルギーを生成する。回転可能リング上に搭載される構成要素は、高レベルの運動エネルギーにもかかわらず、取り付けられたままである（例えば、したがって、安全性に脅威を及ぼさない）ように固着されてもよい。システム軸受公差は、締結具の弛緩につながり得る振動を削減するように構成される。例えば、回転可能リング上の構成要素のための締結具は、接着エポキシ、トルクレンチ、機械的係止締結具、制御型組立手順等の工業的手法を使用して、固着されてもよい。いくつかの変形例は、回転可能リング上に搭載される１つ以上の加速度計を備えてもよく、加速度計からのデータは、緩んだ締結具または構成要素を検出するように分析されてもよい。放射線療法システムが使用中であるとき、ガントリの回転は、振動および運動から発現する周期的加速を呈し得、１つ以上の加速度計を使用して測定されてもよい。いくつかの変形例では、ガントリが回転している間の（例えば、治療セッション中の）１つ以上の内蔵加速度計からの加速度データのフーリエ分析は、基準加速度データと比較されることができる。検出された差異は、回転可能リング上の構成要素が弛緩し始めるときを示してもよく、通知が、オペレータに生成されてもよい。
回転可能リングの構造は、約０．５ｍｍまたはそれ未満の偏向を伴って最大約７０ＲＰＭまでの回転中に生成される力および／または応力に耐えるように構成されてもよい。約６０ＲＰＭにおいて回転軸から約１．４メートルに位置する約２トンの質量を回転させることは、より遅い回転リング（例えば、約１０ＲＰＭまたはそれ未満）またはより少ない質量を装填されたリング（例えば、ＣＴ撮像リング）の力および応力よりも数桁大きい力（例えば、偏向力）および／または力（例えば、フープ応力）を生成することができる。従来型放射線療法およびＣＴ撮像リングは、通常、ディスクを備え、ディスクと略同一平面上である軸受を伴う。任意の放射線源、放射線検出器、画像検出器、コントローラ等の構成要素は、ディスクの前面または平面に搭載されてもよい。これは、ディスクの表面からのカンチレバー負荷軽減を引き起こし得、これは、特に、ディスクが重い構成要素（例えば、放射線遮蔽、リニアック等）を装填されるときに、約６０ＲＰＭ以上の速度における回転中に不安定性および／または偏向を引き起こし得る。
ディスクの偏向は、ディスクの厚さの約３乗であり得る。ディスクの厚さを増加させることは、ディスクの剛性を増加させることに役立ち得るが、ディスクの前面または平面に搭載される構成要素は、依然として、約６０ＲＰＭ以上の速度における回転中に不安定性をもたらし得る。ドラム構造を備える回転可能リングは、約６０ＲＰＭ以上の速度における回転中の不安定性および偏向に対処することに役立ち得る。ドラム構造は、第１のリング状の端面または平面と、第２のリング状の端面または平面と、第１のリング状の端面と第２のリング状の端面との間の長さに沿って延在する、側方支持またはリブ構造とを備えてもよい。側方支持構造の長さは、約４５ｃｍ～約９５ｃｍ、例えば、約６０ｃｍ、約７５ｃｍであってもよい。側方支持またはリブ構造は、第１の端面と第２の端面との間に延在し、それらを取り付ける、複数の支持ビーム、および／またはブラケット、および／またはケージ構造、および／または支柱を備えてもよい。側方支持構造は、放射線療法システムの種々の構成要素のための搭載表面を有してもよい。厚さ（ドラムの場合、２つの端面の分離距離、または側方支持またはリブ構造の長さである）に対する偏向のほぼ３乗の関係は、例えば、１０倍分離に関して約０．００１×偏向（すなわち、６０ｃｍ分離対厚さ６ｃｍのディスク）を提供してもよい。回転可能リングの全体的剛性を増加させる（それによって、完全に装填され、約６０ＲＰＭ以上の速度において回転するときに、その偏向を低減させる）ことに加えて、ドラム構造はまた、放射線療法システムの構成要素が、ドラムの内面（例えば、側方支持構造に沿った半径方向内向きの表面、リング状の端面の内側に向いた表面）および外面（例えば、側方支持構造に沿った半径方向外向きの表面、リング状の端面の外側に向いた表面）上に搭載されることを可能にし得る。ディスクの代わりにドラム構造を使用することによって、搭載構成要素のための場所の数を増加させることは、より小さい外径を伴うリング上であるが、同数の構成要素が搭載されることを可能にし得る。回転可能リングの全体的外径を縮小することは、その全体的質量および回転慣性を低減させ得る。ドラムの長さに沿った側方支持構造上の構成要素の半径方向搭載はまた、リング上に搭載される構成要素の点検を促進することにも役立ち得る。構成要素がディスクの表面または平面上に搭載される、回転可能リングは、ディスク表面上に搭載される構成要素にアクセスして点検するために、筐体またはエンクロージャ全体の除去を要求し得る。ドラム構造を備える回転可能リングは、筐体の側面上に位置する開口部およびパネル（例えば、ハッチ）を介して、半径方向搭載型構成要素のアクセスおよび点検を可能にし得る。ドラムは、アクセスパネルまたはハッチまで回転されることができ、構成要素は、筐体全体の除去を要求することなく、点検される、または半径方向に除去されてもよい。随意に、手動作動型ブレーキが、修理または点検中にリングの回転を停止する、またはその位置を係止するように提供されてもよい。
図１５Ａおよび１５Ｂは、ディスクおよびドラム構造によって持続される、異なる力を図式的に描写する。ディスクの偏向δは、質量×ドラムの厚さの３乗によって除算されたドラムの長さの２乗にほぼ比例する。ディスクの偏向は、図１５Ａに描写されるように、ビームの曲げモーメントから開始することによって計算される。
Figure 0007201243000001
 式中、Ｅ＝ヤング係数
ｍ＝全質量
Ｉ＝慣性モーメント
Figure 0007201243000002
 式中、ｂ＝ディスクの外径にほぼ等しい屈曲の区分の幅
Figure 0007201243000003
対照的に、ドラム構造の偏向δは、質量×ドラムの縦方向長（すなわち、２つの端面または平面の間の距離）によって除算されたドラムの長さの２乗にほぼ比例する。これは、ドラム構造対カンチレバーディスクに関して、剛性対質量の利点を提供し得る。図１５Ｂは、その上に搭載された質量を有するドラム構造によって持続される力を描写する。
Figure 0007201243000004
 式中、Ｅ＝ヤング係数
Ｍ＝全質量
Ｉ＝慣性モーメント
Figure 0007201243000005
 式中、ｒ＝ドラム構造の内側半径
ｔ＝ドラム構造の「厚さ」または縦方向長
Figure 0007201243000006
図１６Ａ－１６Ｃは、ドラム構造（１６００）を備える回転可能リングの一変形例を描写する。ドラム構造（１６００）は、第１の端面（１６０２）と、第１の端面の反対側の第２の端面（１６０４）と、第１の端面と第２の端面との間の縦方向距離または長に沿って配置される側方支持構造（１６０６）とを備えてもよい。第１および第２の端面はそれぞれ、中心開口部（１６０８）を伴うリング状のプレートを備えてもよい。ドラム構造（１６００）は、種々の構成要素および電子回路を搭載するために好適であり得る、複数の外面（１６１０）および内面（１６１２）を備えてもよい。前述で説明されたように、種々の構成要素、例えば、治療放射線源、および／またはＰＥＴ検出器、および／またはＭＶ検出器、および／またはｋＶ検出器、および／または撮像システムまたは放射線源、熱交換器等が、回転可能リング上に搭載されてもよい。いくつかの変形例では、より大型および／またはより大規模な構成要素が、側方支持構造上に搭載されてもよい一方で、より小型および／またはより小規模な構成要素は、第１および第２の端面またはプレートに沿って搭載されてもよい。実施例として、図１６Ａは、側方支持ビーム（１６０６）上に半径方向に搭載されるリニアック（１６１４）と、側方支持ビーム（１６０６）上で、また、第１および第２のエンドプレート（１６０２、１６０４）に沿って搭載される、放射線遮蔽搭載アセンブリ（１６１６）とを描写する。ビーム停止部またはカウンタウェイト（１６１８）は、リニアック（１６１４）の向かい側で側方支持ビーム（１６０６）上に搭載されてもよい。ビーム停止部（１６１８）は、ＭＶ検出器（図示せず）の下に位置してもよい。第２の端面またはプレート（１６０４）は、玉軸受および回転子支持体のための複数の陥凹（１６２２）を備えてもよい。側方支持構造またはビームは、構成要素を搭載するため、および／または構成要素を点検または除去／交換するためのアクセス経路を提供するために、ドラム構造（１６００）の円周を中心として配置される複数の切り抜きまたは開口部（１６２０）を備えてもよい。図１６Ｂは、固定フレーム（１６３０）と、ドラム構造（１６３２）を伴う回転可能リングとを備える、ガントリの正面図、および（回転軸（１６３３）の上方の）ガントリの上部分および（回転軸（１６３３）の下方の）ガントリの底部分の側面図の概略描写である。ドラム（１６３２）上に搭載される構成要素（１６３４）は、ボア（１６３１）を中心として円周方向に配置されてもよく、ドラムは、回転軸（１６３３）を中心として回転するように構成されてもよい。ドラム構造（１６３２）は、軸受（１６３６）、例えば、上記で説明されるような玉軸受を介して、固定フレーム（１６３０）に結合されてもよい。ドラム（１６３２）は、その上で構成要素（１６３４）が半径方向に搭載され得る、側方支持構造またはビーム（１６３８）を備えてもよい。図１６Ｃに描写されるように、ガントリは、筐体またはエンクロージャ（１６４０）に封入されてもよい。側方支持ビーム（１６３８）上に構成要素（１６３４）を搭載することは、構成要素への（例えば、矢印１６４２の方向への）半径方向アクセスを可能にし得る。例えば、構成要素（１６３４）は、点線（１６４１）によって表され得る、側方アクセスパネルまたはハッチを介して半径方向（１６４２）に移動または配設されてもよい。図１７Ａ－１７Ｃは、回転可能ドラム構造を有するガントリと、ガントリを封入する筐体とを備える、システムの一変形例を描写する。筐体は、１つ以上の側方アクセスパネルまたはハッチを備えてもよい。放射線療法システム（１７００）は、側方アクセスパネルまたはハッチ（１７０４）を備える筐体（１７０２）に封入されるガントリを備えてもよい。ガントリは、上記で説明されるようなドラム構造を有する、回転可能リング（１７０６）と、側方支持ビームまたは構造上に半径方向に搭載される構成要素（１７０８）とを備えてもよい。回転可能リング上の構成要素が点検または交換される必要があるとき、リングは、構成要素が１つ以上のアクセスパネルまたはハッチと整合されるように回転されてもよい。パネルまたはハッチを開放することは、技術者が、筐体のより大型の部分（例えば、筐体の正面または背面）をさらに分解することなく、（例えば、半径方向に沿って構成要素を移動させることによって）構成要素を修理または除去または配設することを可能にし得る。
図１６Ｄ－１６Ｅは、ディスクを備える回転可能リングを備える、ガントリの一変形例を描写する。（図１６Ａ－１６Ｃに描写されるような）ドラム構造を備える回転可能リングとは対照的に、構成要素は、ディスクの前面上に搭載され、半径方向に搭載されていない。図１６Ｄは、固定フレーム（１６３０）と、ディスク（１６５２）を伴う回転可能リングとを備える、ガントリの正面図、および（回転軸（１６５３）の上方の）ガントリの上部分および（回転軸（１６５３）の下方の）ガントリの底部分の側面図の概略描写である。構成要素（１６５４）は、ディスク（１６５２）の前面上に搭載されてもよく、ディスクは、回転軸（１６５３）を中心として回転するように構成されてもよい。ディスク（１６５２）は、軸受（１６５６）、例えば、上記で説明されるような玉軸受を介して、固定フレーム（１６５０）に結合されてもよい。図１６Ｅに描写されるように、ディスクの正面または前面上に構成要素（１６５４）を搭載することは、矢印（１６４２）の方向によって示されるように、ディスクの面と垂直である方向に沿って行われる。すなわち、構成要素（１６５４）は、ディスクの半径に直交する方向に配設または除去されてもよい。いくつかの変形例では、ガントリ筐体を通した構成要素（１６５４）へのアクセスは、筐体の側面からではなく、筐体の正面または背面を通して提供されてもよい。これは、ディスク（１６５２）上に搭載される構成要素を点検、配設、および／または交換するために、筐体の正面および／または背面の実質的部分を分解することを伴ってもよい。
通信インターフェース
概して、本明細書に説明されるシステムは、データおよびコマンド信号の連続かつ高速転送を促進するためのデータインターフェースを備えてもよい。データインターフェースは、ガントリの回転可能部分と固定部分との間に提供されてもよく、回転可能部分が回転している間に回転可能部分との固定部分との間にデータを転送する、運動非依存性通信インターフェースを備えてもよい。いくつかの変形例では、放射線療法システムは、回転可能リング上に搭載される構成要素の間の１つ以上の信号転送または通信インターフェースと、回転可能リングの上に位置しない（例えば、固定フレームに搭載される、および／または固定フレームと通信する）コントローラとを備えてもよい。放射線療法システムの回転可能部分と固定部分との間に転送される信号およびデータのタイプは、（例えば、放射線パルスを発射するためのコントローラからリニアックへ、またはあるリーフを開放または閉鎖するためのマルチリーフコリメータへの）動作コマンド信号、ＰＥＴ検出器からの陽電子放出データ、ＭＶ検出器および／またはｋＶ検出器からの放射線データ、および回転可能リング上の構成要素の位置データ（例えば、回転速度、リニアック場所／ガントリ角度／発射位置またはインデックス、コリメータリーフの位置、ジョー等）、およびシステムステータスデータ（例えば、温度、周囲放射線レベル等）を備えてもよい。
一変形例では、放射線療法システムは、ＰＥＴデータを捕捉し、放射線を送達するための高角度精度を維持しながら、比較的高速（例えば、６０ＲＰＭ）の連続回転ガントリに適応するための複合静的および回転／動的ガントリ通信インターフェースを備えてもよい。高速回転可能ガントリを備える放射線療法システムは、スリップリングベースの通信インターフェースまたはリンケージを備えてもよい。すなわち、角度位置を各検出されたＰＥＴ事象（または放射線送達角度）に正しく掛止するために、ＰＥＴ検出器の位置の検出または測定とＰＥＴ事象の検出または測定との間の時間遅延は、短縮されるべきである。
多くの放射線療法システムでは、スリップリングベース通信リンクを横断する静的読取ヘッドからの位置情報の固有の時間遅延は、所望の時間的精度のためには過剰に大きく、容認不可能な治療正確度をもたらし得る。接触スリップリング（多くの場合、使用される）は、高速回転が接触構成要素上の磨耗および断裂を促進させ、データ接続および信号完全性を侵害し得るため、高速回転ガントリシステム（例えば、６０ＲＰＭ以上の）で使用するために理想的ではない。
回転および固定エンコーダは、ＰＥＴデータが、ＰＥＴデータが収集された場所と精密にリンクされ得、したがって、リニアックおよびコリメータが、所望のガントリ角度または発射位置まで回転されたときにアクティブ化され得るように、コントローラへのシステムフィードバックの適時かつ高速転送を促進することに役立ち得る。加えて、回転速度に関する駆動モータおよび／またはコントローラの位置データフィードバックは、規定運動誤差以内で所望の（定常である、または変動され得る）回転速度を維持することに役立ち得る。システムコントローラに一貫して急速に転送されるシステムステータスデータは、システムにおける任意の障害が（単一障害点さえも）安全上の問題または実質的システム損傷に発展する前に、そのような障害を適時に識別することに役立ち得る。さらに、固定および回転構成要素を横断する精密な同期化は、リニアック発射に対してガントリ回転を調整することに役立ち得る。
データの高速かつロバストな転送に適応するために、本明細書に説明される放射線療法システムは、ガントリ回転および信号同期化の検証のための冗長フィードバックデータを提供する、２つ以上の独立通信インターフェース（例えば、デュアルフィードバック通信チャネル）を備えてもよい。本データは、コントローラが、任意のシステム構成要素が所望の標準または公差から逸脱するときを急速かつ正確に検出すること、オペレータへの適切な通知を生成すること、および／または診断および／または修理コマンドを自動的に生成し、そのような逸脱を是正することに役立ち得る。いくつかの変形例では、２つ以上の通信インターフェースからのフィードバックデータは、規定の公差を超える任意のタイミング逸脱に関して、連続的に比較および監視されてもよい。例えば、２つのフィードバックデータチャネルを横断して伝送される角度整合データは、回転リングおよび固定フレームが精密に整合されていることを確実にすることに役立つように、規則的間隔で（例えば、約５００Ｈｚ～約２，０００Ｈｚ、約１，０００Ｈｚの周波数において）比較および監視されてもよい。いくつかの変形例では、２つ以上の独立通信インターフェースは、別個の読取ヘッド（例えば、受信機要素）と、別個のエンコーダ（例えば、伝送機要素）とを有する。一変形例では、第１の通信インターフェースは、ガントリの回転可能リング上に搭載される第１の読取ヘッドを備えてもよく、第１の読取ヘッドは、同様に回転可能リング上に搭載される第１の位置センサと通信し、第２の通信インターフェースは、固定フレーム上に搭載される第２の読取ヘッドを備えてもよく、第２の読取ヘッドは、同様に固定フレーム上に搭載される第２の位置センサと通信する。第１および第２の位置センサは、磁気であり、ガントリの周囲の増分位置（例えば、回転可能リングと固定フレームとの間の相対位置）を測定してもよい。一変形例では、回転可能リングおよび固定フレームはそれぞれ、それらの円周の周囲に約１５～約１８度間隔で離間されたインデックスマークを有してもよく、これは、第１および第２の位置センサが、固定フレームに対する回転可能リングの角度または回転場所を識別することを可能にし得る。第１の位置センサが固定フレーム上のインデックスマーカを横断して移動すると（および／または回転可能リング上のインデックスマーカが第２の位置センサを横断して移動すると）、第１の位置センサは、第１のインデックス信号を出力してもよい（および／または第２の位置センサは、第２のインデックス信号を出力してもよい）。回転可能リングの絶対位置は、リングが少なくとも２つのインデックスマーカを通して回転した後に、コントローラによって算出されてもよい。加えて、または代替として、第１および第２の位置センサはそれぞれ、固定フレームに対する回転可能リングの回転または角度位置を表す信号を出力してもよい。一変形例では、固定フレームおよび回転可能リングはそれぞれ、複数のロケータマークと、ロケータマークの間に位置する複数のカウントとを備えてもよい。回転可能リングのロケータマークの間のカウントの数は、固定フレームのロケータマークの間のカウントの数と異なり得る。ロケータマークおよびカウントは、回転可能リングおよび／または固定フレーム上のセンサ（例えば、読取ヘッドまたは受信機ユニット）によって検出可能である磁性および／または金属材料のストリップを備えてもよい（例えば、磁束が、ロケータマークまたはカウンタを越えて移動するとセンサ内で電流を誘発し得る）。回転可能リングまたは固定フレームの円周の周囲に分配される複数のロケータマークは、エンコーダストリップを備えてもよい。いくつかの変形例では、システムは、スリップリング回転子の外周上の第１のエンコーダストリップと、スリップリング固定子の外周上の第２のエンコーダストリップとを備えてもよい。エンコーダストリップは、受信機またはセンサがエンコーダストリップにわたって掃引すると情報を検出し得るように構造に内蔵される（例えば、回転可能リングおよび／または固定フレームの陥凹内に位置する）、平坦なバンドであってもよい。例えば、回転可能リングは、２２個のロケータマークと、１１４，４００個のカウントとを備える、フィードバックまたはエンコーダストリップを備えてもよく、固定フレームは、２０個のロケータマークと、１３６，０００個のカウントとを備える、フィードバックまたはエンコーダストリップを備えてもよい。カウントによって異なるように、または一意に離間されるロケータマークを有することによって、回転可能リングの場所は、回転可能リングおよび／または固定フレームのセンサまたは受信機ユニットが、固定フレームおよび／または回転可能リング上の２つの連続ロケータマークにわたって掃引した後に、識別されてもよい。ロケータマークの間のカウントの各セットは、３６０度回転の具体的弧長と関連付けられてもよい。いくつかの変形例では、安全性特徴として、フィードバックストリップは、回転可能リング場所の独立した確認を可能にするように、ロケータマークの間に異なる数のカウントを伴って一意にパターン化されてもよい。
第１および第２の位置センサの機能は、回転可能リングの位置が正確に測定されることを確実にすることに役立つように、監視されてもよい。位置センサの一方または両方の精度または正確度が規定の公差から外れる場合、位置センサの一方または両方が故障したことをオペレータに示す、誤差または故障信号が生成されてもよい。位置センサの機能性を評価する１つの方法は、経時的に位置センサ信号（例えば、回転可能リングの回転または角度位置を表す信号）の導関数を比較するステップを含んでもよい。これは、位置センサのうちの１つの問題または故障のより高速でよりロバストなインジケーションを促進することに役立ち得る。導関数は、第１の差分方程式、デジタルフィルタ、カルマン推定量、または他の推定技法の利用を含む、いくつかの方法によって生成されてもよい。一実施例では、回転可能リングの回転または角度位置を示す位置センサからのデータは、システムコントローラに伝送される。コントローラプロセッサは、次いで、第１の差分方程式、デジタルフィルタ、カルマン推定量、または他の推定技法の利用等の任意の適切な方法によって、位置センサ毎に回転または角度位置信号の導関数を算出してもよい。各位置センサからの算出された導関数は、比較されてもよく、２つの位置センサの算出された導関数の間の差異が誤差閾値を超える場合、プロセッサは、次いで、位置センサの一方または両方が、チェック、修理、または交換される必要があることを示す、信号を生成してもよい。いくつかの変形例では、誤差閾値は、約０．５ＲＰＭの第１の位置センサと第２の位置センサとの間の導出された回転速度の差異、および／または約０．５度の回転可能リングの算出された回転または角度位置または回転または角度位置信号の導関数の差異であってもよい。位置センサから出力されるデータは、連続的に監視および比較されてもよく、いくつかの変形例では、約５００Ｈｚ～約２，０００Ｈｚ、例えば、約６００Ｈｚ、約７５０Ｈｚ、約９００Ｈｚ、約１，０００Ｈｚ、約１，４００Ｈｚ、約１，５００Ｈｚ等の周波数において、ポーリングおよび比較されてもよい。位置センサから出力されるデータは、ガントリ回転あたり約１２～約１００回、例えば、回転あたり約２０回、回転あたり約２４回、回転あたり約２５回、回転あたり約５０回、回転あたり約６５回、回転あたり約７５回、回転あたり約８０回、回転あたり約９０回、回転あたり約１００回等、ポーリングおよび比較されてもよい。
いくつかの変形例では、２つ以上の通信インターフェースの間の同期化チェックが、ガントリが特定のガントリ角度を通して回転する度に（例えば、ガントリ上のリニアック場所がガントリ角度１８０またはガントリの底部を通して回転する度に）起こってもよい。代替として、または加えて、同期化チェックは、特定の時間間隔または周波数において起こってもよい。例えば、放射線療法システムの回転相（例えば、回転可能リングおよびその上に搭載された全ての構成要素）と固定相（例えば、固定フレームおよびその上に搭載またはそれに結合された全ての構成要素）との間の同期化は、約０．１秒毎に、または約１ｋＨｚにおいて起こってもよい。いくつかの変形例では、通信インターフェースまたはチャネルを横断する同期化は、チャネルの間で異なるデータのみ、すなわち、オフセットデータを伝送するステップを含んでもよい。オフセットデータは、例えば、位置センサの間の差異を自動是正するために使用されてもよい。いくつかの変形例では、第１の読取ヘッド（すなわち、回転可能読取ヘッド）は、リニアックの円周方向位置またはその近傍に、またはリニアックから約１８０度に（例えば、リニアックの反対側または向かい側に）位置してもよく、第２の読取ヘッド（すなわち、固定読取ヘッド）は、ガントリの前部（寝台側）から視認されたときに固定フレームの９時の位置に位置してもよい。他の変形例では、第１および第２の読取ヘッドは、所望され得るように、それぞれ、回転可能リングおよび固定フレームに沿った任意の円周方向位置に位置してもよい。
一変形例では、回転リングは、複数の同心電力リングおよびデータ信号リングを備える、スリップリングアセンブリを備えてもよい。例えば、スリップリングアセンブリは、６つの電力リングと、６つのデータ信号リングとを備えてもよい。電力リングおよびデータリングは、同心性であり、同一の回転軸を有してもよい。電力リングは、電力ブラシブロック（例えば、２つの電力ブラシブロック）を介して回転リングと固定フレームとの間で電力を伝達する、リングの内側セットを備えてもよい。データ信号リングは、１つ以上のデータブラシブロックを介して回転リングと固定フレームとの間で情報を転送する、リングの外側セットを備えてもよい。電力リングおよび／またはデータリングに接触するブラシブロックは、金属・黒鉛ブラシ先端を備えてもよい。データブラシブロックを介して回転可能リングと固定フレームとの間で伝送されるデータ信号の実施例は、同期化信号および／またはタイミングまたはデータオフセット信号を含んでもよい。代替として、または加えて、回転可能リングと固定フレームとの間で伝送されるデータ信号は、無線通信または容量リンクを含む、非接触リンクを介して伝送されてもよい。無線通信リンクは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ等のカスタムまたは認識されたプロトコルを使用してもよく、データ信号を受信（例えば、受信機または読取ヘッド）および／または伝送（例えば、伝送機要素）する、１つ以上の回転アンテナと、１つ以上の固定アンテナとを備えてもよい。容量リンクは、２つの別個のリンク、すなわち、固定フレームから回転可能リングに信号を伝達するための１つのリンクと、回転可能リングから固定フレームに信号を伝達するための１つのリンクとを含んでもよい。いくつかの変形例では、非接触データおよび／または電力伝送リンクは、固定フレームおよび／または回転可能リング上に搭載される、１つ以上のＧＩＧＡＣＡＰ固定子および１つ以上のＧＩＧＡＣＡＰ回転子等のプラッタ統合型放出構造を備えてもよい。非接触機構を介して回転可能リングと固定フレームとの間に伝送されるデータ信号の実施例は、画像データ（例えば、ＰＥＴ検出器データ、ＭＶ検出器データ、および／またはｋＶ検出器データ）、および／または同期化信号、および／またはタイミングまたはデータオフセット信号を含んでもよい
図３Ａは、回転可能リングと、固定フレームとを有する、回転可能ガントリを備える、放射線療法システムで使用され得る、通信インターフェースの一変形例のブロック図表現を描写する。通信インターフェースは、固定フレーム上に位置する固定通信リンク（３５２）と、回転可能リング上に位置する回転可能通信リンク（３５３）とを備えてもよい。信号は、固定および回転可能通信リンクを介して、固定フレームと回転可能リングとの間で転送されてもよい。通信リンクは、無線で、および／またはブラシブロックを介して、信号を伝送してもよい。固定フレームは、固定通信リンク（３５２）と通信するプロセッサを備える固定コントローラ（３５１）と、固定エンコーダ（３５６）と、ガントリ駆動コントローラ（３５８）と、ガントリ駆動モータ（３６０）とを備えてもよい。ガントリ駆動コントローラ（３５８）は、固定コントローラ（３５１）、固定エンコーダ（３５６）、およびガントリ駆動モータ（３６０）と通信してもよい。回転可能リングは、プロセッサを備える回転可能コントローラ（３６２）と、回転可能エンコーダ（３６４）とを備えてもよい。回転可能コントローラ（３６２）は、回転可能通信リンク（３５４）および回転可能エンコーダ（３６４）と通信してもよい。回転可能および固定エンコーダは、独立して動作してもよく、それらのエンコーダデータ（例えば、回転可能リング場所データ）は、通信リンク（３５２、３５４）を横断して転送される信号を介して、周期的に相互に対してチェックされてもよい。回転可能エンコーダおよび／または回転可能コントローラデータは、それに対して固定エンコーダおよび固定コントローラが比較される参照であってもよい（例えば、回転可能コントローラが、「マスタ」である一方で、固定コントローラは、「スレーブ」である）。いくつかの変形例では、回転可能コントローラ（３６２）は、回転可能エンコーダ（３６４）からの回転可能リング位置データに基づいて、放射線送達構成要素のためのコマンド（例えば、治療放射線源コマンド、マルチリーフコリメータコマンド等）を生成する。回転可能コントローラ（３６２）は、回転可能エンコーダ（３６４）、および／または回転可能リングに搭載されるＰＥＴ検出器および／またはＣＴ撮像システムからデータを読み取り、タイムスタンプを付けてもよい。コントローラ（３６２）は、約０．５ｋＨｚ以上の（例えば、約１ｋＨｚ、約１．５ｋＨｚ等）割合で回転可能リング上の構成要素から取得されるデータにタイムスタンプを付けてもよい。放射線送達構成要素および同期化のためのコマンドのタイミングは、回転可能エンコーダデータから導出されるガントリ角度に基づいて決定されてもよい。いくつかの変形例では、ガントリ駆動モータ（３６０）の動作は、固定エンコーダ（３５６）からのデータに基づいてもよい。例えば、固定エンコーダ（３５６）からのリング位置および／または速度データは、ガントリ駆動コントローラ（３５８）に通信されてもよい。ガントリ駆動コントローラ（３５８）はまた、固定コントローラ（３５１）からコマンドを受信し、ガントリ駆動モータ（３６０）へのコマンドおよび命令を生成してもよい。ガントリ駆動コントローラ（３５８）は、約２５０Ｈｚの割合で固定エンコーダ（３５６）からデータにタイムスタンプを付けてもよく、タイムスタンプ付きエンコーダデータは、回転可能通信リンク（３５４）を介して回転コントローラ（３６２）に伝送されてもよく、それは、正確度に関してタイムスタンプ付き回転可能エンコーダデータと比較されてもよい。随意に、寝台位置エンコーダはまた、回転可能通信リンクを介して、タイムスタンプ付き寝台位置および／または速度データを回転可能コントローラに提供してもよい。
図３Ｂは、回転可能ガントリを備える放射線療法システムで使用され得る、通信インターフェースまたはスリップリングリンケージの一変形例の概略断面図を描写する。回転可能ガントリ（３００）は、回転可能リング（３０２）と、固定フレーム（３０４）とを備える、円形ガントリであってもよい。回転可能リング（３０２）は、ガントリ軸受（３０６）を介してフレーム（３０４）に結合されてもよく、点線（３０１）によって表される回転軸を中心として回転するように構成されてもよい。第１の通信インターフェース（３１０）は、回転可能リング（３０２）に搭載される回転受信機要素（３１２）と、固定フレーム（３０４）に搭載され、非回転運動コントローラ（３３０）から回転可能構成要素にコマンド信号を転送するように構成される、静的伝送機要素（３１４）とを備えてもよい。例えば、リニアック発射およびマルチリーフコリメータ動作（例えば、あるリーフの開放および／または閉鎖）のためのコントローラ命令を表すコマンド信号は、固定コントローラから、静的伝送機要素（３１４）、回転受信機要素（３１０）に転送されてもよい。第２の通信インターフェース（３２０）は、回転可能リング（３０２）に搭載される回転伝送機要素（３２２）と、固定フレーム（３０４）に搭載される静的受信機要素（３２４）とを備えてもよい。回転伝送機要素（３２２）は、回転可能構成要素から非回転コントローラ（３３０）にデータ信号を転送するように構成されてもよい。例えば、リニアックの位置情報、コリメータリーフの位置情報、回転可能リングの測定された回転速度データ、ＰＥＴ検出器データ、ＭＶ検出器データおよび／またはｋＶ検出器データ等を表す、データ信号は、回転リング（３０２）から固定運動コントローラ（３３０）および／または固定コントローラに転送されてもよい。本データの一部は、ガントリ回転およびコリメータリーフ作動のためのコマンドを生成して、任意のシステム逸脱または偏移（例えば、これらの構成要素のうちのいずれかの位置ドリフト）を調節する、および放射線パルスを発射するタイミングを、コリメータリーフ構成を伴うリニアック場所と協調させる、回転可能リング上のコントローラに伝送されてもよい。第１および第２の通信インターフェースの伝送機および受信機要素は、誘導および／または容量信号転送方法を使用して、コマンドおよび／またはデータを通信してもよい。
図３Ｃは、ガントリの固定または静的構成要素とガントリの回転可能または動的構成要素との間のデータのフローを描写する、機能ブロック図である。静的フィードバックは、固定側では精密な低遅延位置データである。回転可能リングの位置および／または速度等の本サブシステム内の固定高帯域幅データは、固定読取ヘッド（３２４）または固定エンコーダによって検出され、固定モータコントローラ（３３０）およびモータ（３３２）に伝送されてもよい。モータコントローラおよびモータの動作は、スリップリングを横断して伝送されるデータ信号に依拠しない場合がある。回転可能リングの位置および／または速度等の本サブシステム内の回転高帯域幅データは、回転読取ヘッド（３１２）または回転可能エンコーダによって検出され、放射線送達モジュール（３４０）、ＰＥＴ検出器（３４０）、および他の電子（３４４）等の回転可能リング上の他のモジュールに伝送されてもよい。スリップリングを横断して伝送される信号は、回転可能ＰＥＴ検出器（３４２）およびＭＶ検出器（図示せず）からのデータである、同期化信号等の比較的低遅延の信号を含んでもよい。これらの信号は、スリップリングを横断して、回転可能リング（３０２）を駆動するモータ（３３２）の制御をより良く調整することに役立ち得る、運動コントローラ（３３０）に伝送されてもよい。（例えば、治療計画および／またはＰＥＴ検出器および／またはＭＶ検出器からのフィードバックデータに基づいて）システムコントローラ（図示せず）によって生成される、マルチリーフコリメータおよびリニアック発射コマンドは、システムコントローラから回転コリメータおよびリニアックに伝送されてもよい。リニアック、コリメータ、およびＰＥＴ検出器の角度場所は、システムコントローラによって追跡されてもよい。陽電子放出事象の検出と治療放射線パルスの印加との間の待ち時間は、数秒の遅延が腫瘍移動の前に放射線治療を適用するシステムの能力を妨害し得るため、治療の不正確性に寄与し得る。ＰＥＴ検出器、リニアック、およびコリメータの場所データを同期化し、これらの構成要素とシステムコントローラとの間のデータ転送の待ち時間を短縮することは、治療ビームのより精密な印加を促進することに役立ち得る（すなわち、リニアックは、規定時点で規定ガントリ角度において治療ビームを放出する）。
図３Ｄ－３Ｆは、固定フレームと回転可能リングとの間のスリップリングを横断する通信インターフェースの一変形例を描写する。固定フレーム（３７０）は、固定受信機ユニット（３７２）と、固定伝送機ユニット（３７４）と、固定子リング（３７６）とを備えてもよい。固定子リング（３７６）は、複数のロケータマーク（３７８）と、ロケータマーク（３７８）の間のカウント（３７９）とを備えてもよい。回転可能リング（３８０）は、回転可能受信機ユニット（３８２）と、回転可能伝送機ユニット（３８４）と、回転子リング（３８６）とを備えてもよい。回転子リング（３８６）は、複数のロケータマーク（３８８）と、ロケータマーク（３８８）の間のカウント（３８９）とを備えてもよい。固定子リングのロケータマークの間のカウントの数は、回転子リングのロケータマークの間のカウントの数と異なり得る。固定子リングおよび回転子リングは、それぞれ約１００，０００個のカウント～約２００，０００個のカウントを伴って、約１０個のロケータマーク～約５０個のロケータマークを有してもよい。例えば、固定子リングは、２０個のロケータマークと、１３６，０００個のカウントとを備えてもよく、回転子リングは、２２個のロケータマークと、１１４，４００個のカウントとを備えてもよい。受信機ユニットは、受信機ユニットがロケータマークおよびカウントにわたって移動すると、ロケータマークおよびカウントを検出するように構成される、容量または誘導センサを備えてもよい。回転可能受信機ユニット（３８２）は、エンコーダを備えてもよく、回転可能受信機ユニットが固定子リング（３７６）上の固定子ロケータマーク（３７８）およびカウント（３７９）を横断して掃引すると、回転可能リング（３８０）の位置および／または速度は、治療放射線源、マルチリーフコリメータ、ＭＶ検出器、ＰＥＴ検出器、および回転可能リング上の他の構成要素の動作を制御するために使用されてもよい。固定受信機ユニット（３７２）は、エンコーダを備えてもよく、固定受信機ユニットが回転子リング（３８６）上の回転子ロケータマーク（３８８）およびカウント（３８９）を横断して掃引すると、回転可能リング（３８０）の位置および／または速度は、ガントリ駆動コントローラおよび／またはガントリ駆動モータの動作を制御するために使用されてもよい。タイムスタンプ付き固定受信機またはエンコーダデータは、固定伝送機ユニット（３７４）を介して回転可能リング上のコントローラに伝送され、回転可能リングの位置および／または速度を確認／チェックするように、タイムスタンプ付き回転可能受信機またはエンコーダデータと比較されてもよい。タイムスタンプ付き固定受信機またはエンコーダデータは、随意に、データブラシブロックを介して伝送されてもよい。いくつかの変形例では、ＧＩＧＡＣＡＰ回転子／固定子からのデータおよび／またはエンコーダからのデータは、伝送機ユニットを介して伝送されてもよく、１０ＢａｓｅＴデータは、ブラシブロックを横断して伝送されてもよい。回転可能リング（３８０）はまた、データまたは電力の伝送のために、種々の円周方向場所に位置する１つ以上のブラシブロック（３８１）を備えてもよい。例えば、回転可能リング（３８０）は、それを横断して電力が固定電源（図示せず）から回転可能リングに伝達され得る、２つの電力ブラシブロック（３８１）を備えてもよい。回転可能リングはまた、それを横断して１０ＢａｓｅＴデータを含む同期化および／またはオフセットデータ信号が転送され得る、データブラシブロック（３８３）を備えてもよい。
図３Ｆは、回転可能リングと固定フレームとの間の通信インターフェース、およびリング、冷却システム、および回転可能リング上に搭載される種々の構成要素およびモジュールの回転を機械的に駆動する、回転子および固定子の概略側面断面図を描写する。固定フレーム（３９０）は、固定受信機ユニット（３９２）と、固定伝送機ユニット（３９４）と、固定子コイル（３９６）と、固定フィードバックまたはロケータマーク（３９８）と、運動コントローラ（３９１）とを備えてもよい。回転可能リング（３０３）は、回転可能受信機ユニット（３０５）と、回転可能伝送機ユニット（３０７）と、回転子磁石（３０９）と、スリップリング（３１１）と、放射線送達アセンブリ（３１３）と、ＰＥＴ検出システム（３１５）と、電子回路および構成要素（３１７）と、ＫＶ ＣＴシステム（３１９）と、冷却システム（３２１）とを備えてもよい。回転可能リングはまた、前述で説明されたように、複数のロケータマーク（３９７）を備えてもよい。図３Ｇは、固定子コイル（３９６）および回転子磁石（３０９）の正面図を描写する。固定子コイルは、リング状のバンドに配列される複数のコイルを備えてもよい。運動コントローラ（３９１）は、リングの回転を引き起こす回転子磁石（３０９）に対する原動力をもたらす磁束を誘発し得る、電流を固定子コイル（３９６）を通して生成してもよい。固定フレーム（３９０）上のガントリ軸受（３９３）は、前述で説明され、図２に描写されるように、回転子／固定子相互作用によって生成される原動力を受けるときに、リングの移動を誘導することに役立ち得る。いくつかの変形例では、玉軸受アセンブリおよび固定子（例えば、固定子コイル）は、その上に搭載された数トンの構成要素とともにリングを回転させるために十分な原動力を生成することに役立ち得る、同一の構造または筐体によって保定されてもよい。冷却システム（３２１）は、冷却システムへのスリップリングインターフェースにおいて生成される熱の伝達を促進するように、スリップリング（３１１）に隣接して位置してもよい。例えば、冷却システムは、約４０℃における構成要素と約２０℃におけるヒートシンクとの間の熱伝達を促進するように構成されてもよい。随意に、熱導体は、冷却システム（３２１）を、放射線送達アセンブリ（３１３）、および／またはＰＥＴ検出システム（３１５）、および／または電子機器（３１７）、および／またはＫＶ ＣＴシステム（３１９）と結合してもよい。冷却システムの変形例の付加的説明が、下記に提供される。
これらの通信インターフェースおよび／またはスリップリングベースの通信リンクは、回転駆動モータによって駆動される連続回転ガントリとの関連で説明されるが、そのような通信インターフェースおよび／またはリンクは、静的モータと、静的運動コントローラとを備える、ドライブトレイン機構を使用する回転可能ガントリを含む、任意のタイプの回転可能ガントリの中に含まれ得ることを理解されたい。
放射線遮蔽搭載
放射線療法では、治療放射線ビームが十分に制御され、特性評価されることが望ましい。回転可能ガントリ上に搭載される治療放射線源またはリニアックに関して、ガントリが異なる速度において回転している間に、および／または放射線ビームが異なるガントリ角度から投影され得る場合に、放射線ビームを調整することは、特に、困難であり得る。本問題に対処するための典型的アプローチは、異なる条件（速度、角度）下で、放出された放射線ビームが可能な限り少なく逸脱するように、剛性搭載機構を使用して、ガントリ上にリニアックを緊密に搭載するステップを含み得る。任意のビーム生成構成要素およびビーム限定デバイスが、同様に、これらの異なる条件中の逸脱を低減させるようにガントリに搭載されてもよい。加えて、リニアックの本体の周囲に放射線遮蔽を提供し、所望の開口を通すことを除くいずれかの場所から不要に放出され得る任意の迷放射線を低減させることに役立つことが望ましくあり得る。典型的には、本遮蔽は、重く（いくつかのシステムでは、約４００～５００ポンドであり得る）、リニアックの周囲でそれを保持する構造を有意に引き寄せ得る。現在、放射線療法システムは、比較的遅く回転するガントリ（例えば、約１０ＲＰＭ未満の回転速度）に関して容認可能であり得る、リニアック、ビーム限定デバイス、および放射線遮蔽を保持する重い／大規模な構造を含む。しかしながら、約５０ＲＰＭ～約７０ＲＰＭ以上の（例えば、６０ＲＰＭ以上の）ガントリの高速回転に起因して、この重い搭載構造に作用する求心力は、リニアック逸脱および／またはガントリの構造欠陥をもたらし得る、機械的応力を生じさせ得る。
本明細書に開示される放射線療法システムは、リニアック（例えば、治療放射線源）と、リニアックに接触することなくリニアックにわたって配置される放射線遮蔽と、リニアックを回転可能ガントリの回転可能リングに搭載するための第１の搭載アセンブリと、放射線遮蔽を回転リングに搭載するための第１の搭載アセンブリから分離している第２の搭載アセンブリとを備えてもよい。第２の搭載アセンブリは、放射線遮蔽をガントリの回転可能リングにしっかりと取り付けるためのシェルフまたはブリッジ構造を備えてもよい。第１の搭載アセンブリおよび第２の搭載アセンブリは、空隙によって分離されてもよい、および／または相互に直接接触しなくてもよい。別個の搭載アセンブリを用いてリニアックおよび放射線遮蔽を搭載することは、リニアックおよびビーム限定デバイスから、放射線遮蔽を回転させることによって生成され得る任意の構造偏向または機械力を単離することに役立ち得る。これらの機械力を単離することは、依然として放射線遮蔽を有しながら、異なる動作構成下で送達された放射線の安定性および／または精度を助長することに役立ち得る。
図４Ａは、回転可能ガントリのためのリニアック、放射線遮蔽、および対応する搭載アセンブリの一変形例を描写し、図４Ｂは、図４Ａのリニアック、放射線遮蔽、および対応する搭載アセンブリの分解図を描写する。図４Ａを参照すると、ガントリの回転可能リング（４００）は、その上にリニアック（４０２）およびリニアック放射線遮蔽（４０６）が搭載される、シャーシまたは支持構造（４０１）を備えてもよい。支持構造（４０１）は、第１の内部側（４２０）と、第２の外部側（４２２）とを備えてもよく、さらに、第１の内部側（４２０）上に位置する搭載ブラケット（４０３）を備えてもよい。搭載ブラケット（４０３）は、１つ以上のビームまたはプレートを備えてもよい。リニアック（４０２）は、図４Ｂに描写されるように、上部プレート（４２６）に接続される２つのパネル（４２４ａ、４２４ｂ）を有し得る、第１の搭載アセンブリ（４０４）によって、回転可能リング（４００）上に搭載されてもよい。いくつかの変形例では、パネル（４２４ａ、４２４ｂ）および上部プレート（４２６）は、ともに溶接されてもよく、ガントリの支持構造（４０１）の中へ溶接されてもよい。リニアック（４０２）は、上部プレート（４２６）内の開口部にわたって配置され、上部プレート（４２６）に固定して取り付けられてもよい。上部プレート（４２６）は、ガントリ支持構造（４０１）の外部側（４２２）と同一平面に横たわってもよい、またはわずかに外部側（４２２）から据え付けられてもよい。パネル（４２４ａ、４２４ｂ）は、支持構造（４０１）の内部側（４２０）に向かって延在し、搭載ブラケット（４０３）に取り付けられてもよい。任意のビーム限定または成形デバイス（４０８）は、随意に、第１の搭載アセンブリ（４０４）に取り付けられてもよい。これは、リニアックとビーム限定または成形デバイスとの間の相対的位置付けを維持することに役立ち得る。図４Ａおよび４Ｂに描写される変形例では、放射線遮蔽（４０６）は、リニアック（４０２）にわたって配置され、上側略水平パネルから延在する２つの傾斜パネルを伴うブリッジ形状を有し得る、第２の搭載アセンブリ（４１０）によって、回転可能リング（４００）上に搭載されてもよい。すなわち、第２の搭載アセンブリ（４１０）の上部分は、ガントリリングの円周の長さに沿って、例えば、リングの湾曲に接線方向に辿る、曲線、形状、または表面と、上部分から湾曲または屈曲し、リングの湾曲に沿って辿る、２つの側面部分とを有してもよい。より一般的には、放射線遮蔽搭載アセンブリは、搭載アセンブリとガントリとの間の接触表面積および取付点を増加させることによって、ガントリの遮蔽を固着することに役立ち得る、ガントリの湾曲および／またはガントリの表面輪郭に対応する形状を有してもよい。例えば、ガントリの曲線を近似的に辿る搭載アセンブリは、ガントリの支持構造に沿って力を分配する、および／または溶接継手、はんだ継手、ねじ継手、および他の機械的取付のためのにより広い表面積を可能にすることに役立ち得る。第２の搭載アセンブリ（４１０）は、支持構造（４０１）の外部側（４２２）に取り付けられ、第１の搭載アセンブリ（４０４）から空隙（４１２）によって分離されてもよい。例えば、第１の搭載アセンブリ（４０４）および第２の搭載アセンブリ（４１０）は、回転可能リングの異なる支持構造またはビームに取り付けられてもよい。リニアック（４０２）および放射線遮蔽（４０６）もまた、間隙によって分離されてもよい。
リニアック整合
リニアックによって放出される放射線ビームまたはスポットは、ビーム限定または成形デバイス（例えば、マルチリーフコリメータ）と精密に整合されてもよく、これは、精密および／または正確な治療ビーム性能を獲得および維持することに役立ち得る。いくつかの変形例では、リニアック放射線ビームまたはスポットとコリメータとの間の整合は、約２００ミクロンまたはそれ未満の事前決定された公差閾値以内であってもよい。コリメータへのリニアックスポットの整合は、少なくとも３つの状況で、すなわち、工場内で、外来診療所へのシステムの送達に応じて、およびリニアックまたはビーム変換器が現場で点検される場合において、チェックされてもよい。整合は、リニアックからコリメータを通してパルスを発射するステップと、リニアックの反対側に位置する検出器（例えば、ＭＶ検出器）上のパルスの入射を測定するステップとを含んでもよい。コリメータの既知の構成（例えば、あるリーフが開放し、ある他のリーフが閉鎖されている）および検出器からのデータに基づいて、コントローラは、リニアック整合が事前決定された公差内であるかどうかを決定してもよい。放射線ビームまたはスポットが事前決定された公差内コリメータに整合されていない場合、リニアックの場所は、調節されてもよい。そのような調節は、典型的には、手動で実施されており、多くの場合、所望の整合が達成される前に、これらのステップが数回繰り返され得るため、バンカドアを開放し、リニアックを移動させ、バンカドアを閉鎖し、リニアックパルスを発射し、コリメータに対するリニアック場所およびビームスポットを測定するために煩雑であると見なされる。
本明細書に説明される放射線療法システムは、随意に、リニアックが搭載される中間アジャスタプレートと、整合アクチュエータと、いったんリニアックとコリメータとの間の整合が獲得されると、中間アジャスタプレートの位置を固着するロックダウン機構とを備えてもよい。いくつかの変形例では、整合アクチュエータは、リニアックが整合された後にアクチュエータが除去され得るように、除去可能であり得、これは、治療セッション中にシステムによって生成される放射線へのアクチュエータの暴露を限定することに役立ち得る。リニアック（随意に、ビーム変換器および／またはビーム変換器と関連付けられるビーム限定構成要素）は、アジャスタプレートに搭載されてもよく、プレートは、アクチュエータによってコリメータに対して移動されてもよい。一変形例では、アジャスタプレートは、ねじを介してアクチュエータに結合されてもよく、アクチュエータのモータは、ねじを回転させ、アジャスタプレートを移動させてもよい。いくつかの変形例では、アジャスタプレートは、２つのねじを介して１つ以上のアクチュエータに結合されてもよく、第１のねじの回転は、第１の軸（例えば、ｘ軸）に沿ってプレートを移動させ、第２のねじの回転は、第１の軸に直交し得る第２の軸（例えば、ｙ軸）に沿ってプレートを移動させる。
整合アクチュエータは、放射線療法処置室から分離している部屋の中に位置するオペレータによって遠隔で制御されてもよい。例えば、整合アクチュエータは、随意に、遠隔オペレータコマンドを受信し得る、無線送受信機と通信してもよい。代替として、または加えて、整合アクチュエータは、１つ以上のワイヤによって、別の部屋の中のコントローラに接続されてもよい。これは、リニアック放射線スポットが、バンカの外に位置するオペレータによってコリメータと整合されることを可能にし得、所望の整合が獲得されるとき、オペレータは、リニアックおよびプレートを所望の場所に係止してもよく、随意に、治療セッションの前に整合アクチュエータを除去してもよい。ｋＶまたは撮像放射線源を備える、放射線療法システムは、随意に、ｋＶ検出器に対するｋＶまたは撮像放射線源の整合を調節するための同一の機構を備えてもよい。ＭＶ検出器を備える放射線療法システムは、ＭＶ検出器アレイをジョー面に整合させるための、一方の端部上にアンカと、他方の端部上に調節ねじとを有する、角度調節機構を含んでもよい。
図４Ｃ－４Ｅは、放射線源（リニアック）調節機構の一変形例を描写する。図４Ｃは、リニアックビーム経路がＺ軸に沿っている、回転可能ガントリリング（４３０）およびガントリ（４３０）に搭載されるリニアック（４３２）、Ｘ軸調節アセンブリ（４３４）、およびＹ軸調節アセンブリ（４３６）の斜視構成要素図である。リニアック（４３２）は、Ｘ軸調節アセンブリ（４３４）およびＹ軸調節アセンブリ（４３６）が取り付けられ得る、可動アジャスタプレートに搭載されてもよい。調節アセンブリはまた、ガントリリング（４３０）上に固定して搭載されるリニアックベースプレート（４４０）に取り付けられてもよい、例えば、一次コリメータに搭載されてもよい。図４Ｄは、アジャスタプレート（４３８）上に搭載されたリニアック（４３２）の上面図を描写する。アジャスタプレート（４３８）は、Ｘ軸調節アセンブリ（４３４）のための１つ以上の搭載孔（４３９ａ）と、Ｙ軸調節アセンブリ（４３６）のための１つ以上の搭載孔（４３９ｂ）とを備える、プレートアジャスタマウント（４３７）を備えてもよい。調節アセンブリは、アジャスタプレート（４３９ａ、４３９ｂ）上の搭載孔内に係合する１つ以上のねじ、およびリニアックベースプレート上の１つ以上の孔（４４１ａ、４４１ｂ）を用いて、アジャスタプレートおよびリニアックプレートプレート（４４０）に取り付けられてもよい。調節アセンブリは、１つ以上のねじによってアジャスタプレートおよびプレートに結合されてもよいが、アセンブリは、溶接、ろう付け、接着剤等によって取り付けられ得ることを理解されたい。アジャスタプレート（４３８）は、調節アセンブリ（４３４、４３６）による作動に基づいて、ベースプレート（４４０）に対して移動されてもよい。
図４Ｅは、リニアックを位置付けるための調節アセンブリの一変形例の接写側面図を描写する。本調節アセンブリは、Ｘ軸調節アセンブリまたはＹ軸調節アセンブリのいずれかに使用されてもよく、適宜、任意の放射線源および／または検出器の位置を調節するために使用されてもよい。調節アセンブリ（４５０）は、アジャスタプレート（４３８）に取り付けられるように構成される第１のマウント（４５２）と、ベースプレート（４４０）に取り付けられるように構成される第２のマウント（４５４）と、第１のマウントおよび第２のマウントをともに接続するねじ（４５６）と、ねじ（４５６）を回転させて第１のマウント（４５２）と第２のマウント（４５４）との間の距離を調節する、ステッピングモータ（４５８）とを備えてもよい。ステッピングモータ（４５８）は、モータとねじとの間の駆動ベルトを介して、ねじ（４５６）に結合されてもよい。例えば、ねじ（４５６）は、ねじの一方の端部に位置する第１の滑車（４５５）を備えてもよく、ステッピングモータ（４５８）は、モータの回転シャフトに結合される第２の滑車（４５９）と、第２の滑車（４５９）の回転が第１の滑車（４５５）の回転を引き起こし、それによって、ねじ（４５６）を回転させ、ベースプレートに対してアジャスタプレートを移動させるように、第１および第２の滑車の両方に跨架するベルトとを備えてもよい。ステッピングモータのいくつかの変形例は、アジャスタプレートおよびその上に搭載されたリニアックを移動させるために好適なレベルまで生成されたトルクを調節する、ギヤボックスを備えてもよい。調節アセンブリ（４５０）はまた、オペレータが調節平面内の移動を追跡するための機械的参照を提供する、ダイヤルインジケータ（４６０）を備えてもよい。いくつかの変形例では、整合アセンブリは、モータのアクティブ化およびリニアックの移動が別の部屋から制御され得るように、遠隔コントローラまたはプロセッサと通信する無線送受信機を備えてもよい。代替として、または加えて、整合アセンブリは、１つ以上のワイヤによって別の部屋の中のコントローラまたはプロセッサに接続されてもよい。第１のマウント（４５２）は、アジャスタプレートの搭載孔（４３９）と対応するねじ、ペグ、または突出部を介して、アジャスタプレート（４３８）に結合されてもよく、第２のマウント（４５４）は、ベースプレートの搭載孔（４４１）と対応するねじ、ペグ、または突出部を介して、ベースプレートに結合されてもよい。調節アセンブリ（４５０）は、Ｘ軸およびＹ軸に沿ってリニアックの位置を調節するために使用されてもよい。調節アセンブリ（４５０）は、ねじを回転させてリニアックアジャスタプレートを移動させるステッピングモータを使用するが、他の変形例は、リニアックアジャスタプレートを移動させるための他の機構、例えば、ラック・ピニオン機構、電磁アクチュエータ機構、および同等物を使用してもよい。
いくつかの変形例では、リニアックの向かい側に位置するＭＶ検出器はまた、リニアックとの一貫した整合を確実にすることに役立つように調節されてもよい。例えば、リニアックおよびＭＶ検出器位置は、ともに調節されてもよい、および／またはリニアックまたはＭＶ検出器の位置は、それらが整合されている（例えば、ＭＶ検出器の中心がリニアックビームの中心の向かい側にある）ことを確実にするようにＭＶ検出器またはリニアックの位置が調整されるときに、チェックされてもよい。図４Ｆは、ガントリリングおよびその上に搭載されたＭＶ検出器（４７０）を描写する。リニアックは、上記に説明される搭載および位置調節機構を使用して、ＭＶ検出器（４７０）の真向かいに、例えば、ＭＶ検出器の向かい側の開口部にわたって、搭載されてもよい。ＭＶ検出器搭載機構は、（リニアックがＺ軸に沿って放射線を印加する）Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に沿ったＭＶ検出器位置を制御するように、フランジを用いてガントリリングに搭載される、一連のガントリ搭載フランジおよび整合またはアジャスタプレートを備えてもよい。ガントリ搭載フランジは、アイソセンタに対してＭＶ検出器を枢動または傾転させるように構成されてもよく、例えば、ＭＶビーム源（例えば、リニアック）に対して公称Ｙ軸およびＺ軸位置を確立するために使用されてもよい。共同搭載された整合プレートは、ｚ軸に沿ってＭＶ検出器を回転可能に調節し、ＭＶビーム源によって確立される平面に正しく整合するように構成されてもよい。随意に、整合またはアジャスタプレートは、随意に、（例えば、試験または較正セッション中に）正および負の両方の方向に公称平面からオフセットされた離散ｙ軸位置のための調節可能性を追加してもよい。
図４Ｇは、ＭＶ検出器（４７０）およびその搭載および位置調節アセンブリの斜視図を描写する。搭載および調節アセンブリは、ガントリマウントアセンブリ（４７２）に移動可能に取り付けられる、整合またはアジャスタプレート（４７４）を備えてもよい。マウントプレート（４７２）は、ガントリリングに固定して取り付けられてもよい。図４Ｈは、ＭＶ検出器（４７０）、整合プレート（４７４）、およびガントリマウントアセンブリ（４７２）の分解図を描写する。ガントリマウントアセンブリ（４７２）は、ＭＶ支持プレート（４８２）と、ＭＶ支持プレート（４８２）の底面に取り付けられる支持ブロック（４８０）とを備えてもよい。ＭＶ検出器（４７０）は、整合プレート（４７４）に直接搭載されてもよい。ＭＶ支持プレートおよび支持ブロックは、ボルトおよび／または整合ピンを介して、ガントリリングに固定して取り付けられてもよい。整合プレート（４７４）は、１つの軸（例えば、Ｙ軸）に沿ってＭＶ検出器を平行移動させるように構成される機構（リニアック搭載および位置調節アセンブリに関して上記に説明される機構等）に結合されてもよい、および／または１つの軸（例えば、Ｚ軸）を中心としてＭＶ検出器を回転させるように構成される枢動可能または回転可能機構に結合されてもよい。搭載および位置調節アセンブリはまた、支持ブロック（４８０）および支持プレート（４８２）に結合される搭載フランジ（４７６、４７８）を備えてもよい。図４Ｉは、図４Ｊに示される公称上整合された位置からオフセットされた、２つの可能性として考えられる平行移動位置を描写する（図４Ｉの上面図は、完全延在構成時の調節アセンブリを描写し、図４Ｉの底面図は、完全後退構成時の調節アセンブリを描写する）。図４Ｊは、１つの可能性として考えられる回転または枢動状態と一緒にＭＶ検出器アセンブリの公称上整合された位置を描写する（図４Ｊの上面図は、公称構成時の調節アセンブリを描写し、図４Ｊの底面図は、回転または枢動時の調節アセンブリを描写する）。
温度制御
概して、本明細書に説明されるシステムは、動作可能範囲内でシステム温度を維持することに役立つための温度管理システムを備える、放射線療法システムを備えてもよい。放射線療法のための連続回転ガントリは、困難な温度または熱管理問題を提起する。約１０ＲＰＭ～約７０ＲＰＭの速度において回転することが可能であるガントリは、より遅い速度において回転するガントリよりも大量の熱を生成し得る。例えば、連続回転放射線療法システムは、７０ｋＷ超の熱を生じることができる。放射線療法システム内のセンサの多くは、温度の変化に敏感であり、温度の上昇は、患者快適性にも悪影響を及ぼし得る。低速ガントリ（例えば、約１０ＲＰＭ未満）を伴う放射線療法システムで使用されている、大型ボア連続回転流体ユニオンは、高速ガントリ（例えば、約２０ＲＰＭ～約７０ＲＰＭ、約６０ＲＰＭ以上の）と併用するために好適ではない場合がある。ガントリ自体から熱を除去することに加えて、温度管理システムはまた、ガントリエンクロージャおよび治療バンカから熱を除去する必要もあり得る。温度制御は、いくつかの方法によって多くのレベルで管理されてもよい。温度制御のための方法は、センサデータが、ファン動作（例えば、速度制御）、回転可能リング上および／または回転可能リングと固定フレームとの間の高温および低温液体混合率、および／または回転可能リング上の液体流の制御を調節するために使用され得る、温度および空気流センサを伴うフィードバックループを含んでもよい。いくつかの変形例では、回転可能リングを横断して、および／または固定フレームへ、および／または外来診療所または設備ヒートシンクへ熱を移動させるための温度管理システムは、回転可能リング上の複数の液体分岐または導管、および／または流体ポンプまたは他のレギュレータ、および／または回転可能リング熱交換器、および／または固定熱交換器、および／または回転可能リングからの加熱液体を固定フレーム上の冷却液体と接触または混合させるステップを含んでもよい。図５Ａは、回転可能リングから固定フレームへの熱伝達の一変形例を表す、ブロック図である。回転可能リング上の構成要素によって生成される熱は、リングの全体を通して循環され得る、冷却流体に伝達されてもよい。冷却流体に伝達される熱は、１つ以上の強制空気熱交換器を介して（例えば、１つ以上のファンの補助の有無を問わず空気導管を介して）回転可能リングと固定フレームとの間で循環される空気に伝達されてもよい。回転リングからの加熱空気（および固定フレーム上の構成要素からの熱）は、設備冷却流体に導かれてもよい。代替として、回転可能リングからの加熱空気は、強制空気熱交換器を使用することなく、設備冷却流体に直接伝達されてもよい。図５Ａに描写される変形例では、温度管理システム（５２０）は、回転可能ガントリ上の構成要素（５２３）（例えば、リニアック、マグネトロン、コリメータ、ジョー、ＰＥＴ検出器アレイ、ＭＶ検出器等）の間で流体を循環させる、１つ以上の流体導管（５２２）と、１つ以上の熱交換器（５２４）とを備えてもよい。流体導管（５２２）は、構成要素から熱交換器（５２４）に加熱流体を移送するループを形成してもよく、流体は、１つ以上のファン（５２６）によって冷却される。冷却流体は、次いで、構成要素（５２３）に戻るように循環される。いくつかの変形例では、流体流コントローラ（５２５）は、回転可能リング上の温度センサからのデータに応じて、流体率を調整するように、回転可能リング上に位置してもよい。流体からの熱は、ファン（５２６）を介して空気に伝達され、これは、次いで、１つ以上の固定熱交換器（５３０）へ導かれる。随意に、回転可能リングと固定フレームとの間の加熱空気流率は、固定熱交換器に隣接するファン（５２８）の第２のセットによって促進されてもよい。固定熱交換器（５３０）は、空気から設備冷却システム（５３２）に熱を伝達してもよい。設備冷却システムは、例えば、固定熱交換器（５３０）内の加熱空気と混合する冷却空気を循環させる、または熱交換器（５２４）からの熱気によって加熱されている固定熱交換器（５３０）内の流体と接触している冷却流体を循環させる、空気ベースまたは流体ベースの冷却システムであってもよい。
高速ガントリを伴う放射線療法システムのための温度管理システムの一変形例は、熱交換器および導管の２つのセットを備えてもよい。例えば、熱交換器は、高い表面積対体積比を有する銅基板と、基板の表面に熱的に結合される液体導管とを備えてもよい。回転ガントリからの熱は、ガントリを囲繞する空気の温度を上昇させて得、その熱は、例えば、ファンによって提供される空気流を介して、または放射伝導を介して、交換器基板に伝達されてもよい。基板からの熱は、次いで、導管内の冷却液体に伝達されてもよく、これは、次いで、ガントリから離れるように液体リザーバに熱を移動させる。冷却液体は、例えば、水であってもよく、局所的に（例えば、治療システムが位置する部屋またはバンカ内で、またはそれに近接して）循環されてもよい、および／または治療設備を横断して循環されてもよい。熱交換器および導管の第１のセットは、回転リングから生成される熱をガントリの固定フレームに伝達するように構成されてもよく、熱交換器および導管の第２のセットは、固定フレームから閉ループ設備液体システムに熱を伝達するように構成されてもよい。本構成では、回転リング上に搭載される構成要素からの熱は、回転可能な閉ループ水システムを用いて除去されてもよい。回転可能水システムは、強制空気熱交換器または放射熱交換器のいずれかを使用して、熱を固定フレーム内の導管に伝達するように構成されてもよい。例えば、熱は、次いで、強制空気システムに結合され得る固定フレーム内の導管を介して、（例えば、設備によって提供される）冷蔵流体に伝達されてもよい。強制空気システムは、冷蔵流体に結合され得る熱交換器の第２のセットを通して、ダクトを付けられてもよい。本冷蔵強制空気の一部は、一定の周囲気温を維持するようにガントリエンクロージャの下に指向されてもよい。可変速度ファンまたは可変冷蔵流体流は、固定熱交換システムの温度を維持するために使用されてもよい。
温度管理システムの一変形例が、図５Ｂ－５Ｅに描写される。図５Ｂは、筐体（５０１）内に封入されたガントリ（５００）を描写する。ガントリ（５００）は、回転可能リング（５０２）と、固定フレーム（描写せず）とを備えてもよい。温度管理アセンブリは、回転可能リング（５０２）上に搭載される１つ以上の排出構成要素（５０４）と、筐体（５０１）のエンクロージャ内に位置する固定ダクト（５０６）とを備える、第１の熱交換インターフェースを備えてもよい。回転可能リング（５０２）は、固定フレームに結合または搭載されてもよい。排出構成要素（５０４）は、回転可能リング（５０２）の円周に沿った１つ以上の場所にあってもよい。任意の数の排出構成要素（５０４）、例えば、１つの排出構成要素、２つ以上の排出構成要素、３つ以上の、４つ以上の、５つ以上の、または１０個以上の排出構成要素が、回転可能リング上に搭載されてもよい。付加的排出構成要素が、高熱出力を伴う構成要素の近傍に位置してもよい。いくつかの変形例では、ｋＶ ＣＴヘッドは、補完排出構成要素を備えてもよい。排出構成要素または強制空気熱交換器は、空気流方向が半径方向に沿っている（すなわち、回転軸と垂直である）ように配向される、１つ以上のファンを備えてもよい。回転軸と平行である空気流は、回転軸と垂直である半径方向空気流と同程度に効率的に空気を導かない場合がある。これは、ガントリが約５０ＲＰＭ以上の（例えば、約６０ＲＰＭ）速度において回転しているときに、特に顕著であり得る。例えば、図５Ｂに描写される第１の熱交換インターフェースは、５つの排出構成要素（５０４）を備える。排出構成要素（５０４）は、回転可能リング（５０２）上の構成要素によって生成される熱を、図５Ｄ－５Ｅに描写される固定ダクト（５０６）に伝達してもよい。固定ダクトは、リングが（５０２）回転している間に、熱が排出構成要素（５０４）から固定ダクト（５０６）に伝達され得るように、回転可能リング（５０２）のものに類似する形状を有してもよい。例えば、図５Ｅに描写されるように、固定ダクト（５０６）は、回転可能リング（５０２）の形状と対応する円形を有してもよい。回転可能リング（５０２）上の構成要素によって生成される熱は、周辺空気の温度を上昇させ得、本加熱空気は、排出構成要素（５０４）によって捕捉され、固定ダクト（５０６）に向かって移動されてもよい。温度管理システムはさらに、固定ダクト（５０６）と、空気ポータル（５０８）とを備える、第２の熱交換インターフェースを備えてもよい。空気ポータル（５０８）は、一方向および／または双方向空気流および交換のために構成されてもよく、冷却空気または流体の設備リザーバに接続されてもよい。図５Ｃ－５Ｅに描写される実施例では、空気ポータル（５０８）は、設備リザーバから筐体（５０１）のエンクロージャの中へ冷却空気を輸送し、回転可能リング（５０２）から排出構成要素（５０４）の外へ加熱空気を輸送する、ファン（５１０）を備えてもよい。随意に、回転可能リング上のいくつかの構成要素は、専用熱伝達または冷却経路（すなわち、熱を固定フレームに移動させるための専用冷却流体流システムおよび／または強制空気熱交換器または排出装置）を有してもよい。例えば、マグネトロンは、専用冷却経路を有してもよい。
ガントリボア
本システムのいくつかの変形例では、回転可能ガントリを有する放射線療法デバイスは、小さい空間内の閉じ込めに起因する患者不快感（例えば、閉所恐怖症）を低減させるように構成される、ボアを備えてもよい。いくつかの変形例では、ガントリは、快適な患者環境を提供して、患者の不安を低減させ、放射線療法処置への患者コンプライアンスを増加させ得る。例えば、いくつかの変形例では、回転可能ガントリのボアは、ボアの端部に向かって直径が増加し（すなわち、可変直径ボアまたは段階的ボア）、閉所恐怖症および閉じ込めの知覚（例えば、手技中に静止して横たわっている患者）を低減させ、それによって、患者がより長い時間周期にわたって患者プラットフォーム上で静止したままであることを可能にし得る。
いくつかの変形例では、ボアが、両端上で開放してもよい（例えば、開放ボアガントリ）一方で、他の変形例では、ボアは、一方の端部上で開放し、他方の端部上で閉鎖されてもよい（例えば、閉鎖ボアガントリ）。ボアの端部のうちの１つは、放射線療法処置のために患者プラットフォーム上で患者を受容するために開放してもよい。下記で詳細に説明されるように、ボアは、ボア内の拡大空間の知覚が維持されている間に、一方の端部において封入されてもよい。図６Ａ－６Ｂは、ボア（６０４）の閉鎖端（第２の部分（６０８））がボア（６０４）の開放端（第１の部分（６０６））の直径を上回る直径を有する、閉鎖ボアガントリ（６０２）を備える、例示的放射線療法デバイス（６００）を表す。いくつかの変形例では、ガントリ（６０２）は、第１の部分（６０６）と、第２の部分（６０８）とを備えてもよい。図６Ａに描写されるように、患者プラットフォーム（６２０）上に配置される患者（６２２）は、第１の部分（６０６）の第１の端部の円形開口部からボア（６０４）の中へ前進されてもよい。第１の部分（６０６）の第２の端部は、第２の部分（６０８）のエンクロージャに結合されてもよい。患者（６２２）は、その頭部が第２の部分（６０８）のエンクロージャ内に位置付けられるように、前進されてもよい。患者の頭部が治療中に位置付けられる、ボア（６０４）の直径を増加させることによって、ボア（６０４）の全長に沿って直径を増加させることなく、患者の閉じ込めの知覚が減少させられ得るため、閉所恐怖症が軽減され得る。
いくつかの変形例では、ボア（６０４）の第２の部分（６０８）の直径（６０９）は、ボア（６０４）の第１の部分（６０６）の直径（６０７）よりも最大４倍大きくあり得る。いくつかの実施例では、ボア（６０４）の第２の部分（６０８）の直径（６０９）は、ボア（６０４）の第１の部分（６０６）の直径（６０７）よりも約３倍大きくあり得る。他の変形例では、ボア（６０４）の第２の部分（６０８）の直径（６０９）は、変動し得るが、ボア（６０４）の第１の部分（６０６）の直径（６０７）は、実質的に一定であり得る。図６Ａ－６Ｂに示されるように、ボア（６０４）の第２の部分は、楕円体形状（例えば、半球形状）を有してもよく、下記でさらに詳細に説明されるように、照明されてもよい。第２の部分（６０８）は、拡大空間をシミュレートするように構成される任意の形状を備えてもよい。例えば、第２の部分（６０８）は、開放ボックス形状等の直方体形状を備えてもよい。さらに、第２の部分は、患者の視野の範囲に患者（６２２）を封入してもよい。例えば、第２の部分（６０８）のボア（６０４）は、患者（６２２）がその点の下を見ることができないため、患者プラットフォーム（６２０）に対して患者の眼の高さの略下方から開放してもよい。
図６Ａに示されるように、第１の部分（６０６）は、放射線平面をちょうど越えて形成された第２の部分（６０８）を伴って、放射線ビーム（６１４）の平面を通して軸方向に延在してもよい。このようにして、患者（６２２）が、回転する第１の部分（６０６）から放射線ビーム（６１４）を受容してもよい一方で、第２の部分（６０８）内の拡大空間は、最大限にされてもよい。図６Ａ－６Ｂでは、第１の部分（６０６）が、回転可能であり得る一方で、第２の部分（６０８）は、固定され得る。これらの変形例では、間隙が、第１の部分（６０６）と第２の部分（６０８）との間に形成されてもよい。第１の部分（６０６）および第２の部分（６０８）は、両方とも回転可能であり得ることを理解されたい。
ガントリ（６０２）はさらに、マルチリーフコリメータ（６１２）を備えてもよく、検出器（６１６）の反対側に提供されてもよい。ガントリ（６０２）は、放射線源（６１０）に結合されてもよい。いくつかの変形例では、放射線源（６１０）は、患者（６２２）を中心としたガントリ（６０２）の回転とともに回転するように、ガントリ（６０２）に搭載されてもよい。放射線源（６１０）およびコリメータ（６１２）は、患者プラットフォーム（６２０）の縦軸と垂直な平面内で放射線ビーム（６１４）を放出するように構成されてもよい。
開放ボア回転可能ガントリに関するもの等のいくつかの変形例では、放射線源（６１０）は、ガントリ（６０２）の第１の部分（６０６）の回転可能リング（図示せず）上に搭載されるマグネトロンを備えてもよい。閉鎖ボア回転可能ガントリに関するもの等の他の変形例では、放射線源（６１０）は、ガントリ（６０２）の第１の部分（６０６）の回転可能リング上に搭載されていないクライストロンを備えてもよい。クライストロンは、代わりに、ガントリ（６０２）の固定フレーム上に搭載されてもよい、および／またはガントリ（６０２）から分離して搭載されてもよい。固定クライストロンは、回転可能リング上に搭載されるマグネトロンと比較して、より高いエネルギー、より高い電力、およびより良好な信頼性を提供し得る。
いくつかの変形例では、視覚、オーディオ、および触知感覚入力のうちの１つ以上のものが、ボア（６０４）内の拡大空間をシミュレートするように患者（６２２）に提供されてもよい。いくつかの変形例では、放射線療法デバイス（６００）は、拡大空間の錯覚を作成するように構成される感覚出力（例えば、視覚、聴覚、触覚）を提供してもよい。例えば、屋外設定の表示が、自然音のオーディオ出力および患者の顔にわたる空気流と組み合わせて、ボアの壁上で患者の視界内に投影されてもよい。いくつかの実施例では、表示される画像は、患者の眼が光学眼球追跡装置を使用して見ている場所に基づいて変化してもよい。感覚出力は、光学眼球追跡装置データを使用して修正されてもよい。そのような感覚出力は、開放ボアシステム内の患者がまた、ボアの長さに起因して閉所恐怖症に起因する不快感を体験し得る（すなわち、患者の頭部が、概して、診断または治療セッション中にボアから退出しない）ため、開放ボアシステムおよび閉鎖ボアシステムで使用されもよい。
いくつかの変形例では、ガントリ（６０２）は、ガントリ（６０２）のボア（６０４）内に配置され、患者の視界内でボア（６０４）の第２の部分（６０８）の内部表面（例えば、天井）を照明する（６３１）（例えば、照明、画像、ビデオを提供する）ように構成される、１つ以上の画像プロジェクタ（６３０）を備えてもよい。例えば、図６Ｂは、第２の部分（６０８）の内部表面上で照明された（６３１）屋外の滝の場面を描写する。第２の部分（６０８）の半球形上に表示される画像は、患者（６２２）において閉所恐怖症を軽減するために十分な拡大空間の錯覚を作成してもよい。いくつかの変形例では、より低い分解能および／または非焦点画像が、その頭部を固定位置で維持する際にユーザを補助するように、患者（６２２）の周辺視野に対応する第２の部分（６０８）の領域上に表示されてもよい。同様に、照明の量（例えば、ルーメン）は、患者の中心視野のために最大限にされ、本位置から半径方向外向きに（例えば、周辺視野に向かって）次第に低減されてもよい。いくつかの変形例では、ボア（６０４）の第２の部分（６０８）の内部表面上に表示される画像の位置は、患者プラットフォーム（６２０）がボア（６０４）を通して平行移動および／または回転すると、患者（６２２）の位置とともに変動してもよい。加えて、または代替として、ボア（６０４）の第２の部分（６０８）の内部表面は、１つ以上のディスプレイ（例えば、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＣＤ、ＣＲＴ等）を備えてもよい。
いくつかの変形例では、オーディオデバイス（６３２）が、オーディオを患者（６２２）に出力して、例えば、ボア（６０４）内で拡大空間の錯覚を作成することに役立つように、ボア（６０４）内のいずれかの場所に配置されてもよい。例えば、オーディオデバイス（６３２）は、第１の部分（６０６）および第２の部分（６０８）のうちの１つ以上のものの内側でガントリ（６０２）の固定部分に搭載されてもよい。オーディオデバイス（６３２）は、１つ以上のスピーカを備えてもよい。オーディオデバイス（６３２）によって出力されるオーディオは、画像プロジェクタ（６３０）によって出力される照明に対応および／または同期化されてもよい。例えば、図６Ｂでユーザに表示される滝の画像は、白色雑音を追加し、ガントリ（６０２）動作からの雑音の知覚を低減させ得る、対応する滝の騒音を伴い得ってもよい。別の実施例として、オーディオ出力はさらに、拡大空間をシミュレートするためのエコーを備えてもよい。加えて、スピーカはさらに、下記でより詳細に議論されるように、雑音消去信号を出力してもよい。
いくつかの変形例では、空気流デバイス（６３６）が、患者の顔等の患者（６２２）の所望の部分にわたって事前決定された方向から空気流を指向するように、ボア（６０４）の中に配置されてもよい。いくつかの変形例では、空気流デバイス（６３６）は、第２の部分（６０８）の中に配置される１つ以上のファンを備えてもよい。ファンは、ボア（６０４）内から、またはガントリ（６０２）に対して外部から空気を引き込んでもよい。いくつかの実施例では、空気流デバイス（６３６）は、冷却空気を患者（６２２）に提供するように、空調システムに結合されてもよい。空気流デバイス（６３６）は、陽圧または陰圧を提供してもよい。
いくつかの変形例では、光学眼球追跡装置（６３４）が、患者の眼への明確な見通し線を有して、ボア（６０４）内の任意の場所に配置されてもよい。光学眼球追跡装置（６３４）は、角膜反射、赤外線、瞳孔追跡等のうちの１つ以上のものを使用して、視線および／または眼球位置を決定するように構成される、非接触光学センサを備えてもよい。いくつかの変形例では、画像プロジェクタ（６３０）によって投影される画像が、光学眼球追跡装置（６３４）からの検出された視線および／または眼球位置に基づいて、再配置されてもよい。このようにして、患者（６２２）は、その頭部を移動させることなく、画像を快適に視認することが可能であり得る。
一変形例では、放射線療法システムは、ボア内に位置する１つ以上の視覚ディスプレイを備えてもよい。ディスプレイ上に提示される画像は、患者が治療セッション中に（寝台によって）移動されると、ボアに沿って移動されてもよい。光学眼球追跡装置からの検出された視線および／または眼球位置は、随意に、患者頭部運動を要求することなく、画像が常に患者の視界内にあるように、ボアに沿って画像を移動させるために使用されてもよい。いくつかの変形例では、ディスプレイは、ボアの湾曲を辿るようにボアの内部表面に沿って搭載され得る、フレキシブルディスプレイであってもよい。例えば、ディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイであってもよい。図６Ｃは、ボア内に１つ以上のディスプレイを備える、放射線療法システムの一変形例の断面を描写する。放射線療法システム（６４０）は、ガントリを通して延在する縦方向ボア（６４２）を伴う回転可能ガントリ（６４４）と、リニアック（６４６）と、ｋＶ放射線源（６４８）と、寝台上部（６５５）の向かい側でボア（６４２）の長さに沿って搭載される複数のディスプレイ（６５０ａ、６５０ｂ、６５０ｃ）とを備えてもよい。リニアック（６４６）は、治療処置ビーム（６４７）を生成してもよく、ｋＶ放射線源（６４８）は、ボアに沿って治療処置ビームと異なる縦方向場所にある、撮像ビーム（６４９）を生成してもよい。ディスプレイ（６５０ａ、６５０ｂ、６５０ｃ）は、ボア（６４２）の湾曲に従って湾曲可能である、フレキシブルディスプレイであってもよく、例えば、ＯＬＥＤディスプレイであってもよい。ディスプレイ（６５０）は、治療処置ビーム経路または撮像ビーム経路内にあるボアの面積を除いて、ボアの長さに沿って搭載されてもよい。放射線ビーム経路を回避することは、ディスプレイ（６５０）の寿命を延長することに役立ち得る。図６Ｄは、図６Ｃのシステムの端面図を描写し、ここで描写されるように、フレキシブルディスプレイ（６５０）は、患者の視野と対応する円弧を横断して跨架してもよい。ディスプレイ（６５０）は、ボア円周の約２５％～ボア円周の約５０％、例えば、ボア円周の約３０％を横断して跨架してもよい。図６Ｅおよび６Ｆは、ディスプレイ上の１つ以上の画像が患者の眼の位置を追跡する、ボア（６４２）内に位置するフレキシブルディスプレイ（６５０）を備える、システムの一変形例を描写する。例えば、患者がより表面的な場所（図６Ｅ）からボア内のより深い場所（図６Ｆ）まで移動されると、患者がより表面的な場所にいる間のディスプレイ（６５０）上の画像（６５２）は、患者がより深い場所まで移動されるときに、ディスプレイ（６５０）上の別の画像（６５２’）と置換されてもよい。第１の画像（６５２）から第２の画像（６５２’）の一連の画像は、画像が１つの場所から別の場所まで移動しているという錯覚を作成するように生成されてもよい。ディスプレイ上の画像の場所は、前述で説明されたように、寝台位置および／または光学眼球追跡装置データによって決定されてもよい。
オーディオシステム
放射線療法システムの種々の構成要素、例えば、回転ガントリ、コリメータリーフの移動、温度制御システム、および他の高電圧構成要素は、有意なレベルの機械雑音を生じ得る。本機械雑音は、患者が配置されるガントリボアの制約境界内で増幅され得る。例えば、ガントリの動作は、治療ビーム送達中にアクティブ化されるＭＬＣリーフ移動と関連付けられる機械雑音等の１つ以上のサブシステムのアクティブ化と関連付けられる断続的機械および電気雑音とともに、一貫した背景騒音を生成し得る。聴覚雑音レベルの上昇は、患者快適性を損ない得、患者の不安を増加させ得、患者の移動（例えば、そわそわして動く、身体の再配置、呼吸数の増加等）をもたらし得る。聴覚不快感を低減させることは、したがって、患者快適性およびコンプライアンスを向上させ得る。雑音管理のための雑音消去ヘッドホンおよび他のウェアラブルソリューションは、治療ビームに干渉し得る、および／またはそれによって損傷され得る。いくつかの変形例では、放射線療法システムは、治療および／または撮像放射線ビーム経路の外側でガントリ上に搭載される、オーディオシステムを備えてもよい。オーディオシステムは、患者がガントリのボアを通して移動し、および／または放射線療法処置を受容すると、患者位置データを使用し、患者の耳において雑音消去オーディオを生成するように構成される、マイクロホンおよびスピーカのアレイを備えてもよい。マイクロホンおよびスピーカアレイと通信するコントローラは、機械雑音をマップし、患者場所データに基づいて雑音消去信号を計算し、スピーカアレイからの雑音消去信号の適切な振幅および位相を投影するために、フェーズドアレイ理論に基づく方法を使用してもよい。概して、プロセッサは、周囲音を受容し、周囲音の正反対である波形信号を生成し、患者に出力される任意の所望のオーディオ信号とそれを混合するように構成されてもよい。例えば、雑音消去信号は、患者の耳によって受容される雑音として、等しい振幅を伴って１８０°位相がずれ得る。
図７は、本明細書に説明される放射線療法システムのうちのいずれかと併用され得る、聴覚雑音管理システムの一変形例を描写する。特に、放射線療法システム（７００）は、図７に図示され、マルチリーフコリメータ（７３２）に結合される放射線源（７３０）を備える、ガントリ（７１０）を備える。検出器（７３６）は、マルチリーフコリメータ（７３２）の反対側に提供され、コリメータ（７３２）および放射線源（７３０）から出力される放射線ビーム（７３４）を受容してもよい。ガントリ（７１０）は、患者プラットフォーム（７２０）上で患者（７２２）を受容するように構成される、ガントリ（７１０）のボアを伴う患者領域を備えてもよい。ガントリ（７１０）はさらに、患者領域内にあり、ガントリ（７１０）の固定フレーム（図示せず）上に配置される、スピーカアレイ（７１２）と、マイクロホンアレイ（７１４）とを備えてもよい。図７に描写されるように、スピーカアレイ（７１２）およびマイクロホンアレイ（７１４）は、ガントリ（７１０）の１つ以上の端部の中に配置されてもよい。いくつかの変形例では、スピーカアレイ（７１２）およびマイクロホンアレイ（７１４）のうちの１つ以上のものは、患者の耳の近傍でガントリ（７１０）のボア内の固定フレームの内側半径方向表面上に配置されてもよい。加えて、または代替として、スピーカアレイ（７１２）およびマイクロホンアレイ（７１４）のうちの１つ以上のものは、例えば、内側半径方向表面の反対側のガントリ（７１０）の外面上等のガントリ（７１０）のボアの外側に配置されてもよい。
マイクロホンアレイ（７１４）が患者の耳から離れて位置する変形例では、マイクロホンアレイ（７１４）において受容される音に基づいて生成される雑音消去信号は、患者（７２２）が位置する場所で、検出された周囲雑音が効果的に消去されないように、位相がずれ得る。故に、プロセッサは、患者の耳、スピーカアレイ、およびマイクロホンアレイの間の場所の差異も補償する、雑音消去信号を生成してもよい。例えば、ガントリ（７１０）は、患者場所システムから患者場所データを受信し、マイクロホンアレイ（７１４）によって受信されるオーディオおよび患者場所データを使用して雑音消去信号を生成するように構成される、プロセッサ（７１６）を有する、コントローラを備えてもよい。プロセッサ（７１６）は、雑音消去信号を生成するときに、患者場所データを使用し、マイクロホン場所と患者の耳の場所との間の差異を補償してもよい。スピーカアレイ（７１２）は、雑音消去信号を出力するように構成されてもよい。
故に、システム（７００）はさらに、患者領域中で患者（およびその耳）を特定するように構成される、場所決定システムを備えてもよい。いくつかの変形例では、場所決定システムは、（例えば、ＰＥＴ撮像、ｋＶ ＣＴ撮像からの）患者位置合わせデータを使用し、患者の耳の場所を決定してもよい。他の変形例では、患者（７２２）は、耳の場所が把握されるように、事前決定された位置において患者プラットフォーム（７２０）に沿って位置付けられてもよい。例えば、患者（７２２）は、頭部固定デバイスによって等、患者プラットフォーム（７２０）上の固定場所に結合されてもよい。いったん患者の耳が特定されると、プロセッサ（７１６）は、患者、スピーカアレイ（７１２）、およびマイクロホンアレイ（７１４）の間の任意の差異を補償する、雑音消去信号を生成してもよい。
加えて、または代替として、スピーカアレイ（７１２）は、患者（７２２）のためにガントリ（７１０）のボア内でオーディオを出力して、患者快適性を増加させ、不安を低減させるために使用されてもよい。例えば、プロセッサ（７１６）およびスピーカアレイ（７１２）は、治療ステータスおよび／または他の情報を提供する、音声オーディオ（例えば、ライブオペレータ音声、事前録音された音声）を出力するように構成されてもよい。オーディオを患者（７２２）に提供することは、放射線療法手技中に患者の注意を引き得、長い治療セッション（例えば、２０分、３０分、６０分）中に有用であり得る。他の実施例では、プロセッサ（７１６）およびスピーカアレイ（７１２）は、音楽、白色雑音、自然音、および他の音のうちの１つ以上のものを出力し、放射線療法システムによって生成される機械雑音の知覚を低減させてもよい。
コリメータシステム
前述で説明されたように、放射線療法システムは、ＭＶ Ｘ線源または治療放射線源のビーム経路内に配置されるマルチリーフコリメータを備えてもよい。いくつかの変形例では、マルチリーフコリメータは、２０１６年６月１０月に出願された米国特許出願第１５／１７９，８２３号（その全体として参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明される、バイナリマルチリーフコリメータのうちのいずれか等のバイナリマルチリーフコリメータであってもよい。一変形例では、マルチリーフコリメータは、複数のリーフと、対応する数の空気圧式リーフ作動機構とを備えてもよい。各リーフ作動機構は、その対応するリーフを独立して移動させるように構成されてもよく、圧縮空気源が、空気圧式リーフ作動機構のうちの１つ以上のものに結合されてもよい。空気圧式リーフ作動機構はそれぞれ、縦方向管腔を備えるバレルと、第１の側面開口部と、第２の側面開口部と、バレルの縦方向管腔内に延在するピストンとを備えてもよい。ピストンは、シャフトと、バレル内のシャフトに結合されるピストンシールとを備えてもよく、バレル内のピストンの移動は、第１の場所と第２の場所との間でコリメータリーフを平行移動させる。第１および第２の開口部は、圧縮空気源に流体的に接続されてもよい。空気圧式機構はさらに、第１の開口部と流体源との間の第１の弁と、第２の開口部と圧縮空気源との間の第２の弁とを備えてもよい。第１および第２の弁は、バレル管腔の中および外への流体流を選択的に調整してもよい。圧縮空気は、空気導管のグリッドまたはアレイを介してリーフ空気圧式機構バレルのそれぞれに（リーフ毎に１つ）分配されてもよく、各空気圧式リーフ作動機構の各弁は、各バレルの中への空気流を調整するように個別に制御されてもよい。各空気圧式リーフ作動機構に供給される圧縮空気は、別個かつ独立して制御される弁（すなわち、複数の空気圧式リーフ作動機構の第１および第２の弁）を備える、空気供給グリッドによって提供される。空気供給グリッド内の圧縮空気は、ガントリの回転可能リング上に搭載される圧縮機または圧縮空気源によって提供されてもよい。高速連続回転ガントリ等の回転可能ガントリ上に搭載される圧縮空気源は、非回転（または低速）ガントリ上に搭載される空気源と比較して、上昇したレベルの振動を受け得る。高速ガントリは、ピストン圧縮機と比較して、振動および音の影響を受けにくくあり得る、スクロールまたはねじ圧縮機を備えてもよい。いくつかの変形例では、スクロールまたはねじ圧縮機は、回転可能リング上の振動単離フィート上に搭載されてもよく、約１ＡＴＭの圧力を有する周囲空気を、約１０ＡＴＭの圧力を有する加圧空気に変換するように構成されてもよい。内蔵圧縮機システムのいくつかの変形例は、アキュムレータタンク、フィルタ、乾燥機、および最終冷却器を備えてもよい。撮像および／または患者位置合わせのための随意のｋＶ放射線源を備える、システムは、ＭＶ Ｘ線源または治療放射線源と同一または異なる圧縮空気システムによって駆動され得る、空気圧式リーフ作動機構を有する、類似マルチリーフコリメータを備えてもよい。
概して、治療放射線ビームは、リニアックによって生成され、１つ以上のビーム成形構成要素によって成形されてもよい。いくつかの変形例では、１つ以上のビーム成形構成要素は、以下のうちの１つ以上のもの、すなわち、一次コリメータ、二次コリメータ、マルチリーフコリメータ、第１のジョー、および／または第２のジョーを備えてもよい。一次コリメータおよび／または二次コリメータは、固定ビーム成形開口（例えば、開口の形状および／またはサイズは、事前決定された形状またはサイズに制約される）または可変ビーム成形開口（例えば、開口の形状および／またはサイズは、治療の前、および／または間、および／または後に、所望に応じて変動され得る）を備えてもよい。いくつかの変形例では、一次コリメータは、放射線ビームの一般的形状を画定し得る、台形形のスロットを伴うタングステン基板または基部を備えてもよい。同様に、第１のジョーおよび／または第２のジョーは、固定ビーム成形開口または可変ビーム成形開口を備えてもよい。コリメータおよび／またはジョーは、２つの軸（例えば、ｘ軸およびｙ軸）に沿ってビームを成形してもよい、または１つの軸（例えば、ｘ軸のみ、またはｙ軸のみ）に沿ってビームを成形してもよい。マルチリーフコリメータは、２つの軸（例えば、ｘ軸およびｙ軸）に沿ってビームを成形するように構成されてもよい、および／または１つの軸（例えば、ｘ軸のみ、またはｙ軸のみ）に沿ってビームを成形するように構成されてもよい。リニアックによって放出されるＸ線ビームは、標的（タングステン標的等）の中へ電子を加速させることに起因し得、これは、電子標的衝突からのエネルギーをＸ線ビームに変換する。回転可能リング（例えば、連続的に回転可能なリング）上に搭載されるリニアックを備える、システムに関して、電子源（例えば、電子銃）、マイクロ波源（例えば、マグネトロン）、パルス電源、およびＲＦサーキュレータは、ガントリの回転可能リング上に提供されてもよい。放射線療法システム（８００）はさらに、標的と、一次コリメータとを備える、標的変換器と、線量チャンバと、上側ジョーと、マルチリーフコリメータ（例えば、バイナリＭＬＣ）と、下側ジョーとを備えてもよい。一次コリメータ、上側ジョー、バイナリＭＬＣ、および下側ジョーは、リニアックによって放出される放射線ビームを成形してもよい。上側および下側ジョーは、標的変換器の仮想点スポットに緩く集束する、曲線レール上で移動してもよい。
図８Ａは、回転可能ガントリ（８０２）と、治療放射線ビームを放出するように構成されるリニアック（８０４）と、パルス電力供給源（８０６）と、電子銃（８０８）と、マグネトロン（８１０）と、ＲＦサーキュレータとを備える、放射線療法システム（８００）の一変形例を描写し、リニアック、パルス電力供給源、電子銃、マグネトロン、およびＲＦサーキュレータは、ガントリの回転可能リング上に搭載される。パルス電力供給源（８０６）は、供給源（８０６）からの電力パルスの時間的特性（例えば、周波数、デューティサイクル等）と対応する電子のパルスを生成し得る、電子銃（８０８）に接続されてもよい。マグネトロン（８１０）およびＲＦサーキュレータによって生成されるマイクロ波は、リニアック（８０４）の導波管内で銃（８０８）からの電子を加速させる。
図８Ｂは、放射線ビーム経路の一変形例を描写する。リニアック（８０４）からの加速された電子は、衝突からのエネルギーをＸ線放射線ビームに変換する、ビーム変換器（８２０）の標的（８２２）（例えば、タングステンから作製される）と衝突してもよい。放射線ビームは、最初に、一次コリメータ（８２４）によって成形され、線量チャンバ（８２６）を通過し、次いで、第１の軸（例えば、ｙ軸）に沿って上側ビーム限定ブロックまたはジョー（８２８）によって成形され、第２の軸（例えば、ｘ軸）に沿ってバイナリＭＬＣ（８３０）のリーフによって成形され、最終的に、放射線ビームが患者治療エリアに進入する前に、第１の軸（例えば、ｙ軸）に沿って下側ビーム限定ブロックまたはジョー（８３２）によって成形される。一次コリメータ（８２４）は、回転可能リングに直接搭載され、放射線療法システムのアイソセンタに整合されてもよい。図８Ｄは、放射線ビーム経路内のビーム限定構成要素の接写図を描写する。より一般的には、コリメータまたはジョーの１つのセットの中の開口部またはスロットのサイズおよび形状が、１つの軸（例えば、ｘ軸）内で放射線ビームを画定してもよい一方で、コリメータまたはジョーの別のセットの中の開口部またはスロットのサイズおよび形状は、別の軸（例えば、ｙ軸）に沿ってビームを画定してもよい。これらのビーム限定デバイスの一側面は、それらが全放射線ビームから全減衰放射線ビームまでの勾配を作成する程度であり、全減衰は、材料厚さの関数であり得、その材料の放射線遮断能力（半価層減衰）は、半影と称され得る。いくつかの実施例では、半影は、本勾配に沿った８０％放射線レベル～２０％放射線レベルの距離として画定されてもよく、いくつかの他の実施例では、半影は、９０％～１０％放射線レベルの距離として画定されてもよい。より小さい半影は、ビームの大部分が、より大きい半影を伴うビームと比較して、一様なフルエンス（例えば、より平坦なビームプロファイル）を有するように、より鋭いビーム縁を可能にし得る。ビーム均質性の向上は、治療の精度を増加させることに役立ち得る。ｘ軸およびｙ軸構成要素のためのビーム成形構成要素が、同一の平面内にないため、ｙ軸（またはｘ軸）縁内の半影を拡大することの代償として、ｘ軸（またはｙ軸）縁内の半影を向上させるトレードオフが存在し得る。典型的アプローチは、半影が最小となるはずである縁（ｘ軸またはｙ軸のいずれか）を選択することであり、次いで、本ビーム成形構成要素は、底部に（すなわち、リニアックから最も遠く、患者から最も近くに）設置される。
ｘ軸およびｙ軸次元の両方で半影の質の平衡を保つための１つの方法は、ｙ軸ビーム限定構成要素の第１の部分がｘ軸ビーム限定構成要素の上方に位置し、ｙ軸ビーム限定構成要素の第２の部分がｘ軸ビーム限定構成要素の下方に位置するように、ｙ軸ビーム限定構成要素を分割することである。分割ジョー構成時のジョーアセンブリの一変形例が、図８Ｂに描写される。そこで描写されるように、ｙ軸次元のためのビーム限定構成要素（すなわち、上側ジョー（８２８）および下側ジョー（８３２））は、ｘ軸次元のためのビーム限定構成要素（すなわち、マルチリーフコリメータ（８３０）のリーフ（８３１））の上方および下方に位置する。これは、一方の部分がｘ軸ビーム限定構成要素の上方にあり、他方の部分が下方にあるように、ｙ軸ビーム限定構成要素を機能的に「分割」する。上側ジョーおよび下側ジョーの対向部分は、ジョー内の開口部またはスロットが異なる幅を有し得るように、独立して調節されてもよい。図８Ｂの変形例では、上側ジョー（８２８）および下側ジョー（８３２）は、上側部分がバイナリＭＬＣの上方に位置し、下側部分がバイナリＭＬＣ（８３０）の下方に位置するように分割されている、単一のジョーと考えられることができる。これは、ｙ軸ビーム限定構成要素全体がｘ軸ビーム限定構成要素の上方に位置した場合、またはｘ軸ビーム限定構成要素がｙ軸ビーム限定構成要素の上方に位置した場合よりも小さい半影をｘ軸およびｙ軸次元の両方でもたらし得る。図８Ｃに描写されるように、上側ジョー（８２８）の内向きの面（８２５）および下側ジョー（８３２）の内向きの面（８２７）はそれぞれ、放射線ビーム経路（８０１）と平行な垂直軸に対して、ある角度（８４０，８４２）で配向されてもよい。上側ジョー（８２８）の面（８２５）の角度（８４０）は、下側ジョー（８３２）の面（８２７）の角度（８４２）よりも大きくあり得る。例えば、角度（８４０）は、ＩＥＣ Ｙフィールドサイズが１ｃｍ～５ｃｍに及ぶと約０．３度～約２度であってもよい一方で、角度（８４２）は、ＩＥＣ Ｙフィールドサイズが１ｃｍ～５ｃｍに及ぶと約０．８度～約８度に及んでもよい。角度（８４０、８４２）は、少なくとも部分的に、放射線源（例えば、点または仮想源）から所望の距離（例えば、約８５ｃｍ）に位置する平面（例えば、アイソセンタ平面）における所望のフィールドサイズ（例えば、約１ｃｍ～約５ｃｍ）、および／または上側および下側ジョーの厚さ（８３５、８３７）、および／または一次コリメータ（８２４）の開口部またはスロット、および／または放射線源またはビームエネルギー、および／または他のビーム生成またはビーム成形構成要素のサイズ（例えば、幅）および形状に基づいて、決定されてもよい。いくつかの変形例では、上側ジョーの内向きの面（８２５）の角度（８４０）は、垂直軸に対する焦線（８３３）の角度（８４１）とほぼ同一であり得る。放射線ビームの焦線（８３３）は、（点または仮想源（８１９）として近似され得る）リニアックからの放射線ビーム広がりの境界を表してもよい。上側および下側ジョーの内向きの面の角度（８４０、８４２）は、焦線の角度（８４１）と同一である、または異なり得る。例えば、内向きの面の角度（８４０）が、焦線角度（８４１）を上回り得る一方で、角度（８４２）は、焦線角度（８４１）と同一であり得る。いくつかの変形例では、ジョーの内向きの面の角度（８４０、８４２）は、調節可能であり得る。
いくつかの変形例では、上側ジョー（８２８）の内向きの面（８２５）は、焦線（８３３）からオフセットされてもよい。すなわち、上側ジョー（８２８）の内向きの面（８２５）は、オフセット値（８２９）によって焦線（８３３）から後退されてもよい。図８Ｃに描写されるように、下側ジョー（８３２）の内向きの面（８２７）は、焦線（８３３）に沿って、すなわち、０のオフセット値を有して、整合されてもよい。上側ジョー（８２８）の内向きの面（８２５）は、例えば、約０．５ｍｍ～約２ｍｍ、例えば、約１ｍｍのオフセット値（８２９）を有して、焦線（８３３）から離れた距離に位置してもよい（すなわち、オフセットされる）。いくつかの変形例では、上側および下側ジョーの内向きの面は、相互と整合されない（すなわち、異なるオフセット値を有する）。図８Ｅは、上側ジョーのオフセットの関数としてｙ軸半影に沿ったエネルギーフルエンスのシミュレーションプロットである（下側ジョーのオフセットは、０である、すなわち、下側ジョーの内向きの面は、焦線と整合される）。上側ジョーオフセットが０．５ｍｍ以上のビームプロファイルは、線（８５０）によって表され、上側ジョーオフセットが０であるビームプロファイルは、線（８５２）によって表される。上側ジョーが約０．５ｍｍを上回る（例えば、約１ｍｍ）オフセットを有するビームの９０％半影は、上側ジョーがオフセットを有していないビームの９０％半影よりも小さい。すなわち、ビームは、上側ジョーが０．５ｍｍ以上のオフセットを有するときに、上側ジョーがオフセットを有していない、または０．５ｍｍ未満のオフセットを有するときよりも急速に（すなわち、より鋭い傾斜または縁）、９０％フルエンスを獲得する。これは、それぞれ、１０％レベルおよび９０％レベルにおけるビーム半値幅の間の差異として計算される、より小さい９０％～１０％半影を示す。より鋭いビーム縁を伴う長方形のビームプロファイルは、ビームの中心部分（例えば、ビームプロファイルの約８０％）がより平坦または一様であるため、ビームの線量測定性質を向上させ得る。焦線（８３３）からの上側ジョー（８２８）のゼロではないオフセットがあるとき、面（８２５）上の全ての点の角度（８４０）および距離は、面と中心軸との間のそのオフセット（８２９）およびより大きい角度（８４０）に起因して、上側ジョー（８２８）がマシンアイソセンタの代わりにわずかにより大きいフィールドサイズに投影するように、計算されてもよい。例えば、下側ジョーがアイソセンタ平面において２ｃｍに投影し、上側ジョーが焦線から１ｍｍのオフセットを有するとき、上側ジョーは、次いで、約２．８ｃｍフィールドサイズに投影してもよい。図８Ｅのプロットは、約５５ｍｍの厚さ（８３５）を有する上側ジョーおよび約５５ｍｍの厚さ（８３７）を有する下側ジョーに関するシミュレーション結果である。いくつかの変形例では、上側ジョーの厚さ（８３５）が、下側ジョーの厚さ（８３７）を上回り得る一方で、他の変形例では、厚さ（８３５、８３７）は、同一であり得、いずれの場合も、約３０ｍｍ～約７０ｍｍ、例えば、約４０ｍｍ、約５５ｍｍであってもよい。上側ジョーおよび／または下側ジョーの内向きの面のオフセットは、いくつかの要因、例えば、少なくとも部分的に、放射線ビームのエネルギーレベル、標的の厚さ、場所、および組成、および／または上側および下側ジョーの厚さ、および／または標的または仮想源からの上側および／または下側ジョーの間の距離、および／またはマルチリーフコリメータの厚さによって、決定されてもよい。
いくつかの変形例では、ビーム成形構成要素（例えば、一次コリメータ、上側ジョー、バイナリＭＬＣ、および下側ジョー）のうちの１つ以上のものは、曲線レール上に搭載されてもよい。図８Ｆは、分割ジョー（８５０）と、ＭＬＣ（８５２）とを備える、ビーム成形モジュールの一変形例の概略描写である。動的ＭＬＣ（８５２）は、バイナリＭＬＣであってもよい。分割ジョー（８５０）は、治療放射線源（８５８）（例えば、リニアック）とＭＬＣ（８５２）との間に位置する上側ジョー（８５４）と、ＭＬＣ（８５２）の下方に位置する下側ジョー（８５６）とを備えてもよい。上側ジョー（８５４）および下側ジョー（８５６）は、１つ以上のプレート（８６０）またはフレームによって、ともに結合されてもよい。ジョーは、１つ以上の曲線形レール上に搭載されてもよい。例えば、分割ジョー（８５０）は、１つ以上の曲線形レール（８６２）上に摺動可能に搭載されてもよい。分割ジョーの１つ以上のプレートまたはフレームは、（矢印（８６４）によって示されるように）スロットがレールにわたって摺動し得るように、レールの断面サイズよりも大きくなるように定寸および成形される、１つ以上のスロットを有してもよい。随意に、さらなる支持をジョーに提供するためのレール（８６２）に直交する付加的レールが存在し得る。レール（８６２）は、本実施例では曲線状であるが、それらは、他の変形例では曲線状ではない場合がある（すなわち、それらは、いかなる湾曲も伴わずに直線状であり得る）。ジョーは、曲線形レールに沿ってジョーの位置を移動させる、アクチュエータまたはモータに結合されてもよい。レールに沿ったジョーの移動は、ＩＥＣ－Ｙ軸に沿った（すなわち、患者プラットフォームの運動軸と平行な）治療平面の対応する偏移をもたらし得る。他の変形例では、ジョーは、代わりに、１つ以上のヒンジまたは枢動部等の１つ以上の可動または回転可能取付機構を介して、ガントリに搭載されてもよい。ジョーは、約１ｃｍ～約４ｃｍの移動（端から端まで）の全範囲を伴って、アイソセンタの右側または左側まで約０．５ｃｍ～約２ｃｍ移動することが可能であり得る。これは、治療平面の類似偏移に対応し得、治療平面は、約１ｃｍ～約４ｃｍの移動の全範囲を伴って、患者プラットフォームの縦軸に沿って偏移し得る。患者プラットフォームの縦軸（例えば、ＩＥＣ－Ｙ）に沿った移動の全範囲は、約１ｃｍ～約１２ｃｍ、例えば、約１ｃｍ、約２ｃｍ、約３ｃｍ等であり得ることを理解されたい。いくつかの変形例では、バイナリＭＬＣは、アイソセンタにおいてそれぞれ幅が０．６ｃｍであり、約４０ｃｍの視野（ＦＯＶ）につながる、軸平面（例えば、ＩＥＣ－ＸＺ）を画定する６４個のリーフを備えてもよい。ジョーアクチュエータは、約０．２５ｃｍ／秒～約２ｃｍ／秒、例えば、約０．５ｃｍ／秒、約１ｃｍ／秒等の速度においてジョーを移動させるように構成されてもよい。ジョーアクチュエータは、例えば、電磁アクチュエータを備えてもよい。いくつかの変形例では、ジョーの速度は、患者プラットフォームの速度を上回り得る。図８Ｆに描写および説明されるビーム成形モジュールは、相互に移動可能に取り付けられていない（すなわち、ジョーを移動または偏移させることは、必ずしも移動してＭＬＣを偏移させるわけではない）、分割ジョーと、ＭＬＣとを備えるが、他の変形例では、ジョーおよびＭＬＣは、相互に移動可能に取り付けられてもよい（すなわち、ジョーおよびＭＬＣは、協調してともに移動または偏移する）。
マグネトロン
マグネトロンは、高電圧ＤＣ電力を高周波電磁力に変換する、ソースデバイスである。上記で説明されるように、マグネトロンは、ガントリの回転可能リング上に搭載されてもよい。ガントリの高速回転は、固定ガントリ（またはより遅い速度において回転するガントリ）と比較して、増加したレベルの求心力に起因して不安定性をマグネトロンに引き起こし得る。マグネトロンは、図９Ａに描写されるように、空洞構造（９０２）を特徴とするリングアノード（９００）と、その間に間隙（９０３）を伴う中心カソード（９０４）とを含んでもよい。カソード（９０４）は、磁場構造に干渉することなく支持されなければならず、したがって、カソードは、車軸またはブラケット（９０６）によって弱く支持されてもよい、および／または回転リングからの回転力（例えば、求心および／または遠心）および正弦重力に確実に耐えない場合があり、マグネトロンに対するカソードの望ましくない移動をもたらす。カソード移動は、マグネトロン内の磁場構造に影響を及ぼし得、ＲＦ場を生成するその能力に悪影響を及ぼし得る。図９Ｂは、カソード支持体（９０６）が（例えば、リングの中心に向かって半径に沿って）求心力の方向（９１２）と整合されるように、マグネトロン（９１０）が半径方向に搭載される、一変形例を描写する。そこに示されるように、カソード支持体または車軸（９０６）は、ガントリの回転可能リング（９１４）に対して略半径方向に配向されてもよい。本配列では、求心力は、比較的一定であり得、カソード支持体（９０６）は、カソード（９０４）を支持するために正弦重力に耐える必要のみあり得る。代替として、いくつかの放射線療法システムは、マグネトロンの代わりに、回転可能リング上に搭載されるクライストロンを備えてもよい。
ビーム変換器
マグネトロンは、電子源（例えば、電子銃）からの電子を加速させ、電子ビームを作成してもよい。本電子ビームは、リニアックの空洞を通して、タングステンまたはタンタル等の高Ｚ材料を含むビーム変換器に指向されてもよい。ビーム変換器内の電子の衝突は、高エネルギー光子（例えば、Ｘ線ビーム）の放出をもたらす。リニアック（１１２０）に結合されるビーム変換器アセンブリ（１１００）の一変形例が、図１１に描写される。そこに描写されるように、ビーム変換器アセンブリ（１１００）は、基板（１１０４）の陥凹内に搭載されるビーム変換器（１１０２）を備えてもよい。真空空洞（１１２２）内で進行する電子ビーム（１１０１）は、リニアック窓（１１２４）を通過してもよく、ビーム変換器（１１０２）の一方の側面において指向されてもよい。ビーム変換器との電子ビームの相互作用は、ビーム変換器の他方の側面から放出されるＸ線ビーム（１１０３）を生成してもよい。基板（１１０４）は、銅等の伝導性材料から作製されてもよい。基板（１１０４）は、基板の本体内に１つ以上の熱除去チャネル（１１０６）を備えてもよい。いくつかの変形例では、熱除去チャネル（１１０６）は、ビーム変換器に隣接して位置してもよく、冷却流体（例えば、ガスまたは液体）は、チャネル（１１０６）を通して循環されてもよい。ビーム変換器（１１０２）上の電子の入射によって生成される熱は、伝導性基板（１１０４）に伝達されてもよく、これは、次いで、熱をチャネル（１１０６）内の冷却流体に伝達する。本明細書に説明されるシステムは、図１１のビーム変換器アセンブリを備えてもよいが、他のビーム変換器アセンブリ（例えば、他の基板幾何学形状、熱除去チャネル構成、およびビーム変換器材料を伴う）も使用され得ることを理解されたい。
ＣＴシステム
いくつかの放射線療法システムでは、ｋＶ放射線源および対応する検出器が、撮像目的（例えば、ＣＴ撮像）のために提供されてもよい。ｋＶ放射線源および検出器は、ガントリの回転リング上に位置してもよいが、ｋＶ放射線源によって生成されるファンビームがＭＶ放射線源と異なる平面内にあるように、ＭＶまたは治療放射線源と異なる縦方向場所に位置してもよい。ＭＶまたは治療放射線源と同様に、撮像放射線源（例えば、撮像リニアック）の整合もまた、電動式であり得る。収集される撮像データは、ガントリおよび治療放射線源に対して患者の位置を位置合わせするために使用されてもよい。放射線療法システムへの患者の正確な位置合わせは、放射線治療の正確な送達を促進する。患者を迅速かつ正確に位置合わせすることが望ましくあり得る。ｋＶ放射線源からの画像および／またはデータはまた、回避される標的体積および敏感な構造の位置を識別することにも役立ち得る。
いくつかの変形例では、ｋＶシステムは、ｋＶ放射線源と、ｋＶ検出器と、ｋＶ放射線源から放出される放射線ビームの形状を制御するための一連の静的および動的コリメータ要素とを備えてもよい。例えば、一連の２つの静的コリメータは、その幾何学形状がアイソセンタおよびｋＶ検出器に対するそれらの相対場所によって画定され得る、２つの軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸）に沿った開口プロファイルを画定してもよい。加えて、ｋＶシステムは、患者およびｋＶ検出器上へのビームの照射を制御するように構成される回転可能コリメーション機構を備えてもよい。回転可能コリメーション機構は、電気アクチュエータと、ビーム限定要素を備える回転可能コリメータと、位置感知回路とを備えてもよい。回転可能機構は、電気アクチュエータおよび位置感知回路を介して、そのビーム限定要素の位置を急速に調節するように構成されてもよい。
図１３Ａは、ｋＶ放射線源（１３０２）と、ｋＶ検出器（１３０４）と、ｋＶ支持構造（描写せず）と、コリメーションアセンブリ（１３０８）とを備え得る、ｋＶ撮像ガントリ（１３００）の一変形例を描写する。ｋＶ撮像ガントリ（１３００）は、治療放射線源、ＭＶ検出器、およびＰＥＴ検出器が取り付けられる、回転可能リングに取り付けられてもよい。ｋＶ撮像ガントリは、複数のボルトおよび／または溶接点を使用して、回転可能リングに取り付けられてもよい。図１３Ｂは、ｋＶ放射線源支持体（１３０６）およびコリメーションアセンブリ（１３０８）の一変形例を描写する。コリメーションアセンブリ（１３０８）は、放射線遮蔽（１３１０）を備えてもよい。図１３Ｃは、図１３Ｂのコリメーションアセンブリ（１３０８）、ｋＶ放射線源支持体（１３０６）、および放射線遮蔽（１３１０）の分解図を描写する。図１３Ｃを参照すると、コリメーションアセンブリは、Ｘ軸搭載ステージ（１３１４）および放射線遮蔽（１３１０）が搭載される、支持構造（１３０６）を備えてもよい。これはさらに、整合プレート（１３１６）と、Ｘ軸搭載ステージ（１３１４）の下に搭載されるＹ軸搭載ステージ（１３１８）とを備えてもよい。初期ビーム限定または成形デバイス（１３２０）が、Ｙ軸搭載ステージ（１３１８）上に搭載されてもよい。これは、ｋＶ放射線源、ｋＶ検出器、および任意の付加的ビーム成形デバイスの間の相対的位置付けを維持することに役立ち得る。
放射線遮蔽（１３１０）は、ｋＶ放射線源にわたって配置されてもよく、拡張するｋＶ放射線源ビームに対応する形状を有してもよい。遮蔽の壁部分（例えば、側壁部分）は、回転可能コリメータ（１３２２）、ビーム成形フィルタ（１３２４）、および最終ビーム限定または成形デバイス（１３２６）のための支持を提供してもよい。例えば、２つの車軸（１３１１）を回転可能に保定するように構成され得る、遮蔽（１３１０）の側壁部分上の２つの側面開口部（１３０９）が存在し得る。車軸（１３１１）は、円筒形であり得、回転可能コリメータ（１３２２）の２つの端部に接続され、コリメータのための回転軸としての役割を果たしてもよい。例えば、回転可能コリメータ（１３２２）は、タングステンまたは鉛等の放射線遮断材料から作製されるダボまたはシリンダを備えてもよい。ダボまたはシリンダは、縦軸と、中心開口部（１３２３）とを有してもよい。中心開口部（１３２３）は、シリンダを通して横方向に（例えば、その縦軸と垂直に）延在してもよい、および／または所望のビーム幅と対応し得る縦軸の長さを有してもよい。例えば、中心開口部は、コリメータの直径または厚さ全体を通して延在してもよく、コリメータの長さに近似する長さを有してもよい。開口部は、２つの軸（例えば、Ｘ軸およびＹ軸）に沿ってビームを成形するように構成されてもよい、および／または１つの軸（例えば、Ｘ軸）に沿ってビームを成形するように構成されてもよい。２つの車軸またはシャフト（１３１１）は、車軸（１３１１）の回転がまた、回転可能コリメータ（１３２２）も回転させるように、ダボまたはシリンダのいずれかの端部に接続されてもよい。回転可能コリメータは、２つの構成を有してもよく、コリメータの回転は、これら２つの構成の間で遷移してもよい。図１４Ａに描写される第１の構成では、開口（１３２３）は、ｋＶ放射線源からの放射線ビームと整合され、ｋＶ放射線ビームが通過することを可能にする。ある角度（例えば、約９０度）の回転に応じて、コリメータは、図１４Ｂに描写される第２の構成に遷移されてもよい。本構成では、開口（１３２３）は、放射線ビームと整合されておらず、放射線遮断材料から作製されるシリンダまたはダボの壁部分は、ｋＶ放射線ビームを妨害または遮断してもよい。
ｋＶ放射線ビームコリメータは、精密および／または正確な撮像ビーム性能を獲得および維持することに役立ち得る。いくつかの変形例では、ｋＶ放射線ビームとコリメータとの間の整合は、約１０ミクロンまたはそれ未満の事前決定された公差閾値以内であってもよい。コリメータへのｋＶ放射線ビームの整合は、いくつかの状況で、例えば、工場内で、外来診療所または顧客へのシステムの送達に応じて、およびｋＶ放射線源またはｋＶ検出器が点検または修理される場合において、チェックされてもよい。
ＩＩ． 方法
また、本明細書では、上記に説明されるシステムおよびデバイスを使用する、放出誘導型高エネルギー光子送達のための方法も説明される。いくつかの変形例では、本方法は、放射線量を患者の所望の領域に送達するために使用されてもよい。概して、本明細書に説明される方法は、患者プラットフォーム上に装填された患者を位置合わせし、放射線療法システムを使用して患者を治療するステップを含む。患者位置合わせおよび治療の効率を増加させることは、ある時間周期（例えば、１日）にわたって単一の放射線療法システムによって治療され得る患者の数を増加させることに役立ち得る。
いくつかの変形例では、放射線療法患者を処理する方法は、位置合わせ室内の位置合わせシステムを使用して、患者を患者プラットフォームに位置合わせするステップを含んでもよい。患者は、次いで、患者が放射線療法システムによって治療される、放射線療法システムを有する異なる部屋に移動されてもよい。別個の部屋の中で位置合わせおよび放射線治療を実施することによって、患者は、別の患者が異なる部屋の中で位置合わせされている間に放射線量を受容してもよい。したがって、治療のための患者の準備は、プライバシを維持しながら、治療品質を侵害することなく、別の患者の治療セッションと並行して起こってもよい。いくつかの実施例では、ワークフローは、患者が放射性同位体（例えば、ＰＥＴトレーサ）を投与される、投与室内で開始してもよい。患者は、位置合わせシステムを有する部屋が空くまで、投与室内で待機してもよい。
いくつかの変形例では、患者位置合わせは、随意に、外部放射性基準を患者に適用するステップを含んでもよい。外部放射性基準は、いくつかの治療法（例えば、ＥＧＲＴ、ＳＢＲＴ、ＩＭＲＴ）のための患者位置合わせの正確度および／または精度を向上させることに役立ち得る。いくつかの実施例では、放射性基準は、後続のｋＶ撮像から受容される患者線量を低減させることに有用な初期の大まかな位置合わせを提供するために、使用されてもよい。放射性基準は、身体の中に挿入され、および／または他の基準（例えば、患者皮膚上の放射線不透過性入墨）と組み合わせられてもよい。他の実施例では、放射性基準は、放射線治療中に患者に統合されたままであり、治療中の患者運動の検出を可能にし得る。
いくつかの変形例では、ガントリ、コリメータ、および患者プラットフォームのうちの１つ以上のものの移動速度は、放射線治療手技時間を短縮するために、治療計画で処方される放射線ビームの強度変調に従って、リアルタイムで適応的に調節されてもよい。例えば、回転ガントリおよび患者プラットフォームの移動速度は、より高いレベルの変調を要求する腫瘍（例えば、不規則な形状を有する腫瘍）への放射線ビーム送達のために低減されてもよい。別の実施例では、患者プラットフォーム速度は、放射線ビームがオフであり、異なる腫瘍の間で移動しているときに、増加されてもよい。このようにして、ガントリ、コリメータ、および患者プラットフォームのうちの１つ以上のものの速度は、機械的限界内で放射線療法システムを動作させながら、治療目標を侵害することなく、増加されてもよい。いくつかの変形例では、患者プラットフォームは、事前決定された場所まで移動され、治療放射線が患者に印加されている間に事前決定された場所において停止され、次いで、別の事前決定された場所まで移動されてもよい（例えば、ステップアンドシュート運動）。そのような様式で治療放射線を印加することは、多くの場合、放射線が連続的に移動する患者プラットフォームに送達されるときに遭遇される、線量送達不完全性および／またはマグネトロンアークを軽減することに役立ち得る。
いくつかの変形例では、放射線療法システムは、ガントリのボア内で手技を受ける患者に雑音消去信号を出力し、動作中にシステムによって生成される、知覚された機械的雑音を低減させるように構成されてもよい。知覚された雑音の低減は、患者快適性を増加させ、その結果として、患者プラットフォーム上の患者移動（例えば、患者の偏移）を低減させ、それによって、患者コンプライアンスを向上させ得る。いくつかの実施例では、患者の耳の場所データが、雑音消去信号を生成するために使用されてもよい。放射線療法システムは、消去される雑音を受容するための１つ以上のマイクロホンと、雑音消去信号を出力するためのスピーカとを有する、オーディオシステムを備えてもよい。
放射線療法ワークフロー
放射線療法システムは、１日の経過中に限定数の患者のみを治療し得る、高価格支出である。バンカ時間は、高価であり、したがって、放射線療法システムの使用を要求しない治療タスクに費やされるバンカ時間の量を削減することが望ましい。例えば、ＩＭＲＴおよびＳＢＲＴ手技は、典型的には、いくつかの分画にわたって放射線量を送達する。いくつかのＩＭＲＴ手技は、約３０～約４０分画にわたって約６０Ｇｙ～約８０Ｇｙ（例えば、１分画あたり２Ｇｙ）を送達してもよい。各ＩＭＲＴ分画の送達は、患者設定に専念する約１０分を伴って、約１５～約２０分かかり得る。いくつかのＳＢＲＴ手技は、約３～約５分画にわたって約４０Ｇｙ～８０Ｇｙを送達してもよい。各ＳＢＲＴ分画の送達は、病変の数および場所に応じて、約１５分～約４０分の患者設定を伴って、約４０分～約９０分かかり得る。ＩＭＲＴとＳＢＲＴとの間の患者設定の差異は、概して、ＩＭＲＴ分画が単一の病変のために送達される一方で、ＳＢＲＴ分画が１つ以上の病変のために送達され得るためであり得る。これらの患者ワークフロー制約下で、放射線療法システムは、１日あたり約３０～約４０ＩＭＲＴ分画および１日あたり約６～約１０ＳＢＲＴ分画を送達してもよい。下記で詳細に説明される患者ワークフロープロセスは、放射線療法システムが１日あたり最大約６０ＩＭＲＴ分画および１日あたり最大約１２ＳＢＲＴ分画を送達することを可能にすることを向上させ得る。
本明細書に説明されるような放射線療法システムは、並行して異なる部屋の中の患者を治療し、それによって、プライバシを維持し、バンカ使用効率および患者スループットを増加させてもよい。例えば、放射性同位体の患者取り込みが、第１の部屋の中で実施されてもよい一方で、患者撮像および位置合わせは、第２の部屋の中で実施されてもよい。患者は、次いで、放射線療法処置を受容するように、放射線療法システムを備える第３の部屋の中へ移動されてもよい。故に、患者は、放射線療法処置を受ける準備ができるまで、第３の部屋を占有しない。ワークフローは、並行してタスクを実施し、したがって、ワークフローにおいて同時に３人の患者を（治療の異なる段階で）許容することによって、改良され得る。図１２は、第１の部屋（１２０２）と、第２の部屋（１２０４）と、第３の部屋（１２０６）と、制御室（１２０８）と、部屋のそれぞれを接続する廊下（１２０９）とを備える、放射線療法設備（１２００）のための患者ワークフローの概略描写である。第１の部屋（１２０２）は、放射性同位体投与および取り込みのために構成されてもよい。例えば、第１の部屋（２０２）は、生物学的取り込みが起こっている間に患者が待機するための静かで快適な空間であるように構成されてもよい。例えば、ＦＤＧ等のＰＥＴトレーサの取り込みは、約６０分かかり得る。第２の部屋（１２０４）は、位置合わせシステムを備え、患者プラットフォームへの患者の患者位置合わせのために構成されてもよい。例えば、第２の部屋（１２０４）は、患者を撮像し、患者プラットフォームに位置合わせするように構成される、撮像システム（例えば、ｋＶ ＣＴ、ＭＲ、ＰＥＴ／ＣＴ）を備えてもよい。種々のタイプの患者プラットフォーム、例えば、「ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＰＡＴＩＥＮＴ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題された同時係属中の米国特許出願、すなわち、２０１７年１１月１５日に出願された弁理士整理番号第ＲＦＸＮ－００９／０１ＵＳ３２６５１７－２０１９号（その全体として参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明および描写される、患者プラットフォームが、使用されてもよい。患者位置合わせプロセスは、概して、約１０分かかり得る。第３の部屋（１２０６）は、放射線療法システムを備え、患者を治療するように構成されてもよい。第３の部屋（１２０６）の中の治療時間は、実施されている治療のタイプ、病変のタイプ、および病変の数に基づいて、変動し得る。例えば、単純ＩＭＲＴ病変のための放射線量送達が、約５分で実施されてもよい一方で、複雑な多重病変患者のための放射線量送達は、約６０分で実施されてもよい。いくつかの変形例では、技術者（１２１１、１２１３、１２１５）（例えば、医療専門家）が、個別の患者（１２１０、１２１２、１２１４）に割り当てられてもよい。いくつかの変形例では、制御室（１２０８）は、オペレータコンソール（１２２４）と、第２の部屋（１２０４）および第３の部屋（１２０６）の中の患者位置合わせおよび放射線療法を制御するためのオペレータ（１２１６）とを備えてもよい。他の変形例では、第２の部屋（１２０４）および第３の部屋（１２０６）はそれぞれ、オペレータを備えてもよい。
本明細書に説明される方法のいくつかの変形例では、放射線療法患者プロセスは、第１の部屋（１２０２）の中で放射性同位体を第１の患者（１２１０）に投与するステップと、第１の部屋（１２０２）から第２の部屋（１２０４）の中へ第１の患者（１２１０）を移動させるステップとを含んでもよい。いったん第２の部屋（１２０４）に入ると、第１の患者（１２１０）は、第１の患者プラットフォーム上に装填されてもよい。装填された第１の患者プラットフォームは、次いで、位置合わせシステムの位置合わせ領域の中へ移動されてもよく、第１の患者の身体の場所データが、位置合わせシステムを使用して生成されてもよい。例えば、第１の患者（１２１０）および第１の患者プラットフォームの診断画像が、生成され、第１の患者の身体を第１の患者プラットフォームに位置合わせするために使用されてもよい。次いで、第１の患者プラットフォームに結合される第１の患者（１２１０）は、第２の部屋（１２０４）から外へ、廊下（１２０９）を通して第３の部屋（１２０６）の中へ移動されてもよい。患者は、治療が完了するまで、位置合わせ後に第１の患者プラットフォーム上でその移動を制限するべきである。
いくつかの変形例では、患者プラットフォームは、移動のための車輪のセットを備えてもよい一方で、他の変形例では、患者プラットフォームは、第２の部屋（１２０４）の位置合わせシステムを第３の部屋（１２０６）の放射線療法システムに接続する、設備（１２００）のレールシステムに結合されてもよい。例えば、レールシステムは、床の上に配置され、第２の部屋（１２０４）から第３の部屋（１２０６）に患者プラットフォームを誘導してもよい。患者プラットフォームは、手動で移動され、および／またはモータによって駆動されてもよい。位置合わせされた第１の患者を有する、第１の患者プラットフォームは、次いで、放射線療法システムにドッキングされてもよい。いくつかの変形例では、可搬型基部を含む患者プラットフォームが、基部が各システムにドッキングするように、部屋から部屋に移動されてもよい。他の変形例では、患者プラットフォームは、各部屋の中の異なる基部に移送されてもよい。例えば、患者プラットフォームは、第１の基部上で輸送され、次いで、放射線療法システムのガントリに固定される固定基部に移送されてもよい。第１の患者プラットフォームを放射線療法システムにドッキングすることは、患者の位置を放射線療法システムに位置合わせする。患者位置合わせは、患者が部屋から部屋に移動されるにつれて不変のままでなければならず、センサシステムを使用して監視されてもよい。位置合わせされた第１の患者プラットフォームは、次いで、放射線療法システムの治療領域の中へ移動されてもよく、第１の患者は、放射線療法システムを使用して治療されてもよい。上記のステップはそれぞれ、第１の患者によって各ステップを完了した後に、第２の患者および第２の患者プラットフォームに関して実施されてもよい。換言すると、いったん第１の患者が部屋を空けると、別の患者が、部屋に進入し、患者の連続パイプラインを作成してもよい。同様に、上記のステップのうちの各ステップは、第２の患者によってステップを完了した後に、第３の患者および第３の患者プラットフォームに関して実施されてもよい。単一の放射線源（例えば、加速器）が、複数の放射線療法システム（例えば、第２の放射線療法システムを備える第４の部屋）に結合され得ることを理解されたい。いくつかの変形例では、撮像および治療は、別個の撮像および治療システム上で、同一の部屋の中で行われてもよい。
患者位置合わせ
放射線療法システムへの患者位置合わせは、容量送達の正確度にとって重要であり、患者手技において有意量の時間を構成する。強度変調型放射線療法（ＩＭＲＴ）手技は、一般的に、患者の初期位置合わせのために外部基準を利用する。これらは、多くの場合、皮膚上の小さい入墨の形態である。これらの入墨は、放射線療法システムに整合される、治療室内のレーザに視覚的に整合されてもよい。結果として生じる整合は、概して、体内の構造の５ｍｍ以内までである。しかしながら、入墨位置合わせは、手動集約的で時間がかかり得る。いくつかの変形例では、患者は、外部基準を使用して、放射線療法システムおよび画像診断機の両方に位置合わせされてもよい。外部基準は、例えば、患者に取り付けられる小型放射性点源（約５００ｋＶ）であってもよい。放射線療法システム内の複数のＰＥＴ検出器は、外部基準を検出し、患者を位置合わせしてもよい。いくつかの実施例では、外部基準が、手技の全体にわたって患者に取り付けられたままであってもよい一方で、他の状況では、点源が、必要に応じて患者に取り付けられ、皮膚上の恒久または半恒久的入墨に整合されてもよい。
外部ＰＥＴ基準は、ＥＧＲＴ、ＳＢＲＴ、およびＩＭＲＴシステムの患者位置合わせにおいて有用であり得る。ＥＧＲＴシステムのＰＥＴ検出器は、迅速に、外部ＰＥＴ基準を使用することによってＰＥＴトレーサ注入を受けた、または受けていない患者のために妥当な正確度で、患者をシステムに位置合わせするために使用されてもよい。例えば、ＰＥＴ検出器システムが、大まかな患者位置合わせを提供してもよい一方で、統合ｋＶ撮像システムは、細かい患者位置合わせを提供してもよい。大まかなＰＥＴ位置合わせは、後続のｋＶ撮像被覆率、線量、および時間を低減させることによって、患者位置合わせを向上させ得る。
患者身体構造が、本明細書で詳細に説明されるように、外部放射性基準を使用して特定される、変形例では、放射性基準が、患者の外部に結合されてもよい。外部は、皮膚、患者の開口部、胸骨、および臀部のうちの１つ以上のものであってもよい。診断画像が、皮膚に結合される放射性点源を使用して、ＰＥＴ／ＣＴ診断システムによって生成されてもよい。外部基準は、手技の全体にわたって上に残され、および／または恒久または半恒久的入墨を特定するために使用されてもよい。放射性基準は、パッチ内に配置され、患者の胸骨および／または臀部にわたって設置されてもよい。いくつかの変形例では、放射性基準は、患者に結合する接着剤バッキングを有する、小型で剛性の高エネルギー光子透過ウェルを備えてもよい。故に、放射性基準は、患者身体構造に対応する。いくつかの実施例では、患者は、（例えば、胸骨および臀部上の恒久／半恒久的入墨によって）患者身体構造に対応する第１の皮膚場所においてマークされてもよく、放射性基準は、第１の場所において患者に結合されてもよい。放射性基準および患者プラットフォームに結合される患者は、次いで、例えば、ＰＥＴ／ＣＴ診断画像を使用して特定されてもよい。患者身体構造は、放射性基準の場所を使用して、患者プラットフォームに位置合わせされてもよい。基準は、放射線療法処置中に患者に適用されたままであってもよい。いくつかの実施例では、外部放射性基準は、患者を５ｍｍよりも細かく位置合わせしてもよい。患者がＰＥＴトレーサ注入を受容しないＩＭＲＴ手技に関して、本位置合わせは、適正であり得る。患者がＰＥＴトレーサ注入を受容するＥＧＲＴ手技に関して、腫瘍体積および敏感な構造のさらなる位置合わせが、位置合わせの正確度を増加させるように、内部ＰＥＴ信号を使用して行われることができる。放射性基準（例えば、ＰＥＴ基準）は、ＰＥＴ撮像下で点に限局される約５００ｋＶ事象を生成する、任意の源（例えば、５００キロボルト点源）であってもよい。例えば、放射性基準は、Ｎａ２２、ＰＥＴトレーサ、および他のｋＶ源を備えてもよい。
いくつかの変形例では、患者は、患者に結合された放射性基準と放射線療法ビームを併用して、治療されてもよい。放射性基準は、これが治療中の患者身体構造の移動の決定を可能にし得るため、実施されている治療ステップと並行して特定され得ることに理解されたい。他の変形例では、診断画像は、ｋＶ ＣＴ画像であってもよく、患者に結合される外部基準は、ｋＶ画像上のコントラストを示すように構成される、小型の高密度金属ビーズであってもよい。いくつかの変形例では、金属基準が、患者の外部に結合されてもよい。放射性基準と同様に、金属基準は、それが設置される患者身体構造に対応してもよい。金属基準は、撮像によって特定されてもよい。金属基準は、次いで、放射線療法処置に先立って除去される、または放射線療法処置中に取り付けられたままであってもよい。
放射性基準は、開口部内の挿入のために構成される、開口部阻止器を備えてもよい。いくつかの実施例では、開口部阻止器は、患者の骨構造を３次元的に特定するための咬合阻止器を備えてもよい。例えば、咬合阻止器、３次元で患者身体構造の位置合わせをさらに可能にする、頭部固定デバイスを備えてもよい。加えて、または代替として、放射性基準は、患者上に装着されるように構成される患者衣類に結合されてもよい。
いくつかの変形例では、外部放射性基準は、ｋＶ画像内のコントラストを示す、光学的に高密度の筐体またはウェルと結合されてもよく、ｋＶ撮像システムと統合されるＰＥＴ検出器システムを使用して、撮像されてもよい。光学的に高密度の筐体は、例えば、接着剤を使用して、患者に結合されてもよい。ｋＶ ＣＴ診断スキャンに関して、筐体は、放射性源を伴わずに患者に結合されてもよい。ｋＶ ＣＴ撮像下の高密度材料は、容易に分解および位置合わせされてもよい。ＰＥＴ／ＣＴ撮像に関して、高密度筐体は、高密度材料がｋＶ ＣＴによって分解され、放射性源がＰＥＴによって分解され得るように、放射性源を備えてもよい。ＰＥＴ感知は、ｋＶ撮像被覆率が低減され得るように、約５ｍｍ以内までの全体整合を提供してもよい。ｋＶ撮像の低減は、患者への位置合わせ時間およびＸ線線量を低減させる。
患者身体構造が、本明細書で詳細に説明されるように、内部放射性基準を使用して特定される、変形例では、患者の着目内部領域が、特定されてもよく、放射性基準が、着目領域に埋め込まれてもよい。放射性源は、外科的手技または大型針を使用して、内部に埋め込まれてもよい。放射性源は、点源であってもよい。いくつかの変形例では、放射性源は、ＰＥＴシステムのもの（例えば、約４ｍｍの直径を有する点源）を下回る分解能を有してもよい。放射性基準および患者プラットフォームに結合される患者は、例えば、ｋＶ撮像を使用して、特定されてもよい。着目領域は、放射性基準の場所を使用して、患者プラットフォームに位置合わせされてよい。いくつかの変形例では、埋込放射性基準は、ヒドロゲルおよびトレーサのうちの１つ以上のものを含んでもよい。埋込基準は、線量送達限度が低減され得るように、着目領域および／または敏感な構造の正確な追跡を可能にし得る。これは、不必要な線量から健康な組織を温存し得、より多くの病変の、および／またはより高い線量における治療、および／またはより多くの維持セッションを可能にし得る。
調節可能プラットフォームおよびガントリ速度
螺旋トモセラピーは、あるタイプの強度変調型放射線療法（ＩＭＲＴ）である。ＩＭＲＴシステムは、ガントリの縦軸を中心として回転する放射線ビーム源と、放射線ビームを成形する複数のリーフを備える、コリメータと、ガントリに対して移動する患者プラットフォームとを備えてもよい。患者は、回転可能ガントリ、コリメータ、および患者プラットフォームの同時動作（例えば、ガントリが、その縦軸の周囲で回転し、患者プラットフォームが、縦方向に移動する）中に、螺旋または渦巻放射線量を受容してもよい。螺旋放射線療法では、強度変調は、ガントリおよび患者プラットフォームが同時に移動している間に、各ガントリ角度および各患者プラットフォームにおいて放射線ビームの強度を変動させることによって達成されてもよい。強度変調型線量が螺旋トモセラピー中に非常に正確に送達されるために、コリメータリーフ（例えば、マルチリーフコリメータ（ＭＬＣ））は、精密なガントリ角度位置および患者プラットフォーム位置に対応する精密な時間に開放しなければならない。螺旋放射線ビーム強度変調は、したがって、（開放位置と閉鎖位置との間の）ＭＬＣ遷移のタイミングの正確度、ガントリおよび患者プラットフォーム速度に依存する。
ガントリが、１ＲＰＭ～１０ＲＰＭの範囲内等で比較的遅く回転するとき、かつ７度等のガントリ発射位置間の比較的大きい角度差があるとき、概して、放射線療法処置が高レベルの忠実度および精度で治療計画に従い得るように、リーフがガントリ位置の間で閉鎖または開放するために十分な時間がある。いくつかの従来のトモセラピーシステムは、５１個のガントリ発射位置（各発射位置の間に７度間隔）を備え、約１ＲＰＭ～約５ＲＰＭの患者治療範囲中のガントリ回転速度を備えてもよい。しかしながら、ガントリ速度が約１０ＲＰＭよりもはるかに高いとき、特に、１００個の発射角度（各発射位置の間に３．６度間隔）を用いて約６０ＲＰＭのガントリ速度に達し得る、ＥＧＲＴシステムに関して、ＭＬＣ遷移は、正確な線量を提供するために、はるかに速くなければならない。ガントリ速度が増加し、ガントリ発射位置間の角度差が低減されると、ＭＬＣ遷移時間は、それらの機械的および電子的限界に達し、したがって、所与のガントリ回転速度および／または患者プラットフォーム速度のための達成可能な強度変調のレベルに限界を加え得る。放射線療法処置品質は、ＭＬＣ、ガントリ、および患者プラットフォームが、システムの機械的限界の近傍の速度において動作される場合、特に、治療計画が高レベルの変調を要求する場合に、侵害され得る。例えば、発射位置の角度分離を固定された状態で保っている間のガントリ速度の増加は、計画治療体積（ＰＴＶ）および／または危険にさらされている器官（ＯＡＲ）の体積のいずれかへの線量処方制約を潜在的に犠牲にすることによって、治療計画を再計算することを要求し得る。
本明細書に説明される放射線療法システムは、可変およびリアルタイムガントリおよび／または患者プラットフォーム速度を提供し、放射線ビーム送達中の変調を増加または減少させてもよい。本システムは、回転可能ガントリと、ガントリの患者領域中に配置される患者プラットフォームと、ガントリに搭載され、複数のリーフを備える、コリメータと、コリメータに結合される放射線源とを備えてもよい。患者プラットフォームは、ガントリに対して（例えば、ガントリのボアを通して縦方向に）移動してもよく、コリメータのリーフは、複数のガントリ角度から開放および閉鎖してもよい。例えば、より少ない変調（例えば、より低いＭＬＣ遷移率）が（治療計画あたり）要求されるとき、ガントリおよび／または患者プラットフォームは、加速してもよく、より多くの変調が要求されるとき、ガントリおよび／または患者プラットフォームは、減速してもよい。別の実施例では、体内の異なる場所における異なる腫瘍の間で移動するとき等の放射線ビームがオフであるとき、ガントリおよび／または患者プラットフォームの速度は、変動されてもよい（例えば、患者プラットフォームの速度を増加させ、ガントリの速度を低減させる）。代替として、または加えて、プラットフォーム速度は、治療セッション中にＰＥＴ検出器によって獲得されるデータに基づいて調節されてもよい。このようにして、治療目標が、治療時間を短縮しながら達成されてもよい。
不規則な形状を備える腫瘍は、適切な形状を伴う線量を送達するために、より多くの変調を要求し得る。例えば、前立腺軸方向像は、直腸の周囲で凹状である、馬蹄形状を有する。腫瘍の形状がより不規則になると、変調の増加が、望ましくあり得る。したがって、ガントリ回転および／または患者プラットフォームの速度は、コリメートされたファンビームが高度の不規則性を伴って標的を照射するときに低減されてもよい。いくつかの変形例では、ＰＥＴ検出器によって獲得されるデータは、プラットフォーム速度を調節するために使用されてもよい。例えば、上昇したレベルのＰＥＴ放出を伴う面積は、より低いレベルのＰＥＴ放出を伴う面積よりも長い時間周期にわたって照射されてもよい。故に、プラットフォーム速度は、ファンビームにおいて上昇したレベルのＰＥＴ放出を伴う領域の滞留時間を増加させるように低減されてもよく、プラットフォーム速度は、ファンビームにおいてより低いレベルのＰＥＴ放出を伴う領域の滞留時間を減少させるように増加されてもよい。
いくつかの変形例では、本明細書に説明されるような放射線療法システムを動作させて、治療時間を短縮する方法は、開放リーフのセットと、対応するガントリ角度とを備える、患者の治療計画を受信するステップを含んでもよい。治療計画の開放リーフおよびガントリ角度によって与えられるビームレット発射位置は、強度変調に対応する。放射線ビームが、放射線源および治療計画を使用して、コリメータから出力されてもよい一方で、患者プラットフォームおよびガントリのうちの１つ以上のものの速度は、治療計画を使用して、変動されてもよい。したがって、任意のレベルの強度変調が、ガントリ速度および患者プラットフォーム速度のうちの１つ以上のものを適応的に調節することによって、治療計画によって処方される通りに留保されてもよい。
いくつかの変形例では、コリメータの速度は、治療計画へのシステムによって要求される変調のレベルに応答して、患者プラットフォームおよびガントリの速度よりも優先されてもよい。例えば、コリメータの速度が、所望に応じて維持および／または設定されてもよい一方で、患者プラットフォームおよびガントリのうちの１つ以上のものの速度は、変動される。ＭＬＣ遷移時間が、ガントリ速度、および／またはガントリ発射位置の数、および／または患者プラットフォーム速度の特定の組み合わせに対応できないとき、ガントリ速度および／または寝台速度は、線量率を一定に保って減速されてもよい。したがって、少しの変調が要求されるとき、ガントリおよび／または患者プラットフォームは、より速く動かされ、より多くの変調が要求されるとき、ガントリおよび／または患者プラットフォームは、所望のレベルの強度変調を達成するために、より遅く動かされる。いくつかの実施例では、ガントリ速度は、患者プラットフォーム速度が変動している間に一定に保持されてもよい。逆に、患者プラットフォーム速度は、ガントリ速度が変動している間に一定に保持されてもよい。
一部の患者のための放射線療法手技は、複数の明確に異なる腫瘍を治療するステップを含んでもよい。腫瘍の変調レベルに応答して、ガントリ回転および／または患者プラットフォームの速度を変動させることに加えて、患者プラットフォームの速度は、腫瘍の間で変動されてもよい。例えば、患者プラットフォーム速度は、放射線ビーム放出がない場合に増加されてもよい。腫瘍の間に送達される線量がないと、患者プラットフォーム速度は、全体的な治療時間を短縮するように、腫瘍の間の第１の速度に設定（例えば、最大速度に設定）されてもよい。いくつかの変形例では、患者プラットフォームおよび／またはガントリの第１の速度は、ビーム放出がないときに、任意の望ましい速度であってもよいが、患者プラットフォームが腫瘍の境界に到達すると、患者プラットフォームおよび／またはガントリは、加速／減速し、治療計画によって処方される動作速度に到達してもよい。例えば、境界（例えば、０．５ｃｍ、１ｃｍ、１．５ｃｍ、２ｃｍ）が、患者プラットフォームが腫瘍におけるより高い変調のために減速することを可能にするように、腫瘍の周囲に提供されてもよい。
線量率
放射線療法送達において、線量率を変動させる、またはゲート制御することが望ましい状況が存在する。いくつかの変形例では、リニアックは、注入器銃からの注入された電子ビームパルスおよびＲＦ源（例えば、マグネトロン）からのＲＦパルスを利用してもよい。注入器ビームパルスおよびＲＦパルスは、通常、整合されてもよい（すなわち、電子ビームパルスおよびＲＦパルスは、同相である）。パルスのいずれか一方または両方は、線量率を変動させる、またはゲート制御するように、不整合される（すなわち、位相外であるように位相調節される）、または短縮されることができる。ＲＦ源にマグネトロンを使用するシステムに関して、ＲＦパルスを変化させないことが望ましくあり得る。これらのシステムでは、マグネトロンからのＲＦパルスは、一貫し得るが、放射線ビームパルス繰り返し率は、注入器（例えば、電子銃）パルス繰り返し率を変化させることによって変動されてもよい。
バイナリマルチリーフコリメータを備える、放射線療法システムは、投影あたりの複数のリニアックパルスを出力してもよい。一実施例が、図１０に描写される。ここで、投影は、バイナリＭＬＣリーフ遷移時間と、放射線を送達するための窓とを含む、回転の一区分である。本発射アルゴリズムは、呼吸等の正常な患者移動に対応するために十分に速く回転している、リングガントリに適し得る。例えば、１００回の投影に分割される、６０ＲＰＭにおいて回転するリングガントリは、投影あたり１０ミリ秒を残す。５ミリ秒のリーフ遷移時間は、次いで、放射線送達のために投影あたり５ミリ秒を残す。３００Ｈｚの（３．３ミリ秒離れた）リニアックパルス繰り返し率は、５ミリ秒窓内で２つのパルスのみを可能にするであろう。一方で、４００Ｈｚパルス繰り返し率（２．５ミリ秒離れた）は、５ミリ秒窓内で３つのパルス（窓の開始に１つ、窓の中心に１つ、および窓の終了に１つ）を可能にするであろう。リングガントリシステムが回転すると、リニアックが一定の割合で発射する、放射線療法システムに関して、リーフ開放および遷移は、いかなるリーフも遷移するように要求されない投影をグループ化することによって送達される、リニアックトリガの数を最大限にするように時期決定されてもよい。これらの方法では、遷移するリーフが存在するため送達されないリニアックトリガの数は、最小限にされる。発射窓あたり１つを上回るパルスが存在する変形例では、線量率は、発射窓あたりの発射されるパルスの数を変動させることによって、変調されてもよい。例えば、４００Ｈｚにおいて、５ミリ秒窓内で最大３つのパルスを発射することが可能である。これは、全パルス間の時間遅延が同一である、一貫した繰り返し率において動作する典型的リニアックシステムとは対照的である。パルス間の時間遅延を変動させることは、放射線生成システムが、ＲＦ源、リニアック、ＲＦ窓、および標的変換器等の放射線生成構成要素のうちのいくつかの熱平均閾値を下回ったままである間に、同数のパルスを発射窓の中へ圧縮することを可能にし得る。
雑音消去
いくつかの変形例では、放射線療法システムは、患者快適性を低減させ、患者の不安を増加させ得る、システムによって生成される機械的雑音から聴覚不快感を低減させるために有用なオーディオシステムを備えてもよい。いくつかの変形例では、放射線療法システムのための雑音消去方法は、放射線療法システムの患者治療エリア内に配置される患者の耳の場所データを受信するステップを含んでもよい。例えば、耳の場所データは、（例えば、ＰＥＴ撮像、ｋＶ ＣＴ撮像からの）患者位置合わせデータを使用して、決定されてもよい、または患者は、耳の場所が把握され得るように、事前決定された場所に位置付けられてもよい。放射線療法システムから生成される雑音は、マイクロホンを使用して受信されてもよい。雑音消去信号は、耳の場所データおよび受信された雑音を使用して生成されてもよい。消去信号は、次いで、スピーカから出力されてもよい。患者の耳において消去信号と混合される周囲雑音は、相互を相殺し（例えば、相殺的干渉）、患者への知覚可能な雑音の音量を低減させるであろう。
前述の変形例は、明確性および理解の目的のために、例証および一例としてある程度詳細に説明されているが、ある変更および修正が実践され得、添付の請求項の範囲内に入ることを意図していることが明白であろう。加えて、本明細書に説明されるシステムおよびデバイスの構成要素および特性は、任意の組み合わせで使用され得ることを理解されたい。具体的な図に関するある要素または特製の説明は、限定的であることを意図しておらず、要素が他の説明される要素のうちのいずれかと組み合わせて使用されることができないことを示唆するものと解釈されるべきでもない。上記に説明される変形例の全てに関して、方法のステップは、連続的に実施されない場合がある。いくつかのステップは、方法の全ステップが実施され得ないように、随意である。

Claims (61)

  1. 放射線療法システムであって、
    固定フレームと、５０ＲＰＭ以上かつ７０ＲＰＭ以下の最大速度で回転するように構成されている回転可能リングとを備えるガントリと、
    前記固定フレームと前記回転可能リングとの間に位置するスリップリングであって、前記スリップリングは、前記回転可能リングが前記最大速度で回転している間に前記固定フレームと前記回転可能リングとの間で電気信号を通信するように構成されており、前記回転可能リングは、ドラムを備え、前記ドラムは、リング状の第１の端面と、前記第１の端面の反対側のリング状の第２の端面と、前記リング状の第１の端面と前記リング状の第２の端面との間の長さに沿って延在するリブ構造とを有し、前記回転可能リングが前記最大速度で回転するときに前記第１の端面の長さと前記第２の端面の長さとの間の長さの変化が０．５ｍｍ未満である、スリップリングと、
    前記回転可能リング上に搭載されている治療放射線源と、
    前記ガントリ上に搭載されている１つ以上の陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）検出器と
    を備える、放射線療法システム。
  2. 前記回転可能リング上に位置する第１のコントローラと、前記固定フレーム上の第２のコントローラとをさらに備え、前記第１のコントローラは、前記治療放射線源および前記１つ以上のＰＥＴ検出器のための制御コマンドを生成し、前記第２のコントローラは、ガントリ運動システムのための制御コマンドを生成し、前記第１のコントローラと前記第２のコントローラとの間の同期化データは、前記スリップリングを介して転送される、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記第１のコントローラは、前記治療放射線源のアクティブ化およびＰＥＴデータの取得のための信号を生成するように構成され、前記第２のコントローラは、回転のための信号を生成するように構成されており、同期化信号は、前記治療放射線源のアクティブ化およびＰＥＴデータの取得およびガントリ運動を同期化するように、前記スリップリングを介して前記第１のコントローラと前記第２のコントローラとの間で伝送される、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記スリップリングは、データブラシブロックと電力ブラシブロックとを備える、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記ガントリを封入する容積を画定する筐体をさらに備え、前記筐体は、前記治療放射線源および前記１つ以上のＰＥＴ検出器へのアクセスを可能にするように構成されている前記ドラムの長さに沿った１つ以上の側方ハッチを備える、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記回転可能リングの周囲の複数の回転子要素と、前記回転子要素の向かい側で前記固定フレーム内に封入されている固定子要素と、前記複数の回転子要素に隣接して位置する玉軸受とを備える運動システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記複数の回転子要素は、１つ以上の磁気または誘導要素を備え、前記固定子要素は、コイルを備える、請求項６に記載のシステム。
  8. 前記治療放射線源は、線形加速器（リニアック）とマグネトロンとを備え、前記リニアックは、第１の搭載アセンブリによって前記ドラムの長さに沿って取り付けられており、かつ、前記リニアックおよび第１の搭載アセンブリから分離している放射線遮蔽内に封入されており、前記マグネトロンは、前記マグネトロンのカソード支持体が、前記回転可能リングが前記最大速度で回転している間に生成される求心力の方向と整合されるように、前記ドラムの長さに沿って半径方向に搭載されている、請求項１に記載のシステム。
  9. 前記放射線遮蔽は、前記第１の搭載アセンブリから分離している第２の搭載アセンブリを使用して、前記ガントリに搭載されている、請求項８に記載のシステム。
  10. 前記第２の搭載アセンブリは、前記第１の搭載アセンブリに直接接触しない、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記第１の搭載アセンブリおよび前記第２の搭載アセンブリは、空隙によって分離されている、請求項９に記載のシステム。
  12. 前記放射線遮蔽および前記第２の搭載アセンブリは、前記リニアックに接触しない、請求項９に記載のシステム。
  13. 前記リニアックおよび前記放射線遮蔽は、空隙によって分離されている、請求項９に記載のシステム。
  14. ボールねじを使用して前記リニアックおよび前記第１の搭載アセンブリに結合されているアクチュエータをさらに備え、前記リニアックの場所は、前記アクチュエータによって調節されるように構成されている、請求項９に記載のシステム。
  15. 前記アクチュエータは、除去可能である、請求項１４に記載のシステム。
  16. 前記アクチュエータは、遠隔場所から制御可能である、請求項１４に記載のシステム。
  17. 前記回転可能ガントリは、部屋の中に位置し、前記遠隔場所は、前記部屋の外にある、請求項１６に記載のシステム。
  18. 前記回転可能リングに搭載されている第１の受信機要素と、前記固定フレームに搭載されている第１の伝送機要素とを備える第１の通信インターフェースであって、前記第１の伝送機要素は、前記回転可能リングが移動している間に第１の複数の信号を前記第１の受信機要素に伝送するように構成されている、第１の通信インターフェースと、
    前記回転可能リングに搭載されている第２の伝送機要素と、前記固定フレームに搭載されている第２の受信機要素とを備える第２の通信インターフェースであって、前記第２の伝送機要素は、前記回転可能リングが移動している間に第２の複数の信号を前記第２の受信機要素に伝送するように構成されている、第２の通信インターフェースと
    をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
  19. 前記第１の複数の信号は、前記第１の通信インターフェースを横断して伝送され、前記第２の複数の信号は、同時に前記第２の通信インターフェースを横断して伝送される、請求項１８に記載のシステム。
  20. 前記治療放射線源の前に配置されているマルチリーフコリメータをさらに備え、前記マルチリーフコリメータは、前記第２の受信機要素への伝送のために、前記マルチリーフコリメータの個々のリーフの位置データを前記第２の伝送機要素に伝送するように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
  21. 前記第２の複数の信号は、ガントリ回転速度データを備える、請求項１８に記載のシステム。
  22. 前記第２の複数の信号は、前記１つ以上のＰＥＴ検出器からの陽電子放出データを備える、請求項１８に記載のシステム。
  23. 前記治療放射線源の向かい側で前記回転可能リング上に搭載されている放射線検出器をさらに備え、前記第２の複数の信号は、前記放射線検出器からの放射線データを備える、請求項１８に記載のシステム。
  24. 前記回転可能リング上に位置する第１のコントローラと、前記固定フレーム上の第２のコントローラとをさらに備え、前記第２のコントローラは、前記第１の伝送機要素と通信し、前記第１の複数の信号は、前記第２のコントローラからの放射線源コマンドを備える、請求項１８に記載のシステム。
  25. 前記治療放射線源の前に配置されているマルチリーフコリメータをさらに備え、前記第１の複数の信号は、前記第２のコントローラからのマルチリーフコリメータコマンドを備える、請求項２４に記載のシステム。
  26. 前記第１の複数の信号は、前記第２のコントローラからのガントリ回転コマンドを備える、請求項２４に記載のシステム。
  27. 前記第１の通信インターフェースおよび前記第２の通信インターフェースは、誘導信号転送方法を使用して信号を伝送する、請求項１８に記載のシステム。
  28. 前記第１の通信インターフェースおよび前記第２の通信インターフェースは、容量信号転送方法を使用して信号を伝送する、請求項１８に記載のシステム。
  29. 前記回転可能リングに搭載されており、かつ、前記第１の受信機要素と通信する第１の位置センサと、前記固定フレームに搭載されており、かつ、前記第２の受信機要素と通信する第２の位置センサとをさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
  30. 前記回転可能リングは、前記リングの円周の周囲に位置し、かつ、前記第２の位置センサによって検出可能である複数のインデックスマーカを備え、前記固定フレームは、前記フレームの円周の周囲に位置し、かつ、前記第１の位置センサによって検出可能である複数のインデックスマーカを備える、請求項２９に記載のシステム。
  31. 前記第１の複数の信号は、前記第１の位置センサからのインデックスマーカデータを備え、前記第２の複数の信号は、前記第２の位置センサからのインデックスマーカデータを備え、前記システムは、前記第１の複数の信号および前記第２の複数の信号を受信および比較することにより、前記第１の複数の信号および前記第２の複数の信号の差異を識別するように構成されているコントローラをさらに備える、請求項３０に記載のシステム。
  32. 前記コントローラは、前記第１の複数の信号および前記第２の複数の信号の間の差異を示すための信号を生成するように構成されている、請求項３１に記載のシステム。
  33. 前記第１の複数の信号は、前記第１の位置センサからの前記回転可能リングの角度位置データを備え、前記第２の複数の信号は、前記第２の位置センサからの前記回転可能リングの角度位置データを備え、前記システムは、前記第１の複数の信号および前記第２の複数の信号を受信および比較することにより、前記第１の複数の信号および前記第２の複数の信号の差異を識別するように構成されているコントローラをさらに備え、前記第１の複数の信号と第２の複数の信号との間の前記差異を識別することは、
    前記第１の複数の信号の導関数を経時的に計算することと、
    前記第２の複数の信号の導関数を経時的に計算することと、
    前記計算された導関数の間の差異を決定することと、
    前記差異が事前決定された閾値を超える場合、位置センサ故障信号を生成することと
    を含む、請求項２９に記載のシステム。
  34. 前記治療放射線源は、ビーム経路に沿って放出される放射線ビームを生成するように構成されており、前記放射線ビームは、ｘ軸側面とｙ軸側面とを有する２次元投影を有し、前記システムは、前記ビーム経路内に配置されているビーム限定アセンブリをさらに備え、前記ビーム限定アセンブリは、
    前記放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成されている上側ジョーと、
    前記放射線ビームのｘ軸側面を成形するように構成されているマルチリーフコリメータと、
    前記放射線ビームのｙ軸側面を成形するように構成されている下側ジョーであって、前記マルチリーフコリメータは、前記上側ジョーと前記下側ジョーとの間に位置する、下側ジョーと
    を備える、請求項１に記載のシステム。
  35. 前記上側ジョーは、前記マルチリーフコリメータおよび前記下側ジョーよりも前記治療放射線源の近くに位置し、前記下側ジョーは、前記マルチリーフコリメータおよび前記上側ジョーよりも前記治療放射線源から遠くに位置する、請求項３４に記載のシステム。
  36. 前記治療放射線源は、線形加速器を備える、請求項３４に記載のシステム。
  37. 前記上側ジョーは、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられている内向きの面を備え、前記下側ジョーは、前記垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられている内向きの面を備え、前記第１の角度は、前記第２の角度よりも大きい、請求項３４に記載のシステム。
  38. 前記放射線ビームは、ビーム広がりと、焦線によって画定されるビーム境界とを有し、前記上側ジョーは、前記焦線に沿って整合されていない内向きの面を備え、前記下側ジョーは、前記焦線に沿って整合されている内向きの面を備える、請求項３４に記載のシステム。
  39. 前記上側ジョーの内向きの面は、垂直軸に対して第１の角度で角度を付けられており、前記下側ジョーの内向きの面は、前記垂直軸に対して第２の角度で角度を付けられており、前記焦線は、前記垂直軸に対して第３の角度で角度を付けられている、請求項３８に記載のシステム。
  40. 前記第１の角度は、前記第２の角度よりも大きい、請求項３９に記載のシステム。
  41. 前記治療放射線源は、線形加速器（リニアック）とマグネトロンとを備える、請求項１に記載のシステム。
  42. 前記マグネトロンは、前記リニアック内で電子を加速させるためのＲＦエネルギーを提供するように構成されており、
    前記マグネトロンは、
    中心空洞を含む１つ以上の空洞を有するリングアノードと、
    前記リングアノードの中心空洞内に位置するカソードと
    をさらに備え、
    前記カソード支持体は、前記カソードを前記リングアノードに結合し、前記カソード支持体の縦軸は、前記ガントリの半径方向軸に沿って整合されている、請求項４１に記載のシステム。
  43. 前記回転可能リングから前記固定フレームに熱を伝達する１つ以上の熱交換器を有する温度管理システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
  44. 前記温度管理システムは、前記回転可能リングから前記固定フレーム上の冷却流体に熱を伝達する、請求項４３に記載のシステム。
  45. 前記１つ以上の熱交換器は、前記回転可能リングから生成される熱を前記固定フレームに伝達するように構成されている第１のセットの熱交換器と、前記固定フレームから外部ヒートシンクに前記熱を伝達するように構成されている第２のセットの熱交換器とを備える、請求項４３に記載のシステム。
  46. 前記外部ヒートシンクは、閉ループ設備液体システムである、請求項４５に記載のシステム。
  47. 前記回転可能リングに搭載されている第２のガントリと、前記第２のガントリ上に搭載されているｋＶシステムとをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
  48. 前記ｋＶシステムは、ビーム経路に沿って放出されるビームを生成するように構成されているｋＶ放射線源と、前記第２のガントリに搭載されており、かつ、前記ｋＶ放射線源の前記ビーム経路内に配置されているコリメータとを備え、前記コリメータは、前記ビームを遮断する第１の構成と、前記ビームを伝送する第２の構成とを有する、請求項４７に記載のシステム。
  49. 前記コリメータは、回転することにより、前記第１の構成と第２の構成との間で遷移する、請求項４８に記載のシステム。
  50. 前記コリメータは、放射線遮断材料から作製されるシリンダと、前記シリンダの縦軸を横断する開口とを備え、前記第１の構成では、前記開口は、前記ビーム経路に沿って整合されておらず、前記第２の構成では、前記開口は、前記ビーム経路に沿って整合されている、請求項４９に記載のシステム。
  51. 前記ガントリは、ボアを備え、前記ボアは、第１の部分と第２の部分とを備え、前記第２の部分の直径は、前記第１の部分の直径よりも大きい、請求項１に記載のシステム。
  52. 少なくとも前記第２の部分の領域を照明するように構成されている画像プロジェクタをさらに備える、請求項５１に記載のシステム。
  53. 前記画像プロジェクタからの照明は、画像およびビデオのうちの１つ以上のものを備える、請求項５２に記載のシステム。
  54. 前記ボアの表面に沿って配置されているフレキシブルディスプレイをさらに備える、請求項５１に記載のシステム。
  55. 前記フレキシブルディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである、請求項５４に記載のシステム。
  56. 前記ボア内で音を出力するように構成されているオーディオデバイスをさらに備える、請求項５１に記載のシステム。
  57. 前記ボアの前記第２の部分を通して空気流を指向するように構成されている空気流デバイスをさらに備える、請求項５１に記載のシステム。
  58. 前記ボア内の患者の眼球位置および視線のうちの１つ以上のものを検出するように構成されている光学眼球追跡装置と、前記眼球位置および前記視線を使用して、前記画像プロジェクタからの照明を変化させるように構成されているプロセッサとをさらに備える、請求項５４に記載のシステム。
  59. 前記１つ以上のＰＥＴ検出器は、前記ドラムの長さに沿って搭載されている、請求項８に記載のシステム。
  60. 放射線療法システムであって、
    固定フレームと、５０ＲＰＭ以上かつ７０ＲＰＭ以下の最大速度で回転するように構成されている回転可能リングとを備えるガントリであって、前記回転可能リングは、ドラムを備え、前記ドラムは、リング状の第１の端面と、前記第１の端面の反対側のリング状の第２の端面と、前記リング状の第１の端面と前記リング状の第２の端面との間の長さに沿って延在するリブ構造とを有し、前記回転可能リングが前記最大速度で回転するときに前記第１の端面の長さと前記第２の端面の長さとの間の長さの変化が０．５ｍｍ未満である、ガントリと、
    前記固定フレームと前記回転可能リングとの間に位置するスリップリングであって、前記回転可能リングが前記最大速度で回転している間に前記固定フレームと前記回転可能リングとの間で電気信号を通信するように構成されているスリップリングと、
    線形加速器（リニアック）とマグネトロンとを備える治療放射線源であって、前記リニアックは、第１の搭載アセンブリによって前記ドラムの長さに沿って取り付けられており、かつ、前記リニアックおよび第１の搭載アセンブリから分離している放射線遮蔽内に封入されており、前記マグネトロンは、前記マグネトロンのカソード支持体が、前記回転可能リングが前記最大速度で回転している間に生成される求心力の方向と整合されるように、前記ドラムの長さに沿って半径方向に搭載されている、治療放射線源と、
    前記ドラムの長さに沿って搭載されている１つ以上の陽電子消滅放出（ＰＥＴ）検出器と
    を備える、放射線療法システム。
  61. 前記回転可能リングから前記固定フレーム上の冷却流体に熱を伝達する１つ以上の熱交換器を有する温度管理システムをさらに備える、請求項６０に記載のシステム。
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