CN103845068A - 融合pet-ct功能的高能放射治疗系统 - Google Patents

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张圈世
孙启银
牛绍龙
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Abstract

本发明提供一种融合PET-CT功能的高能放射治疗系统，属于医疗器械领域。其中，该融合PET-CT功能的高能放射治疗系统包括用于对患者进行放射治疗的高能加速器；用于获得患者图像的正电子发射断层扫描-计算机体层显像PET-CT成像装置；用于连接所述高能加速器与所述PET-CT成像装置的连接装置。本发明的技术方案可以实现对肿瘤的放射治疗技术的精准的照射位置和精准的剂量给予，并实现精确的三维生物适形调强放疗。

Description

融合PET-CT功能的高能放射治疗系统
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别是指一种融合PET-CT功能的高能放射治疗系统。
背景技术
目前，肿瘤的放射治疗技术已进入精确的时代，即精准的照射位置和精准的剂量给予，因此产生了当今放射治疗领域广泛应用的图像引导放射治疗技术IGRT（Image-Guided Radio Therapy）和调强放射治疗技术IMRT（Intensity-Modulated Radio Therapy）,这两项放射治疗新技术的应用大大提高了放射治疗水平，因此它们被称为20世纪放射治疗技术革命性的变化。
但从几十年临床应用实践并从统计意义结果分析，这种技术上的革命性变化，并没有带来肿瘤治疗效果或肿瘤局部控制率方面产生革命性的变化或提高。这主要是因为，上述两项技术是基于肿瘤精确的物理位置和物理剂量的准确分布而言，并没有考虑肿瘤患者个体的生物学方面（代谢、乏氧、射线敏感性）的特性和差异。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种融合PET-CT功能的高能放射治疗系统，可以实现对肿瘤的放射治疗技术的精准的照射位置和精准的剂量给予，并实现精确的三维生物适形调强放疗。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种融合PET-CT功能的高能放射治疗系统，包括：
用于对患者进行放射治疗的高能加速器；
用于获得患者图像的正电子发射断层扫描-计算机体层显像PET-CT成像装置；
用于连接所述高能加速器与所述PET-CT成像装置的连接装置。
进一步地，所述高能加速器包括：
固定底座；
设置在所述固定底座上，可沿所述固定底座的内置轴承旋转的C型臂机架；
固定在所述C型臂机架上的高能加速器放射治疗头。
进一步地，所述连接装置包括：
分别对称安装在所述C型臂机架两边、与所述C型臂机架的垂直部分固定连接的两个水平方向的连接轴。
进一步地，所述PET-CT成像装置包括：
分别设置在所述两个连接轴上的两个PET探头；
动力传动模块，用于带动所述PET探头在所述连接轴上移动。
进一步地，所述连接装置包括：
固定安装在所述C型臂机架的水平部分上的水平方向的导轨以及位于所述导轨上的滑块。
进一步地，所述PET-CT成像装置包括：
固定在所述滑块上的PET探头；
动力传动模块，用于带动所述PET探头在所述导轨上滑动。
进一步地，所述高能加速器为产生能量在45M电子伏以上的直线加速器。
进一步地，所述系统还包括：
设置在所述固定底座上的CBCT或IGRT平板探测器。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，高能放射治疗系统包括有高能加速器和PET-CT成像装置，高能加速器发射的高能X射线照射患者时，在杀死肿瘤细胞的同时，能够激发组织的氧16，碳12产生正电子发射核氧15，碳11等，此时可以采用PET-CT成像装置进行扫描显像，确定X射线照射的位置和照射的剂量分布，实现了治疗与活体生物学验证和生物效应分析同时进行，也可以实现生物学图像引导的放射治疗，从而真正意义上实现精确的三维生物适形调强放疗和验证。
附图说明
图1为本发明实施例的高能放射治疗系统的后视示意图；
图2为本发明实施例一的高能放射治疗系统的侧视示意图；
图3为本发明实施例二的高能放射治疗系统的侧视示意图。
附图标记
1高能加速器放射治疗头
2固定底座
3PET探头
4内置轴承
5连接轴
6C型臂机架
7导轨
8动力传动模块
9CBCT或IGRT平板探测器
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
现有的IGRT和IMRT这两项放射治疗技术是基于肿瘤精确的物理位置和物理剂量的准确分布而言，并没有考虑肿瘤患者个体的生物学方面（代谢、乏氧、射线敏感性）的特性和差异。如果能在IGRT和IMRT这两项技术的基础上从肿瘤患者个体的生物学角度对照射的位置和剂量给予验证以及在照射后的生物学效应方面给予研究和评价，即从生物靶区(Biological target volume，BTV)及生物适形调强放射治疗(Biological IMRT，Bio-IMRT)方面研究肿瘤的放射治疗，必将使肿瘤的放射治疗技术上一个新台阶。
PET-CT（Positron Emission Computed Tomography-computed tomography，正电子发射断层扫描-计算机体层显像）将CT与PET融为一体，由CT提供病灶的精确解剖定位，而PET提供病灶详尽的功能与代谢等分子信息，具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点，一次显像可获得全身各方位的断层图像，可一目了然的了解全身整体状况，达到早期发现病灶和诊断疾病的目的。
本发明的实施例针对现有技术中仅考虑基于肿瘤精确的物理位置和物理剂量的准确分布，不能有效地提高肿瘤治疗效果的问题，提供一种融合PET-CT功能的高能放射治疗系统，可以实现对肿瘤的放射治疗技术的精准的照射位置和精准的剂量给予，并实现精确的三维生物适形调强放疗。
该PET-CT功能的高能放射治疗系统包括用于对患者进行放射治疗的高能加速器和固定在高能加速器的机架上、被配置成获得患者图像的正电子发射断层扫描-计算机体层显像PET-CT成像装置，还包括用于连接所述高能加速器与所述PET-CT成像装置的连接装置。
下面结合具体的实施例对本发明的融合PET-CT功能的高能放射治疗系统进行详细介绍：
实施例一：
如图1和图2所示，所述高能加速器包括：固定底座2；设置在所述固定底座2上，可沿所述固定底座2的内置轴承4旋转的C型臂机架6；以及固定在所述C型臂机架6上的高能加速器放射治疗头1。此外，在固定底座2上还可安装有CBCT或IGRT平板探测器。
其中，连接装置包括：
分别对称安装在所述C型臂机架6两边、与所述C型臂机架6的垂直部分固定连接的两个水平方向的连接轴5。
本实施例中，PET-CT成像装置为开环式结构，所述PET-CT成像装置包括对称安装在连接轴5上的两个PET探头3，在动力传动模块的作用下，PET探头3可沿连接轴5左右移动，以便对患者进行采集图像。
进一步地，本实施例的高能加速器可以为产生能量在45M电子伏以上的直线加速器，即LA45高能加速器。
在采用本发明的高能放射治疗系统对患者进行治疗时，高能加速器发射的45MV高能X射线照射肿瘤病人，在杀死肿瘤细胞的同时，激发组织的氧16（16O），碳12（12C）产生正电子发射核氧15（15O），碳11（11C）等，患者在照射或治疗后立即用PET-CT成像装置进行扫描显像，确定X射线照射的位置和照射的剂量分布，实现了治疗与活体（in-vivo）生物学验证和生物效应分析同时进行，也可以实现生物学图像引导的放射治疗（Bio-IGRT），从而真正意义上实现精确的三维生物适形调强放射治疗(Bio-IMRT)和验证。
实施例二：
如图1和图3所示，所述高能加速器包括：固定底座2；设置在所述固定底座2上，可沿所述固定底座2的内置轴承4旋转的C型臂机架6；以及固定在所述C型臂机架6上的高能加速器放射治疗头1。此外，在固定底座2上还可安装有CBCT或IGRT平板探测器。
其中，连接装置包括：
固定安装在所述C型臂机架6的水平部分上的水平方向的导轨7以及位于所述导轨7上的滑块。
本实施例中，PET-CT成像装置的PET探头3安装在滑块上，在动力传动模块8的作用下，PET探头3可在导轨7上滑动，以便对患者进行采集图像。
其中，动力传动模块8可以安装在C型臂机架6的垂直部分，还可以安装在C型臂机架6的其他部分，只要方便对PET探头进行控制即可。
进一步地，本实施例的高能加速器可以为产生能量在45M电子伏以上的直线加速器，即LA45高能加速器。
在采用本发明的高能放射治疗系统对患者进行治疗时，高能加速器发射的45MV高能X射线照射肿瘤病人，在杀死肿瘤细胞的同时，激发组织的氧16（16O），碳12（12C）产生正电子发射核氧15（15O），碳11（11C）等，患者在照射或治疗后立即用PET-CT成像装置进行扫描显像，确定X射线照射的位置和照射的剂量分布，实现了治疗与活体（in-vivo）生物学验证和生物效应分析同时进行，也可以实现生物学图像引导的放射治疗（Bio-IGRT），从而真正意义上实现精确的三维生物适形调强放射治疗(Bio-IMRT)和验证。
本发明的高能放射治疗系统采用LA45高能加速器45MV高能X射线与平板探测器组合，进行图像采集和处理，开发2维、3维图像重建、配准、融合，不仅实现IGRT和CBCT的技术，而且实现CT、PET等多模态图像融合，从而使设备的功能更完善和强大；采用此高能放射治疗系统，产生的45MV能量的X射线，可以激发卟啉类靶向药物，产生氧自由基，从而不可逆的杀死癌细胞、白血病细胞和血管斑块泡沫细胞，从而极其有效的治疗癌症、白血病和心脑血管疾病。并且通过PET-CT成像装置进行扫描显像，确定X射线照射的位置和照射的剂量分布，可以实现从生物靶区(Biological target volume，BTV)以及肿瘤对高能X射线的生物学效应方面对肿瘤实施生物适形调强放射治疗(Biological IMRT，Bio-IMRT)。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种融合PET-CT功能的高能放射治疗系统，其特征在于，包括：
用于对患者进行放射治疗的高能加速器；
用于获得患者图像的正电子发射断层扫描-计算机体层显像PET-CT成像装置；
用于连接所述高能加速器与所述PET-CT成像装置的连接装置。
2.根据权利要求1所述的高能放射治疗系统，其特征在于，所述高能加速器包括：
固定底座；
设置在所述固定底座上，可沿所述固定底座的内置轴承旋转的C型臂机架；
固定在所述C型臂机架上的高能加速器放射治疗头。
3.根据权利要求2所述的高能放射治疗系统，其特征在于，所述连接装置包括：
分别对称安装在所述C型臂机架两边、与所述C型臂机架的垂直部分固定连接的两个水平方向的连接轴。
4.根据权利要求3所述的高能放射治疗系统，其特征在于，所述PET-CT成像装置包括：
分别设置在所述两个连接轴上的两个PET探头；
动力传动模块，用于带动所述PET探头在所述连接轴上移动。
5.根据权利要求2所述的高能放射治疗系统，其特征在于，所述连接装置包括：
固定安装在所述C型臂机架的水平部分上的水平方向的导轨以及位于所述导轨上的滑块。
6.根据权利要求5所述的高能放射治疗系统，其特征在于，所述PET-CT成像装置包括：
固定在所述滑块上的PET探头；
动力传动模块，用于带动所述PET探头在所述导轨上滑动。
7.根据权利要求1所述的高能放射治疗系统，其特征在于，所述高能加速器为产生能量在45M电子伏以上的直线加速器。
8.根据权利要求2所述的高能放射治疗系统，其特征在于，所述系统还包括：
设置在所述固定底座上的CBCT或IGRT平板探测器。
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