CN114616030A - 包括成像环的放射治疗设备 - Google Patents

包括成像环的放射治疗设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114616030A
CN114616030A CN202080074854.8A CN202080074854A CN114616030A CN 114616030 A CN114616030 A CN 114616030A CN 202080074854 A CN202080074854 A CN 202080074854A CN 114616030 A CN114616030 A CN 114616030A
Authority
CN
China
Prior art keywords
imaging
gantry
ring
axis
radiotherapy apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080074854.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114616030B (zh
Inventor
亚历山大·德巴蒂
弗雷德里克·德西
伊夫·克拉勒布特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ion Beam Applications SA
Original Assignee
Ion Beam Applications SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ion Beam Applications SA filed Critical Ion Beam Applications SA
Publication of CN114616030A publication Critical patent/CN114616030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114616030B publication Critical patent/CN114616030B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1081—Rotating beam systems with a specific mechanical construction, e.g. gantries
    • A61N5/1082—Rotating beam systems with a specific mechanical construction, e.g. gantries having multiple beam rotation axes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A61B6/035—Mechanical aspects of CT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/037—Emission tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like
    • A61B6/0407—Supports, e.g. tables or beds, for the body or parts of the body
    • A61B6/0442—Supports, e.g. tables or beds, for the body or parts of the body made of non-metallic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4007—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
    • A61B6/4014—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units arranged in multiple source-detector units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4266—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of detector units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4452—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being able to move relative to each other
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4464—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit or the detector unit being mounted to ceiling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4476—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to motor-assisted motion of the source unit
    • A61B6/4482—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to motor-assisted motion of the source unit involving power assist circuits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

披露了一种放射治疗设备，所述放射治疗设备用于将能量射束递送到所述放射治疗系统的治疗5区域中的靶组织，其中，a)所述放射治疗设备包括可旋转机架(1)，所述可旋转机架用于使射束递送系统的端部(2)围绕以等中心I为中心并垂直于所述机架(1)的旋转轴线Z1的圆旋转，所述射束递送系统的所述端部(2)与所述等中心I之间的路径在所述机架(1)围绕所述旋转轴线Z1的每个旋转角度限定射束中心轴线Z2；b)所述放射治疗设备包括成像环(3)，所述成像环(3)包括中心孔(4)，所述成像环(3)包括用于在所述成像系统的成像区域中采集患者的图像的成像系统，c)所述成像环(3)在所述放射治疗设备中被定位成使得其成像区域与所述机架的所述旋转轴线Z1相交，并且所述成像环(3)通过机械结构(6)机械地联接到所述可旋转机架(1)。

Description

包括成像环的放射治疗设备
发明领域
本发明涉及一种放射治疗设备，该放射治疗设备包括可旋转机架并且具有成像能力。
现有技术说明
在基于机架的放射治疗设备中，机架围绕患者移动以使射束传输系统的端部围绕以等中心为中心并垂直于旋转轴线Z的圆旋转，该旋转轴线是大致水平的。治疗射束传输系统的端部与等中心之间的路径在围绕旋转轴线Z的每个角度限定射束中心轴线。要由治疗射束治疗的靶组织(诸如肿瘤)通常定位在等中心附近。这是有利的，因为对于机架的任何角位置，借助适当的技术手段，诸如在粒子治疗设备的情况下的扫描磁体，可以通过治疗射束相对于射束中心轴线的微小偏转来辐射靶组织。
在这种放射治疗设备中，患者可以躺在诊察台或任何其他支撑物上，通常与机架旋转轴线Z相交。取决于患者要接受的治疗的具体情况，用于患者的诊察台或任何其他支撑物以及最终地患者身体可以相对于机架旋转轴线Z具有不同取向。在共面放射治疗中，患者仰卧并且他的身体与机架旋转轴线Z对齐。在非共面放射治疗中，患者身体的纵向轴线与机架旋转轴线Z不同轴。
与放射治疗系统相关联的是提供治疗中图像的成像系统，这些治疗中图像用于设置并且在一些示例中用于引导放射递送过程并跟踪治疗中靶运动。不同的系统和成像技术可以用于此目的。
在现有技术的一种配置中，诸如X射线管和面板的成像装置可以刚性地安装到机架，或者替代性地联接到机架，因为它们可以相对于机架围绕与机架旋转轴线同轴的旋转轴线独立地旋转，诸如在文献US 20110085640 A1中所披露。然而，这些布置仅允许在机架和患者支撑物的基本共面配置时执行治疗中成像，因为成像装置不具有必要的机械自由度来正确地对纵向轴线与机架旋转轴线Z不同轴的患者身体进行成像。为了正确地对仰卧患者进行成像，通常确实需要使成像装置能够围绕与患者身体的纵向轴线同轴的旋转轴线旋转。
其他治疗中成像系统包括用于移动成像源和检测器的独立(机器人化)铰接系统。这种系统可以完全独立或联接到患者定位系统。然而，它们的运动控制起来相当复杂，而且它们通常不太适合对在等中心处的患者进行成像。由于这种独立的铰接系统在它们自己的参考系中移动，因此还需要在放射治疗设备的参考系中变换图像坐标。此外，这种系统通常包括的多个移动元件导致与机架或与患者发生碰撞的风险，这出于明显的安全原因是不令人满意的。例如在文献US 2009/0074151中描述了这种机器人化铰接系统。
文献EP 2 539 020披露了用于图像引导放射治疗(IGRT)的系统。所描述的系统依赖于在可旋转机架的第一端与第二端之间延伸的若干射束构件的存在。放射治疗头可移动地安装在这些射束构件中的一个上以便实现非共面放射治疗，而成像源和检测器被安装在这些射束构件中的另外两个上。这种布置非常麻烦，其中不同的射束构件在患者周围形成笼状结构。此外，本文献中描述的布置无法应用于每种放射治疗技术。实际上，安装到机架的可移动治疗头例如不能实际上用粒子射束设备实现，其中射束传输和递送系统依赖于刚性地联接到机架的复杂和重型设备。
文献US 2013/0158382披露了一种具有非共面能力的医用治疗系统。特别地，该系统包括治疗环，该治疗环包括至少一个治疗头。该系统可以进一步包括成像装置，该成像装置可以定位在射束阻挡器的前方或者代替它。治疗环连接到相当于可旋转机架的旋转构件，并且可以在枢轴点处以一定的倾斜角从旋转构件成角度地移位。枢轴点可以是销、铰链或有助于治疗环相对于旋转构件倾斜的任何其他机构。此外，在治疗装置固定到特定的圆周位置的情况下，治疗环可以围绕其自身的轴线旋转。替代性地，治疗环不围绕其自身的轴线旋转，而是相反，治疗装置围绕治疗环的轴线相对于治疗环旋转。这种旋转可以例如通过治疗装置沿着治疗环内的圆周轨道移动来实现。该现有技术文献中描述的布置依赖于治疗环与机架之间存在倾斜角来递送非共面治疗，而不是依赖于患者诊察台取向相对于机架旋转轴线的变化。本文献中描述的布置无法应用于每种放射治疗技术。实际上，包括治疗头的治疗环与机架之间的这种倾斜角例如不能实际上用粒子射束设备实现，其中射束传输和递送系统依赖于刚性地联接到机架的复杂和重型设备。
文献US 4,741,015披露了一种用于在水平放置的静止患者的身体周围的多个方向上发射射束使得可获得患者的解剖结构的完整的三维或剖面图的设备。所述文献中未提供治疗射束。
文献US 2004/0005027披露了一种包括通过旋转连接可旋转地支撑的C形钳口部分的结构。环部分通过可旋转支撑件可旋转地附接到C形钳口部分。
文献WO 00/74779披露了一种辐射装置，该辐射装置包括外机架部分和内机架部分，内机架部分在两个支撑位置处由外机架部分可旋转地支撑。没有描述成像装置。
US 2004/0184579披露了放射治疗设备的实施例，其中成像环可围绕水平或垂直轴线旋转。
US 2012/0307973披露了一种放射治疗系统，该放射治疗系统具有设置在突出臂中的辐射源，该突出臂不可移动地固定到治疗室的侧壁。本文献中未提供可旋转机架。
US 2013/0256551披露了一种放射治疗设备，其中成像系统被配置成可抵靠弧形副轨旋转地滑动并且被安装在近侧机架上、可围绕水平轴线旋转。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种放射治疗设备，该放射治疗设备具有安装到可旋转等中心机架上的射束递送系统，并且包括能够提供位于等中心处的靶组织的图像的成像系统。尽管存在射束递送系统，但放射治疗设备的成像系统应当能够在机架的任何角位置通过沿更宽范围的方向引导成像射束来提供等中心处的图像，这些方向包括用于对纵向轴线与机架旋转轴线不同轴的患者身体进行成像的方向、偏离与机架轴线垂直的平面的方向以及与射束轴线靠近或同轴的方向。放射治疗设备还必须对患者和医务人员来说可靠且安全。
本发明在所附独立权利要求中被限定。优选实施例在从属权利要求中被限定。
特别地，本发明涉及一种放射治疗设备，该放射治疗设备用于将能量射束递送到所述放射治疗系统的治疗区域中的靶组织，其中，
a)放射治疗设备包括可旋转机架，该可旋转机架用于使射束递送系统的端部围绕以等中心I为中心并垂直于机架的旋转轴线Z1的圆旋转，射束递送系统的端部与等中心I之间的路径在机架围绕旋转轴线Z1的每个旋转角度限定射束中心轴线Z2；
b)放射治疗设备包括成像环，所述成像环包括中心孔并且由沿所述中心孔延伸的孔轴线X1以及限定了成像环平面(X2，X3)的第一横向轴线X2和第二横向轴线X3限定，所述轴线X1、X2、X3正交且相交于所述成像环的中心R处，所述成像环包括：
i.成像系统，所述成像系统用于在所述成像系统的成像区域中采集患者的图像，所述成像区域与所述孔轴线X1相交；
ii.射束线部分，该射束线部分具有用于使能量射束穿过成像环的通道；
c)成像环在放射治疗设备中被定位成使得其成像区域与机架的旋转轴线Z1相交，并且成像环通过机械结构机械地联接到可旋转机架，其中：
i.机械结构机械地联接到机架，其中所述机械结构可相对于机架围绕射束中心轴线Z2旋转，并且
ii.成像环机械地联接到机械结构，其中：
●成像环中心R位于射束中心轴线Z2上，并且；
●成像环可相对于机械结构围绕成像环的第二旋转轴线Y2旋转，所述旋转轴线Y2属于成像环平面(X2，X3)，所述旋转轴线Y2垂直于所述射束中心轴线Z2。
机械结构可以机械地联接到机架，以此方式使得射束递送系统的端部与等中心之间的路径不受机械结构的阻碍。
在有利的实施例中，成像环机械地联接到机械结构，其中第二旋转轴线Y2垂直于射束中心轴线Z2，并且用于使辐射所述靶组织的能量射束穿过的通道51位于垂直于第二旋转轴线Y2的轴线上。
在有利的实施例中，成像环中心R位于等中心I处。
在有利的实施例中，成像系统包括可移动地安装到成像环的若干可移动成像装置，其中所述可移动成像装置可以相对于成像环沿着围绕成像环的中心R的圆形路径平移和/或旋转。
在有利的实施例中，成像系统包括两个可移动的X射线发生器，诸如X射线管，以及两个可移动的X射线检测器，诸如平板检测器。
在有利的实施例中，可移动成像装置被封装在成像环的外壳内。
在有利的实施例中，射束测量装置设置在成像环的射束线部分中、跨过用于使能量射束穿过的通道。
在有利的实施例中，放射治疗系统是粒子射束设备，并且射束递送系统的端部对应于粒子射束喷嘴的出口。
在有利的实施例中，成像环的射束线部分的外表面包括用于接纳粒子射束喷嘴的凹陷部。
在有利的实施例中，射束测量装置设置在所述凹陷部中。
在有利的实施例中，机械结构包括两个臂，该两个臂与射束中心轴线Z2形成平面并且刚性地联接到所述机械结构的中心部分，所述中心部分机械地联接到机架，其中机械结构可相对于机架围绕射束中心轴线Z2旋转，所述中心部分环绕射束递送系统的端部，第二旋转轴线Y2与所述两个臂的端部相交。
在有利的实施例中，成像环机械地联接到地面或机架上的第二联接点。
在有利的实施例中，放射治疗设备包括患者定位系统，该患者定位系统包括患者支撑物，诸如诊察台，所述患者定位系统包括用于使患者支撑物的运动与机架和成像环的运动同步的控制器。
在有利的实施例中，患者定位系统机械地联接到成像环。
附图说明
将通过举例方式并参考附图对本发明的这些和进一步方面进行更详细解释，在附图中：
图1是根据本发明的放射治疗设备在共面配置中的视图；
图2是根据本发明的放射治疗设备在非共面配置中的视图；
图3是根据本发明的放射治疗设备的视图，其中示意性地表示了患者支撑物；
图4是根据本发明的放射治疗设备的成像环的视图；
图5是根据本发明的放射治疗设备的成像环的示意性截面视图；
这些附图不是按比例绘制的。
具体实施方式
图1和图2展示了根据本发明的放射治疗设备的示例，该放射治疗设备用于将能量射束递送到所述放射治疗系统的治疗区域中的靶组织。
放射治疗设备包括可旋转机架1，该可旋转机架用于使射束递送系统的端部2围绕以等中心I为中心并垂直于机架1的旋转轴线Z1的圆旋转。射束递送系统的端部2与等中心I之间的路径在机架1围绕旋转轴线Z1的每个旋转角度限定射束中心轴线Z2。如图1所表示，射束递送系统的端部2可以是安装在可旋转机架1上的喷嘴2n的端头。
放射治疗设备的一个基本特征是成像环3。成像环包括中心孔4。成像环3由沿所述中心孔4延伸的孔轴线X1以及限定了成像环平面(X2，X3)的第一横向轴线X2和第二横向轴线X3限定。轴线X1、X2、X3正交且相交于所述成像环3的中心R。成像环3包括：
i.成像系统，该成像系统用于在所述成像系统的成像区域中采集患者的图像，其中成像区域与孔轴线X1相交；
ii.射束线部分5，该射束线部分具有用于使能量射束穿过成像环3的通道51；
成像环3在放射治疗设备中被定位成使得其成像区域与机架的旋转轴线Z1相交，并且成像环3通过机械结构6机械地联接到可旋转机架1，其中：
i.机械结构6机械地联接到机架1，其中所述机械结构6可相对于机架1围绕射束中心轴线Z2旋转，并且
ii.成像环3机械地联接到机械结构6，其中：
1.成像环3中心R位于射束中心轴线Z2上，并且；
2.成像环3可相对于机械结构6围绕成像环3的第二旋转轴线Y2旋转，所述旋转轴线Y2属于成像环平面(X2，X3)，所述旋转轴线Y2垂直于射束中心轴线Z2。
成像系统安装在成像环3上提供了非常有利的机械配置。由于有利地借助机械致动器和专用控制系统，成像环3可围绕射束中心轴线Z2和第二旋转轴线Y2相对于机架1旋转，因此成像系统可以用于在机架的任何角位置以及在患者相对于机架的旋转轴线的共面和非共面配置中采集等中心处的图像。成像环3确实可以围绕两个旋转轴线Z2、Y2旋转，使得环孔轴线X1与患者支撑物纵向轴线同轴，即使对于患者支撑物的非共面配置以及对于机架1的任何角位置也是如此。
与其中独立的铰接式成像系统机械支撑件相对于对应于放射治疗设备所在房间的地板的固定参考系移动的现有技术相比，成像环3与可旋转机架1的机械联接允许最小化需要专用于成像环3的自由度。实际上，相对于轴线Z2、Y2的两个旋转自由度以及存在具有用于使能量射束穿过成像环3的通道51的射束线部分5足以在机架的任何角位置以及在放射治疗设备的任何共面和非共面配置中保证成像系统的适当定位。射束线通道51可以包括真空维持元件和/或传输几乎所有能量射束的材料。机械结构6因此机械地联接到机架1。机械结构6与机架1之间的机械联接可以由机械结构6与机架1之间的直接机械联接产生，或者由机械结构6与刚性地联接到机架1的元件(诸如射束喷嘴2n)之间的机械联接产生。
此外，在这种配置中，成像系统机械支撑件(即，成像环3)相对于射束递送系统的参考系(即，可旋转机架)直接移位。因此，射束递送系统和成像系统具有相同的参考系降低了复杂性以解决对定位在机架的等中心处的靶组织进行成像。在具有公共参考系的这种配置中，确实没有必要为成像系统提供额外的定位系统来测量其相对于机架的相对位置。
在这种配置中，成像环3优选地机械地联接到机械结构6，其中第二旋转轴线Y2垂直于射束中心轴线Z2。用于使辐射所述靶组织的能量射束穿过的通道51位于垂直于第二旋转轴线Y2的轴线上。在这种配置中，当通道51位于成像环的轴线X2上时，第二旋转轴线Y2因此有利地与第二横向轴线X3同轴，如图1和图2所表示。
在优选的实施例中，如图1和图2所表示，机械结构6和成像环3被配置成使得成像环中心R位于等中心I上。在这种配置中，射束中心轴线Z2和成像环3的第二旋转轴线Y2在等中心I处相交，并且这用于机架1的任何角位置。换言之，成像环中心R在机架1在固定参考系(附接到在地板)中的旋转下具有不变的位置。这是有利的，因为在这种配置中，在机架的等中心I处成像等同于在机架1的任何角位置在成像环中心R处成像。
如上文所讨论的，成像环3包括用于在所述成像系统的成像区域中采集患者的图像的成像系统。这种成像装置可以可移动地安装到成像环3上，有利地，其中所述成像装置可以相对于成像环3平移和/或沿着围绕成像环3的中心R的圆形路径旋转。如图5所表示，这种成像装置可以包括两个可移动的X射线发生器(诸如X射线管31a、31b)以及两个可移动的X射线检测器(诸如平板检测器32a、32b)，它们被配置成实现锥形射束计算机断层扫描技术(CBCT)。在图5所表示的实施例中，成像环3被配置成使得平板检测器32a、32b可以沿着围绕成像环3的中心R的完整圆形路径移动，而X射线管31a、31b可以沿着围绕射束线部分5的中心R的圆弧但仅在由其两个端部5a、5b界定的射束线部分5之外移动。在其他实施例中，成像系统可以包括被配置成实施经典计算机断层扫描技术(CT扫描)的成像装置。在其他实施例中，成像环3可以包括用于实施其他成像技术的成像装置，诸如瞬发伽马或正电子发射断层扫描(PET)。在一些实施例中，单个成像环3可以包括被配置成实施不同成像技术的多个成像装置。
参考图5，成像环3可以足够倾斜以便允许成像环离开射束喷嘴2n。然后可以旋转成像环，直到X射线管21a或31b出现在射束喷嘴附近。在这种配置中，可以在靠近射束中心轴线Z2的方向上拍摄图像。
当可移动装置安装到成像环3时，成像环3有利地包括用于封装所述可移动装置的外壳31，诸如图1至图5所表示。这种外壳31增加了根据本发明的放射治疗设备对患者的安全性，因为它抑制了可移动装置31a、31b、32a、32b与患者之间的碰撞风险。
成像环3还可以包括设置在射束线部分5中、跨过用于使能量射束穿过的通道51的至少一个射束测量装置52，诸如电离室、平板或距离监测装置。这种类型的射束测量装置装置确实可以用于在射束被递送给患者之前检查循环通过通道51的射束的特性。这种测量装置当然仅在能量射束循环经过通道51时操作，这主要发生在放射治疗设备的共面配置中在机架1的任何角位置。在放射治疗设备的非共面配置中，能量射束将仅在机架1的特定角位置循环经过通道51，并且射束测量装置52因此仅可以在此类特定角位置操作。
在图1至图5所表示的实施例中，放射治疗设备被配置成递送粒子射束。在这种实施例中，射束递送系统的端部有利地对应于粒子射束喷嘴2n的出口2。在这种配置中，成像环3的射束线部分5的外表面可以包括用于接纳粒子射束喷嘴2n的凹陷部53。这种凹陷部允许增加粒子射束喷嘴2n的长度并因此减小粒子射束喷嘴2n的出口2和等中心I之间的距离。这种配置的优点在于它使在大的喷嘴到等中心距离的情况下观察到的射束展宽最小化。射束测量装置52然后有利地设置在所述凹陷部53中。如图1至图5所表示，机架1有利地是C形臂形状的悬臂机架，射束递送系统以悬臂方式安装在该机架上，以便围绕旋转轴线Z1旋转。在其他实施例中，机架中的机架可以是圆环或环的形状，其具有中心开口或孔以允许患者的身体伸展穿过。射束递送系统然后可旋转地安装在环的周边上。在另一个实施例中，代替粒子射束设备，放射治疗设备可以是常规的放射治疗设备。
如图1和图2所表示，机械结构可以包括两个臂6a、6b，该两个臂与射束中心轴线Z2形成平面，并且每个臂6a、6b具有刚性地联接到机械结构6的中心部分60的第一端60a、60b。中心部分60机械地联接到机架1，其中机械结构6可相对于机架1围绕射束中心轴线Z2旋转。在这种配置中，粒子射束喷嘴2n有利地插入中心部分60的通孔中，使得中心部分环绕粒子射束喷嘴2n。成像环3然后联接到两个臂6a、6b的第二端61a、61b，其中成像环的第二旋转轴线Y2与所述第二端61a、61b相交。
在一些实施例中，成像环3可以机械地联接到地面或机架1上的第二联接点，其中这种机械联接具有适当的自由度，以便加强整个机械结构。
根据本发明的放射治疗设备有利地包括患者定位系统，该患者定位系统包括患者支撑物，诸如诊察台7。这种患者定位系统有利地是机器人化的并且具有必要的机械自由度以将患者与靶组织定位在放射治疗设备的等中心I处。有利地，患者定位系统还包括用于使患者支撑物的运动与机架1和成像环3的运动同步的控制器，以便避免这些不同元件之间的碰撞。在有利的实施例中，患者定位系统机械地联接到成像环3，其中这种机械联接具有适当的自由度，以便于成像环3和患者定位系统的同步。
在根据本发明的放射治疗设备中，患者的碰撞风险大大降低，并且机架可以比任何其他机架解决方案更快地转动。

Claims (14)

1.一种放射治疗设备，所述放射治疗设备用于将能量射束递送到所述放射治疗系统的治疗区域中的靶组织，其中，
a)所述放射治疗设备包括可旋转机架(1)，所述可旋转机架用于使射束递送系统的端部(2)围绕以等中心I为中心并垂直于所述机架(1)的旋转轴线Z1的圆旋转，所述射束递送系统的所述端部(2)与所述等中心I之间的路径在所述机架(1)围绕所述旋转轴线Z1的每个旋转角度限定射束中心轴线Z2；
b)所述放射治疗设备包括成像环(3)，所述成像环(3)包括中心孔(4)并且由沿所述中心孔(4)延伸的孔轴线X1以及限定了成像环平面(X2，X3)的第一横向轴线X2和第二横向轴线X3限定，所述轴线X1、X2、X3正交且相交于所述成像环(3)的中心R处，所述成像环(3)包括：
i.成像系统，所述成像系统用于在所述成像系统的成像区域中采集患者的图像，所述成像区域与所述孔轴线X1相交；
ii.射束线部分(5)，所述射束线部分具有用于使所述能量射束穿过所述成像环(3)的通道(51)；
c)所述成像环(3)在所述放射治疗设备中被定位成使得其成像区域与所述机架的所述旋转轴线Z1相交，并且所述成像环(3)通过机械结构(6)机械地联接到所述可旋转机架(1)，其特征在于：
i.所述机械结构(6)机械地联接到所述机架(1)，其中所述机械结构(6)可相对于所述机架(1)围绕所述射束中心轴线Z2旋转，并且
ii.所述成像环(3)机械地联接到所述机械结构(6)，其中：
●所述成像环(3)中心R位于所述射束中心轴线Z2上，并且；
●所述成像环(3)可相对于所述机械结构(6)围绕所述成像环(3)的第二旋转轴线Y2旋转，所述旋转轴线Y2属于所述成像环平面(X2，X3)，所述旋转轴线Y2垂直于所述射束中心轴线Z2。
2.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中，
a)所述成像环(3)机械地联接到所述机械结构(6)，其中所述第二旋转轴线Y2垂直于所述射束中心轴线Z2；
b)用于使辐射所述靶组织的所述能量射束穿过的所述通道(51)位于垂直于所述第二旋转轴线Y2的轴线上。
3.根据权利要求2所述的放射治疗设备，其中，所述成像环中心R位于所述等中心I处。
4.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗设备，其中，所述成像系统包括可移动地安装到所述成像环(3)的若干可移动成像装置，其中所述可移动成像装置能够相对于所述成像环(3)平移和/或沿着围绕所述成像环(3)的中心R的圆形路径旋转。
5.根据权利要求4所述的放射治疗设备，包括两个可移动的X射线发生器(31a，31b)，诸如X射线管，以及两个可移动的X射线检测器(32a，32b)，诸如平板检测器。
6.根据任一权利要求4和5所述的放射治疗设备，其中，所述可移动成像装置被封装在所述成像环(3)的外壳(31)内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗设备，其中，射束测量装置(52)设置在所述成像环(3)的所述射束线部分中、跨过用于使所述能量射束穿过的所述通道。
8.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗设备，其中，所述放射治疗系统是粒子射束设备，并且所述射束递送系统的所述端部(2)对应于粒子射束喷嘴(2n)的出口。
9.根据权利要求8所述的放射治疗设备，其中，所述成像环(3)的所述射束线部分(5)的外表面包括用于接纳所述粒子射束喷嘴(2n)的凹陷部(53)。
10.根据权利要求9所述的放射治疗设备，其中，射束测量装置(52)设置在所述凹陷部(53)中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗设备，其中，所述机械结构(6)包括两个臂(6a，6b)，所述两个臂与所述射束中心轴线Z2形成平面并且刚性地联接到所述机械结构(6)的中心部分(60)，所述中心部分(60)机械地联接到所述机架(1)，其中所述机械结构(6)可相对于所述机架(1)围绕所述射束中心轴线Z2旋转，所述中心部分(60)环绕所述射束递送系统的所述端部(2)，所述第二旋转轴线Y2与所述两个臂(6a，6b)的端部(61a，61b)相交。
12.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗设备，其中，所述成像环机械地联接到地面或所述机架(1)上的第二联接点。
13.根据前述权利要求中任一项所述的放射治疗设备，其中，所述放射治疗设备包括患者定位系统，所述患者定位系统包括患者支撑物，诸如诊察台，所述患者定位系统包括用于使所述患者支撑物的运动与所述机架(1)和所述成像环(3)的运动同步的控制器。
14.根据权利要求13所述的放射治疗设备，其中，所述患者定位系统机械地联接到所述成像环(3)。
CN202080074854.8A 2019-10-30 2020-10-29 包括成像环的放射治疗设备 Active CN114616030B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19206319.6 2019-10-30
EP19206319.6A EP3815742A1 (en) 2019-10-30 2019-10-30 Radiotherapy apparatus comprising an imaging ring
PCT/EP2020/080467 WO2021084045A1 (en) 2019-10-30 2020-10-29 Radiotherapy apparatus comprising an imaging ring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114616030A true CN114616030A (zh) 2022-06-10
CN114616030B CN114616030B (zh) 2023-07-25

Family

ID=68424686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080074854.8A Active CN114616030B (zh) 2019-10-30 2020-10-29 包括成像环的放射治疗设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11511135B2 (zh)
EP (2) EP3815742A1 (zh)
JP (1) JP7261939B2 (zh)
CN (1) CN114616030B (zh)
WO (1) WO2021084045A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4741015A (en) * 1986-12-05 1988-04-26 B. C. Medical Compagnie Limitee Universal X-ray unit
CN1433333A (zh) * 1999-06-09 2003-07-30 佩德·纳福斯塔丢斯 稳定可转动的辐射机架
US20090065717A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Werner Kaiser Particle therapy system
US20110085640A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-14 Franz Fadler Radiation therapy device
CN102525509A (zh) * 2010-12-07 2012-07-04 西门子公司 放射治疗设备
US20130256551A1 (en) * 2012-03-31 2013-10-03 Jonathan Yao Spherical Rotational Radiation Therapy Apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2305350A1 (en) * 2001-08-24 2011-04-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Radiation treatment apparatus
US6865254B2 (en) * 2002-07-02 2005-03-08 Pencilbeam Technologies Ab Radiation system with inner and outer gantry parts
DE102007011399A1 (de) * 2007-03-08 2008-09-11 Siemens Ag Partikeltherapie-Anlage
DK2197547T3 (da) 2007-09-13 2014-07-07 Toby D Henderson Positioneringssystem til billeddannelse og som har robotplaceret d-arm
US9687200B2 (en) * 2010-06-08 2017-06-27 Accuray Incorporated Radiation treatment delivery system with translatable ring gantry
EP3195902B1 (en) 2010-02-24 2019-07-10 Accuray, Inc. Gantry image guided radiotherapy system
CN103889505A (zh) 2011-12-15 2014-06-25 赵大卫 具有非共平面效能的医疗处治系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4741015A (en) * 1986-12-05 1988-04-26 B. C. Medical Compagnie Limitee Universal X-ray unit
CN1433333A (zh) * 1999-06-09 2003-07-30 佩德·纳福斯塔丢斯 稳定可转动的辐射机架
US20090065717A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Werner Kaiser Particle therapy system
US20110085640A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-14 Franz Fadler Radiation therapy device
CN102525509A (zh) * 2010-12-07 2012-07-04 西门子公司 放射治疗设备
US20130256551A1 (en) * 2012-03-31 2013-10-03 Jonathan Yao Spherical Rotational Radiation Therapy Apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP4003509A1 (en) 2022-06-01
JP2022549019A (ja) 2022-11-22
EP3815742A1 (en) 2021-05-05
CN114616030B (zh) 2023-07-25
WO2021084045A1 (en) 2021-05-06
EP4003509B1 (en) 2022-08-31
US11511135B2 (en) 2022-11-29
JP7261939B2 (ja) 2023-04-20
US20220347494A1 (en) 2022-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2197547B1 (en) Imaging positioning system having robotically positioned d-arm
EP2311528B1 (en) An imaging device for radiation treatment applications
CN106714905B (zh) 一种放射治疗设备以及射束成像方法
US9155912B2 (en) Method and system for stereotactic intensity-modulated arc therapy
JP3305348B2 (ja) 定位的放射線治療装置
JP6109748B2 (ja) リングガントリを伴う放射線治療送達システム
KR101415596B1 (ko) 진단 및 치료를 위한 복합형 의료용 방사선 장치
JP4559423B2 (ja) 上体定位固定及び位置決め装置
JP2000176029A (ja) ビーム照射装置
CN114616030B (zh) 包括成像环的放射治疗设备
US20220339469A1 (en) Radiotherapy apparatus for delivering radiation to a subject
US10124191B2 (en) Hadron therapy installation comprising an imaging device
US10653895B2 (en) Radiotherapy apparatus
WO2024000266A1 (zh) 一种图像引导放射治疗系统及其方法
JP6890606B2 (ja) ハイブリッドｘ線及びガンマ線撮像システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant