CN114007687A - 放射治疗系统 - Google Patents

Abstract

一种放射治疗系统，包括具有内部治疗室的治疗舱和包括用于产生辐射束的粒子加速器的射束输送系统。所述射束输送系统由治疗舱承载并且粒子加速器在舱外，该系统被配置为将辐射束输送到治疗室。包括加速器的射束输送系统可围绕治疗舱移动，以便调整辐射束相对于治疗室的位置。所述射束输送系统的运动被平衡。所述治疗舱与所述射束输送系统可以一起移动，以便为多个等候室提供服务。

Description

放射治疗系统

技术领域

本发明涉及一种放射治疗系统。本发明特别地但不排他地涉及强子束治疗系统。

背景技术

使用带电粒子(例如质子和离子)治疗癌症和其他疾病是已知的，但目前成本极为高昂。质子和离子束治疗的主要成本动因在于质子和离子加速器以及射束输送系统，它们通常需要非常大的机架和大型的、通常为多层的建筑物。龙门架本身就需要高科技工程制造，产量低，因此价格昂贵。治疗室的安置往往需要占用较大面积，这也增加了总成本。还有建议设置单治疗室系统，但这些系统也需要安置在具有大型复杂龙门架的大型建筑物中，并且由于仅提供一个治疗室而相对昂贵。粒子加速器的重量可以超过100吨，这已经超出了现代机器人的起重能力，因此粒子加速器在使用过程中往往是静止的，辐射束由射束输送系统输送到治疗室，该射束输送系统包括一个相对较长的输送线且终止于一个输送喷嘴。建筑物的占地面积由馈送各个治疗室的射束线(beam line)的长度和形状决定，射束线需要沿其整个长度进行屏蔽。此外，射束线总是弯曲到达目的地，这使系统复杂化，增加了成本并降低了效率。此外，考虑到为每个患者设置设备和组织患者自己需要相对较长的时间，使用传统的治疗系统很难有效地使用辐射设备。因此，遗憾的是，特别是质子治疗的好处被传统医院设施的相对高昂的成本所掩盖。

期望提供一种放射治疗系统，该系统减轻上述问题中的至少一些并且使强子治疗比常规可实现的更便宜。

发明内容

本发明的第一方面是提供一种放射治疗系统，其包括：

具有内部治疗室的治疗舱；和

包括用于产生辐射束的粒子加速器的射束输送系统，

其中，所述射束输送系统由所述治疗舱携带并且被配置为将所述辐射束输送到所述治疗室，

并且其中，所述射束输送系统可相对于治疗舱移动，以调整所述辐射束相对于所述治疗室的位置。

优选地，所述射束输送系统是可移动的，能至少部分地和可选地完全地围绕治疗舱并围绕治疗室移动，优选地以轨道方式移动。所述射束输送系统优选地可围绕所述治疗舱的轴线旋转，优选地所述治疗舱的纵向轴线。

优选地，所述粒子加速器位于治疗舱的外部。

在典型的实施例中，所述射束输送系统包括射束输送嘴，并且其中所述射束输送嘴位于所述治疗室内部。

治疗舱通常包括限定治疗室的中空主体结构，由主体结构承载射束输送系统。优选地，射束输送系统连接到治疗舱，方便地连接到主体结构，粒子加速器位于主体结构的外部，并且射束输送嘴延伸穿过主体结构。所述主体结构可以包括围绕治疗舱的纵向轴线延伸的实心套筒状壁。

在优选实施例中，所述主体结构包括可旋转部分，所述射束输送系统连接到所述可旋转部分，并且其中，通常情况下，所述主体结构包括第一和第二端部部分，所述可旋转部分位于所述第一和第二端部部分之间并且可相对于所述第一和第二端部部分旋转。

通常，所述治疗舱具有第一端部和第二端部，其中一个或两个端部是开口的，以提供通往治疗室的入口。

有利地，治疗舱包括平衡件(counterbalance)，其优选地位于所述舱的外部，所述平衡件被布置成平衡射束输送系统相对于治疗舱的运动，所述平衡件优选地被布置成平衡射束输送系统绕旋转轴线的旋转运动，所述旋转轴线优选地是治疗舱的纵向轴线。所述平衡件优选地可与射束输送系统一起围绕治疗舱旋转，并且优选地相对于旋转轴线与射束输送系统相对地放置。

所述平衡件可以连接到主体结构，优选地连接到所述主体结构的可旋转部分，并且优选地位于主体结构的外部。

可选地，所述平衡件包括第二射束输送系统，该系统包括用于产生第二辐射束的第二粒子加速器，并且被配置为将所述第二辐射束输送到所述治疗室中，所述第二粒子加速器优选地位于所述舱的外部。

在优选实施例中，所述系统包括多个等候室，所述治疗舱与所述等候室中的每一个对齐或可移动成与所述等候室中的每一个对齐，以允许从每个等候室进入治疗室。所述治疗舱和射束输送系统可作为一组件一起移动。有利地，所述等候室被布置成至少一对相对设置的等候室，所述等候室对或每一对等候室中的相应等候室通过它们相应的、彼此相对的门口(doorway)间隔开，并且其中所述治疗舱可位于所述等候室对或每一对等候室的相应等候室之间，以允许从相应的等候室中的任何一个进入治疗室。

在一些实施例中，存在一对相对布置的等候室，所述治疗舱位于每个等候室之间并与其对齐。在其他实施例中，存在多对相对布置的等候室，并且其中所述治疗舱可移动成与所述等候室对中的任一个对齐。所述多对等候室可被布置成在各相对的等候室之间限定一公共通道，并且其中所述治疗舱位于所述通道中并可沿所述通道移动。所述多对等候室可以以线性阵列布置，使得所述公共通道是线性的。所述多对等候室可以布置成使得所述公共通道是圆形或曲线形的。

在一些实施例中，所述多个等候室以线性、圆形或曲线阵列布置，所述治疗舱可移动成与所述等候室中的任何一个对齐，以允许从每个等候室进入治疗室。

在一些实施例中，所述系统包括用于将所述治疗舱移动到与所述等候室中的任何一个或任何两个相对布置的等候室对齐的传送装置。

可选地，所述各等候室布置成多楼层，所述系统包括用于在所述多层之间移动所述治疗舱的升降装置。

在一些实施例中，所述系统包括用于容纳治疗舱的隔间或其他容纳结构，所述治疗舱被支撑在所述隔间的地板上方以在治疗舱下方提供空间，用于在射束输送系统旋转时容纳粒子加速器。所述隔间通常提供所述通道。

在优选实施例中，该系统还包括至少部分地围绕治疗舱和射束输送系统的辐射屏蔽结构。所述辐射屏蔽结构可以包括顶部屏蔽部分，其被定位成在治疗舱和射束输送系统上方提供辐射屏蔽；第一和第二侧部屏蔽部分，其被定位成分别在治疗舱和射束输送系统的相对侧部提供辐射屏蔽，以及第一和第二端部屏蔽部分，其被定位成分别在治疗舱和射束输送系统的相对端部提供辐射屏蔽。

优选地，所述辐射屏蔽结构至少从上方、在相对侧部和相对端部包围治疗舱和射束输送系统。

优选地，所述辐射屏蔽结构包括与治疗舱的相应门口对齐的至少一个门口，每个门口具有至少部分地由辐射屏蔽材料形成的相应门。

在第二方面，本发明提供了一种系统，其可以与第一方面的系统相同或相似，不同之处在于射束输送系统可以是任何其他类型的治疗输送系统，不一定是粒子或强子治疗系统，因此不一定包括粒子加速器。

在第三方面，本发明提供一种系统，该系统可以与第一或第二方面的系统相同或相似，不同之处在于射束输送系统可以相对于治疗舱处于固定位置。

尽管本发明的实施例在具有包括用于产生辐射束的粒子加速器的射束输送系统的放射治疗系统的背景下在本文中进行描述，但是本发明可以可选地与不包括粒子加速器的其他射束输送系统一起使用，而是包括用于生成其他类型的射束(例如超声波束)的装置。或者，所述射束输送系统可以由替代的患者治疗系统或患者扫描系统(例如MRI扫描设备或CT扫描设备)代替。

本领域的普通技术人员在阅读特定实施例的以下描述并参考附图后，本发明的其他有利方面将是显而易见的。

附图的简单说明

下面通过示例并参考附图描述本发明的实施例，其中相同的数字用于表示相同的部件并且其中：

图1是体现本发明的一个方面的放射治疗系统的第一透视图，该系统的一些组件被显示为透明的以便不遮挡对其他组件的观察；

图2是图1的放射治疗系统的第二透视图；

图3是图1的放射治疗系统的第三透视图；

图4是图1的放射治疗系统的侧部截面图；

图5是图1的放射治疗系统的端部截面图；

图6是等候室和治疗室的第一视图，每个房间都是图1的放射治疗系统的一部分；

图7是图6的等候室和治疗室的第二视图；

图8为根据本发明的放射治疗系统的替代实施例的透视图；

图9是图8的系统的端部截面图；以及

图10是图8的系统的截面平面图；

附图的详细说明

现在特别参考附图中的图1至图5，其中示出了体现本发明的一个方面的放射治疗系统，总体上表示为10。系统10包括辐射束输送系统12并且可以被描述为外照射放疗(EBRT)系统。射束输送系统12包括粒子加速器16。粒子加速器16可以包括任何合适的常规粒子加速器，例如线性加速器、回旋加速器、同步回旋加速器、同步加速器或基于激光的加速器，并且产生用于患者治疗，特别是肿瘤放疗的辐射束(未示出)。辐射束通常包括电离辐射。辐射束的性质取决于与粒子加速器16一起使用的辐射源(未示出)。在优选实施例中，辐射源包括质子源。因此，辐射束包括质子束并且系统10可以被描述为质子治疗系统。或者，辐射源可包括其他合适的粒子，尤其是但不排他地带电粒子，例如离子(例如碳离子、氦离子或氖离子)、原子、光子或其他亚原子粒子(例如电子、α粒子、β粒子、负pi介子或中子)，或任何适用于粒子疗法或强子疗法的粒子。因此，在替代实施例中，辐射束可以包括例如离子束、电子束(尤其是相对论电子束)、中子束、光子束伽马射线束或X射线束。辐射源可以结合到粒子加速器16中或以任何方便的常规方式连接到粒子加速器16。

粒子加速器16具有输出装置，通常包括喷嘴24，用于将辐射束传送到辐射目标，即患者26(见图6和7)。喷嘴24可以被配置成在输送点弯曲、扫描、聚焦或以其他方式操纵辐射束，并且为此可以包括一个或多个弯曲、扫描和/或聚焦磁体(和/或其他束形成和/或射束操纵和/或能量选择组件(根据需要))，用于根据需要在输送点进行能量选择、弯曲、扫描和/或聚焦辐射束。可选地，喷嘴24可以在其纵向方向上延伸。喷嘴24可以包括任何常规的放射治疗束输送喷嘴。通常，喷嘴24相对于粒子加速器16是固定的，以便它与粒子加速器16一起移动。在优选实施例中，在粒子加速器16和喷嘴24之间没有射束输送系统，特别是没有在粒子加速器16和喷嘴24之间弯曲辐射束的射束输送系统。这可以通过将喷嘴24与加速器16产生的粒子束对齐来实现。这种布置简化了射束输送系统12，降低了成本并提高了可靠性。我们将看到，在优选实施例中，相对于患者26定位粒子束涉及移动整个加速器16，并因此移动喷嘴24。

系统10包括治疗结构或治疗舱20，其形状和尺寸设计成限定用于接收患者26的内部治疗室22。术语“舱”旨在包括任何结构，通常包括外壳或腔室，其形状和尺寸设计成和/或以其他方式配置成限定一用于接收患者的内部治疗室22。治疗舱20包括限定治疗室22的中空主体结构28。优选的主体结构28包括围绕舱20的纵向(或端对端)轴线延伸并围绕纵向轴线包围治疗室的实心套筒状壁。或者，主体结构28可以是开口的或部分开口的，例如是笼状的或包括开口的或部分开口的框架。舱20的纵向或端到端轴线通常与房间22的纵向或端到端轴线相对应。主体结构28的至少一个纵向端部29A、29B是开口的，以根据需要为患者、医务人员和/或设备提供进入治疗室22的通道。根据需要，端部29A、29B或每个端部29A、29B可以是完全打开的，或根据所限定的门口开口。端部29A、29B或每个端部29A、29B可任选地包括一个或多个可关闭的门，用于允许或阻止经由相应端部29A、29B进入房间22。因此，舱20的一个或两个端部29A、29B可用作房间22的入口和出口。在图示的实施例中，两个端部29A、29B都是开口的。或者，一个端部29A、29B可由壁或其他实心结构封闭。主体结构28，或它的至少一部分，在形状上可以是基本上圆柱形的，但是可以替代地采取任何其他期望的形状。主体结构28可由任何合适的材料形成，例如金属、塑料或复合材料。可选地，主体结构28由辐射屏蔽材料形成或包覆有辐射屏蔽材料。

射束输送系统12由治疗舱20携带并且被布置成将辐射束输送到治疗室22，并且特别是朝向房间22中的治疗位置。特别地，喷嘴24(至少其输送端)位于治疗室22内，并且被布置成将粒子束引导至治疗室22中，特别是朝向室22中的治疗位置。在使用中，患者支撑装置位于治疗位置处并且由其支撑的患者被喷嘴24瞄准以便接受粒子束治疗。喷嘴24优选地被布置成将辐射束径向地输送到房间22中，即朝向位于中心的点或轴线，例如房间22或舱20的中心纵向轴线或端对端轴线。有利地，粒子加速器16位于治疗舱20的外部。在优选实施例中，射束输送系统12安装在主体结构28上或以其他方式连接到主体结构28，优选地粒子加速器16位于主体结构28的外侧并且喷嘴24延伸穿过主体结构28，使得其输送终点位于治疗室22中。替代地，舱20可以包括支撑结构(未示出)，其可以与主体结构28分开，用于支撑射束输送系统12，并且特别是用于支撑主体结构28外部的粒子加速器16。在任何情况下，射束输送系统12，包括粒子加速器16，由舱20承载。

有利地，射束输送系统12，包括粒子加速器16，可相对于舱20移动，特别是相对于治疗室22移动。这使得能够相对于治疗室22，尤其是相对于治疗位置，调整辐射束的位置，优选为其定向。优选的布置使得射束输送系统12可至少部分地和可选地完全地围绕舱20和围绕治疗室22移动，优选地以轨道方式，并且特别是围绕治疗室中的治疗位置。在优选实施例中，粒子加速器16可相应地围绕治疗室22的外部移动。喷嘴24可相应地围绕治疗室22的内部移动。优选的布置使得喷嘴24(并且特别是其输送端)可在治疗室22内围绕治疗位置移动，优选地沿着弧形或圆形路径移动。射束输送系统12可以通过允许射束输送系统12相对于舱室进行所需运动的任何常规联接机构连接到舱室20，优选地连接到主体结构28。在图示的实施例中，射束输送系统12可在围绕舱20的单个平面内移动，但在替代实施例中可在一个以上平面中围绕舱20旋转。

在优选实施例中，射束输送系统12可围绕舱20的轴线旋转。该轴与射束输送系统12，特别是粒子加速器16间隔开，使得所述旋转具有轨道性质。优选地，旋转轴线是舱20或治疗室22的纵向轴线或其他端对端轴线，优选地是中心纵向轴线或端对端轴线。优选地，射束输送系统12可围绕轴线旋转360°。然而，射束输送系统12可以根据应用的要求围绕轴线旋转任意角度至360°。相应地，喷嘴24可以围绕轴线从任何方向通过多达360°瞄准患者。在优选实施例中，布置是这样的，当射束输送系统12旋转时，粒子加速器16围绕舱20的外部旋转，而喷嘴24相应地在治疗室22中围绕舱20的内部旋转。

在优选实施例中，射束输送系统12连接到主体结构28的环形部分28C，该环形部分可围绕舱12的纵向轴线旋转。射束输送系统12可以安装在可旋转部分28C上，使得它与可旋转部分28C一起旋转。可旋转部分28C可位于主体结构28的第一和第二不可旋转端部28A、28B之间并且可相对于它们旋转。可旋转部分28C可以通过任何常规的可旋转联接机构27连接到每个端部28A、28B，联接机构27可以例如包括回转轴承。在优选实施例中，粒子加速器16安装在可旋转主体部分28C的外侧，并且喷嘴24延伸穿过可旋转主体部分28C，使得其射束输送端位于主体部分28C内部。

射束输送系统12可以通过任何常规安装方式安装在可旋转主体部分28C上。在所示实施例中，粒子加速器16通过一个或多个支撑件25A、25B安装在主体部分28C的外表面上。粒子加速器16可以相对于主体部分28C固定。或者，粒子加速器16可以相对于主体部分28C围绕加速器16的中心轴旋转，该中心轴平行于舱20的纵向轴线延伸。例如，加速器16可以根据需要固定地或可旋转地安装在支撑件25A、26B之间。

在替代实施例(未示出)中，整个主体结构28可以如上文所描述的那样相对于主体部分28C旋转，在这种情况下，射束输送系统12可以连接到主体结构28，以如上文所描述的那样相对于主体部分28C随着主体结构28旋转。在这样的实施例中，舱20可以包括用于主体结构28的支撑结构，主体结构28通过任何传统的旋转联接机构可旋转地连接到支撑结构，以允许围绕舱20的纵向轴线旋转。又一可选地，主体结构28可以是静止的并且射束输送系统12可以围绕主体结构28移动，并因此围绕治疗室22移动。在这样的实施例中，舱20可以包括用于射束输送系统12的支撑结构，射束输送系统12通过任何传统的联接机构可移动地连接到支撑结构，以允许射束输送系统12围绕主体结构28移动，并因此围绕治疗室22移动。

在优选实施例中，舱20包括位于主体结构28内的地板结构30，为治疗室22提供地板。地板结构30相对于舱20固定，使得当射束输送系统12移动时，它相对于地板结构30移动，并因此相对于治疗室22移动。地板结构30可由主体结构28的端部28A、28B或任何其他方便的支撑结构支撑。根据实施例，主体部分的全部或部分28C可以相对于地板结构30旋转。

在优选实施例中，射束输送系统12围绕舱20的运动被平衡。优选的治疗舱20包括平衡件32，该平衡件被布置成相对于舱20的纵向轴线或可绕其旋转或枢转的其他轴线平衡射束输送系统12。在优选实施例中，平衡件32抵消射束输送系统12围绕舱32的旋转运动，特别是围绕舱20的纵向轴线的旋转运动。平衡件32的质量和位置使得它相对于旋转轴线向施加于射束输送系统12的力矩提供平衡力矩，该旋转轴线方便地是舱12的纵向轴线。这有利于射束输送系统12的旋转，因为旋转射束输送系统12所需的驱动力比没有平衡时所需的驱动力要小。应注意，精确的平衡力矩是优选的，但平衡件32不需要精确地平衡射束输送系统12。

在优选实施例中，平衡件32可与射束输送系统12一起围绕舱20的纵向轴线旋转，并且优选地相对于舱20的纵向轴线与射束输送系统12相对定位。因此，射束输送系统12和平衡件32可以围绕舱20的纵向轴线径向间隔开180°,或大约180°。在优选实施例中，平衡件32安装在或以其他方式连接到主体结构28上，并且优选地位于主体结构28的外部。在优选实施例中，平衡件32安装在可旋转部分28C上，从而它与可旋转部分28C一起旋转。在图示实施例中，平衡件32通过一个或多个支撑件31A、31B安装在主体部分28C的外表面上。在典型的实施例中，射束输送系统12的基本上所有重量都由粒子加速器16提供，因此可以说平衡件32对粒子加速器16起平衡作用。通常，平衡件32位于舱20的外部，相对于舱20的纵向轴线与粒子加速器16相对。

平衡件32可以包括任何方便的物体或具有合适质量的物体。可选地，平衡件32可以包括第二射束输送系统(未示出)，其可以与射束输送系统12相同或相似，并且可以以相同或相似的方式连接到治疗舱20。特别地，平衡件32可以包括第二射束输送系统的粒子加速器。第二射束输送系统的粒子加速器可以与第一射束输送系统12的粒子加速器16的类型相同，或者可以是不同的类型，即能够提供相同类型或不同类型的治疗。提供第二束输送系统能允许治疗室22中的患者根据需要同时或依次通过任一束输送系统或两个束输送系统进行治疗，以及允许患者在同一治疗时间中接受两种不同类型的治疗。第一和第二射束输送系统围绕舱20的纵向轴线径向间隔开，优选地间隔180°，或大约180°。该间隔允许通过相应的喷嘴24从相应的不同方向对患者进行治疗。此外，该间隔允许喷嘴24中的一个或另一个从任何方向通过360°绕纵向轴线旋转，而任何一个射束输送系统都不必旋转超过180°。因此，可选地，射束输送系统绕纵向轴线的旋转可以限制为180°，或大约180°。

更广泛地，在替代实施例(未示出)中，两个或更多个射束输送系统可以连接到治疗舱20，围绕舱20的纵向轴线径向间隔开。射束输送系统优选地设有相应的平衡件，可选地如上所述作为射束输送系统的一个或多个平衡件对。每个射束输送系统可以与射束输送系统12相同或相似，并且可以以与上述相同或相似的方式连接到治疗舱20。

在优选实施例中，治疗舱20包括至少一个用于围绕舱20移动射束输送系统12的驱动机构，这通常涉及绕舱20的纵向轴线旋转射束输送系统12。驱动机构可以采用任何合适的常规形式。在图示的实施例中，驱动机构34连接在可旋转主体部分28C和端部部分28B之一之间，并且布置成相对于端部部分28B旋转主体部分28C。在该示例中，驱动机构34包括安装在可旋转主体部分28C上的电机34A，以及连接到端部28A的可旋转驱动头34B，由此驱动头34B的旋转引起可旋转主体部分28C相对于到端部28B旋转。

在优选实施例中，放射治疗系统10包括用于容纳治疗舱20的隔间结构60或其他壳体结构，通常是建筑结构。优选地，治疗舱20由任何方便的常规支撑装置支撑在隔间60的地板61上方，以在治疗舱20下方提供足够的空间，用于在射束输送系统旋转时容纳粒子加速器16和/或平衡件32。

优选的放射治疗系统10包括多个等候室14。系统10的优选布置为使得患者26(图6和7)可以直接从等候室14中的任何一个被转移到治疗室22中。每个等候室14具有门口17，并且可选地具有用于打开和关闭门口17的门19。在等候室14具有门19的实施例中，舱20的开口端部29A、29B或每个开口端部29A、29B不需要门，但是如果需要可以具有门(未示出)。在舱20的端部29A、29B或每个端部29A、29B具有门的实施例中，每个等候室14的门口17不需要门，但是如果需要可以具有门19。门19和/或设置在舱20上的门(当存在时)可以包括辐射屏蔽。

在优选实施例中，治疗舱20是开口的，以供用户从每个端部29A、29B进入，并且等候室14布置成一个或多个相对布置的对14A、14B。该对等候室14A、14B或每一对等候室14A、14B间隔开，它们各自的门口17面向彼此，并且优选地彼此对齐。相对的等候室14A、14B之间的间距足以允许治疗舱20位于相对的房间14A、14B之间，其中一个端部29A面向等候室14A中的一个而另一端部14B面向另一等候室14B。当治疗舱20位于相对的等候室14A、14B之间时，开口端部29A与等候室14A的门口17对齐，而开口端部29B与等候室14B的门口17对齐。优选的布置(例如舱20的相对长度和等候室14A、14B之间的间隙)为使得相应舱室开口和等候室门口17彼此相邻，从而在相应等候室14A、14B和治疗室22之间存在经由相应舱室端部29A、29B的直接通道。

在一个实施例中，系统10具有一对等候室14A、14B，并且治疗舱20以上文描述方式静态安装在它们之间。

在优选实施例中，治疗舱20相对于治疗室14是可移动的，从而根据系统10的配置，它可以一次与一个或两个治疗室14对齐。在优选实施例中，并且如图1至5的实施例所示，治疗舱20是可移动的，从而它可以与多对相对的治疗室14A、14B中的任何一对对齐。当与一对治疗室14A、14B对齐时，舱20如上文所述位于它们之间，以允许从与其对齐的等候室14A、14B中的任一个进入治疗室22。

在图示的实施例中，显示了三对相对的等候室14A、14B，但在替代实施例中可以有更多或更少对的相对的等候室14A、14B。成对的相对的等候室14A、14B优选地以线性阵列布置，以限定在所有成对的相对的等候室14A、14B之间延伸的公共线性通道63。舱20位于线性通道63中并且可沿着线性通道63移动，使得它可以与相对的各对等待室14A、14B中的任何一个对齐。在优选实施例中，隔间60的形状和尺寸被设计成提供线性通道63，相对的等候室14A、14B沿着通道63的相对侧定位。在替代实施例(未示出)中，可仅沿通道63的一侧设置多个等候室14，舱20可沿通道63移动以一次仅与一个等候室14对齐，在这种情况下，舱20的另一端可以关闭。又或者，可在通道63的每一侧设置一个或多个等候室14，但不必布置成相对的对，在这种情况下，舱20一次只能与一个等候室14对齐。

通道63不必一定是线性的。在替代实施例中，隔间60可成形为限定圆形、半圆形通道或以其他方式弯曲的或曲线的通道(未示出)。在任何情况下，可沿通道63的一侧或两侧设置一个或多个等候室14，并且舱20可沿通道63移动以一次与一个或两个等候室对齐。在等候室14设置在通道63的两侧的情况下，优选地，它们被布置成相对的对，使得舱室20可以同时与两个等候室对齐。

治疗舱20可以通过任何传统的传送装置沿着通道63移动。在典型的实施例中，传送装置包括托架64，治疗舱20安装在托架64上。托架64可以是任何常规类型，例如包括轮子、滚子、滑道或轨道，只要方便即可。隔间60可以包括一个或多个轨道66，托架64可以沿着该轨道行驶。在图示的实施例中，相应的轨道66A、66B沿着通道63的每一侧延伸。托架64可以包括第一和第二部分64A、64B，每个用于轨道66A、66B中的一个。轨道66A、66B优选地位于隔间60的地板水平面之上，使得托架64将舱20支撑在隔间60的地板水平面之上。因此，传送装置可以方便地提供用于将治疗舱20支撑在隔间60的地板61上方的支撑装置，以在射束输送系统12旋转时在治疗舱20下方提供足够的空间来容纳粒子加速器16和/或平衡件32。可以提供一个或多个驱动机构68用于沿着通道63移动托架64。驱动机构68可以是任何合适的常规类型。

在替代实施例(未示出)中，可以使用任何其他合适的传送装置来相对于等候室14移动治疗舱20。例如，输送装置可以包括可移动的龙门架，或龙门起重机，或悬臂，或线性致动器的布置，例如液压致动器。

在替代实施例(未示出)中，隔间60不必限定用于舱20沿其移动的通道。例如，隔间60可包括一个房间，舱20可通过任何合适的传送装置围绕该房间移动。多个等候室14可围绕隔间的外侧布置，舱20可围绕隔间移动，从而一次与等候室14中的任何一个对齐。房间可以是圆形的，或者至少有弧形的墙壁，使得等候室14围绕隔间呈圆形或弧形排列。舱20可由可旋转支撑件承载，该可旋转支撑件被配置为将舱20从一等候室移动到一等候室。例如，舱20的一端可以以悬臂或起重臂方式连接到支撑件，使得支撑件的旋转使舱的另一端以弧形或圆形从一个等候室移动到另一个等候室。

在图示的实施例中，等候室14设置成单层或单楼层。在替代实施例(未示出)中，等候室14可以以多楼层结构提供。因此，治疗舱20可由用于在楼层之间升高和降低舱20的提升装置承载。为此可以使用任何传统的升降装置。每层的隔间和等候室的布置可以与上文描述的任何布置相同或相似。

等候室14和隔间60通常设置在建筑结构中，例如医院或诊所。

现在特别参考图6和7，图中示出了典型的等候室14的内部。应当理解，特定设备和陈设仅作为示例示出。与治疗舱20和门19对齐的等候室14打开以允许进入等候室14和治疗室22之间。

提供至少一个患者支撑装置38，优选地为每个等候室14提供至少一个。患者支撑装置38可以采用任何常规形式，通常包括椅子、长沙发、平台或床，用于容纳患者26。优选的支撑装置38提供以下配置中的至少一种，并且可以在以下配置中的任何两种或更多种之间操作：站立配置(其中其支撑患者成站立姿势)、坐下配置(其中其支撑患者成坐下姿势)、完全倾斜的配置(其中其支撑患者成完全倾斜的姿势)，以及一种或多种半倾斜配置。在图示的实施例中，患者支撑装置38包括平台，患者26可以平躺在该平台上。在图6中，平台38显示为支撑在手推车39上。

优选的系统10包括至少一个致动装置40，用于在等候室14和治疗室22之间移动患者支撑装置38(如图7所示)。致动装置40优选地可操作以将患者支撑装置38移动到治疗室22中的治疗位置，在该位置，射束输送系统12或每个射束输送系统12的喷嘴24可以将其射束引导至患者26。

在图示的实施例中，致动装置40设置在治疗室22中并且可操作以从治疗室22延伸出去，进入到等候室14中，以获取患者支撑装置38。替代地，患者支撑装置38可以与致动装置40一体形成并且该致动装置可以是可操作的，以从治疗室22延伸出去，进入到等候室14中，以获取患者26。这些布置允许在治疗期间关闭治疗室22和等候室14之间的门。在可从两个端部29A、29B进入舱20的优选实施例中，可以为每个端部29A、29B提供相应的致动装置40(带有或不带有一体式患者支撑装置)，如图6和7所示。或者，致动装置40可以设置在等候室14中并且可操作以延伸进入到治疗室22中。在替代实施例中，可以省略致动装置并且可以将患者支撑装置38安装在治疗室22中，优选地在治疗位置处。

致动装置40可以以任何常规方式配置，以便实现患者支撑装置38具有所需的可移动性。举例来说，在图示的实施例中，致动装置40包括铰接臂44。通常，致动装置40是动力操作的，例如通过一个或多个动力操作的致动器(未示出)，其可以是例如方便地电动或液压操作的，并且根据需要可以是线性的或旋转的。

当在治疗位置时，优选的是患者支撑装置38是可调节的，以调节患者38相对于喷嘴24的位置。在优选实施例中，患者支撑装置可操作以沿三个正交笛卡尔轴中的任何一个或多个线性移动患者26，和/或围绕三个正交笛卡尔轴中的任何一个或多个旋转患者26。受支撑的运动可以由患者支撑装置38自身和/或方便时由致动装置40来实现。此外，通过上文描述的旋转射束输送系统12和/或通过调整喷嘴24，喷嘴24可相对于治疗位置移动，并因此相对于患者26移动。

当在治疗位置时，这有利于使所输送的辐射束相对于患者支撑装置具有较宽范围的相对角度和位置。在优选实施例中，患者支撑装置38和/或射束输送系统12的可调节性单独或一起实现了以精确且高度可调节的方式(有利地在多达6个笛卡尔维度(x，y，z，θ，φ，ψ))将辐射束输送到治疗位置的目标区域。特别优选地，辐射束可以在3维上瞄准目标区。有利地，射束输送系统12的可调节性被配置为向目标区(该目标区在使用中与相关患者支撑装置38上的患者重合)提供辐射束的等中心输送。有利地，在使用期间，可以调整系统10的相对位置和角度以实现目标区的等中心照射。有利地，系统10能实现对患者进行基本上完全的3-D等中心照射，适用于强度调制治疗或点扫描。可以通过在喷嘴24中结合扫描磁体方便地支持围绕至少一个并且优选地两个垂直轴(例如垂直轴和横向于房间延伸的垂直水平轴)的辐射束扫描。

体现本发明的系统10通常包括控制系统(未示出)，其可以位于单独的房间中。控制系统可以包括用于控制和监测系统10的任何方面的设备并且可以采用任何合适的常规形式，通常包括合适的编程计算设备。控制系统通常包括用于控制和/或监测射束输送系统12(包括其旋转和射束传送)、舱传送装置、致动装置40、患者支撑装置38和门19(如应用)中的任何一个或多个的操作。控制系统可以包括用于控制和/或监测系统10的操作的成像系统的部件(例如扫描仪、视觉显示单元和用户接口设备)。成像系统可以包括MRI系统、PET系统、SPECT系统或CT系统中的任何一种或多种。控制系统可以被配置为共同地或单独地控制系统10的任何一个或多个部件。

在使用期间，控制系统可以获得关于待服务的等候室14的治疗信息。治疗信息通常包括用于将射束瞄准目标区的射束输送载体和剂量信息。控制系统使舱20与相应的等候室对齐，并将粒子加速器16(包括喷嘴24)定位在根据治疗信息确定的所需位置和/或方向，即，以便在所需的输送载体处输送辐射束。辐射束的3D瞄准可以由激光器执行，使得辐射束总是根据需要照射在目标区域上。

在优选实施例中，控制系统包括一个或多个装置(例如照相机和/或运动传感器和/或压力传感器)，用于当患者在患者支撑装置38上时检测患者的运动。控制系统可以被配置为使用患者的任何检测到的移动来重新定位系统10的一个或多个部件，特别是射束输送系统12的一个或多个部件，以确保辐射束被正确地瞄准患者，即在使用过程中，射束的输送会自动跟踪检测到的患者的任何移动。可选地，如果任何检测到的运动超过阈值水平，则控制系统可以被配置为停止治疗。

提供平衡的射束输送系统12的优点在于它允许粒子加速器16以所描述的方式容易地移动，这将超出传统机器人的能力，因为粒子加速器的重量可以在100-200吨之间，因此传统上都静态部署。

在粒子加速器16处提供喷嘴24而没有中间射束输送系统是有利的，因为它避免或减少了可能由弯曲磁体和射束输送系统的其他部件引起的射束退化和附带的残余辐射。此外，由于没有长射束线或二维龙门，与传统系统相比，系统的维护、能源需求、尺寸、规模和成本都降低了。

在可为多个等候室14提供服务的舱20上提供一个或多个射束输送系统12实现了治疗室22的高效使用，特别是因为多个患者可以同时准备接受治疗以及等待治疗室22变得可用。

图8至10示出了体现本发明的另一个放射治疗系统110。放射治疗系统110与放射治疗系统10类似，使用相同的数字来表示相同的部件并且应用相同或相似的描述，这对于技术人员来说是显而易见的。图8至10示出了体现本发明的放射治疗系统的优选放射屏蔽配置。系统110包括辐射屏蔽结构170，其围绕或至少部分围绕治疗舱20和射束输送系统12，并且相应地成形和确定尺寸。优选的辐射屏蔽结构170具有顶部屏蔽部分172，其定位成在治疗舱20和射束输送系统12上方提供辐射屏蔽；第一和第二侧部屏蔽部分174、176，其定位成分别在治疗舱20和射束输送系统12的相对侧部提供辐射屏蔽；以及第一和第二端部屏蔽部分178、180，其定位成分别在治疗舱20和射束输送系统12的相对端部提供辐射屏蔽。辐射屏蔽结构170在形状上可以是盒状的，例如在横向和纵向截面上可以是基本上矩形的。优选的配置使得辐射屏蔽结构170至少从上方、在相对侧部和相对端部包围治疗舱20和射束输送系统12。在图示的实施例中，屏蔽结构170在其底部开口，即在治疗舱20和射束输送系统12下方。或者，辐射屏蔽结构170可包括底部部分，该底部部分定位成为在治疗舱20和射束输送系统12下方提供辐射屏蔽。

在治疗舱20和射束输送系统12的组件是可移动的优选实施例中，辐射屏蔽结构170随着组件移动。传送装置64可以嵌入在结构170内，或者被其包围，或者方便地位于其外部。

在优选实施例中，辐射屏蔽结构170包括与具有相应门184A、184B的治疗舱的每个门口(即在所示实施例中的端部29A、29B处的门口)对齐的门口182A、182B。门184A、184B至少部分地由辐射屏蔽材料形成，使得它们可用作辐射屏蔽结构170的一部分。例如，门口182A、182B和门184A、184B可以结合到屏蔽结构170的相应端部178、180中。便利地，门184A、184B用作通向舱结构20的门并且因此不需要端部29A、29B处的附加的门。

辐射屏蔽结构170可以由任何合适的常规辐射屏蔽材料形成，例如聚乙烯、硼化聚乙烯、混凝土和水。

辐射屏蔽结构170的优点在于它不需要在整个隔间结构60或围绕组件的其他结构提供辐射屏蔽，并且意味着每个等候室14不需要具有其自己的辐射屏蔽门。

尽管本发明的实施例在具有包括用于产生辐射束的粒子加速器的射束输送系统的放射治疗系统的背景下在本文中进行描述，但是本发明可以可选地与不包括粒子加速器的其他射束输送系统一起使用，而是包括用于生成其他类型的射束(例如超声波束)的装置。或者，所述射束输送系统可以由替代的患者治疗系统或患者扫描系统(例如MRI扫描设备或CT扫描设备)代替。

本发明不限于在此描述的实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行修改或改进。

Claims (29)

1.一种放射治疗系统，包括：

具有内部治疗室的治疗舱；和

包括用于产生辐射束的粒子加速器的射束输送系统，

其中，所述射束输送系统由所述治疗舱携带并且被配置为将所述辐射束输送到所述治疗室，

并且其中，所述射束输送系统可相对于治疗舱移动，以调整所述辐射束相对于所述治疗室的位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述射束输送系统是可移动的，能至少部分地和可选地完全地围绕所述治疗舱并围绕所述治疗室移动，优选地以轨道方式移动。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述射束输送系统可围绕所述治疗舱的轴线旋转，优选地围绕所述治疗舱的纵向轴线旋转。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述粒子加速器位于所述治疗舱的外部。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述射束输送系统包括射束输送嘴，并且其中所述射束输送嘴位于所述治疗室内部。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述治疗舱包括限定治疗室的中空主体结构，所述射束输送系统由主体结构承载。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述射束输送系统连接到治疗舱，方便地连接到主体结构，粒子加速器位于主体结构的外部，并且射束输送嘴延伸穿过主体结构。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其中所述主体结构包括围绕所述舱的轴线、优选地纵向轴线延伸的实心套筒状壁。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其中所述主体结构包括可旋转部分，所述射束输送系统连接到所述可旋转部分，并且其中，通常情况下，所述主体结构包括第一和第二端部部分，所述可旋转部分位于所述第一和第二端部部分之间并且可相对于所述第一和第二端部部分旋转。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述舱具有第一端部和第二端部，其中一个或两个端部是开口的，以提供通往治疗室的入口。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述治疗舱包括平衡件，其优选地位于所述舱的外部，所述平衡件被布置成平衡射束输送系统相对于治疗舱的运动，所述平衡件优选地被布置成平衡射束输送系统绕旋转轴线的旋转运动，所述旋转轴线优选地是治疗舱的纵向轴线。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述平衡件可与射束输送系统一起围绕所述舱旋转，并且优选地相对于旋转轴线与射束输送系统相对放置。

13.根据从属于权利要求6时的权利要求11或12所述的系统，其中所述平衡件连接到主体结构，优选地连接到所述主体结构的可旋转部分，并且优选地位于主体结构的外部。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中所述平衡件包括第二射束输送系统，该系统包括用于产生第二辐射束的第二粒子加速器，并且被配置为将所述第二辐射束输送到所述治疗室中，所述第二粒子加速器优选地位于所述舱的外部。

15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括多个等候室，所述治疗舱与所述射束输送系统一起与所述等候室中的每一个对齐或可移动成与所述等候室中的每一个对齐，以允许从每个等候室进入治疗室。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述等候室被布置成至少一对相对设置的等候室，所述等候室对或每一对等候室中的相应等候室通过它们相应的、彼此相对的门口间隔开，并且其中所述治疗舱可位于所述等候室对或每一对等候室的相应等候室之间，以允许从相应的等候室中的任何一个进入治疗室。

17.根据权利要求16所述的系统，其中存在一对相对布置的等候室，所述治疗舱位于每个等候室之间并与其对齐。

18.根据权利要求16所述的系统，其中存在多对相对布置的等候室，并且其中所述治疗舱与所述射束输送系统一起可移动成与所述等候室对中的任一个对齐。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述多对等候室被布置成在各相对的等候室之间限定一公共通道，并且其中所述治疗舱与所述射束输送系统一起位于所述通道中并且可沿所述通道移动。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述多对等候室以线性阵列布置，使得所述公共通道是线性的，或者其中，所述多对等候室布置成使得所述公共通道是圆形或曲线的。

21.根据权利要求16所述的系统，其中所述多个等候室以线性、圆形或曲线阵列布置，所述治疗舱与所述射束输送系统一起可移动成与所述等候室中的任何一个对齐，以允许从每个等候室进入治疗室。

22.根据权利要求16、18、19、20或21中任一项所述的系统，还包括用于将所述治疗舱与所述射束输送系统一起移动成与所述等候室中的任一个或任何两个相对布置的等候室对齐的传送装置。

23.根据权利要求16至22中任一项所述的系统，其中所述等候室布置成多楼层，所述系统包括用于在所述楼层之间移动所述治疗舱和射束输送系统的升降装置。

24.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括用于容纳所述治疗舱的隔间，所述治疗舱被支撑在所述隔间的地板上方以在所述治疗舱下方提供空间，用于在所述射束输送系统旋转时容纳所述粒子加速器。

25.根据从属于权利要求19时的权利要求24所述的系统，其中所述隔间提供所述通道。

26.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括至少部分地围绕所述治疗舱和所述射束输送系统的辐射屏蔽结构。

27.根据权利要求26所述的系统，其中所述辐射屏蔽结构可以包括顶部屏蔽部分，其被定位成在治疗舱和射束输送系统上方提供辐射屏蔽；第一和第二侧部屏蔽部分，其被定位成分别在治疗舱和射束输送系统的相对侧部提供辐射屏蔽，以及第一和第二端部屏蔽部分，其被定位成分别在治疗舱和射束输送系统的相对端部提供辐射屏蔽。

28.根据权利要求26或27所述的系统，其中所述辐射屏蔽结构至少从上方、在相对侧部和相对端部包围所述治疗舱和所述射束输送系统。

29.根据权利要求26至28中任一项所述的系统，其中所述辐射屏蔽结构包括与所述治疗舱的相应门口对齐的至少一个门口，每个门口具有至少部分地由辐射屏蔽材料形成的相应门。

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