通過(guò)使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過(guò)使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療的設(shè)備。具體地，本發(fā)明涉及一種提供腫瘤定位精確度較高并且減少為了對(duì)準(zhǔn)X射線和輻射束進(jìn)行頻繁校準(zhǔn)的需要的放射治療設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在過(guò)去幾十年中，輻射治療已經(jīng)看到了多種進(jìn)步。許多這種進(jìn)步已經(jīng)通過(guò)改進(jìn)計(jì)算機(jī)、成像、劑量計(jì)算、治療規(guī)劃工具和射束成形硬件得以研發(fā)。調(diào)強(qiáng)放射治療(IMRT)是下一邏輯步驟，其使物理學(xué)家能夠在抽離正常結(jié)構(gòu)的同時(shí)順應(yīng)劑量分布以治療預(yù)期目標(biāo)。在過(guò)去，已經(jīng)將鈷-60廣泛用于傳統(tǒng)的非頂RT放射治療。
[0003]放射治療本身可以分為兩大類:內(nèi)部放射治療和外部放射治療。外部射束放射治療或者遠(yuǎn)距治療是最常見(jiàn)的放射治療形式，在這種治療中，患者坐或者躺在病床上，并且通過(guò)能夠產(chǎn)生高能量外部射束輻射的機(jī)器施予外部輻射源。該治療可以包括全身照射，也可以局限于腫瘤所在區(qū)域。輻射本身可以是電磁的(X射線或者伽馬輻射)或者微粒的U或者β粒子)。內(nèi)部放射治療也稱為近距治療，涉及植入放射性同位素作為輻射源。遞送內(nèi)部輻射源，包括但不限于:永久性的、暫時(shí)的、密封的、未密封的、腔內(nèi)式或者間質(zhì)性植入體，存在多種方法。植入體的選擇取決于多種因素，包括腫瘤所在位置和生長(zhǎng)程度。從內(nèi)部遞送的輻射包括注入患者體內(nèi)的治療有效的放射性同位素。這種放射性同位素包括但不限于:放射性核素金屬’諸如，186!?、188!?、64^!、、^“!!!、1。5^、21^、2。^、21^、21^、97!^、1。5!^、19、、199Ag和1311。當(dāng)向患者施用這些放射性同位素時(shí)，這些放射性同位素一般會(huì)與載體分子結(jié)入口 ο
[0004]當(dāng)前，在外部射束放射治療中使用線性加速器(Iinac)醫(yī)用單元來(lái)治療癌癥。Linac發(fā)出輪廓分明的能量或者電子束輻射不同的X射線光子輻射束，這取決于治療所使用的加速器。醫(yī)用單元由四個(gè)主要部件組成:調(diào)制器、電子槍、射頻(RF)電源和加速器波導(dǎo)。由Iinac產(chǎn)生的電子束可以用于治療，也可以指向金屬目標(biāo)以產(chǎn)生X射線。調(diào)制器放大AC電源，將其整流為DC電，并且產(chǎn)生用于為電子槍和RF電源供電的高壓DC脈沖。高壓電纜將電子槍和RF電源電連接至調(diào)制器，該調(diào)制器可以位于支撐支架的臺(tái)架中或者位于單獨(dú)的柜子中。
[0005]調(diào)強(qiáng)放射治療(MRT)是一種先進(jìn)的高精度放射治療模式，其利用計(jì)算機(jī)控制型X射線加速器向惡性腫瘤遞送精確的輻射劑量。輻射劑量設(shè)計(jì)為:通過(guò)調(diào)制輻射束的強(qiáng)度，來(lái)順應(yīng)腫瘤的三維(3D)形狀，以針對(duì)腫瘤集中較高的輻射劑量而最小化暴露于周圍正常組織的輻射。IMRT的一種形式稱為螺旋斷層放射治療療法，其中，螺旋斷層放射治療通過(guò)調(diào)節(jié)作為繞患者旋轉(zhuǎn)的源的扇形輻射束的強(qiáng)度，來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)腫瘤的劑量順應(yīng)性。通過(guò)使用多葉準(zhǔn)直器來(lái)調(diào)制輻射的強(qiáng)度，該多葉準(zhǔn)直器由高原子數(shù)材料(通常為鎢)的獨(dú)立葉片制成，可以移入和移出場(chǎng)中，以產(chǎn)生一系列復(fù)雜場(chǎng)形或者射束孔徑。當(dāng)前可用的螺旋斷層放射治療機(jī)使用X射線線性加速器(Iinac)作為輻射源。然而，由于Iinac技術(shù)復(fù)雜并且較貴，所以制約了基于Iinac的螺旋斷層放射治療在世界范圍內(nèi)的廣泛使用。
[0006]美國(guó)公開(kāi)US2002006182A1公開(kāi)了一種用于外部射束照射先進(jìn)形式的調(diào)強(qiáng)放射治療(MRT)(俗稱為三維適形放射治療(3DCRT))的技術(shù)，使用設(shè)置在輻射阻擋壁的二維(2D)網(wǎng)格單元內(nèi)的輻射源陣列。根據(jù)目標(biāo)的局部性質(zhì)，諸如，在給定時(shí)間接受來(lái)自給定源的輻射的該部分腫瘤的特征或者尺寸，來(lái)調(diào)制從任何獨(dú)立源向患者施加的輻射的強(qiáng)度。同樣，在本發(fā)明中，主要部件的布置與在醫(yī)用線性加速器中的布置相同。
[0007]多葉準(zhǔn)直器(MLC)已經(jīng)成為放射治療劑量遞送的主要工具，并且現(xiàn)在廣泛用于調(diào)強(qiáng)放射治療。在準(zhǔn)備和執(zhí)行放射療法治療時(shí)，多葉準(zhǔn)直器是一種簡(jiǎn)單且有用的系統(tǒng)。由于多葉準(zhǔn)直器的制造商為其精度、控制性和可靠性研發(fā)了多種機(jī)構(gòu)并且減少了在葉片之間以及通過(guò)葉片的輻射泄漏和輻射透射，所以多葉準(zhǔn)直器是可靠的。多葉準(zhǔn)直器如今被認(rèn)為是一種對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)成形非常有用的臨床系統(tǒng)，但是它的使用在動(dòng)態(tài)放射治療中甚至更為重要，其中，葉片在照射期間移動(dòng)。但是，當(dāng)前在放射治療裝置中使用的MLC可以遞送場(chǎng)形劑量遞送或者調(diào)強(qiáng)射束。
[0008]放射治療可以是治愈性治療或者緩解性治療，這取決于病情階段和病情預(yù)后。為了進(jìn)行成功治療，輻射場(chǎng)必須非常小心遞送并且輪廓分明，以避免照射到健康組織。與輻射源在身體內(nèi)部的內(nèi)部放射治療不同，外部射束放射治療從身體外部將輻射引導(dǎo)到腫瘤處。
[0009]考慮到成本和維護(hù)問(wèn)題，鈷-60機(jī)更加適合放射治療。由于輻射也對(duì)健康細(xì)胞有害，所以要求具有可以僅向身體的指定部位遞送特定量的輻射而盡量限制暴露于相鄰部位的機(jī)構(gòu)。因?yàn)檩椛涫褂玫目焖僭黾右约皩?duì)輻射引起的風(fēng)險(xiǎn)和益處的進(jìn)一步了解，對(duì)于輻射保護(hù)和規(guī)范的關(guān)注明顯增加。
[0010]因此，需要一種通過(guò)使用外部射束鈷-60遞送適形發(fā)射治療并且相較于現(xiàn)代線性加速器易于維護(hù)的可靠裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明通過(guò)提供一種通過(guò)使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療并且相較于現(xiàn)代線性加速器易于維護(hù)的設(shè)備克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。本發(fā)明的設(shè)備還提供了基于動(dòng)態(tài)使用MLC的調(diào)強(qiáng)放射治療(IMRT)。
[0012]本發(fā)明涉及一種通過(guò)使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療的設(shè)備。而且，本發(fā)明的設(shè)備使用圖像引導(dǎo)放射療法治療(適形伽馬治療)規(guī)劃系統(tǒng)(IGRT-TPS)方法在放射治療過(guò)程期間進(jìn)行3D成像，并且通過(guò)利用實(shí)際放射治療計(jì)劃的成像坐標(biāo)來(lái)指導(dǎo)放射治療。在本發(fā)明中，IGRT-TPS與錐束CT 一起使用，以獲得患者和腫瘤部位的3D定位。IGRT方法用于提高輻射場(chǎng)放置的精確度，并且還用于減少在放射治療期間健康組織的暴露。
[0013]本發(fā)明包括具有臺(tái)架支撐軸承的基架結(jié)構(gòu)。封閉式圓形臺(tái)架連同具有X射線檢測(cè)器、源頭和射束擋塊的一體式內(nèi)置X射線單元放置在軸承上方。X射線單元連同封閉式圓形臺(tái)架的X射線檢測(cè)器與輻射束對(duì)準(zhǔn)，從而可以通過(guò)使用錐束計(jì)算機(jī)斷層攝影(CBCT)構(gòu)造腫瘤的3D圖像。而且，一體式X射線系統(tǒng)和基于錐束CT的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)有助于物理學(xué)家進(jìn)行的在線規(guī)劃，并且不必將患者從一個(gè)患者治療床移到另一個(gè)患者治療床來(lái)遞送放射治療，由此，減少了患者的不便。該規(guī)劃還實(shí)現(xiàn)了較高的腫瘤定位精確度以及X射線與輻射束的對(duì)準(zhǔn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，鈷放射治療圓形臺(tái)架設(shè)置有可供患者治療床通過(guò)的中央開(kāi)口。在成像期間，患者躺在患者治療床上，并且執(zhí)行輻射治療。而且，患者治療床提供有另外的移動(dòng)，諸如，俯仰、偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)，這為規(guī)劃治療提供了更多的靈活性并且也增加了治療的精確度。同樣，在本發(fā)明中，患者治療床使得腫瘤處于等中心處。
[0015]本發(fā)明的另一實(shí)施例公開(kāi)了一種安裝在封閉式圓形臺(tái)架上的限束裝置(BLD)。限束裝置用于計(jì)量遞送放射治療或者調(diào)強(qiáng)放射治療(IMRT)，調(diào)強(qiáng)放射治療(IMRT)是一種先進(jìn)的并且最精確的外部射束輻射治療形式。BLD通過(guò)使用安裝在射束路徑中的兩個(gè)葉片庫(kù)連同線性運(yùn)動(dòng)構(gòu)造而成，這些葉片能夠遞送場(chǎng)形劑量遞送和調(diào)強(qiáng)