CN115397508A - 用于向对象递送辐射的放射疗法设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于向对象递送辐射的放射疗法设备。该设备包括辐射源，其配置为围绕等中心旋转并且在包含所述等中心的辐射平面中发射辐射。该设备还包括对象支撑表面，其包括配置为大致位于等中心处的部分。对象支撑表面包括对象支撑表面旋转机构，其配置为使对象支撑表面围绕与穿过等中心的轴线平行且与穿过等中心的轴线间隔开的旋转轴线旋转。对象支撑表面还包括第一区段，其配置为沿着纵向方向和横向方向中的至少一个方向而从第一位置移动到第二位置。该设备还包括处理器，其配置为以对象支撑表面的旋转的函数来控制第一区段的纵向和/或横向移动，以将对象支撑表面的部分维持在大致处于等中心处。

Description

用于向对象递送辐射的放射疗法设备

技术领域

本公开总体上涉及放射疗法设备，特别是涉及在放射疗法的递送或应用期间对对象进行定位。

背景技术

放射疗法使用电离辐射来治疗人体或动物体。特别地，放射疗法通常用于治疗人体或动物体内的肿瘤。在这样的治疗中，通过电离辐射照射形成肿瘤部分的细胞，以摧毁或破坏这些细胞。但是，为了将规定剂量的电离辐射施加到诸如肿瘤的靶位置或靶区域，电离辐射典型地还将穿过人体或动物体的健康组织。因此，放射疗法具有照射和破坏靶区域的期望结果，但是也可能具有照射和破坏健康组织的不期望的结果。在放射疗法治疗中，期望将靶区域所接收的剂量与规定剂量对准，并使健康组织所接收的剂量最小化。

现代放射疗法使用技术来减少对健康组织的辐射剂量，从而提供安全的治疗。例如，使靶区域周围的健康组织所接收的辐射剂量降至最低的一种方法是从多个不同角度将辐射导向靶区域，例如通过使用旋转机架在患者周围旋转辐射源。在这种情况下，选择施加辐射的角度，以使每个辐射束都穿过靶区域。以这种方式，可以在治疗弧的过程中在靶区域上建立累积的辐射剂量，其中辐射源旋转一定角度。辐射在辐射平面中发射，该辐射平面与辐射源围绕其旋转的机架的平面重合，因此，不管辐射头围绕机架旋转的角度如何，辐射都可以被递送到机架中心处的辐射等中心。由于从多个不同角度施加辐射，因此不会在健康组织中积累相同的、高的、累积的辐射剂量，因为辐射穿过的特定健康组织会随角度而变化。因此，相对于靶区域的单位体积，健康组织的单位体积接收减小的辐射剂量。以这种方式利用机架的旋转的治疗被称为共面的。然而，在辐射源已经旋转了180°之后，应当理解，任何随后的辐射束开始穿过已经被照射过的健康组织的区域。这增加了施加到健康组织的辐射剂量。因此，当使用这种方法时，可用于散布辐射剂量的健康组织的体积相对较小，因此对可由这种装置提供的治疗施加了限制。

因此，使由靶区域周围的健康组织接收的辐射剂量最小化的替代方法是使患者相对于辐射平面旋转。当患者的角度相对于机架的平面变化时，辐射穿过的健康组织也变化。为了进一步降低相对于靶区域的单位体积的辐射剂量，期望提供组合这两种旋转的治疗。图1中示出了将患者的旋转与辐射源的旋转相结合的已知装置的示例。这表明被支撑在对象支撑表面114上的患者140(在本文中也称为患者支撑表面114)可以旋转，而机架116也可以围绕患者支撑表面114旋转。图1中所示的机架116是C形臂机架或开放式机架。旋转机构117使机架116绕固定轴线119旋转。当机架116旋转时，由辐射源106发射的辐射可以扫出一个圆。可以将辐射围绕该圆从多个角度施加到患者140。该圆可以被描述为位于辐射平面中。辐射轴线位于辐射平面中。辐射轴线相对于固定轴线119成900角。

用于患者支撑表面114的旋转机构120位于放射疗法装置的机架116的下方，而用于机架116的旋转机构位于与患者支撑表面114相对的位置。用于患者支撑表面114的旋转机构120位于机架116下方，使得患者支撑表面114的旋转轴线111将位于辐射平面中。特别地，患者支撑表面的旋转轴线111穿过放射疗法装置的等中心124，使得患者支撑表面114围绕等中心124旋转。当患者支撑表面114处于其中立位置中时，患者支撑表面114的旋转轴线大致是垂直的(垂直于底板的平面)，并且这也可以称为垂直轴线111。纵向轴线113平行于患者支撑表面114在其中立位置中的长边，横向轴线115平行于患者支撑表面114在其中立位置中的短端。旋转机构120位于辐射平面内。利用辐射和患者140的旋转的治疗被称为非共面治疗。

一些最近开发的放射疗法装置包括基于环的机架(或孔洞)，如图2中所示。典型地，放射疗法装置的孔洞是圆柱形的。患者支撑表面114被定位在孔洞中，以使得辐射可被引导朝向被定位在支撑表面114上的患者140。该设备的孔洞可以由框架形成，该框架可以另外描述为底架、屏蔽结构、外壳或壳体。框架限定了患者140在进入治疗室时看到的装置的外表面，以及限定了患者140在当被定位在孔洞内时看到的孔洞的内表面。框架还限定了环形截面的中空区域，在该中空区域中机架116可以旋转和倾斜。因此，患者140被从可旋转机架116屏蔽。机架116的移动从患者的视线中隐藏，减少了如果患者140能够看到大型机架116的旋转可能导致的威胁和痛苦(如同他们对于如图1中所示的开放式机架的旋转将可能做出的那样)，并且还减少了患者能够意外地接触或干扰机架116的移动的可能性。这意味着机架116能够被快速、有效和安全地旋转。基于环的机架也是期望的，因为它们增加了装置稳定性。基于环的机架由底板支撑并搁置在其上。然而，基于环的机架的几何形状及其与底板的连接使得不可能使用已知系统使对象支撑表面114以将对象支撑表面114的一部分维持在大致处于等中心124处的方式旋转。

发明内容

在权利要求中阐述了发明。

附图说明

现参照附图，仅通过举例的方式描述具体实施方式，其中：

图1描绘了具有位于辐射平面内的旋转装置的已知放射疗法设备；

图2描绘了放射疗法装置的前视图；

图3描绘了放射疗法装置的实施例的等距视图；

图4描绘了包括铰链的放射疗法装置的实施例的等距视图，对象支撑表面配置为围绕该铰链旋转，其中对象支撑表面处于降低的且非伸展的位置中；

图5描绘了包括铰链的放射疗法装置的实施例的等距视图，其中对象支撑表面处于升高的、非旋转的和非伸展的位置中；

图6A描绘了包括铰链的放射疗法装置的实施例的等距视图，其中对象支撑表面处于升高的、旋转的和非伸展的位置中；

图6B描绘了包括铰链的放射疗法装置的实施例的等距视图，其中对象支撑表面处于升高的、旋转的和伸展的位置中，并且其中中间部分已经横向地移动了以保持对象支撑表面的一部分大致在等中心处；

图7描绘了包括铰链的放射疗法装置的实施例的平面视图，其中对象支撑表面处于旋转的、升高的和伸展的位置中；

图8描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的侧立视图，该旋转机构包括转动臂；

图9A描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括转动臂，且对象支撑表面处于升高的和旋转的位置中；

图9B描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括转动臂，且对象支撑表面处于升高的和旋转的位置中；

图9C描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的平面视图，该旋转机构包括转动臂，且对象支撑表面处于旋转的位置中；

图10A描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的平面视图，该旋转机构包括转动臂，且对象支撑表面处于非旋转的位置中；

图10B描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的平面视图，该旋转机构包括转动臂，且对象支撑表面处于旋转的位置中，并且图示出了由旋转引起的躺椅的纵向移动；

图11A描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座；

图11B描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座；

图12描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座，其中对象支撑表面处于非旋转的位置中；

图13A描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座，未示出顶部区段；

图13B描绘了从下方观察的具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座；

图14A描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座，其中对象支撑表面处于横向移位的位置中；

图14B描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座，且对象支撑表面处于旋转的位置中；

图15A描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座，且对象支撑表面处于俯仰的位置中；

图15B描绘了具有旋转机构的放射疗法装置的实施例的等距视图，该旋转机构包括第一滑动基座和第二滑动基座，且对象支撑表面处于翻滚的位置中。

具体实施方式

概览

通过提供用于向对象递送辐射的放射疗法设备，提供了若干益处，该设备包括：辐射源，该辐射源配置为围绕等中心旋转并且在包含等中心的辐射平面中发射辐射；对象支撑表面，对象支撑表面包括配置为大致位于等中心处的部分。对象支撑表面包括：对象支撑表面旋转机构，该对象支撑表面旋转机构配置为使对象支撑表面围绕与穿过等中心的轴线平行且与穿过等中心的轴线间隔开的旋转轴线旋转；以及第一区段，该第一区段配置为沿着纵向方向和横向方向中的至少一个方向而从第一位置移动到第二位置。并且设备还包括处理器，该处理器配置为以对象支撑表面的旋转的函数来控制第一区段的纵向和/或横向移动，以将对象支撑表面的部分维持在大致处于等中心处。

例如，当作为治疗的一部分而使用对象支撑表面/躺椅来支撑患者时，通过旋转机构装置使对象支撑表面旋转意味着形成治疗的一部分的辐射剂量可以传播通过患者的健康组织。因此，可以使由靶区域周围特定部位的健康组织接收的总辐射剂量最小化。同时，以函数控制第一区段的移动以将对象支撑表面的部分维持在大致处于等中心处，使得可以使特别是穿过靶区域的辐射量最大化，这提高了治疗的效率。这改善了患者的健康。本文中所述的设备以及将旋转机构定位在辐射平面之外使得能够在基于环形机架的线性加速器系统中使用躺椅摆动(kick)(可旋转躺椅)。

详细描述

当用包括配置为围绕等中心124旋转并且在包含等中心124的辐射平面中发射辐射的辐射源106的放射疗法设备对对象或患者140施予治疗时，使对象旋转的同时将对象维持在大致处于等中心124处允许在放射疗法期间由健康组织接收的剂量最小化。这可以通过提供对象支撑表面旋转机构120来实现，该对象支撑表面旋转机构120连接到对象支撑表面114并且配置为使对象支撑表面114围绕与穿过等中心124的轴线平行且与该穿过等中心124的轴线间隔开的旋转轴线旋转，同时移动对象支撑表面114的顶部区段128以补偿由对象支撑表面114的旋转引起的对象支撑表面114的特定部分的相对移动。特别地，顶部区段可以以对象支撑表面114的旋转的函数而在纵向方向和/或横向方向上移动，以便将对象支撑表面114的一部分维持在大致处于等中心124处。通过使对象支撑表面旋转的同时还使用第一区段(其可以是被配置为独立于对象支撑表面的其余部分而沿纵向方向和横向方向中的至少一个方向从第一位置移动到第二位置的对象支撑表面的顶部区段)的移动来将对象支撑表面114的一部分保持大致处于等中心124处，实现了若干有益效果。例如，当设备被用于患者140的治疗时，辐射剂量可能扩散通过患者140的健康组织，使得由靶区域周围的健康组织接收的辐射剂量最小化。同时，可以保证最大量的辐射穿过靶区域，从而提高治疗效率。这改善了患者140的健康。如果第一区段128未被配置为以对象支撑表面114的旋转的函数而移动以将对象支撑表面114的部分维持在大致处于等中心124处，那么靶区域的位置将相对于等中心124(和辐射的焦点)移动，相应地，这将导致由健康组织接收的辐射剂量增加。此外，这将导致更长的治疗时间，因为靶区域将不接收预期剂量的辐射。

被维持在大致处于等中心124处的对象支撑表面的所述部分可以对应于患者140的一部分，例如患者140的靶区域。因此，通过将对象支撑表面的一部分维持在大致处于等中心124处，可以将靶区域维持在大致处于等中心124处。对于具有不同几何形状的多种多样的放射疗法设备而言，将对象支撑表面旋转机构120定位在辐射平面之外允许使得在放射疗法期间由对象140的健康组织接收的剂量最小化。特别地，所公开的对象支撑表面114非常适合于包括用于容纳对象140的孔洞的放射疗法设备。

依据一个实施例，图3描绘了适合于在放射疗法治疗期间向患者递送辐射束的放射疗法装置。为了为本发明提供有用的伴随信息，将一般地描述该装置及其组成部件。图3中所描绘的装置是依据本公开的，并且适合于与所公开的系统和设备一起使用，尽管不是所有的特征都必须存在，或者如图3中所描绘的。虽然图3中的装置是MR-linac，但是本公开的实施方式可以是任何放射疗法装置，例如linac装置。图3共享与已知装置(特别是例如Versa HD TM)共有的特征、产生治疗束110的过程中所涉及的特征。通过提供对象支撑表面旋转机构120，依据本发明，相对于已知装置修改了图3中所示的实施例，这将在下面更详细地描述。

图3中所示的装置是MR-linac。该装置包括MR成像设备112和放射疗法(Radiotherapy，RT)设备两者，放射疗法设备可以包括线性加速器(linac)装置。在操作中，MR扫描器产生患者140的MR图像，而LINAC设备产生和整形辐射束，并依据放射疗法计划将其引导朝向患者体内的靶区域。在例如医院的商业环境中将覆盖MR成像设备112和RT设备的通常的“壳体”未在图3中描绘出。

图3中所描绘的MR-linac装置包括辐射源106。辐射源106可以包括束生成设备，例如以下项中的一项或多项：射频波源102、环行器118、电子源105、波导104和靶(未图示)。MR-linac还可以包括配置为准直和整形束的准直器108(例如多叶准直器)、MR成像设备112和患者支撑表面114。该装置还包括壳体，该壳体与环形机架一起限定了孔洞。可移动对象支撑表面114可以用于在MR扫描和/或放射疗法将要开始时或在治疗期间将患者或其他对象移动到孔洞中。MR成像设备112、RT设备和对象支撑表面致动器可通信地耦合到控制器或处理器。控制器还可通信地耦合到包括可由控制器执行的计算机可执行指令的存储器装置。

该RT设备包括辐射源106和辐射检测器(未图示)。典型地，辐射检测器定位成与辐射源106径向相对。辐射检测器适合于并配置为产生辐射强度数据。特别地，辐射检测器被定位和配置为检测已经穿过对象的辐射的强度。辐射检测器也可以被描述为辐射检测装置，并且可以形成照射野影像系统的一部分。

辐射源106限定了在该点处治疗束110被引入孔洞中的点。辐射源106可以包括束生成系统，该束生成系统可以包括RF能量源102、电子枪105和波导104。束生成系统附接到可旋转机架116，以便与机架116一起旋转。以这种方式，辐射源106可围绕患者140旋转，使得可以围绕机架116从不同角度施加治疗束110。在优选实施例中，机架116可连续旋转。换句话说，机架116可以围绕患者旋转360度，实际上可以继续旋转超过360度。机架116围绕机械等中心旋转，该机械等中心是机架116围绕其旋转的空间点，并且围绕固定轴线119旋转，如图1中所示。辐射等中心可以定义为辐射束相交的点。这两个等中心124不必相同，尽管可以期望它们应该是相同的。在本公开中，术语等中心124可以指这些之一者或两者。等中心124位于辐射平面内。机架116可以是环形的。换句话说，机架116可以是具有孔洞的环形机架。机架116也可以不是环形的，而是可以是如图1中所示的开放式机架。

射频波源102(例如磁控管)配置为产生射频波。射频波源102经由环行器118耦合至波导104，并且配置为将射频波脉冲至波导104中。射频波可以从射频波源102穿过RF输入窗口并进入RF输入连接管道或管。电子源105(例如电子枪)也耦合至波导104，并配置为将电子注入到波导104中。在电子源中，随着灯丝被加热，电子从阴极灯丝热发射。灯丝的温度控制所注入的电子的数目。将电子注入波导104中与将射频波泵入波导104中是同步的。射频波源102、电子源和波导104的设计和操作使得射频波在电子传播通过波导104时将电子加速到非常高的能量。

辐射源106配置为将治疗辐射束110引导朝向被定位于患者支撑表面114上的患者。辐射源106可以包括重金属靶，离开波导的高能电子被引导朝向该重金属靶。当电子撞击靶时，在各种方向上产生X射线。主准直器可以阻挡沿某些方向行进的X射线，并且仅使向前行进的X射线穿过以产生治疗束110。X射线可以被过滤，并且可以穿过一个或多个离子腔进行剂量测量。在束作为放疗治疗的一部分进入患者体内之前，束可以通过束整形装置以各种方式整形，例如通过使用多叶准直器108。

在一些实施方式中，辐射源106配置为发射X射线束或电子粒子束。这样的实施方式允许该装置提供电子束疗法，即一种外部束疗法，其中是电子而不是X射线被引导朝向靶区域。可以通过调整线性加速器的部件而在发射X射线的第一模式与发射电子的第二模式之间“切换(swap)”。从本质上讲，可以通过将重金属靶移入或移出电子束路径并用所谓的“电子窗口”代替重金属靶，从而在第一模式与第二模式之间进行切换。电子窗口对电子大致上是透明的，并允许电子离开飞行管。

图3中所描绘的放射疗法设备/装置亦包括MR成像设备112。MR成像设备112配置为获得被定位于(即位于)对象支撑表面114上的对象的图像。MR成像设备112也可以被称为MR成像器。MR成像设备112可以是以已知方式操作以获得MR数据(例如MR图像)的常规MR成像设备110。本领域技术人员将理解，这种MR成像设备112可以包括主磁体、一个或多个梯度线圈、一个或多个接收线圈以及RF脉冲施加器。MR成像设备的操作由控制器控制。

控制器是计算机、处理器或其他处理设备。控制器可以由几个离散的处理器形成；例如，控制器可以包括MR成像设备处理器，其控制MR成像设备112；RT设备处理器，其控制RT设备的操作；以及对象支撑表面处理器，其控制对象支撑表面的操作和致动。控制器通信地耦合到存储器，即计算机可读介质。

如本领域技术人员将理解的，线性加速器装置还包括若干其他部件和系统。例如，为了确保线性加速器不泄漏辐射，还提供了适当的屏蔽。

患者支撑表面114可用于支撑物体。物体可以是人体(例如患者)、动物体或材料样品。对象支撑表面114配置为在大致在孔洞之外的第一位置与大致在孔洞之内的第二位置之间平行于纵向轴线113移动。在第一位置中，患者140或对象可以安装对象支撑表面114。然后，对象支撑表面114和患者140可以在孔洞内伸展到第二位置，以通过MR成像设备112对患者140成像和/或使用RT设备对患者140成像或治疗。术语对象和患者在本文中可互换使用，使得对象支撑表面114也可描述为患者支撑表面114。对象支撑表面114在本文中也可称为患者支撑表面以及可移动或可调节躺椅或台。

本发明与已知装置的区别如下。对象支撑表面114连接到对象支撑表面旋转机构120。旋转机构120配置为使对象支撑表面114(其在本文中也被描述为躺椅114、患者支撑表面114或患者定位系统114)围绕与穿过机架116的等中心124的轴线平行并与该穿过机架116的等中心124的轴线间隔开的旋转轴线旋转。旋转机构120可以附接到底板，或者例如可以附接到装置壳体或机架116(例如如图4a中所示)。患者支撑表面114或其部分可以围绕(绕)躺椅114的纵向轴线113(翻滚)、围绕躺椅114的横向轴线115(俯仰)、或围绕垂直于躺椅114的底板111的轴线(偏航)旋转，而无论躺椅是处于中立取向或旋转的取向中，或这些的任意组合。除非另有说明，否则这些轴线是相对于躺椅114参考的，而无论其当时的取向如何。

尽管在图3中，患者支撑表面114的旋转平面被示出为平行于所示的底板(如由xy平面所限定的，xy平面对应于患者支撑表面114处于其中立位置中的平面，在该中立位置中x是纵向轴线113而y是横向轴线115)，其中该旋转作为绕处于中立位置中的躺椅的轴线111的偏航，但是作为示例，旋转平面相对于底板(倾斜)的角度可以是与底板成3、15、45或90度的角度。然而，出于患者舒适性的原因，角度通常将被保持得相当低。也可以在治疗之前或期间改变倾斜度。旋转机构120和/或患者支撑表面114也可以连接到配置为使旋转机构120和/或患者支撑表面114在不同平面中旋转的附加旋转机构(未图示)。以这种方式，患者支撑表面114可以连接到多于一个旋转机构120，每个旋转机构120配置为使患者支撑表面114在不同平面中移动。替代地，单个旋转机构120可以配置成使患者支撑表面114在多于一个平面内旋转，患者支撑表面114的每个旋转平面的旋转轴线与穿过等中心124的轴线平行并且与该穿过等中心124的轴线间隔开。

简单地使躺椅114围绕与穿过等中心124的轴线平行并与穿过等中心124的轴线间隔开的旋转轴线而从第一旋转位置旋转到第二旋转位置(本文中也被称为偏离等中心旋转)，将导致当躺椅114处于其第一旋转位置中时躺椅114的位于等中心124处的一部分在当躺椅114处于其第二旋转位置中时移动远离该等中心124。在治疗环境中，这将导致在躺椅114上的患者140的靶区域在当使躺椅114旋转时移动远离等中心124，这将导致由健康组织接收的辐射剂量增加。此外，这将导致更长的治疗时间，因为靶区域将没有接收预期剂量的辐射。

相应地，对象支撑表面114配置为使对象支撑表面114的特定区段以使得躺椅114的一部分能够被维持在大致处于等中心124处的方式并且与对象支撑表面114的其余部分分开地在垂直于旋转轴线的平面内移动。特别地，对象支撑表面包括一个或多个区段127、128，该一个或多个区段127、128配置为沿着纵向113方向和横向115方向中的至少一个方向或沿着倾斜于这些方向的方向而从第一位置移动到第二位置。这些方向是相对于躺椅114而言的，而与当时躺椅114的旋转取向无关。躺椅114的该区段的移动可以用于补偿躺椅114的特定部分远离等中心124的相对位移，该相对位移是由躺椅114的偏离等中心旋转引起的。特别地，躺椅114的区段127、128可以以当躺椅114自身旋转时将对象支撑表面114的特定部分维持在大致处于等中心124处这样的方式移动。躺椅114的区段127、128的移动由处理器以对象支撑表面114的旋转的函数来控制，以便将对象支撑表面114的所述部分维持在大致处于等中心124处。

例如，当躺椅114处于中立旋转位置(其中其纵向轴线113平行于(处于其中立位置中的机架116的)固定轴线119)时，躺椅114的一部分位于等中心124处。当躺椅114被旋转机构120旋转到旋转的位置时，例如顺时针旋转10度，该部分移动远离等中心124。该设备还包括存储器，该存储器存储例如躺椅114的尺寸、躺椅126、127、128的不同区段、等中心124的位置、机架116和机架盖的尺寸、躺椅114的旋转轴线的位置及其相对于等中心124的位置、以及其他有用信息的信息。处理器可以在碰撞矩阵中使用该信息以确保系统知道碰撞可能何时以及如何出现并控制躺椅114的移动和旋转以避免这种情况。处理器可以使用这样的信息来计算由特定旋转量引起或将引起的躺椅114的所述部分的移动。处理器然后计算为了使躺椅114的所述部分返回(或维持)回到等中心124将需要的躺椅114在纵向方向和横向方向中的一个或多个方向上(相对于在其特定的旋转的位置中的躺椅114)的移动量。处理器然后以使得躺椅114的所述部分被维持(或返回)到等中心124的方式根据计算出的量来控制躺椅114的区段127、128的移动。

处理器还可以配置为控制躺椅114的旋转。处理器可以配置为在旋转实际发生之前计算将必要的或期望的区段127、128的移动。例如，处理器可以计划躺椅114的旋转和区段127、128的相应移动作为治疗计划的一部分。旋转和移动可以因此同时发生，以确保躺椅114的所述部分在第一旋转位置、第二旋转位置和这些位置之间的每个旋转的位置中被维持在大致处于等中心124处。替代地，躺椅114的旋转可以通过手动操作(例如由操作员)发生，并且处理器然后可以反应性地计算和命令躺椅114的区段127、128的必要移动，尽管由于快速的处理时间，在观察者看来这可能是实时发生的。处理器可以被包括在躺椅114内或者可以单独位于例如控制室中。处理器还可以使用例如机架116的尺寸和相对配置的信息来确定特定躺椅114配置不受干扰的可能的最大旋转角度，从而确保旋转不会导致躺椅114以不想要的方式接触机架116。

控制区段127、128的移动的处理器可以是与用于MR成像设备112或RT设备相同的处理器，因此也可以被配置为控制辐射源106的发射和旋转。以这种方式，可以将躺椅114的旋转作为更广泛的治疗计划的一部分进行规划，并且可以更一般地使躺椅114的旋转与RT设备的操作相协调，从而通过减少治疗时间和使对健康组织的损伤最小化来优化治疗。

因为旋转轴线与穿过等中心124的轴线平行并与穿过等中心124的轴线间隔开，所以不必如图1中所示地将旋转机构120定位在辐射平面内，以获得真正的等中心旋转的益处。相反，可以使用多种旋转机构120，例如位于机架116的平面之外以及因此位于辐射平面或等值线之外的那些旋转机构。这对于机架116旋转360°的环形机架/孔洞解决方案或装置是特别有用的，对于这种环形机架/孔洞解决方案或装置，在不干扰机架116的情况下将旋转机构120定位在辐射平面内是有问题的。然而，本公开可应用于任何放射疗法装置。虽然本公开不限于孔洞解决方案(环形机架)，但是孔洞解决方案提供了改进的装置稳定性。此外，孔洞解决方案对患者来说较不强加性或令人不安。因此孔洞解决方案可能是期望的。本公开提供了在具有孔洞解决方案的放射疗法装置中供应非共面治疗(其中机架116和患者支撑表面114都旋转)的装置。将旋转装置定位在辐射平面之外也使得辐射干扰最小化。

以这种方式，可以在使躺椅114(和患者140)旋转的同时将躺椅114的一部分(以及因此患者140的靶区域)维持在大致处于等中心124处，使得辐射剂量可以传播通过健康组织，这意味着由靶区域周围的健康组织接收的辐射剂量被最小化了。这改善了患者140的健康。本公开还提供了利用旋转装置120的设备，该旋转装置120位于机架116的平面之外，因此位于辐射平面或等值线之外。将旋转装置120定位在辐射平面之外使得辐射干扰最小化。

现在将描述特定连接件和结构的示例。

在图4、图5、图6A、图6B和图7中从不同的视角和在不同的位置中示出了一个实施例。这些图示出了由旋转机构120支撑并连接到旋转机构120的对象支撑表面114。旋转机构120包括刚性铰链122(该铰链的纵向轴线平行于垂直轴线111)、可旋转支架123和两个垂直滑块或导轨125。可旋转支架123配置为围绕铰链122旋转，并因此配置为围绕垂直轴线旋转。铰链的旋转可以由一个或多个马达(例如电动马达)驱动，尽管在一些示例中它也可以手动地旋转，例如以某些增量。铰链122直接附接到机架116(或机架盖)并相对于机架116固定。可旋转支架124例如通过机械枢轴可旋转地连接到铰链122，使得其被配置为围绕穿过铰链122的纵向轴线的旋转轴线旋转。铰链122与等中心124间隔开，因此，通过围绕铰链122旋转，躺椅114被配置为围绕与穿过等中心124的轴线平行并与穿过等中心124的轴线间隔开的旋转轴线旋转。整个旋转机构120位于机架116的平面之外并且位于辐射平面之外。如图5中可见的，旋转支架123配置为保持两个导轨125，该两个导轨125被螺栓固定在旋转支架123上。躺椅114直接连接到旋转机构120，或经由中间元件连接并且可以通过任何合适的装置连接，例如机械地连接。该旋转是由处理器控制的，该处理器可以被包括在患者支撑表面114中或者可以位于别处。例如，处理器可以控制躺椅114的旋转速度或旋转角度。

旋转机构120还包括滑动盖129，滑动盖129覆盖导轨125以防止任何东西被夹在垂直运动机构中并防止夹伤危险。滑动盖129配置为容适支架123的旋转。在一个示例中，滑动盖129由能够容适这种旋转的例如橡胶的柔性材料制成。替代地，滑动盖129可以与旋转机构分离，但附接到机架116，从而当躺椅114处于非旋转的位置中和旋转的位置中时都仍然保护垂直导轨125。

躺椅114包括底部区段126、中间区段127和顶部区段128。底部区段126可移动地连接到两个垂直导轨125，使得底部区段126配置为沿着垂直方向(沿着垂直轴线111，该垂直轴线111是垂直于底板的轴线)从第一位置移动到第二位置。在一个示例中，底部区段126包括运载车(导轨车)131，该运载车(导轨车)131配置为沿着连接到可旋转支架123的线性引导件(导轨)125滑动。该移动由一个或多个马达驱动，该一个或多个马达可以位于可旋转支架123上或位于底部区段126上。垂直方向111也可以描述为Z方向111或者就描述为垂直地。例如，底部区段126可以从降低的位置(如图4中所示)垂直地移动到升高的位置。顶部区段128由中间区段127支撑，中间区段127由底部区段126支撑。因此，当底部区段126升高或降低时，中间区段127和顶部区段128也升高或降低。以这种方式，整个躺椅114可沿旋转机构120的垂直滑块升高或降低(从第一位置垂直移动至第二位置)。

中间区段127(其可以被描述为第一区段或第二区段)配置为独立于底部区段126而在横向方向上(沿着患者支撑表面114的横向轴线113)从第一位置移动到第二位置。在一个示例中，中间区段127配置为沿着导轨移动并且该移动可以由一个或多个马达以及例如滚珠丝杆、皮带传动或其他合适的装置提供动力。横向或横向方向115可描述为X方向115。顶部区段128由中间区段127支撑，因此，当中间区段127在横向方向115上移动时，顶部区段128也随之在横向方向上移动。在一个示例中，中间区段127配置为当底部区段126处于升高的位置中时在横向方向上移动。

顶部区段128(其可以被描述为第一区段或第二区段)配置为独立于底部区段126和中间区段127而在纵向方向上(沿着者患者支撑表面114的纵向轴线113)从第一位置移动到第二位置。在一个示例中，顶部区段128配置为沿着导轨移动并且该移动可以由一个或多个马达以及例如滚珠丝杆、皮带传动或其他合适的装置提供动力。纵向方向113可描述为Y方向113。

在一个示例中，顶部区段128和中间区段127实际上是同一区段，并且该组合区段(其可以被描述为第一区段)配置为独立于底部区段126而沿纵向113方向和横向115方向中的至少一个方向或在倾斜于这些方向的方向上从第一位置移动到第二位置。

处理器配置为控制底部区段126、中间区段127和顶部区段128的移动。在本示例中，该处理器与控制躺椅114的旋转的处理器相同。

如前所述，铰链122与等中心124和可旋转支架123间隔开，因此躺椅114(其连接到支架123)配置为围绕铰链122旋转。因此，躺椅114配置成围绕与穿过等中心124的轴线平行且与穿过等中心124的轴线间隔开的旋转轴线旋转。如前所述，这导致在躺椅114的非旋转的位置中位于等中心处的躺椅114的一部分在躺椅114旋转时移动远离等中心124。该设备还包括存储器，在该存储器中可以存储信息，例如躺椅114的不同区段126、127、128的尺寸、铰链122相对于等中心124的位置、机架116和机架盖的尺寸以及对执行治疗有用的其他信息。处理器使用诸如此类的信息来计算对于躺椅114的特定旋转角度，躺椅114的先前提到的部分将要移动多少。处理器然后计算对于该旋转角度，需要多少横向移动和/或纵向移动才能将躺椅114的所述部分保持在等中心124处。在该示例中，处理器然后执行命令，致使躺椅114旋转到特定角度，中间区段127移动所需的横向量，并且顶部区段128移动所需的纵向量。

在该示例中，处理器还用于控制辐射的旋转和发射，也可以用于控制放射疗法装置的其他操作。这允许躺椅114的旋转与放射疗法装置的操作或放射疗法治疗的实施同步。现在将描述治疗的一个示例。

如图4中所示，躺椅114从降低的中立位置(底部区段126是降低的，中间区段和顶部区段127、128不是伸展的，并且躺椅114不是旋转的)中开始。然后患者140躺在顶部区段128的顶部上的躺椅114上，由于躺椅114相对于地面较低，这对患者140来说是容易的。操作者然后例如通过按下开始按钮来开始治疗。操作者还可以在计算机中输入若干治疗参数，然后处理器可以使用这些参数来控制治疗。如图5中所示，首先底部区段126被升高(从而升高躺椅114和患者140)。底部区段126的移动由一个或多个导轨车131控制，该一个或多个导轨车131配置为沿导轨125上下移动，这些导轨125用螺栓固定到可旋转支架123。图5描绘了处于升高的、非伸展的和非旋转的位置中的对象支撑表面114。

一旦躺椅114已经被升高，其上具有患者140的顶部区段128伸展到机架的孔洞中并伸展到辐射平面中。替代地，如图6A中所示，躺椅114可以在不首先使顶部区段128伸展的情况下旋转。然后，在躺椅114已经旋转之后，顶部区段128然后可以伸展，如图6B中所示。患者140的靶区域的大致位置在治疗之前是已知的，因此操作者或处理器可以估计将患者140伸展到孔洞中多远以便将靶区域大致定位在与等中心124相同的点处。该初始定位(包括躺椅的垂直和纵向移动的量)可以由操作员使用连接到躺椅114或远程定位的控制板来执行，并且可以通过使用激光或患者身体上的标记来辅助。在一个示例中，当靶区域在患者身体的一侧时，中间区段127在横向方向上的移动也可以在这个阶段被控制以将靶区域定位在期望的位置中。

在一个示例中，然后使用允许确定靶区域(例如肿瘤)的精确位置的MR成像设备112对患者140进行扫描。然后操作者或处理器可以根据确定的原位的靶区域的位置对躺椅114的不同区段的定位进行任何必要的小调整，以使得可以将靶区域精确地定位在等中心124或其他期望的位置处。当躺椅114(以及因此患者140)处于治疗的正确起始位置时，该位置由操作员记录以指示其处于正确位置中，然后处理器存储该位置和处理器存储器中所有的区段的相对位置作为起始位置。

然后处理器可以通过控制辐射源106以发射治疗束110和通过旋转机架116以使辐射源106围绕等中心124旋转来控制放射疗法装置，从而如本领域已知的，将靶区域从一系列不同角度暴露于所期望的辐射量。在该示例中，一旦患者140已经从当前辐射平面中的角度暴露于期望水平的辐射，则辐射源106被暂时停止。在一个示例中，处理器然后指令旋转机构120从第一中立位置旋转到第二旋转位置，例如顺时针10度，这导致躺椅114顺时针旋转10度角到躺椅摆动(kick)位置。图6B和图7示出了处于其升高的、旋转的和伸展的位置中的躺椅114。应该注意的是，旋转和伸展可以依次发生，也可以同时发生。同时，处理器配置为指示中间区段127和顶部区段128横向地和/或纵向地伸展以所需的量，以便将靶区域维持在大致处于等中心124处，同时躺椅114处于旋转的位置中。不同区段127、128的旋转和移动同时执行，并且在一个示例中，不同区段127、128的旋转和移动被控制在致使完成每个区段的移动和旋转所用时间相同的速度，以便患者140平稳地移动到旋转的位置中，并且将由旋转和依次移动的区段引起的抖动最小。这使旋转期间的患者舒适度140最大化。

一旦躺椅114处于其旋转的和调整的位置中，处理器然后指令以与先前描述类似的方式控制放射疗法装置。然后，辐射平面将穿过患者身体的不同部分，除了靶区域所位于的等中心124处，其将暴露于第二剂量的辐射。再次，一旦患者140或靶区域已经暴露于期望量的辐射，则停止辐射。然后躺椅114可以旋转到另一角度，如前所述，区段127、128补偿该旋转，然后重复该过程。这可以针对任意数量的不同旋转角度来完成(尽管在此示例中，受机架盖的阻碍限制为中立的顺时针和逆时针30度的角度)。如上所述，治疗从中立位置中开始，然后顺时针移动10度，然后随后顺时针移动20和30度，然后再逆时针移动10、20和30度(从中立处做出)，从而得到7个不同角度处的总共7个辐射剂量。替代地，治疗可以通过将躺椅114在一个方向上旋转到最大旋转角度开始，然后仅在一个方向上移动，直到治疗准备好结束。许多其他这样的治疗计划也是可能的。

一旦患者140已经从所有期望角度暴露于期望水平的辐射，旋转机构120返回到其中立的、非旋转的位置，区段127、128返回到它们的中立的(缩回的/非伸展的)位置，然后躺椅114被垂直地降低，以使患者140能够容易下来。能够从处于降低的位置中的躺椅114开始使得患者140的登上/登下高度较低，这对于行动不便(例如超重)的患者140可能是有利的。

躺椅114可以由许多不同的材料制成。在一个示例中，台面128由复合材料制成或包括复合材料，例如碳纤维或者如凯夫拉(Kevlar)的类似强度纤维。可旋转支架123、铰链122、底部区段126和中间区段127可以由金属制成，例如钢、铸铁或铝或其他合适的材料。在一个示例中，可旋转支架123和铰链122由钢制成，底部区段126由钢或铸铝制成，而中间区段127由铝制成，其可以是浇筑的、铣削的或组合。

通过将旋转机构120直接安装到机架116上，它使设备能够在制造期间在工厂中预先对准。它还在躺椅114下方保持开放的底板区域，例如，这使得患者140能够更容易地登上躺椅114。它不需要躺椅周围的额外空间，因此在患者140定位期间不会干扰放射疗法师(操作员)。此外，该装置提供了具有规则尺寸的顶部和基部的躺椅摆动(kick)(可旋转躺椅114)。因此不存在阻碍放射疗法师的笨重结构。

如以上实施例中所述，躺椅114包括三个不同的区段126、127、128，它们都负责不同的运动轴线。然而，顶部区段128和中间区段127也可能实际上只是一个上部区段，该上部区段配置为在两个方向上移动，或者以倾斜于这两个方向的角度移动，如将参考其他实施例更详细地描述的那样。

患者支撑系统114的旋转可以在治疗之前、期间或之后发生。旋转可以是连续的或离散的/静态的。躺椅114的旋转也可以在顶部区段128伸展或不伸展的情况下发生。躺椅114的不同区段126、127、128的移动可以彼此同时发生并且与躺椅114的旋转同时发生，或者可以分别地、顺次地发生。可以控制移动的速度，以使得特定移动的时间与以特定速度进行的相应旋转的时间相同。区段126、127、128的一个或多个移动或旋转机构120的旋转也可以由操作者手动控制，处理器计算并补偿这种移动。

躺椅114可以包括若干个滚轮或其他部件以及区段126、127、128。在这些图中，旋转机构120直接连接到机架116，但它也可以替代地或附加地连接到底板、壁或其他支撑结构。例如，当提及躺椅114的部分维持在大致处于等中心124处时，这实际上可能是处于等中心124处或者处于距离等中心124的0.005至0.015mm内，更优选为0.01mm；0.05mm至0.15mm，更优选为0.1mm；0.15mm至0.25mm，更优选为0.2mm；0.25至0.35mm，更优选为0.3mm；0.35mm至0.45mm，更优选为0.4mm；0.45mm至0.55mm，更优选为0.5mm；0.5mm至1.5mm，更优选为1mm；或另一距离处。

图8、图9A、图9B、图9C、图10A和图10B中图示出了另一实施例。这些示出了由旋转机构120支撑并连接到旋转机构120的患者支撑表面114。旋转机构120包括转动臂130。转动臂130具有两个旋转轴线并且包括第一旋转点132和第二旋转点134。转动臂130在第一旋转点132处朝向转动臂130的最靠近放射疗法装置的端部连接到底板。转动臂130可以在第一旋转点132处直接连接到底板，或者经由例如嵌齿轮的中间物连接，并且可以通过任何合适的装置连接，例如通过机械枢轴连接。在一个示例中，在第一旋转点132处，转动臂130通过刚性连接到底板的第一嵌齿轮连接到底板。转动臂130枢转连接于第一嵌齿轮。转动臂130配置为围绕位于第一旋转点132处的第一嵌齿轮的中心旋转。第一嵌齿轮位于转动臂130的下方(换言之，在转动臂130与底板之间)，但也可以替代地位于转动臂130的上方。

转动臂130在第二旋转点134处朝向远离放射疗法装置的端部连接到的躺椅114。躺椅114可以在第二旋转点134处直接连接到转动臂130，或者经由例如嵌齿轮的中间物连接，并且可以通过任何合适的装置连接，例如通过机械枢轴连接。在一个示例中，在第二旋转点134，转动臂130通过刚性连接到躺椅114的上部的第二嵌齿轮连接到躺椅114。转动臂130枢转连接于第二嵌齿轮。第二嵌齿轮和躺椅114刚性连接并且相对于彼此不旋转，但是均配置为围绕第二旋转点134并相对于转动臂130一起旋转。第二嵌齿轮位于转动臂130的下方(换言之，在转动臂130与底板之间)，但也可以替代地位于转动臂130的上方。

转动臂130、第一旋转点132和第二旋转点134都位于机架116的平面和辐射平面之外。相应地，旋转机构120位于机架116的平面之外并且位于辐射平面之外。

转动臂130可以包括位于第一旋转点132和第二旋转点134的带、链轮、嵌齿或其他合适的特征。如图9C中所示，第一旋转点132和第二旋转点134以及位于这些点处的特征可以通过连接带或链142而连接。转动臂130的长度(由旋转点的中心之间的距离给出)是等中心124与第二旋转点134之间的距离的一半。两个旋转点分别在第一旋转点132和第二旋转点134之间以1:2的齿数比连接。这通过多种合适的装置来实现，例如使用位于旋转点处的嵌齿轮，如上所述。在一个示例中，在第一旋转点132和第二旋转点134中的每一者处，存在钢轴、两个(角接触)轴承和链条或嵌齿带轮。两个旋转点132、134之间的连接可以是链条或嵌齿带。

位于旋转点处的两个嵌齿轮、链轮或其他特征充当传动部件，它们有利于转动臂130相对于底板以及躺椅114相对于转动臂130的协调旋转。例如，第一轮在第一旋转点132刚性地连接到底板，第二轮在第二旋转点134刚性地连接到躺椅114。转动臂130枢转连接到第一轮和第二轮。在一个操作模式中，躺椅通过施加外力而旋转(例如，它被操作员手动地推动)。以轮作为旋转的传递点，旋转机构120使躺椅114能够自动地围绕与穿过等中心124的轴线平行并与穿过等中心124的轴线间隔开的轴线旋转，甚至不需要马达来驱动该旋转。

替代地，链轮的旋转可以由一个或多个马达驱动，使得当位于第一旋转点132的第一轮旋转时，位于第二旋转点134的第二轮以一半的速度旋转。这与上面确定的距离一起，导致躺椅114围绕与穿过等中心124的轴线平行并与穿过等中心124的轴线间隔开的轴线旋转，使得躺椅114的纵向轴线总是指向等中心124，如图9A、图9B和图9C中所示。

显然，存在其他配置示例会导致躺椅114的类似旋转。例如，如果第一嵌齿轮刚性地连接到转动臂130并且枢转连接到底板，或者第二嵌齿轮刚性地连接到转动臂130并且枢转连接到躺椅114。

患者支撑系统114可以包括若干个滚轮、顶部区段(或上部区段)128、底部区段126或其他部分。如图8中所示，躺椅114可以垂直地和/或纵向地伸展，以通过将对象支撑表面114的一部分维持在大致处于等中心124处来实现患者140在治疗束110下方的最优定位。当躺椅114旋转时，躺椅114相对于等中心124的位置对于给定的旋转角度而变化，如前所述。这在图10A和图10B中示出，其示出了对于所示的两个不同旋转角度位于躺椅114的不同部分处的等中心124。相应地，躺椅114(或其呈顶部区段128形式的一部分)沿着在其旋转的位置中的躺椅114的纵向轴线113伸展，以补偿该距离变化。该扩展可以手动地执行或者可以由处理器控制，例如还控制躺椅114旋转的处理器。因此，躺椅114或其一部分的伸展可以与躺椅114的旋转同步，从而维持患者140在治疗束110下的最优定位。

此外，躺椅114或顶部区段128可以围绕孔洞的轴线旋转(翻滚)，和/或枢转，以及伸展。以这种方式，可以实现关于定位患者140的六个轴线的自由度。为了使躺椅114伸展顶部区段128，可以经由从电源伸出并通过转动臂130的电缆136将电力供应到躺椅114。也可能有其他电缆穿过转动臂130，例如，用于向躺椅114发送控制信号。

转动臂130的第一旋转点132位于沿着孔洞119的轴线的位置处。当转动臂130平行于孔洞的轴线时，第二旋转点也位于沿着孔洞119的轴线的位置处。相应地，在躺椅114的中立位置中，等中心124和第一旋转点和第二旋转点(132、134)全部对准，如图10A中所示。图10B示出了当躺椅114处于旋转的位置中时，躺椅114的纵向中心线的轴线113穿过等中心线124。如上所述，由于旋转机构120的配置，该旋转是自动引起的。

患者定位系统114的旋转可以在治疗之前、期间或之后发生。旋转可以是连续的或离散的/静态的。躺椅114的旋转也可以在顶部区段128伸展或不伸展的情况下发生。躺椅114的旋转也可以在顶部区段128伸展的同时发生。在一个示例中，患者140躺在处于其非伸展位置中的躺椅114上。然后躺椅114伸展，患者140被扫描并被暴露于辐射。然后辐射停止，通过使转动臂130围绕第一旋转点132和第二旋转点134旋转来使躺椅114旋转(偏航)，如图9A和图9B中所示，患者140然后暴露于进一步的辐射。在另一示例中，辐射不被停止并且躺椅114的旋转自动发生，并且同时患者140被暴露于辐射。

围绕第一旋转点132的旋转可以是顺时针或逆时针的。第二旋转点134的旋转方向与第一旋转点132的旋转方向相反。应当理解，当谈到第一旋转点132和第二旋转点134时，可以参考位于旋转点处的任何物理实体，例如轴、马达或嵌齿。第二旋转点134处的旋转速度是第一旋转点132处的旋转速度的一半。这种旋转可以由任何适当的装置引起。例如，第一旋转点132的旋转可以由马达引起。在第一旋转点132处的旋转速度可以由处理器控制，该处理器可以被包括于患者支撑表面114中或者可以在其他地方找到，例如在控制室中。然后可以通过与第一旋转点132的机械或物理连接来引起第二旋转点134处的旋转。

替代地，两个旋转点132、134的旋转速度可以由处理器控制。例如，处理器可以向马达发送信号，该马达配置为致使转动臂130在第一旋转点132处旋转，并指令马达以引起每分钟1转的速度的旋转。处理器还可以向不同的马达发送信号，该马达配置为致使转动臂130在第二旋转点134处旋转，以致使转动臂130的顶部上的躺椅114以每分钟2转的速度旋转。这些速度只是示例，其他速度也是可能的。旋转速度不应大到引起患者140不适的程度，但也不应过慢以致效率低下并增加治疗时间。如果使用的话，马达的摆放对于设备的功能来说不是必需的。可以有一个或多个马达位于第一旋转点132、第二旋转点134或甚至在旋转点之间的某处中的任何一者处，直接作用在连接这些旋转点的带或链上。替代地，如上所述，可以不存在任何马达并且手动地旋转躺椅114，同时使用设备的配置来实现躺椅114的特定旋转。

该同一处理器还可用于控制辐射发射或放射疗法装置的其他操作。这允许躺椅114的旋转与放射疗法治疗的递送同步。替代地，放射疗法装置的操作和放射疗法治疗可以由不同的、分离的处理器控制。

在安装旋转机构120和躺椅114时，可以在使用前校准躺椅114的位置。这可以通过例如将躺椅114定位在中立位置中且躺椅114的纵向轴线113处于其与转动臂130的纵向轴线平行的中立位置中来完成。这可以设定为旋转0°，并且可以围绕该位置测量躺椅114的后续旋转。中立位置是当躺椅114的纵向轴线113与机架116的孔洞的轴线(在一些配置中，其可以垂直于辐射平面，并且平行于底板(如图10A中所示))对准时。当患者支撑系统114完全伸展到孔洞中时，与患者支撑系统114未伸展或仅部分伸展到孔洞中时相比，旋转可能较少。结果，这种系统特别适用于头部和颈部的治疗。

转动臂130可以由一种或多种不同材料制成，例如钢(例如焊接钢板金属结构)、铸铁、铝、钛、复合材料、或任何其他具有适合支撑所需负载的高刚度的材料。

图11A和图11B中图示出了另一实施例。这些示出了由旋转机构120支撑并连接到旋转机构120的患者支撑表面114。旋转机构120包括位于机架116的第一侧上的第一滑动基座150、位于机架116的第二侧上的第二滑动基座152、第一支撑件154、第二支撑件156和第三支撑件158。第一滑动基座150连接到第一支撑件154和第二支撑件156并支撑第一支撑件154和第二支撑件156。第二滑动基座152连接到第三支撑件158并支撑第三支撑件158。躺椅114在躺椅114的近端处连接到第一支撑件154和第二支撑件156并由第一支撑件154和第二支撑件156支撑。躺椅114在躺椅114的远端处连接到第三支撑件158并由第三支撑件158支撑。躺椅114的连接到第一支撑件154、第二支撑件156和第三支撑件158的区段也可以称为桥或底部区段。

在一个示例中的第一滑动基座150直接安装到机架116或机架的一部分，其在底板水平下面突出200-300mm，使得第一滑动基座150安装在机架116的在底板下面的部分上。第一滑动基座150配置为沿着安装到机架116的底板下面的部分的导轨在横向方向上从第一位置移动到第二位置。替代地，第一滑动基座150由底板自身支撑，并配置为沿着底板在横向方向113上从第一位置移动到第二位置。类似地，在一个示例中的第二滑动基座152直接安装到机架116或机架的一部分，其在底板水平下面突出200-300mm，使得第二滑动基座152安装在机架116的在底板下面的部分上。第二滑动基座152配置为沿着安装到机架116的底板下面的部分的导轨在横向方向上从第一位置移动到第二位置。替代地，第二滑动基座152由底板自身支撑，并且也配置为沿着底板在横向方向113上从第一位置移动到第二位置。在一个示例中，第一滑动基座150和第二滑动基座152在该横向移动期间由设定在底板中并由机架的底板下面的部分支撑的导轨引导。在另一示例中，第一滑动基座150和第二滑动基座152由底板中的第一细长槽和第二细长槽引导，滑动基座150、152配置为沿着该第一细长槽和第二细长槽滑动。这些细长槽的纵向轴线与处于其中立位置中的躺椅114的横向轴线113(中立横向轴线113)对准，这意味着滑动基座150、152配置为彼此平行地沿着中立横向轴线113滑动。例如，第一滑动基座150和第二滑动基座152沿着线性移动导轨移动并且由被处理器控制和/或通过例如一个或多个按钮操作的马达驱动。

均连接到第一滑动基座150的第一支撑件154和第二支撑件156，均沿着中立横向轴线113对准并且彼此间隔开，但均与第一滑动基座150的中心点等距。第三支撑件158连接到第二滑动基座152并且位于第二滑动基座152的中心点处。

躺椅114包括底部区段126(桥)和顶部区段128，顶部区段128由底部区段126支撑。底部区段126在三个点处连接到旋转机构120。第二支撑件156在连接点160处可旋转地连接到底部区段126。例如，该连接可以是如图12中所示的球窝接头，其中球被包括作为第二支撑件156的一部分而窝包括在躺椅114的底部区段126中，反之亦然。以这种方式，底部区段126可以围绕穿过第二支撑件156和连接点160的旋转轴线旋转。

为了实现这样的旋转，第一支撑件154在随着底部区段126围绕第二支撑件156旋转而变化的点处可移动地连接到底部区段126。为了使该连接到底部区段126的点能够移动，底部区段126包括弯曲的槽/引导件162(如图13A中所示)，其沿着位于底部区段126的平面中的圆的弧，其中该圆的中心点在连接点160处。底部区段126通过运动关节构造或等效的其他类型连接的球和槽(细长窝)可移动地连接到第一支撑件154。其他运动关节构造也是可能的，只要它们允许在某些方向上运动并在其他方向上约束它。这种连接能够实现旋转、纵向和横向移动，以适应躺椅114或桥的旋转。因为底部区段126中的槽162的开口小于第一支撑件的顶部上的球的尺寸，所以防止了第一支撑件154穿过底部区段126。在另一示例中，槽162并未一直延伸穿过底部区段126，而是替代地仅暴露在底部区段126的下侧上。

底部区段126还包括位于底部区段126的纵向中心线的一部分处的细长槽/引导件164。细长槽164被包含在底部区段126内并且大致位于躺椅114的远端处，但是在一些配置中可以延伸穿过机架116的平面。第三支撑件158可移动地连接到底部区段126。在一个示例中，它们在运动关节构造中通过球和槽连接，但也可以通过另一等效关节连接。因为底部区段126中的槽164的开口小于第三支撑件158的顶部上的球的尺寸，所以防止了第三支撑件158穿过底部区段126。当底部区段126(围绕连接点160)旋转时，细长槽164使第三支撑件158能够沿着躺椅114的纵向轴线115从第一位置移动到第二位置。这种移动容适底部区段126的相对纵向伸展，该伸展是由躺椅114的旋转引起的。

图13B示出了从躺椅114的水平高度下面观察的视图，并且清楚地示出了被设定在底板中的第一滑动基座150与第一支撑件154和第二支撑件156之间的连接。如连接点160、162、164处的箭头所示，这些连接允许6个自由度，以使得躺椅114能够旋转、倾斜和俯仰，同时保持在连接点160、162、164处连接到第一支撑件154、第二支撑件158和第三支撑件158。

如图14A中所示，滑动基座150、152都可以同步地且在相同方向上移动以产生躺椅114的纯横向移动。在一个示例中，可以控制躺椅114的横向移动作为治疗计划的一部分，并且可以与躺椅114的旋转和/或顶部区段128的移动相结合来控制。躺椅114的旋转由滑动基座150、152中的仅一者或者由在相同方向上但以不同速率移动的滑动基座150、152两者或者由在相反方向上以相同或不同的速率移动的滑动基座150、152两者的横向移动驱动，产生如图14B中所示的旋转配置。滑动基座150、152可以在同时或在不同时间移动，无论方向如何。使滑动基座150、152在相反方向上移动使得躺椅114能够旋转到最大可能角度。例如，如果第一滑动件150在第一方向上(沿着中立横向轴线115)移动，而第二滑动件152在相反方向上移动，这将导致躺椅114旋转，因为它在点160处连接到第二支撑件156并且第二支撑件156连接到第一滑动件150。弯曲槽162和细长槽164配置为容适躺椅114的旋转。滑动基座150、152的移动由处理器控制，该处理器可以与控制设备的任何或所有其他功能的处理器为同一处理器。通过控制滑动基座150、152的移动，处理器可以使躺椅114旋转，并且可以通过控制滑动基座150、152的相对移动来控制躺椅114的有效旋转。处理器还可以控制躺椅114沿中立横向轴线115的移动。

顶部区段128配置为沿着纵向方向115和横向方向113中的至少一个方向从第一位置移动到第二位置。当躺椅114由旋转机构120旋转时，如上所述，躺椅114的旋转轴线穿过第二支撑件156的纵向轴线，第二支撑件156本身沿着中立横向轴线113移动。相应地，旋转机构120配置成使躺椅114围绕与穿过等中心124的轴线平行且与穿过等中心124的轴线间隔开的旋转轴线旋转。如前所述，这会导致躺椅114的一部分移动远离等中心124。

这可以通过在与滑动基座150的移动相反的方向上移动由滑动基座152支撑的第三支撑件158来补偿。躺椅114的横向移动也可以用于补偿由躺椅114的旋转引起的远离等中心124的部分的移动。顶部区段128也可以用于补偿躺椅114的该部分的移动，从而将对象支撑表面114的该部分维持在大致处于等中心124处。为了将对象支撑表面114的一部分维持在大致处于等中心124处所需的顶部区段128的移动量与躺椅114的旋转和横向移动成比例。相应地，顶部区段128可以例如以对象支撑表面114的旋转的函数和/或躺椅114或滑动基座150、152中的一个特定滑动基座的横向移动的函数在纵向方向上移动。躺椅114的顶部区段128的移动由处理器以对象支撑表面114的旋转的函数来控制，以便将对象支撑表面114的所述部分维持在大致处于等中心124处。在一个示例中，躺椅的中立纵向轴线113初始与孔洞的轴线对准，并且躺椅114由旋转机构120引起的旋转包括使第一滑动基座150和第二滑动基座152移动相等的量，但是在相反的方向上，顶部区段128可能不需要移动，以将躺椅114的特定部分维持在大致处于等中心124处。

处理器配置为确定第一滑动基座150和第二滑动基座152的当前位置，并因此确定第一支撑件154、第二支撑件156和第三支撑件158的位置、躺椅114的旋转角度和顶部区段128的伸展/位置。处理器可以使用此信息来计算特定旋转角度所需的补偿量。然后处理器指令顶部区段128移动所需的量。

除了控制顶部区段128的移动以将对象支撑表面114的所述部分维持在大致处于等中心124处之外，还可以控制旋转机构120的横向移动(从而控制躺椅114本身，该躺椅114本身由旋转机构120支撑)以便帮助将对象支撑表面114的所述部分维持在大致处于等中心124处。如前所述，这种横向移动可以通过使两个滑动基座150、152在特定方向上同步地移动来实现。这可以由处理器控制。

在一个示例中，处理器控制顶部区段128的纵向移动，同时控制旋转机构120的横向移动，两者都作为躺椅114的旋转角度的函数，从而将对象支撑表面114的一部分维持在大致处于等中心124处。

第一支撑件154、第二支撑件156和第三支撑件158在竖直方向111上是可伸展或可缩回的。例如，每个支撑件是伸缩式支撑件，其可以通过任何合适的装置而伸展，例如内部螺旋机构、活塞、线性马达或皮带传动。这些支撑件154、156、158中的每一个支撑件的伸展可以由处理器独立地控制。通过控制这些支撑件154、156、158的伸展，躺椅114也可以围绕躺椅114的纵向轴线113旋转(翻滚)，和/或围绕躺椅114的横向轴线115旋转(枢转)。因此，处理器配置为控制躺椅114的翻滚和倾斜，这可以控制作为治疗或治疗计划的一部分。以此方式，可以以六个自由度定位患者140。这些附加类型的旋转可以在躺椅处于中立旋转位置(偏航)中或当它处于旋转的位置中时发生。

例如，如图15A中所示，躺椅114可以以躺椅114的远端升高而躺椅114的近端降低的方式俯仰。这是通过在使第一支撑件154和第二支撑件156缩回的同时使第三支撑件158伸展来实现的。这也可以与躺椅114的顶部区段128的伸展/缩回相结合，使得躺椅114的一部分降低到孔洞的底部的高度之下，从而使患者140能够更容易地攀爬到躺椅114上(如图15A中所示)。俯仰也可以用作治疗的一部分，以帮助使辐射扩散通过健康组织，类似于如何通过使躺椅114旋转那样来实现这一点。

出于类似的原因，可能期望使躺椅114翻滚以作为治疗的一部分，如图15B中所示。这可以通过例如缩回/降低第一支撑件154的高度和伸展/升高第二支撑件156的高度来实现，这将导致躺椅114朝向第一支撑件154翻滚。这可以作为治疗的一部分来执行，尽管通常翻滚角将保持较低以维持患者140舒适。为了容适躺椅114的翻滚和倾斜，第一支撑件154、第二支撑件156和第三支撑件158与躺椅114的附接点被设计成能够进行这种移动。如前所述，在一个示例中，附接点160是球窝接头，而其他连接件是球槽接头，其中球包含在槽内但可以沿槽自由移动同时还允许躺椅114的倾斜和翻滚。

为了控制躺椅114的旋转、俯仰和翻滚以及躺椅114的横向移动和顶部区段128的伸展，控制系统(其可以由处理器实现)需要具有关于包括第一滑动基座150和第二滑动基座152的不同部件的位置/状态、第一支撑件154、第二支撑件156和第三支撑件158的伸展量或当前高度、以及顶部区段128相对于底部区段/桥126的位置的反馈。因此，可以使用若干个传感器来提供这种反馈。例如，绝对编码器可以用于确定特定马达已引起的与上述测量之一相关的移动量。存在很多接收位置的反馈的适当方式，可以使用任何适当的方式。

处理器还可以配置为使用来自存储器的数据，该存储器存储例如部件的尺寸和配置的信息，使得这些信息可以被用于控制各种部件的移动的计算中，并且防止例如躺椅114与机架116碰撞。

应注意，各种实施例可以以硬件、软件或其组合来实现。各种实施例和/或部件，例如，用于这些的部件和控制器，也可以实现为一个或多个计算机或处理器或现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)的一部分。计算机或处理器或FPGA可以包括计算装置、输入装置、显示单元和例如用于访问因特网的接口。计算机或处理器可以包括微处理器。微处理器可以连接到通信总线。计算机或处理器或FPGA也可以包括存储器。存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)和只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)。计算机或处理器或FPGA还可以包括存储装置，该存储装置可以是硬盘驱动器或例如光盘驱动器的可移动存储驱动器等。存储装置还可以是用于将计算机程序或其他指令加载到计算机或处理器中的其他类似装置。

本实施例的公开仅是示例性的，并且有许多可能的变化将导致相同或相似的效果，这对于本领域技术人员将是显而易见的。作为一个示例，虽然第三支撑件158已被描述为位于第二滑动基座152的中间，但它也可以定位在第二滑动基座152的中心之外，并且处理器在控制移动时将考虑到这一点。因此，以上描述包括所公开实施例的示例，通常是优选示例，但并非意在严格按照字面意思遵守词语的含义，并且将存在导致基本相同的效果的对本领域技术人员显而易见的其他变化。

如在上述实施例中已经描述的，躺椅114包括允许其相对于旋转机构120垂直移动的装置。使得能够垂直移动的装置可以被包括在躺椅114内、旋转机构120内或在它们之间共享。替代地，旋转机构120本身可以在垂直方向上移动，以有效地使躺椅114升高或降低。患者支撑表面114可以在任何方向上移动。

除了使躺椅114围绕垂直轴线111旋转外，躺椅114或躺椅114的一个或多个区段126、127、128也可以围绕躺椅114的纵向轴线113旋转(翻滚)，和/或围绕躺椅114的横向轴线115旋转(枢转)。以此方式，可以以六个自由度定位患者140。这些附加类型的旋转可以在躺椅处于中立旋转位置(偏航)中或当它处于旋转的位置中时发生。出于使患者140舒适的原因并且为了防止他们不得不被绑在躺椅114上，翻滚和倾斜的量通常会被限制在较小的量，例如，向前或向后倾斜10度可以与在本文中更一般地描述的围绕垂直轴线111的旋转结合使用。在一些示例中，躺椅114的区段围绕与等中心124间隔开的轴线俯仰，同时使不同区段移动以补偿并将躺椅114的一部分维持在大致处于等中心124处。以这种方式，可以使辐射通过健康组织的传播最大化，同时使在靶区域处接收的辐射剂量最大化。

在同一时间或者在不同时间，与患者支撑表面114同步地或者分别地，辐射源或机架116本身也可以部分地围绕处于其中立位置中的患者支撑表面114的短端的横向轴线旋转(俯仰)，尽管不是必须在当患者支撑表面114处于其中立位置中时。这也可以作为治疗的一部分由同一处理器控制。

上述实施例使得能够在基于环形机架的线性加速器系统中使用躺椅摆动(kick)(可旋转躺椅114)。它有效地提供等中心的躺椅旋转，但不需要围绕等中心124的物理旋转。

如果躺椅的一区段没有以躺椅114的旋转的函数而移动(假定该旋转不是围绕等中心124)，那么靶区域的位置将相对于等中心124(以及辐射的焦点)移动，因此，这将导致由健康组织接收的辐射剂量增加。此外，这将导致更长的治疗时间，因为靶区域将不接收预期剂量的辐射。通过使躺椅114以及因而患者140旋转同时使特定部分维持在大致处于等中心124处，辐射剂量可以扩散通过健康组织，使得由靶区域周围的健康组织接收的辐射剂量最小化。

Claims (32)

1.用于向对象递送辐射的放射疗法设备，所述设备包括：

辐射源，其配置为围绕等中心旋转并且在包含所述等中心的辐射平面中发射辐射；

对象支撑表面，其包括配置为大致位于所述等中心处的部分，所述对象支撑表面包括：

对象支撑表面旋转机构，其配置为使所述对象支撑表面围绕与穿过所述等中心的轴线平行且与穿过所述等中心的轴线间隔开的旋转轴线旋转；以及

第一区段，其配置为沿着纵向方向和横向方向中的至少一者而从第一位置移动到第二位置；并且所述设备还包括：

处理器，其配置为以所述对象支撑表面的旋转的函数来控制所述第一区段的纵向和/或横向移动，以将所述对象支撑表面的所述部分维持在大致处于所述等中心处。

2.根据权利要求1所述的放射疗法设备，其中，所述旋转轴线是纵向轴线、横向轴线或垂直轴线中的至少一者。

3.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述旋转机构位于辐射平面之外。

4.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述对象支撑表面附加地配置为沿着垂直方向从第一位置移动到第二位置。

5.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述对象支撑表面包括第二区段，其中，所述第二区段配置为沿着纵向方向和横向方向中的至少一者从第一位置移动到第二位置。

6.根据权利要求5所述的放射疗法设备，其中，所述处理器配置为以所述对象支撑表面的旋转的函数来控制所述第一区段和所述第二区段的移动，以将所述对象支撑表面的所述部分维持在大致处于所述等中心处。

7.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述对象支撑表面旋转机构包括铰链，所述对象支撑表面围绕所述铰链旋转，其中，所述对象支撑表面的旋转轴线穿过所述铰链。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的放射疗法设备，其中，所述对象支撑表面旋转机构包括连接到所述对象支撑表面的转动臂。

9.根据权利要求8所述的放射疗法设备，其中，所述转动臂包括第一旋转点和第二旋转点，其中，所述转动臂配置为在所述第一旋转点处连接到支撑表面，并且所述转动臂配置为在所述第二旋转点处连接到所述对象支撑表面。

10.根据权利要求9所述的放射疗法设备，其中，所述第一旋转点朝向所述转动臂靠近所述等中心的端部，并且所述第二旋转点朝向所述转动臂远离所述等中心的端部。

11.根据权利要求10所述的放射疗法设备，其中，所述转动臂的长度是所述等中心与所述第二旋转点之间的距离的一半。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的放射疗法设备，其中，所述转动臂包括分别位于所述第一旋转点和所述第二旋转点处的第一旋转装置和第二旋转装置，其中所述第一旋转装置和所述第二旋转装置分别具有二比一的转速比。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的放射疗法设备，其中，所述旋转机构分布在所述放射平面的两侧，其中，所述旋转机构连接至：

在所述辐射平面一侧上的所述对象支撑表面的近端；以及

在所述辐射平面一侧上的所述对象支撑表面的远端。

14.根据权利要求13所述的放射疗法设备，其中，所述旋转机构包括：

第一滑动基座，其间接连接到所述对象支撑表面的近端，并且配置为沿着横向方向从第一位置移动到第二位置；以及

第二滑动基座，其连接到所述对象支撑表面的远端，并且配置为沿着横向方向从第一位置移动到第二位置，其中，所述处理器配置为控制所述第一滑动基座和所述第二滑动基座的横向移动以使所述对象支撑表面旋转。

15.根据权利要求14所述的放射疗法设备，其中，所述处理器配置为控制所述第一滑动基座和所述第二滑动基座的横向移动以使所述旋转机构在横向方向上移动。

16.根据权利要求15所述的放射疗法设备，其中，所述处理器配置为以所述对象支撑表面的旋转的函数来控制所述旋转机构的横向移动，以将所述对象支撑表面的所述部分维持在大致处于所述等中心处。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的放射疗法设备，其中，所述旋转机构包括一个或多个可伸展支撑件。

18.根据权利要求17所述的放射疗法设备，其中，所述处理器配置为选择性地使所述一个或多个可伸展支撑件伸展以控制所述对象支撑表面的翻滚和/或俯仰。

19.根据权利要求18所述的放射疗法设备，其中，所述处理器配置为控制所述对象支撑表面的翻滚和/或俯仰作为治疗计划的一部分。

20.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述处理器配置为控制所述对象支撑表面旋转机构的旋转，可选地，作为治疗计划的一部分。

21.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述处理器被配置为控制所述辐射的发射和/或所述辐射源的旋转，可选地，作为治疗计划的一部分。

22.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述对象支撑表面旋转机构配置为在治疗之前、之后或期间使所述对象支撑表面旋转，其中所述旋转可以是连续的或离散的。

23.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述放射疗法设备包括用于容纳所述对象的孔洞。

24.根据任一前述权利要求所述的放射疗法设备，其中，所述对象支撑表面旋转机构配置为使所述对象支撑表面围绕对象支撑表面旋转轴线旋转+/-30度。

25.用于控制放射疗法设备中的对象支撑表面的方法，所述放射疗法设备包括辐射源，所述辐射源配置为围绕等中心旋转并且在包含所述等中心的辐射平面中发射辐射，所述方法包括：

提供对象支撑表面，所述对象支撑表面配置为使得所述对象支撑表面的一部分能够大致位于所述等中心处；

使所述对象支撑表面围绕与穿过所述等中心的轴线平行且与穿过所述等中心的轴线间隔开的旋转轴线旋转；以及

以所述对象支撑表面的旋转的函数，使所述对象支撑表面的第一区段沿着纵向方向和横向方向中的至少一者从第一位置移动到第二位置，以将所述对象支撑表面的所述部分维持在大致处于所述等中心处。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括使所述对象支撑表面沿竖直方向从第一位置移动到第二位置。

27.根据权利要求25或26中任一项所述的方法，还包括使所述对象支撑表面的第二区段沿纵向方向和横向方向中的至少一者从第一位置移动到第二位置。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括以所述对象支撑表面的旋转的函数来控制所述第一区段和所述第二区段的移动，以将所述对象支撑表面的部分维持在大致处于所述等中心处。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的方法，还包括控制所述对象支撑表面旋转机构的旋转，可选地，作为治疗计划的一部分。

30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法，还包括控制所述辐射的发射和/或所述辐射源的旋转，可选地，作为治疗计划的一部分。

31.计算机可读介质，其包括指令，当由计算机执行所述指令时，所述指令致使所述计算机实行根据权利要求25至30中任一项所述的方法的步骤。

32.用于向对象递送辐射的放射疗法设备，所述设备包括：

辐射源，其配置为围绕等中心旋转并且在包含所述等中心的辐射平面中发射辐射；

对象支撑表面，其包括配置为大致位于所述等中心处的部分，所述对象支撑表面包括：

对象支撑表面移动机构，其配置为使所述对象支撑表面围绕与穿过所述等中心的轴线平行的轴线旋转，其中，所述对象支撑表面移动机构位于所述辐射平面之外。

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