阅读说明：本技术 用于无台架式粒子治疗的系统和方法 (Systems and methods for bench-less particle therapy ) 是由 T·波特费尔德 J·弗兰兹 H-M·陆 于 2018-05-03 设计创作，主要内容包括：提供了一种无台架式粒子治疗系统。带电粒子从离子源中提取,并在束传输系统中被加速,该束传输系统具有在第一平面内延伸并限定体积的环形部分、在第二平面内延伸的弓形部分、以及将环形部分和弓形部分连接的过渡部分。弓形部分终止于从环形部分径向向内延伸的束喷嘴,以将离子束递送到包含在由环形部分限定的体积中的治疗区域。(A gantry-free particle therapy system is provided. Charged particles are extracted from an ion source and accelerated in a beam transport system having an annular portion extending in a first plane and defining a volume, an arcuate portion extending in a second plane, and a transition portion connecting the annular portion and the arcuate portion. The arcuate portion terminates in a beam nozzle extending radially inward from the annular portion to deliver the ion beam to a treatment region contained in a volume defined by the annular portion.)

用于无台架式粒子治疗的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月3日提交的题为“无台架式粒子加速器(Gantry-lessParticle Accelerator)”美国临时专利申请第62/500,668号的优先权，该申请通过引用整体结合于此。

关于联邦资助研究的说明

不适用。

技术背景

本公开总体上涉及使用粒子治疗来治疗患者的系统和方法。更具体地，本公开涉及在不使用台架的情况下使用粒子治疗来治疗患者的系统和方法。

粒子治疗系统当前被用于治疗各种医疗病况，包括例如若干种类型的癌症。通常，粒子治疗涉及将被激励的粒子束(例如，质子、中子、离子)导向目标肿瘤。然后，被激励的粒子与目标肿瘤内的癌组织细胞中的分子相互作用，最终破坏或以其他方式破坏癌细胞并治疗患者。

尽管有效地治疗了某些医疗病况，但是当前粒子治疗系统所涉及的成本和空间要求已经阻止了更广泛的使用。机器可能要花费数千万美元，并且可能需要若干个房间来容纳所有必要的设备。由于当前粒子治疗系统的空间要求，常常需要治疗中心为这些系统构建新的专业化的场所。与拥有粒子治疗系统相关联的经济负担严重限制了其使用。

患者中癌组织的类型和位置可以影响粒子束最佳地被引入朝向患者的位置和角度。因此，为了产生不同的粒子束定向，已经使用了台架。然而，台架结构也可能非常大且昂贵，这使得许多人无法获得这些治疗。

为了促进更广泛和有效的粒子治疗解决方案，存在对能够为个体患者提供优化的治疗的更小、更具成本效益的粒子治疗系统的需要。

发明内容

本公开提供了使用粒子疗法来治疗患者的系统和方法，该系统和方法不需要使用台架。通过将治疗区域从粒子治疗系统的束轨道向内定位，可以将所公开的系统和方法用于治疗与粒子治疗系统位于相同房间的患者。

在一些方面，本公开提供了用于治疗患者的粒子治疗系统，该系统包括带电粒子生成系统、束传输系统、和束递送设备。带电粒子生成系统包括离子源和将离子束从离子源注入到束轨道中的注入器。束传输系统限定束轨道并耦合到带电粒子生成系统。束传输系统包括束管、多个磁体、和加速腔。束管被抽成真空并且包括在第一平面内延伸并限定离子束要被递送到的体积的激励段、在远离第一平面的第二平面内延伸并在终端处终止的提取段、以及将激励段连接到提取段的过渡段。离子束从注入器接收到激励段中。当离子束穿过多个磁体中的每个磁体时，多个磁体调整束管中的离子束的轨迹，并且当离子束穿过加速腔时，加速腔使离子束加速。

在一些其他方面，本公开提供了用于治疗患者的粒子治疗系统。该粒子治疗系统包括离子源、从离子源提取离子束的注入器、束管、和束递送设备。束管耦合到注入器以接收来自注入器的离子束。束管限定束轨道，该束轨道包括在第一平面内形成并限定体积的环形部分、在第二平面内形成的弓形部分、以及从第一平面延伸到第二平面的过渡部分。束递送设备耦合至弓形部分并从束轨道的环形部分径向向内延伸到患者治疗区域，患者治疗区域包含在由环形部分限定的体积中。

在又其他方面，本公开提供了用于治疗患者的粒子治疗系统，该系统包括带电粒子生成系统、束传输系统、喷嘴、和患者***。带电粒子生成系统包括离子源和将离子束从离子源注入束轨道的注入器。束传输系统限定束轨道并耦合到带电粒子生成系统。束传输系统包括束管、多个磁体、和加速腔。束管被抽成真空并且包括在第一平面内延伸并限定离子束要被递送到的体积的激励段、在远离第一平面的第二平面内延伸并在终端处终止的提取段、以及将激励段连接到提取段的过渡段。离子束从注入器接收到激励段中。当离子束穿过多个磁体中的每个磁体时，多个磁体调整束管中的离子束的轨迹，并且当离子束穿过加速腔时，加速腔使离子束加速。喷嘴耦合到提取段的终端并且从激励段的外周边向内定位。喷嘴包括至少一个扫描电磁体，该扫描电磁体操作以在由激励段限定的体积内的治疗区域上扫描离子束。患者***被接收在治疗区域内。

在又另一些方面，本公开提供了用于治疗患者的粒子治疗系统，该系统包括离子源、注入器、耦合至注入器的束管、以及束递送设备。注入器从离子源提取离子束。束管耦合到注入器以接收来自注入器的离子束，并限定束轨道。束轨道包括限定体积的环形部分和与环形部分流体连通并从环形部分至少部分地向内延伸的弓形部分。束递送设备耦合至弓形部分并从束轨道的环形部分径向向内延伸到患者治疗区域，患者治疗区域包含在由环形部分限定的体积中。

本公开的先前以及其他方面和优点将根据以下描述而显现。在说明书中，参考了形成其一部分且通过图示的方式示出了本公开的优选配置的附图。然而，这种配置并不一定表示本公开的全部范围，并因此参考权利要求书并在此用于解释本公开的范围。

附图简述

当考虑到以下的其详细描述时，本发明将会更好地被理解，并且除了上述阐述的那些之外的特征、方面和优点将变得显而易见。此类详细描述参考了以下附图。

图1是根据本公开的一些实施例的粒子治疗系统的一个非限制性示例的透视图。

图2是图1的粒子治疗系统的示意图。

图3是安装在房间的天花板上的图1的粒子治疗系统的正视图。

图4A示出了与使用基于台架的粒子治疗系统执行的相同类型的治疗(虚线)相比，使用根据本公开的粒子治疗系统的实施例的鼻窦肿瘤的模拟治疗的剂量体积直方图(“DVH”)。

图4B示出了与使用基于台架的粒子治疗系统执行的相同类型的治疗(虚线)相比，使用根据本公开的粒子治疗系统的实施例的鼻窦肿瘤的另一模拟治疗的DVH。

图4C示出了与使用基于台架的粒子治疗系统执行的相同类型的治疗(虚线)相比，使用根据本公开的粒子治疗系统的实施例的鼻窦肿瘤的另一模拟治疗的DVH。

图4D示出了与使用基于台架的粒子治疗系统执行的相同类型的治疗(虚线)相比，使用根据本公开的粒子治疗系统的实施例的具有颈结节的鼻腔肿瘤的另一模拟治疗的DVH。

图4E示出了与使用基于台架的粒子治疗系统执行的相同类型的治疗(虚线)相比，使用根据本公开的粒子治疗系统的实施例的鞍上脑肿瘤的另一模拟治疗的DVH。

图4F示出了与使用基于台架的粒子治疗系统执行的相同类型的治疗(虚线)相比，使用根据本公开的粒子治疗系统的实施例的中枢神经系统肿瘤的另一模拟治疗的DVH。

图4G示出了与使用基于台架的粒子治疗系统执行的相同类型的治疗(虚线)相比，使用根据本公开的粒子治疗系统的实施例的脊索瘤的另一模拟治疗的DVH。

相应的参考符号表示几个视图中的相应部分。此处阐述的示例示出了本发明的实施例，并且这些示例不应以任何方式被解释为限制本发明的范围。

具体实施方式

总体上，本公开提供了用于提供无台架式粒子治疗的系统和方法。

图1至图3图示了根据本公开的粒子治疗系统20的非限制性示例。粒子治疗系统20通常包括生成离子束的带电粒子生成系统22、用于聚焦和引导离子束的束传输系统24、以及将离子束中的带电粒子导向患者以用于治疗的束递送设备26。粒子治疗系统20可以使用包括质子和更重的复合粒子在内的多种粒子来操作，这些粒子随后用于治疗患者体内可能存在的各种类型的癌症。例如，粒子治疗系统20可以用于执行质子治疗和重离子治疗。在一些非限制性示例中，粒子治疗系统20是质子束治疗系统。

带电粒子生成系统22激励粒子，然后粒子可以被快速朝着患者输送并输送至患者体内以治疗包括多种类型癌症在内的各种医疗病况。在一些实施例中，带电粒子生成系统22可包括离子源28形式的粒子激励器，该粒子激励器可用于产生带正电(或带负电)的粒子。在此类实施例中，气体源可以将气体(例如，纯氢气)馈送到离子源28中，在离子源28中可以去除气体分子中的电子。离子源28可以使用激光、催化剂、辐射、或其他合适的电离技术来剥离气体分子中的电子，以产生带正电的粒子。作为一个示例，离子源28可以包括线性加速器。作为另一示例，离子源28可以包括电子回旋共振(“ECR”)离子源。

注入器30可以耦合到离子源28，以将带电粒子注入到束传输系统24中。注入器30可以包括例如隔片和冲击磁体(kicker magnets)的组合。隔片可以是静电的或磁性的。注入器30可被配置成提供单转(例如，快速)注入、多转注入、电荷交换注入等。氢或碳离子例如可以在离子源28中生成并传递到注入器30中，注入器30加速离子以形成离子束(即，带电粒子束)。然后，注入器30将离子束引导至束传输系统24中，在束传输系统24中离子束可以被进一步激励并且最终被引向患者。

束传输系统24可以耦合至带电粒子生成系统22，并且可以接收并引导带电粒子(例如，离子束)向外远离注入器30和离子源28。束传输系统24可以包括束管32，该束管32限定延伸穿过其中的束轨道。例如，束管32可以是被抽成真空的金属管。可选择地，束管32可以包括容纳在其中的部分或空气或氦气。磁体44可以定位在束管32周围，以在离子束沿着束轨道通过时激励离子束(例如，通过加速或加热离子或带电粒子)，使离子束弯曲以及使离子束聚焦。

束传输系统24以及束管32可以包括三个不同的段，这些不同的段一起限定了束轨道。具体地，束轨道可包括在第一平面35中形成的激励段34、在远离第一平面35的第二平面37中形成的提取段36、以及远离激励段34朝着提取段36延伸的过渡段38。如将要描述的，激励段34通常限定或以其他方式围绕由束递送设备26将离子束递送到的体积。提取段36终止于终端39，束递送设备26耦合在该终端39处。在操作中，离子束从带电粒子生成系统22递送到激励段34，在此处经由过渡段38递送到提取段36。

如图1所示，激励段34可以被定位在平台40上靠近安装表面42(例如，如图1所示的地板、如图3所示的天花板、或房间的侧壁)，并且可以大致平行于安装表面42延伸。提取段36可以被定位成远离激励段34，并且也可以大致平行于安装表面42延伸。在一些非限制性示例中，提取段36被定位成相比于激励段34在轴向上进一步远离安装表面42。

激励段34可以是加速器。例如，激励段34可以是具有基本上环形的形状并且限定了基本上圆形的外周边的同步加速器。一个或多个射频(RF)加速腔45也可以在激励段34中形成。RF加速腔45可包括设置在加速器的循环轨道上的RF施加电极和通过开关与RF施加电极电连通的RF电源。在一些方面，可使用一个或多个堆叠的铁氧体组件在激励段34内产生电场以加速其中的粒子。

激励段34的基本上环形的形状可以由例如约2米至约8米之间的半径来限定。在一些非限制性示例中，激励段34由约3米的半径来限定。束管32以及RF加速腔45和磁体44可以限定从束轨道向内形成的治疗区域46。因此，与远离治疗区域而定位的同步加速器或回旋加速器的基于台架的粒子治疗系统不同，激励段34限定或以其他方式围绕包含治疗区域46的体积。在某些情况下，激励段34限定治疗等中心点(isocenter)。患者***48可以位于治疗区域46内。患者***48可以使患者相对于束递送设备26定向，这可以进一步允许束递送设备26有效地将离子束供应到患者的不同区域(例如，头部或胃部)以治疗不同类型的医疗病况。在一些非限制性示例中，成像设备50也可以被定位在治疗区域46内。成像设备50可以用于在患者***48上对患者内的治疗目标(例如，肿瘤)进行成像或定位。成像设备50可以是例如X射线机或CT扫描仪。通过将治疗区域46从束轨道向内放置，粒子治疗系统20的占地面积显著减小。例如，整个粒子治疗系统20可以在相同房间内存储和操作。作为一个示例，整个粒子治疗系统20可以被容纳在50m²的房间内。

在使用中，从注入器30向激励段34供应离子束。如果激励段34被设计为同步加速器，则磁体44(例如，四极磁体和偶极磁体)可以围绕束管32定位，以使离子束围绕激励段34转向多次，从而使得离子束反复穿过RF加速腔45，这增加了离子束的能量。一旦激励段34中行进的离子束的能量达到预先选定的所需能量水平(例如100-300MeV)，就可以将离子束从激励段34提取到过渡段38中。提取可以通过将离子束撞击或踢到外部轨迹，使其穿过隔片，或通过共振提取的方式来发生。

过渡段38可沿切向且成角度地远离激励段34延伸，以将离子束从激励段34的平面(例如，第一平面35)引导出，以达到治疗区域46内患者的高度(例如，第二平面37的高度)。在一些非限制性示例中，过渡段38以钝角远离激励段34，以相对于包括激励段34的第一平面35形成大约100度至大约170度的角度。如图1所示，过渡段38以大约115度至大约155度之间的角度远离第一平面35向上延伸。

替代地，第一平面35和第二平面37可以是共面的，如图2所示。提取段136可以从激励段34弓形地且径向地向内延伸到治疗区域46中并朝向患者***48和成像设备50。如下所述，当离子束进入束递送设备26时，多个磁体55可以引导和聚焦离子束并朝向患者。在这些方面中，过渡段38可在与提取段136相同的平面内远离激励段34向内延伸。在一些方面，过渡38从束管32中完全省略。在又其他方面，第一平面35和第二平面37可被定向为大致彼此垂直。在一些非限制性示例中，第一平面35与第二平面37倾斜地定向(例如，不平行地定向)。可选地，提取段136可以设置有沿多个平面延伸的螺旋形状。

过渡段38可以将高度被激励的离子束从激励段34引导到提取段36中，提取段36可以驻留在远离第一平面35的第二平面37中。提取段36可以具有最初向外延伸超过激励段34的圆形外周边的弓形形状。提取段36然后可以在第二平面37内向内螺旋，使得束轨道延伸回激励段34的圆形外周边内，朝向从激励段34向内接收的治疗区域46和患者***48。束递送设备26可以耦合至提取段36，提取段36可以从激励段34的外周边向内定位在治疗区域46内。在一些非限制性示例中，支腿52可远离提取段36延伸以帮助将提取段36支撑在安装表面42或平台40上。支腿52可以在平台40和提取段36之间垂直延伸，并且可以使用例如紧固件、粘合剂、或其他机械耦合件与安装表面42或平台40耦合。

提取段36可以使用一个或多个磁体将高度被激励的离子束从过渡段38引导到束递送设备26中。例如，束传输系统24可以包括多个磁体55(例如，聚焦磁体和转向磁体)，当离子束穿过束传输系统24朝向束递送设备26时，该多个磁体55引导、激励离子束并使离子束成形。作为示例，磁体55可以包括作为四极磁体的聚焦磁体和作为偶极磁体的转向磁体。磁体55用于将离子束包含在束轨道内，并将离子束递送到位于治疗区域46内的束递送设备26。在一些非限制性示例中，偶极、四极、六极、八极、多极或这些磁体类型的中一些或全部的组合都可以用于将高度被激励的离子束聚焦和引向治疗区域46。磁体55的位置和参数(例如强度、磁极数)被设计成高效率捕获从激励段34提取的离子束。尽管描述了可以沿束轨道有效地引导离子束的特定磁性系统布局，但是可以优化磁性系统以包括改变的极性和强度的更多或更少的磁体以改造用于医院内房间的粒子治疗系统20。在所提供的示例中，粒子治疗系统20已被适配为装配在通常用于容纳线性加速器(“LINAC”)治疗系统的房间中，在约7米乘7米的区域内。

具体参考图2，可以将保持在室温或超导温度下的磁体55的特定组合用于提取离子束并使离子束弯曲朝向束递送设备26和治疗区域46。尽管图2示出了提取段36中的磁体55的一种示例配置，但是本领域技术人员将理解的是，取决于粒子治疗系统20的特定安装所涉及的几何形状，可以使用沿着提取段36中沿着束管32的磁体55的不同配置。可以首先使用位于过渡段38内的两个超导偶极磁体54、56从激励段34中提取离子束。超导偶极磁体54、56可使离子束弯曲成角度地远离激励段34(例如，图1中的向上、图3中的向下、或侧向，这取决于粒子治疗系统20的定向)并偏离激励段34平面(例如，第一平面35)。在一些非限制性示例中，束以大约45度的角度向上弯曲。两个超导偶极磁体54、56将离子束引向提取段36。

提取段36可包括多个使磁体弯曲的磁体，诸如十个(以及附加的聚焦磁体)，例如，这些磁体围绕第二平面37定位以将离子束传输至距离治疗区域46内的患者***48大约2米的位置。在该特定且非限制性的示例中，离子束在从激励段34被引导出平面外并穿过过渡段38之后，离子束在通过第一偶极磁体60之前先通过大约0.6米的束漂移管58。第一偶极磁体60可以具有0.6米的偶极长度，该偶极长度产生1.06T的磁场以使离子束弯曲大约15度。接下来，离子束穿过另一个0.7米的离子束漂移管62，该离子束漂移管62也可以包括离子束聚焦四极磁体64。然后，离子束被传输到第二偶极磁体66，第二偶极磁体66具有0.6米的偶极长度，并产生0.71T磁场以使离子束弯曲大约10度。第二偶极磁体66也可以包括磁极相位旋转。离子束然后可以穿过具有另一个聚焦四极磁体70的另一个0.7米的束漂移管68，以到达第三偶极磁体72。像第二偶极磁体66一样，第三偶极磁体72可以具有磁极相位旋转，以及0.6米的偶极子长度，该第三偶极磁体72产生0.71T的磁场，以使离子束弯曲大约10度。另一个0.6米的束漂移74从第三偶极磁体72延伸，并且还包括聚焦四极磁体76。

然后，离子束朝着具有相似特性的第四偶极磁体78和第五偶极磁体84传递，并且它们通过0.6米的束漂移管80彼此隔开，该束漂移管80可以包括聚焦四极磁体82。第四偶极磁体78和第五偶极磁体84每个具有0.6米的偶极长度，并且每个产生1.75T的磁场以使束分开地弯曲25度。大约0.9米的束漂移管86远离第五偶极磁体84延伸，并且可以包括两个聚焦四极磁体88、90。具有0.5米的偶极长度并且产生0.85T的磁场的第六偶极磁体92远离束漂移管86而定位。第六偶极磁体92可包括磁极相位旋转，并且可将离子束弯曲大约10度。然后，离子束穿过另一个具有聚焦四极磁体96的0.5米的离子束漂移94，到达第七偶极磁体98。第七偶极磁体98将离子束弯曲大约8度，并具有0.6米的偶极长度，该第七偶极磁体98用于产生0.57T的磁场。再次，第七偶极磁体98可以具有磁极相位旋转。具有聚焦四极磁体102的0.3米的束漂移100从第七偶极磁体98朝向第八偶极磁体104延伸。

在图2所示的示例中，第八偶极磁体104和第九偶极磁体108具有相似的特性，并且通过0.3米的束漂移管106彼此隔开。第八偶极磁体104和第九偶极磁体108每个具有0.7米的偶极长度，并且每个都可以产生2.66T的磁场。在一些非限制性示例中，第八偶极磁体104和第九偶极磁体108被低温冷却至超导温度，并充当超导体。第八偶极磁体104和第九偶极磁体108可各自使离子束弯曲大约45度。大约0.4米的最终束漂移管110从第九偶极磁体108朝向第十偶极磁体112延伸。第十偶极磁体112可包括磁极相位旋转并且可具有0.6米的偶极长度。第十偶极磁体112可以产生大约1.75T的磁场，该第十偶极磁体112使离子束弯曲大约25度。

一旦离子束已经超过第十偶极磁体112，就可以将其引导至与束轨道的提取段36耦合的束递送设备26。束递送设备26可以向内延伸到激励段34的环形形状内限定的治疗区域46中，并且可以用作喷嘴以相对于束轨道的提取段36在其中布置的平面(即第二平面37)在平面中或成一定角度地引导束。

束递送设备26被设计成将精确的剂量分布递送到患者体内的目标体积。束递送设备26可以包括可以根据治疗计划来修改或监测离子束的特定特性的组件。在某些情况下，束递送设备26提供离子束的笔形束扫描。束递送设备26可以包括用于扩展或以其他方式修改离子束位置和分布的束扩展设备、用于修改离子束能量的分散元件(dispersiveelement)、和/或用于监测此类性质的多个束传感器。束扩展设备可以将来自激励段34和提取段36的束转换成适合于患者治疗的束。在一些非限制性示例中，束扩展设备可以使束向上或向下(或向右或向左)弯曲大约15度，这有助于为患者创建不同的治疗角度。例如，机械元件或磁性元件可用于将束扩展为适当的形状(例如，以符合患者目标)。在一些方面，束递送设备26可以包括范围移位器。在一些非限制性示例中，束递送设备26可以磁性地扫描离子束并且可以提供笔形束扫描以用于患者治疗。

作为示例，束递送设备26可包括喷嘴，束管32在喷嘴处终止。喷嘴通常包括端部，离子束通过该端部离开并朝向患者。如所指出的，喷嘴可以包括可以成形、转向、或以其他方式修改或调制离子束的组件。例如，喷嘴可包括扫描电磁体(例如，摆动磁体)、散射体、范围移位器、准直器(例如，多叶准直器)、脊形滤波器等。

粒子治疗系统20可以由中央控制器控制，该中央控制器包括处理器114和与处理器114通信的存储器116。束轨道控制器118与处理器114通信并且被配置成用于控制带电粒子生成系统22、束轨道的激励段34和提取段36的操作参数。***控制器120可以与处理器114电通信，并且可以用于控制患者***48在治疗区域46内的位置和定向。扫描控制器122可以与处理器114通信以控制束递送设备26。成像控制器124还可以与处理器114通信，以控制成像设备50。存储器116可以存储由与处理器114和存储器116通信的治疗计划系统126所规定的治疗计划，还控制要被递送到束轨道控制器118、***控制器120、成像控制器124、和/或扫描控制器122的参数或指令。存储器116还可以存储在治疗会话期间可被访问的相关患者信息。

使用上述特征的组合，已经模拟了粒子治疗系统20以有效地治疗患者中的肿瘤，而不论其位置如何。使用由束递送设备26结合的扫描束递送模态(例如，笔形束扫描)，可以在没有台架的情况下实现束至患者几何形状的最佳组合。此外，可以通过粒子治疗系统20实现有效的治疗，该粒子治疗系统20比当前用于执行粒子治疗的传统的基于台架的系统小得多、更紧凑、并且更便宜。通过将治疗区域定位在束轨道的外周边内，可以节省大量空间。

使用粒子治疗系统20模拟了各种不同的处理过程，并与使用结合台架的质子治疗系统的模拟进行比较。基于图4A-4G所呈现的结果，在所执行的几乎每个治疗模拟中，粒子治疗系统20被证明与结合台架的质子治疗系统一样有效或几乎一样有效。如图4A-4G所示，可以使用本公开中描述的无台架式粒子治疗系统将目标剂量水平递送至各种不同的肿瘤类型。因此，无台架式系统能够将相同的剂量递送到治疗体积，同时在某些情况下减少了递送到有风险器官的剂量。

在本说明书内，已经以使得能够书写清楚且简洁的说明书的方式描述了本说明书实施例，但是打算并将被理解的是，在不背离本发明的情况下实施例可以是以不同方式组合的或分开的。例如，应当理解的是，本文所述的所有优选特征都可适用于本文所述的发明的所有方面。

因此，虽然已经结合特定实施例和示例描述了本发明，但是本发明不必受如此限制，并且许多其他实施例、示例、用途、修改以及对所述实施例、示例和用途的偏离旨在被所附权利要求所包含。本文引用的每项专利和出版物的全部公开内容通过引用并入本文，如同每项此类专利或出版物通过引用单独并入本文。

在所附权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。