CN108744314A - 放射治疗设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种放射治疗设备，属于医疗技术领域。包括：旋转机架、X射束产生组件和治疗床；所述X射束产生组件设置在所述旋转机架上，所述X射束产生组件被配置为在所述旋转机架的带动下绕所述旋转机架的旋转轴线旋转，且所述X射束产生组件用于产生在所述旋转轴线方向上偏转的X射束，其中，所述旋转机架和所述X射束产生组件在所述旋转轴线方向上固定；所述治疗床位于所述旋转机架一侧，用于承载患者，所述治疗床被配置为沿所述旋转轴线方向运动，以配合所述X射束的偏转，使所述X射束照射患者靶区。本发明使得X射束的聚焦精度不会受到放射治疗头和机架的机械运动精度的限制，提高了X射束照射在患者靶区上的聚焦精度。

Description

放射治疗设备
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种放射治疗设备。
背景技术
在现代医学中，放射治疗是治疗患者肿瘤的一种重要手段。用于放射治疗的放射治疗设备包括机架和放射治疗头，且放射治疗头一般包括放射源和准直器，放射源发出的射线经过准直器进行束形后照射至患者靶区，杀死患者靶区的肿瘤细胞。其中，放射治疗头设置在机架上，机架的中心位置处设置有用于容纳治疗床的开口。
相关技术中，放射治疗头可以在360度的角度范围内采用X射束对患者靶区进行旋转照射。为了满足辐射剂量分布要求，也即是，为了满足患者靶区的辐射剂量较高，患者靶区周围的正常组织器官的辐射剂量较低的要求，放射治疗头在旋转过程中，持续发出X射束，且机架或治疗头沿治疗床的延伸方向运动，以分别从多个角度对患者靶区进行照射。
但是，由于放射治疗头的重量很大，以及在机架的几何结构的限制下，使得放射治疗头和机架的机械运动精度均受到限制，导致在不同角度对患者靶区进行照射时，X射束照射在患者靶区上的聚焦精度较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种放射治疗设备，可以解决采用相关技术在不同角度对患者靶区进行照射时，X射束照射在患者靶区上的聚焦精度较低的问题。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种放射治疗设备，包括：旋转机架、X射束产生组件和治疗床；
所述X射束产生组件设置在所述旋转机架上，所述X射束产生组件被配置为在所述旋转机架的带动下绕所述旋转机架的旋转轴线旋转，且所述X射束产生组件用于产生在所述旋转轴线方向上偏转的X射束，其中，所述旋转机架和所述X射束产生组件在所述旋转轴线方向上固定；
所述治疗床位于所述旋转机架一侧，用于承载患者，所述治疗床被配置为沿所述旋转轴线方向运动，以配合所述X射束的偏转，使所述X射束照射患者靶区。
可选地，所述X射束产生组件包括：电子束产生单元、偏转件和靶材；
所述电子束产生单元用于产生电子束；
所述偏转件用于将所述电子束在所述旋转轴线方向上进行偏转；
所述靶材沿所述旋转轴线方向设置，用于将经过偏转且撞击至所述靶材上的电子束转换为X射束并射出。
可选地，所述放射治疗设备还包括：准直器，所述准直器上设置有多个沿所述旋转轴线方向分布的准直孔；
所述X射束产生组件产生的在所述旋转轴线方向上偏转的X射束穿过所述准直孔照射至患者靶区。
可选地，所述放射治疗设备还包括：准直器，所述准直器包括多个准直孔组，每个准直孔组包括多个沿所述旋转轴线方向分布的准直孔；
所述准直器能够在垂直于所述旋转轴线方向上运动，以使所述X射束产生组件产生的在所述旋转轴线方向上偏转的X射束穿过不同准直孔组的准直孔照射至患者靶区。
可选地，所述多个准直孔组的孔径大小不同。
可选地，所述靶材由多个沿旋转轴线方向分布的子靶材构成。
可选地，所述放射治疗设备还包括：准直器，所述准直器上设置有多个沿所述旋转轴线方向分布的准直孔；
多个所述准直孔与多个所述子靶材一一对应设置。
可选地，所述偏转件包括：偏转磁铁，所述偏转磁铁用于产生偏转磁场，使所述电子束在所述旋转轴线方向上发生偏转。
可选地，所述偏转件还包括：电流控制件，所述电流控制件用于调节流经所述偏转磁铁的电流，使所述电子束在所述旋转轴线方向上发生偏转。
可选地，所述旋转机架为环形机架或C形臂机架。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的放射治疗设备，该放射治疗设备包括X射束产生组件和治疗床，X射束产生组件用于产生在旋转机架的旋转轴线方向上偏转的X射束，且治疗床可以根据X射束偏转的程度沿旋转轴线方向运动，使X射束照射患者靶区，相对于相关技术，无需旋转机架和X射束产生组件在旋转轴线方向上发生运动，即可实现对患者靶区的非共面照射，使得在不同角度对患者靶区进行照射时，X射束的聚焦精度不会受到放射治疗头和机架的机械运动精度的限制，提高了X射束照射在患者靶区上的聚焦精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种放射治疗设备的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种放射治疗设备的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的又一种放射治疗设备的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的再一种放射治疗设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种放射治疗设备，请参考图1，该放射治疗设备可以包括：旋转机架01、X射束产生组件02和治疗床03。可选地，旋转机架01为环形机架或C形臂机架。
X射束产生组件02设置在旋转机架01上，该X射束产生组件02被配置为在旋转机架01的带动下绕旋转机架01的旋转轴线旋转，且X射束产生组件02用于产生在旋转轴线方向上偏转的X射束，其中，旋转机架01和X射束产生组件02在旋转轴线方向上固定。
治疗床03位于旋转机架01一侧，用于承载患者，治疗床03被配置为沿旋转轴线方向运动，以配合X射束的偏转，使X射束照射患者靶区。
综上所述，本发明实施例提供的放射治疗设备，该放射治疗设备包括X射束产生组件和治疗床，X射束产生组件用于产生在旋转机架的旋转轴线方向上偏转的X射束，且治疗床可以根据X射束偏转的程度沿旋转轴线方向运动，使X射束照射患者靶区，相对于相关技术，无需旋转机架和X射束产生组件在旋转轴线方向上发生运动，即可实现对患者靶区的非共面照射，使得在不同角度对患者靶区进行照射时，X射束的聚焦精度不会受到放射治疗头和机架的机械运动精度的限制，提高了X射束照射在患者靶区上的聚焦精度。
请参考图2，X射束产生组件02可以包括：电子束产生单元021、偏转件022和靶材023。其中，该电子束产生单元021用于产生电子束。该偏转件022用于将电子束在旋转轴线方向上进行偏转。该靶材023沿旋转轴线方向设置，用于将经过偏转且撞击至靶材023上的电子束转换为X射束并射出。该电子束产生单元021可以为电子枪，该靶材023可以是一整块，例如：靶材023为弧形块或长方体块，或者，该靶材023可以由多个沿旋转轴线方向分布的子靶材组成。示例地，该靶材023可以由金或钨等高熔点金属材料制成。
可选地，该X射束产生组件02可以为回旋加速器(也称回旋谐振式加速器)或直线加速器(也称直线谐振式加速器)。当该X射束产生组件02为直线加速器时，请参考图3，X射束产生组件02还可以包括：加速管024，该加速管024具有相对设置的入口和出口，该加速管024的入口与电子束产生单元021的出口连接，该加速管024用于对从电子束产生单元021产生的电子束进行加速。
进一步地，该加速管024可以为行波加速管或驻波加速管，优选为行波加速管。当该加速管024为行波加速管时，该行波加速管的束流能够达到10-20兆伏(MV)，使得经该行波加速管加速后的电子束的能量能够达到10-20兆电子伏特(MeV)，该具有较高能量的电子束能够更多地被撞击至靶材023，且该电子束能够被靶材023转换为X射束，并使用该X射束对患者靶区进行照射。因此，该行波加速管的使用能够避免因电子束能量低而出现色散效应，从而保证患者靶区的受照剂量。
其中，该偏转件022可以包括：偏转磁铁，该偏转磁铁用于产生偏转磁场，使电子束在旋转轴线方向上发生偏转。进一步地，偏转件022还包括：电流控制件，该电流控制件用于调节流经偏转磁铁的电流，使电子束在旋转轴线方向上发生偏转。
可选地，该偏转件022还可以包括信号接收元件，该信号接收元件用于接收目标偏转角度，电流控制件可根据该目标偏转角度向偏转磁铁加载相应大小的电流，使得偏转磁铁产生相应大小的偏转磁场，该偏转磁场可对电子束产生相应的作用力，使得电子束在旋转轴线方向上发生偏转。其中，目标偏转角度为偏转件022能够将电子束偏转至的多个可调整的偏转角度中的一个，例如：为了实现从多个非共面角对患者靶区进行照射，该可调整的偏转角度可以包括：0度，±10度，±20度，±30和±40度，该每个可偏转角度与一个非共面角一一对应，使得非共面角至少可以达到40度，本发明对该可调整的偏转角度不做限定。其中，非共面角为采用X射束对患者靶区进行照射时，X射束与旋转机架的旋转平面的夹角。
通过该偏转件022将电子束在旋转轴线方向上进行偏转，能够实现从多个非共面角对患者靶区进行照射，且相较于相关技术中非共面角最大值为5度或10度的实现方式，本发明实施例提供的放射治疗设备，增大了能够对患者靶区进行照射的非共面角的最大角度，使得在治疗某患者靶区所需的辐射剂量为定值的情况下，能够从多个角度对患者靶区进行照射，进而降低患者靶区周围的正常组织器官的平均辐射剂量。
进一步地，请参考图2或图3，放射治疗设备还可以包括：准直器04，该准直器04用于对被射出的X射束进行束形并照射至患者靶区。该准直器04的设置方式可以有多种，本发明实施例以以下几种可实现方式为例对其进行说明：
在第一种可实现方式中，准直器04上可以设置有多个沿旋转轴线方向分布的准直孔，X射束产生组件02产生的在旋转轴线方向上偏转的X射束可穿过该准直孔041照射至患者靶区。
示例地，请参考图2或图3，当靶材023由多个沿旋转轴线方向分布的子靶材组成时，准直器04上设置的多个沿旋转轴线方向分布的准直孔041与多个子靶材一一对应设置。
在第二种可实现方式中，准直器04可以包括多个准直孔组，且每个准直孔组包括多个沿旋转轴线方向分布的准直孔。当准直器04在垂直于旋转轴线方向上运动时，能够使在旋转轴线方向上偏转后的X射束穿过不同准直孔组的准直孔照射至患者靶区。
可选地，为了将该放射治疗头用于不同大小的患者靶区的治疗，该多个准直孔组的孔径大小可以不同。其中，该多个准直孔组的孔径大小可以根据实际需要进行设置。
进一步地，请参考图4，该放射治疗设备还可以包括：飞行管05。偏转件022可设置在该飞行管05的侧壁上，对从飞行管05的入口进入的电子束进行偏转。至少一块靶材023可设置在该飞行管05的出口所在面上。
该飞行管05为具有空腔的轴对称结构，该飞行管05具有相对设置在飞行管05的轴线两端的入口和出口，电子束经加速后可从该飞行管05的入口进入，并且，在飞行管05的内部被偏转，撞击靶材，产生X射束并射出。
可选地，为了保证飞行管05中的电子束的偏转角度能够被偏转至目标偏转角度，电子束在飞行管05中的偏转路径应具有足够的距离，使得偏转件022对电子束产生的作用力有足够的作用距离。在一种实现方式中，该偏转件022的几何中心到飞行管05的入口的距离应小于预设距离阈值，例如：该偏转件022可以直接设置在飞行管05的入口处的侧壁上。
在一种可实现方式中，如图4所示，飞行管05在沿旋转轴线方向的剖面可以呈扇形。
并且，为了保证多个非共面角的实现，该扇形对应的圆心角可以大于预设的圆心角阈值，例如：当可调整的偏转角度包括：0度，±10度，±20度，±30和±40度时，该预设的圆心角阈值可以为80度，以便于经过偏转后的电子束均能够从飞行管05的出口被发射至飞行管05外，以保证电子束的利用率。
进一步地，当飞行管05的入口在飞行管05的出口所在面的正投影位于飞行管05的出口的内部时，为了保证将X射束发射至准直器04的发射效率，该多块靶材023的几何中心的连线可以呈弧形，且该弧形的圆心可以与飞行管05的入口的几何中心重叠。
此处以图4所示的放射治疗设备为例，对该放射治疗设备的工作过程进行说明：
在对患者靶区进行照射治疗之前，可以预先确定电子束的目标偏转角度，并建立治疗床03在旋转轴线方向上的位置与目标偏转角度的对应关系。在对患者靶区进行放射治疗的过程中，偏转件022接收目标偏转角度，使得偏转件022将电子束偏转至对应的角度，并经靶材023将撞击至靶材023的电子束转换为X射束，X射束穿过准直器04后，准直器04可对X射束进行束形，并将束形后的X射束照射至患者靶区，进而实现从多个非共面角对患者靶区进行照射。
从该放射治疗设备的工作过程可知，在对患者靶区进行照射时，只需旋转机架01进行自转和治疗床03沿旋转轴线方向运动，并使偏转件022将电子束的偏转角度调整为对应的目标偏转角度，即可实现从不同非共面角度对患者靶区的照射。
综上所述，本发明实施例提供的放射治疗设备，该放射治疗设备包括X射束产生组件和治疗床，X射束产生组件用于产生在旋转机架的旋转轴线方向上偏转的X射束，且治疗床可以根据X射束偏转的程度沿旋转轴线方向运动，使X射束照射患者靶区，相对于相关技术，无需旋转机架和X射束产生组件在旋转轴线方向上发生运动，即可实现对患者靶区的非共面照射，使得在不同角度对患者靶区进行照射时，X射束的聚焦精度不会受到放射治疗头和机架的机械运动精度的限制，提高了X射束照射在患者靶区上的聚焦精度，且实现了较大的非共面角。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种放射治疗设备，其特征在于，包括：旋转机架、X射束产生组件和治疗床；
所述X射束产生组件设置在所述旋转机架上，所述X射束产生组件被配置为在所述旋转机架的带动下绕所述旋转机架的旋转轴线旋转，且所述X射束产生组件用于产生在所述旋转轴线方向上偏转的X射束，其中，所述旋转机架和所述X射束产生组件在所述旋转轴线方向上固定；
所述治疗床位于所述旋转机架一侧，用于承载患者，所述治疗床被配置为沿所述旋转轴线方向运动，以配合所述X射束的偏转，使所述X射束照射患者靶区。
2.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其特征在于，所述X射束产生组件包括：电子束产生单元、偏转件和靶材；
所述电子束产生单元用于产生电子束；
所述偏转件用于将所述电子束在所述旋转轴线方向上进行偏转；
所述靶材沿所述旋转轴线方向设置，用于将经过偏转且撞击至所述靶材上的电子束转换为X射束并射出。
3.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其特征在于，所述放射治疗设备还包括：准直器，所述准直器上设置有多个沿所述旋转轴线方向分布的准直孔；
所述X射束产生组件产生的在所述旋转轴线方向上偏转的X射束穿过所述准直孔照射至患者靶区。
4.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其特征在于，所述放射治疗设备还包括：准直器，所述准直器包括多个准直孔组，每个准直孔组包括多个沿所述旋转轴线方向分布的准直孔；
所述准直器能够在垂直于所述旋转轴线方向上运动，以使所述X射束产生组件产生的在所述旋转轴线方向上偏转的X射束穿过不同准直孔组的准直孔照射至患者靶区。
5.根据权利要求4所述的放射治疗设备，其特征在于，所述多个准直孔组的孔径大小不同。
6.根据权利要求2所述的放射治疗设备，其特征在于，所述靶材由多个沿旋转轴线方向分布的子靶材构成。
7.根据权利要求6所述的放射治疗设备，其特征在于，所述放射治疗设备还包括：准直器，所述准直器上设置有多个沿所述旋转轴线方向分布的准直孔；
多个所述准直孔与多个所述子靶材一一对应设置。
8.根据权利要求2所述的放射治疗设备，其特征在于，所述偏转件包括：偏转磁铁，所述偏转磁铁用于产生偏转磁场，使所述电子束在所述旋转轴线方向上发生偏转。
9.根据权利要求3所述的放射治疗设备，其特征在于，所述偏转件还包括：电流控制件，所述电流控制件用于调节流经所述偏转磁铁的电流，使所述电子束在所述旋转轴线方向上发生偏转。
10.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其特征在于，所述旋转机架为环形机架或C形臂机架。
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