放射治療系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種放射治療系統，包括：射線源、支架、兩臺X射線球管、兩臺探測器、治療床，還包括頂板，頂板與天花板固連并設有圓形導槽A；支架的上部通過滑塊連接于圓形導槽A內并可以沿著圓形導槽A轉動；支架設有一個開口向下的弧形導槽A；還包括一個伸縮裝置，伸縮裝置的上端連接弧形導槽A內，下端與射線源固連；X射線球管與支架固連并可隨之轉動，兩臺X射線球管與放射治療等中心點在同一豎直平面內；探測器位于治療床的下方，可以隨著X射線球管的轉動而在水平面上同步轉動。本發明所述的放射治療系統結構簡單、控制方便，非共面放療范圍大，射線衰減小，同時圖像引導裝置發出的射線不受到阻擋。
【專利說明】
放射治療系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種放射治療醫用器械，尤其涉及一種放射治療系統。
【背景技術】
[0002]最新數據顯示，癌癥已經稱為危害人類健康的一大殺手。放射治療(下面簡稱放療)作為治療癌癥的一種重要手段，得到了持續快速的發展，也隨之出現了各種各樣的放療設備。但目前的放療設備，大多存在結構復雜，非共面放療的范圍小等缺陷。
[0003]美國Accurary公司研制出的Cyberknife系統是放療設備的一大進步，該系統利用兩套X射線球管和探測器組成圖像引導裝置獲取靶區的位置，以便在放療過程中對靶區進行追蹤。電子直線加速器安裝在機械手上，通過機械手帶動直線加速器在病人周圍多方位、多角度地對革E區進行精確放療。Cyberknife系統的不足在于:1.X射線球管固定在天花板上，放療過程中，機械手和加速器會對圖像引導裝置發出的射線產生阻擋，進而影響成像和追蹤;2.該系統無法對靶區進行旋轉拉弧放療，放療的效率有待提高3.該系統利用到機械手，因為機械手為多級關節串聯，呈懸臂結構，目前的機械手最多只能抓取200kg左右的X波段電子直線加速器，對重達400kg的C波段電子直線加速器無能為力，而C波段電子直線加速器具有穩定性好，加速管易加工，成本較低等優點得到了迅速的發展。
[0004]申請號為201520685366.7的中國授權專利公開了一種非共面放射治療系統，該系統包括兩套交叉安裝在C型旋轉臂兩側的X射線影像系統，該影像定位系統在放療時隨著C型旋轉臂轉動，對靶區進行追蹤，射線源和影像系統繞著公轉底座旋轉來實現非共面放療。這種方式解決了圖像引導裝置發出的X射線受到阻擋的問題，然而，這是這是犧牲非共面放療的射線入射范圍為代價的，因為這種結構在影像系統和射線源自轉時的軌跡實質上形成了一個圓柱面，假如公轉的角度過大，會存在影像系統和射線源與治療床干涉的問題。
[0005]申請號為95102563.5中國授權專利公開了一種立體定向放射治療裝置，該裝置包括治療頭及運動機架，運動機架包括順序連接的垂直伸縮機構，垂直回轉機構、水平移動導向機構和水平固定導向機構組成，該裝置具有結構簡單，控制方便等優點，缺點在于:1.無法對靶區進行旋轉拉弧放療，放療效率不高;2.多個機構順序連接，會使得機構的誤差產生累積，使得整個裝置機械誤差較大;3.該放療裝置沒有圖像引導裝置，無法實IGRT(圖像引導放療)，使得放療精度不高。
[0006]此外，根據核物理相關知識可知，射線從射線源射出后，在空氣中的強度和距離的平方成反比，為了使射線強度衰減小，射線源應當盡可能地靠近病灶。但目前放射治療設備的射線源到病灶的距離均是固定不變的，這會使射線到達病灶后強度減小，同時，射線離開射線源后會與空氣發生碰撞而發生散射，從而造成對正常組織的傷害。

【發明內容】

[0007]本發明的目的是為了克服現有技術中存在的上述問題，提供一種放射治療系統，該系統結構簡單、控制方便，非共面放療范圍大，射線衰減小，同時圖像引導裝置發出的射線不受到阻擋。
[0008]本發明采用以下技術方案來實現。
[0009]一種放射治療系統，包括射線源、用于固定射線源的支架、兩臺X射線球管、與X射線球管對應的兩臺探測器、治療床，還包括頂板，所述頂板與天花板固連并設有圓形導槽A;所述支架的上部通過滑塊連接于所述圓形導槽A內并可以沿著圓形導槽A轉動;所述支架設有一個開口向下的弧形導槽A;還包括一個伸縮裝置，所述伸縮裝置的上端連接所述弧形導槽A內，下端與射線源固連，所述伸縮裝置帶動射線源既可以沿著弧形軌道A轉動，又可以沿著弧形軌道A的徑向移動;所述X射線球管與支架固連并可隨之轉動，兩臺X射線球管與放射治療等中心點在同一豎直平面內；所述探測器位于治療床的下方，可以隨著X射線球管的轉動而在水平面上同步轉動，使得X射線球管發出射線始終與對應探測器的接收面垂直。
[0010]上述方案中，所述弧形導槽A位于支架的中部，所述支架的下部設有兩個開口呈水平相對的弧形導槽B;所述弧形導槽A和弧形導槽B的中心均位于放射治療等中心點。
[0011]上述方案中，還包括一個支承圈，所述支承圈套住射線源并始終與射線源接觸，通過滑塊連接到弧形導槽B內并可以沿著弧形導槽B與所述伸縮裝置同步轉動。
[0012]上述方案中，還包括一個底板，所述底板上方設有圓形導槽B，所述探測器通過滑塊連接于所述圓形導槽內并可以沿著圓形導槽轉動，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支架伸出臂組成，兩個支架伸出臂關于弧形導槽所在平面對稱，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與射線源沿著弧形軌道轉動，實現射線源可以在人體的上方任一方位、任一角度向靶區發出射線進行非共面旋轉拉弧放療，提高了焦皮比，降低了射線對人體的損害，同時放療的效率高。
[0018](2)僅是兩級轉動，結構較簡單，減小了累積的機械誤差，同時也提高了負載能力，使得可以帶動重達400kg的C波段的電子直線加速器。
[0019](3)對于圖像引導系統，利用在頂板上的兩臺X射線球管發出X射線從弧形導槽的兩側入射到靶區，同時在支架轉動時，X射線球管和探測器隨之同步轉動，使得X射線不會受到阻擋，提高了圖像引導裝置的質量。
[0020](4)射線源設計成可伸縮形式，實現對病灶的“調距放療”，減小了射線的衰減，同時減少了射線與空氣碰撞而產生散射對人體組織的傷害。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的一個實施例的結構示意圖。
[0022]圖2為本發明的一個實施例在弧形軌道A和治療床中軸線垂直時的剖視圖。
[0023]圖3為本發明的一個實施例的支架的示意圖。
[0024]圖4為本發明的一個實施例的射線源連著支承圈和伸縮裝置的示意圖。
[0025]圖5為本發明的一個實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探測器;5治療床;6頂板;7弧形導槽A;8伸縮裝置;9等中心點；1底板；11圓形導槽B; 12弧形導槽B; 13圓形導槽A; 14支承件；15支架主體;16支架伸出臂。
具體實施例
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0028]如圖1和圖2所示，一種放射治療系統，包括射線源1、用于固定射線源I的支架2、兩臺X射線球管3、與X射線球管3對應的兩臺探測器4、治療床5，還包括頂板6，頂板6與天花板固連。支架2設有一個開口向下的弧形導槽A7。還包括一個伸縮裝置8，伸縮裝置8的上端連接弧形導槽A7內，下端與射線源I固連，伸縮裝置8帶動射線源I既可以沿著弧形軌道A7轉動，又可以沿著弧形軌道A7的徑向移動，伸縮裝置這里采用液壓缸，當然也可以采用滾珠絲杠或者氣壓缸等，根據不同病人的胖瘦不同，在保證病人不對放療系統干涉的情況下，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固連并可隨之轉動，兩臺X射線球管3與放射治療等中心點9在同一豎直平面內，這里兩臺X射線球管3位于支架2的上部，并通過滑塊連接于圓形導槽A13內，這樣為了減輕兩臺X射線球管3對整個支架2的負載并為了美觀，當然，兩臺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。探測器4位于治療床5的下方，通過滑塊連接于圓形導槽11內并可以沿著圓形導槽11轉動，使得X射線球管3發出射線始終與對應探測器4的接收面垂直，因為射線與接收面不垂直時會帶來探測效率低，成像質量差等問題。治療床5為六維治療床，在放療前或者放療過程中可以根據圖像引導裝置(由X射線球管3和探測器4組成)檢測到靶區位置后，將治療床5移動到恰當的位置，而且治療床5由全碳纖維制造而成，這樣在X射線球管3發出的X射線穿透治療床5時被吸收的量很少，提高成像質量。射線源I選用穩定性高，成本較低的C波段電子直線加速器。支架2的上部通過滑塊連接于圓形導槽A13內并可以沿著圓形導槽A13轉動;弧形導槽A7位于支架2的中部，支架2的下部設有兩個開口呈水平相對的弧形導槽B;弧形導槽A和弧形導槽B的中心均位于放射治療等中心點9。
[0029]如圖3所示，支架2由支架主體15和兩個支架伸出臂16組成，兩個支架伸出臂16關于弧形導槽所在平面對稱，X射線球管(該圖未示出)安裝在支架伸出臂16上。在支架2的下方的設置有水平相對的弧形導槽B12，支承圈(該圖未示出)連接在弧形導槽B12。當射線源I沿著弧形導槽B12轉動，而射線源I的中軸線不在豎直方向時，支承圈對射線源I起到很好的支承作用，避免射線源I只受伸縮裝置8的作用而成懸臂結構。
[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，通過滑塊連接到弧形導槽B(該圖未示出)內并可以沿著弧形導槽B轉動。
[0031]如圖5所示，頂板上設有圓形導槽A，支架2連接在圓形導槽A13內并可以360°轉動。
[0032]本實施例的工作原理為:放療前，治療床將病人移送至恰當的位置使得病人的靶區位于該放療系統的等中心點后，有三種模式可以選擇:(I)支架沿著圓形導槽A轉動360°后暫停，射線源沿著弧形軌道轉動一定的角度，支架繼續沿著圓形導槽A轉動360° ; (2)支架沿著圓形導槽A連續轉動，同時射線源沿著弧形軌道轉動來回連續轉動；(3)射線源沿著弧形軌道從一側轉動到另一側后暫停，支架沿著圓形導槽A轉動一定的角度，然后射線源沿著弧形軌道轉動回原先的一側。使用時可以根據實際情況選擇對應的模式。同時，圖形引導裝置在放療時對靶區進行定位追蹤，當發現靶區偏離初始位置時，便利用治療床的六維運動對病人進行擺位，使得病人的靶區重新回到該放療系統的等中心點。這樣，就實現了利用圖像引導，在病人上方的任意角度對靶區進行360°旋轉拉弧放療，最大程度地提高焦皮比，改善放療質量。
[0033]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種放射治療系統，包括射線源、用于固定射線源的支架、兩臺X射線球管、與X射線球管對應的兩臺探測器、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有圓形導槽A; 所述支架的上部通過滑塊連接于所述圓形導槽A內并可以沿著圓形導槽A轉動； 所述支架設有一個開口向下的弧形導槽A; 還包括一個伸縮裝置，所述伸縮裝置的上端連接于所述弧形導槽A內，下端與射線源固連，所述伸縮裝置帶動射線源既可以沿著弧形軌道A轉動，又可以沿著弧形軌道A的徑向移動； 所述X射線球管與支架固連并可隨之轉動，兩臺X射線球管與放射治療等中心點在同一豎直平面內； 所述探測器位于治療床的下方，可以隨著X射線球管的轉動而在水平面上同步轉動，使得X射線球管發出射線始終與對應探測器的接收面垂直。2.根據權利要求1所述的放射治療系統，其特征在于:所述弧形導槽A位于支架的中部，所述支架的下部設有兩個開口呈水平相對的弧形導槽B;所述弧形導槽A和弧形導槽B的中心均位于放射治療等中心點。3.根據權利要求1所述的放射治療系統，其特征在于:還包括一個支承圈，所述支承圈套住射線源并始終與射線源接觸，通過滑塊連接到弧形導槽B內并可以沿著弧形導槽B與所述伸縮裝置同步轉動。4.根據權利要求1所述的放射治療系統，其特征在于:還包括一個底板，所述底板上方方設有圓形導槽B，所述探測器通過滑塊連接于所述圓形導槽內并可以沿著圓形導槽轉動，所述治療床位于底板上方。5.權利要求1或2所述的放射治療系統，其特征在于:所述支架由支架主體和兩個支架伸出臂組成，兩個支架伸出臂關于弧形導槽所在平面對稱，X射線球管安裝在支架伸出臂上。6.權利要求1或4所述的放射治療系統，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.根據權利要求1或3所述的放射治療系統，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】A61N5/10GK105920745SQ201610424189
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】黃春強, 湯卿, 熊瑞平, 吳大可, 姚進
【申請人】四川大學