CN102068764A - 一种图像引导伽马刀治疗验证系统 - Google Patents

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Abstract

一种图像引导伽玛刀治疗验证系统，通过多功能X射线图像引导装置，把体位靶区验证和靶点验证装置及数据共享及集成装置分别与现有的各种伽玛刀设备构成一个有机的整体。其优点是：利用本系统的图像引导装置可采集到患者多体位的高分辨率的图像，从而方便实现精确的摆位验证。使用该系统，可以在患者初次治疗和重复治疗前进行一次体位、靶区和靶点的位置验证，确保处方剂量准确的给予到靶区上，提高放射治疗的疗效，降低放射损伤。

Description

一种图像引导伽马刀治疗验证系统
技术领域：
本发明涉及医疗设备技术领域，具体讲是一种图像引导伽马刀治疗验证系统。
背景技术：
放射治疗的验证是实现精确放射治疗的技术保障。目前，在医用加速器上实施的三维适形放射治疗(3D-CRT)、调强适形放射治疗(IMRT)主要采用在等中心拍摄射野验证片、电子射野影像系统(EPID)和锥形束CT扫描(cone-beam CT)等方法验证靶区位置。剂量验证通常采用在初次治疗前，将规划的患者相关信息植入到测量模体，实测模体内剂量，并与治疗计划的剂量分布进行比较。
全身伽马刀是一种我国具有自主知识产权的立体定向放疗设备，目前在国内已得到相当广泛的临床应用。全身伽马刀采用多源聚集的照射方式，具有靶区剂量高度集中，靶区周围剂量下降梯度大，靶区内剂量分布不均匀的剂量学特征，在临床应用中，适合采用高分次剂量治疗实质器官的肿瘤，在给病变区域很高剂量的同时有利于很好地保护周围正常组织，而此时靶区的精确定位，治疗时的准确摆位和靶点验证就变得非常关键。因为不准确的摆位和靶点的移位会造成靶区内欠剂量而周围的正常组织受到过高的剂量照射。因此，能否将处方(计划)剂量准确给予到确定的治疗区域(靶区)是治疗成功与否的关键。目前在加速器上实施的放疗也有与之相适应的图像引导验证系统解决以上存在的类似问题。但由于全身伽马刀的结构及原理完全不同于加速器，因此，目前在医用加速器上应用的验证系统无法用于全身伽马刀治疗的验证。因此，亟待研发一种图像引导伽马刀治疗验证系统用于临床。
发明内容：
本发明的目的是为目前投入临床应用的各种型号的全身伽马刀提供一种相匹配的小型X射线成像系统作为图像引导装置并和设备构成一个有机的整体，在相关的软件的支撑下实现图像引导下的全身伽马治疗的体位及靶点验证。
本发明一种图像引导伽马刀治疗验证系统，包括：多功能X射线图像引导装置；体位靶区和靶点验证装置；与伽马刀设备集成的数据共享及集成装置分别与现有的各种伽玛刀设备构成一个有机的整体。
多功能X射线图像引导装置包括：高分辨率CCD图像探测器；图像分时采集机构；源焦距调节机构；X射线发生器。
多功能X射线图像引导装置为小型化Kv级。
高分辨率CCD图像探测器：主要用于局部成像，要求高分辨率。
X射线发生器：要求焦点必须小，体积小。
图像分时采集机构由蜗轮蜗杆及伺服电机驱动，在圆弧导轨上运动：该机构分时采集患者的正位和侧位的体位图像。
源焦距调节机构由齿轮齿条及步进电机驱动作直线运动：依据不同型号伽玛刀设备的特点，通过该机构调节高分辨率CCD图像探测器和X射线发生器之间的距离即源焦距。
依据现有各种型号伽马刀设备的特点，该装置采用非常规的短焦距的X射线成像技术，以提高图像的分辨率，同时又要能覆盖所有设备的源焦距的要求，其范围在350-700毫米.
体位靶区和靶点验证装置包括：图像处理计算机；图像采集卡以及体位验证软件。
体位靶区和靶点验证装置采集患者的正位和侧位的体位数字图像，经图像处理计算机进行三维图像重建及分析处理，获得患者当前靶区和靶点的实际空间位置，并与伽马刀设备的治疗计划系统给出的计划位置进行比较，从而实现对靶区(多靶点)和单个靶点位置的验证。，
数据共享与集成装置包括：与伽玛刀设备连接的患者支撑和对接机构；数据通信与共享软件。
支撑和对接机构由两个槽型导向轨将一玻璃纤维床板与伽玛刀设备的治疗床连成一体。以确保本系统和伽玛刀设备的坐标系的一致性。
数据共享与集成装置完成图像引导伽玛刀治疗验证系统与伽玛刀设备之间数据通信；通过患者支撑对接机构与伽马刀设备集成。
本发明一种图像引导伽马刀治疗验证系统的优点是：利用本系统的图像引导装置可采集到患者多体位的高分辨率的图像，从而方便实现精确的摆位验证。使用该系统，可以在患者初次治疗和重复治疗前进行一次体位、靶区和靶点的位置验证，确保处方剂量准确的给予到靶区上，提高放射治疗的疗效，降低放射损伤。
附图说明：
图1为图像引导伽玛刀治疗验证系统组成图
图2为多功能X射线图像引导装置结构图
具体实施方式：
根据图1和图2所示：
多功能X射线图像引导装置包括：CCD图像探测器1，X射线发生器3，图像分时采集机构2，源焦距调节机构4，分别与现有的各种伽玛刀设备构成一个有机的整体。
体位靶区和靶点验证装置包括：图像处理计算机，图像采集卡及体位验证软件。
数据共享和集成装置包括：图像处理计算机，数据通信与共享软件和患者支撑及对接装置5。
图像引导伽玛刀治疗验证系统的实现如下：
治疗开始前，患者7在伽玛刀设备的治疗床上重新摆位固定，然后将多功能X射线图像引导装置移至伽马刀设备治疗床旁，通过患者支撑及对接装置5与伽玛刀治疗床连接在一起。通过图像分时采集机构2驱动X射线发生器3和CCD图像探测器1围绕伽马刀设备治疗计划工作站所确定的靶区(靶点)6旋转，并拍摄取患者的正、侧位图像。CCD图像探测器1将所采集到的患者正侧位图像传送到图像处理计算机，通过图像处理计算机8和体位验证软件分析处理，获取患者靶区(靶点)6当前的实际空间位置坐标。然后将患者靶区(靶点)6的实际空间位置和治疗计划工作站所确定的空间位置数据进行比较，从而获得靶区(靶点)6的空间位置误差。通过图像处理计算机  和数据通信与共享软件将靶区(靶点)6的位置误差信息传送到伽玛刀设备的电气控制装置，并由它完成患者靶区(靶点)6空间位置的调整或纠正位置误差，从而实现验证的目的。

Claims (6)

1.图像引导伽玛刀治疗验证系统，其特征在于通过多功能X射线图像引导装置，把体位靶区验证和靶点验证装置及数据共享及集成装置分别与现有的各种伽玛刀设备构成一个有机的整体。
2.根据权利要求1所述的图像引导伽玛刀治疗验证系统，其特征在于，多功能X射线图像引导装置包括：高分辨率的CCD图像探测器，图像分时采集机构，源焦距调节机构和X射线发生器。
3.根据权利要求1所述的图像引导伽玛刀治疗验证系统，其特征在于：体位靶区验证和靶点验证装置包括：图像处理计算机，体位验证软件及图像采集卡。
4.根据权利要求1所述的图像引导伽玛刀治疗验证系统，其特征在于：数据共享和集成装置包括：计算机、患者支撑和对接机构。
5.根据权利要求1和2所述的图像引导伽玛刀治疗验证系统，其特征在于：X射线发生器必须采用小焦点，短焦距。
6.根据权利要求1和2所述的图像引导伽玛刀治疗验证系统，其特征在于：源焦距调节机构应能调节焦距，其调整范围在350-700毫米。
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