專利名稱：放射治療裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種放射醫(yī)療設備，尤其涉及一種用于伽瑪射線旋轉(zhuǎn)聚焦的放射治療裝置。
背景技術(shù)：
在使用放射治療裝置進行放射治療中，采用旋轉(zhuǎn)聚焦的工作原理對病人的病灶進行回轉(zhuǎn)照射，使旋轉(zhuǎn)聚點附近的病灶組織受到最大劑量的照射，健康組織受到瞬時的、耐受劑量的照射，從而殺死病灶、保護病灶周圍的健康組織，達到放射治療的目的。中國專利公開號為CN 1275410的多源放射線全身治療裝置公開了一種放射治療裝置，該裝置包括源體、與源體相固定的源體回轉(zhuǎn)環(huán)、準直體、與準直體相固定的準直體回轉(zhuǎn)環(huán)、回轉(zhuǎn)支架、固定在回轉(zhuǎn)支架內(nèi)的回轉(zhuǎn)支承環(huán)。其中，回轉(zhuǎn)支承環(huán)與源體回轉(zhuǎn)環(huán)之間、源體回轉(zhuǎn)環(huán)與準直體回轉(zhuǎn)環(huán)之間分別設有多個滾動軸承，形成軸向定位的轉(zhuǎn)動配合。源體和準直體可分別繞同一回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)、源體內(nèi)分布的多個放射源通過源體和準直體內(nèi)的放射通道，聚焦照射在回轉(zhuǎn)軸線的一個公共焦點上，準直體上設有不同孔徑的準直器，孔徑相同的準直器為一組，每一組準直器的分布規(guī)律與源體內(nèi)放射源的分布規(guī)律相同，源體內(nèi)的放射源及其放射通道徑向分布在一個角度范圍小于90度的扇形區(qū)域內(nèi)、軸向分布在一個角度范圍小于60度的扇形區(qū)域內(nèi)，準直體的內(nèi)回轉(zhuǎn)半徑小于人體寬度為56厘米，準直體回轉(zhuǎn)環(huán)的直徑為一米。
上述裝置的回轉(zhuǎn)支架內(nèi)設置了回轉(zhuǎn)支承環(huán)、源體回轉(zhuǎn)環(huán)、準直體回轉(zhuǎn)環(huán)，其缺點是三個鑲嵌套裝的回轉(zhuǎn)環(huán)縮小了治療空間，減小了準直體的回轉(zhuǎn)范圍，增加了設備制造難度和制造成本；源體和準直體的兩端通過回轉(zhuǎn)環(huán)連接在回轉(zhuǎn)支架上，回轉(zhuǎn)環(huán)的最小直徑為一米，由于源體和準直體的回轉(zhuǎn)環(huán)較大、制造工藝復雜，在放射射束旋轉(zhuǎn)聚焦過程中影響源體和準直體同軸旋轉(zhuǎn)的精度，從而影響了放射源射束的聚焦精度，降低了放射治療的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種放射治療裝置，其要解決的技術(shù)問題是擴大治療空間，降低制造難度和制造成本，提高放射治療精度。為達到上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種放射治療裝置，包括機架、設在機架上的回轉(zhuǎn)環(huán)、可分別繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的源體和準直體，源體內(nèi)設有多個放射源，準直體內(nèi)設有與放射源相對應的射束通道，放射源通過射束通道聚焦于旋轉(zhuǎn)軸線上的輻射焦點，所述源體和準直體的兩端分別與回轉(zhuǎn)環(huán)、機架連接；所述源體的一端固定在源體回轉(zhuǎn)環(huán)上，另一端與機架可移動連接，或通過滑環(huán)與機架可移動連接；所述準直體的一端固定在準直體回轉(zhuǎn)環(huán)上，另一端與機架可移動連接，或通過滑環(huán)與機架可移動連接；源體回轉(zhuǎn)環(huán)與準直體回轉(zhuǎn)環(huán)同軸布置在旋轉(zhuǎn)軸線上輻射焦點的兩側(cè)，其旋轉(zhuǎn)軸線重合，所述的回轉(zhuǎn)環(huán)上設有齒輪，齒輪與動力驅(qū)動機構(gòu)相連接；所述放射治療裝置還包括診斷成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括診斷放射源、探測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述的診斷放射源安裝在源體或準直體內(nèi)、探測器相對應地安裝在源體回轉(zhuǎn)環(huán)或準直體回轉(zhuǎn)環(huán)上，探測器與源體或準直體內(nèi)的診斷放射源沿回轉(zhuǎn)環(huán)徑向相對布置，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與探測器連接，并根據(jù)探測器傳出的信息提供相關(guān)圖像。
所述診斷放射源是同位素放射源，也是低活度的鈷60放射源。
所述探測器通過杠桿機構(gòu)連接在回轉(zhuǎn)環(huán)上，可沿著診斷放射源的射束方向移動。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，源體和準直體的兩端分別與回轉(zhuǎn)環(huán)、機架連接，本發(fā)明的單層、雙支撐的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中雙回轉(zhuǎn)環(huán)、雙支撐的結(jié)構(gòu)相比，增大了回轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)的范圍，治療時擴大了回轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)治療床的移動范圍，擴大了治療空間，降低了設備的制造成本和制造難度；由于源體和準直體的一端分別與機架連接，簡化了機械結(jié)構(gòu)，減少了材料，減輕了重量，提高了源體和準直體的支撐剛性，制造工藝更加簡單可靠，保證源體和準直體持久、穩(wěn)定地同軸旋轉(zhuǎn)，使源體內(nèi)放射源射束通過準直體內(nèi)的射束通道后，放射源射束聚焦準確，保證聚焦中心劑量場分布的穩(wěn)定性，以及聚焦中心在治療系統(tǒng)中的位置精度，實現(xiàn)精確放射治療，提高放射治療的效果。


圖1是本發(fā)明治療狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的剖視圖。
圖3是本發(fā)明成像狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明第二實施例治療狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的剖視圖。
圖6是本發(fā)明第三實施例治療狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖7是本發(fā)明的輻射裝置機構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明第二實施的輻射裝置機構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖中1.輻射焦點，2.旋轉(zhuǎn)軸線，3.機架，4.治療床，10.源體，11.治療放射源，12.源體回轉(zhuǎn)環(huán)，13.源體連接件，14.源匣，20.準直體，21.準直器，22.準直體回轉(zhuǎn)環(huán)，23.準直體連接銷，30.診斷放射源，31.探測器，32.杠桿機構(gòu)，33.前置放大器，34.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，35.數(shù)據(jù)處器，36.伽瑪?shù)禩PS系統(tǒng)，37.伽瑪?shù)犊刂葡到y(tǒng)，100.源體驅(qū)動裝置，101.源體傳動件，200.準直體驅(qū)動裝置，201.準直體傳動件。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
如圖1、圖2和圖3所示，在本發(fā)明的第一個實施例中，放射治療裝置包括機架3、設在機架上的回轉(zhuǎn)環(huán)12、22、可分別繞旋轉(zhuǎn)軸線2旋轉(zhuǎn)的源體10和準直體20，源體10內(nèi)設有源匣14，源匣14內(nèi)載有多個放射源，準直體內(nèi)設有多組與放射源相對應的準直器21，準直器21的內(nèi)腔形成射束通道，放射源通過射束通道聚焦于旋轉(zhuǎn)軸線2上的輻射焦點1，源體10的一端固定在源體回轉(zhuǎn)環(huán)12上，另一端設有凸塊或源體連接件13，準直體20的一端固定在準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22上，另一端設有凸塊或準直體連接件23，機架3上位于輻射焦點1的兩側(cè)設有環(huán)形的凹槽，兩側(cè)的凹槽分別接收源體10一端的凸塊或源體連接件13和準直體20一端的凸塊或準直體連接件23，凸塊可與機架3內(nèi)的凹槽滑動配合，連接件13、23為均布的多個圓柱體，它們可與機架3內(nèi)的凹槽滾動配合；源體回轉(zhuǎn)環(huán)12與準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22同軸布置在旋轉(zhuǎn)軸線2上輻射焦點1的兩側(cè)，其旋轉(zhuǎn)軸線2重合，回轉(zhuǎn)環(huán)上設有外齒輪，源體回轉(zhuǎn)環(huán)12上的外齒輪通過源體傳動件101與固定在機架3上的源體驅(qū)動裝置100相連接，準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22上的外齒輪通過準直體傳動件201與固定在機架3上的準直體驅(qū)動裝置200相連接，源體回轉(zhuǎn)環(huán)12和準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22與機架3之間分別設有滾動軸承，形成軸向定位的轉(zhuǎn)動配合；治療床4沿旋轉(zhuǎn)軸線2穿過源體回轉(zhuǎn)環(huán)12和準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22。
本發(fā)明的源體10和準直體20的兩端分別與回轉(zhuǎn)環(huán)12、22、機架3連接，這種單層、雙支撐的結(jié)構(gòu)，增大了回轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)的范圍，治療時擴大了回轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)治療床的移動范圍，擴大了治療空間，簡化了機械結(jié)構(gòu)，減少了材料，減輕了重量，提高了源體10和準直體20的支撐剛性，降低了設備的制造成本和制造難度，制造工藝更加簡單可靠，保證源體和準直體持久、穩(wěn)定地同軸旋轉(zhuǎn)，使源體10內(nèi)放射源射束通過準直體20內(nèi)的射束通道后，放射源射束聚焦準確，保證聚焦中心劑量場分布的穩(wěn)定性，以及聚焦中心在治療系統(tǒng)中的位置精度，實現(xiàn)精確放射治療，提高放射治療的效果。
放射治療裝置還包括診斷成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括診斷放射源30、探測器31、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括前置放大器33，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器34，數(shù)據(jù)處器35；診斷放射源30是同位素放射源，也是低活度的鈷60放射源，診斷放射源30安裝在源體10上的源匣14內(nèi)，并使診斷放射源31處于源體10的中央，探測器31通過杠桿機構(gòu)32連接在源體回轉(zhuǎn)環(huán)12上，探測器31與源體10內(nèi)的診斷放射源30沿回轉(zhuǎn)環(huán)12徑向相對布置，探測器31可沿著診斷放射源30的射束方向移動至接近治療床4的診斷位或遠離治療床4的治療位，并通過源體驅(qū)動裝置100的驅(qū)動，與源體10一同繞旋轉(zhuǎn)軸線2做步進旋轉(zhuǎn)或連續(xù)旋轉(zhuǎn)；診斷放射源30也可以安裝在準直體20中央，同時探測器31通過杠桿機構(gòu)32連接在準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22上，并通過準直體驅(qū)動裝置200的驅(qū)動，與準直體20一同繞旋轉(zhuǎn)軸線2做步進旋轉(zhuǎn)或連續(xù)旋轉(zhuǎn)，探測器31與準直體20內(nèi)的診斷放射源30沿回轉(zhuǎn)環(huán)22徑向相對布置，并通過回轉(zhuǎn)環(huán)上杠桿機構(gòu)32沿著診斷放射源30的射束方向移動至接近治療床4的診斷位或遠離治療床4的治療位。
如圖7所示，本發(fā)明的輻射裝置包括源體10、帶有齒輪的源體回轉(zhuǎn)環(huán)12、探測器31；源體10的一端連接在源體回轉(zhuǎn)環(huán)12上，另一端設有凸塊或源體連接件13，探測器31通過杠桿機構(gòu)32連接在源體回轉(zhuǎn)環(huán)12上，使探測器可沿著診斷放射源30的射束方向移動；源體10內(nèi)的診斷放射源30與探測器31沿源體回轉(zhuǎn)環(huán)12徑向相對布置，源體10內(nèi)設有可拆卸的源匣14，源匣14中央設有診斷放射源30，診斷放射源30兩側(cè)均布多個直線徑向排列的治療放射源11，放射源發(fā)出的射束聚焦于源體回轉(zhuǎn)環(huán)12軸線上的輻射焦點1，并輻照在探測器31上，探測器可以接收診斷放射源30和治療放射源11的射束信息，分別作出響應，并輸出探測信息，固定在支架3上的源體驅(qū)動裝置100通過源體傳動件101驅(qū)動源體回轉(zhuǎn)環(huán)12的齒輪，使源體回轉(zhuǎn)環(huán)12繞旋轉(zhuǎn)軸線2轉(zhuǎn)動，同時，帶動源體10和探測器31繞旋轉(zhuǎn)軸線2同步轉(zhuǎn)動。
如圖9所示，探測器31既可以接收診斷放射源30的輻照，也可以接收治療放射源11的輻照，并分別將信息傳遞給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的前置放大器33，前置放大器33再將放大的輻照信息傳遞給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器34，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后輸出給數(shù)據(jù)處器35，數(shù)據(jù)處器35根據(jù)接收的信息向伽瑪?shù)禩PS系統(tǒng)36和伽瑪?shù)犊刂葡到y(tǒng)37提供相關(guān)圖像及信息；探測器象素單元為1mm2，當接收診斷放射源30的輻照時，采用Cone Beam CT的方法對患者的靶點區(qū)域成像，采用Radon變換和濾波背投影的方法，獲得相應的CT值密度分布和斷層影像，獲得靶區(qū)、標志點的位置坐標，用于確認患者的擺位，以及擺位的調(diào)整；當接收治療放射源11的輻照時，探測器陣列獲取治療放射源11射束穿透人體后的劑量分布(透射劑量和散射劑量)，利用治療前獲取的患者CT值密度分布，利用去卷積的方法，重建患者靶區(qū)和關(guān)鍵組織的劑量場分布，該分布為實際照射的劑量分布。由于患者靶區(qū)，特別是體部，如胸、肺、肝、腸、腎、前列腺等部位的靶區(qū)發(fā)生生理運動以及患者本身的不自主運動，靶區(qū)在治療過程中在治療設備的坐標中的位置是變化的，結(jié)合這些位置變化信息以及實際測量的劑量分布，可以估算出靶區(qū)實際獲得的照射劑量和分布，與TPS的規(guī)劃劑量進行比較，可以獲得修正劑量方案，用于患者的補充照射。同時，采用簡化算法，實時監(jiān)測和重建分次劑量(如每圈照射的劑量)，并與規(guī)劃的分次劑量圖進行比較，給出實時的劑量偏差和劑量校正方案，實現(xiàn)伽瑪?shù)兜膭┝空丈涞膶崟r監(jiān)測和動態(tài)調(diào)整。
放射治療裝置是伽瑪射線成像系統(tǒng)和放射治療系統(tǒng)整合集成，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集成了相應的影像、跟蹤和劑量重建等的核心內(nèi)容，分別對數(shù)據(jù)進行處理，形成投影掃描、特征點跟蹤、穿透劑量測量等數(shù)據(jù)獲取功能，獲得我們希望的監(jiān)測結(jié)果和校正數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時監(jiān)測、驗證和校準。
如圖1和2所示，當放射治療裝置處于治療狀態(tài)時，準直體驅(qū)動裝置200通過準直體傳動件201驅(qū)動準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22繞旋轉(zhuǎn)軸線2轉(zhuǎn)動，準直體20相對于源體10轉(zhuǎn)動一個角度，使固定在準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22上的準直體20內(nèi)的一組準直器21對應源體10內(nèi)的治療放射源11，治療放射源11內(nèi)的射束通過準直器21形成的射束通道聚焦于旋轉(zhuǎn)軸線2上的輻射焦點1，并穿過治療床4上的病人，輻照在探測器31上，探測器31通過連接在回轉(zhuǎn)環(huán)12上的杠桿機構(gòu)32處于遠離治療床4的治療位，通過源體驅(qū)動裝置100和準直體驅(qū)動裝置200的驅(qū)動，使源體10、準直體20、探測器31一同繞旋轉(zhuǎn)軸線2連續(xù)轉(zhuǎn)動。
如圖3所示，當放射治療裝置處于成像狀態(tài)時，源體10中央的圓柱形單光子診斷放射源30，通過準直體20中央的一個準直器內(nèi)腔通道，穿過治療床4上的病人，輻照在探測器31上，探測器31通過連接在回轉(zhuǎn)環(huán)12上的杠桿機構(gòu)32處于接近治療床4的診斷位，通過源體驅(qū)動裝置100和準直體驅(qū)動裝置200的驅(qū)動，使源體10、準直體20、探測器31一同繞旋轉(zhuǎn)軸線2做步進轉(zhuǎn)動。
如圖4、5和8所示，是本發(fā)明的第二實施例，源體10的一端固定在源體回轉(zhuǎn)環(huán)12上，另一端固定在源體連接件13上，源體連接件13為帶有凹面的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，該凹面的內(nèi)環(huán)與機架3一端的外表面滑動配合，本實施例的其它結(jié)構(gòu)特征與本發(fā)明的第一實施例的結(jié)構(gòu)特征相同。
如圖6所示，是本發(fā)明的第三實施例，準直體20一端固定在準直體回轉(zhuǎn)環(huán)22上，另一端固定在準直體連接件23上，準直體連接件23為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，該圓環(huán)的外表面與機架3一端的內(nèi)圓表面滑動配合，本實施例的其它結(jié)構(gòu)特征與本發(fā)明的第一實施例的結(jié)構(gòu)特征相同。
權(quán)利要求
1.一種放射治療裝置，包括機架(3)、設在機架(3)上的回轉(zhuǎn)環(huán)(12、22)、可分別繞旋轉(zhuǎn)軸線(2)旋轉(zhuǎn)的源體(10)和準直體(20)，源體(10)內(nèi)設有多個放射源，準直體(20)內(nèi)設有與放射源相對應的射束通道，放射源通過射束通道聚焦于旋轉(zhuǎn)軸線(2)上的輻射焦點(1)，其特征在于所述源體(10)和準直體(20)的兩端分別與回轉(zhuǎn)(12、22)、機架(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射治療裝置，其特征在于所述源體(10)的一端固定在源體回轉(zhuǎn)環(huán)(12)上，另一端與機架(3)可移動連接；所述準直體(20)的一端固定在準直體回轉(zhuǎn)環(huán)(22)上，另一端與機架(3)可移動連接；源體回轉(zhuǎn)環(huán)(12)與準直體回轉(zhuǎn)環(huán)(22)的旋轉(zhuǎn)軸線(2)重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射治療裝置，其特征在于所述的放射治療裝置還包括滑環(huán)，所述源體(10)和準直體(20)的一端分別固定在回轉(zhuǎn)環(huán)上，另一端分別固定在滑環(huán)上，所述滑環(huán)與機架(3)可移動連接；源體回轉(zhuǎn)環(huán)(12)與準直體回轉(zhuǎn)環(huán)(22)的旋轉(zhuǎn)軸線(2)重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射治療裝置，其特征在于所述放射治療裝置還包括診斷成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括診斷放射源(30)、探測器(31)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述診斷放射源(30)安裝在源體(10)內(nèi)，探測器(31)設在源體回轉(zhuǎn)環(huán)(12)上，探測器(31)與源體(10)內(nèi)的診斷放射源(30)沿回轉(zhuǎn)環(huán)(12)徑向相對布置，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與探測器(31)連接，并根據(jù)探測器(31)傳出的信息提供相關(guān)圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射治療裝置，其特征在于所述放射治療裝置還包括診斷成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括診斷放射源(30)、探測器(31)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述診斷放射源(30)安裝在準直體(20)內(nèi)，探測器(31)設在準直體回轉(zhuǎn)環(huán)(22)上，探測器(31)與準直體(20)內(nèi)的診斷放射源(30)沿回轉(zhuǎn)環(huán)(22)徑向相對布置，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與探測器(31)連接，并根據(jù)探測器(31)傳出的信息提供相關(guān)圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的放射治療裝置，其特征在于所述源體回轉(zhuǎn)環(huán)(12)與準直體回轉(zhuǎn)環(huán)(22)同軸布置在旋轉(zhuǎn)軸線(2)上輻射焦點(1)的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射治療裝置，其特征在于所述源體(10)和準直體(20)與機架(3)的連接為滾動配合或滑動配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的放射治療裝置，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)環(huán)(12、22)上設有齒輪，齒輪與動力驅(qū)動機構(gòu)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的放射治療裝置，其特征在于所述診斷放射源(30)是同位素放射源，也是低活度的鈷60放射源。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的放射治療裝置，其特征在于所述探測器(31)通過杠桿機構(gòu)(32)連接在回轉(zhuǎn)環(huán)上，可沿著診斷放射源(30)的射束方向移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于伽瑪射線旋轉(zhuǎn)聚焦的放射治療裝置。本發(fā)明包括機架、設在機架上的回轉(zhuǎn)環(huán)、可分別繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的源體和準直體，源體內(nèi)設有多個放射源，準直體內(nèi)設有與放射源相對應的射束通道，放射源通過射束通道聚焦于旋轉(zhuǎn)軸線上的公共焦點，所述源體和準直體的兩端分別與回轉(zhuǎn)環(huán)、機架連接。本發(fā)明中源體和準直體的的單層、雙支撐的結(jié)構(gòu)，擴大了治療空間，降低了設備的制造成本和制造難度，簡化了機械結(jié)構(gòu)，提高了源體和準直體的支撐剛性，使源體和準直體持久、穩(wěn)定地同軸旋轉(zhuǎn)，保證了聚焦中心在治療系統(tǒng)中的位置精度，實現(xiàn)精確放射治療，提高放射治療的效果。
文檔編號A61B6/00GK1919373SQ200510036680
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者蕭世群, 黃鍵, 惠小兵 申請人:惠小兵