[发明专利]多向非常高电子能量放射治疗系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC 119(e)要求2012年3月3日提交的美国临时申请No.61/606,408的权益，通过引用将其全部公开内容整体结合于此。

关于在联邦赞助的研究和开发下的发明的权利的声明

不适用

参照所提交的压缩盘上的“序列列表”、表、或者计算机程序列表附录

不适用

发明领域

本发明一般涉及一种放射治疗，并且更具体地涉及用于非常高电子能量放射治疗的系统和方法。

发明背景

在过去二十年中放射治疗的主要技术进展已通过成像验证提供3-D技术分布的有效修饰和空间上精确的剂量输送。包括强度调制放射治疗(IMRT)、强子治疗、图像引导放射治疗(IGRT)的这些技术已在临床上转化成对于相同的肿瘤控制的减少的正常组织毒性，以及最近的，如在立体定向烧蚀放射疗法(SABR)和立体定向体部放射疗法(SBRT)中的用于在不增加毒性的情况下实现高度局部控制的集中剂量强化。

对于精确、准确、高度适形的放射治疗的一个关键的残留障碍是在治疗传递期间发生的来自于许多源头的患者、靶区和器官运动，这些源头包括肌肉骨骼、呼吸、心脏、器官填充、蠕动等，该治疗传递对于最先进的高剂量放射治疗目前为15-90分钟每小部分。同样，巨大的努力已致力于开发“运动管理”策略，例如，复杂的固定、标记移植、呼吸门控、和动态肿瘤跟踪。

发明内容

用于管理运动的完全不同的方法是快速地传递治疗使得在验证成像和治疗完成之间不发生显著的生理运动。根据本发明的某些实施例，提供一种加速器，更优选可以是驻波电子直线加速器的紧凑高梯度、非常高能量电子(VHEE)直线加速器结合以能够从多个射束方向治疗患者(可能利用全电磁或射频偏转转向)的传递系统，其可足够快地传递高剂量(例如，20-30Gy)放射治疗的全部剂量或一部分以冻结生理运动，还具有比传统的光子治疗更好的剂量适形程度或修饰。在该文档中的术语“足够快以冻结生理运动”意指优选比一个人类屏息更快，更优选地小于10秒，甚至更优选地小于5秒，甚至更优选地小于一个心跳并且最优选地小于1秒。除极其快速放射传递的独特物理优点之外，就对于相同物理放射剂量的更好的肿瘤控制疗效而言，还可具有放射生物学优点。作为非限制性示例，本发明的某些实施例还可治疗非肿瘤靶区，诸如以下部位的烧蚀或其他治疗：(1)神经或关节突关节，以用于疼痛控制；(2)大脑中的病灶，以用于神经调控包括疼痛、严重的抑郁症、和癫痫的神经状况；(3)具有重度肺气肿的肺的部分；和/或(4)心脏中的异常传导通路，以控制难治性心律失常。

根据本发明的某些实施例，提供了一种用于将非常高电子能量束传递至患者内的靶区的系统，该系统包括：

加速器，该加速器能够产生非常高电子能量束；

射束转向设备，该射束转向设备能够从加速器接收射束并且从多个方向将射束转向至靶区；以及

控制器，该控制器能够控制射束放射靶区的时间长度，该时间长度足够快以冻结生理运动，并且以控制射束转向设备将射束转向至靶区的方向。

根据一些实施例，控制器被配置成从成像设备接收信息并且使用来自成像设备的信息来控制射束转向设备将射束转向至靶区的方向。

根据一些实施例，加速器为直线加速器，其能够产生具有1和250Mev之间、更优选地50和250MeV之间和最优选地75和100MeV之间的能量的射束。

根据一些实施例，时间周期优选比一个人类屏息更快，更优选地小于10秒，甚至更优选地小于5秒，甚至更优选地小于一个心跳并且最优选地小于1秒。

根据一些实施例，射束转向设备为电磁设备。

根据一些实施例，射束转向设备为射频偏转器设备。

根据一些实施例，射束转向设备包括龙门，龙门包括多个射束端口。

根据一些实施例，射束转向设备为连续环形龙门。

根据一些实施例，射束转向设备能够提供薄笔形射束光栅扫描。

根据一些实施例，射束转向系统能够提供体积填充扫描。

根据一些实施例，射束转向设备不包括机械移动部件。

根据其他实施例，提供了一种用于将非常高电子能量束传递至患者内的靶区的系统，该系统包括：

加速器，该加速器能够产生非常高电子能量束；

射束转向设备，该射束转向设备能够从加速器接收射束并且多个方向将射束从转向至靶区；