[发明专利]用于控制离子射束脉冲提取的方法和系统

说明书

本发明涉及用于控制离子射束脉冲提取的方法和系统。本发明的第一方面涉及用于控制由同步回旋加速器根据照射计划产生的离子射束脉冲的提取的方法。同步回旋加速器包括被配置为放置于磁场中的电极，其中交流电压施加在电极之间，并且其中交流电压的频率以循环方式调制。方法包括下面的步骤：开始同步回旋加速器(12)的加速周期，当调制频率达到预定的值(42)时生成基准信号(38)，将基准信号(38)生成的时间传达到一个或多个射束控制元件(20，22)，评估一个或多个射束控制元件(20，22)的一个或多个状态参数，其中评估与基准信号(38)的生成同步，取决于评估的结果取消或者继续进行射束脉冲的提取。本发明的第二方面涉及离子射束提取系统，被配置为执行根据本发明第一方面的方法。

技术领域

本发明一般地涉及用于控制同步回旋加速器中离子射束脉冲的提取的方法和系统。

背景技术

当癌细胞集中在患者身体的具体区域内时，带电粒子的射束在用于癌症治疗的医学应用中使用。最近的技术允许给定剂量的辐射在患者的目标体积中的精确提取。带电粒子治疗系统通常包括用于产生带电粒子的射束的粒子加速器以及射束提取装置。用于提取离子射束的装置可以包括射束偏转装置，诸如磁体、降能器等。

带电粒子治疗系统例如在文献EP 2446718中描述。该文献一般地涉及可以用于粒子辐射治疗的脉冲射束粒子加速器。更特别地，提供设备和方法以控制射束脉冲内粒子的数量以照射目标体积中的照射点。粒子加速器包括作为射束控制参数的值的函数从最小值到最大值改变脉冲离子射束的每个射束脉冲内粒子数量的装置。对于每个粒子照射，每个射束脉冲的必需的粒子数量通过基于校准数据限定用于射束控制参数的值来控制。

为了照射目标体积中的具体照射点，通常使用诸如扫描磁体和/或降能器这样的射束控制元件。射束控制元件的设置可以在例如射束的随后粒子脉冲之间发生。然而，用于粒子辐射治疗的同步回旋加速器的操作在允许粒子束流(bunch)离开加速器之前也需要射束控制元件的状态的评估。该评估必须在束流之间可用的时间内进行，并且对于一些射束控制元件，评估优选地尽可能晚地进行，以便允许射束控制元件的设置具有最大时间。另一方面，评估必须结束得足够快，使得射束的取消仍然是可能的。由于与同步回旋加速器的理论频率周期的偏离，例如，由于用于生成周期的旋转电容器中的瑕疵，目前已知的系统不允许确保所有的评估步骤及时完结，因为射束控制元件没办法考虑周期偏离。这导致无效的系统操作，例如尽管许多射束控制元件的状态的否定评估，仍然涉及束流的提取。

发明内容

本发明涉及如在随附的权利要求书中公开的方法和装置。本发明首先涉及用于控制由同步回旋加速器产生的离子射束脉冲的提取的方法，同步回旋加速器包括被配置为放置于磁场中的电极，其中交流电压施加在电极之间，并且其中交流电压的频率以循环方式调制，方法应用一个或多个射束控制元件，方法包括：

○开始同步回旋加速器的加速周期以提供离子射束脉冲，其中交流电压的调制频率的一个调制周期对应于同步回旋加速器的一个加速周期；

其特征在于方法还包括：

○基于在加速周期期间施加的交流电压的频率的测量生成基准信号，当频率达到预定的值时生成基准信号；

○将基准信号生成的时间传达到一个或多个射束控制元件，

○评估一个或多个射束控制元件的一个或多个状态参数，其中评估与基准信号的生成同步；

○取决于评估的结果，取消或者继续进行射束脉冲的提取。

根据实施例，方法还使用一个或多个射束监控元件，其中基准信号生成的时间传达到所述射束监控元件，并且其中读取一个或多个射束监控元件的输出与基准信号的生成同等地同步。

根据实施例，射束脉冲的取消包括降低同步回旋加速器的电极之间交流电压的幅度。