ES2547342T3

ES2547342T3 - Pórtico interior

Info

Publication number: ES2547342T3
Application number: ES12193833.6T
Authority: ES
Inventors: Kenneth Gall
Original assignee: Mevion Medical Systems Inc
Current assignee: Mevion Medical Systems Inc
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: EP2581110A1; JP2011505191A; ES2546676T3; ATE508770T1; EP2227295A1; EP2363171A1; HK1184404A1; EP2363171B1; EP2227295B1; WO2009070173A1; CA2707012A1; CN101932361A; EP2591821B1; EP2363170A1; EP2581110B1; CN101932361B; EP2591821A1; JP5221669B2; EP2363170B1

Abstract

Un sistema que comprende: un soporte de paciente (606) para sostener a un paciente, estando el soporte del paciente por encima de un suelo (612); un acelerador de partículas (604); un pórtico exterior (605) que es móvil alrededor del soporte del paciente (606), estando montado el acelerador de partículas (604) sobre el pórtico exterior (605) y estando configurado para emitir un haz de protones o iones, siendo móvil el pórtico exterior (605) de manera que el acelerador de partículas esté por debajo del suelo (612); y un pórtico interior (601) que comprende una construcción soldada estructural (617) que comprende un carril de soporte (618), comprendiendo el pórtico interior (601) un aplicador (610) montado en el carril (618), comprendiendo el aplicador una abertura (625) para dirigir el haz de protones o iones hacia un objetivo en el paciente, estando configurado el pórtico interior (601) para mover el aplicador (610) a lo largo del carril (618) a través de un rango de posiciones alrededor del paciente de modo que posicione el haz de protones o iones con una precisión submilimétrica, y comprendiendo el pórtico interior (601) una tapa (614) configurada para rodar a lo largo del trayecto entre una parte superior (621) de la construcción soldada estructural (617) y una parte inferior (622) de la construcción soldada estructural (617), cubriendo la cubierta (614) un agujero en el suelo situado por encima del acelerador de partículas (604).

Description

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113 (fig. 3).

Los campos magnéticos desviados que salen desde el ciclotrón están limitados tanto por el yugo magnético en forma de bunker (que sirve también como una protección o blindaje) como una protección magnética separada 114. La protección magnética separada incluye una capa 117 de material ferromagnético (por ejemplo, acero o hierro) que encierra el yugo del búnker, separado por un espacio 116. Esta configuración que incluye un sándwich de un yugo, un espacio, y una protección consigue una protección adecuada para un campo magnético de fuga dado a menor peso.

Como se ha mencionado, el pórtico permite que el sincrociclotrón sea girado alrededor del eje rotacional 532 horizontal. La estructura de armazón 516 tiene dos extensiones generalmente paralelas 580, 582. El sincrociclotrón es acunado entre las extensiones a medio camino entre las patas. El pórtico es balanceado para la rotación alrededor de los soportes utilizando contrapesos 122, 124 montados sobre las extremidades de las patas opuestas al armazón.

El pórtico es accionado para girar por un motor eléctrico montado en una de las patas del pórtico y conectado a los alojamientos de soporte por engranajes de accionamiento y correas o cadenas. La posición rotacional del pórtico es derivada a partir de las señales previstas por codificadores del ángulo del eje incorporados a los motores de accionamiento del pórtico y a los engranajes de accionamiento.

En la ubicación en que el haz de iones sale del ciclotrón, el sistema 125 de formación de haz actúa sobre el haz de iones para proporcionarle propiedades adecuadas para el tratamiento del paciente. Por ejemplo, el haz puede ser dispersado y su profundidad de penetración variada para proporcionar radiación uniforme a través de un volumen de objetivo dado. El sistema de formación de haz puede incluir elementos de dispersión pasivos así como elementos de exploración activos.

Todos los sistemas activos del sincrociclotrón (las bobinas superconductoras accionadas por corriente, las placas accionadas por RF, las bombas de vacío para la cámara de aceleración de vacío y para la cámara de enfriamiento de bobina superconductora, la fuente de iones accionada por corriente, la fuente de gas de hidrógeno, los enfriadores de placa RF, por ejemplo), son controlados por electrónica de control del sincrociclotrón apropiados (no mostrados), que pueden incluir, por ejemplo, un ordenador programado con programas apropiados para efectuar el control.

El control del pórtico, el soporte del paciente, los elementos para la conformación de haz activo, y el sincrociclotrón para realizar una sesión de terapia son conseguidos por electrónica de control de terapia apropiada (no mostrados).

Como se ha mostrado en las figs. 1, 11 y 12, los soportes del pórtico están soportados por las paredes de una bóveda 524 del ciclotrón. El pórtico permite que el ciclotrón sea hecho oscilar a través de un rango 520 de 180 grados (o más) que incluye posiciones anteriores, al lado de, y por debajo del paciente. La bóveda es lo bastante alta para liberar el pórtico en los extremos superior e inferior de su movimiento. Un laberinto 146 acotado por paredes 148, 150 proporciona una ruta de entrada y salida para terapeutas y pacientes. Debido a que al menos una pared 152 no está nunca en línea con el haz de protones directamente desde el ciclotrón, puede ser hecha relativamente delgada y realizar aún su función de protección. Las otras tres paredes laterales 154, 156, 150/148 de la sala, que pueden necesitar ser protegidas más fuertemente, pueden ser enterradas dentro de una colina de tierra (no mostrada). El grosor requerido de las paredes 154, 156, y 158 puede ser reducido, debido a que la tierra puede en sí misma proporcionar algo de la protección necesaria.

Con referencia a las figs. 12 y 13, por razones de seguridad y estética, una sala de terapia 160 puede ser construida dentro de la bóveda. La sala de terapia esta en voladizo con respecto a las paredes 154, 156, 150 y la base 162 de la sala de contención al espacio entre las patas del pórtico de tal manera que libera el pórtico de balanceo y maximiza también la extensión del espacio de suelo 164 de la sala de terapia. las tareas de mantenimiento periódico del acelerador pueden ser realizadas en el espacio existente por debajo del suelo elevado. Cuando el acelerador es hecho girar a la posición baja en el pórtico, es posible el acceso completo al acelerador en un espacio separado del área de tratamiento. Las fuentes de corriente, el equipamiento de enfriamiento, las bombas de vacío y otros equipos de soporte pueden ser situados bajo el suelo elevado en este espacio separado.

Dentro de la sala de tratamiento, el soporte 170 del paciente puede ser montado en una variedad de modos que permiten que el soporte sea subido y bajado y que el paciente sea hecho girar y movido a una variedad de posiciones y orientaciones

En el sistema 602 de la fig. 14, un acelerador de partículas productor de haz, en este caso el sincrociclotrón 604, el montado sobre el pórtico giratorio 605. El pórtico giratorio 605 es del tipo descrito aquí, y puede girar de forma angular alrededor del soporte del paciente 606. Esta característica habilita al sincrociclotrón 604 para proporcionar un haz de partículas directamente al paciente desde distintos ángulos. Por ejemplo, como en la fig. 14, si el sincrociclotrón 604 está por encima del soporte del paciente 606, el haz de partículas puede ser dirigido hacia abajo hacia el paciente. Alternativamente, si el sincrociclotrón 604 está por debajo del soporte del paciente 606, el haz de partículas puede ser dirigido hacia arriba hacia el paciente. El haz de partículas es aplicado directamente al paciente en el sentido que no se requiere un mecanismo de encaminamiento del haz intermedio. Un mecanismo de encaminamiento, en este contexto, es diferente de un mecanismo de conformación o dimensionamiento en que un mecanismo de conformación o dimensionamiento no vuelve a encaminar el haz, sino más bien los tamaños y/o formas del haz al tiempo que mantiene la misma trayectoria general del haz.

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La tapa 614 cubre lo que de otro modo sería un agujero abierto en el área situada por debajo del suelo 612 (véase la fig. 17). El agujero y la tapa permiten que un haz de partículas pase desde el sincrociclotrón al aplicador. La tapa 614, sin embargo, impide que objetos y/u otro material caigan a través de ese agujero y posiblemente dañen el equipo sensible, tal como el sincrociclotrón. La tapa 614 puede ayudar, o controlar, el movimiento del aplicador 610 a lo largo del carril de soporte 618. Es decir, la tapa 614 puede rodar a lo largo de un trayecto entre la parte superior 621 y la parte inferior 622 de la soldadura estructura 617. La tapa 614 puede enrollarse en sus extremidades 624 y/o 625, como se ha mostrado en la fig. 18.

El aplicador 610 incluye el accionamiento de extensión 619 y el accionamiento theta 620. El accionamiento de extensión 619 mueve la abertura 625 hacia el paciente y lejos de él, por ejemplo, a lo largo de la flecha 626. En virtud de este movimiento, el accionamiento de extensión puede modificar la proyección de la abertura 625 sobre el paciente. Por ejemplo, el tamaño de la abertura puede ser aumentado o disminuido. La forma de la abertura puede ser también alterada, por ejemplo, entre una forma circular, una forma ovalada, una forma poligonal, etc. El accionamiento Theta 620 mueve el aplicador 610 a lo largo del carril 618 entre la parte superior 621 y la parte inferior 622 de la construcción soldada estructural 617. La tapa 614 puede desplazarse junto con el aplicador 610.

La totalidad o parte del accionamiento de extensión 619 y del accionamiento theta 620 puede ser controlada por ordenador. Por ejemplo, el accionamiento de extensión 619 y/o el accionamiento theta 620 pueden ser controladas por el mismo hardware y/o software que es utilizado para controlar el pórtico 605.

El sistema 602 no está limitado a ser utilizado con el pórtico interior 601. Puede ser utilizado cualquier otro mecanismo para proporcionar una abertura para dimensionar y/o conformar (por ejemplo, colimar) un haz de partículas proporcionado por el sincrociclotrón 604. Por ejemplo, con referencia a la fig. 19, un brazo robótico 626 puede ser utilizado para posicionar una abertura 625 entre el sincrociclotrón 604 y el paciente. El brazo robótico puede mover la abertura en tres dimensiones (por ejemplo, en coordenadas cartesianas XYZ) con relación al paciente. El brazo robótico puede ser controlado por el mismo hardware y/o software que es utilizado para controlar el pórtico 605. De manera adicional, la propia abertura puede ser controlada de manera que se modifique su tamaño y/o forma. Como se ha descrito antes, el tamaño de la abertura puede ser aumentado o disminuido. La forma de la abertura puede ser alterada también, por ejemplo, entre una forma circular, una forma ovalada, una forma poligonal, etc.

Una abertura, tal como las descritas antes, puede ser posicionada y/o controlada manualmente. Por ejemplo, un portador (no mostrado) puede ser utilizado para contener la abertura. La abertura puede ser dimensionada y/o conformada y colocada sobre el portador. Tanto el portador como la abertura pueden ser posicionados con relación al paciente y en la línea con el haz de partículas proporcionado por el sincrociclotrón. Puede ser utilizado cualquier mecanismo para contener la abertura. En algunas implementaciones, la abertura y/o dispositivo utilizado para contener la abertura pueden ser montados en el propio sincrociclotrón.

El pórtico interior es ventajoso porque reduce la precisión con la que el pórtico exterior debe girar. Por ejemplo, el pórtico interior permite posicionamientos de haz sub-milimétricos. Debido a la precisión adicional añadida por el pórtico interior, el pórtico exterior no necesita proporcionar una precisión sub-milimétrica, sino que en su lugar su precisión puede ser de un milímetro o mayor. El pórtico exterior no necesita tampoco ser tan grande como se requeriría de otro modo con el fin de obtener niveles elevados de precisión.

Se puede encontrar información adicional concerniente al diseño del acelerador de partículas descrito aquí en la Solicitud Provisional Norteamericana Nº 60/760.788, titulada " Sincrociclotrón Superconductor de Campo Elevado" presentada el 20 de enero de 2006; en la Solicitud de Patente Norteamericana Nº 11/463.402, titulada "Estructura Magnética para Aceleración de Partículas" y presentada el 9 de agosto de 2006; y en la Solicitud Provisional Norteamericana Nº 60/850.565, titulada "Acoplador Térmico Neumático de Ruptura de Vacío Criogénico" y presentada el 10 de octubre de 2006.

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Claims

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