RU2014118557A - Адронный излучатель и способ контроля адронной лучевой терапии - Google Patents

Адронный излучатель и способ контроля адронной лучевой терапии Download PDF

Info

Publication number
RU2014118557A
RU2014118557A RU2014118557/14A RU2014118557A RU2014118557A RU 2014118557 A RU2014118557 A RU 2014118557A RU 2014118557/14 A RU2014118557/14 A RU 2014118557/14A RU 2014118557 A RU2014118557 A RU 2014118557A RU 2014118557 A RU2014118557 A RU 2014118557A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
target
collimator
specified
radiation
axis
Prior art date
Application number
RU2014118557/14A
Other languages
English (en)
Inventor
Фредерик Йоханнес БЕЕКМАН
Виктор Роберт БОМ
Original Assignee
Технисе Юниверситейт Делфт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Технисе Юниверситейт Делфт filed Critical Технисе Юниверситейт Делфт
Publication of RU2014118557A publication Critical patent/RU2014118557A/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1065—Beam adjustment
    • A61N5/1067—Beam adjustment in real time, i.e. during treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
    • A61N5/1043—Scanning the radiation beam, e.g. spot scanning or raster scanning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1071—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the dose delivered by the treatment plan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1075—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for testing, calibrating, or quality assurance of the radiation treatment apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1084—Beam delivery systems for delivering multiple intersecting beams at the same time, e.g. gamma knives
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/2935—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using ionisation detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1052—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using positron emission tomography [PET] single photon emission computer tomography [SPECT] imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1075—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for testing, calibrating, or quality assurance of the radiation treatment apparatus
    • A61N2005/1076—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for testing, calibrating, or quality assurance of the radiation treatment apparatus using a dummy object placed in the radiation field, e.g. phantom
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

1. Адронный излучатель, выполненный с возможностью облучения мишени пучком адронного излучения, причем указанный излучатель содержит:подставку (1) мишени, выполненную с возможностью поддержки мишени (2), предпочтительно, с обеспечением ее неподвижности;источник (10) адронного излучения, выполненный с возможностью испускать пучок (11) адронного излучения, предпочтительно, представляющий собой остронаправленный пучок, вдоль оси пучка, чтобы облучать мишень, поддерживаемую подставкой мишени, причем указанный пучок способен проникать внутрь мишени,при этом излучатель содержит систему (15) управления, содержащую, по меньшей мере, средства управления глубиной проникновения пучка, обеспечивающие, по меньшей мере, возможность контроля и изменения глубины проникновения пучка излучения в мишень,датчик (17) дальности пучка излучения, выполненный с возможностью определять глубину проникновения указанного пучка излучения в мишень, причем указанный датчик дальности пучка содержит гамма-камеру (20), чувствительную к мгновенному гамма-излучению, испускаемому при проникновении указанного пучка излучения внутрь мишени,причем указанная гамма-камера содержит:коллиматор (21), содержащий стенку, останавливающую распространение гамма-излучения, и отверстие (22) в указанной стенке,детектор, содержащий один или более сцинтилляционных элементов (24), на которые падает гамма-излучение, проходящее через указанное отверстие коллиматора,электронные средства считывания, соединенные с указанным детектором,причем коллиматор гамма-камеры представляет собой щелевой коллиматор, содержащий продолговатое щелевое отверстие (22),отличающийся т

Claims (35)

1. Адронный излучатель, выполненный с возможностью облучения мишени пучком адронного излучения, причем указанный излучатель содержит:
подставку (1) мишени, выполненную с возможностью поддержки мишени (2), предпочтительно, с обеспечением ее неподвижности;
источник (10) адронного излучения, выполненный с возможностью испускать пучок (11) адронного излучения, предпочтительно, представляющий собой остронаправленный пучок, вдоль оси пучка, чтобы облучать мишень, поддерживаемую подставкой мишени, причем указанный пучок способен проникать внутрь мишени,
при этом излучатель содержит систему (15) управления, содержащую, по меньшей мере, средства управления глубиной проникновения пучка, обеспечивающие, по меньшей мере, возможность контроля и изменения глубины проникновения пучка излучения в мишень,
датчик (17) дальности пучка излучения, выполненный с возможностью определять глубину проникновения указанного пучка излучения в мишень, причем указанный датчик дальности пучка содержит гамма-камеру (20), чувствительную к мгновенному гамма-излучению, испускаемому при проникновении указанного пучка излучения внутрь мишени,
причем указанная гамма-камера содержит:
коллиматор (21), содержащий стенку, останавливающую распространение гамма-излучения, и отверстие (22) в указанной стенке,
детектор, содержащий один или более сцинтилляционных элементов (24), на которые падает гамма-излучение, проходящее через указанное отверстие коллиматора,
электронные средства считывания, соединенные с указанным детектором,
причем коллиматор гамма-камеры представляет собой щелевой коллиматор, содержащий продолговатое щелевое отверстие (22),
отличающийся тем, что
коллиматор (21) представляет собой коллиматор с переменной шириной щели, содержащий продолговатое щелевое отверстие переменной ширины, причем указанный коллиматор содержит первый элемент (21a) коллиматора и второй элемент (21b) коллиматора, каждый из которых образует один из взаимно противоположных продольных краев щелевого отверстия, предпочтительно, имеющих заостренную форму, причем указанный коллиматор содержит приводной механизм (23) изменения ширины щели для перемещения и установки указанных первого и второго элементов коллиматора относительно друг друга.
2. Излучатель по п. 1, в котором коллиматор (21) установлен так, что щелевое отверстие проходит, по существу, перпендикулярно оси пучка, а детектор содержит матрицу из нескольких продолговатых сцинтилляционных элементов (24), расположенных параллельно и рядом друг с другом, причем каждый из сцинтилляционных элементов имеет длину вдоль продольной оси, параллельной щелевому отверстию коллиматора, ширину в направлении, перпендикулярном указанной длине и параллельном облучаемой поверхности указанного сцинтилляционного элемента, и высоту в направлении, перпендикулярном указанной длине и перпендикулярном облучаемой поверхности указанного сцинтилляционного элемента, причем указанная длина больше, чем указанная ширина и указанная высота.
3. Излучатель по п. 2, в котором каждый из сцинтилляционных элементов (24) выполнен в виде продолговатой полосы твердого сцинтилляционного материала, причем каждая полоса имеет облучаемую поверхность, заднюю поверхность, противоположную облучаемой поверхности, боковые поверхности и торцевые поверхности на продольных концах полосы, причем сцинтилляционные элементы преобразуют падающие гамма-лучи в излучение оптического спектра, а к торцевой поверхности полосы присоединен фотодетектор, непосредственно или через световод, например, светопроводящее волокно.
4. Излучатель по п. 2 или 3, в котором каждый сцинтилляционный элемент (24) детектора имеет воображаемую главную плоскость, соответствующую плоскости геометрической симметрии в направлении высоты сцинтилляционного элемента, причем сцинтилляционные элементы указанной матрицы расположены веерообразно, при этом каждый из сцинтилляционных элементов ориентирован так, что его соответствующая воображаемая главная плоскость проходит через щелевое отверстие коллиматора.
5. Излучатель по любому из пп. 2 и 3, в котором каждый из сцинтилляционных элементов (24) в центральной группе сцинтилляционных элементов указанной матрицы имеет меньшую ширину, чем ширина отдельных сцинтилляционных элементов в краевых группах сцинтилляционных элементов, между которыми расположена указанная центральная группа.
6. Излучатель по любому из пп. 2 и 3, в котором каждый из сцинтилляционных элементов (24) указанной матрицы имеет облучаемую поверхность, причем указанные облучаемые поверхности расположены на общей плоской поверхности, предпочтительно, на поверхности, перпендикулярной центральной плоскости коллиматора, которая представляет собой плоскость геометрической симметрии щелевого отверстия коллиматора.
7. Излучатель по любому из пп. 2 и 3, в котором каждый из сцинтилляционных элементов (24) указанной матрицы имеет облучаемую поверхность, причем указанные облучаемые поверхности расположены на общей вогнутой поверхности.
8. Излучатель по любому из пп. 1-3, в которой источник (10) излучения выполнен с возможностью изменения положения и ориентации оси пучка относительно подставки мишени, например, источник излучения содержит систему управляемых магнитов для направления пучка и изменения глубины проникновения в мишень так, чтобы пик Брэгга испускаемого пучка излучения располагался в запланированной точке, по меньшей мере, определяемой координатами X, Υ, Z, где координату Ζ берут вдоль оси пучка, а координаты X и Υ - вдоль взаимно ортогональных осей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси пучка.
9. Излучатель по любому из пп. 1-3, в котором гамма-камера подвижно установлена на средствах поддержки гамма-камеры так, чтобы иметь возможность перемещения, предпочтительно, с расположением щелевого отверстия, по существу, перпендикулярно оси пучка, вдоль оси Υ, то есть, по существу, перпендикулярно оси пучка, без перемещения подставки мишени относительно источника пучка, причем для управляемого перемещения гамма-камеры вдоль указанной оси Υ предусмотрен привод перемещений вдоль оси Υ.
10. Излучатель по любому из пп. 1-3, в котором коллиматор, а предпочтительно - гамма-камера (20), содержащая коллиматор, подвижно установлены на средствах поддержки гамма-камеры так, чтобы иметь возможность перемещения, предпочтительно, с расположением щелевого отверстия, по существу, перпендикулярно оси пучка, вдоль оси Z, по существу, параллельной оси пучка, без перемещения подставки мишени относительно источника пучка, предпочтительно, в пределах участка длиной не менее 20 сантиметров, причем для управляемого перемещения коллиматора, а предпочтительно - гамма-камеры, содержащей коллиматор, вдоль указанной оси Ζ предусмотрен привод (18) перемещений вдоль оси Ζ.
11. Излучатель по п. 9, в котором каждый из привода перемещений вдоль оси Υ и/или привода (18) перемещений вдоль оси Ζ соединен с системой (15) управления, причем система управления выполнена с возможностью ввода и сохранения в памяти одного или более блоков данных управления сеансом облучения, соответствующих одному или более сеансам облучения, проводимым с использованием источника пучка излучения, причем в состав указанных данных управления сеансом облучения входят данные, представляющие одно или более положений пучка и/или значений глубины проникновения пучка относительно мишени, запланированных для сеанса облучения, а также данные, представляющие одно или более запланированных положений по оси Υ и/или оси Ζ для привода перемещений вдоль оси Υ и оси Ζ соответственно.
12. Излучатель по п. 8, в котором система управления (15) выполнена с возможностью ввода и сохранения в памяти одного или более блоков данных управления сеансом облучения, соответствующим одному или более сеансам облучения, проводимым с использованием источника пучка излучения,
причем в состав указанных данных управления сеансом облучения входят данные, представляющие схему перемещений пучка излучения в плоскости Χ-Υ в процессе проведения сеанса облучения,
причем в состав указанных данных управления сеансом облучения также входят данные, представляющие схему изменений ширины щели коллиматора, синхронизированную с запланированной схемой перемещений пучка излучения в плоскости X-Υ в процессе проведения сеанса облучения.
13. Излучатель по любому из пп. 1-3, 11, 12, в котором система управления (15) выполнена с возможностью ввода и сохранения в памяти одного или более блоков данных управления сеансом облучения, соответствующих одному или более сеансам облучения, проводимым с использованием источника пучка излучения,
причем приводной механизм изменения ширины щели коллиматора соединен с системой управления,
при этом в состав указанных данных управления сеансом облучения входят данные, представляющие одно или несколько положений значений глубины проникновения пучка, запланированных для сеанса облучения, например, в виде схемы изменений глубины проникновения пучка,
причем в состав указанных данных управления сеансом облучения также входят данные, представляющие одно или несколько значений ширины щели коллиматора, запланированных для сеанса облучения, например, в виде схемы изменений ширины щели коллиматора, осуществляемой синхронно с запланированной схемой изменений глубины проникновения пучка.
14. Адронный излучатель, выполненный с возможностью облучения мишени пучком адронного излучения, причем указанный излучатель содержит:
- подставку (1) мишени, выполненную с возможностью поддержки мишени (2), предпочтительно, с обеспечением ее неподвижности;
- источник (10) адронного излучения, выполненный с возможностью испускания пучка (11) адронного излучения, предпочтительно представляющего собой остронаправленный пучок, вдоль оси пучка для облучения мишени, поддерживаемой подставкой мишени, причем указанный пучок проникает внутрь мишени,
при этом излучатель содержит систему (15) управления, содержащую, по меньшей мере, средства управления глубиной проникновения пучка, обеспечивающие возможность контроля и изменения глубины проникновения пучка излучения в мишень,
- датчик (17) дальности пучка излучения, выполненный с возможностью определения глубины проникновения указанного пучка излучения в мишень, причем указанный датчик дальности пучка содержит гамма-камеру (20), чувствительную к мгновенному гамма-излучению, испускаемому при проникновении указанного пучка излучения внутрь мишени,
причем указанная гамма-камера содержит:
коллиматор (21), содержащий стенку, которая останавливает распространение гамма-излучения, и отверстие в указанной стенке,
детектор, содержащий один или более сцинтилляционных элементов (24), на которые падает гамма-излучение, проходящее через указанное отверстие коллиматора,
электронные средства считывания, соединенные с указанным детектором,
причем коллиматор гамма-камеры представляет собой щелевой коллиматор, имеющий продолговатое щелевое отверстие (22),
отличающийся тем, что
детектор содержит матрицу из нескольких продолговатых сцинтилляционных элементов (24), расположенных параллельно и рядом друг с другом, причем каждый из сцинтилляционных элементов имеет длину вдоль продольной оси, параллельной щелевому отверстию коллиматора, ширину в направлении, перпендикулярном указанной длине и параллельном облучаемой поверхности указанного сцинтилляционного элемента, и высоту в направлении, перпендикулярном указанной длине и перпендикулярном облучаемой поверхности указанного сцинтилляционного элемента, причем указанная длина больше, чем указанная ширина и указанная высота.
15. Адронный излучатель, выполненный с возможностью облучения мишени пучком адронного излучения, причем указанный излучатель содержит:
- подставку (1) мишени, выполненную с возможностью поддержки мишени (2), предпочтительно, с обеспечением ее неподвижности;
- источник (10) адронного излучения, выполненный с возможностью испускания пучка (11) адронного излучения, предпочтительно, представляющего собой остронаправленный пучок, вдоль оси пучка, чтобы облучать мишень, поддерживаемую подставкой мишени, причем указанный пучок проникает внутрь мишени,
причем излучатель содержит систему (15) управления, по меньшей мере, содержащую средства управления глубиной проникновения пучка, позволяющие, по меньшей мере, контролировать и изменять глубину проникновения пучка излучения в мишень,
- датчик (17) дальности пучка излучения, выполненный с возможностью определения глубины проникновения указанного пучка излучения в мишень, причем указанный датчик дальности пучка содержит гамма-камеру (20), чувствительную к мгновенному гамма-излучению, испускаемому при проникновении указанного пучка излучения внутрь мишени,
причем указанная гамма-камера содержит:
- коллиматор (21), содержащий стенку, которая останавливает распространение гамма-излучения, и отверстие в указанной стенке,
- детектор, содержащий один или более сцинтилляционных элементов (24), на которые падает гамма-излучение, проходящее через указанное отверстие коллиматора,
- электронные средства считывания, соединенные с указанным детектором,
причем коллиматор гамма-камеры представляет собой щелевой коллиматор, содержащий продолговатое щелевое отверстие (22),
отличающийся тем, что
детектор содержит матрицу из нескольких продолговатых сцинтилляционных элементов (24), расположенных параллельно и рядом друг с другом, причем каждый из сцинтилляционных элементов имеет длину вдоль продольной оси, параллельной щелевому отверстию коллиматора, ширину в направлении, перпендикулярном указанной длине и параллельном облучаемой поверхности указанного сцинтилляционного элемента, и высоту в направлении, перпендикулярном указанной длине и перпендикулярном облучаемой поверхности указанного сцинтилляционного элемента,
причем каждый из сцинтилляционных элементов (24), относящихся к центральной группе сцинтилляционных элементов указанной матрицы, имеет меньшую ширину, чем отдельные сцинтилляционные элементы, относящиеся к краевым группам сцинтилляционных элементов, между которыми расположена указанная центральная группа.
16. Излучатель по п. 15, в котором гамма-камера подвижно установлена на средствах поддержки гамма-камеры так, чтобы иметь возможность перемещения, предпочтительно, с расположением щелевого отверстия, по существу, перпендикулярно оси пучка, вдоль оси Z, по существу, параллельной оси пучка, без перемещения подставки мишени относительно источника пучка, предпочтительно, в пределах участка длиной не менее 20 сантиметров, причем для управляемого перемещения гамма-камеры вдоль указанной оси Ζ предусмотрен привод (18) перемещений вдоль оси Ζ.
17. Излучатель по п. 16, отличающийся тем, что привод (18) перемещений вдоль оси Ζ соединен с системой управления, причем в состав указанных данных управления сеансом облучения входят данные, представляющие одно или несколько значений глубины проникновения пучка, запланированных для сеанса облучения, а также данные, представляющие одно или несколько запланированных положений по оси Ζ для привода перемещений вдоль оси Ζ, например, в состав указанных данных управления сеансом облучения входят данные, представляющие схему перемещений гамма-камеры вдоль оси Ζ, синхронизированную со схемой изменений глубины проникновения пучка, запланированных для сеанса облучения.
18. Адронный излучатель, выполненный с возможностью облучения мишени пучком адронного излучения, причем указанный излучатель содержит:
- подставку (1) мишени, выполненную с возможностью поддержки мишени (2), предпочтительно, с обеспечением ее неподвижности;
- источник (10) адронного излучения, выполненный с возможностью испускания пучка (11) адронного излучения, предпочтительно, представляющего собой остронаправленный пучок, вдоль оси пучка для облучения мишени, поддерживаемой подставкой мишени, причем указанный пучок проникает внутрь мишени,
причем излучатель содержит систему (15) управления, содержащую, по меньшей мере, средства управления глубиной проникновения пучка, обеспечивающие возможность контроля и изменения глубины проникновения пучка излучения в мишень,
- датчик (17) дальности пучка излучения, выполненный с возможностью определения глубины проникновения указанного пучка излучения в мишень, причем указанный датчик дальности пучка содержит гамма-камеру (20), чувствительную к мгновенному гамма-излучению, испускаемому при проникновении указанного пучка излучения внутрь мишени,
причем указанная гамма-камера содержит:
- коллиматор (21), содержащий стенку, которая останавливает распространение гамма-излучения, и отверстие (22) в указанной стенке,
- детектор, содержащий один или несколько сцинтилляционных элементов (24), на которые падает гамма-излучение, проходящее через указанное отверстие коллиматора,
- электронные средства считывания, соединенные с указанным детектором,
причем коллиматор гамма-камеры представляет собой щелевой коллиматор, содержащий продолговатое щелевое отверстие (22),
при этом щелевое отверстие имеет непараллельные поверхности, определяющие угол раствора щелевого отверстия и соответствующее поле обзора,
отличающийся тем, что
датчик дальности пучка излучения содержит одну или несколько гамма-камер, содержащих несколько щелевых отверстий с аксиально разнесенными положениями относительно оси пучка, причем аксиальный интервал между последовательными щелевыми отверстиями составляет по меньшей мере 3 сантиметра, предпочтительно - не более 10 сантиметров, причем каждое из щелевых отверстий имеет поле обзора с соответствующим углом раствора, пересекаемое остронаправленным пучком в процессе работы излучателя, причем поля обзора последовательных щелевых отверстий расположены рядом друг с другом, предпочтительно, с частичным и неполным перекрыванием, так, что они совместно образуют непрерывное поле обзора вдоль участка оси пучка.
19. Излучатель по п. 18, в котором все щелевые отверстия представляют собой щелевые отверстия постоянной ширины.
20. Излучатель по п. 18 или 19, в котором датчик дальности пучка излучения содержит от 2 до 6 щелевых отверстий, например, 2 или 3 щелевых отверстия.
21. Излучатель по любому из пп. 18 и 19, в котором датчик дальности пучка излучения содержит несколько гамма-камер, причем каждая из гамма-камер содержит одно щелевое отверстие, предпочтительно, представляющее собой щелевое отверстие постоянной ширины.
22. Излучатель по любому из пп. 18 и 19, в котором в плоскости, перпендикулярной оси пучка, щелевые отверстия, например, нескольких гамма-камер, каждая из которых содержит одно щелевое отверстие, имеют разные угловые положения относительно подставки мишени, например, одно из них расположено под подставкой мишени, одно направлено вверх с левой стороны, а еще одно направлено вверх с правой стороны, например, несколько гамма-камер расположены по спирали относительно оси пучка.
23. Излучатель по любому из пп. 18 и 19, причем излучатель содержит средства поддержки гамма-камер, поддерживающие несколько гамма-камер, причем указанные средства поддержки выполнены с возможностью корректировки положения одной или нескольких гамма-камер относительно оси пучка, за счет чего обеспечивается корректировка перекрывания их полей обзора, например, одна или более гамма-камер подвижны относительно друг друга в аксиальном направлении и/или одна или несколько камер установлены с возможностью вращения относительно оси вращения, например, перпендикулярной оси пучка, что позволяет поворачивать одну или несколько гамма-камер для изменения их ориентации и перекрывания их полей обзора.
24. Излучатель по любому из пп. 18 и 19, в котором датчик дальности пучка излучения содержит по меньшей мере одну гамма-камеру, предпочтительно - содержит только одну гамма-камеру, которая имеет несколько щелевых отверстий, имеющих аксиальные положения по п. 18.
25. Адронный излучатель, выполненный с возможностью облучения мишени пучком адронного излучения, причем указанный излучатель содержит:
- подставку (1) мишени, выполненную с возможностью поддержки мишени (2), предпочтительно, с обеспечением ее неподвижности;
- источник (10) адронного излучения, выполненный с возможностью испускания пучка (11) адронного излучения, предпочтительно, представляющего собой остронаправленный пучок, вдоль оси пучка, чтобы облучать мишень, поддерживаемую подставкой мишени, причем указанный пучок способен проникать внутрь мишени,
причем излучатель содержит систему (15) управления, содержащую, по меньшей мере, средства управления глубиной проникновения пучка, обеспечивающие возможность контроля и изменения глубины проникновения пучка излучения в мишень,
- датчик (17) дальности пучка излучения, выполненный с возможностью определения глубины проникновения указанного пучка излучения в мишень, причем указанный датчик дальности пучка содержит гамма-камеру (20), чувствительную к мгновенному гамма-излучению, испускаемому при проникновении указанного пучка излучения внутрь мишени,
причем указанная гамма-камера содержит:
- коллиматор (21), содержащий стенку, которая останавливает распространение гамма-излучения, и отверстие (22) в указанной стенке,
- детектор, содержащий один или несколько сцинтилляционных элементов (24), на которые падает гамма-излучение, проходящее через указанное отверстие коллиматора,
- электронные средства считывания, соединенные с указанным детектором,
причем коллиматор гамма-камеры представляет собой щелевой коллиматор, содержащий продолговатое щелевое отверстие (22),
причем щелевое отверстие имеет непараллельные поверхности, определяющие угол раствора щелевого отверстия и соответствующее поле обзора,
отличающийся тем, что
щелевое отверстие образовано двумя пространственно разнесенными участками основных стенок коллиматора, каждый из которых образует внешнюю поверхность щелевого отверстия, и продолговатым стержневым стеночным элементом коллиматора, выполненным из материала, останавливающего распространение излучения, причем стержневой элемент расположен между указанными двумя пространственно разнесенными участками основных стенок коллиматора и отделен от них так, чтобы обеспечить образование первого и второго щелевых проемов щелевого отверстия, причем указанный стержневой элемент образует внутренние боковые поверхности, каждая из которых в сочетании со смежной внешней поверхностью ограничивает один из указанных щелевых проемов, причем внутренняя и внешняя поверхности, ограничивающие каждый из щелевых проемов не параллельны и определяют угол раствора и соответствующее поле обзора такого щелевого проема, причем каждый из щелевых проемов имеет центральную плоскость максимальной передачи, причем центральные плоскости указанных первого и второго щелевых проемов не параллельны и пересекают одна другую, причем линия их пересечения, предпочтительно, расположена между коллиматором и осью пучка так, что поля обзора щелевых проемов частично перекрывают одно другое и совместно образуют суммарное поле обзора щелевого отверстия.
26. Излучатель по п. 25, в котором при взгляде по направлению оси пучка в сторону детектора гамма-камеры внешние боковые поверхности щелевого отверстия коллиматора имеют параллельные участки внешних поверхностей со стороны коллиматора, удаленной от детектора, и расходящиеся участки внешних поверхностей со стороны, обращенной к детектору, а стержневой стеночный элемент коллиматора содержит расходящиеся участки внутренних поверхностей со стороны, наиболее удаленной от детектора, и параллельные участки внутренних поверхностей со стороны, обращенной к детектору.
27. Излучатель по п. 25 или 26, в котором первый и второй щелевые проемы имеют такую форму, что их углы раствора равны.
28. Излучатель по любому из пп. 25 и 26, в котором гамма-камера выполнена таким образом, что отображение гамма-излучения, поступающего из поля обзора первого щелевого проема, не перекрывается на детекторе с отображением гамма-излучения, поступающим из поля обзора второго щелевого проема.
29. Излучатель по любому из пп. 25 и 26, в котором внешняя боковая поверхность каждого из участков основной стенки имеет тупой краевой угол, который равен или больше 150°, предпочтительно, составляет от 155 до 170°.
30. Излучатель по любому из пп. 25 и 26, в котором между указанными двумя пространственно разнесенными участками основных стенок расположено несколько стержневых стеночных элементов коллиматора, которые взаимно параллельны и образуют один или более центральных щелевых проемов в дополнение к указанным первому и второму щелевым проемам, причем каждый из центральных щелевых проемов, предпочтительно, ограничен непараллельными поверхностями соседних стержневых элементов и определяет угол раствора и соответствующее поле обзора центрального щелевого проема, причем поля обзора щелевых проемов частично перекрываются и совместно образуют суммарное поле обзора щелевого отверстия.
31. Способ контроля адронной лучевой терапии с использованием адронного излучателя по любому из пп. 1-30, в котором мишень, представляющую собой модель, подвергают сеансу облучения пучком адронного излучения, причем указанный способ включает в себя следующее:
устанавливают модель (2) на подставке (1) мишени, предпочтительно, обеспечивая неподвижность модели на подставке мишени;
приводят в действие адронный излучатель (1), испуская пучок адронного излучения вдоль оси пучка, чтобы облучить модель, установленную на подставке мишени, причем указанный пучок излучения проникает внутрь модели,
определяют при помощи датчика (17) дальности пучка излучения реальную глубину проникновения указанного пучка излучения внутрь модели.
32. Способ по п. 31, в котором используют излучатель, содержащий систему управления, выполненную с возможностью ввода и сохранения в памяти одного или более блоков данных управления сеансами облучения, соответствующих одному или более сеансам облучения, проводимым с использованием источника пучка излучения,
причем коллиматор выполнен, по меньшей мере, в соответствии с п. 1 и содержит приводной механизм изменения ширины щелевого отверстия, соединенный с системой управления,
при этом контрольный сеанс облучения проводят на основе сохраненных данных управления сеансами облучения, в состав которых входят данные, представляющие схему изменений глубины проникновения пучка в ходе сеанса,
а также контрольный сеанс облучения проводят на основе сохраненных данных управления сеансами облучения, в состав которых входят данные, представляющие схему изменений ширины щели коллиматора, осуществляемую синхронно со схемой изменений глубины проникновения пучка.
33. Способ по п. 31 или 32, в котором используют излучатель по п. 10, причем контрольный сеанс облучения проводят на основе сохраненных данных управления сеансами облучения, в состав которых входят данные, представляющие схему изменений глубины проникновения пучка в ходе сеанса,
при этом контрольный сеанс облучения проводят на основе сохраненных данных управления сеансами облучения, в состав которых входят данные, представляющие схему перемещений коллиматора, а предпочтительно - гамма-камеры, содержащей коллиматор, вдоль оси Z, синхронизированную со схемой запланированных для данного сеанса облучения изменений глубины проникновения пучка, предпочтительно так, чтобы обеспечить расположение пика Брэгга испускаемого пучка излучения в центральной плоскости коллиматора, которая представляет собой плоскость геометрической симметрии щелевого отверстия коллиматора.
34. Способ определения глубины проникновения адронного пучка в мишень, в котором используют датчик дальности пучка излучения как раскрыто в любом из предшествующих пунктов.
35. Способ отображения адронного пучка, проникающего в мишень, облучаемую пучком адронного излучения, в котором используют датчик дальности пучка излучения, как раскрыто в любом из предшествующих пунктов.
RU2014118557/14A 2011-10-14 2012-10-12 Адронный излучатель и способ контроля адронной лучевой терапии RU2014118557A (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2007596A NL2007596C2 (en) 2011-10-14 2011-10-14 A hadron radiation installation and verification method.
NL2007596 2011-10-14
PCT/NL2012/050719 WO2013055222A1 (en) 2011-10-14 2012-10-12 A hadron radiation installation and verification method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2014118557A true RU2014118557A (ru) 2015-11-20

Family

ID=47116229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014118557/14A RU2014118557A (ru) 2011-10-14 2012-10-12 Адронный излучатель и способ контроля адронной лучевой терапии

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9707411B2 (ru)
EP (1) EP2766092A1 (ru)
JP (1) JP6177245B2 (ru)
KR (1) KR20140093232A (ru)
CN (1) CN104136077A (ru)
NL (1) NL2007596C2 (ru)
RU (1) RU2014118557A (ru)
WO (1) WO2013055222A1 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9364688B2 (en) * 2013-09-20 2016-06-14 Ion Beam Applications, S.A. Method and apparatus for monitoring the range of a particle beam
JP6342175B2 (ja) * 2014-02-10 2018-06-13 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線ｃｔ装置
US9849307B2 (en) * 2014-10-21 2017-12-26 The Regents Of The University Of California System and method for dose verification and gamma ray imaging in ion beam therapy
JP6565113B2 (ja) * 2015-03-05 2019-08-28 住友重機械工業株式会社 中性子捕捉療法装置
CN113855058B (zh) 2015-05-19 2024-05-28 普罗通弗达有限公司 用于优化质子疗法的质子成像系统
JP6538423B2 (ja) * 2015-05-25 2019-07-03 株式会社東芝 ホウ素中性子捕捉療法用治療装置及びその制御方法
US11065476B2 (en) * 2016-01-26 2021-07-20 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Mid-plane range-probing techniques for particle therapy
US20170348547A1 (en) * 2016-05-27 2017-12-07 W. Davis Lee Ion beam kinetic energy dissipater apparatus and method of use thereof
CN106211535B (zh) * 2016-07-29 2018-08-24 中国原子能科学研究院 一种有效控制降能器后质子束流发射度的装置及方法
CN106772542B (zh) * 2016-11-24 2019-04-16 江苏超敏科技有限公司 一种束流剂量分布测量检测的方法
CN106814094B (zh) * 2017-01-13 2019-09-10 武汉大学 一种低本底多普勒展宽深度分布测量系统及测量方法
US10857387B2 (en) * 2017-03-01 2020-12-08 Accuray Incorporated Beam profile measurement system
CN110740782B (zh) * 2017-03-27 2021-06-15 医科达私人有限公司 用于带电粒子束终点的磁场定位的系统和方法
EP3553507A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-16 Malvern Panalytical B.V. X-ray analysis apparatus
US11269084B2 (en) 2018-09-24 2022-03-08 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Gamma camera for SPECT imaging and associated methods
EP3644341A1 (en) * 2018-10-25 2020-04-29 Bruker Nano GmbH Moveable detector
ES2757984B2 (es) * 2018-10-31 2021-02-16 Univ Valencia Politecnica Dispositivo para la deteccion de rayos gamma con tabiques activos
US10926111B2 (en) * 2019-03-21 2021-02-23 Vieworks Co., Ltd. Bragg peak detector using scintillators and method of operating the same
NO346536B1 (en) 2019-04-10 2022-09-26 Bergen Teknologioverfoering As System for charged particle therapy verification
EP3999173A1 (en) 2019-07-17 2022-05-25 Deutsches Krebsforschungszentrum A device and a method for monitoring a treatment of a body part of a patient with particles
JP7356370B2 (ja) * 2020-02-14 2023-10-04 株式会社日立製作所 ビーム監視システム、粒子線治療システム、およびビーム監視方法
JP7485587B2 (ja) * 2020-11-13 2024-05-16 株式会社日立製作所 粒子線監視システム、粒子線監視方法および粒子線治療システム
EP4400161A1 (en) * 2023-01-12 2024-07-17 Terapet SA Quality assurance system for particle radiation therapy

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4870287A (en) * 1988-03-03 1989-09-26 Loma Linda University Medical Center Multi-station proton beam therapy system
US6055450A (en) * 1994-12-23 2000-04-25 Digirad Corporation Bifurcated gamma camera system
EP0779081A3 (en) * 1995-12-11 1999-02-03 Hitachi, Ltd. Charged particle beam apparatus and method of operating the same
JP2000060836A (ja) * 1998-08-20 2000-02-29 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd 放射線検出器、放射線検出方法および装置、並びに、放射線断層撮影装置
WO2001000276A1 (de) * 1999-06-25 2001-01-04 Paul Scherrer Institut Vorrichtung zum durchführen einer protonentherapie
US20030036700A1 (en) * 2001-07-20 2003-02-20 Weinberg Irving N. Internal/external coincident gamma camera system
US8983024B2 (en) * 2006-04-14 2015-03-17 William Beaumont Hospital Tetrahedron beam computed tomography with multiple detectors and/or source arrays
JP4250180B2 (ja) * 2006-09-29 2009-04-08 株式会社日立製作所 放射線撮像装置およびそれを用いた核医学診断装置
US7439514B1 (en) * 2007-03-30 2008-10-21 General Electric Company Adjustable pinhole collimators method and system
US8017906B2 (en) * 2008-04-08 2011-09-13 Robert Sigurd Nelson Slit and slot scan, SAR, and compton devices and systems for radiation imaging
FR2930995B1 (fr) * 2008-05-07 2010-07-30 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif de mesure en temps reel d'une dose locale lors du bombardement d'une cible par des hadrons au moyen des gamma prompts
CN101285887B (zh) * 2008-05-24 2011-04-13 中国科学院近代物理研究所 重离子束治癌当中剂量监测探测器标定和校准的方法
EP2140913A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-06 Ion Beam Applications S.A. Device and method for particle therapy verification
US8859974B2 (en) * 2010-12-16 2014-10-14 General Electric Company Adjustable spect detector
US9186525B2 (en) * 2011-02-04 2015-11-17 Ion Beam Applications S.A. Apparatus for particle therapy verification
WO2012152938A2 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 Ion Beam Applications S.A. A method and apparatus for particle beam range verification

Also Published As

Publication number Publication date
NL2007596C2 (en) 2013-04-16
US9707411B2 (en) 2017-07-18
US10328285B2 (en) 2019-06-25
WO2013055222A1 (en) 2013-04-18
US20150297917A1 (en) 2015-10-22
JP2015502188A (ja) 2015-01-22
EP2766092A1 (en) 2014-08-20
KR20140093232A (ko) 2014-07-25
JP6177245B2 (ja) 2017-08-09
CN104136077A (zh) 2014-11-05
US20170281977A1 (en) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014118557A (ru) Адронный излучатель и способ контроля адронной лучевой терапии
US7907699B2 (en) Radiotherapeutic apparatus
JP4797140B2 (ja) 荷電粒子線照射装置
JP6578574B2 (ja) 放射線治療装置較正用ファントム
CN202802548U (zh) 一种栅格射野网格准直器
CN105764422B (zh) 成像装置和方法
JP2014147739A5 (ru)
CN105264328A (zh) 用于无接触地光学确定穿透位置的测量框架及配属的测量方法
ES2726227T3 (es) Método y dispositivo para aseguramiento de la calidad de un aparato de terapia de radiación
CN104338245A (zh) 一种模拟离子束射野的平行光野指示装置及方法
CN101303815B (zh) 一种模型盾构机的掘进导向装置
EP2395150A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts
JP2008023015A (ja) 放射線位置決め装置
DE102015008272A1 (de) Schlitzblendensystem für bildgebende Verfahren mit harter Strahlung
JP5217683B2 (ja) マーク生成装置、マーク生成方法
JP2004008398A5 (ru)
EP2418001B1 (de) Vorrichtung zur Ermittlung einer Abweichung zwischen einem durch eine Laseranordnung angezeigten Isozentrum eines Bestrahlungsgeräts und dem tatsächlichen Isozentrum eines Bestrahlungsgeräts
CN213252648U (zh) 多叶准直器及放射治疗头
CN202569211U (zh) 立体定位放射治疗装置
JP5317227B2 (ja) 荷電粒子線照射装置
JP5504398B2 (ja) 荷電粒子線照射装置
CN104950923A (zh) 空间二自由度测量距离保持恒定的调整方法
JP2020165840A (ja) ガイド光照射装置
RU2014139680A (ru) Аппарат и способ для определения внутренних профилей полых устройств
JP5481711B2 (ja) 荷電粒子線照射装置

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20170314