[发明专利]用于医疗和/或其它领域的离子加速系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种粒子加速器设备或系统，该设备或系统包括一个或多个根据权利要求1前序部分所述的线性加速器(linacs)。

背景技术

众所周知，强子疗法(hadron therapy)是现代的癌症远距放射疗法，其使用了质子束或原子质量数大于1的重核带电粒子束。

同样已知的是，在作为基于质子束应用的特殊强子治疗技术的质子疗法中，采用了能量在60到250MeV之间的相对低电流(几纳安培量级)的治疗束。

众所周知，在不同离子种类的情况下，与质子束的电流和能量相比，需要较低电流和较高能量的治疗束。例如，在碳离子¹²C⁶⁺的情况下，需要的能量在1.500到5.000MeV之间(如120和450MeV/u)且所要求的电流为零点几纳安培。

在这一远距放射疗法领域中采用了不同类型的加速器：回旋加速器(等时的或同步回旋加速器；通常的或超导的)或同步加速器。

近来，固定磁场交变梯度(FFAG，Fixed Field Alternating Gradient)加速器也被考虑在其中。

申请人已经提出了用于质子以及轻离子治疗的线性加速器(linacs)。1)由U.Amaldi，M.Crescenti，R.Zennaro提出的美国专利No.6,888,326B2，“Linac for IonBeam Acceleration”；2)U.Amaldi，M.Crescenti，R.Zennaro于2005年9月23日提交的美国专利申请No.11/232,929，“Ion Accelerator System for Hadrontherapy”；3)U.Amaldi于2006年5月24日提交的“Proton Accelerator Complex for Radio-isotopes andTherapy”。

一些公司提供了用于质子和/或碳离子治疗的一站式(turn-key)中心。通常，一个每年可容纳多于400到500个病患的中心位于多层大型建筑中，特别地配备有多种高科技设备、总面积数千平米的工作人员的办公室和服务设施以及病患接待处。其特点在于：强子加速器(回旋加速器、同步回旋加速器、同步加速器、线性加速器或它们的组合)以及磁性束输送通道系统，使用2-4个围绕病患旋转的台架以及一条或多条水平的治疗束来照射固体肿瘤。一个完善的拥有基础设施的中心需要60,000,000-130,000,000欧元之间的投资，较大的投资对应于碳离子以及质子的“双重”多病房设备。

例如，在Carbon ion therapy，Proceedings of the HPCBM and ENLIGHT meetingsheld in Baden(Sept.2002)and in Lyon(Oct.2003)″[Radiotherapy and Oncology 73/2(2004)1-217]中所报道的，在澳大利亚、法国、意大利以及德国进行的流行病学研究中表明，强子治疗具有进一步发展的巨大潜力。然而，这些潜力由于需要大量的资金投入来建设多病房设施而受到阻碍。通过回顾，可以将所述潜力概括为：被引述的研究得到了如下结论：从中长期来看，如果采用质子(碳离子)束照射的方法治疗，当前采用“普通的”放射线疗法(例如运用高能光子)治疗的病患中的大约12％(3％)会更好地治愈和/或副作用较小。

大多数放射肿瘤专家认为12％中只有1-2％是适用于质子治疗的肿瘤适应症。当前，很多专家并不把其他10％的病人看作是适用于质子治疗的可选择性适应症。事实就是这样，尽管他们能够从这种照射疗法中切实地获益，由于肿瘤接近于要害器官，而且已经证实，增加10％的剂量(在对要害器官照射量相同的情况下)就意味着肿瘤控制概率(TCP)增大了15-20％。不过，可以肯定的是，在临床试验不断增加的情况下，第一部分的病人会不断增多，而第二部分的病人会不断减少。

对于性质上不同的辐射类型的离子治疗而言，需要更进一步的临床研究(因为在相同能量的范围内，碳离子在每一个被穿过的细胞核中留下了比质子多20倍的能量)。事实上，有必要确认的是：在治疗“抗辐射”肿瘤上，离子治疗较之于光子和质子治疗更有效且减少了治疗时间(ipo-fractionation)，而且在临床上是安全的。从其它的观点来看，这种方法确实是有利的，因为它降低了成本也减轻了病患的心理负担。