CN111150940A - 一种射束自由组合的放射治疗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射束自由组合的放射治疗装置，源载体上设置多个放射源组，每个放射源组包含多个放射源，每个放射源组对应一个所述准直单元，每个准直单元均可独立运动选择一个准直孔组或屏蔽组，所述准直单元选择一个准直孔组连接预准直通道将一个放射源组的多个放射源发出的射线形成的多个射束汇聚于公共焦点，或者所述准直单元选择屏蔽组屏蔽对应放射源组发出的射线。本发明中，源载体上每个放射源组均设有用于射束开关和多种准直通道选择的准直单元，在公共焦点处实现上万种不同剂量场分布的靶点，解决了目前只能实现有限不同剂量场分布现状，可以全面满足不规则病灶的适形与调强治疗，提高了放射治疗的准确性、精确性及治疗效率。

Description

一种射束自由组合的放射治疗装置

技术领域

本发明涉及大型医疗设备技术领域的一种放射治疗装置，尤其涉及一种射束自由组合的放射治疗装置。

背景技术

肿瘤是一种常见的多发病，随着科技的发展，放射治疗已经成为肿瘤医疗治疗的重要手段，在放射治疗行业，利用Go-60放射源进行聚焦放射治疗的技术已经相当成熟，立体定向伽玛射线治疗系统(以下简称伽玛刀)是一种放疗设备，采用立体定向多源聚焦治疗放疗方式，将伽玛射线发射并且聚焦到到肿瘤的一个治疗靶点上，把治疗靶点的肿瘤细胞杀死。但当遇到形状复杂的肿瘤时，就需要采用所谓适形调强治疗，即：治疗平面射野形状与肿瘤的形状一样，且治疗平面内的剂量分布与肿瘤组织特性的治疗要求一样。现有设备的聚焦方式通常采用的是屏蔽体、载源体、准直体依次由外而内排列的结构，使得聚焦装置的结构复杂且笨重，并且因受到物理结构空间的限制，不能够在同一治疗靶点内获得不同准直孔径的组合，其剂量场剂量分布组合方式少，满足不了适形调强治疗的需求，大大降低了治疗在临床使用时的灵活性，影响治疗效果。

中国专利公开号为CN200320104265.3公开了一种放射治疗辐射装置，包括：屏蔽体、源体、预准直体、头盔、驱动部件和治疗床，源体内多个放射源的射线径向聚焦于辐射装置中心轴线的一个公共焦点上，源体和预准直体分别与驱动部件连接，预准直体上的一组通孔和头盔上多组通孔与放射源分布规律相同，头盔通过定位连接机构与预准直体对接为一体，使预准直体中的预准直器对准其中一组终准直器，头盔通过轴承连接在治疗床上。其优点是放射源聚焦精度高，治疗效果好。由于该装置的预准直体上只有一组通孔、头盔上有多组通孔，但头盔上每组通孔的孔径为同种规格，它们分别与放射源分布规律相同，放射源的射线通过一组通孔聚焦在一个公共焦点上，形成一种形状的剂量场，该剂量场不易与不规则的病灶相适形，不易实现治疗过程中对危及器官的保护，影响放射治疗的准确性和精确性:该装置的头盔连接在治疗床上，并与预准直体对接为一体，是预准直体的从动件，不能独立旋转运动，病人需要不同孔径的射线聚焦辐照时，必须停机，手动改变头盔对接的位置，在治疗过程中，不能自动实现剂量场的动态适形，延长了放射治疗的辅助时间，降低了治疗工作的效率。

中国专利公开号为CN200710077406.X公开了一种多准直体放射治疗装置，包括：屏蔽体、设在屏蔽体上的源体和终准直体，源体内装载多个放射源，所述源体和终准直体之间设有至少一个中间准直体，所述源体、中间准直体和终准直体分别与齿轮动力传动机构相连接，可绕同一回转中心线相对独立旋转:终准直体内包括多组不同孔径的通孔，中间准直体内包括：至少一组通孔，至少一组高纬度区域内的通孔或至少一组低纬度区域内的通孔。在治疗过程中根据治疗方案的需要，可以自动进行辐照射束组合，实现剂量场的动态适形，缩短了放射治疗的辅助时间，提高放射治疗效率。该装置的放射源集中在源体的一个固定区域，在中间准直体上虽然至少有一组通孔，至少一组高纬度区域内的通孔或至少一组低纬度区域内的通孔，但其分组的数量受到中间准直体上物理空间的限制，不可能太多，故其辐射野的组合方式也是有限的，不能完全实现肿瘤千奇百怪的剂量场的动态适形。且其组合的变化是通过中间准直器的通孔组数和终准直体及源体的相对运动(旋转)实现，其组合的转换时间长，精度低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：构建一种射束自由组合的放射治疗装置，克服现有技术只能实现有限不同剂量场分布现状，影响放射治疗的准确性和精确性的技术问题。

本发明的技术方案是：构建一种射束自由组合的放射治疗装置，包括用于屏蔽辐射的屏蔽体、设置在所述屏蔽体内的源载体以及多个准直单元，所述源载体上设置多个放射源组，每个放射源组包含多个放射源，所述源载体中的放射源的轴线汇聚于一点形成一个公共焦点，所述源载体在放射源面向所述公共焦点的方向上设置与所述放射源连通的预准直通道，所述预准直通道的轴线汇聚于所述公共焦点上，所述每个放射源组对应设置一个所述准直单元，所述准直单元设置有多个孔径大小不同的准直孔组及至少一个屏蔽组，每个所述准直孔组包含多个准直孔，每个所述准直孔组的多个准直孔与对应的所述放射源组连通的所述预准直通道配合使用，每个所述准直单元均可独立运动选择一个准直孔组或屏蔽组，所述准直单元选择一个准直孔组连接所述预准直通道将一个所述放射源组的多个放射源发出的射线形成的多个射束汇聚于公共焦点，或者所述准直单元选择所述屏蔽组屏蔽对应放射源组发出的射线。

本发明的进一步技术方案是：所述准直单元为柱状体，通过旋转运动或直线运动选择准直孔组或屏蔽组。

本发明的进一步技术方案是：多个放射源组呈环形排列。

本发明的进一步技术方案是：多个放射源组呈弧形排列。

本发明的进一步技术方案是：所述放射源组至少一组分布在高纬度区域，一组分布在中纬度区域，一组分布在低纬度区域。

本发明的进一步技术方案是：源载体及各准直单元绕通过公共焦点的公共轴线同时旋转。

本发明的进一步技术方案是：还包括第二旋转驱动装置，每个准直单元由所述第二旋转驱动装置旋转驱动选择一个准直孔组配合所述放射源使用所述预准直通道，或者每个准直单元由所述第二旋转驱动装置旋转驱动选择屏蔽组关闭所述预准直通道。

本发明的进一步技术方案是：还包括直线驱动装置，每个准直单元由所述直线驱动装置直线移动驱动选择一个准直孔组配合所述放射源使用所述预准直通道，或者每个准直单元由所述直线驱动装置直线移动驱动选择屏蔽组关闭所述预准直通道。

本发明的进一步技术方案是：还包括第一旋转驱动装置，所述第一旋转驱动装置驱动所述源载体和所述准直单元整体旋转。

本发明的进一步技术方案是：所述准直单元轴线与所述源载体的旋转轴线平行。

本发明的进一步技术方案是：所述准直单元轴线与所述源载体的旋转轴线呈一夹角。

本发明的技术效果是：构建一种射束自由组合的放射治疗装置，包括用于屏蔽辐射的屏蔽体、设置在所述屏蔽体内的源载体以及多个准直单元，所述源载体上设置多个放射源组，每个放射源组包含多个放射源，所述源载体中的放射源的轴线汇聚于一点形成一个公共焦点，所述源载体在放射源面向所述公共焦点的方向上设置与所述放射源连通的预准直通道，所述预准直通道的轴线汇聚于所述公共焦点上，所述每个放射源组对应设置一个所述准直单元，所述准直单元设置有多个孔径大小不同的准直孔组及至少一个屏蔽组，每个所述准直孔组包含多个准直孔，每个所述准直孔组的多个准直孔与对应的所述放射源组连通的所述预准直通道配合使用，每个所述准直单元均可独立运动选择一个准直孔组或屏蔽组，所述准直单元选择一个准直孔组连接所述预准直通道将一个所述放射源组的多个放射源发出的射线形成的多个射束汇聚于公共焦点，或者所述准直单元选择所述屏蔽组屏蔽对应放射源组发出的射线。本发明多颗放射源通过分组排布，形成多个放射源组，每个放射源组均设有准直单元，通过准直单元的旋转运动或直线运动，选择准直单元上不同规格的准直孔组或屏蔽组，在公共焦点处自由组合实现上万种不同剂量场分布的靶点，解决了目前只能实现有限不同剂量场分布现状，可以全面满足不规则病灶的适形、调强治疗，提高了放射治疗的准确性、精确性及治疗效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖视图。

图2为本发明的整体结构正视图。

图3为本发明的局部放大图。

图4为本发明源载体的正视图。

图5为本发明源载体的剖视图。

图6为本发明源载体的后视图。

图7为本发明源载体的俯视图。

图8为本发明准直单元的正视图。

图9为本发明低纬度准直单元的剖视图。

图10为本发明低纬度准直单元的侧视图。

图11为本发明中纬度准直单元的示意图。

图12为本发明高纬度准直单元的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。

如图1、图3所示，本发明的具体实施方式是：构建一种射束自由组合的放射治疗装置，包括用于屏蔽辐射的屏蔽体1、设置在所述屏蔽体1内的源载体2以及多个准直单元6，所述源载体2上设置多个放射源组3，每个放射源组包含多个放射源4，所述源载体2中的放射源4的轴线汇聚于一点形成一个公共焦点20，所述源载体2在放射源4面向公共焦点20的方向上设置与所述放射源4连通的预准直通道5，预准直通道5的轴线汇聚于公共焦点20上，所述每个放射源组对应设置一个所述准直单元6，所述准直单元6设置有多个孔径大小不同的准直孔组及至少一个屏蔽组，每个所述准直孔组包含多个准直孔7，每个所述准直孔组的多个准直孔7与对应的所述放射源组连通的所述预准直通道5配合使用，每个所述准直单元6均可独立运动选择一个准直孔组或屏蔽组，所述准直单元6选择一个准直孔组连接所述预准直通道5将一个所述放射源组的多个放射源4发出的射线形成的多个射束汇聚于公共焦点20，或者所述准直单元6选择所述屏蔽组屏蔽对应放射源组发出的射线。

如图1所示，本发明的具体实施过程是：构建一种射束自由组合的放射治疗装置，包括底座10，所述屏蔽体1连接在所述底座10上，还包括连接在底座10上的屏蔽门框9和屏蔽门8，屏蔽门框9用于安装屏蔽门8。还包括设置在所述屏蔽体1内的源载体2以及多个准直单元6，所述源载体2用于安装放射源，所述源载体2上设置多个放射源组，每个放射源组包含多个放射源4。所述源载体2中的放射源4的轴线汇聚于一点形成一个公共焦点20，所述源载体2在放射源4面向公共焦点20的方向上设置与所述放射源4连通的预准直通道5，预准直通道5的轴线汇聚于公共焦点20上。所述每个放射源组对应设置一个所述准直单元6，所述准直单元6设置有多个孔径大小不同的准直孔组及至少一个屏蔽组，每个所述准直孔组包含多个准直孔7，每个所述准直孔组的多个准直孔7与对应的所述放射源组连通的所述预准直通道5配合使用。

使用时，根据患者治疗方案的要求：即患者肿瘤位置和肿瘤治疗需要使用的剂量分布确定使用哪些放射源组和对应准直单元上哪些准直孔组对应的准直孔7，根据确定使用的准直孔7，选择该准直孔7所在的所述准直单元6，选择的每个所述准直单元6均可独立运动选择一个准直孔组，根据确定的所述准直单元6，通过旋转运动或直线运动，使选择的准直单元6的准直孔组与所述预准直通道5配合，所述准直单元6选择一个准直孔组连接所述预准直通道5将一个所述放射源组的多个放射源4发出的射线形成的多个射束汇聚于公共焦点20，然后进行使用。对于不使用的准直单元，则所述准直单元6选择所述屏蔽组屏蔽对应放射源组发出的射线。

如图1、图2、图3、图8、图9所示，本发明的具体实施过程是：所述源载体2上设置多个放射源组3，每个放射源组包含多个放射源4，所述每个放射源组对应设置一个所述准直单元6，所述准直单元6设置有多个孔径大小不同的准直孔组及至少一个屏蔽组，每个所述准直孔组包含多个准直孔7。本实施例中具体来说为在源载体2内径向六个位置设有六个放射源组3，所述准直单元6上设置有四个不同的准直孔组(准直孔组一、准直孔组二、准直孔组三、准直孔组四)，在治疗过程中，每个准直单元6分别通过各自的运动可以有四种规格准直孔组和一个屏蔽组进行选择，也就是有五种状态可以选择。通过组合，可以在公共焦点20的位置形成5⁶-1＝15624种不同剂量场分布，用于匹配各种不规则的病灶对剂量分布的要求，满足放射治疗的适形与调强，提高了放射治疗的准确性和精确性。同时在治疗过程中，使每个准直单元6通过电气控制进行动态切换，自动进行辐照射束组合，缩短了放射治疗的辅助时间，提高放射治疗效率。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述准直单元6通过旋转运动或直线运动选择准直孔组或屏蔽组。所述准直单元6通过旋转运动选择准直孔组或屏蔽组时，还包括第二旋转驱动装置12，每个准直单元6由所述第二旋转驱动装置12旋转驱动选择一个准直孔组上的准直孔7配合所述放射源4使用所述预准直通道5，或者每个准直单元6由所述第二旋转驱动装置12旋转驱动选择屏蔽组关闭所述预准直通道5。此时，所述准直单元6为柱体。所述准直单元6通过直线运动选择准直孔组或屏蔽组，每个准直单元6由所述直线驱动装置(图中未示出)直线移动驱动选择一个准直孔组对应的准直孔7配合所述放射源4使用所述预准直通道5，或者每个准直单元6由所述直线驱动装置直线移动驱动选择屏蔽组关闭所述预准直通道5。

如图2所示，本发明的优选实施方式是：多个放射源组呈环形排列，多个放射源组环形排列时，公共焦点20通常位于该环形的中心点。或者多个放射源组呈弧形排列。多个放射源组弧形排列时，公共焦点20通常位于该弧形内。

如图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，本发明的优选实施方式是：所述放射源组3及相对应准直单元6上的准直孔7至少一组分布在高纬度区域，一组分布在中纬度区域，一组分布在低纬度区域。所述放射源组3及相对应准直单元6上的准直孔组对应的准直孔7设置在不同的纬度区域，可以在治疗时方便有效地避开敏感组织的区域。本实施例中具体来说，在源载体2内径向六个位置设有六个放射源组3，每个放射源组3设有五颗放射源，其中两个放射源组3位于高纬度区域，两个放射源组3位于底纬度区域，两个放射源组3位于中纬度区域，这样就有更多的纬度区域可选择，方便适应病人的病患部位，有效地避开敏感组织，保护正常组织。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：放射源组3涉及的放射源4可以直接放置在所述源载体2中，此时，所述源载体2中设置放置放射源4的放置腔。或者所述源载体2上设置放置放射源组3的源匣，方便放射源4的安装和更换。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：还包括第一旋转驱动装置14，所述第一旋转驱动装置14驱动所述源载体2和所述准直单元6整体旋转。由旋转体驱动装置14和连接在所述源载体2上的旋转齿轮13驱动旋转。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述准直单元6轴线与所述源载体2的旋转轴线平行。更加通常地是：所述准直单元6轴线与所述源载体2的旋转轴线呈一夹角。

本发明的技术效果是：构建一种射束自由组合的放射治疗装置，包括用于屏蔽辐射的屏蔽体1、设置在所述屏蔽体1内的源载体2以及多个准直单元6，所述源载体2上设置多个放射源组3，每个放射源组包含多个放射源4，所述源载体2中的放射源4的轴线汇聚于一点形成一个公共焦点20，所述源载体2在放射源4面向公共焦点20的方向上设置与所述放射源4连通的预准直通道5，预准直通道5的轴线汇聚于公共焦点20上，所述每个放射源组3对应设置一个所述准直单元6，所述准直单元6设置有多个孔径大小不同的准直孔组及至少一个屏蔽组，每个所述准直孔组包含多个准直孔7，每个所述准直孔组的多个准直孔7与对应的所述放射源组连通的所述预准直通道5配合使用，每个所述准直单元6均可独立运动选择一个准直孔组或屏蔽组，所述准直单元6选择一个准直孔组连接所述预准直通道5将一个所述放射源组3的多个放射源4发出的射线形成的多个射束汇聚于公共焦点20，或者所述准直单元6选择所述屏蔽组屏蔽对应放射源组发出的射线。本发明多颗放射源4通过分组排布，形成多个放射源组3，每个放射源组3均对应设有准直单元6，通过准直单元6的旋转运动或直线运动，选择准直单元6上不同规格的准直孔组对应的准直孔7或屏蔽组，在公共焦点20处自由组合实现上万种不同剂量场分布的靶点，解决了目前只能实现有限不同剂量场分布现状，可以全面满足病灶不规则的适形治疗，提高了放射治疗的准确性和精确性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，包括用于屏蔽辐射的屏蔽体、设置在所述屏蔽体内的源载体以及多个准直单元，所述源载体上设置多个放射源组，每个放射源组包含多个放射源，所述源载体中的放射源的轴线汇聚于一点形成一个公共焦点，所述源载体在放射源面向所述公共焦点的方向上设置与所述放射源连通的预准直通道，所述预准直通道的轴线汇聚于所述公共焦点上，所述每个放射源组对应设置一个所述准直单元，所述准直单元设置有多个孔径大小不同的准直孔组及至少一个屏蔽组，每个所述准直孔组包含多个准直孔，每个所述准直孔组的多个准直孔与对应的所述放射源组连通的所述预准直通道配合使用，每个所述准直单元均可独立运动选择一个准直孔组或屏蔽组，所述准直单元选择一个准直孔组连接所述预准直通道将一个所述放射源组的多个放射源发出的射线形成的多个射束汇聚于公共焦点，或者所述准直单元选择所述屏蔽组屏蔽对应放射源组发出的射线。

2.根据权利要求1所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，所述准直单元通过旋转运动或直线运动选择准直孔组或屏蔽组。

3.根据权利要求1所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，多个放射源组呈环形排列。

4.根据权利要求1所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，多个放射源组呈弧形排列。

5.根据权利要求1所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，所述放射源组至少一组分布在高纬度区域，一组分布在中纬度区域，一组分布在低纬度区域。

6.根据权利要求1所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于源载体及各准直单元绕通过公共焦点的公共轴线同时旋转。

7.根据权利要求2所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，还包括第二旋转驱动装置，每个准直单元由所述第二旋转驱动装置旋转驱动选择一个准直孔组配合所述放射源使用所述预准直通道，或者每个准直单元由所述第二旋转驱动装置旋转驱动选择屏蔽组关闭所述预准直通道。

8.根据权利要求2所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，还包括直线驱动装置，每个准直单元由所述直线驱动装置直线移动驱动选择一个准直孔组配合所述放射源使用所述预准直通道，或者每个准直单元由所述直线驱动装置直线移动驱动选择屏蔽组关闭所述预准直通道。

9.根据权利要求6所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，还包括第一旋转驱动装置，所述第一旋转驱动装置驱动所述源载体和所述准直单元整体旋转。

10.根据权利要求1所述射束自由组合的放射治疗装置，其特征在于，所述准直单元轴线与所述源载体的旋转轴线呈一夹角。

Images