CN108478938A - 一种集成到固定粒子束放疗室的原位ct装置 - Google Patents

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Abstract

一种集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，包括固定设置在放疗室内的放疗头，设置在放疗室内旋转的放疗椅，放疗室内还设置有CT装置；CT装置的X射线管和探测器固定设置或设置在绕放疗椅旋转轴旋转的CT旋转环架上；CT装置的X射线的等中心点与放疗头出射治疗射线束的等中心点重合。本发明通过集成CT到治疗的等中心点上形成原位CT，可以对肿瘤本体直接进行位置验证，实现高精度的肿瘤摆位。而且螺旋CT的肿瘤图像清晰，可以用于原位监测在治疗疗程中肿瘤的变化。还可以实现原位做放疗计划和在肿瘤发生大的变化的时候，重新做放疗计划。本发明X射线管特别设计，使得沿人体纵向的视场很宽，可以在放疗椅转一圈就覆盖大多数肿瘤和人体器官。

Description

一种集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，特别是涉及一种集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置。
背景技术
在粒子放射治疗癌症的设备中，为了实现射线束从多个角度照射病人癌症， 使在肿瘤靶上的剂量实现了积累到所需要的高水平，而周围的正常组织所受的剂量由于分散照射，可以保持到低水平，使得正常组织不受损伤的目的，一般地，会把病人竖直地固定在旋转的放疗椅上，通过放疗椅的旋转，就可以实现固定粒子射线束从多个角度照射病人癌症部位。在这种放射治疗的之前，要对病人进行摆位（就是把要治疗的肿瘤精确地放到治疗位置上）和位置的验证。一般地，位置的验证是使用治疗室中的螺旋CT，或者锥形束CT（CBCT），或者正交的X-ray摄影来实现的。如果用治疗室中的螺旋CT， 通常要在验证后，再用机械手或者大幅度的升降把病人运送到治疗位置。或者大幅度的升降螺旋CT，把它放到治疗粒子射线束的等中心点的位置。这个大幅度，长距离的移动，要保证的摆位的精度，是很困难的。如果使用CBCT或正交的X-ray摄影，进行验证，由于目前CBCT的图像或正交的X-ray摄影的图像还不能清楚的分辨软组织和肿瘤的边界，摆位验证是靠骨头特征或植入标记物来实现的，由于软组织和肿瘤相对骨头会有脏器运动导致的移动，所以肿瘤的摆位精度是有限的。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种可以对肿瘤本体直接进行位置验证，还可以用于原位监测在治疗疗程中肿瘤的变化，还可以实现原位做放疗计划和在肿瘤发生大的变化的时候，重新做放疗计划的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，包括固定设置在放疗室内的放疗头，设置在所述放疗室内旋转的放疗椅，其特征在于：所述放疗室内还设置有CT装置；所述CT装置的X射线管和CT探测器固定设置或设置在绕所述放疗椅旋转轴旋转的CT旋转环架上；所述CT装置的射线的等中心点与所述放疗头出射线束的等中心点重合。
其进一步特征在于：所述CT探测器物理宽度大于10cm。
进一步的：所述CT探测器为16-320排探测器。
一种X射线管的形式：所述X射线管包括阴极、阳极；所述阳极沿人体纵向方向为长条形、弧形或多边形；所述阴极和阳极之间设置有电磁控制装置，用于将所述阴极发射的电子束通过电磁场控制快速聚焦到阳极的不同位置。
所述阳极与X射线管的外壳连接在一起，所述阳极通过液体或液态金属直接冷却。
一种CT工作方式：：所述CT探测器沿人体纵向方向往复移动。
另一种方式：所述X射线管沿人体纵向方向往复移动。
还有一种方式：所述CT旋转环架沿着放疗椅旋转轴方向上下往复平移。
还有一种方式：所述CT旋转环架绕着放疗椅旋转轴自己旋转。
本发明通过集成CT到治疗的等中心点上形成原位CT，可以对肿瘤本体直接进行位置验证，实现高精度的肿瘤摆位。而且螺旋CT的肿瘤图像清晰，可以用于原位监测在治疗疗程中肿瘤的变化。还可以实现原位做放疗计划和在肿瘤发生大的变化的时候，重新做放疗计划。本发明X射线管特别设计，使得沿人体纵向的视场很宽，可以在放疗椅转一圈就覆盖大多数肿瘤和人体器官。
附图说明
图 1 为本实施例1俯视剖面结构示意图。
图 2 为本实施例1侧视剖面结构示意图。
图 3 为本实施例2俯视剖面结构示意图。
图 4 为本实施例2侧视剖面结构示意图。
图 5 为本实施例3俯视剖面结构示意图。
图 6 为本实施例3侧视剖面结构示意图。
其中：1-旋转方向；2-放疗头；3-出射治疗射线束；4-等中心点；5-X射线管；6-X射线；7-CT探测器；8-CT探测器准直器板；9-人体；10-放疗椅；11-阳极；12-阴极；13-电子束；14-电磁控制装置；15-X射线管外壳；16-冷却器；17-冷却液管；18-CT旋转环架。
具体实施方式
实施例1：
如图1、2所示，一种集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，包括固定设置在放疗室内的放疗头2，设置在放疗室内按照旋转方向1旋转的放疗椅10。放疗室内还设置有CT装置；CT装置包括X射线管5和CT探测器7；CT探测器7为16-320排探测器，其上设置有CT探测器准直器板8。X射线管5和CT探测器7分别设置在相对的两侧，X射线管5阳极11焦点发出的X射线6被CT探测器7接收。CT装置的X射线6的等中心点4与放疗头2出射治疗射线束3的等中心点4重合。利用放疗椅10的旋转，就可以实现CT的原位扫描。
如果选用16排探测器，放疗椅10转一圈或半圈，就可以重建出16排的CT图像。只不过，这个图像在等中心点4位置的沿人体9纵向的视场宽度只有16排那么宽，大约0.8-1.2cm。这不足够显现大多数大的肿瘤。如果将CT探测器7增加到256到320排，形成大角度的扇形束，这样在等中心点4位置的沿人体9纵向的视场宽度就可以扩展到大于16cm。就可以重建出沿人体9纵向大于16cm的CT图像， 能够覆盖大多数大的肿瘤和器官。但是256排或更多排的CT探测器非常昂贵。
实施例2：
如图3、4所示，一种在实施例1基础上改进的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，包括固定设置在放疗室内的放疗头2，设置在放疗室内按照旋转方向1旋转的放疗椅10。放疗室内还设置有CT装置，CT装置包括X射线管5和CT探测器7；X射线管5和CT探测器7分别设置在相对的两侧。CT探测器7为16-320排探测器，其上设置有CT探测器准直器板8。CT装置的X射线6的等中心点4与放疗头2出射治疗射线束3的等中心点4重合。X射线管5包括阴极12、阳极11；阳极11沿人体9纵向方向为长条形、弧形或多边形；阴极12和阳极11之间设置有电磁控制装置14，用于将阴极12发射的电子束13通过电磁场控制快速聚焦到阳极11的不同位置。
如果选用16排探测器，其原理就是每个阳极11上的焦点曝光能够覆盖16排CT探测器7，也就是0.8-1.2cm的视场宽度。随着X射线管5的焦点沿人体9纵向移动到下一个在阳极11的位置上，新的曝光又能够覆盖人体9的另一0.8-1.2cm的视场宽度。以此方式，20个或更多焦点的位置就可以扩展视场宽度到16cm，就能覆盖大多数肿瘤和器官。焦点的移动是由电磁控制装置14控制的，可以做到非常快速往复移动，也就是CT设备中俗称的飞焦。这样，在放疗椅10慢速旋转的过程中，焦点快速往复移动，形成多焦点的在不同纵向角度的曝光，实现扩大视场宽度。从而实现放疗椅10转一圈或半圈，就可以重建出沿人体9纵向增加了视场宽度的CT图像。阳极11和X射线管外壳15是接到一起的，这样就可以直接从阳极11的背面通过冷却液管17从冷却器16内直接通入冷却液体进入阳极11并快速的冷却阳极11。在某个焦点位置上多次间断曝光有助于阳极11的散热。
实施例3：
如图5、6所示，另一种形式的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，包括固定设置在放疗室内的放疗头2，设置在放疗室内按照旋转方向1旋转的放疗椅10和CT装置。CT装置设置在绕放疗椅10旋转轴旋转的CT旋转环架18上；CT探测器7为16-320排探测器，其上设置有CT探测器准直器板8。CT装置的X射线6的等中心点4与放疗头2出射治疗射线束3的等中心点4重合。CT装置包括X射线管5和16-320排CT探测器7； X射线管5和CT探测器7分别设置在CT旋转环架18相对的两侧。CT旋转环架18绕着放疗椅10旋转轴旋转。通过CT探测器7和相应的X射线管5随着CT旋转环架18一起的快速旋转，CT旋转环架18旋转轴100通过等中心点4，形成CT的扫描。重建出CT的图像。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，包括固定设置在放疗室内的放疗头，设置在所述放疗室内旋转的放疗椅，其特征在于：所述放疗室内还设置有CT装置；所述CT装置的X射线管和CT探测器固定设置在CT旋转环架上；所述CT装置的X射线的等中心点与所述放疗头出射治疗射线束的等中心点重合。
2.如权利要求1所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述CT探测器物理宽度大于10cm。
3.如权利要求2所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述CT探测器为16-320排探测器。
4.如权利要求1-3任一项所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述X射线管包括阴极、阳极；所述阳极沿人体纵向方向为长条形、弧形或多边形；所述阴极和阳极之间设置有电磁控制装置，用于将所述阴极发射的电子束通过电磁场控制快速聚焦到阳极的不同位置。
5.如权利要求4所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述阳极与X射线管的外壳连接在一起，所述阳极通过液体或液态金属直接冷却。
6.如权利要求1-3任一项所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述CT探测器沿人体纵向方向往复移动。
7.如权利要求1-3任一项所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述X射线管沿人体纵向方向往复移动。
8.如权利要求1-3任一项所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述CT旋转环架沿着放疗椅旋转轴方向上下往复平移。
9.如权利要求1-3任一项所述的集成到固定粒子束放疗室的原位CT装置，其特征在于：所述CT旋转环架绕着放疗椅旋转轴自己旋转。
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