CN107335153A - 机器人低能光子近距离放射治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗设备领域内的一种机器人低能光子近距离放射治疗系统，主要由影像系统、六自由度机器人治疗床、六自由度手术机器人和计划软件系统组成；其影像系统为C臂影像系统或/和非X射线源探测器系统，六自由度机器人治疗床由治疗床支撑臂和床面连接而成；六自由度手术机器人由手术机器人移动装置、手术机器人手臂、低能光子射线源和施源适配器依次连接而成。本发明克服了现有近距离放射治疗存在剂量“冷点”，治疗设备适用性不广的缺陷，提供的机器人低能光子近距离放射治疗系统可以优化治疗剂量设计，照射准确，消除剂量“冷点”，操作简单，安全可靠，适合广大基层医院肿瘤临床治疗。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备领域，具体涉及一种机器人低能光子近距离放射治疗系统。
背景技术
近距离放射治疗在我国已有50余年的历史，以往主要用于妇科肿瘤的治疗，放射源和治疗机器的使用比较单一，技术较为落后。近年来，随着放射源品种的不断增加，计算机和机电一体化技术的飞速发展，放射治疗计划系统的不断改进，我国的近距离放射治疗的范围已扩大到全身各种肿瘤的治疗：如鼻咽癌、口腔内各种癌、食道癌、前列腺癌、直肠癌、肺癌、支气管癌、胆管癌、胰腺癌、以及血管介入治疗等。传统近距离放射治疗不利之处在于，治疗靶区外剂量的很快下降和设计不严密带来的剂量“冷点”，可导致清除肿瘤细胞的可能性很快下降。和其他治疗类似，肿瘤内一个区域性的丢失或对一个面积所给予的剂量明显不足时都可能导致整个根治性治疗失败。而且，治疗设备复杂昂贵，不适合在各级综合医院（特别是那些没有放疗专科的医院）临床使用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有近距离放射治疗存在剂量“冷点”，治疗设备适用性不广的缺陷，提供一种可以优化治疗剂量设计，照射准确，消除剂量“冷点”，操作简单，安全可靠，适合广大基层医院肿瘤临床治疗的机器人低能光子近距离放射治疗系统。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的机器人低能光子近距离放射治疗系统，主要由影像系统、六自由度机器人治疗床、六自由度手术机器人和计划软件系统组成；其特征在于所述影像系统为C臂影像系统或/和非X射线源探测器系统，其中，C臂影像系统由C臂支柱1和 C臂滑轨2连接而成，X射线源3和平板探测器4安装在C臂滑轨2的两端，非X射线源探测器系统由超声探测器7构成，超声探测器7安装在六自由度机器人治疗床床面6下方或床旁；六自由度机器人治疗床由治疗床支撑臂5和床面6连接而成；六自由度手术机器人由手术机器人移动装置8、手术机器人手臂9、低能光子射线源10和施源适配器11依次连接而成；影像系统、六自由度机器人治疗床和六自由度手术机器人相互配合；计划软件系统由三维低能光子近距离治疗计划系统、三维逆向近距离放射治疗计划软件和仿真虚拟模拟治疗系统软件组成，并控制影像系统、六自由度机器人治疗床和六自由度手术机器人的运动。
上述方案中，所述C臂影像系统中的C臂滑轨2引导X射线源3和平板探测器4作大于180°运动，臂深在750mm和1000mm之间。
上述方案中，所述非X射线源探测器系统，其探测器可在病人体表仼意移动，追踪肿瘤器官靶区。
上述方案中，所述低能光子射线源10为鈷60、铱192、碘125粒子或小型低能X光管。
上述方案中，所述施源适配器11，通过连接轴与低能光子射线源10直接相连，并使产生 X 线的金靶端置于施源适配器11的中心位置。
上述方案中，所述施源适配器11为球型施源适配器19、针形施源适配器20、平板施源适配器21、管状施源适配器22、表面施源适配器23或特种施源适配器24。
上述方案中，所述特种施源适配器24为釆用3D打印机根椐不同影像学（CT 、MRI、US、PET/CT）解剖结构上肿瘤靶区形态分布及剂量受量大小个体化定制打印的特殊形态3D施源适配器。
上述方案中，所述三维低能光子近距离治疗计划系统由腔内照射治疗计划模块、管内照射治疗计划模块、组织间插植照射治疗计划模块、敷贴治疗计划模块、手术中照射治疗计划模块、组织补偿物理调强及3D施源适配器制作模块组成；其步骤为：
根据医学诊断影像资料或C臂影像系统或超声探测器获取的病灶靶区影像资料反映的肿瘤部位的大小，功能代谢情况，浸润范围，周围正常组织的解剖位置来确定靶区，快速完成放射治疗计划设计；
运用蒙特卡洛算法精确计算体内剂量的分布和进行三维适形靶区的优化，自动优化靶区剂量；
在不同影像学（CT 、MRI、US、PET/CT）解剖结构上显示治疗计划三维等剂量线；
对实时计划等剂量线和三维图像进行交互式实时显示和比较；
提供体积直方图；
进行内、外照射剂量合成和比较；
提供经典近距离治疗的标准图谱；
为3D打印机提供特种施源适配器打印制作数据。
上述方案中，所述三维逆向近距离放射治疗计划软件其步骤为：
首先根据肿瘤诊断和定位三维图像，设定施源适配器的数量，分布位置，靶区肿瘤最大剂量，最小剂量，紧要器官的限制剂量以及每种要求的适形指数；
利用体模实验和虚拟人实验软件，进行治疗方案的仿真比较和选择；
通过键盘或图像勾画靶区和重要器官轮廓，输入最大、最小剂量和限制指数；
自动选择肿瘤靶区和附近紧要器官受照射的适形指数，快速优化；
在CT图、体积直方（DVH）图上同时显示剂量分布及优化剂量分布；
根据CT、MRI和C臂影像系统或超声探测器实时获取的真实治疗情况的图像信息，确定各施源适配器中不同位置上放射源的驻留时间，运动轨迹；
通过调整适形指数来指挥六自由度手术机器人进行自动适形照射。
上述方案中，所述仿真虚拟模拟治疗系统软件其步骤为：
采用CT或超声图像为基础的数字化虚拟技术，提供近距离放射治疗的模拟所需要确定的患者不同组织器官的解剖形态、施源适配器和低能光子射线源分布几何参数、计算结果和三维剂量分布图像；
进行各种优化设计方案的比较，并可与C臂影像系统或超声探测器实时三维成像结果进行多窗口或单窗口对照比较。
本发明的机器人低能光子近距离放射治疗系统，是一种由机器人操作、通用的近距离放射治疗系统。由于采用了专门特制的光子射线源和3D打印技术，又融合目前放射治疗中的诸多先进技术，如多模态图像引导技术，四维动态跟踪技术，生物剂量调强技术，并可根据不同类型病种，进行腔内、组织间、敷贴、和术中多种形式的近距离放射治疗，系统具有的医用机器人自动导航系统，治疗剂量设计优化软件，3D VR技术，使得照射准确，操作简单，安全可靠，治疗成本低廉。该系统除可采用同位素放射源外，还可采用X射线管放射源。该放射源从阴极发射的电子经 30kV、40kV、50kV 三档能量选择的电压加速，通过束流偏转系统的控制，形成高速电子流打在金靶上，产生最高能量 50kV 的X射线。根据治疗需要，可将产生X射线的靶端与各种规格的适配器连接。常用为球形和半球适配器，其上半圆部分为金属钨，可将 X 射线方向遮挡以保护操作人员，并形成低能、高剂量、各向同性的 X 线均匀地作用于治疗区。并可通过三维立体影像用3D打印机实时制作各种形状施源适配器，各种适配器均有连接轴与放射源直接相连，并使产生 X 线的金靶端置于适配器的中心位置。低能光子线近距离治疗肿瘤时，所产生的X射线能量虽然不大，但能持续的近距离对肿瘤细胞持续起作用，不间断的杀伤肿瘤细胞，经过足够的剂量和足够的时间，能使肿瘤细胞全部失去繁殖能力，从而达到较彻底的治疗效果。
临床应用时，直接将施源适配器贴近或植入肿瘤内部及受肿瘤浸润侵犯的组织中，包括肿瘤淋巴扩散途径的组织，通过微型放射源发出持续低能X射线，使肿瘤组织遭受最大程度的毁灭性杀伤，确保正常组织不损伤或仅有微小损伤。可与手术同时进行，实现双疗效；已经全程放疗的区域也可再次放疗，不影响随后的体外放疗和化疗。
确保低能光子线近距离治疗物理剂量的准确，做好肿瘤周围正常组织的辐射防护，既是低能光子线近距离治疗成败的关键，也是体现独特生物学效应的前提。由于治疗是在图像引导下在三维空间进行，每种施源适配器物理特性又不相同，因此每一种施源适配器均需要一套特殊的三维治疗计划系统。根据CT，MRI，X线扫描获得的病灶图像进行三维模拟低能光子源的空间分布，决定低能光子源位移量和靶区及周围危险器官的剂量分布，指导临床低能光子源施源器运动轨迹。低能光子射线近距离治疗后，由于人体活动和器官的相对运动，需要通过C臂/超声扫描验证施源器的位移量，分析治疗后的光子源空间分布是否与治疗前设计的治疗计划相吻合，剂量分布是否有变异和光子源施源器是否发生不当偏移。所以本系统采用机器人人工智能，多模态图像引导与融合，虚拟模拟(VR)技术，可精确设定照射野，直接破坏无法切除和术后残留的肿瘤组织；生物学效应是同剂量分次体外照射生物效应的1.5～2.5倍。能将正常组织最大限度地排出或遮挡在射野之外，利用低能光子射线近距离治疗表面剂量高、达到最大剂量点深度后急剧衰减的特性，使靶区剂量均匀，病灶后正常组织和器官则照射量小，有效减少放疗并发症的发生；使得治疗肿瘤瘤体创伤小、靶区剂量分布均匀和对周围正常组织保护好，在肿瘤治疗临床应用中有广阔的前景。
本发明采用6自由度机器人，配有多种施源适配器，治疗剂量率可达10Gy／min，照射深度1.0～2.0cm，照射直径1.5～5.0cm。摆位时间10分钟，治疗时间15～30分钟，使同时为多台手术提供术中放疗成为可能。由于照射范围之外辐射剂量急速下降，使周围健康组织得到很好地保护，而受照组织中更高的电离密度，产生了更高的相对生物效应，达到高效的肿瘤治疗效果。如果配合使用纳米金粒子辐射增效剂，更会用更小剂量输出使肿瘤组获得更大的吸收剂量。
本发明的有益效果为：
1.提高肿瘤局部控制率，可对肿瘤R0切除后有高复发风险的瘤床区域立刻进行照射，也可对在R1和R2切除中未完全切除的肿瘤进行照射。
2.高放射生物学效应，放疗剂量可以集中于有效区域，同时保护健康组织。
3.可移动性，快速整合现有工作流，不需要额外投资高成本而复杂的辐射防护措施，就能执行放疗任务。小型的移动加速器能让手术方便安全地进行，也能很容易地整合到现有的工作流程中。它可以部署在多个不同的手术室，由一位肿瘤放疗医师管理并操作。
4.高度智能化，操作简单，安全可靠，临床应用广泛，可用于身体中多个部位的肿瘤治疗。
5.更高的生活质量和患者治疗舒适度。精确的局部放射治疗，能在避免周边健康组织受损的情况下对肿瘤或者瘤床进行照射。整体疗程的缩短能够减少副作用并让病人更加舒适—这是提高生活质量的关键。
6.本发明采用6自由度手术机械人，应用3D打印个体化多种施源适配器，多种治疗软件，使同时为多台治疗手术提供术中近距离放射治疗成为可能。由于定位精准，照射准确，消除了剂量“冷点”，肿瘤靶区范围之外辐射剂量急速下降，周围健康组织得到很好地保护，而受照组织中更高的电离密度，产生了更高的相对生物效应，达到高效的肿瘤治疗效果。如果配合使用纳米金粒子辐射增效剂，更能用更小剂量输出使肿瘤组获得更大的吸收剂量。
7.本发明除了能独立完成各种实体肿瘤的近距离放射治疗外，广泛适合在各级综合医院（特别是那些没有放疗专科的医院）肿瘤外科（包括颌面，头颈，乳腺，腹部，肛肠，妇瘤等）开展实时术中靶向放射治疗临床使用。这对提高肿瘤外科手术质量和肿瘤局部控制率大有好处。对改善各级医院治疗手段和更广泛解决肿瘤病人综合治疗方面创造了极为有利条件。将对我国肿瘤治疗事业的发展，特别是解决广大基层医院肿瘤治疗起到极大的推动作用。完全可以替代昂贵的进口产品，具有巨大的经济效益和社会效益。
综上所述，本发明克服了现有近距离放射治疗存在剂量“冷点”，治疗设备适用性不广的缺陷，提供的机器人低能光子近距离放射治疗系统可以优化治疗剂量设计，照射准确，消除剂量“冷点”，操作简单，安全可靠，适合广大基层医院肿瘤临床治疗。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的施源适配器示意图。
附图中，各数字的含义为：1：C臂支柱；2：C臂滑轨；3：X射线源；4：平板探测器；5：治疗床支撑臂；6：床面；7：超声探测器；8：手术机器人移动装置；9：手术机器人手臂；10：低能光子射线源；11：施源适配器；12：控制系统参数显示屏；13：肿瘤靶区融合图像显示屏；14：肿瘤靶区定位跟踪显示屏；15：VR显示屏；16：大数据专家经验计划；17：仿真规划显示；18：施源适配器及3D打印模具；19：球形施源适配器；20：针形施源适配器；21：平板施源适配器；22：管状施源适配器；23：表面施源适配器；24：特种施源适配器。
具体实施方式：
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
本例的机器人低能光子近距离放射治疗系统，如图1和图2所示，由影像系统、六自由度机器人治疗床、六自由度手术机器人和计划软件系统组成；所述影像系统为C臂影像系统和非X射线源探测器系统，其中，C臂影像系统由C臂支柱1和 C臂滑轨2连接而成，X射线源3和平板探测器4安装在C臂滑轨2的两端，非X射线源探测器系统由超声探测器7构成，超声探测器7安装在六自由度机器人治疗床床面6下方或床旁；六自由度机器人治疗床由治疗床支撑臂5和床面6连接而成；六自由度手术机器人由手术机器人移动装置8、手术机器人手臂9、低能光子射线源10和施源适配器11依次连接而成；影像系统、六自由度机器人治疗床和六自由度手术机器人相互配合；计划软件系统由三维低能光子近距离治疗计划系统、三维逆向近距离放射治疗计划软件和仿真虚拟模拟治疗系统软件组成，并控制影像系统、六自由度机器人治疗床和六自由度手术机器人的运动。
C臂影像系统中的C臂滑轨2引导X射线源3和平板探测器4作大于180°运动，臂深在750mm和1000mm之间。实现放射治疗的图像引导，包括图形引导定位，监控等。
非X射线源探测器系统，其探测器可在病人体表仼意移动，追踪肿瘤器官靶区。
六自由度机器人治疗床在治疗过程中，通过控制系统，可以六维精确的实现摆位定位。
六自由度手术机器人底座具有很高的可靠性和灵活性。电磁制动装置将低能光子射线源10固定于手术机器人手臂9上，准确度达0.2毫米范围。可在任何手术室里移动。执握施源适配器11的机器臂具有6个自由度，工作半径 1300毫米，关节范围 +/- 3600，精度高达±0.02mm。
低能光子射线源10为鈷60、铱192、碘125粒子或小型低能X光管。
低能光子射线源10和施源适配器11可跟随六自由度手术机器人自由、灵活的运动，实现对靶区精确定点治疗。
低能光子射线源10可以外购（如：Moxtek公司提供40kV和50kV小型X光管，Miniature 50 kV 微型X光管）或自行研发。主要技术参数：管电流范围：5μA、10μA、20μA、40μA四档可选，误差≤10%；管电压范围：40 kV、50 kV两档可选，误差≤10%；X射线输出稳定性：±5%（前5 min），±2%（5min后）；辐射分布：在软组织或水中立方反比衰减；辐射输出特性（50kV，40μA），当治疗靶直径为10， 20 ，30 ，40， 50（mm）时，剂量率分别要达到9.8 ，2.3， 0.9 ，0.4 ，0.25（Gy/min）；治疗时间（15 Gy）：1.5， 6.5， 16.7， 37.5 ，60（min）；剂量输出准确性：预置值与实测值之间的误差不超过±5%；输入剂量的位置准确性：在放疗直径40 mm处误差不超过±1mm。
施源适配器11，通过连接轴与低能光子射线源10直接相连，并使产生 X 线的金靶端置于施源适配器11的中心位置。
施源适配器11为球形施源适配器19、针形施源适配器20、平板施源适配器21、管状施源适配器22、表面施源适配器23或特种施源适配器24。
球形施源适配器19用于瘤床照射，例如乳腺癌病人保乳手术治疗中。可根据肿瘤病灶大小选择合适尺寸的施源适配器。球形施源适配器19可消毒，可重复使用。可选直径：1.5，2，2.5，3，3.5，4，4.5 和 5 厘米。
针形施源适配器20用于空隙肿瘤和组织间植入照射，例如脊柱转移性肿瘤治疗中。针形施源适配器20只有一个可选直径为4毫米。
平板施源适配器21用于手术中暴露表面的肿瘤治疗，比如食道，胃肠道手术。它在距施源适配器表面5毫米处产生最优化的平面放射野。平板施源适配器21可消毒，可重复使用。可选直径：1，2，3，4，5 和 6 厘米。
管状施源适配器22可用于阴道壁，宫颈，宫内膜，直肠肿瘤照射，它由管状源适配器及其内置的探头保护套组成。探头保护套包绕着微型加速器的针尖，驻留步进能使保护套精确定位于管状施源适配器中。探头尖端能机器手自动定位，并产生一个均匀的用户自定义长度的球形，梨形，圆柱形剂量分布。配合三维放疗计划系统可形成多种治疗方案。可选直径： 2，2.5，3 和 3.5 厘米。
表面施源适配器23用于体表的肿瘤治疗，比如非黑色素瘤皮肤癌。表面施源适配器23能产生优化的平坦放射野，可消毒，可重复使用。可选直径： 1，2，3 和 4 厘米。
为了进一步提高系统治疗精度、自动化程度和个性化程度，本系统配备了3D打印设备，用于个性化特种施源适配器24的实时制作，可根据病人CT和MRI三维靶区重建图，采用3D打印技术快速制作适形射线补偿遮挡块，用于临床治疗。
特种施源适配器24为釆用3D打印机根椐不同影像学解剖结构上肿瘤靶区形态分布及剂量受量大小个体化定制打印的特殊形态3D施源适配器。特种施源适配器24配合手术机器人手臂9的六维运动，真正实现近距离放射中的适形放疗或“三维近距离适形调强放射治疗”（3D bIMRT）。本系统的特种施源适配器24，由于仅适用于特定的低能射线，不同密度的3D打印材料打印出来的施源适配器也就可以视为一种物理调强补偿器，这对一些目前远距离调强放疗难以治疗的肿瘤特别有效，如舌癌、口底癌、颊粘膜癌、硬腭癌、阴茎癌、睾丸癌、胰腺癌、肝癌。
三维低能光子近距离治疗计划系统由腔内照射治疗计划模块、管内照射治疗计划模块、组织间插植照射治疗计划模块、敷贴治疗计划模块、手术中照射治疗计划模块、组织补偿物理调强及3D施源适配器制作模块组成；其步骤为：
根据医学诊断影像资料或C臂影像系统或超声探测器获取的病灶靶区影像资料反映的肿瘤部位的大小，功能代谢情况，浸润范围，周围正常组织的解剖位置来确定靶区，快速完成放射治疗计划设计；
运用蒙特卡洛算法精确计算体内剂量的分布和进行三维适形靶区的优化，自动优化靶区剂量；
在不同影像学（CT 、MRI、US、PET/CT）解剖结构上显示治疗计划三维等剂量线；
对实时计划等剂量线和三维图像进行交互式实时显示和比较；
提供体积直方图；
进行内、外照射剂量合成和比较；
提供经典近距离治疗的标准图谱；
为3D打印机提供特种施源适配器打印制作数据。
三维逆向近距离放射治疗计划软件其步骤为：
首先根据肿瘤诊断和定位三维图像，设定施源适配器的数量，分布位置，靶区肿瘤最大剂量，最小剂量，紧要器官的限制剂量以及每种要求的适形指数；
利用体模实验和虚拟人实验软件，进行治疗方案的比较和选择；
通过键盘或图像勾画靶区和重要器官轮廓，输入最大、最小剂量和限制指数；
自动选择肿瘤靶区和附近紧要器官受照射的适形指数，快速优化；
在CT图、DVH图上同时显示剂量分布及优化剂量分布；
根据CT、MRI和C臂影像系统或超声探测器实时获取的真实治疗情况的图像信息，确定各施源适配器中不同位置上放射源的驻留时间，运动轨迹；
通过调整适形指数来指挥六自由度手术机器人进行自动适形照射。
仿真虚拟模拟治疗系统软件其步骤为：
采用CT或超声图像为基础的数字化虚拟技术，提供近距离放射治疗的模拟所需要确定的患者不同组织器官的解剖形态、施源适配器和低能光子射线源分布几何参数、计算结果和三维剂量分布图像；
进行各种优化设计方案的比较，并可与C臂影像系统或超声探测器实时三维成像结果进行多窗口或单窗口对照比较。
刻度和剂量校正程序必须包括以下步骤：验证和修正（如需要）靶针头和低能X射线准直性，修正温度和压力，测量内部辐射监测电离室剂量率，并与厂家电离室比对测量数量。每次治疗之前，X射线源的性能必须核实。
实施例二
本例的机器人低能光子近距离放射治疗系统，除影像系统为C臂影像系统外，其余同实施例一。
实施例三
本例的机器人低能光子近距离放射治疗系统，除影像系统为非X射线源探测器系统外，其余同实施例一。
Claims (10)
1.一种机器人低能光子近距离放射治疗系统，主要由影像系统、六自由度机器人治疗床、六自由度手术机器人和计划软件系统组成；其特征在于所述影像系统为C臂影像系统或/和非X射线源探测器系统，其中，C臂影像系统由C臂支柱（1）和 C臂滑轨（2）连接而成，X射线源（3）和平板探测器（4）安装在C臂滑轨（2）的两端，非X射线源探测器系统由超声探测器（7）构成，超声探测器（7）安装在六自由度机器人治疗床床面（6）下方或床旁；六自由度机器人治疗床由治疗床支撑臂（5）和床面（6）连接而成；六自由度手术机器人由手术机器人移动装置（8）、手术机器人手臂（9）、低能光子射线源（10）和施源适配器（11）依次连接而成；影像系统、六自由度机器人治疗床和六自由度手术机器人相互配合；计划软件系统由三维低能光子近距离治疗计划系统、三维逆向近距离放射治疗计划软件和仿真虚拟模拟治疗系统软件组成，并控制影像系统、六自由度机器人治疗床和六自由度手术机器人的运动。
2.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述C臂影像系统中的C臂滑轨（2）引导X射线源（3）和平板探测器（4）作大于180°运动，臂深在750mm和1000mm之间。
3.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述非X射线源探测器系统，其探测器可在病人体表仼意移动，追踪肿瘤器官靶区。
4.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述低能光子射线源（10）为鈷60、铱192、碘125粒子或小型低能X光管。
5.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述施源适配器（11），通过连接轴与低能光子射线源（10）直接相连，并使产生 X 线的金靶端置于施源适配器（11）的中心位置。
6.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述施源适配器（11）为球型施源适配器（19）、针形施源适配器（20）、平板施源适配器（21）、管状施源适配器（22）、表面施源适配器（23）或特种施源适配器（24）。
7.根据权利要求6所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述特种施源适配器（24）为釆用3D打印机根椐不同影像学解剖结构上肿瘤靶区形态分布及剂量受量大小个体化定制打印的特殊形态3D施源适配器。
8.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述三维低能光子近距离治疗计划系统由腔内照射治疗计划模块、管内照射治疗计划模块、组织间插植照射治疗计划模块、敷贴治疗计划模块、手术中照射治疗计划模块、组织补偿物理调强及3D施源适配器制作模块组成；其步骤为：
根据医学诊断影像资料或C臂影像系统或超声探测器获取的病灶靶区影像资料反映的肿瘤部位的大小，功能代谢情况，浸润范围，周围正常组织的解剖位置来确定靶区，快速完成放射治疗计划设计；
运用蒙特卡洛算法精确计算体内剂量的分布和进行三维适形靶区的优化，自动优化靶区剂量；
在不同影像学解剖结构上显示治疗计划三维等剂量线；
对实时计划等剂量线和三维图像进行交互式实时显示和比较；
提供体积直方图；
进行内、外照射剂量合成和比较；
提供经典近距离治疗的标准图谱；
为3D打印机提供特种施源适配器打印制作数据。
9.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述三维逆向近距离放射治疗计划软件其步骤为：
首先根据肿瘤诊断和定位三维图像，设定施源适配器的数量，分布位置，靶区肿瘤最大剂量，最小剂量，紧要器官的限制剂量以及每种要求的适形指数；
利用体模实验和虚拟人实验软件，进行治疗方案的仿真比较和选择；
通过键盘或图像勾画靶区和重要器官轮廓，输入最大、最小剂量和限制指数；
自动选择肿瘤靶区和附近紧要器官受照射的适形指数，快速优化；
在CT图、体积直方图上同时显示剂量分布及优化剂量分布；
根据CT、MRI和C臂影像系统或超声探测器实时获取的真实治疗情况的图像信息，确定各施源适配器中不同位置上放射源的驻留时间，运动轨迹；
通过调整适形指数来指挥六自由度手术机器人进行自动适形照射。
10.根据权利要求1所述机器人低能光子近距离放射治疗系统，其特征在于所述仿真虚拟模拟治疗系统软件其步骤为：
采用CT或超声图像为基础的数字化虚拟技术，提供近距离放射治疗的模拟所需要确定的患者不同组织器官的解剖形态、施源适配器和低能光子射线源分布几何参数、计算结果和三维剂量分布图像；
进行各种优化设计方案的比较，并可与C臂影像系统或超声探测器实时三维成像结果进行多窗口或单窗口对照比较。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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