控制質子治療系統的質子束的系統及方法
【專利摘要】一種在質子治療系統中控制質子束的系統及方法，該系統包括質子束輸送系統，質子束輸送系統包括：至少一個消色差束線部，其包括將具有第一預定范圍的質子束能量的質子束引導至治療靶區的第一功率設置以及將具有第二預定范圍的質子束能量的質子束引導至治療靶區的第二功率設置；以及功率改變單元，其構造成控制質子束的能級以及至少一個消色差束線部的功率設置，使得功率改變單元根據在第一預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使至少一個消色差束線部的功率設置在第一功率設置與第二功率設置之間改變。
【專利說明】控制質子治療系統的質子束的系統及方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年9月19日提交的美國臨時專利申請N0.61/879,942的優先權，上述美國臨時專利申請的全部內容通過引用并入本文。
技術領域
[0003]本發明整體涉及一種用于癌癥治療的質子療法，并且尤其涉及一種在用質子療法治療患者期間控制質子束的系統及方法。
【背景技術】
[0004]質子療法(PT)是一種癌癥治療技術，該技術使用高能量質子穿透患者身體并將能量沉積在例如惡性腫瘤等治療區中。可以在粒子加速器(通常稱為回旋加速器和/或同步加速器)中產生帶電質子，并使用引導且塑造粒子束線的一套磁體來將帶電質子以束線的形式引導至患者，使得粒子穿透患者身體的所選位置并沉積在治療區的位置。粒子療法利用帶電粒子的布拉格峰(Bragg Peak)特性，使得大部分能量沉積在沿著束線的行程的最后幾毫米(此處常稱為等深點(isocenter))中，這與常規的調強放療(S卩，光子療法)相反，在常規的調強放療中大部分能量沉積在行程的最初幾毫米中，由此不期望地損害健康組織。
[0005]粒子療法治療設施通常由單個回旋加速器和多個治療房間組成。因此，單個回旋加速器常常適合于產生隨后被選擇性地引導至各治療房間之一的粒子束線。粒子療法可以包括為束線選擇所需能級，使得粒子的能量基本上沉積在患者身體內的所需位置(即，治療區)。因此，能級的選擇直接涉及患者身體中的治療區的位置和形狀。通常，回旋加速器將產生標準的高能量束線，該標準的高能量束線可以隨后根據特定的治療方案進行選擇性地修改。
[0006]可以直接將束線引導至患者，而無需任何重定向。然而，更普遍的方法是使用一套配合的偏轉磁體來重定向束線，該偏轉磁體將束線引導至安裝在機架上的質子噴嘴。圖1示出了現有技術的粒子治療機架的示例性實施例，其設計為接納粒子束線并將粒子束線重定向至患者。如圖所示，粒子治療機架21包括至少三個偏轉磁體11A至IIC，至少三個偏轉磁體IlA至IlC將粒子束線15重定向至機架的治療噴嘴13并最終重定向至定位在治療床17上的患者9。這允許從任意角度將束線15選擇性地引導至患者9，并允許醫生制定使對健康組織的有害影響最小化的治療計劃。也就是說，機架常常適合于圍繞患者旋轉，并將束線重定向為與機架的如圖1中的指向箭頭19’所示的旋轉軸線19垂直。因此，治療噴嘴13和束線15可以圍繞患者旋轉，使得束線15能夠穿透患者身體的多個位置，并從多個方向進入治療區。這使對健康組織的有害影響最小化并增強治療效果。
[0007]因此，與標準的X射線療法相比，質子療法能夠在使輸送至周圍組織的劑量最小化的同時通過增加輸送至靶區的劑量來顯著地改進劑量定位。這些改進基于治療質子射束在目標材料中的有限的穿透范圍。此外，隨著質子束在穿透范圍的末端附近減速并達到最大能量，沉積至目標材料的能量增加。質子束能量限定穿透深度和能量沉積峰(布拉格峰)的位置。因此，給定能量的質子束在特定治療深度輸送治療劑量的能量。為了將該治療劑量輸送至具有預定程度的深度的靶標，可以使用具有幾種不同能量的質子束。
[0008]為了提供這幾種不同的能量，舊式的質子束治療系統通常通過插入使質子束能量衰減指定量的材料板來改變治療噴嘴中的質子束能量。更先進的常規系統改變靠近質子加速器本身的更上游的射束能量。這種常規系統通常需要改變射束輸送線路以匹配每個后續的質子束能量。
[0009]因此，期望得到這樣的質子治療系統:可以在減少這種結構改變和上述調節的同時改變質子束能量。

【發明內容】

[00?0]本發明一般性構思的各種不例性實施例包括超導質子輸送系統，該超導質子輸送系統包括使質子束噴嘴圍繞患者的靶區旋轉的機架輪。在一些實施例中，質子束輸送系統包括消色差彎部系統，該消色差彎部系統允許使用用于具有不同能量的粒子的相同設置來改變射束運動方向，從而能夠在不改變束線設置的情況下使不同能量(在消色差束線部的能量接受窗口中)的質子束輸送通過消色差束線部。
[0011]可以借助于在質子療法中使用的質子輸送系統來實現本發明一般性構思的示例性實施例，該質子輸送系統包括:至少一個消色差束線部，其包括將具有第一預定范圍的質子束能量的質子束引導至治療靶區的第一功率設置以及將具有第二預定范圍的質子束能量的質子束引導至治療靶區的第二功率設置；以及功率改變單元，其構造成控制質子束的能級以及至少一個消色差束線部的功率設置，使得功率改變單元根據在第一預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使至少一個消色差束線部的功率設置在第一功率設置與第二功率設置之間改變。
[0012]功率改變單元可以構造成:在質子束能量從第一預定范圍的質子束能量轉變至第二預定范圍的質子束能量時，將至少一個消色差束線部的功率設置改變為達到第二功率設置。
[0013]功率改變單元可以構造成根據質子束能量的變化率來使至少一個消色差束線部的功率設置。在第一功率設置與第二功率設置之間改變功率改變單元可以構造成遞增地改變質子束的能級和/或至少一個消色差束線部的功率設置。
[0014]在第一預定范圍的質子束能量中的質子束能量為恒定時，功率改變單元可以改變至少一個消色差束線部的功率設置。
[0015]與在第一預定范圍的質子束能量中的質子束能量變化同時地，功率改變單元可以改變至少一個消色差束線部的功率設置。
[0016]第一預定范圍的質子束能量和第二預定范圍的質子束能量可以互相不同且彼此不包含。
[0017]至少一個消色差束線部可以包括第三功率設置，第三功率設置用于將第三預定范圍的質子束能量引導至治療靶區，并且控制器構造成:根據在第二預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使至少一個消色差束線部的功率設置在第二功率設置與第三功率設置之間改變。
[0018]還可以通過提供在質子治療中使用的消色差射束系統來實現本發明一般性構思的示例性實施例，該消色差射束輸送系統包括:超導消色差透鏡，其具有限定能量接受窗口的功率設置，使得超導消色差透鏡將具有預定范圍的質子束能量的質子束引導至靶區，能量接受窗口具有最小能級和最大能級；以及功率改變單兀，其構造成控制質子束的能量以及超導消色差透鏡的功率設置，使得功率改變單元根據在最小能級與最大能級之間發生的質子束能量的變化來改變超導消色差透鏡的功率設置。
[0019]超導消色差透鏡可以構造成引導具有預定范圍的質子束能量的質子束通過超導消色差透鏡，而不造成射束損失。
[0020]超導消色差透鏡可以構造成在不調節超導消色差透鏡的功率設置的情況下將具有預定范圍的質子束能量的質子束經由超導消色差透鏡輸送至具有預定深度的治療靶區。
[0021]還可以通過提供在質子治療系統中將質子束輸送至患者的靶區的方法來實現本發明一般性構思的示例性實施例，方法包括:使用消色差束線部，消色差束線部包括將第一預定范圍的質子束能量的引導至治療靶區的第一功率設置以及將第二預定范圍的質子束能量引導至所述治療靶區的第二功率設置;使質子束的能級在第一預定范圍的質子束能量與第二預定范圍的質子束能量之間改變；以及根據在第一預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使消色差束線部的功率設置在第一功率設置與第二功率設置之間改變。
[0022]該方法還可以包括:在質子束能量從第一預定范圍的質子束能量轉變至第二預定范圍的質子束能量時，將消色差束線部的功率設置改變成第二功率設置。
[0023]遞增地改變消色差束線部的功率設置的操作可基于質子束能量的變化率。
[0024]消色差束線部可以包括第三功率設置，該第三功率設置將第三預定范圍的質子束能量引導至治療靶區。
[0025]該方法還可以包括:根據在第二預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使消色差束線部的功率設置在第二功率設置與第三功率設置之間改變。
[0026]本發明一般性構思的其他特征和實施例一部分將在下文中進行描述，一部分是從描述中顯而易見的，或者可以從本發明一般性構思的實施中學到。
【附圖說明】
[0027]以下的示例性實施例示例了被設計成用以實施本發明一般性構思的目的的示例性技術和結構，但是本發明一般性構思并不限于這些示例性實施例。此外，在附圖和說明中，尺寸和相對尺寸、形狀、以及線條、實體和區域的數量為了清楚起見可能會放大。參照附圖，通過下面示例實施方式的詳細描述，將能夠更加容易地理解和意識到各種另外的實施方式，其中:
[0028]圖1示出了現有技術的粒子治療系統的示例性實施例，該粒子治療系統設計為接收粒子束線并將粒子束線重定向至患者；
[0029]圖2示出了根據本發明一般性構思的示例性實施例的質子療法；
[0030]圖3示出了根據本發明一般性構思的另一個示例性實施例的質子療法；以及[0031 ]圖4示出了根據本發明一般性構思的示例性實施例的質子束輸送系統。
【具體實施方式】
[0032]現在將參考本發明一般性構思的示例性實施例，附圖和圖示中示出了這些實施例的實例。示例性實施例在本文中進行描述，通過參考附圖來解釋本發明一般性構思。
[0033]以下的詳細說明用來幫助讀者獲得本文所述的結構和制造技術的全面理解。因此，本領域普通技術人員能夠想到本文所述的結構和制造技術的各種改變、修改和等同內容。然而，所述任何處理操作的進度僅僅是示例性的，操作順序的種類并不限于本文所列的那些并且可以進行本領域中已知的改變，除了必須以一定的順序進行的操作之外。另外，為了清楚和簡明起見，可以省略眾所周知的功能和構造的描述。
[0034]值得注意的是，為了易于說明，在本文中可能采用空間相關術語，例如“上”、“下”、“右”、“左”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，以便描述一個元件或特征與其它(一個或多個)元件或特征的在圖中所示的關系。除了圖中所示的取向之外，空間相關術語還意圖涵蓋裝置在使用或操作時的不同取向。例如，如果圖中的裝置翻轉或轉動，則描述為位于其它元件或特征“下方”或“下部”的元件將取向為位于這些其它元件或特征的“上方”。因此，示例性術語“下方”可以涵蓋上方和下方的取向。裝置可以以其它方式取向(旋轉90度或者處于其它取向)，并且本文所用的空間相關描述進行相應的解釋。
[0035]本發明一般性構思的各種示例性實施例提供了對患者實施質子療法的系統及方法，其中，可以使用質子束的滑動型能量窗以減少射束輸送線路的變化、衰減板的改變等。因此，本文所述的各種示例性實施例提供了在質子療法期間改變質子束能量的更適宜的方法。
[0036]本發明一般性構思的各種示例性實施例可以使用超導機架設計，這允許因在超導系統中使用更小的部件而具有更小和/或更輕的機架系統。這種超導系統可以更優化地進行操作，而不會產生因大的電流變化而造成的熱量、渦流等，通常，在改變磁體功率以將不同強度或能級的質子束引導至患者的精確靶區時利用上述大的電流變化來改變束線功率(包括消色差透鏡中的偏轉磁體在內)。
[0037]根據本發明一般性構思的示例性實施例，質子治療系統可以包括質子輸送系統，該質子輸送系統包括使用消色差彎部的超導機架設計，該消色差彎部能夠在不改變提供至彎部或其他引導射束的引導磁體的功率的情況下使具有不同的預定能量范圍的質子束輸送通過具有偏轉磁體的消色差束線部，因此在質子束的能級變化(在預定范圍內變化)時保持重定向質子束的功率設置不變。因此，本發明一般性構思提供具有預定范圍的“可接受”質子束能量的質子輸送系統，消色差偏轉磁體的固定設置可以適應該可接受質子束能量以準確地向所關注的靶區輸送質子束。因此，存在包括一定范圍的能量的“能量接受窗口”，并由此存在對應的治療深度范圍，對于該范圍，無需改變偏轉磁體設置。一旦質子束能量變化至偏轉磁體系統的給定設置能夠適應的預定范圍的能量之外，則需要改變偏轉磁體的電流來改變束線的路徑以保持束線方向的準確度。偏轉磁體系統的這種電流改變可能產生不需要的熱量和/或渦流，這可能造成問題，尤其是在超導部件被保持在極低溫度下的超導磁體系統中造成問題。
[0038]本發明一般性構思的各種示例性實施例提供了這樣的系統:在能量接受窗口中改變束線的能量時可以以遞增的階段改變偏轉磁體的功率并由此改變被供應至偏轉磁體的電流，從而使與磁體的功率變化相關的熱量和其他渦流問題減少或最小化。通過在偏轉磁體的給定能量接受窗口中遞增地改變質子束的能量時遞增地改變偏轉磁體的功率，提供了滑動型能量窗口，該滑動型能量窗口減小了在質子束的能量改變時偏轉磁體的功率變化的幅度。這允許在給定能量接受窗口中質子束的能量變化的同時遞增地改變偏轉磁體的功率，而不用等待質子束能量到達給定能量接受窗口的末尾之后再調節偏轉磁體的功率以重定向具有完全不同能級的質子束。
[0039]通常來說，當質子束能量到達給定能量接受窗口的末尾時，改變偏轉磁體的功率設置。這可能在偏轉磁體中產生不需要的熱量和渦流，并且當期望治療深度比給定能量范圍的質子束所能獲得的深度還大的較大腫瘤時，可能對質子束準確度和治療過程產生有害影響。
[0040]在一些實施例中，本發明一般性構思提供了用于將質子束引導至治療區的超導偏轉磁體設計。使用消色差彎部使得質子輸送系統能夠對具有不同能量的粒子類似地重定向質子束。因此，具有預定能量范圍(即，位于預定能量接受窗口中)的質子束可以被輸送通過這種消色差束線部，而無需不改變束線設置。因此，可以在不改變偏轉磁體系統的功率的情況下治療具有如下深度的較小腫瘤:該深度落入到在偏轉磁體設置的能量接受窗口中的可由給定的質子束能量范圍治療的深度內。例如，這種消色差系統可以以固定設置的束線下對具有小范圍深度(深達5cm)的靶標進行治療。對于深度范圍比給定的能量接受窗口所能治療的深度范圍大的較大靶標，系統可以逐漸調節偏轉磁體設置來改變治療期間的能量接受窗口，以避免發生偏轉磁體功率的突然、意外的變化，這些突然、意外的變化是常規系統治療較大腫瘤時可能遇到的情況。這種偏轉磁體功率變化不需要與質子束的能量的切換正好同步，而是可以正比或遞增地完成，以根據特定治療程序的期望性能和/或需要來優化偏轉磁體功率的變化的幅度和/或數量。
[0041]本發明一般性構思的消色差射束輸送系統允許在入射束中出現能量分散也無顯著射束損失的情況下輸送用于放療的質子束，并且允許在束線設置不變的情況下實施具有小范圍深度的治療。可以緩慢地改變根據本發明一般性構思的各種示例性實施例的消色差射束輸送系統以調節其能量接受窗口，從而覆蓋對具有大范圍深度的靶標輸送的劑量。
[0042]本發明的一般性構思的各種不例性實施例包括超導質子輸送系統，該超導質子輸送系統用于在不改變消色差透鏡中的偏轉磁體設置的情況下使用具有不同能量范圍的質子束來治療患者中的生長物、治療區等。也就是說，可以使用相同的偏轉磁體轉向設置以預定范圍的質子束能量中的不同能量治療生長物。質子束的可以以相同的偏轉磁體設置進行使用的可接受能量范圍在本文中稱為給定偏轉磁體設置的能量接受窗口。因此，如果需要用于治療生長物的所有能量落入單個能量接受窗口中，則在治療期間，偏轉磁體或束線方向設置可以保持為不變。在一些實施例中，在不改變偏轉磁體設置的情況下，能量接受窗口將允許對例如一定范圍(例如5cm)內的深度進行治療。
[0043]圖2示出了根據本發明一般性構思的示例性實施例構造的超導質子療法。如圖2所示，患者內的生長物20經受質子束。出于說明的目的，預先確定的是:如圖2所示，用于本示例性實施例的超導質子治療系統的能量接受窗口 22具有Xcm的范圍。因為生長物20的所有點的深度都在能量接受窗口22的范圍內，所以在治療期間，將不需要改變束線。也就是說，因為可以在不改變偏轉磁體功率的情況下調節質子束的能量范圍以處理全部深度的腫瘤，所以將不需要改變束線方向(例如改變供應給消色差透鏡的偏轉磁體中的電流)設置。因此，如圖2所示，在不對束線設置做出任何改變的情況下，可以以第一能量施加質子束24來治療點A處的深度、以第二能量施加質子束24來治療點B處的深度以及以第三能量施加質子束24來治療點C處的深度等。應理解的是，為了便于說明和描述圖2的元素，任意選出點A、B和C，顯然在生長物20以及能量接受窗口 22中存在其他深度的點。在該情況下，對治療生長物20來說，將不需要改變偏轉磁體的功率進行任意質子束24的能量調節。
[0044]值得注意的是，為了便于理解本發明一般性構思，簡化了圖2所示的點A、B和C，因為在治療期間能以不同的增量改變質子束24的能量。此外，射束可以相對于圖2中的示圖水平地分散以治療生長物20的所有區域。然而，因生長物20的深度比能量接受窗口 22中的能級范圍小，束線設置可以保持不變。
[0045]圖3示出了根據本發明一般性構思的另一個示例性實施例的質子束輸送系統。在圖3所示的示例性實施例中，要用質子束治療的生長物30的深度比偏轉磁體的預定能量接受窗口 22大。如圖3所示，能量接受窗口 22允許生長物30的底部X測量單位(例如，mm、cm等，基于消色差透鏡的預定能量接受窗口設置)具有不變的束線設置。為了便于描述，選擇了生長物30的底部的等效點和能量接受窗口 22的開始的等效點，并且應理解的是，生長物30的底部可以根據束線設置而與能量接受窗口 22中的不同點對應。因此，可以使用與用于質子束24的點D以及點D上方的X測量單位的能量接受窗口 22對應的不變的束線設置。然而，如果在深度的整個范圍內束線設置保持不變，并因此不發生改變直到在位于初始能量接受窗口22外的點E的深度處進行治療為止，則為了改變偏轉磁體設置而供應至偏轉磁體的電流的相對較大且突然的變化可能造成不需要的熱量、渦流等，這可能對質子治療系統的部件以及治療精度和療效造成有害影響。因此，偏轉磁體設置可以以小的增量來改變使得能量接受窗口22與質子束24的能量變化對應地“滑動”，而不是在與該范圍相關聯的整個深度中為能量接受窗口 22保持不變的束線設置。
[0046]也就是說，在調節質子束24的能量以到達點D稍上方的點之后，偏轉磁體設置可以被稍微改變，使得新能量接受窗口 22’與點D稍上方的范圍對應。能量接受窗口 22’可以覆蓋的從底部至頂部的距離范圍與能量接受窗口 22相同，但如圖3所示那樣能量接受窗口 22’將對應于生長物30的至少稍不同的深度。隨著進一步調節質子束24的能量以對生長物30的更淺的深度(例如，接近點E)提供治療，如圖3所示，偏轉磁體設置可以再次遞增地變化以產生能量接受窗口 22”。隨著將質子束24的能量調節至治療點F及其上方，可以反復執行上述步驟。也就是說，能量接受窗口 22可以調節為伴隨著質子束24的調節后能量來滑動。應理解的是，雖然以上描述討論在點D處進行治療之后改變偏轉磁體設置，但是該改變可以在保持能量接受窗口的范圍使得該范圍包括當前治療點時在質子束24的能量變化之前或同時進行。因為包括在能量接受窗口中的深度范圍比正在進行質子治療的位置處的單個深度大，所以不需要束線方向的變化與射束能量設置同步。也就是說，因能量接受窗口中的可接受深度范圍較大，束線方向的變化不需要與發生質子束的能量變化的所有點對應。
[0047]圖4示出了根據本發明一般性構思的示例性實施例的在質子治療系統中使用的質子束輸送系統。如圖4所示，質子輸送系統40包括一個或多個消色差彎部42a和42b，這些消色差彎部42a和42b用于使來自質子源48的質子束49通過束線部45重定向至患者的靶區43。消色差彎部42a和42b與電源44連接以向消色差透鏡的偏轉磁體提供電源設置。可以提供控制器(也稱為功率改變單元)46以改變供應至消色差彎部的電源設置。功率改變單元46還可以與質子源48連接以改變由質子源48產生的質子束49的能級。基于彼此之間的相對變化率，可以遞增地、正比地或以其它方式對功率設置和/或能級進行改變。功率改變單元可以分別構造成獨立單元以分別控制質子束的能級以及提供至束線的功率設置，或者功率改變單元可以構造成組合單元。功率改變單元可以是固態功率改變單元或其他已知或以后開發出的功率變化裝置，或構造成包括觸發單元的切換裝置，或構造成根據在被引導通過束線的質子束的能級中發生的變化來改變輸送至束線磁體的功率設置的其他反饋單元。功率改變單元可以使用良好的工程判斷來構造以得到包括例如合適的電氣、固態、光學、熱學和/或機械延遲等在內的期望結果，或構造成根據在被引導通過束線的質子束的能級中發生的變化來幫助改變輸送至束線的功率設置的檢測器部件。可以手動(例如，利用操作者的輔助)或自動操作功率改變單元。
[0048]本發明一般性構思的各種示例性實施例提供了如下的超導質子治療系統:允許以不變的束線設置輸送一定能級范圍的質子治療射束。本發明一般性構思的其他各種示例性實施例提供了如下的質子輸送系統:允許將能量接受窗口遞增地改變為接近于質子療法的深度變化，在能量接受窗口中，在不改變束線設置的情況下，還允許不同能級范圍的質子治療射束。
[0049]可以存在許多改變、變型和附加的實施例，因此所有這樣的改變、變型和實施例將被認為落入本發明一般性構思的精神和范圍內。例如，除非存在清楚的相反指示，否則不管本申請的任何部分的內容如何，都不要求在本文的任何權利要求或者要求其優先權的任何申請中包含任何特別描述或圖示的動作或元件、這些動作的任何特定的順序或者這些元件任何特定的相互關系。此外，任何動作可以重復，任何動作可以由多個實體執行，和/或任何元件可以是可復制的。
[0050]值得注意的是，雖然包含在本申請中的簡化的圖示和附圖并沒有示出各個部件的全部各種連接和組裝，但是本領域的技術人員將會理解如何基于本文提供的所示的部件、附圖和說明書，利用良好的工程判斷來實施這樣的連接和組裝。可以存在許多變化、變型和附加的實施例，因此所有這樣的變化、變型和實施例將被認為落入本發明一般性構思的精神和范圍內。
[0051]雖然已經通過若干示例性實施例的描述來說明了本發明一般性構思且詳細地描述了這些示例性實施例，但是本發明的
【申請人】的目的并不為了將本發明的一般性構思約束或以任何方式限制為這樣的描述和說明。相反，本文的說明書、附圖和權利要求書被認為實質上是示意性的，而非限制性的，在閱讀了上述說明書和附圖的情況下，附加的實施例對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。附加的變型例對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。因此，在不背離本發明的
【申請人】的一般性構思的精神和范圍的情況下，可以從這種細節中實現新的開始。
【主權項】
1.一種在質子療法中使用的質子束輸送系統，包括: 至少一個消色差束線部，其包括將具有第一預定范圍的質子束能量的質子束引導至治療靶區的第一功率設置以及將具有第二預定范圍的質子束能量的質子束引導至所述治療靶區的第二功率設置;以及 功率改變單元，其構造成控制質子束的能級以及所述至少一個消色差束線部的功率設置，使得所述功率改變單元根據在所述第一預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使所述至少一個消色差束線部的功率設置在所述第一功率設置與所述第二功率設置之間改變。2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述功率改變單元構造成:在質子束能量從所述第一預定范圍的質子束能量轉變至所述第二預定范圍的質子束能量時，將所述至少一個消色差束線部的所述功率設置改變為達到所述第二功率設置。3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述功率改變單元構造成根據質子束能量的變化率來使所述至少一個消色差束線部的所述功率設置在所述第一功率設置與所述第二功率設置之間改變。4.根據權利要求1所述的系統，其中，當在所述第一預定范圍的質子束能量中的質子束能量為恒定時，所述功率改變單元改變所述至少一個消色差束線部的所述功率設置。5.根據權利要求1所述的系統，其中，與在所述第一預定范圍的質子束能量中的質子束能量變化同時地，所述功率改變單元改變所述至少一個消色差束線部的所述功率設置。6.根據權利要求1所述的系統，其中，所述第一預定范圍的質子束能量和所述第二預定范圍的質子束能量互相不同且彼此不包含。7.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個消色差束線部包括第三功率設置，所述第三功率設置用于將第三預定范圍的質子束能量引導至所述治療靶區，并且所述控制器構造成:根據在所述第二預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使所述至少一個消色差束線部的所述功率設置在所述第二功率設置與所述第三功率設置之間遞增地改變。8.—種在質子治療中使用的消色差射束輸送系統，包括: 超導消色差透鏡，其具有限定能量接受窗口的功率設置，使得所述超導消色差透鏡將具有預定范圍的質子束能量的質子束引導至靶區，所述能量接受窗口具有最小能級和最大能級；以及 功率改變單元，其構造成控制質子束的能級以及所述超導消色差透鏡的功率設置，使得所述功率改變單元根據在所述最小能級與所述最大能級之間發生的質子束能量的變化來改變所述超導消色差透鏡的所述功率設置。9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述超導消色差透鏡構造成引導具有預定范圍的質子束能量的質子束通過所述超導消色差透鏡，而不造成射束損失。10.根據權利要求8所述的系統，其中，所述超導消色差透鏡構造成:在不調節所述超導消色差透鏡的所述功率設置的情況下，將具有預定范圍的質子束能量的質子束經由所述超導消色差透鏡輸送至具有預定深度的治療靶區。11.一種在質子治療系統中將質子束輸送至患者的靶區的方法，所述方法包括: 使用消色差束線部，所述消色差束線部包括將具有第一預定范圍的質子束能量的質子束引導至治療靶區的第一功率設置以及將具有第二預定范圍的質子束能量的質子束引導至所述治療靶區的第二功率設置； 使質子束的能級在所述第一預定范圍的質子束能量與所述第二預定范圍的質子束能量之間改變；以及 根據在所述第一預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使所述消色差束線部的所述功率設置在所述第一功率設置與所述第二功率設置之間改變。12.根據權利要求11所述的方法，還包括: 在所述質子束能量從所述第一預定范圍的質子束能量轉變至所述第二預定范圍的質子束能量時，將所述消色差束線部的所述功率設置改變成所述第二功率設置。13.根據權利要求11所述的方法，其中，根據所述質子束能量的變化率來遞增地改變所述消色差束線部的所述功率設置。14.根據權利要求11所述的方法，其中，所述消色差束線部包括第三功率設置，所述第三功率設置用于將第三預定范圍的質子束能量引導至所述治療靶區，所述方法還包括: 根據在所述第二預定范圍的質子束能量中發生的質子束能量的變化來使所述消色差束線部的所述功率設置在所述第二功率設置與所述第三功率設置之間改變。
【文檔編號】H01J3/08GK105993060SQ201480051576
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年9月19日
【發明人】弗拉迪米爾·安費羅夫
【申請人】普羅諾瓦解決方案有限責任公司