CN109793997B - 用于放射治疗的成像装置及成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于放射治疗的成像装置及成像方法。根据一具体实施例，所述成像装置包括：升降平台；固定架，滑动地设置在所述升降平台上；以及成像模块，用于对患者靶区进行成像；其中，所述成像模块固定地设置在所述固定架上，且所述升降平台配置为使得所述成像模块可随所述固定架沿着升降平台进行升降运动。本发明可对以站立或坐立姿态接受固定射线束治疗的患者进行模拟定位和摆位验证成像，保证定位、摆位的精确度，且在治疗中可对患者靶区位置进行实时监测，保证剂量投送精度，从而更好地促进固定射线束放疗技术的临床开展。

Description

用于放射治疗的成像装置及成像方法

技术领域

本发明总体上涉及放射治疗医学领域，特别地，涉及一种用于射线束放射治疗的成像装置及成像方法，更特别地，涉及一种用于固定射线束放射治疗的定位、摆位及实时监测成像装置及成像方法。

背景技术

放射治疗作为肿瘤治疗的常规手段之一，在肿瘤治疗领域占有重要地位。据测算有60～70％的恶性肿瘤治疗时都需要用到放射治疗。目前广泛采用的是基于直线加速器技术的光子和电子束技术，应用较少的是基于回旋加速器、同步加速器技术的质子、重离子束技术。相对于光子、电子，质子、重离子束的深度剂量曲线有布拉格峰，因而具有物理剂量学优势。重离子在布拉格峰位置还具有较高的相对生物学效应，可以形成更优的物理剂量分布。尽管质子、重离子放疗有优势，为了推广应用，还需要克服设备庞大、结构复杂、价格贵，占地大等缺点。

旋转机架是实现射线束围绕患者身体旋转，实现固定多角度或者连续旋转照射的一个机械运动装置。目前对于光子和电子束放疗，加速器的旋转机架重量多小于1吨，实现机械转动相对比较容易。而对于质子、重离子放疗，加速器的旋转机架结构极其复杂且重量可达数百吨，大大增加了质子、重离子放疗设备的制造加工难度以及采购成本，是阻碍质子、重离子技术推广应用的重要原因。为此，专利“放疗患者桶式支撑固定方法及装置”(201510816153.8)公开了一种放疗患者桶式支撑固定方法及装置，用于实现站立或坐立患者的转动及其他方向的多维运动，以替代加速器机架的旋转，从而大幅度降低质子、重离子等放疗设备的复杂程度，将射线束旋转、患者固定的治疗方式转换为射线束固定、患者旋转的治疗方式。

但是，如果采用射线束固定、患者旋转的治疗方式，还需要解决两个大的问题。一是对站立或坐立的患者进行模拟定位而采集靶区和正常器官的定位图像时，无法直接使用常规的CT、MRI等成像设备，需要配备特制的立式CT、MRI等成像设备，这无疑会进一步大幅度增加采购成本。二是射线束固定的设备没有旋转机架，患者每次治疗前的靶区摆位验证目前只能采用正交透视成像，相比于旋转机架可实现的容积成像存在图像质量差、摆位精度难以保证等缺点。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种用于放射治疗的成像装置，以解决上述射线束固定、患者旋转治疗方式存在的两大问题，保证患者定位、摆位的精确度，而且可在患者接受放射治疗的过程中实时监测靶区位置，保证剂量投送精度。

根据本发明一示例性实施例，一种用于放射治疗的成像装置，包括：升降平台；固定架，滑动地设置在所述升降平台上；以及成像模块，用于对患者靶区进行成像；其中，所述成像模块固定地设置在所述固定架上，且所述升降平台配置为使得所述成像模块可随所述固定架沿着升降平台进行升降运动。

在一些实施方式中，所述成像模块包括至少一个X射线成像单元，每个成像单元包括射线源和探测器。

在一些实施方式中，所述成像模块包括第一成像单元，所述第一成像单元包括第一射线源、第一探测器，且所述第一射线源和所述第一探测器相对地固定设置在所述固定架上。

在一些实施方式中，所述成像模块还包括第二成像单元，所述第二成像单元包括第二射线源、第二探测器，所述第二射线源和所述第二探测器相对地固定设置在所述固定架上，且所述第一射线源的射线束中心轴线和所述第二射线源的射线束中心轴线垂直相交于同一水平面内。

在一些实施方式中，其中所述成像模块为磁共振成像单元，可用于对患者的磁共振成像，以实现对患者靶区的模拟定位、摆位验证或实时监测。

在一些实施方式中，所述磁共振成像单元为中空圆柱状磁共振线圈，其固定地设置在所述固定架上。

在一些实施方式中，所述磁共振成像单元包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一、第二磁铁平行相对地固定布置在所述固定架的两侧。

在一些实施方式中，所述固定架外表面固定地设置有一个或多个滑动槽和至少一个丝杠螺母。

在一些实施方式中，所述升降平台包括固定座、导轨和升降驱动部件，所述导轨和所述升降驱动部件固定地设置在所述固定座上，所述固定座固定地设置在放疗机房的天花板上，所述导轨滑动地设置在所述固定架上的滑动槽内，所述导轨的数量与所述固定架上滑动槽的数量一致。

在一些实施方式中，所述升降驱动部件包括致动器、联轴器、丝杠、角度传感器、和转动传递部件，所述致动器动力输出轴通过所述联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠与所述固定架上的丝杠螺母组成丝杠螺母副，所述角度传感器通过转动传递部件与所述丝杠连接，以实现与丝杠的同步转动。

在一些实施方式中，所述致动器的动力源为电动、气动或液压，所述角度传感器为编码器、电位器或其他可用于角度测量的传感器，所述转动传递部件为同步带传动、齿轮传动或其他转动传递方式。

根据本发明的另一示例性实施例，一种用于放射治疗的成像装置，包括：升降单元；吊架，滑动地设置在所述升降单元上；以及成像模块，其包括射线发生单元和探测单元；其中，所述射线发生单元或探测单元中的一者固定地设置在所述吊架上，另一者固定地设置在预定位置，且所述升降单元配置为使得所述射线发生单元或探测单元中的一者可随所述吊架沿着所述升降单元进行升降运动。在一具体示例中，将射线发生单元固定设置在所述吊架上，将探测单元固定地设置在预定位置处，所述预定位置可例如为相对于辐射头固定，并且将探测单元和辐射头整体安装固定，在这种情况下可提高装置整体的精度。

在一些实施方式中，所述成像模块包括第一成像模块和第二成像模块，所述第一成像模块包括第一射线发生单元和第一探测单元，所述第二成像模块包括第二射线发生单元和第二探测单元，所述第一射线发生单元和所述第二射线发生单元可沿所述升降单元降至某一固定位置，使得所述第一射线发生单元与所述第一探测单元相对正，且所述第二射线发生单元和所述第二探测单元相对正。

在一些实施方式中，包括所述第一成像模块和第二成像模块的成像模块可为X射线成像单元。例如，第一射线发生单元和第二射线发生单元均可为X射线源，且可产生不同能量的X射线。优选地，可使用扇形束或者锥形束X射线成像，以用于实现计算机断层扫描成像(CT)，也可通过追踪患者横膈位置用于实现四维CT成像，以实现对患者靶区的模拟定位、摆位验证或实时监测。

在一些实施方式中，所述升降单元包括固定座、导向杆、升降驱动部件，所述导向杆、升降驱动部件固定地设置在所述固定座上，所述固定座固定地设置在机房天花板上。

在一些实施方式中，所述吊架为圆弧形，所述吊架上固定地设置有一个或多个滑动槽和至少一个丝杠螺母，所述导向杆滑动地设置在所述吊架的滑动槽内，所述导向杆的数量与所述滑动槽的数量一致。

在一些实施方式中，所述升降驱动部件包括致动器、联轴器、丝杠、角度传感器、和转动传递部件，所述致动器动力输出轴通过所述联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠与所述固定架上的丝杠螺母组成丝杠螺母副，所述角度传感器通过转动传递部件与所述丝杠连接，以实现与丝杠的同步转动。

在一些实施方式中，所述致动器的动力源为电动、气动或液压，所述角度传感器为编码器、电位器或其他可用于角度测量的传感器，所述转动传递部件为同步带传动、齿轮传动或其他转动传递方式。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于放射治疗的成像方法，包括：(1)将患者固定地置于可升降和旋转的运动平台上，使其可随运动平台进行升降和/或旋转运动；(2)调节升降平台使得成像模块与患者处于预定的相对位置；以及(3)利用成像模块对患者靶区进行成像。

在一些实施方式中，步骤(1)中通过所述运动平台带动患者进行升降运动，使得所述运动平台的中心轴与辐射头发出的治疗射线束相交于患者靶区的等中心。

在一些实施方式中，所述成像模块为X射线成像单元，步骤(2)中通过所述运动平台的升降、旋转运动和所述升降平台的升降运动相配合，使得成像模块与患者处于CT成像的相对位置。通过对多个位置的成像进行处理，可以实现例如四维CT成像。

在一些实施方式中，步骤(2)中通过所述升降平台上的角度传感器的测量数据确定所述成像模块与患者是否处于预定的相对位置。

在一些实施方式中，所述成像模块为磁共振成像单元，步骤(2)中通过所述运动平台的升降运动和所述升降平台的升降运动相配合，使得成像模块与患者处于可磁共振成像的相对位置。

即本发明的方法可利用X射线成像或磁共振成像，在一些实施方式中，当步骤(3)中成像模块为X射线成像单元时，成像模块采用扇形束或锥形束对患者进行计算机断层扫描成像(CT)，也可通过追踪患者横膈位置进行四维CT成像；当成像模块配置为磁共振成像单元时，射频线圈发出射频信号，接收线圈接收信号进行成像，也可通过读取横隔位置的信号变化，获取患者呼吸曲线，进行四维磁共振成像。

本发明的有益效果是：本发明可对以站立或坐立姿态接受固定束治疗的患者进行模拟定位和摆位验证成像，保证定位、摆位的精确度，且可在治疗中对患者靶区位置进行实时监测，保证剂量投送精度，从而更好地促进固定射线束放疗技术的临床开展。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的成像装置的初始状态示意图；

图2为根据本发明一实施例的成像装置的成像状态示意图；

图3为根据本发明一实施例的成像装置的双成像单元结构示意图；

图4为根据本发明一实施例的成像装置的单成像单元结构示意图；

图5为根据本发明一实施例的成像装置的磁共振成像线圈结构示意图；

图6为根据本发明一实施例的成像装置的磁共振成像磁铁结构示意图；

图7为根据本发明另一实施例的成像装置的初始状态示意图；

图8为根据本发明另一实施例的成像装置的成像状态示意图；

图9为根据本发明另一实施例的成像装置的固定座的结构示意图；

图10为根据本发明的实施例的用于放射治疗的成像方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

图1示出了根据本发明一实施例的用于放射治疗的成像装置，其处于初始状态。如图1所示，根据本发明一实施例的适用于固定射线束放射治疗的成像装置包括：升降平台300；固定架200，滑动地设置在升降平台300上；以及成像模块100，用于对患者靶区进行成像；其中，成像模块100固定地设置在固定架200上，且升降平台300配置为使得成像模块100可随固定架200沿着升降平台300进行升降运动。

图2示出了根据本发明一实施例的用于放射治疗的成像装置，其处于成像状态。如图2所述，固定架200可沿升降平台300进行例如竖直方向的直线运动，这种直线运动带动成像模块100也进行升降运动，从而可使成像模块100滑动并停留于任意位置，进而根据临床需求对不同的患者进行成像。

虽然图1-2中未示出升降平台300的安装固定方式，可理解，其可以任何方式固定于放疗机房中，例如升降平台300可固定地设置在放疗机房的天花板上。

参见图1-2，升降平台300包括固定座310、多个导轨321-323和至少一个升降驱动部件330，第一导轨321、第二导轨322、第三导轨323和升降驱动部件330均固定地设置在固定座310上，固定座310固定地设置在天花板上。

为了实现固定架和成像模块的升降运动，升降驱动部件330可包括致动器331、丝杠332、联轴器、角度传感器、和转动传递部件。其中，致动器331的动力输出轴通过联轴器与丝杠332固连，丝杠332与固定架200上的相应丝杠螺母能组成丝杠螺母副，从而将丝杠的旋转运动转为固定架200的直线运动。角度传感器可例如安装于丝杠的两端，其输入轴通过转动传递部件与丝杠332连接，以实现与丝杠332的同步转动并测量丝杠的转动角度数值。

虽然图中升降驱动部件330示出为一个，但可以理解，也可以设置多个升降驱动部件，例如设置两个导轨和两个升降驱动部件，其以相互成90°的方式固定分布在圆形固定座310上，且两个导轨相对设置，两个升降驱动部件也相对设置；在一些示例中，致动器331的动力源可为电动、气动或液压等方式。角度传感器334可为编码器、电位器或其他可用于角度测量的传感器。转动传递部件335可为同步带传动、齿轮传动或其他转动传递方式。

固定架200呈筒状结构，其截面可为圆形或方形，其外表面固定地设置有一个或多个滑动槽210-230和至少一个丝杠螺母240。参见图3-4，第一滑动槽210、第二滑动槽220、第三滑动槽230和丝杠螺母240相互成90°的方式固定分布在圆形固定架200上。为了实现固定架的升降运动，升降平台300的导轨321-323可滑动地设置在固定架200上的滑动槽210-230内，导轨的数量与滑动槽的数量一致。滑动槽的上表面与丝杠螺母的上表面平齐，且均高于固定架200的上表面。

固定架200上开有一个治疗窗口250，以使得治疗中成像模块100在对患者靶区进行实时监测成像时，辐射头的射线束可穿过所述治疗口对患者进行照射。在图示中，治疗窗250可设置于一滑槽或丝杠螺母240的正下方，以更利于成像模块的安装。辐射头射线源例如为由直线加速器产生的x射线源或电子束射线源，也可为放射性物质产生的γ射线源。

参见图1-2，本发明的成像装置可以很好地应用于站立或坐立姿态接受固定射线束治疗的患者。其中，成像状态下，患者500可被置于可升降和旋转的运动平台700上，固定架200可随着升降平台300下降至围绕运动平台700，成像模块100发出的射线束通过患者靶区附近，配合运动平台700的运动可实现例如CT或四维CT成像；成像结束后，对升降平台可进行升降运动调整从而使得直线加速器辐射头400的射线束可穿过患者靶区的等中心600。运动平台700设置于升降平台300和固定架200的正下方，关于运动平台700，可参照本发明人的中国发明专利申请CN201510816153.8(“放疗患者桶式支撑固定方法及装置”)，在此通过引用将该专利文献整个内容并入本申请中。本文的后面将针对成像方法进行更具体的描述。

成像模块100可配置为X射线成像，其包括至少一个X射线成像单元，每个成像单元包括射线源和探测器。例如，可使用扇形束或者锥形束X射线成像，以用于实现计算机断层扫描成像(CT)，也可通过追踪患者横膈位置用于实现四维CT成像，以实现对患者靶区的模拟定位、摆位验证或实时监测。

如图3所示，成像模块100包括第一成像单元110、第二成像单元120两个成像单元。成像单元110、成像单元120以90°相正交地固定在固定架200上。第一成像单元110包括第一射线源111、第一探测器112。第一射线源111和第一探测器112相正对地固定在固定架200上。第一射线源111的射线束中心轴线构成第一成像单元的中心轴线113。第二成像单元120包括第二射线源121、第二探测器122。第二射线源121和第二探测器122相正对地固定在固定架200上。第二射线源121的射线束中心轴线构成第二成像单元的中心轴线123。第一成像单元110和第二成像单元120的中心轴线垂直相交于同一水平面内。在一具体实施例中，第一射线源111和第二射线源121均为X射线源，且可产生不同能量的X射线，例如第一射线源111为MV级射线源，第二射线源121为KV级射线源。

在一些示例中，成像模块100也可仅包括一个成像单元。如图4所示，第一成像单元110包括第一射线源111、第一探测器112。第一射线源111(例如，X射线)和第一探测器112相正对地固定设置在固定架200上。固定架200为筒状结构，其横截面为倒角方形，在三个侧边上设置有滑动槽210-230，在一个侧边上设置有丝杠螺母240。治疗窗设置在滑动槽230的正下方，由此，第一射线源111产生的射线束中心轴113可空间垂直于治疗射线束中心轴。

为了实现对患者不同部位的成像，本发明中的成像模块100也可配置为磁共振成像单元，以用于对患者的磁共振成像，实现对患者靶区的模拟定位、摆位验证或实时监测。

在一些示例中，如图5所示，磁共振成像单元可为中空圆柱状磁共振线圈，固定架200也为中空圆柱状，磁共振线圈100固定地设置在固定架200的内壁上。磁共振线圈100的侧壁上开有治疗窗130。在对患者靶区进行治疗中的实时监测成像时，射线束可穿过固定架200的治疗床250和磁共振线圈的治疗窗130对患者进行照射。

在一些示例中，如图6所示，磁共振成像单元包括相对设置的第一磁铁140、第二磁铁150，所述第一、第二磁铁可选择为长方形，且平行相对地固定布置在固定架200的两侧。在对患者靶区进行治疗中的实时监测成像时，射线束可从第一、第二磁铁之间穿过并对患者进行照射。

若成像模块100配置为X射线成像时，固定架200外表面固定的设置有第一滑动槽210、第二滑动槽220、第三滑动槽230、丝杠螺母240，如图3-4所示。若成像模块100配置为磁共振成像时，固定架200外表面固定的设置有第一滑动槽21)、第三滑动槽230、第一丝杠螺母240、第二丝杠螺母260，此时，第一、第三滑动槽相正对，第一、第二丝杠螺母相正对，如图5-6所示。在固定架200上开有一个治疗窗口250，治疗中成像模块100在对患者靶区进行实时监测成像时，射线束可穿过治疗窗口250对患者进行照射。

相应地，若成像模块100配置为X射线成像时，升降平台300包括固定座310、第一导轨321、第二导轨322、第三导轨323、升降驱动部件330，如图1-2所示。第一、二、三导轨以及升降驱动部件330均固定地设置在固定座310上，固定座310固定地设置在天花板上。所有导轨滑动地设置在固定架200上的相应滑动槽内。若成像模块100配置为磁共振成像时，升降平台300包括固定座310、第一导轨321、第三导轨323、第一升降驱动部件330、第二升降驱动部件340。第一、三导轨以及第一、二升降驱动部件均固定地设置在固定座310上，固定座310固定地设置在天花板上，第一、三导轨相正对布置，第一、二升降驱动部件相正对布置。两升降驱动部件的结构相同。所有导轨滑动地设置在固定架200上的相应滑动槽内。

图7-9示出了本发明适用于射线束放射治疗的成像装置的另一实施方式。

如图7所示，一种用于固定射线束放射治疗的定位、摆位及实时监测成像装置，其包括：升降单元3000；吊架3100，滑动地设置在升降单元3000上；以及成像模块，其包括射线发生单元2000和探测单元1000；其中，射线发生单元2000固定地设置在吊架3100上，探测单元1000固定地设置在相对于辐射头400的预定位置处，且升降单元3000配置为使得成像模块中的射线发生单元或探测单元可随吊架3100沿着升降单元3000进行升降运动。

在一具体示例中，可将成像模块中的射线发生单元2000固定地设置在吊架上，而探测单元1000则固定地设置在机房的墙壁上，并分列于辐射头400的两侧，升降单元3000固定地设置在机房的天花板上。其中探测单元1000和辐射头400整体安装固定，如此可提高成像装置整体的精度。

如图9所示，升降单元3000包括固定座3200、至少一个导向杆3210、和升降驱动部件3300。升降驱动部件3300固定的设置在固定座3200上，固定座3200固定的设置在天花板上。

导向杆3210、3220垂直地设置在固定座3200的下表面；为了实现对吊架3100进行升降运动，在一具体示例中，升降驱动部件3300包括丝杠3310、致动器3330、联轴器、角度传感器、转动传递部件。致动器3330动力输出轴通过联轴器与丝杠3310固连，丝杠3310与吊架3100上的丝杠螺母3140组成丝杠螺母副。角度传感器输入轴通过转动传递部件与丝杠3310连接，以实现与丝杠的同步转动。

在一具体示例中，致动器3330的动力源可为电动、气动或液压。角度传感器可为编码器、电位器或其他可用于角度测量的传感器。转动传递部件可为同步带传动、齿轮传动或其他转动传递方式。

吊架3100滑动的设置在固定座3200上，如图7-8所示，吊架3100为圆弧形，圆弧角度例如为120-160°，射线发生单元2000固定的设置在吊架3110上。吊架上固定的设置有第一滑动槽3120、第二滑动槽3130、丝杠螺母3140。固定座3200上设置有第一导向杆3210、第二导向杆3220，两导向杆滑动地设置在相应的吊架滑动槽内。可以理解的是，滑动槽、导向杆的数量不限于2个，也可以为3个或更多个，只要导向杆的数量与滑动槽的数量一致即可。

成像模块可设置多个成像组件，例如两个。其中探测单元1000包括第一探测单元1100、第二探测单元1200，第一探测单元1100和第二探测单元1200相正交的布置在辐射头400的左右两侧。射线发生单元2000包括第一射线源2100、第二射线源2200，第一射线源2100和第二射线源2200相正交的设置在吊架310上。第一射线源2100和第一探测单元1100相互配合构成第一成像组件，第二射线源2200和第二探测单元1200相互配合构成第二成像组件。第一射线源2100和第二射线源2200均为X射线源，且可产生不同能量的X射线。射线发生单元2000可沿升降单元3000降至某一固定位置，使得第一射线源2100与第一探测单元1100相正对，第二射线源2200和第二探测单元1200相正对，且第一、二射线源的射线束中心轴与辐射头中心轴相交于同一水平面内。

本实施例中的探测单元、射线发生单元可与之前实施例中的探测器、射线源具有相同的结构和功能。在一具体示例中，如图8所示，第一探测单元和探测单元相正交地布置在辐射头的两侧；第一射线发生单元和第二射线发生单元相正交地设置在所述升降单元上，即第一射线发生单元和第二射线发生单元的射线束中心轴正交，且均可与辐射头发出的治疗射线中心轴相交于同一水平面内。

在一示例中，第一成像组件和第二成像组件均可使用扇形束或者锥形束X射线，实现计算机断层扫描成像(CT)，也均可通过追踪患者横膈位置用于实现四维CT成像，以实现对患者靶区的模拟定位、摆位验证或实时监测。

根据本发明公开的实施例的用于放射治疗的成像装置，可以使用常规的CT、MRI等现有的成像设备，可大幅降低成像设备成本，同时可在放射治疗过程中实时进行成像监测，从而能够精度地对定位和摆位进行调整从而准确控制针对靶区或其周围器官的投送剂量，有效地保证术中放疗的效果。

图10示出了根据本发明的实施例的用于放射治疗的成像方法的流程图。如图10所示，根据本发明的实施例的方法可以包括：步骤S810，将患者固定地置于可升降和旋转的运动平台等成像平台上，使其可随运动平台进行升降或旋转运动；步骤S820，调节升降平台使得成像模块与患者处于预定的相对位置；以及步骤S830，利用成像模块对患者靶区进行成像。

步骤S810中，通过运动平台带动患者进行升降运动，使得运动平台的中心轴与辐射头发出的治疗射线束可相交于患者靶区的等中心或附近。

本实施例中采用的运动平台例如可见于本发明人的中国发明专利申请CN201510816153.8，其包括：运动平台、升降踏板、治疗桶等部件，运动平台用于搭载治疗桶实现整体升降、平移、旋转、倾斜等各种运动，升降踏板与运动平台相连接，可通过升降机构调节患者在治疗桶内的高度，治疗桶为桶式结构，闭合后可通过将成型材料包裹患者后进行塑形，实现人体的完全支撑和固定。

下面结合图1-2对本发明的成像过程进行描述。

如图1所示，此时成像装置处于初始状态，患者500被固定支撑在桶式支撑装置700等运动平台中，与桶固连成一体，可随桶进行旋转、升降及倾斜等运动。成像模块100沿升降平台300滑动至最上端，使成像模块100处于收起状态。桶式支撑装置700的中心轴、辐射头400的中心轴与成像模块100的中心轴垂直相交于等中心600。

在一个具体示例中，成像模块100可采用X射线成像单元，相应地，步骤S820中调节升降平台300使得X射线束的中心轴线与辐射头发出的治疗射线束相交于患者靶区的等中心600。

具体如图2所示，此时成像装置处于成像状态，成像模块100沿升降平台300可进行滑动，通过升降平台300上的角度传感器334的测量数据可确定成像模块100与患者500是否处于预定的相对位置，例如通过角度传感器334数值结合丝杠332的螺距等参数可推算出两射线源射线束中心轴相对患者500的位置，以便于根据临床需求对患者500进行成像。通过角度传感器的数值控制致动器的操作，其省却了频繁的人工核查操作，能够快速地实现对预定靶区区域的成像操作。

若第一和第二成像单元配置用于实现CT或四维CT时，成像模块采用X射线成像单元，具体例如成像模块采用扇形束或锥形束对患者进行计算机断层扫描成像(CT)，也可通过追踪患者横膈位置进行四维CT成像。通过桶式支撑装置700带动患者500进行升降和旋转运动，配合升降平台的升降运动，该成像装置可实现对患者500的CT或四维CT成像，以实现模拟定位、摆位验证或实时监测。若成像模块100配置为磁共振成像时，成像模块采用磁共振成像单元，其包括射频线圈、接收线圈等部件，射频线圈发出射频信号，接收线圈接收信号进行CT成像，也可通过读取患者横隔位置的信号变化，获取患者呼吸曲线，进行四维磁共振成像。通过桶式支撑装置700的升降运动和升降平台300的升降运动相配合，可使得患者与成像模块100处于可磁共振成像的相对位置，以进行基于磁共振成像原理的模拟定位、摆位验证或治疗中的实时监测成像。从而确定图像内肿瘤、正常组织和重要器官等的位置，进而可利用放疗计划系统及获得的图像，设计术中放疗计划，确定照射剂量和照射时间。成像结束后，成像模块100可沿升降平台300升至最上部，即回到初始状态。若需要对患者进行实时监测成像，则成像模块100可保持在成像状态，并根据临床需求对患者进行实时监测成像，此时射线束穿过治疗窗250对患者进行照射。

也可采用本发明的另一成像装置进行靶区成像，如图7所示，成像装置处于初始状态。患者500被固定支撑在桶式支撑装置700中，与桶固连成一体，可随桶进行旋转、升降及倾斜等运动。桶式支撑装置700的中心轴与辐射头400的中心轴垂直相交于等中心4000。射线发生单元2000沿升降单元3000滑动至最上端，使成像装置处于初始收起状态。

如图8所示，成像装置处于成像状态，射线发生单元2000沿升降单元3000滑动至通过角度传感器3340标定的固定成像位置，此时，第一射线源2100和第二射线源2200的中心轴均穿过等中心4000。可以理解的是，若第一、二成像组件配置用于实现CT或四维CT时，通过桶式支撑装置700带动患者500进行升降和旋转运动，该成像装置可实现对患者500的CT或四维CT成像，以实现模拟定位、摆位验证或实时监测。在对患者成像结束后，射线发生单元2000可沿升降平台3000升至最上部，即回到初始状态。若需要对患者进行实时监测成像，则射线发生单元2000可保持在成像状态，并根据临床需求对患者进行实时监测成像。

上面已经参照特定实施例描述了本发明的原理。本领域技术人员将理解的是，本发明并不局限于上述实施例，而是在不脱离本发明的思想和范围的情况下可以进行细节和形式上的许多修改和变化。本发明的范围由所附权利要求及其等价物定义。

Claims (20)

1.一种用于放射治疗的成像装置，包括：

升降平台，所述升降平台包括固定座、导轨和升降驱动部件，所述导轨和所述升降驱动部件固定地竖直设置在所述固定座上；

固定架，滑动地设置在所述升降平台上，所述固定架外周表面固定地设置有一个或多个滑动槽，所述导轨滑动地设置在所述固定架上的滑动槽内，所述导轨的数量与所述固定架上滑动槽的数量一致；以及

成像模块，用于对患者靶区进行成像；

其中，所述成像模块固定地设置在所述固定架上，且所述升降平台配置为使得所述成像模块可随所述固定架沿着升降平台进行竖直方向的升降运动。

2.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述成像模块包括至少一个X射线成像单元，每个成像单元包括射线源和探测器。

3.如权利要求2所述的成像装置，其中，所述成像模块包括第一成像单元，所述第一成像单元包括第一射线源、第一探测器，且所述第一射线源和所述第一探测器相对地固定设置在所述固定架上。

4.如权利要求3所述的成像装置，其中，所述成像模块还包括第二成像单元，所述第二成像单元包括第二射线源、第二探测器，所述第二射线源和所述第二探测器相对地固定设置在所述固定架上，且所述第一射线源的射线束中心轴线和所述第二射线源的射线束中心轴线垂直相交于同一水平面内。

5.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述成像模块为磁共振成像单元。

6.如权利要求5所述的成像装置，其中，所述磁共振成像单元为中空圆柱状磁共振线圈，其固定地设置在所述固定架上；或者，所述磁共振成像单元包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一、第二磁铁平行相对地固定布置在所述固定架的两侧。

7.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述固定架外周表面还固定地设置有至少一个丝杠螺母。

8.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述固定座固定地设置在机房天花板上。

9.如权利要求7所述的成像装置，其中，所述升降驱动部件包括致动器、联轴器、丝杠、角度传感器和转动传递部件，所述致动器动力输出轴通过所述联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠与所述固定架上的丝杠螺母组成丝杠螺母副，所述角度传感器通过转动传递部件与所述丝杠连接，以实现与丝杠的同步转动。

10.一种用于放射治疗的成像装置，包括：

升降单元，所述升降单元包括固定座、导向杆和升降驱动部件，所述导向杆、升降驱动部件固定地竖直设置在所述固定座上；

吊架，滑动地设置在所述升降单元上，所述吊架上固定地设置有一个或多个滑动槽，所述导向杆滑动地设置在所述吊架的滑动槽内，所述导向杆的数量与所述滑动槽的数量一致；以及

成像模块，其包括射线发生单元和探测单元；

其中，所述射线发生单元或探测单元中的一者固定地设置在所述吊架上，另一者固定地设置在预定位置，且所述升降单元配置为使得所述射线发生单元或探测单元中的一者可随所述吊架沿着所述升降单元进行竖直方向的升降运动。

11.如权利要求10所述的成像装置，其中，所述成像模块包括第一成像模块和第二成像模块，所述第一成像模块包括第一射线发生单元和第一探测单元，所述第二成像模块包括第二射线发生单元和第二探测单元，所述第一射线发生单元和所述第二射线发生单元可沿所述升降单元降至某一固定位置，使得所述第一射线发生单元与所述第一探测单元相对正，且所述第二射线发生单元和所述第二探测单元相对正。

12.如权利要求11所述的成像装置，其中，所述固定座固定地设置在机房天花板上。

13.如权利要求12所述的成像装置，其中，所述吊架为圆弧形，所述吊架上还固定地设置有至少一个丝杠螺母。

14.如权利要求13所述的成像装置，其中，所述升降驱动部件包括致动器、联轴器、丝杠、角度传感器、和转动传递部件，所述致动器动力输出轴通过所述联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠与所述吊架上的丝杠螺母组成丝杠螺母副，所述角度传感器通过转动传递部件与所述丝杠连接，以实现与丝杠的同步转动。

15.如权利要求14所述的成像装置，其中，所述致动器的动力源为电动、气动或液压，所述角度传感器为编码器或电位器，所述转动传递部件为同步带传动或齿轮传动。

16.一种利用权利要求1或权利要求10所述的成像装置进行用于放射治疗的成像方法，包括：

(1)将患者固定地置于可升降和旋转的运动平台上，使其可随运动平台进行升降和/或旋转运动；

(2)调节升降平台使得成像模块与患者处于预定的相对位置；以及

(3)利用成像模块对患者靶区进行成像。

17.如权利要求16所述的成像方法，其中，步骤(1)中通过所述运动平台带动患者进行升降运动，使得所述运动平台的中心轴与辐射头发出的治疗射线束相交于患者靶区的等中心。

18.如权利要求16所述的成像方法，其中，所述成像模块为X射线成像单元，步骤(2)中通过所述运动平台的升降、旋转运动和所述升降平台的升降运动相配合，使得成像模块与患者处于CT成像的相对位置；或者，所述成像模块为磁共振成像单元，步骤(2)中通过所述运动平台的升降运动和所述升降平台的升降运动相配合，使得成像模块与患者处于磁共振成像的相对位置。

19.如权利要求18所述的成像方法，其中，步骤(2)中通过所述升降平台上的角度传感器的测量数据确定所述成像模块与患者是否处于预定的相对位置。

20.如权利要求16所述的成像方法，其中步骤(3)中所述成像模块为X射线成像单元时，所述成像模块采用扇形束或锥形束对患者进行计算机断层扫描成像(CT)，或通过追踪患者横膈位置进行四维CT成像；所述成像模块配置为磁共振成像单元时，射频线圈发出射频信号，接收线圈接收信号进行成像，或通过读取横隔位置的信号变化，获取患者呼吸曲线，进行四维磁共振成像。