CN111068191A - 一种放射治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种放射治疗系统，其中，放射治疗系统包括：封闭式外壳以及设置于封闭式外壳内的内层结构、旋转结构和外层结构，内层结构上设置有射线发射装置，射线发射装置用于产生射线束；其中，外层结构用于固定放射治疗系统，并支撑内层结构和旋转结构；内层结构通过旋转结构与外层结构活动连接，旋转结构用于带动内层结构绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转，其中，第一旋转轴与第二旋转轴垂直。本发明实施例提供的放射治疗系统在扩大放射治疗角度范围的同时缩短了治疗时间。
Description
技术领域
本发明实施例涉及医用设备技术领域，尤其涉及一种放射治疗系统。
背景技术
现有的放射治疗设备通常为C形臂系统，在该系统中，治疗头位于C形臂的上部，成像设备位于C形臂的下部或C形臂系统的两侧，整个设备带动治疗头绕C形臂的中轴线旋转。
由于现有的C形臂系统的治疗头位于C形臂的上部，限制了治疗头的旋转速度，使得治疗头的转速较慢，治疗时间过长。此外，现在C形臂系统在治疗方向选择上存在很大的限制，尤其是对于躯干部位，可选的角度更少。同时，在采用非共面治疗时C形臂系统需要旋转病床，会给病人带来不适。
环形治疗系统由于系统本身限制，所能提供的非共面可选角度有限，尤其是对于头部无法实现头顶方位的照射。
发明内容
本发明提供一种放射治疗系统，在扩大放射治疗角度范围的同时缩短了治疗时间。
本发明实施例提供了一种放射治疗系统，所述放射治疗系统包括封闭式外壳以及设置于所述封闭式外壳内的内层结构、旋转结构和外层结构，所述内层结构上设置有射线发射装置，所述射线发射装置用于产生射线束；其中，
所述外层结构用于固定所述放射治疗系统，并支撑所述内层结构和所述旋转结构；
所述内层结构通过所述旋转结构与所述外层结构活动连接，所述旋转结构用于带动所述内层结构绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转，其中，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴垂直。
可选的，所述旋转结构包括第一旋转部件、中层结构和第二旋转部件；其中，
所述内层结构通过所述第一旋转部件与所述中层结构活动连接，所述第一旋转部件用于带动所述内层结构绕所述第一旋转轴旋转；
所述中层结构通过所述第二旋转部件与所述外层结构活动连接，所述第二旋转部件用于使所述中层结构连同所述内层结构绕所述第二旋转轴旋转。
可选的，所述内层结构为主视图为环形的立体结构。
可选的，所述内层结构为主视图为C形的立体结构；
若所述内层结构为主视图为C形的立体结构，则所述射线接收装置与所述内层结构活动连接。
可选的，所述中层结构为主视图为环形的立体结构；所述外层结构具有容纳所述中层结构的第一开放式空腔，所述中层结构通过所述第二旋转部件与所述第一开放式空腔内壁活动连接。
可选的，所述第一旋转部件和所述第二旋转部件均包括转轴或轴承。
可选的，所述放射治疗系统还包括治疗床，所述封闭式外壳具有容纳治疗床的第二开放式空腔；其中，
所述第一旋转轴与所述第二开放式空腔的中轴线垂直；
所述第二旋转轴与所述第二开放式空腔的中轴线平行。
可选的，所述射线发射装置的射线束中心线与所述第二开放式空腔的横截面之间的夹角范围为-45°-45°，所述中层结构的旋转角度范围为0°-360°，所述系统对应的治疗范围立体角为
可选的，所述射线发射装置的射线束中心线与所述第二开放式空腔的横截面之间的夹角范围为-135°-135°，所述中层结构的旋转角度范围为0°-360°，所述系统对应的治疗范围立体角为
可选的，所述第一旋转部件还包括制动装置，所述制动装置用于保持所述内层结构与所述中层结构之间的相对位置固定。
本发明实施例提供的一种放射治疗系统，包括封闭式外壳以及设置于封闭式外壳内的内层结构、旋转结构和外层结构，内层结构上设置有射线发射装置，射线发射装置用于产生射线束；其中，外层结构用于固定放射治疗系统，并支撑内层结构和旋转结构；内层结构通过旋转结构与外层结构活动连接，旋转结构用于带动内层结构绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转，其中，第一旋转轴与第二旋转轴垂直，射线发射装置射线发射装置射线发射装置在扩大放射治疗角度范围的同时，缩短了治疗时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例中的一种放射治疗系统的主视图；
图2是本发明实施例中的另一种放射治疗系统的主视图；
图3是本发明实施例中的另一种放射治疗系统的主视图；
图4为本发明实施例中的主视图为环形的内层结构在外层结构中旋转的侧视图；
图5是本发明实施例中的另一种放射治疗系统的主视图；
图6为本发明实施例中的主视图为C形的内层结构在外层结构中旋转的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种放射治疗系统的主视图，如图1所示，该放射治疗系统包括封闭式外壳140以及设置于封闭式外壳140内的内层结构110、外层结构120和旋转结构130；其中，内层结构上设置有射线发射装置111，射线发射装置111用于产生射线束。
其中，射线发射装置111可以包括治疗头(治疗头可以是钻-60治疗头或是产生高能X射线、高能电子线、质子、重离子的加速器等)，相应的，射线束可以包括治疗射线束。优选的，在内层结构110上与射线发射装置111相对的位置处，还可以设置成像装置，成像装置可以是X光机、DR(Digital Radiography，直接数字平板X线成像系统)、CT(ComputedTomography，计算机断层扫描)、MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)、PET-CT(positron emission tomography-Computed Tomography，正电子发射计算机断层显像)和EPID(Electronic Portal Imaging Device,电子射野影像装置)中的任意一种或多种，成像装置用于辅助射线发射装置111对目标部位进行治疗。优选的，在内层结构110上还可以设置射线接收装置，射线接收装置用于对治疗射线束的剂量进行监测。射线发射装置111还可以包括治疗头和成像装置，相应的，射线束可以包括治疗射线束和成像射线束，其中，治疗射线束和成像射线束可以同源。优选的，在内层结构110上还可以设置有射线接收装置，射线接收装置用于接收治疗射线束和成像射线束，或者用于接收成像射线束，以达到对目标部位进行成像和/或对治疗射线束的剂量进行监测的效果。
外层结构120用于固定放射治疗系统，并支撑内层结构110和旋转结构130。
内层结构110通过旋转结构130与外层结构120活动连接，旋转结构130用于带动内层结构110绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转，其中，第一旋转轴与第二旋转轴垂直。
本实施例中，外层结构120的形状在能够支撑内层结构110和旋转结构130，且不影响旋转结构130带动内层结构110绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转的前提下，可以是任意的，本实施例中不做特殊限定。外层结构120可以是包绕内层结构110和旋转结构130的结构(图1中未示出)，示例性的，外层结构120中具体贯穿外层结构120的通孔或者未贯穿外层结构120的孔；也可以是部分包绕内层结构110和旋转结构130的结构(图1中示出)，示例性的，外层结构120的主视图可以是近似于“凹”字型的形状。
内层结构110的形状在能够在旋转结构130的带动下，绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转的基础上，可以是任意的，本实施例中不做特殊限定。示例性的，内层结构110可以是环形柱状体(即主视图为环形的立体结构)(图1中示出)，也可以是具有贯穿通孔的三角锥或者六面体等，其中，贯穿通孔的横截面的形状在不影响治疗进程的前提下可以是任意形状，还可以是主视图为C型的立体结构。在此需要说明的是，当内层结构110为主视图为C形的立体结构，且内层结构110上设置有成像装置，则当成像束无需经过C形缺口时，成像装置可以固定于内层结构110上，当成像束需要经过C形缺口时，成像装置可以活动连接于内层结构110上。
本实施例中，内层结构110可以在旋转结构130的带动下，绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转，其中，第一旋转轴可以是与处在放射治疗系统内部的目标物体的第一方向垂直的旋转轴(即与图1中主视图所在的平面和水平面的相交线平行的线)，其中，第一方向可以是目标物体在进入放射治疗系统过程中的前进方向。第二旋转轴可以是与第一方向平行的旋转轴(即与图1中主视图的垂直线平行的线)。
旋转结构130在能够带动内层结构110绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转的前提下，可以是任意的结构，本实施例中不做特殊限定。示例性的，内层结构110为环形柱状体，旋转结构130可以是旋转轴为第一旋转轴的转轴(图1中示出)或弧形轴承，相应的，在转轴的带动下内层结构110可以绕第一旋转轴旋转。旋转结构130还可以是旋转轴为第二旋转轴的轴承(此时轴承可以全部包绕内层结构110，即轴承为环形，也可以部分包绕内层结构110，即轴承为弧形)，则在轴承的带动下内层结构110可以绕第二旋转轴旋转。可以理解的是，如果为内层结构110分别设置旋转轴为第一旋转轴的第一弧形轴承和旋转轴为第二旋转轴的第二弧形轴承，则在第一弧形轴承的带动下内层结构110可以绕第一旋转轴，在第二弧形轴承的带动下内层结构110可以绕第二旋转轴旋转。在此需要说明的是，旋转结构130可以包括多个转轴和/或多个轴承等。此外，旋转结构130还可以是基于电磁原理带动内层结构110绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转的结构。
本发明实施例提供的一种放射治疗系统，包括封闭式外壳以及设置于封闭式外壳内的内层结构、旋转结构和外层结构，内层结构上设置有射线发射装置，射线发射装置用于产生射线束；其中，外层结构用于固定放射治疗系统，并支撑内层结构和旋转结构；内层结构通过旋转结构与外层结构活动连接，旋转结构用于带动内层结构绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转，其中，第一旋转轴与第二旋转轴垂直在扩大放射治疗角度范围的同时缩短了治疗时间。
图2为本发明实施例提供的另一种放射治疗系统的主视图，如图2所示，封闭式外壳未在图2中示出，内层结构110的主视图为环形，外层结构120的主视图为近似于“凹”字型的形状。旋转结构130包括第一旋转部件131、中层结构132和第二旋转部件(图2中未示出)；其中，内层结构110通过第一旋转部件131与中层结构132活动连接，第一旋转部件131用于带动内层结构110绕第一旋转轴旋转；中层结构132通过第二旋转部件与外层结构120活动连接，第二旋转部件用于使中层结构132连同内层结构110绕第二旋转轴旋转。
优选的，第一旋转部件131和第二旋转部件132均可以包括转轴或轴承。第一旋转部件131可以包括制动装置，用于保持内层结构110与中层结构132之间的相对位置固定。第二旋转部件也可以包括制动装置，用于保持中层结构132与外层结构120之间的相对位置固定。
中层结构132的形状在能够在第二旋转部件的带动下，绕第二旋转轴旋转，且不影响内层结构110绕第一旋转轴旋转的基础上，可以是任意的，本实施例中不做特殊限定。示例性的，内层结构110可以是环形柱状体(即主视图为环形的立体结构)(图1中示出)，也可以是具有贯穿通孔的三角锥或者六面体等，其中，贯穿通孔的横截面的形状也可以是任意形状，示例性的，贯穿通孔为桶型。
图3为本发明实施例提供的另一种放射治疗系统的主视图，如图3所示，封闭式外壳未在图3中示出，中层结构132为主视图为环形的立体结构；外层结构120具有容纳中层结构132的第一开放式空腔，中层结构132通过第二旋转部件(图3中未示出)与第一开放式空腔内壁活动连接。内层结构110为主视图为环形的立体结构。
若内层结构110为主视图为环型的立体结构，则射线发射装置111的射线束中心线与第二开放式空腔的横截面之间的夹角范围为-45°-45°，在此夹角范围内，内层结构110能够避免与目标物体发生碰撞。还可以通过调整目标物体所处的角度，来增加治疗范围，中层结构132的旋转角度范围为0°-360°，系统对应的治疗范围立体角为
即若目标物体处于放射治疗系统内部时，该放射治疗系统的治疗范围不包括目标物体的顶部和底部。图4为本发明实施例提供的主视图为环形的内层结构在外层结构中旋转的侧视图，如图4所示，401为表示第二开放式空腔的横截面的等效侧视线。
图5为本发明实施例提供的另一种放射治疗系统的主视图，如图5所示，封闭式外壳未在图5中示出，中层结构132为主视图为环形的立体结构；外层结构120具有容纳中层结构132的第一开放式空腔，中层结构132通过第二旋转部件(图3中未示出)与第一开放式空腔内壁活动连接。内层结构110为主视图为C形的立体结构。
若内层结构110为主视图为C型的立体结构，则射线发射装置111的射线束中心线与第二开放式空腔的横截面之间的夹角范围为-135°-135°，中层结构132的旋转角度范围为0°-360°，系统对应的治疗范围立体角为
由于射线束中心线与内层结构的侧视图平行，则射线束中心线与第二旋转轴之间的夹角可以等效成内层结构的侧视图与第二旋转轴之间的夹角。图6为本发明实施例提供的主视图为C形的内层结构在外层结构中旋转的侧视图，如图6所示，401为表示第二开放式空腔的横截面的等效侧视线。
示例性的，若目标物体为人体，当进行头部肿瘤治疗时，内层结构110的旋转角度范围为-135°-135°(即当进行头部治疗时，射线发射装置111可以经过头部)，当进行躯干部肿瘤治疗时，内层结构110的旋转角度范围为-45°-45°(即当进行躯干部治疗时，射线发射装置111不经过被治疗对象的头部和脚底部位)。如果放射治疗系统正对目标物体的顶部部位存在圆孔(即封闭式外壳具有通孔)时，还可以根据需要闭合该圆孔。
优选的，上述各实施方式中的放射治疗系统还可以包括治疗床，封闭式外壳140具有容纳治疗床的第二开放式空腔，其中，第一旋转轴可以是与第二开放式空腔的中轴线垂直的轴；第二旋转轴可以是与第二开放式空腔的中轴线平行。
上述各实施方式中的放射治疗系统优选可以用于在4入射空间中实施肿瘤的图像引导调强放射治疗、容积调强放射治疗、立体定向放射治疗、4D放射治疗、自适应放射治疗等精确放射治疗。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种放射治疗系统，其特征在于，包括封闭式外壳以及设置于所述封闭式外壳内的内层结构、外层结构和旋转结构，所述内层结构上设置有射线发射装置，所述射线发射装置用于产生射线束；其中，
所述外层结构用于固定所述放射治疗系统，并支撑所述内层结构和所述旋转结构；
所述内层结构通过所述旋转结构与所述外层结构活动连接，所述旋转结构用于带动所述内层结构绕第一旋转轴旋转和/或绕第二旋转轴旋转，其中，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴垂直。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转结构包括第一旋转部件、中层结构和第二旋转部件；其中，
所述内层结构通过所述第一旋转部件与所述中层结构活动连接，所述第一旋转部件用于带动所述内层结构绕所述第一旋转轴旋转；
所述中层结构通过所述第二旋转部件与所述外层结构活动连接，所述第二旋转部件用于使所述中层结构连同所述内层结构绕所述第二旋转轴旋转。
3.根据权利1或2所述的系统，其特征在于，所述内层结构为主视图为环形的立体结构。
4.根据权利1或2所述的系统，其特征在于，所述内层结构为主视图为C形的立体结构；
若所述内层结构为主视图为C形的立体结构且所述内层结构上设置有成像装置，则所述成像装置与所述内层结构活动连接。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中层结构为主视图为环形的立体结构；所述外层结构具有容纳所述中层结构的第一开放式空腔，所述中层结构通过所述第二旋转部件与所述第一开放式空腔内壁活动连接。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一旋转部件和所述第二旋转部件均包括转轴或轴承。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括治疗床，所述封闭式外壳具有容纳治疗床的第二开放式空腔；其中，
所述第一旋转轴与所述第二开放式空腔的中轴线垂直；
所述第二旋转轴与所述第二开放式空腔的中轴线平行。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述射线发射装置的射线束中心线与所述第二开放式空腔的横截面之间的夹角范围为-45°-45°，所述中层结构的旋转角度范围为0°-360°，所述系统对应的治疗范围立体角为
9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述射线发射装置的射线束中心线与所述第二开放式空腔的横截面之间的夹角范围为-135°-135°，所述中层结构的旋转角度范围为0°-360°，所述系统对应的治疗范围立体角为
10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一旋转部件还包括制动装置，所述制动装置用于保持所述内层结构与所述中层结构之间的相对位置固定。
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