CN110732094A - 一种肿瘤放射治疗影像引导设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种肿瘤放射治疗影像引导设备，包括环形机架以及安装于环形机架外周侧面的治疗头和多个X射线成像系统，环形机架内周侧面安装有EPID图像采集系统平板接收器和多个X射线平板接收器，EPID图像采集系统平板接收器与治疗头相对设置于环形机架的两侧，并用于接收治疗头发出的射线，多个X射线平板接收器分别与对应的X射线成像系统相对设置于环形机架的两侧，并用于接收X射线成像系统发出的射线。集成了EPID图像采集成像和多个X射线成像，快速的完成2D/2D及3DCBCT图像引导，实现实时影像引导和剂量引导，兼顾了图像质量和采集时间，提高临床治疗效率，实现和后装治疗机的融合治疗，同时进行内照射和外照射，或各自单独进行。
Description
技术领域
本发明涉及肿瘤治疗设备领域，特别是涉及一种肿瘤放射治疗影像引导设备。
背景技术
肿瘤放射治疗设备通过高能射线治疗肿瘤，具有高效精确的优点，肿瘤放射治疗设备的主要部件为射线加速器治疗头，通过加速器将电子加速输出高能射线，照射在肿瘤位置进行治疗。
同时还需要图像引导放射治疗，是在患者进行治疗前、治疗中利用各种影像设备，对肿瘤及正常器官进行监控，并根据肿瘤及器官位置的变化调整治疗位置、治疗条件，使照射野紧紧“追随”靶区。临床上对于治疗中的肿瘤实时位置非常关注，采用EPID图像采集系统，其射线源与治疗射束同源，但是图像空间分辨率较低，同时只能在2D方向上进行图像监控；单X线成像系统较EPID图像采集系统的图像质量有焦点外提高，可以完成2D/2D和3DCBCT图像引导，但其2D/2D方式，对于空间定位需要至少两个位置的图像采集，位置的选择和拍摄都需要花费多一些时间，3DCBCT需要选择更多的机架角度，因此传统模式无法完成融合治疗。
因此，如何提供一种能够同时进行两者成像的肿瘤放射治疗影像引导设备是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种肿瘤放射治疗影像引导设备，集成了EPID图像采集成像和多个X射线成像，兼顾了图像质量和采集时间，提高临床治疗效率，实现和后装治疗机的融合治疗。
为解决上述技术问题，本发明提供一种肿瘤放射治疗影像引导设备，包括环形机架以及安装于所述环形机架外周侧面的治疗头和多个X射线成像系统，所述环形机架内周侧面安装有EPID图像采集系统平板接收器和多个X射线平板接收器，所述EPID图像采集系统平板接收器与所述治疗头相对设置于所述环形机架的两侧，并用于接收所述治疗头发出的射线，多个所述X射线平板接收器分别与对应的所述X射线成像系统相对设置于所述环形机架的两侧，并用于接收所述X射线成像系统发出的射线。
优选地，所述EPID图像采集系统平板接收器与所述治疗头的连线穿过所述环形机架的环形截面的圆心，所述X射线平板接收器与对应的所述X射线成像系统的连线穿过所述环形机架的环形截面的圆心。
优选地，包括两个所述X射线成像系统，两个所述X射线成像系统对称设置于所述治疗头两侧，还包括对应设置的两个所述X射线平板接收器。
优选地，所述X射线成像系统包括X射线球管和角度调节装置，所述角度调节装置用于调节与所述治疗头的夹角。
优选地，所述X射线球管前端安装有滤线栅。
优选地，所述EPID图像采集系统平板接收器具体为MV级EPID图像采集系统平板接收器，所述X射线成像系统具体为kV级X射线成像系统。
优选地，治疗头包括竖直设置的加速管、安装于所述加速管下端的初级准直锥和位于所述初级准直锥下方的多叶准直器，所述初级准直锥下方安装有移动档位托架和档位切换驱动器，所述移动档位托架上设置有多个射线档位，所述档位切换驱动器能够驱动所述移动档位托架移动，使不同的所述射线档位对准所述初级准直锥，以切换治疗模式。
优选地，所述移动档位托架上沿水平方向并列设置有非均整档位和均整档位，所述非均整档位为竖直通孔，用于输出非均整的高剂量率模式射线，所述均整档位为竖直通孔内设置有均整器，用于输出均整的普通模式射线，所述档位切换驱动器能够驱动所述移动档位托架水平移动。
优选地，所述多叶准直器包括上层叶片和下层叶片，所述下层叶片的数量多于所述上层叶片的数量，每个所述上层叶片及每个所述下层叶片的侧面的前端边缘均设置有直角倒角。
优选地，还包括驱动所述环形机架绕其自身转轴旋转的驱动装置，所述治疗头、所述X射线成像系统、所述EPID图像采集系统平板接收器和所述X射线平板接收器均与所述环形机架同步转动。
本发明提供一种肿瘤放射治疗影像引导设备，包括环形机架以及安装于环形机架外周侧面的治疗头和多个X射线成像系统，环形机架内周侧面安装有EPID图像采集系统平板接收器和多个X射线平板接收器，EPID图像采集系统平板接收器与治疗头相对设置于环形机架的两侧，并用于接收治疗头发出的射线，多个X射线平板接收器分别与对应的X射线成像系统相对设置于环形机架的两侧，并用于接收X射线成像系统发出的射线。集成了EPID图像采集成像和多个X射线成像，快速的完成2D/2D及3DCBCT图像引导，实现实时影像引导和剂量引导，兼顾了图像质量和采集时间，提高临床治疗效率，实现和后装治疗机的融合治疗，同时进行内照射和外照射，或各自单独进行。
附图说明
图1为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式中治疗头的结构示意图；
图3为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式的非均整档位示意图；
图4为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式的均整档位示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种肿瘤放射治疗影像引导设备，集成了EPID图像采集成像和多个X射线成像，兼顾了图像质量和采集时间，提高临床治疗效率，实现和后装治疗机的融合治疗。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图2，图1为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式中治疗头的结构示意图；图3为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式的非均整档位示意图；图4为本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的一种具体实施方式的均整档位示意图。
本发明具体实施方式提供一种肿瘤放射治疗影像引导设备，包括环形机架2、治疗头1、EPID图像采集系统平板接收器4、多个X射线成像系统3和多个X射线平板接收器5，其中治疗头1和多个X射线成像系统3安装于环形机架2外周侧面EPID图像采集系统平板接收器4和多个X射线平板接收器5安装于环形机架2内周侧面，EPID为电子射野影像系统。治疗位置位于环形机架2的环形截面的圆心位置，EPID图像采集系统平板接收器4与治疗头1相对设置于环形机架2的两侧，并用于接收治疗头1发出的射线，即EPID图像采集系统平板接收器4与治疗头1位于治疗位置的两侧，多个X射线平板接收器5分别与对应的X射线成像系统3相对设置于环形机架2的两侧，并用于接收X射线成像系统3发出的射线，即对应的X射线平板接收器5和X射线成像系统3位于治疗位置的两侧。
具体地，EPID图像采集系统平板接收器4为MV级EPID图像采集系统平板接收器4，X射线成像系统3为kV级X射线成像系统3。
治疗前，成角度排布的kV级X射线成像系统3，在等中心处投照到患者治疗位置，同时采集多个不同方向的图像，通过一定的算法得到治疗部位的三维图像，也可以采用旋转的方式进行采集，得到锥形束CT图像，与之前存储在计算机中的图像比对，从而得出肿瘤位置是否存在偏差；治疗过程中，多kV级X射线成像系统3实时采集肿瘤图像并进行比对，可以得到实时的肿瘤位置。治疗过程中，MV级EPID对照射剂量进行测量，既可以用作治疗后的剂量数据记录分析使用，也可以实现剂量引导的放射治疗。
集成了EPID图像采集成像和多个X射线成像，快速的完成2D/2D及3DCBCT图像引导，实现实时影像引导和剂量引导，兼顾了图像质量和采集时间，提高临床治疗效率，实现和后装治疗机的融合治疗，同时进行内照射和外照射，或各自单独进行。
为了保证成像位置的精确，EPID图像采集系统平板接收器4与治疗头1的连线穿过环形机架2的环形截面的圆心，X射线平板接收器5与对应的X射线成像系统3的连线穿过环形机架2的环形截面的圆心。或根据情况调整位置，均在本发明的保护范围之内。
具体地，可以设置两个X射线成像系统3，两个X射线成像系统3对称设置于治疗头1两侧，并对应设置两个X射线平板接收器5。X射线成像系统3包括X射线球管和角度调节装置，X射线球管用于发射X射线，角度调节装置用于调节与治疗头1的夹角。MV级EPID正交于治疗头1的射束，双kV级X射线成像系统3以治疗头1射束的等中心为轴，以一定的角度对称主射束排布，X射线成像系统3靠近治疗头1或X射线成像系统3远离治疗头1。还可在X射线球管前端安装滤线栅，提高射线质量。
在本发明具体实施方式提供的肿瘤放射治疗影像引导设备中，治疗头1包括铅防护1-4、加速管1-1、初级准直锥1-2、二级准直锥1-5、多叶准直器1-3、移动档位托架1-6和档位切换驱动器1-6-3，加速管1-1竖直设置，用于将电子加速并且打靶输出高能射线，初级准直锥1-2安装于加速管1-1下端，将高能射束限定在一定的范围内，多叶准直器1-3位于初级准直锥1-2下方，对射束塑形，使得射束形状在患者平面与肿瘤形状基本一致，对肿瘤进行照射。移动档位托架1-6安装于初级准直锥1-2下方，并连接档位切换驱动器1-6-3，移动档位托架1-6上设置有多个射线档位，档位切换驱动器1-6-3驱动移动档位托架1-6移动，使不同的射线档位对准初级准直锥1-2，以切换治疗模式。
通过档位切换驱动器1-6-3驱动移动档位托架1-6移动，进而实现射线档位切换，使加速管1-1发出的射线经过不同的档位向下照射，即可形成不同类型的射线，对应不同的治疗模式，能够在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式的切换，使设备集成多种治疗模式，且档位切换方便快捷，提高设备适用性，可满足快捷、安全、精准的临床需求。
移动档位托架1-6上设置有非均整档位1-6-1和均整档位1-6-2，两个档位沿水平方向并列设置，非均整档位1-6-1为竖直通孔，射束直接通过后，输出非均整的高剂量率模式射线，用于非均整治疗模式，均整档位1-6-2为竖直通孔内设置有均整器，射束会通过均整器处理，输出均整过的普通模式射线，用于均正治疗模式，提高大尺寸射野照射效果。可以增加更多数量的不同档位，提供不同类型的射束，进一步提高设备适用性。
由于两个射线档位水平设置，因此档位切换驱动器1-6-3驱动移动档位托架1-6水平移动即可实现档位切换。移动档位托架1-6为水平托架，两个档位并列设置于水平托架的中部，档位切换驱动器1-6-3驱动可以为电机，安装于水平托架的一端，也可采用其他类型的驱动器等。
多叶准直器1-3包括上层叶片1-3-1和下层叶片1-3-2，下层叶片1-3-2的数量多于上层叶片1-3-1的数量，每个上层叶片1-3-1及每个下层叶片1-3-2的侧面的前端边缘均设置有直角倒角。每个叶片侧面的前端边缘设置有直角倒角。每个叶片都可以在运动范围内的任意位置停留，多个叶片停留位置组合在一起，可以形成不同的孔，数量可以是一个也可以是多个，射束穿过这些孔，可以在患者平面形成与孔形状相同按固定比例变化的剂量分布。
治疗过程中，各个驱动器驱动叶片运动，形成与肿瘤形状匹配的照射孔，射线通过照射孔后投射在肿瘤上，通过设置多层结构，并在叶片侧面前端设置直角倒角，相较于现有的直角端面，更加有效贴近肿瘤边缘，从而实现更好的射野适形效果，从而提高射野适形分辨率、降低射线辐射泄漏、提高射野转换效率。
在上述各具体实施方式提供的肿瘤放射治疗影像引导设备的基础上，还包括驱动环形机架2绕其自身转轴旋转的驱动装置，治疗头1、X射线成像系统3、EPID图像采集系统平板接收器4和X射线平板接收器5均与环形机架2同步转动，实现多角度照射、成像、治疗。
以上对本发明所提供的肿瘤放射治疗影像引导设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，包括环形机架(2)以及安装于所述环形机架(2)外周侧面的治疗头(1)和多个X射线成像系统(3)，所述环形机架(2)内周侧面安装有EPID图像采集系统平板接收器(4)和多个X射线平板接收器(5)，所述EPID图像采集系统平板接收器(4)与所述治疗头(1)相对设置于所述环形机架(2)的两侧，并用于接收所述治疗头(1)发出的射线，多个所述X射线平板接收器(5)分别与对应的所述X射线成像系统(3)相对设置于所述环形机架(2)的两侧，并用于接收所述X射线成像系统(3)发出的射线。
2.根据权利要求1所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，所述EPID图像采集系统平板接收器(4)与所述治疗头(1)的连线穿过所述环形机架(2)的环形截面的圆心，所述X射线平板接收器(5)与对应的所述X射线成像系统(3)的连线穿过所述环形机架(2)的环形截面的圆心。
3.根据权利要求2所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，包括两个所述X射线成像系统(3)，两个所述X射线成像系统(3)对称设置于所述治疗头(1)两侧，还包括对应设置的两个所述X射线平板接收器(5)。
4.根据权利要求3所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，所述X射线成像系统(3)包括X射线球管和角度调节装置，所述角度调节装置用于调节与所述治疗头(1)的夹角。
5.根据权利要求4所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，所述X射线球管前端安装有滤线栅。
6.根据权利要求1所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，所述EPID图像采集系统平板接收器(4)具体为MV级EPID图像采集系统平板接收器(4)，所述X射线成像系统(3)具体为kV级X射线成像系统(3)。
7.根据权利要求1所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，所述治疗头(1)包括竖直设置的加速管(1-1)、安装于所述加速管(1-1)下端的初级准直锥(1-2)和位于所述初级准直锥(1-2)下方的多叶准直器(1-3)，所述初级准直锥(1-2)下方安装有移动档位托架(1-6)和档位切换驱动器(1-6-3)，所述移动档位托架(1-6)上设置有多个射线档位，所述档位切换驱动器(1-6-3)能够驱动所述移动档位托架(1-6)移动，使不同的所述射线档位对准所述初级准直锥(1-2)，以切换治疗模式。
8.根据权利要求7所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，所述移动档位托架(1-6)上沿水平方向并列设置有非均整档位(1-6-1)和均整档位(1-6-2)，所述非均整档位(1-6-1)为竖直通孔，用于输出非均整的高剂量率模式射线，所述均整档位(1-6-2)为竖直通孔内设置有均整器，用于输出均整的普通模式射线，所述档位切换驱动器(1-6-3)能够驱动所述移动档位托架(1-6)水平移动。
9.根据权利要求8所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，所述多叶准直器(1-3)包括上层叶片(1-3-1)和下层叶片(1-3-2)，所述下层叶片(1-3-2)的数量多于所述上层叶片(1-3-1)的数量，每个所述上层叶片(1-3-1)及每个所述下层叶片(1-3-2)的侧面的前端边缘均设置有直角倒角。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的肿瘤放射治疗影像引导设备，其特征在于，还包括驱动所述环形机架(2)绕其自身转轴旋转的驱动装置，所述治疗头(1)、所述X射线成像系统(3)、所述EPID图像采集系统平板接收器(4)和所述X射线平板接收器(5)均与所述环形机架(2)同步转动。
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