CN107297031B - 一种高精度放疗准直器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度放疗准直器，包括设置于X光源下适形模体，所述适形模体一体成型的空心体，所述空心体内灌注重金属粉末，所述适形模体上设有多个镂空部。本发明能够实现精准个性化治疗。目前技术，MLC的叶片厚度限制，投射等中心最高分辨率只能达到1.5mm，本发明能大幅度提升适形区域的分辨率。不需要每片叶片的运动控制，不需要叶片驱动电机，不需要放疗时准直器调整的时间。采用3D打印一体化适形模具后，将彻底解决漏射线问题。将投射光路在术前规划好，并塑形制造出适形镂空机制，节省了治疗时间。由于该适形模型，在光路靠近患者端，半影减小。机头重量减轻，简化整机机电控制复杂度。保护患者的健康组织，提高疗效。

Description

一种高精度放疗准直器
技术领域
本发明涉及一种准直器，尤其涉及的是一种高精度放疗准直器。
背景技术
多叶准直器Multileaf Collimator(MLC)是医用直线加速器上射野适形的主要装置。它通过计算机控制的多个微型马达，独立驱动每个叶片单独运动，来达到靶区适形和剂量适形。
MLC和加速器的距离等中心较远,为了使叶片在等中心的宽度达到1cm，需要实际宽度较窄的叶片。
现有的MLC的缺陷如下：
1、分辨率，MLC在临床应用中的一个缺陷是用它适形靶区时,形成的射野具有台阶状边界,无法与期望形成的边界光滑的靶区完全一致。也就是说,用适形靶区,总会存在欠挡区域和或过挡区域。这是因为，准直器由一定厚度的叶片重叠构成，叶片的投影厚度构成台阶边界的分辨率。
2、漏射线，准直器叶片之间存在漏射线。因为无论任何结构的叶片，之间的间隙不可避免。
3、半影，准直器靠近射线源，射线源并不是理想点光源，所以不可避免会产生半影。
4、准直器的重量使，旋转臂符合加大，对治疗头的机械加工和运动控制造成困难。
5、为适应不同放射形状，每个叶片都需要配置独立驱动电机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高精度放疗准直器，能够实现精准个性化治疗。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括设置于X光源下适形模体，所述适形模体为空心体，所述空心体内灌注重金属粉末，所述适形模体上设有多个镂空部。
作为本发明的优选方式之一，所述重金属粉末为钨粉或铅粉。
作为本发明的优选方式之一，所述适形模体为人工树脂制成。
作为本发明的优选方式之一，所述适形模体为3D打印制成。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明能够实现精准个性化治疗。目前技术，MLC的叶片厚度限制，投射等中心最高分辨率只能达到1.5mm左右，而本发明的明显高于MLC的分辨率。不需要每片叶片的运动控制，不需要叶片驱动电机，不需要放疗时准直器调整的时间。可应用但不局限于3D打印技术，将投射光路在术前打印好，节省了治疗时间。由于该模型，在光路靠近患者端，半影减小(原半影的1/5)。机头重量减轻，简化整机机电控制复杂度。保护患者的健康组织，提高疗效。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明在放疗投射装置中的应用；
图3是多叶准直器调整流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示，本实施例包括设置于X光源下适形模体4，本实施例的适形模体4为拱形结构，所述适形模体4一体成型的空心体，所述空心体内灌注重金属粉末，所述适形模体4上设有多个镂空部5。
所述重金属粉末为钨粉或铅粉。所述适形模体4为人工树脂3D打印制成。
将本实施例制得的适形模体4放置在放疗机的治疗头1之下，放疗机的机架8上连接机架旋转轴7，患者6平躺，适形模体4卡在患者6的待放疗部位，治疗头1下具有近似的X光点光源，X光投射到适形模体4上，从适形模体4的镂空部5投射到待放疗部位。
实际应用过程如下：
1、放射医师根据患者6具体情况，通过TPS(Treatment Planning System)勾画放疗方案；
2、根据放射科医生需要的放射部位，以及各部位放射剂量控制，完成本发明准直器的设计，最终塑型出适当的空心模型，用以屏蔽有害的放射线；
3、根据患者6体貌，根据X光投射路径，以人工树脂打印3D空心适形模体4，其他实施例中也可以选用其他的成型方法；
4、在适形模体4中充分灌注重金属粉末(钨粉或铅粉)，其他实施例中可以选用其他重金属；
5、在患者6躺在放疗床上时，将注有重金属粉末的3D适形模体4固定于患者6身体和床上，一次性解决摆位和投射是准直器的适形运动问题；
6、完成放疗投射。
根据投照剂量涉及光路，涉及光路的方式为光源反投影的形式，即某角度下，投照范围已知，放射源已知，即可规划出放射线通过的路径。如图1所示。
由于规划路径可以进行三维扩展，所以相对单纯二维MLC，本发明将获得更为便利的投影方式。例如，当期望得到环形区域时,如图3c,传统方法须要多次调整MLC，拼凑成环形，如图3a和b，使用本发明后，可以在环形区域3D打印树脂材料，用于固定3D模体。由于树脂材料透射线性能好，不会影响治疗，而模体填充屏蔽沙，完成完美屏蔽。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高精度放疗准直器，其特征在于，包括设置于X光源下适形模体，所述适形模体为空心体，适形模体为拱形结构，所述空心体内灌注重金属粉末，所述适形模体上设有多个镂空部，并且镂空部是依据需要的放射部位通过TPS勾画放疗方案，并在空心模型上形成多个镂空部；适形模体卡在患者的待放疗部位，X光投射到适形模体上，从适形模体的镂空部投射到待放疗部位。
2.根据权利要求1所述的一种高精度放疗准直器，其特征在于，所述重金属粉末为钨粉或铅粉。
3.根据权利要求1所述的一种高精度放疗准直器，其特征在于，所述适形模体为人工树脂制成。
4.根据权利要求1所述的一种高精度放疗准直器，其特征在于，所述适形模体为3D打印制成。
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