CN105920745A - 放射治疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种放射治疗系统，包括：射线源、支架、两台X射线球管、两台探测器、治疗床，还包括顶板，顶板与天花板固连并设有圆形导槽A；支架的上部通过滑块连接于圆形导槽A内并可以沿着圆形导槽A转动；支架设有一个开口向下的弧形导槽A；还包括一个伸缩装置，伸缩装置的上端连接弧形导槽A内，下端与射线源固连；X射线球管与支架固连并可随之转动，两台X射线球管与放射治疗等中心点在同一竖直平面内；探测器位于治疗床的下方，可以随着X射线球管的转动而在水平面上同步转动。本发明所述的放射治疗系统结构简单、控制方便，非共面放疗范围大，射线衰减小，同时图像引导装置发出的射线不受到阻挡。

Description

放射治疗系统

技术领域

本发明涉及一种放射治疗医用器械，尤其涉及一种放射治疗系统。

背景技术

最新数据显示，癌症已经称为危害人类健康的一大杀手。放射治疗（下面简称放疗）作为治疗癌症的一种重要手段，得到了持续快速的发展，也随之出现了各种各样的放疗设备。但目前的放疗设备，大多存在结构复杂，非共面放疗的范围小等缺陷。

美国Accurary公司研制出的Cyberknife系统是放疗设备的一大进步，该系统利用两套X射线球管和探测器组成图像引导装置获取靶区的位置，以便在放疗过程中对靶区进行追踪。电子直线加速器安装在机械手上，通过机械手带动直线加速器在病人周围多方位、多角度地对靶区进行精确放疗。Cyberknife 系统的不足在于：1.X射线球管固定在天花板上，放疗过程中，机械手和加速器会对图像引导装置发出的射线产生阻挡，进而影响成像和追踪；2.该系统无法对靶区进行旋转拉弧放疗，放疗的效率有待提高3.该系统利用到机械手，因为机械手为多级关节串联，呈悬臂结构，目前的机械手最多只能抓取200kg左右的X波段电子直线加速器，对重达400kg的C波段电子直线加速器无能为力，而C波段电子直线加速器具有稳定性好，加速管易加工，成本较低等优点得到了迅速的发展。

申请号为201520685366.7的中国授权专利公开了一种非共面放射治疗系统，该系统包括两套交叉安装在C型旋转臂两侧的X射线影像系统，该影像定位系统在放疗时随着C型旋转臂转动，对靶区进行追踪，射线源和影像系统绕着公转底座旋转来实现非共面放疗。这种方式解决了图像引导装置发出的X射线受到阻挡的问题，然而，这是这是牺牲非共面放疗的射线入射范围为代价的，因为这种结构在影像系统和射线源自转时的轨迹实质上形成了一个圆柱面，假如公转的角度过大，会存在影像系统和射线源与治疗床干涉的问题。

申请号为95102563.5中国授权专利公开了一种立体定向放射治疗装置，该装置包括治疗头及运动机架，运动机架包括顺序连接的垂直伸缩机构，垂直回转机构、水平移动导向机构和水平固定导向机构组成，该装置具有结构简单，控制方便等优点，缺点在于：1.无法对靶区进行旋转拉弧放疗，放疗效率不高；2.多个机构顺序连接，会使得机构的误差产生累积，使得整个装置机械误差较大；3.该放疗装置没有图像引导装置，无法实IGRT(图像引导放疗)，使得放疗精度不高。

此外，根据核物理相关知识可知，射线从射线源射出后，在空气中的强度和距离的平方成反比，为了使射线强度衰减小，射线源应当尽可能地靠近病灶。但目前放射治疗设备的射线源到病灶的距离均是固定不变的，这会使射线到达病灶后强度减小，同时，射线离开射线源后会与空气发生碰撞而发生散射，从而造成对正常组织的伤害。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述问题，提供一种放射治疗系统，该系统结构简单、控制方便，非共面放疗范围大，射线衰减小，同时图像引导装置发出的射线不受到阻挡。

本发明采用以下技术方案来实现。

一种放射治疗系统，包括射线源、用于固定射线源的支架、两台X射线球管、与X射线球管对应的两台探测器、治疗床， 还包括顶板，所述顶板与天花板固连并设有圆形导槽A；所述支架的上部通过滑块连接于所述圆形导槽A内并可以沿着圆形导槽A转动；所述支架设有一个开口向下的弧形导槽A；还包括一个伸缩装置，所述伸缩装置的上端连接所述弧形导槽A内，下端与射线源固连，所述伸缩装置带动射线源既可以沿着弧形轨道A转 动，又可以沿着弧形轨道A的径向移动；所述X射线球管与支架固连并可随之转动，两台X射线球管与放射治疗等中心点在同一竖直平面内；所述探测器位于治疗床的下方，可以随着X射线球管的转动而在水平面上同步转动，使得X射线球管发出射线始终与对应探测器的接收面垂直。

上述方案中，所述弧形导槽A位于支架的中部，所述支架的下部设有两个开口呈水平相对的弧形导槽B；所述弧形导槽A和弧形导槽B的中心均位于放射治疗等中心点。

上述方案中，还包括一个支承圈，所述支承圈套住射线源并始终与射线源接触，通过滑块连接到弧形导槽B内并可以沿着弧形导槽B与所述伸缩装置同步转动。

上述方案中，还包括一个底板，所述底板上方设有圆形导槽B，所述探测器通过滑块连接于所述圆形导槽内并可以沿着圆形导槽转动，所述治疗床位于底板上方。

上述方案中，所述支架由支架主体和两个支架伸出臂组成，两个支架伸出臂关于弧形导槽所在平面对称，X射线球管安装在支架伸出臂上。

上述方案中，所述治疗床为六维治疗床，且由全碳纤维制造而成。

上述方案中，所述射线源为C波段电子直线加速器。

本发明的有益效果如下。

（1）利用射线源随着支架绕着竖直轴线旋转与射线源沿着弧形轨道转动，实现射线源可以在人体的上方任一方位、任一角度向靶区发出射线进行非共面旋转拉弧放疗，提高了焦皮比，降低了射线对人体的损害，同时放疗的效率高。

（2）仅是两级转动，结构较简单，减小了累积的机械误差，同时也提高了负载能力，使得可以带动重达400kg的C波段的电子直线加速器。

（3）对于图像引导系统，利用在顶板上的两台X射线球管发出X射线从弧形导槽的两侧入射到靶区，同时在支架转动时，X射线球管和探测器随之同步转动，使得X射线不会受到阻挡，提高了图像引导装置的质量。

（4）射线源设计成可伸缩形式，实现对病灶的“调距放疗”，减小了射线的衰减，同时减少了射线与空气碰撞而产生散射对人体组织的伤害。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的结构示意图。

图2为本发明的一个实施例在弧形轨道A和治疗床中轴线垂直时的剖视图。

图3为本发明的一个实施例的支架的示意图。

图4为本发明的一个实施例的射线源连着支承圈和伸缩装置的示意图。

图5为本发明的一个实施例的顶板的示意图。

图中：1射线源；2支架；3X射线球管；4探测器；5治疗床；6顶板；7弧形导槽A；8伸缩装置；9等中心点；10底板；11圆形导槽B；12弧形导槽B；13圆形导槽A；14支承件；15支架主体；16支架伸出臂。

具体实施例

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，一种放射治疗系统，包括射线源1、用于固定射线源1的支架2、两台X射线球管3、与X射线球管3对应的两台探测器4、治疗床5，还包括顶板6，顶板6与天花板固连。支架2设有一个开口向下的弧形导槽A7。还包括一个伸缩装置8，伸缩装置8的上端连接弧形导槽A7内，下端与射线源1固连，伸缩装置8带动射线源1既可以沿着弧形轨道A7转动，又可以沿着弧形轨道A7的径向移动，伸缩装置这里采用液压缸，当然也可以采用滚珠丝杠或者气压缸等，根据不同病人的胖瘦不同，在保证病人不对放疗系统干涉的情况下，尽量缩短病人与射线源1之间的距离以便减少射线的衰减。X射线球管3与支架2固连并可随之转动，两台X射线球管3与放射治疗等中心点9在同一竖直平面内，这里两台X射线球管3位于支架2的上部，并通过滑块连接于圆形导槽A13内，这样为了减轻两台X射线球管3对整个支架2的负载并为了美观，当然，两台X射线球管3也可以固连在支架2的弧形轨道A7或者弧形轨道B12的两侧。探测器4位于治疗床5的下方，通过滑块连接于圆形导槽11内并可以沿着圆形导槽11转动，使得X射线球管3发出射线始终与对应探测器4的接收面垂直，因为射线与接收面不垂直时会带来探测效率低，成像质量差等问题。治疗床5为六维治疗床，在放疗前或者放疗过程中可以根据图像引导装置（由X射线球管3和探测器4组成）检测到靶区位置后，将治疗床5移动到恰当的位置，而且治疗床5由全碳纤维制造而成，这样在X射线球管3发出的X射线穿透治疗床5时被吸收的量很少，提高成像质量。射线源1选用稳定性高，成本较低的C波段电子直线加速器。支架2的上部通过滑块连接于圆形导槽A13内并可以沿着圆形导槽A13转动；弧形导槽A7位于支架2的中部，支架2的下部设有两个开口呈水平相对的弧形导槽B；弧形导槽A和弧形导槽B的中心均位于放射治疗等中心点9。

如图3所示，支架2由支架主体15和两个支架伸出臂16组成，两个支架伸出臂16关于弧形导槽所在平面对称，X射线球管（该图未示出）安装在支架伸出臂16上。在支架2的下方的设置有水平相对的弧形导槽B12，支承圈（该图未示出）连接在弧形导槽B12。当射线源1沿着弧形导槽B12转动，而射线源1的中轴线不在竖直方向时，支承圈对射线源1起到很好的支承作用，避免射线源1只受伸缩装置8的作用而成悬臂结构。

如图4所示，支承圈14套住射线源1并始终与射线源1接触，通过滑块连接到弧形导槽B（该图未示出）内并可以沿着弧形导槽B转动。

如图5所示，顶板上设有圆形导槽A，支架2连接在圆形导槽A13内并可以360°转动。

本实施例的工作原理为：放疗前，治疗床将病人移送至恰当的位置使得病人的靶区位于该放疗系统的等中心点后，有三种模式可以选择：（1）支架沿着圆形导槽A转动360°后暂停，射线源沿着弧形轨道转动一定的角度，支架继续沿着圆形导槽A转动360°；（2）支架沿着圆形导槽A连续转动，同时射线源沿着弧形轨道转动来回连续转动；（3）射线源沿着弧形轨道从一侧转动到另一侧后暂停，支架沿着圆形导槽A转动一定的角度，然后射线源沿着弧形轨道转动回原先的一侧。使用时可以根据实际情况选择对应的模式。同时，图形引导装置在放疗时对靶区进行定位追踪，当发现靶区偏离初始位置时，便利用治疗床的六维运动对病人进行摆位，使得病人的靶区重新回到该放疗系统的等中心点。这样，就实现了利用图像引导，在病人上方的任意角度对靶区进行360°旋转拉弧放疗，最大程度地提高焦皮比，改善放疗质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种放射治疗系统，包括射线源、用于固定射线源的支架、两台X射线球管、与X射线球管对应的两台探测器、治疗床，其特征在于：

还包括顶板，所述顶板与天花板固连并设有圆形导槽A；

所述支架的上部通过滑块连接于所述圆形导槽A内并可以沿着圆形导槽A转动；

所述支架设有一个开口向下的弧形导槽A；

还包括一个伸缩装置，所述伸缩装置的上端连接于所述弧形导槽A内，下端与射线源固连，所述伸缩装置带动射线源既可以沿着弧形轨道A转动，又可以沿着弧形轨道A的径向移动；

所述X射线球管与支架固连并可随之转动，两台X射线球管与放射治疗等中心点在同一竖直平面内；

所述探测器位于治疗床的下方，可以随着X射线球管的转动而在水平面上同步转动，使得X射线球管发出射线始终与对应探测器的接收面垂直。

2.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于：所述弧形导槽A位于支架的中部，所述支架的下部设有两个开口呈水平相对的弧形导槽B；所述弧形导槽A和弧形导槽B的中心均位于放射治疗等中心点。

3.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于：还包括一个支承圈，所述支承圈套住射线源并始终与射线源接触，通过滑块连接到弧形导槽B内并可以沿着弧形导槽B与所述伸缩装置同步转动。

4.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于：还包括一个底板，所述底板上方方设有圆形导槽B，所述探测器通过滑块连接于所述圆形导槽内并可以沿着圆形导槽转动，所述治疗床位于底板上方。

5.权利要求1或2所述的放射治疗系统，其特征在于：所述支架由支架主体和两个支架伸出臂组成，两个支架伸出臂关于弧形导槽所在平面对称，X射线球管安装在支架伸出臂上。

6.权利要求1或4所述的放射治疗系统，其特征在于：所述治疗床为六维治疗床，且由全碳纤维制造而成。

7.根据权利要求1或3所述的放射治疗系统，其特征在于：所述射线源为C波段电子直线加速器。