CN108066899A - 双cbct放射治疗加速器系统 - Google Patents

双cbct放射治疗加速器系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双CBCT放射治疗加速器系统，包括机体、治疗射线源和两个CBCT单元，所述的每个CBCT单元包括一对相向设置的定位射线源和射线接收器，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器分别安装在机体上，所述的定位射线源包括球管，所述的射线接收器包括探测器，所述的探测器接收球管发射的X射线。本发明在满足传统的单CBCT所具有患者定位与治疗实时位置监控动态功能的同时，通过双CBCT形成的两个二维图像组合，实现了静止状态下也能通过计算机重建而获得三维位置数据,不仅减少患者的定位时间，更保证了患者在静止治疗时也能够三维实时监控。

Description

双CBCT放射治疗加速器系统
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种双CBCT放射治疗加速器系统。
背景技术
随着放疗、影像及计算机技术的进一步发展，各种可实现复杂治疗模式的精确放疗设备大量出现。而基于千伏(KV)X线的锥形束CT影像引导的加速器从一出现，即被肿瘤放射治疗所接受并大量应用于临床，以患者为中心的个体化精确放疗逐渐成为当前放疗的发展趋势。
锥形束CT(Cone Beam Computed Tomography，简称CBCT)，即锥形束投照计算机重组断层影像设备。CBCT的原理是X线发生器以较低的射线量(通常球管电流在10毫安左右)围绕投照体做数字式投照，然后将围绕投照体多次数字投照后“交集”中所获得的数据在计算机中重组后获得三维图像。
在加速器使用CBCT一般流程是：治疗前采集CT影像数据，然后与定位CT影像数据进行在线配准，如果得到的比对结果在容许误差范围内，则治疗可以进行，如果比对结果超出误差容许范围，系统会自动形成新的摆位参数，直接修正患者治疗的位置参数，实现患者定位与治疗实时位置监控的精确位置重复，最终达到控制肿瘤和保护周围重要器官的最佳治疗效益。
传统的CBCT放射治疗加速器系统是单CBCT单元，其定位KV级射线轴与治疗放射MV级射线轴相互垂直。在静止状态下，即机架无旋转的状态，单CBCT只能获取二维图像的投影数据，需旋转才能获取重建所需的全部图像数据，然后将获得的图像数据在计算机中重建后获得三维图像。由于需要旋转定位，患者的定位时间增加了。另外，患者在静止治疗时，只能获取二维的肿瘤影像及位置数据，不能实现对靶区实现三维位置实时监控，无法实现对靶区位置的实时修正和跟踪治疗。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种双CBCT放射治疗加速器系统以解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种双CBCT放射治疗加速器系统，包括机体、治疗射线源和两个CBCT单元，所述的每个CBCT单元包括一对相向设置的定位射线源和射线接收器，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器分别安装在机体上，所述的定位射线源包括球管，所述的射线接收器包括探测器，所述的探测器接收球管发射的X射线。
作为本发明的一种实施方式，所述的机体包括机座和机架，所述的机架安设在机座上，所述的机架为中空的筒体，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器分别固定在机架的内部腔体，机架的内环壁正对治疗射线源、定位射线源和射线接收器的位置均设有用于射线通过的通孔。
作为优选，所述的机座和机架之间设有转动轮，机架在转动轮的带动下可转动。转动轮在受到驱动力而转动的情况下，带动机架转动，此时任意一个CBCT单元工作，都能满足传统的单CBCT所具有患者定位与治疗实时位置监控的动态功能。
作为优选，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器在机架的内部腔体中两两之间等间距分布。同一圆周内等间距分布，可以维持系统的均衡性。
作为本发明的另一种实施方式，所述的机体包括机座、机架、轴承和四个机臂，所述的机架通过轴承安装在机座上，所述的治疗射线源安设在机架的顶部，所述机臂的一端固定在机架上，所述机臂的另一端安装有定位射线源或射线接收器。
作为优选，所述的机臂为可伸缩结构。机臂可伸缩，从而可根据需要让两个CBCT单元中的一个或两个参与工作。
作为优选，所述的定位射线源包括限束器，限束器连接在球管的发射出口上。限束器将球管发出的射线按照实际要求进行部分屏蔽和部分通过，只有通过的射线才能照射到患者身体并透过。
作为优选，所述的限束器与球管为可拆卸连接。
作为优选，所述的射线接收器还包括滤线栅，所述的滤线栅固定连接在探测器接收面的前端。滤线栅在探测器接收面的前端起到阻止散乱射线通过的作用，保证射线束顺利通行。
作为优选，所述的射线接收器还包括防护门，所述的防护门加装在滤线栅上。治疗射线源发出的X射线为MV级，是球管发出射线的千倍，易造成探测器故障甚至损坏，故在滤线栅前端加装防护门以便阻止MV射线射到探测器上。
与现有技术相比较，本发明在满足传统的单CBCT所具有患者定位与治疗实时位置监控动态功能的同时，通过双CBCT形成的两个二维图像组合，实现了静止状态下也能通过计算机重建而获得三维位置数据。不仅减少患者的定位时间，更保证了患者在静止治疗时也能够三维实时监控。
附图说明
图1为本发明双CBCT放射治疗加速器系统的一种结构示意图；
图2为本发明双CBCT放射治疗加速器系统中CBCT单元的结构示意图；
图3为本发明双CBCT放射治疗加速器系统的另一种结构示意图。
图中，1-机座，2-机架，3-转动轮，4-治疗射线源，5-定位射线源，6-射线接收器，7-定位射线源固定板，8-射线接收器固定板，9-通孔，10-轴承，11-机臂，51-球管，52-限束器，61-防护门，62-滤线栅，63-探测器。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二等来描述各种结构，但这些结构不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的结构彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一CBCT单元也可以被称为第二CBCT单元，类似地，第二CBCT单元也可以被称为第一CBCT单元，取决于语境。
如图1所示，一种双CBCT放射治疗加速器系统，包括机体、治疗射线源和两个CBCT单元，所述的每个CBCT单元包括一对相向设置的定位射线源和射线接收器，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器分别安装在机体上。
作为本发明的一种实施方式，所述的机体包括机座1和机架2，所述的机架2安设在机座1上，所述的机架2为中空的筒体。所述的治疗射线源4、定位射线源5和射线接收器6分别固定在机架2的内部腔体。其中，治疗射线源4可以固定安装在机架2内部腔体的顶部，两个定位射线源5分别位于机架2内部腔体的左上部和右上部，两个射线接收器6分别位于机架2内部腔体的左下部和右下部。机架2的内环壁正对治疗射线源4、定位射线源5和射线接收器6的位置均设有用于射线通过的通孔9。
特别的，考虑均衡性，治疗射线源4、两个定位射线源5和两个射线接收器6在机架2的内部腔体中两两之间等间距分布。当然，定位射线源5与射线接收器6的位置可以互换。优选的，两对定位射线源5和射线接收器6的连线的交叉点与治疗射线源4所治疗的病灶位置即等中心相重合。
一种可选的实施例中，所述的机座1和机架2之间设有转动轮3，机架2在转动轮3的带动下可转动。转动轮3在受到驱动力而转动的情况下，势必带动机架2转动，此时任意一个CBCT单元工作，都能满足传统的单CBCT所具有患者定位与治疗实时位置监控的动态功能。
如图2所示，所述的定位射线源5还包括球管51和限束器52，限束器52连接在球管51的发射出口上，限束器52与球管51为可拆卸连接；所述的射线接收器6包括探测器61、滤线栅62，所述的滤线栅62固定连接在探测器61接收面的前端。
其中，球管51是射线发射器，可以发出KV级X射线；限束器52将球管51发出的射线按照实际要求进行部分屏蔽和部分通过，只有通过的射线才能照射到患者身体并透过；探测器63能够接收KV级X射线，并通过射线分布的强弱形成二维数据发送到显示设备上得到二维图像；滤线栅62在探测器63接收面的前端起到阻止散乱射线通过的作用，保证射线束顺利通行。
进一步的，所述的射线接收器6还包括防护门63。在治疗过程中，治疗射线源4发出的X射线为MV级，是球管51发出KV级X射线的千倍，当MV级射线照射到探测器63上时会造成探测器63故障甚至损坏，因此，在滤线栅62前端加装防护门61以便阻止MV级X射线射到探测器63上。
本方案装有两个CBCT单元，在这两个单元都处于工作的情况下，其两个相互独立的探测器63将会同时将形成的两个二维数据发送到一台计算机中，由这台计算机通过计算再将两个二维数据转换成一个三维数据发送到显示设备上得到三维图像。在静止或转动状态下，患者均可以依据上述得到的三维图像进行定位与治疗实时位置监控。
该方案不需要伸缩机构，减少了机械运动，同时降低了制造成本；避免了悬臂造成的误差，提高了设备精度；旋转在外罩内部进行，患者看不见旋转而消除恐惧感，同时感觉更舒适。
作为本发明的另一种实施方式，如图3所示，所述的机体包括机座1、机架2、轴承10和四个机臂11，所述的机架2通过轴承10安装在机座11上，所述的治疗射线源4安设在机架2的顶部，所述机臂11的一端固定在机架2上，所述机臂11的另一端安装有定位射线源5或射线接收器6。
其中，所述的机臂11可以为可伸缩结构，机臂11可以缩回使CBCT单元靠近机架2。治疗射线源4通过顶部支架安装在机架的顶部，朝向正下方；左上方和右上方的机臂11分别用于安装定位射线源5，左下方和右下方的机臂11分别用于安装射线接收器6。当然，定位射线源5与射线接收器6的位置可以互换。
定位射线源5和射线接收器6的结构可与前述实施方式相同，在此不再赘述。优选的，两对定位射线源5和射线接收器6的连线的交叉点与治疗射线源4所治疗的病灶位置即等中心相重合。
此方案同样有两个相互独立的CBCT单元。当患者需要定位或治疗位置实时监控时，四个可伸缩的机臂11均可以伸出，两个相互独立的CBCT单元一起工作，得到两个不同位置的二维图像，再由计算机通过计算构建成三维图像，达到了静止状态下也能获取三维图像的目的。当不需要定位或治疗位置实时监控时，四个可伸缩的机臂11均可以缩回。
机座2通过轴承10支撑着机架1，并可绕轴承10旋转。当机架2转动时，此时任意一个CBCT工作，也都能满足传统的单CBCT所具有患者定位与治疗实时位置监控的动态功能。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，包括机体、治疗射线源和两个CBCT单元，所述的每个CBCT单元包括一对相向设置的定位射线源和射线接收器，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器分别安装在机体上，所述的定位射线源包括球管，所述的射线接收器包括探测器，所述的探测器接收球管发射的X射线。
2.根据权利要求1所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的机体包括机座和机架，所述的机架安设在机座上，所述的机架为中空的筒体，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器分别固定在机架的内部腔体，机架的内环壁正对治疗射线源、定位射线源和射线接收器的位置均设有用于射线通过的通孔。
3.根据权利要求2所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的机座和机架之间设有转动轮，机架在转动轮的带动下可转动。
4.根据权利要求2或3所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的治疗射线源、定位射线源和射线接收器在机架的内部腔体中两两之间等间距分布。
5.根据权利要求1所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所所述的机体包括机座、机架、轴承和四个机臂，所述的机架通过轴承安装在机座上，所述的治疗射线源安设在机架的顶部，所述机臂的一端固定在机架上，所述机臂的另一端安装有定位射线源或射线接收器。
6.根据权利要求5所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的机臂为可伸缩结构。
7.根据权利要求1所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的定位射线源包括限束器，限束器连接在球管的发射出口上。
8.根据权利要求7所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的限束器与球管为可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的射线接收器还包括滤线栅，所述的滤线栅固定连接在探测器接收面的前端。
10.根据权利要求9所述的双CBCT放射治疗加速器系统，其特征在于，所述的射线接收器还包括防护门，所述的防护门加装在滤线栅上。
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