[发明专利]使用光点扫描的质子辐射

说明书

在本发明的一个实施方案中，公开一种辐射目标的方法。使用回旋加速器生成质子束。第一信息被提供到能量选择系统。基于所述第一信息使用能量选择系统选择所述质子的能级。所述第一信息包括所述目标的深度。所述质子束通过束传送线从所述回旋加速器投送到扫描系统。第二信息被提供到所述扫描系统。所述第二信息包括一对横坐标。使用磁铁结构将所述质子束引导到所述目标上由所述第二信息确定的位置。所述目标用所述质子辐射。

技术领域

本发明大致上涉及质子束生成和操作技术，且更具体来说涉及利用质子辐射的医疗过程。

发明背景

癌症中更令人不满的方面之一是癌症如何侵入生物体自身的细胞并且在保持与健康组织混合的同时如何快速扩散。出于这个原因，科学家和技师已经发现难以研制出可区别应被单独留下的健康组织和必须被破坏的癌细胞的癌症治疗法。例如，使用辐射疗法来抵抗癌症，这是因为快速生长的癌细胞分离更快且因此易受辐射影响。然而，患者身体内的全部活细胞持续分离，因此辐射也对健康组织造成损伤并且继而造成众所周知引起身体虚弱的辐射疗法副作用。假定癌症的这个方面是其作为全世界流行病的状态的主要促成者，那么癌症研究的广泛部分是针对可更精确地瞄准恶性肿瘤本身的治疗产品。

在20世纪中期，在粒子加速器实验室内工作的原子核科学家倡导使用加速质子来轰击癌细胞。从那时起，质子疗法的领域被发展成医疗职业武库中对抗癌症的成功武器。质子疗法的一般概念涉及使用加速质子束轰击肿瘤。如同其它类型的放射疗法，质子是对正在快速分离的细胞产生更强烈的影响的电离辐射的形式。此外，束可直接集中于肿瘤且因此将对周围健康组织造成最小损伤。在这个意义上，质子疗法类似于其它形式的束引导辐射治疗(诸如x射线辐射疗法)。然而，与光点扫描结合的质子疗法具有相较于市场上已知的治疗方法三维剂量一致性更佳的额外独特益处。在大多数情况下，不需要患者专用的准直器。

如图1所示，就其防止对周围健康组织造成损坏而言，质子疗法优于x射线疗法。X轴101示出粒子的深度且y轴102示出传送在给定深度处的成比例的辐射剂量。由x射线辐射疗法中的光子传送的成比例的辐射剂量由光子剂量分布线103示出。光子剂量分布线103在低深度处达到高峰且接着逐渐减弱。为了增加传送在所要深度处的辐射，对肿瘤上方的健康组织的破坏必然按比例增加。相比较而言，质子剂量分布线104使在目标之前和之后传送的辐射最小化并且在给定的窗口深度中几乎传送其全部能量。质子剂量分布线的峰称为布拉格峰。

质子的加速要求使用粒子加速器。两个相同类型的粒子加速器是回旋加速器和同步加速器。这两种类型的加速器取决于磁场和电场的相互作用。同步加速器通过具有恒定半径的路径加速粒子并且在粒子获得动量时调整磁场和电场。回旋加速器使用高频交流电压加速带电粒子。垂直磁场导致粒子呈扩大的螺旋移动，其中粒子与加速电压再次相遇。当粒子达到预定半径时，其以加速状态被引导到回旋加速器外。

发明概要

在本发明的一个实施方案中，提供一种用于辐射目标的方法。在一个步骤中，使用回旋加速器生成质子束。在另一步骤中，提供第一信息到能量选择系统。在另一步骤中，基于所述第一信息使用能量选择系统选择质子的能级。第一信息包括目标的深度。在另一步骤中，通过束传送线将质子束从回旋加速器投送到扫描系统。在另一步骤中，第二信息被提供到扫描系统。所述第二信息包括一对横坐标。在另一步骤中，使用磁铁结构，将质子束引导到目标上由第二信息所确定的位置。在另一步骤中，用质子辐射目标，质子的数量或质子达到与由第三信息确定的质子数量一致的给定数量。

附图简述

图1示出如现有技术中使用的光子和质子的剂量分布线。

图2示出根据本发明的用于辐射目标的设备的方框图。

图3示出可根据本发明使用的磁铁结构和电源的方框图。

图4示出可根据本发明使用的扫描系统的方框图。