CN111388883A - 一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法 - Google Patents

Abstract

一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法，电子束生成器发出电子束；所述电子束打在靶体上,产生放射线束；所述放射线束穿过所述准直器的同一准直通道组的各准直通道,聚焦在所述准直通道组的焦点上；其中,所述准直器包括至少一组准直通道组，每组所述准直通道组包括至少两个准直通道,同一所述准直通道组的焦点为一个或多个。

Description

一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法

技术领域

本发明涉及肿瘤放射治疗技术领域，具体涉及一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法。

背景技术

放射治疗(简称放疗)作为肿瘤治疗的重要手段，伴随计算机技术的应用及医学物理的发展,进入了精确放疗技术的全新时代,其在肿瘤治疗中的作用和地位越来越重要。

发明人发现现有放疗中的加速器均用于适形治疗,即通过多叶准直器形成与肿瘤形状相近的射束穿过区城，从而使得射束穿过人体的形状与肿瘤形状一致。

加速器适形治疗时的高能线束是均匀结束的，但由于肿瘤大多是不规则形态的，而且肿瘤各点离人体表皮的射入距离也是不一样的，因此适形放疗虽然射束适形，仍然不可避免地会带来射线强度分布上的误差，使得最终投放的剂量与优化所定义的剂量分布存在一定的差异，仍不能解决肿瘤内部剂量均匀性的问题，需要根据医生对肿瘤病靶区均匀照射的剂量的要求和周围的正常组织器官保护剂量要求，逆向设计计算经第二次限束以改变加速器线束出束剂量率，达到最终目标剂量要求的照射方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法。它利用加速器产生的放射线束形成聚焦治疗而将大剂量射线准确聚焦，使得多个小野(线束)在三维方向上集束，在焦点(肿瘤)上相交，定向单次大剂量集中照射病变。

为达到上述目的,本发明的采用如下技术方案:

所述聚焦方法包括:

电子束生成器发出电子束；

所述电子束打在靶体上,产生放射线束；

所述放射线束穿过所述准直器的同一准直通道组的各准直通道,聚焦在所述准直通道组的焦点上；

其中,所述准直器包括至少一组准直通道组，每组所述准直通道组包括至少两个准直通道,同一所述准直通道组的焦点为一个或多个。

本发明的实施例提供一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法，电子束生成器发出电子束,电子束打在靶体上,产生放射线束,放射线束经过准直器聚焦在一个或多个焦点上，从而实现放射线束的聚焦。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)利用较低能量的放射线聚焦在靶点处，可以实现辐射剂量的高度集中，满足放射治疗时对靶点处的高剂量要求；

(2)在立体空间上实施不均匀照射，其结果能在肿瘤受到致死照射的同时最大限度地保护了周围正常组织，从而减轻了放疗反应，提高了治疗效果。

附图说明

图1为本申请提供的一种放射线的聚焦方法示意图；

图2为本申请提供的一种放射线的聚焦示意图；

图3为本申请提供的一种圆形准直器示意图；

图4为本申请提供的一种矩形准直器示意图；

图5为本申请提供的一种准直通道组的聚焦截面示意图；

图6为本申请提供的另一种准直通道组的聚焦截面示意图；

图7为本申请提供的另一种准直通道组的聚焦截面示意图；

图8为本申请提供的另一种放射线的聚焦方法示意图。。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本申请提供了一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法，如图1、图2所示,聚焦方法包括:

步骤1：电子束生成器1发出电子束2。具体地，为了发出电子束,电子束生成器可以是包括脉冲调制器、电子枪、磁控管、以及波导加速管等。关于电子束生成器生成并发出电子束，可以参照现有的加速器,本申请在这里不做具体说明。

步骤2：电子束2打在靶体3上，产生放射线束4。一般的,靶体可以是由金属形成，例如靶体可以是钽板或铜板等电子束打在靶体上，发生撞击,电子突然减速,其损失的动能会以光子形式放出,形成放射线束。

步骤3：放射线4穿过准直器5的同一准直通道组的各准直通道,聚焦在准直通道组的焦点上。其中,准直器包括至少一组准直通道组，每组准直通道组包括至少两个准直通道,同一准直通道组的焦点为一个或多个。

本申请中,准直器可以是用于头部治疗或用于体部治疗的圆形准直器、碗形准直器、矩形准直器等,本申请对准直器的形状不做具体限定。若准直器为圆形准直器，则同一准直通道组的至少两个准直通道可以是位于同一个圆上。本申请中，放疗设备打开状态下，射束的出束对应的准直通道组可以为同一准直通道组,当然还可以是根据准直通道的大小、形状、角度、位置等将其划分为同一准直通道组。具体地,同一准直通道组的准直通道大小相同，不同准直通道组的准直通道大小不同。

示例的，如图3所示,圆形准直器上设置有四个准直通道组a、b、c、d,每个准直孔组包括四个大小相同的准直孔，其中,准直孔组的直径大小为a＜b＜c＜d。当然,准直器为圆形或者碗形准直器的设置不局限于图3所示，本申请仅以图3所示的为例进行示例说明。

若准直器为矩形准直器，则准直通道可以矩阵排列，位于同一排或同一列的准直通道为一个准直通道组。示例的，如图4所示,准直器上的准直通道阵列排列，包括四个准直通道组a、b、c、d,每个准直孔组包括6个大小相同的准直通道,其中，准直通道组的直径大小为a＜b＜c＜d。

本申请中，同一准直通道组的焦点为一个或多个。具体地，同一准直通道组的焦点为一个，如图5所示,以准直通道组b为例，准直通道组b的焦点可以是一个，即放射线穿过各准直通道可聚焦在一个焦点o上。本申请中，同一准直通道组的焦点为一个,放射线束经过不同所述准直通道组的聚焦点位置相同。如图3、图4所示,切换准直通道组a和b,其准直通道组的焦点位置同为焦点o的位置处。需要说明的是，一般的在放疗过程中,每次射束穿过一组准直通道组，只有当射束穿过准直通道才能聚焦在焦点处,本申请中，不同准直通道组的焦点不同，但不同准直通道组的焦点位置可以是相同的。

当然,同一准直通道组的焦点还可以是多个,放射线束经过同一所述准直通道组的聚焦点位置不同。如图6所示,以准直通道组b为例，准直通道组b的焦点可以是两个，即o1和o2.示例的,准直器还可以是由多个准直器块组成,在同一准直通道组的焦点是多个的情况下,可以是放射线束经过每个准直器块上的准直通道聚焦在一个焦点上,不同准直器块的焦点不同，进而可以通过设置不同准直器块调整焦点的大小及位置，以满足不同的治疗需求。

具体地，如图7所示,准直器包括准直器块A1和准直器块A2,其中准直器块A1的焦点为o1,准直器块A2的焦点为o2。图6、图7中以ol和o2在一个方向的位置不同。需要说明的是,o1和o2还可以是在两个方向(例如x和y方向)上的位置不同,或，三个方向(例如放和y和z方向)的位置均不同。当然,准直孔组的形状等也可以不同，本发明对此不作限定,仅以上述为例进行示例说明。

本申请中,准直通道的形状例如可以是圆形,其大小可以是直径为2-20mm之间,例如可以是2mm、4mm、6mm、8mm、12m、14mm、16mm、18mm等，应用于放疗设备,可以适用于治疗较小的头部肿瘤。当然，其直径还可以是20-200mm之间，从而聚焦点更大，可以适用于治疗较大的体部肿瘤。

另外，本申请中,放射线4穿过准直器5的同准直通道组的各准直通道，聚焦在准直通道组的焦点上,还可以是放射线4依次穿过准直器5的同一准直通道组的各准直通道，穿过每个准直通道组的射束经过焦点,从而实现聚焦在准直通道组的焦点上。

本申请提供的一种聚焦方法，同一准直通道组的准直通道大小可以是相同的,不同准直通道组的准直通道大小不同。以图3、图4所示的准直器为例,经过同-准直通道组的放射线束聚焦在焦点上，通过切换使得放射线束穿过不同准直通道组的准直通道，切换不同大小的射线。

本申请提供的一种聚焦方法,电子束为发散束，即电子束可以是宽束,电子束与靶体接触时进行宽束打靶，从而增大电子束与靶体的接触面积。相对于常规电子束窄束打靶的方式，能够在更大的范围产生放射线,放射线经过准直器聚焦到焦点，可以分散并降低人体的表皮剂量的同时,实现焦点的高剂量。

或者，如图8所示，电子束生成器发出第一电子束:第一电子束为窄束，具体地，第一电子束可以是射束宽度不大于5m的射束。在步骤2之前,方法还包括:

步骤4：对第一电子束进行发散，形成第二电子束:其中，第二电子束为发散束。第二电子束与靶体按触时进行宽束打靶.从而增大电子束与靶体的接触面积。相对于常规电子束窄束打靶的方式，能够在更大的范围产生放射线,放射线经过准直器聚焦到焦点，可以分散并降低人体的表皮剂量的同时,实现集点的高剂量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种肿瘤放疗中的放射线束聚焦方法,其特征在于，所述聚焦方法包括:

步骤1：电子束生成器发出电子束；

步骤2：所述电子束打在靶体上，产生放射线束；

步骤3：所述放射线束穿过准直器的同一准直通道组的各准直通道,聚焦在所述准直通道组的焦点上；其中，所述准直器包括至少一组准直通道组，每组所述准直通道组包括至少两个准直通道,同一所述准直通道组的焦点为一个或多个。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于，放射线穿过准直器的同准直通道组的各准直通道，聚焦在准直通道组的焦点上,还可以是放射线依次穿过准直器的同一准直通道组的各准直通道，穿过每个准直通道组的射束经过焦点,从而实现聚焦在准直通道组的焦点上。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于，同一准直通道组的准直通道大小可以是相同的,不同准直通道组的准直通道大小不同。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于，电子束为发散束，即电子束可以是宽束,即电子束与靶体接触时进行宽束打靶。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于，电子束生成器发出第一电子束，在步骤2之前,方法还包括:对第一电子束进行发散，形成第二电子束:其中，第二电子束为发散束。

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