放射治療系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種放射治療系統(tǒng)，包括：射線源、支架、兩臺(tái)X射線球管、兩臺(tái)探測(cè)器、治療床，還包括頂板，頂板與天花板固連并設(shè)有圓形導(dǎo)槽A；支架的上部通過(guò)滑塊連接于圓形導(dǎo)槽A內(nèi)并可以沿著圓形導(dǎo)槽A轉(zhuǎn)動(dòng)；支架設(shè)有一個(gè)開(kāi)口向下的弧形導(dǎo)槽A；還包括一個(gè)伸縮裝置，伸縮裝置的上端連接弧形導(dǎo)槽A內(nèi)，下端與射線源固連；X射線球管與支架固連并可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，兩臺(tái)X射線球管與放射治療等中心點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)；探測(cè)器位于治療床的下方，可以隨著X射線球管的轉(zhuǎn)動(dòng)而在水平面上同步轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明所述的放射治療系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，非共面放療范圍大，射線衰減小，同時(shí)圖像引導(dǎo)裝置發(fā)出的射線不受到阻擋。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
放射治療系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種放射治療醫(yī)用器械，尤其涉及一種放射治療系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]最新數(shù)據(jù)顯示，癌癥已經(jīng)稱(chēng)為危害人類(lèi)健康的一大殺手。放射治療(下面簡(jiǎn)稱(chēng)放療)作為治療癌癥的一種重要手段，得到了持續(xù)快速的發(fā)展，也隨之出現(xiàn)了各種各樣的放療設(shè)備。但目前的放療設(shè)備，大多存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非共面放療的范圍小等缺陷。
[0003]美國(guó)Accurary公司研制出的Cyberknife系統(tǒng)是放療設(shè)備的一大進(jìn)步，該系統(tǒng)利用兩套X射線球管和探測(cè)器組成圖像引導(dǎo)裝置獲取靶區(qū)的位置，以便在放療過(guò)程中對(duì)靶區(qū)進(jìn)行追蹤。電子直線加速器安裝在機(jī)械手上，通過(guò)機(jī)械手帶動(dòng)直線加速器在病人周?chē)喾轿?、多角度地?duì)革E區(qū)進(jìn)行精確放療。Cyberknife系統(tǒng)的不足在于:1.X射線球管固定在天花板上，放療過(guò)程中，機(jī)械手和加速器會(huì)對(duì)圖像引導(dǎo)裝置發(fā)出的射線產(chǎn)生阻擋，進(jìn)而影響成像和追蹤;2.該系統(tǒng)無(wú)法對(duì)靶區(qū)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉弧放療，放療的效率有待提高3.該系統(tǒng)利用到機(jī)械手，因?yàn)闄C(jī)械手為多級(jí)關(guān)節(jié)串聯(lián)，呈懸臂結(jié)構(gòu)，目前的機(jī)械手最多只能抓取200kg左右的X波段電子直線加速器，對(duì)重達(dá)400kg的C波段電子直線加速器無(wú)能為力，而C波段電子直線加速器具有穩(wěn)定性好，加速管易加工，成本較低等優(yōu)點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01520685366.7的中國(guó)授權(quán)專(zhuān)利公開(kāi)了一種非共面放射治療系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩套交叉安裝在C型旋轉(zhuǎn)臂兩側(cè)的X射線影像系統(tǒng)，該影像定位系統(tǒng)在放療時(shí)隨著C型旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)靶區(qū)進(jìn)行追蹤，射線源和影像系統(tǒng)繞著公轉(zhuǎn)底座旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)非共面放療。這種方式解決了圖像引導(dǎo)裝置發(fā)出的X射線受到阻擋的問(wèn)題，然而，這是這是犧牲非共面放療的射線入射范圍為代價(jià)的，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)在影像系統(tǒng)和射線源自轉(zhuǎn)時(shí)的軌跡實(shí)質(zhì)上形成了一個(gè)圓柱面，假如公轉(zhuǎn)的角度過(guò)大，會(huì)存在影像系統(tǒng)和射線源與治療床干涉的問(wèn)題。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?5102563.5中國(guó)授權(quán)專(zhuān)利公開(kāi)了一種立體定向放射治療裝置，該裝置包括治療頭及運(yùn)動(dòng)機(jī)架，運(yùn)動(dòng)機(jī)架包括順序連接的垂直伸縮機(jī)構(gòu)，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和水平固定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)在于:1.無(wú)法對(duì)靶區(qū)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉弧放療，放療效率不高;2.多個(gè)機(jī)構(gòu)順序連接，會(huì)使得機(jī)構(gòu)的誤差產(chǎn)生累積，使得整個(gè)裝置機(jī)械誤差較大;3.該放療裝置沒(méi)有圖像引導(dǎo)裝置，無(wú)法實(shí)IGRT(圖像引導(dǎo)放療)，使得放療精度不高。
[0006]此外，根據(jù)核物理相關(guān)知識(shí)可知，射線從射線源射出后，在空氣中的強(qiáng)度和距離的平方成反比，為了使射線強(qiáng)度衰減小，射線源應(yīng)當(dāng)盡可能地靠近病灶。但目前放射治療設(shè)備的射線源到病灶的距離均是固定不變的，這會(huì)使射線到達(dá)病灶后強(qiáng)度減小，同時(shí)，射線離開(kāi)射線源后會(huì)與空氣發(fā)生碰撞而發(fā)生散射，從而造成對(duì)正常組織的傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種放射治療系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，非共面放療范圍大，射線衰減小，同時(shí)圖像引導(dǎo)裝置發(fā)出的射線不受到阻擋。
[0008]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]一種放射治療系統(tǒng)，包括射線源、用于固定射線源的支架、兩臺(tái)X射線球管、與X射線球管對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)探測(cè)器、治療床，還包括頂板，所述頂板與天花板固連并設(shè)有圓形導(dǎo)槽A;所述支架的上部通過(guò)滑塊連接于所述圓形導(dǎo)槽A內(nèi)并可以沿著圓形導(dǎo)槽A轉(zhuǎn)動(dòng);所述支架設(shè)有一個(gè)開(kāi)口向下的弧形導(dǎo)槽A;還包括一個(gè)伸縮裝置，所述伸縮裝置的上端連接所述弧形導(dǎo)槽A內(nèi)，下端與射線源固連，所述伸縮裝置帶動(dòng)射線源既可以沿著弧形軌道A轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以沿著弧形軌道A的徑向移動(dòng);所述X射線球管與支架固連并可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，兩臺(tái)X射線球管與放射治療等中心點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)；所述探測(cè)器位于治療床的下方，可以隨著X射線球管的轉(zhuǎn)動(dòng)而在水平面上同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使得X射線球管發(fā)出射線始終與對(duì)應(yīng)探測(cè)器的接收面垂直。
[0010]上述方案中，所述弧形導(dǎo)槽A位于支架的中部，所述支架的下部設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口呈水平相對(duì)的弧形導(dǎo)槽B;所述弧形導(dǎo)槽A和弧形導(dǎo)槽B的中心均位于放射治療等中心點(diǎn)。
[0011]上述方案中，還包括一個(gè)支承圈，所述支承圈套住射線源并始終與射線源接觸，通過(guò)滑塊連接到弧形導(dǎo)槽B內(nèi)并可以沿著弧形導(dǎo)槽B與所述伸縮裝置同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]上述方案中，還包括一個(gè)底板，所述底板上方設(shè)有圓形導(dǎo)槽B，所述探測(cè)器通過(guò)滑塊連接于所述圓形導(dǎo)槽內(nèi)并可以沿著圓形導(dǎo)槽轉(zhuǎn)動(dòng)，所述治療床位于底板上方。
[0013]上述方案中，所述支架由支架主體和兩個(gè)支架伸出臂組成，兩個(gè)支架伸出臂關(guān)于弧形導(dǎo)槽所在平面對(duì)稱(chēng)，X射線球管安裝在支架伸出臂上。
[0014]上述方案中，所述治療床為六維治療床，且由全碳纖維制造而成。
[0015]上述方案中，所述射線源為C波段電子直線加速器。
[0016]本發(fā)明的有益效果如下。
[0017](I)利用射線源隨著支架繞著豎直軸線旋轉(zhuǎn)與射線源沿著弧形軌道轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)射線源可以在人體的上方任一方位、任一角度向靶區(qū)發(fā)出射線進(jìn)行非共面旋轉(zhuǎn)拉弧放療，提高了焦皮比，降低了射線對(duì)人體的損害，同時(shí)放療的效率高。
[0018](2)僅是兩級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，減小了累積的機(jī)械誤差，同時(shí)也提高了負(fù)載能力，使得可以帶動(dòng)重達(dá)400kg的C波段的電子直線加速器。
[0019](3)對(duì)于圖像引導(dǎo)系統(tǒng)，利用在頂板上的兩臺(tái)X射線球管發(fā)出X射線從弧形導(dǎo)槽的兩側(cè)入射到靶區(qū)，同時(shí)在支架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，X射線球管和探測(cè)器隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使得X射線不會(huì)受到阻擋，提高了圖像引導(dǎo)裝置的質(zhì)量。
[0020](4)射線源設(shè)計(jì)成可伸縮形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶的“調(diào)距放療”，減小了射線的衰減，同時(shí)減少了射線與空氣碰撞而產(chǎn)生散射對(duì)人體組織的傷害。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在弧形軌道A和治療床中軸線垂直時(shí)的剖視圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的支架的示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的射線源連著支承圈和伸縮裝置的示意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的頂板的示意圖。
[0026]圖中:I射線源;2支架;3X射線球管;4探測(cè)器;5治療床;6頂板;7弧形導(dǎo)槽A;8伸縮裝置;9等中心點(diǎn)；1底板；11圓形導(dǎo)槽B; 12弧形導(dǎo)槽B; 13圓形導(dǎo)槽A; 14支承件；15支架主體;16支架伸出臂。
具體實(shí)施例
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0028]如圖1和圖2所示，一種放射治療系統(tǒng)，包括射線源1、用于固定射線源I的支架2、兩臺(tái)X射線球管3、與X射線球管3對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)探測(cè)器4、治療床5，還包括頂板6，頂板6與天花板固連。支架2設(shè)有一個(gè)開(kāi)口向下的弧形導(dǎo)槽A7。還包括一個(gè)伸縮裝置8，伸縮裝置8的上端連接弧形導(dǎo)槽A7內(nèi)，下端與射線源I固連，伸縮裝置8帶動(dòng)射線源I既可以沿著弧形軌道A7轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以沿著弧形軌道A7的徑向移動(dòng)，伸縮裝置這里采用液壓缸，當(dāng)然也可以采用滾珠絲杠或者氣壓缸等，根據(jù)不同病人的胖瘦不同，在保證病人不對(duì)放療系統(tǒng)干涉的情況下，盡量縮短病人與射線源I之間的距離以便減少射線的衰減。X射線球管3與支架2固連并可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，兩臺(tái)X射線球管3與放射治療等中心點(diǎn)9在同一豎直平面內(nèi)，這里兩臺(tái)X射線球管3位于支架2的上部，并通過(guò)滑塊連接于圓形導(dǎo)槽A13內(nèi)，這樣為了減輕兩臺(tái)X射線球管3對(duì)整個(gè)支架2的負(fù)載并為了美觀，當(dāng)然，兩臺(tái)X射線球管3也可以固連在支架2的弧形軌道A7或者弧形軌道B12的兩側(cè)。探測(cè)器4位于治療床5的下方，通過(guò)滑塊連接于圓形導(dǎo)槽11內(nèi)并可以沿著圓形導(dǎo)槽11轉(zhuǎn)動(dòng)，使得X射線球管3發(fā)出射線始終與對(duì)應(yīng)探測(cè)器4的接收面垂直，因?yàn)樯渚€與接收面不垂直時(shí)會(huì)帶來(lái)探測(cè)效率低，成像質(zhì)量差等問(wèn)題。治療床5為六維治療床，在放療前或者放療過(guò)程中可以根據(jù)圖像引導(dǎo)裝置(由X射線球管3和探測(cè)器4組成)檢測(cè)到靶區(qū)位置后，將治療床5移動(dòng)到恰當(dāng)?shù)奈恢?，而且治療?由全碳纖維制造而成，這樣在X射線球管3發(fā)出的X射線穿透治療床5時(shí)被吸收的量很少，提高成像質(zhì)量。射線源I選用穩(wěn)定性高，成本較低的C波段電子直線加速器。支架2的上部通過(guò)滑塊連接于圓形導(dǎo)槽A13內(nèi)并可以沿著圓形導(dǎo)槽A13轉(zhuǎn)動(dòng);弧形導(dǎo)槽A7位于支架2的中部，支架2的下部設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口呈水平相對(duì)的弧形導(dǎo)槽B;弧形導(dǎo)槽A和弧形導(dǎo)槽B的中心均位于放射治療等中心點(diǎn)9。
[0029]如圖3所示，支架2由支架主體15和兩個(gè)支架伸出臂16組成，兩個(gè)支架伸出臂16關(guān)于弧形導(dǎo)槽所在平面對(duì)稱(chēng)，X射線球管(該圖未示出)安裝在支架伸出臂16上。在支架2的下方的設(shè)置有水平相對(duì)的弧形導(dǎo)槽B12，支承圈(該圖未示出)連接在弧形導(dǎo)槽B12。當(dāng)射線源I沿著弧形導(dǎo)槽B12轉(zhuǎn)動(dòng)，而射線源I的中軸線不在豎直方向時(shí)，支承圈對(duì)射線源I起到很好的支承作用，避免射線源I只受伸縮裝置8的作用而成懸臂結(jié)構(gòu)。
[0030]如圖4所示，支承圈14套住射線源I并始終與射線源I接觸，通過(guò)滑塊連接到弧形導(dǎo)槽B(該圖未示出)內(nèi)并可以沿著弧形導(dǎo)槽B轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0031]如圖5所示，頂板上設(shè)有圓形導(dǎo)槽A，支架2連接在圓形導(dǎo)槽A13內(nèi)并可以360°轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032]本實(shí)施例的工作原理為:放療前，治療床將病人移送至恰當(dāng)?shù)奈恢檬沟貌∪说陌袇^(qū)位于該放療系統(tǒng)的等中心點(diǎn)后，有三種模式可以選擇:(I)支架沿著圓形導(dǎo)槽A轉(zhuǎn)動(dòng)360°后暫停，射線源沿著弧形軌道轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，支架繼續(xù)沿著圓形導(dǎo)槽A轉(zhuǎn)動(dòng)360° ; (2)支架沿著圓形導(dǎo)槽A連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)射線源沿著弧形軌道轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)回連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；(3)射線源沿著弧形軌道從一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)到另一側(cè)后暫停，支架沿著圓形導(dǎo)槽A轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，然后射線源沿著弧形軌道轉(zhuǎn)動(dòng)回原先的一側(cè)。使用時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況選擇對(duì)應(yīng)的模式。同時(shí)，圖形引導(dǎo)裝置在放療時(shí)對(duì)靶區(qū)進(jìn)行定位追蹤，當(dāng)發(fā)現(xiàn)靶區(qū)偏離初始位置時(shí)，便利用治療床的六維運(yùn)動(dòng)對(duì)病人進(jìn)行擺位，使得病人的靶區(qū)重新回到該放療系統(tǒng)的等中心點(diǎn)。這樣，就實(shí)現(xiàn)了利用圖像引導(dǎo)，在病人上方的任意角度對(duì)靶區(qū)進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)拉弧放療，最大程度地提高焦皮比，改善放療質(zhì)量。
[0033]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種放射治療系統(tǒng)，包括射線源、用于固定射線源的支架、兩臺(tái)X射線球管、與X射線球管對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)探測(cè)器、治療床，其特征在于: 還包括頂板，所述頂板與天花板固連并設(shè)有圓形導(dǎo)槽A; 所述支架的上部通過(guò)滑塊連接于所述圓形導(dǎo)槽A內(nèi)并可以沿著圓形導(dǎo)槽A轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述支架設(shè)有一個(gè)開(kāi)口向下的弧形導(dǎo)槽A; 還包括一個(gè)伸縮裝置，所述伸縮裝置的上端連接于所述弧形導(dǎo)槽A內(nèi)，下端與射線源固連，所述伸縮裝置帶動(dòng)射線源既可以沿著弧形軌道A轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以沿著弧形軌道A的徑向移動(dòng)； 所述X射線球管與支架固連并可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，兩臺(tái)X射線球管與放射治療等中心點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)； 所述探測(cè)器位于治療床的下方，可以隨著X射線球管的轉(zhuǎn)動(dòng)而在水平面上同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使得X射線球管發(fā)出射線始終與對(duì)應(yīng)探測(cè)器的接收面垂直。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射治療系統(tǒng)，其特征在于:所述弧形導(dǎo)槽A位于支架的中部，所述支架的下部設(shè)有兩個(gè)開(kāi)口呈水平相對(duì)的弧形導(dǎo)槽B;所述弧形導(dǎo)槽A和弧形導(dǎo)槽B的中心均位于放射治療等中心點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射治療系統(tǒng)，其特征在于:還包括一個(gè)支承圈，所述支承圈套住射線源并始終與射線源接觸，通過(guò)滑塊連接到弧形導(dǎo)槽B內(nèi)并可以沿著弧形導(dǎo)槽B與所述伸縮裝置同步轉(zhuǎn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射治療系統(tǒng)，其特征在于:還包括一個(gè)底板，所述底板上方方設(shè)有圓形導(dǎo)槽B，所述探測(cè)器通過(guò)滑塊連接于所述圓形導(dǎo)槽內(nèi)并可以沿著圓形導(dǎo)槽轉(zhuǎn)動(dòng)，所述治療床位于底板上方。5.權(quán)利要求1或2所述的放射治療系統(tǒng)，其特征在于:所述支架由支架主體和兩個(gè)支架伸出臂組成，兩個(gè)支架伸出臂關(guān)于弧形導(dǎo)槽所在平面對(duì)稱(chēng)，X射線球管安裝在支架伸出臂上。6.權(quán)利要求1或4所述的放射治療系統(tǒng)，其特征在于:所述治療床為六維治療床，且由全碳纖維制造而成。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的放射治療系統(tǒng)，其特征在于:所述射線源為C波段電子直線加速器。
【文檔編號(hào)】A61N5/10GK105920745SQ201610424189
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】黃春強(qiáng), 湯卿, 熊瑞平, 吳大可, 姚進(jìn)
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)