CN105079986A - 一种非共面放射治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗设备领域中的一种非共面放射治疗系统，包括：射线源、机架、影像定位系统和治疗床，机架由公转底座、L型旋转臂和C型旋转臂组成，公转底座与L型旋转臂之间为转动副连接，L型旋转臂与C型旋转臂之间为转动副连接，射线源安装在C型旋转臂一端，C型旋转臂另一端安装有剂量验证装置，影像定位系统包括两套X射线影像系统，两套X射线影像系统交叉安装在C型旋转臂的两侧，治疗床对应于机架安装，由治疗床板、滑台和治疗床支撑机构组成，治疗床板与滑台之间为转动副连接。本发明的非共面放射治疗系统可以用于头颈部肿瘤、骨科肿瘤、脊柱肿瘤等的共面和非共面放疗，机架的运动范围大、灵活性高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，具体是一种非共面放射治疗系统。
背景技术
恶性肿瘤（癌症）是影响我国人口健康发展的主要重大疾病。世界卫生组织《全球癌症报告2014》中指出，新增的癌症病例有近一半出现在亚洲，其中大部分在中国，中国新增癌症病例高居第一位。在肝、食道、胃和肺等4种恶性肿瘤中，中国新增病例和死亡人数均居世界首位。中国每年新增癌症病例约350万，约有250万人因此死亡。
现有的癌症治疗技术中，放射治疗是一种非常重要的手段，在可治愈肿瘤患者中，放疗的治愈率可达12%，因此，放疗的作用和意义非常显著。随着生物学、外科学、影像学、精密机械学等技术和学科的发展，放疗的手段和放疗设备也取得了较大的进展。现在的放疗技术，都在追求“四精”的放疗效果，即精确诊断、精确计划、精确定位与精确治疗。
现代医学中，较为普遍的精确放疗技术为三维适形放疗、调强放疗、立体定向放疗、图像引导放疗等。精确放疗技术可以有效地提高肿瘤局部治愈率，减小正常器官的损伤，提高治疗质量。然而，对于大多常规放疗设备而言，其机架采用的是较为庞大的龙门式机架、C型机架或环式机架，要达到精确放疗，就需要机架具有更大的治疗空间、更灵活的承载机构，同时配备更清晰的成像设备等。其中，非共面放射治疗技术结合先进的影像系统，理论上可以实现较好的治疗效果。该技术已经在较多文献中报道，具有明显的优势：（1）光束入射方向更加灵活，可以有效地提高剂量梯度，避开正常组织；（2）治疗后的等剂量曲线紧凑，有效降低OARs和正常组织照射剂量；（3）剂量学特性较好，甚至可以与质子放疗的剂量水平媲美。而该技术最好的实现方式是机架具有非常高的灵活度和自由空间。而现有放疗设备,承载加速器/射线源的机架的运动灵活性较差，不能进行公转，限制了实现非公面放射治疗的可行。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种加速器机架可以公转，实现非共面治疗的精确放射治疗系统。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
一种非共面治疗系统，包括：射线源、机架、影像定位系统和治疗床。其特征在于所述机架由公转底座、L型旋转臂和C型旋转臂三部分组成，公转底座与L型旋转臂之间为转动副连接，实现机架的公转，L型旋转臂与C型旋转臂之间为转动副连接，实现机架的自转；所述射线源安装在C型旋转臂一端，C型旋转臂另一端安装有剂量验证装置；所述影像定位系统包括两套X射线影像系统，每一套X射线影像系统均由X射线源与平板探测器组成，两套X射线影像系统交叉安装在C型旋转臂的两侧；所述治疗床对应于机架安装，由治疗床板、滑台和治疗床支撑机构组成，治疗床板与滑台之间为转动副连接。转动副的转动轴线通过影像定位系统的成像中心点，即等中心点。
上述方案中，所述X射线影像系统交叉安装在C型旋转臂的两侧的具体方式为：C型旋转臂上设置有X射线源支架和平板探测器支架，X射线影像系统的X射线源和平板探测器分别安装在X射线源支架和平板探测器支架上，为了能够实现精确成像，至少在X射线源支架或平板探测器支架任意一组上安装有微调机构，用于调整X射线源或平板探测器的方位。
上述方案中，为了实现更加灵活地实现非公面治疗，治疗床对应于机架安装的具体方式为：治疗床支撑机构安装在公转底座外缘的圆弧导轨上，可以实现治疗床围绕公转底座中心轴线旋转。所述公转底座（2-1）的中心轴线过等中心，与射线源（1）发射X射线的中心线重合。
更进一步，上述方案中所述治疗床滑台与治疗床支撑机构之间为移动副连接，即滑台下端设置有滑块，治疗床支撑机构上设置有连接座，连接座上设置有直线导轨，滑块与直线导轨配合，实现直线运动，进而实现治疗床的进给运动。
上述方案中，所述治疗床支撑机构为一多关节串联机器人或并联机器人或移动平台。
上述方案中，所述公转底座上设置有标记刻度，用于校准和指示机架的公转角度或治疗床的公转角度。
上述方案中，所述公转底座的中心轴线与射线源发射X射线的中心线重合，即经过等中线点垂直于地面。
本发明的有益之处在于：
（1）本发明所述的非共面放射治疗系统，其机架可以实现公转和自转，公转自由度提高了机架及射线源治疗头的灵活性和运动范围，同时治疗床的公转为两级，一级在治疗床与治疗床滑台之间，一级在治疗床支撑机构与安装平面之间，两级治疗床可以非常容易地实现非对患者的非共面治疗；
（2）本发明在所述的非共面放射治疗系统，在X射线源或平板探测器上安装有微调机构，使其方位可调，提高了影像系统的精度；
（3）本发明所述的非共面放射治疗系统，将两套影像系统集成在机架上，可以随机架进行自转和公转，能够实现三维CBCT成像和二维交叉成像，且由于与机架集成在一起，易于把证成像中心与自转轴线的轴向重合，成像定位精度高，灵活性好。
附图说明
图1是本发明所述的非共面放射治疗系统的结构示意图。
图2是本发明所述的一个实施例的示意图。
附图中，各数字代表的含义为：
1：射线源；2：机架；2-1：公转底座；2-2：L型旋转臂；2-3：C型旋转臂；3：影像定位系统；3-1：X射线源；3-2：平板探测器；3-3：X射线支架；3-4：平板探测器支架；4：治疗床；4-1：治疗床板；4-2：滑台；4-3：治疗床支撑机构；5：剂量验证装置。
具体实施例
下面结合附图及实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。
实施例一
如图1所示的非公面放射治疗系统，由射线源1、机架2、影像定位系统3和治疗床4组成；所述机架2由公转底座2-1、L型旋转臂2-2和C型旋转臂2-3三部分组成，公转底座2-1与L型旋转臂2-2之间为转动副连接，可以实现机架2绕着公转底座中心轴线的公转，所述公转底座2-1的中心轴线与射线源1发射X射线的中心线重合，即经过等中线点垂直于地面，L型旋转臂2-2与C型旋转臂2-3之间为转动副连接，实现机架2绕着患者纵向的自转运动；所述射线源1安装在C型旋转臂2-3一端，C型旋转臂2-3另一端安装有剂量验证装置5，用于治疗过程中监测患者照射剂量；所述影像定位系统3包括两套X射线影像系统，每一套X射线影像系统均由X射线源3-1与平板探测器3-2组成，两套X射线影像系统3交叉安装在C型旋转臂2-3的两侧，交叉角度为90度，具体安装方式为：C型旋转臂2-3上设置有X射线源支架3-3和平板探测器支架3-4，X射线影像系统的X射线源3-1和平板探测器3-2分别安装在X射线源支架3-3和平板探测器支架3-4上，为了能够实现精确成像，在X射线源支架3-3和平板探测器支架3-4均安装有微调机构，用于调整X射线源3-1和平板探测器3-2的方位。
本实施例中，治疗床4由治疗床板4-1、滑台4-2和治疗床支撑机构4-3组成，治疗床板4-1与滑台4-2之间为转动副连接，滑台4-2与治疗床支撑机构4-3之间为移动副连接，即滑台4-2下端设置有滑块，治疗床支撑机构4-3上设置有连接座，连接座上设置有直线导轨，滑块与直线导轨配合，实现直线运动，进而实现治疗床的进给运动；本实施例为了更加灵活地实现非公面治疗，治疗床支撑机构4-3安装在公转底座2-1外缘的圆弧导轨上，围绕公转底座2-1中心轴线旋转，扩大了治疗床4的运动空间，使得射线源1可以从患者周围更多的角度去照射靶区，从而有效地避开危险器官，也能有效地提高靶区的剂量均匀性和适形度。
本实施例可以实现对于患者的非共面放疗，大致过程为：机架在0°时，治疗床在0°，机架自转可以围绕患者成像，在影像引导下完成0度平面的放疗；然后机架或治疗床公转一定角度，在该角度的平面内实现不同于前一平面的放疗，以此选取多个平面，在患者的靶区周围空间构成一个多平面多点的非共面治疗方式。
实施例二
如图2所示，本实施例中所述治疗床支撑机构（4-3）为一多关节串联机器人，其余结构均同实施例一。
Claims (6)
1.一种非共面治疗系统，包括：射线源（1）、机架（2）、影像定位系统（3）和治疗床（4）；其特征在于：所述机架（2）由公转底座（2-1）、L型旋转臂（2-2）和C型旋转臂（2-3）三部分组成，公转底座（2-1）与L型旋转臂（2-2）之间为转动副连接，L型旋转臂（2-2）与C型旋转臂（2-3）之间为转动副连接；所述射线源（1）安装在C型旋转臂（2-3）一端，C型旋转臂（2-3）另一端安装有剂量验证装置（5）；所述影像定位系统（3）包括两套X射线影像系统，每一套X射线影像系统均由X射线源（3-1）与平板探测器（3-2）组成，两套X射线影像系统（3）交叉安装在C型旋转臂（2-3）的两侧；所述治疗床（4）对应于机架（2）安装，由治疗床板（4-1）、滑台（4-2）和治疗床支撑机构（4-3）组成，治疗床板（4-1）与滑台（4-2）之间为转动副连接，转动副的转动轴线通过影像定位系统的成像中心点，即等中心点。
2.按照权利要求1所述的非共面治疗系统，其特征在于：所述X射线影像系统交叉安装在C型旋转臂（2-3）的两侧的具体方式为：C型旋转臂（2-3）上设置有X射线源支架（3-3）和平板探测器支架（3-4），X射线影像系统的X射线源（3-1）和平板探测器（3-2）分别安装在X射线源支架（3-3）和平板探测器支架（3-4）上，为了能够实现精确成像，至少在X射线源支架（3-3）或平板探测器支架（3-4）任意一组上安装有微调机构，用于调整X射线源（3-1）或平板探测器（3-2）的方位。
3.按照权利要求1所述的非共面治疗系统，其特征在于：所述治疗床（4）对应于机架（2）安装的具体方式为：治疗床支撑机构（4-3）安装在公转底座（2-1）外缘的圆弧导轨上，可以实现治疗床（4）围绕公转底座（2-1）中心轴线旋转，所述公转底座（2-1）的中心轴线过等中心，与射线源（1）发射X射线的中心线重合。
4.按照权利要求3所述的非共面治疗系统，其特征在于：所述治疗床滑台（4-2）与治疗床支撑机构（4-3）之间为移动副连接，即滑台（4-2）下端设置有滑块，治疗床支撑机构（4-3）上设置有连接座，连接座上设置有直线导轨，滑块与直线导轨配合，实现直线运动，进而实现治疗床的进给运动。
5.按照权利要求1所述的非共面治疗系统，其特征在于：所述治疗床支撑机构（4-3）为一多关节串联机器人或并联机器人或移动平台。
6.按照权利要求1所述的非共面治疗系统，其特征在于：所述公转底座（2-1）上设置有标记刻度，用于校准和指示机架（2）的公转角度或治疗床（4）的公转角度。
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