CN116328207A - 放射线照射系统及其载置台控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放射线照射系统及其载置台控制方法，放射线照射系统包括放射线产生装置和载置台，放射线产生装置用于产生射束并具有射束出口，射束从射束出口出来照射到载置台上的被照射体，放射线照射系统还包括载置台定位装置和控制装置，控制装置与载置台定位装置连接，载置台由载置台定位装置支撑并具有照射位置和结束位置；在照射位置，被照射体在载置台上进行射束的照射；在结束位置，载置台远离射束出口；控制装置能够在射束的照射结束后控制载置台定位装置将载置台从照射位置移动到结束位置。照射结束后将载置台移动到远离射束出口的位置可以避免被照射体治疗结束后继续受到残余辐射线的照射，降低不必要的辐射剂量。

Description

放射线照射系统及其载置台控制方法

技术领域

本发明一方面涉及一种放射线照射系统，本发明另外一方面涉及一种用于放射线照射系统的载置台控制方法。

背景技术

随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。

为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。

在放射线治疗中通过治疗台定位装置使射束对准治疗台上的被照射体体内的肿瘤细胞，以实施精准治疗，同时最大程度地降低对被照射体肿瘤细胞周围正常组织的辐射损伤。在中子捕获治疗过程中，治疗台位于射束出口附近，而照射结束后射束出口附近仍会有大量的辐射线残留，如果不能及时移开治疗台会造成额外的辐射剂量。

因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种放射线照射系统，包括放射线产生装置和载置台，所述放射线产生装置用于产生射束并具有射束出口，所述射束从所述射束出口出来照射到所述载置台上的被照射体，所述放射线照射系统还包括载置台定位装置和控制装置，所述控制装置与所述载置台定位装置连接，所述载置台由所述载置台定位装置支撑并具有照射位置和结束位置；在所述照射位置，所述被照射体在所述载置台上进行所述射束的照射；在所述结束位置，所述载置台远离所述射束出口；所述控制装置能够在所述射束的照射结束后控制所述载置台定位装置将所述载置台从所述照射位置移动到所述结束位置。照射结束后将载置台移动到远离射束出口的位置可以避免被照射体治疗结束后继续受到残余辐射线的照射，降低不必要的辐射剂量。

作为一种优选地，所述载置台定位装置包括机械臂，所述载置台与所述机械臂连接并由所述机械臂支撑，所述控制装置能够在所述射束的照射结束后控制所述机械臂使所述载置台相对于地面的高度与照射位置时所述载置台相对于地面的高度相比有变化。

进一步地，所述载置台定位装置还包括线性轴，所述机械臂设置在所述线性轴和载置台之间，将所述载置台通过所述机械臂连接到所述线性轴并能够使所述载置台和机械臂一同沿所述线性轴平移，所述控制装置能够在所述射束的照射结束后控制所述线性轴使所述载置台沿平行于所述线性轴的延伸方向从所述照射位置远离所述射束出口移动或控制所述机械臂使所述载置台运动到所述载置台的延伸方向基本平行于所述线性轴的延伸方向的位置。

作为一种优选地，在所述结束位置，所述载置台到所述射束出口的中心所在的垂直于射束方向的平面的最小距离不小于2500mm，确保不会受到大剂量的残余辐射线照射；所述载置台的承载面距离地面的高度不大于600mm，方便被照射体或载置台的转移。

作为一种优选地，所述控制装置包括用户界面、系统控制模块和定位控制模块，所述用户界面与所述系统控制模块连接，所述系统控制模块与所述定位控制模块、所述放射线产生装置连接，所述定位控制模块与所述载置台定位装置连接并能够控制所述载置台定位装置的运动，到达预先确定的照射时间后，所述系统控制模块能够控制所述放射线产生装置停止对所述被照射体照射射束，并能够将信息传输到所述用户界面中进行治疗结束的状态指示，所述系统控制模块能够在治疗结束后发送指令到所述定位控制模块控制所述载置台定位装置将所述载置台从所述照射位置移动到所述结束位置。

作为一种优选地，所述放射线照射系统为中子捕获治疗系统，所述放射线产生装置包括中子产生装置和射束整形体，所述射束整形体能够调整所述中子产生装置产生的中子线到预设射束品质，所述中子产生装置产生的中子线通过所述射束整形体照射向所述载置台上的被照射体。

进一步地，所述中子产生装置包括加速器和靶材，所述加速器加速产生的带电粒子线与所述靶材作用产生中子线，所述射束整形体包括反射体、缓速体、热中子吸收体、辐射屏蔽体和射束出口，所述缓速体将自所述靶材产生的中子减速至超热中子能区，所述反射体包围所述缓速体并将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，所述辐射屏蔽体用于屏蔽从所述射束出口以外部分渗漏的中子和光子。

本发明另外一方面提供了一种用于放射线照射系统的载置台控制方法，所述放射线照射系统包括放射线产生装置和载置台，所述放射线产生装置用于产生射束并具有射束出口，所述射束从所述射束出口出来照射到所述载置台上的被照射体，所述放射线照射系统还包括载置台定位装置，所述载置台由所述载置台定位装置支撑并具有初始位置、照射位置和结束位置，所述载置台控制方法包括：在所述初始位置将所述载置台定位装置与承载有所述被照射体的所述载置台连接并锁定；控制所述载置台定位装置将所述载置台移动到所述照射位置，然后开始对所述被照射体照射所述射束；停止对所述被照射体照射所述射束后，控制所述载置台定位装置使所述载置台移动到所述结束位置，在所述结束位置，所述载置台远离所述射束出口。照射结束后将载置台移动到远离射束出口的位置可以避免被照射体治疗结束后继续受到残余辐射线的照射，降低不必要的辐射剂量。

作为一种优选地，所述载置台定位装置包括线性轴和机械臂，所述控制所述载置台定位装置使所述载置台移动到所述结束位置的步骤包括：控制所述线性轴使所述载置台沿所述线性轴的延伸方向远离所述射束出口移动；控制所述机械臂使所述载置台运动到所述载置台的延伸方向基本平行于所述线性轴的延伸方向的位置；控制所述机械臂使所述载置台相对于地面的高度与照射位置时所述载置台相对于地面的高度相比有变化。

作为一种优选地，所述载置台控制方法还包括：开始对所述被照射体照射所述射束后，根据预先确定的照射时间，控制所述放射线产生装置停止对所述被照射体照射射束并进行治疗结束的状态指示，在治疗结束后控制所述载置台定位装置将所述载置台从所述照射位置移动到所述结束位置。

本发明的放射线照射系统及其载置台控制方法，照射结束后将载置台移动到远离射束出口的位置可以避免被照射体治疗结束后继续受到残余辐射线的照射，降低不必要的辐射剂量。

附图说明

图1为本发明实施例的中子捕获治疗系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的中子捕获治疗系统的治疗台定位的示意图；

图3为本发明实施例的中子捕获治疗系统的治疗台定位装置的结构示意图；

图4为图3在另一方向的示意图；

图5为本发明实施例的中子捕获治疗系统的模块示意图；

图6为的本发明实施例的中子捕获治疗系统的治疗台转运车及转运车定位机构的示意图；

图7为本发明实施例的中子捕获治疗系统的治疗台定位装置在不同位置的状态示意图；

图8为图7在平行于地面方向的俯视图；

图9为图8在OO平面的剖视图；

图10为本发明实施例的中子捕获治疗系统的治疗台控制方法的流程图；

图11为本发明实施例的中子捕获治疗系统的控制治疗台远离射束出口的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1，本实施例中的放射线照射系统优选为硼中子捕获治疗系统100，包括中子产生装置10、射束整形体20、准直器30和治疗台40。中子产生装置10包括加速器11和靶材T，加速器11对带电粒子(如质子、氘核等)进行加速，产生如质子线的带电粒子线P，带电粒子线P照射到靶材T并与靶材T作用产生中子线(中子束)N，靶材T优选为金属靶材。依据所需的中子产率与能量、可提供的加速带电粒子能量与电流大小、金属靶材的物化性等特性来挑选合适的核反应，常被讨论的核反应有⁷Li(p,n)⁷Be及⁹Be(p,n)⁹B，这两种反应皆为吸热反应。两种核反应的能量阈值分别为1.881MeV和2.055MeV，由于硼中子捕获治疗的理想中子源为keV能量等级的超热中子，理论上若使用能量仅稍高于阈值的质子轰击金属锂靶材，可产生相对低能的中子，不须太多的缓速处理便可用于临床，然而锂金属(Li)和铍金属(Be)两种靶材与阈值能量的质子作用截面不高，为产生足够大的中子通量，通常选用较高能量的质子来引发核反应。理想的靶材应具备高中子产率、产生的中子能量分布接近超热中子能区(将在下文详细描述)、无太多强穿辐射产生、安全便宜易于操作且耐高温等特性，但实际上并无法找到符合所有要求的核反应，本发明的实施例中采用锂金属制成的靶材。但是本领域技术人员熟知的，靶材T的材料也可以由锂、铍之外的金属材料制成，例如由钽(Ta)或钨(W)等形成；靶材T可以为圆板状，也可以为其他固体形状，也可以使用液状物(液体金属)。加速器11可以是直线加速器、回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器，中子产生装置10也可以是核反应堆而不采用加速器和靶材。无论硼中子捕获治疗的中子源来自核反应堆或加速器带电粒子与靶材的核反应，产生的实际上皆为混合辐射场，即射束包含了低能至高能的中子、光子。对于深部肿瘤的硼中子捕获治疗，除了超热中子外，其余的辐射线含量越多，造成正常组织非选择性剂量沉积的比例越大，因此这些会造成不必要剂量的辐射应尽量降低。另外，对于被照射体的正常组织来说，各种辐射线应避免过多，同样造成不必要的剂量沉积。

中子产生装置10产生的中子束N依次通过射束整形体20和准直器30照射向治疗台40上的被照射体200。射束整形体20能够调整中子产生装置10产生的中子束N的射束品质，准直器30用以汇聚中子束N，使中子束N在进行治疗的过程中具有较高的靶向性。治疗台40及被照射体200的位置也可以进行调整，使射束对准被照射体200体内的肿瘤细胞M，这些调整可以人工手动操作的，也可以是通过一系列控制机构自动实现的(下文详述)。可以理解，本发明也可以不具有准直器，射束从射束整形体20出来后直接照射向治疗台40上的被照射体200。

射束整形体20进一步包括反射体21、缓速体22、热中子吸收体23、辐射屏蔽体24和射束出口25，中子产生装置10生成的中子由于能谱很广，除了超热中子满足治疗需要以外，需要尽可能的减少其他种类的中子及光子含量以避免对操作人员或被照射体造成伤害，因此从中子产生装置10出来的中子需要经过缓速体22将其中的快中子能量(＞40keV)调整到超热中子能区(0.5eV-40keV)并尽可能减少热中子(＜0.5eV)，缓速体22由与快中子作用截面大、超热中子作用截面小的材料制成，作为一种优选实施例，缓速体22由D₂O、AlF₃、Fluental^TM、CaF₂、Li₂CO₃、MgF₂和Al₂O₃中的至少一种制成；反射体21包围缓速体22，并将穿过缓速体22向四周扩散的中子反射回中子射束N以提高中子的利用率，由具有中子反射能力强的材料制成，作为一种优选实施例，反射体21由Pb或Ni中的至少一种制成；缓速体22后部有一个热中子吸收体23，由与热中子作用截面大的材料制成，作为一种优选实施例，热中子吸收体23由Li-6制成，热中子吸收体23用于吸收穿过缓速体22的热中子以减少中子束N中热中子的含量，避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，可以理解，热中子吸收体也可以是和缓速体一体的，缓速体的材料中含有Li-6；辐射屏蔽体24用于屏蔽从射束出口25以外部分渗漏的中子和光子，辐射屏蔽体24的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一种，作为一种优选实施例，辐射屏蔽体24的材料包括光子屏蔽材料铅(Pb)和中子屏蔽材料聚乙烯(PE)。准直器30设置在射束出口25后部，从准直器30出来的超热中子束向被照射体200照射，经浅层正常组织后被缓速为热中子到达肿瘤细胞M。可以理解，射束整形体20还可以有其他的构造，只要能够获得治疗所需超热中子束即可；为描述方便，当设置有准直器30时，准直器30的出口也可以看做是下文所述的射束出口25。

被照射体200服用或注射含硼(B-10)药物后，含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞M中，然后利用含硼(B-10)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由¹⁰B(n,α)⁷Li中子捕获及核分裂反应产生⁴He和⁷Li两个重荷电粒子。两荷电粒子的平均能量约为2.33MeV，具有高线性转移(Linear Energy Transfer,LET)、短射程特征，α粒子的线性能量转移与射程分别为150keV/μm、8μm，而⁷Li重荷粒子则为175keV/μm、5μm，两粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物体造成的辐射伤害能局限在细胞层级，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到局部杀死肿瘤细胞的目的。

本实施例中，被照射体200和射束出口25之间还设置了辐射屏蔽装置50，屏蔽从射束出口25出来的射束对被照射体正常组织的辐射，可以理解，也可以不设置辐射屏蔽装置50。硼中子捕获治疗系统100整体容纳在混凝土构造的建筑物中，具体来说，硼中子捕获治疗系统100还包括照射室101和带电粒子束生成室102，治疗台40上的被照射体200在照射室101中进行中子束N照射的治疗，带电粒子束生成室102至少部分容纳加速器11，射束整形体20至少部分容纳在照射室101和带电粒子束生成室102的分隔壁103内。可以理解，分隔壁103可以是将照射室101和带电粒子束生成室102完全隔开的；也可以是照射室101和带电粒子束生成室102之间的部分隔断，照射室101和带电粒子束生成室102是相通的。靶材T可以有一个或多个，带电粒子线P可选择地与其中一个或几个靶材T作用或同时与多个靶材T作用，以生成一个或多个治疗用中子束N。与靶材T的个数相应，射束整形体20、准直器30、治疗台40也可以为一个或多个；多个治疗台可以设置在同一个照射室内，也可以为每个治疗台设置一个单独的照射室。照射室101和带电粒子束生成室102为混凝土壁W(包括分隔壁103)包围形成的空间，混凝土结构可以屏蔽硼中子捕获治疗系统100工作过程中泄露的中子及其他辐射线。硼中子捕获治疗系统100还可以包括准备室、控制室和其他用于辅助治疗的空间(图未示)。每一个照射室可以配置一个准备室，用于进行照射治疗前注射硼药、治疗计划模拟等准备工作。控制室用于控制加速器、射束传输部、治疗台定位装置等，对整个照射过程进行控制和管理，管理人员在控制室内还可以同时监控多个照射室。硼中子捕获治疗系统100还可以包括模拟定位室104(下文详述)，用于进行照射治疗前被照射体200的模拟定位，模拟定位室104内设置有与射束出口25相同的模拟射束出口25’，节省在照射室101进行被照射体200定位的时间，增加照射室101的利用率，可以理解，模拟定位室也可以用作准备室。

结合图2，中子捕获治疗系统100还包括治疗台定位装置60和控制装置70，治疗台40及治疗台40上的被照射体200由治疗台定位装置60支撑，控制装置70与治疗台定位装置60连接并能够控制治疗台定位装置60，控制装置70还可以与中子产生装置10连接并能够控制中子产生装置10向治疗台40上的被照射体200照射中子束N。本实施例中，照射室101和模拟定位室104内分别设置有相同的治疗台定位装置60、60’并与射束出口25和模拟射束出口25’具有相同的位置关系，即在照射室101和模拟定位室104内定义了相同的治疗台40及治疗台定位装置60、60’的运行坐标系XYZ并以沿中子束N方向距离射束出口25、模拟射束出口25’中心一定距离处的参考点作为坐标原点，通过治疗台定位装置60、60’分别进行治疗台40及治疗台40上的被照射体200的模拟定位和照射定位，采用相同的治疗台定位装置，使得照射定位更加方便、快捷、准确。为描述方便，以下仅具体介绍照射室101内的治疗台定位装置60的构造。

如图3-图5所示，在一实施例中，治疗台定位装置60包括定位机构61，定位机构61包括线性轴611和机械臂612，机械臂612设置在线性轴611和治疗台40之间，将治疗台40通过机械臂612连接到线性轴611并能够使治疗台40和机械臂612一同沿线性轴611平移。本实施例中线性轴611安装到照射室101的天花板1011，机械臂612整体上朝向照射室101的地板1012延伸，可以理解，线性轴611也可以安装到其他表面，如墙壁或地板；线性轴611构造为固定到天花板1011的滑轨6111和与机械臂612连接的支座6112，支座6112沿滑轨6111滑动，可以理解，也可以为其他构造。线性轴直接固定在天花板1011上，不额外设置线性轴固定机构如钢结构龙门架，减少照射室内的钢的用量，避免固定机构被中子活化造成二次辐射。机械臂612为连接支座6112和治疗台40的多轴机械臂，治疗台定位装置60还包括驱动机构62来驱动线性轴611及机械臂612的运动，控制装置70控制驱动机构62。线性轴611的延伸方向6113与从射束出口25出来照射到该治疗台40上的被照射体的中子束N方向平行，从而在治疗台定位过程中，机械臂612整体沿与中子束N方向平行的方向平移，机械臂大部分位于滑轨和中子束出口之间的空间，降低机械臂各个部件被中子活化产生的放射性及引起的寿命缩短。滑轨6111与支座6112的滑动表面S到射束出口25的中心在垂直于滑动表面S方向的距离H1小于2米，为治疗台定位装置60提供足够的操作空间，将治疗台40相对于射束出口40定位在所需的位置。本实施例中，滑动表面S平行于天花板所在的平面，可以理解，治疗台定位装置60还可以有其他的设置，如不包括线性轴611，治疗台40与机械臂612连接并由机械臂612支撑；或机械臂612包括更多或更少的臂。

治疗台40或治疗台定位装置60上可以设置传感器80，如图5所示，传感器80设置在定位机构61和治疗台40上，在一实施例中，传感器80为设置在治疗台40及机械臂612上的防碰撞传感器，当治疗台或机械臂边缘接触到其他物体或有其他物体到达传感器设定范围时便触发传感器发出信号并传输到控制装置70，控制装置70控制驱动机构62停止驱动定位机构61的运动，即控制治疗台40停止运动。防碰撞传感器可以是机械传感器、光电传感器、雷达传感器、超声波传感器、激光测距仪等；可以理解，防碰撞传感器还可以发出人体感知信号，操作者根据感知到的信号可以手动控制驱动机构停止驱动；也可以不是控制治疗台停止运动，而是执行其他的安全操作，如进行碰撞前的逆运动。

控制装置70包括至少一个用户界面71，允许操作者交互参与控制治疗台定位装置60。控制装置70还包括系统控制模块72和定位控制模块73，用户界面71与系统控制模块72连接，系统控制模块72与定位控制模块73连接，定位控制模块73与驱动机构62连接并控制驱动机构62。当系统控制模块72接收到用户界面71发出的指令后，系统控制模块72将指令传输到定位控制模块73，并由定位控制模块73自动控制定位机构61的运动，定位机构61的位置信息通过定位控制模块73可以反馈到系统控制模块72并传输到用户界面71进行状态指示。驱动机构62的运行状态或数据也会通过定位控制模块73反馈到系统控制模块72，系统控制模块72或定位控制模块73根据这些信息控制驱动机构62，系统控制模块72也可以将这些信息传输到用户界面71进行状态指示。传感器80也连接到系统控制模块72，系统控制模块72接收到传感器80的信号后发送指令到定位控制模块73控制治疗台定位装置60的运动，并将传感器80的信号传输到用户界面71进行状态指示。可以理解，系统控制模块72和定位控制模块73可以是集成在一起的，也可以有其他的硬件设置。

中子捕获治疗系统100还包括治疗计划装置90，治疗计划装置90根据中子产生装置10产生的治疗用中子束N的参数和被照射部位的医学影像数据进行剂量模拟计算并生成治疗计划(如通过蒙特卡罗模拟程序)，治疗计划能够确定被照射部位在照射治疗时相对于中子产生装置10的位置及相应的照射时间。控制装置70(系统控制模块71)与治疗计划装置90连接并接收治疗计划数据，从而根据治疗计划数据控制治疗台定位装置60、60’的运动及中子产生装置10产生的中子束N。

开始照射治疗前，先在模拟定位室104内根据治疗计划装置90预先制定的治疗计划对被照射体200进行模拟定位。首先，将治疗台定位装置60’与治疗台40连接，如图6，本实施例中将治疗台40放置在治疗台转运车401上，转运车401在模拟定位室104(照射室101)内通过转运车定位机构402进行定位，在模拟定位室104(照射室101)的地面设置至少2个孔4021(图未示)，转运车401上对应设置至少2个销4022，将销4022插入孔4021中进行定位，可以理解，也可以通过其他方式对转运车401进行定位。治疗台40放置在转运车401上的相对位置也是确定的，如通过限位机构403(例如设置在转运车上的凸台)对治疗台40的位置进行限定，因此，治疗台40放置在定位好后的转运车401上时，相对于模拟定位室104(照射室101)的位置就是确定的。此时，治疗台40在模拟定位室104内置于初始位置A(具有与照射室101相同的位置关系)，控制装置70控制模拟定位室104内的治疗台定位装置60’运动到能够与治疗台40连接的位置，并控制锁定机构404将治疗台定位装置60’与治疗台40锁定，锁定机构404(装夹组件)的具体构造在此不再详述，可以参照2021年05月04日公开的、公开号为CN112741967A、发明名称为“中子捕获治疗系统”的专利申请，在此全文引用。

然后，将被照射体200放置到治疗台40上，根据预先制定的治疗计划确定的被照射部位在照射治疗时相对于中子产生装置10的位置对被照射体200进行摆位固定，治疗计划装置90或控制装置70根据此时的摆位计算治疗计划确定的治疗台40的坐标位置，可以通过CT、光学扫描等对摆位后的被照射体和治疗台进行扫描确定被照射体和治疗台的相对位置，从而根据治疗计划确定的被照射部位在照射治疗时相对于中子产生装置10的位置计算治疗计划确定的治疗台的坐标，可以理解，也可以通过其他方式进行治疗台40的坐标位置的计算。

控制装置70根据计算的坐标自动控制治疗台定位装置60’将治疗台40从初始位置A运动到坐标位置(治疗计划位置B)。治疗台40运动到坐标位置(治疗计划位置B)后，根据需要操作者还可以通过用户界面71再进一步调节即确定模拟定位位置C；当治疗台40及治疗台定位装置60’运动过程中出现错误，则返回重新计算治疗台定位装置60’的运动路径或返回重新生成治疗计划。通过自动计算治疗台的治疗计划位置的坐标，并通过治疗台定位装置自动控制治疗台运动到治疗计划位置，使得定位准确度高、速度快。

接着，通过用户界面71发送模拟定位完成的指令，控制装置70记录此时的坐标位置(模拟定位位置C)，并控制治疗台定位装置60使治疗台40回到初始位置A(治疗台40正好放置在定位好后的转运车401上)；控制装置70控制锁定机构403解锁，释放治疗台40，并控制治疗台定位装置60运动到与治疗床40分离的位置；释放转运车定位机构402，用转运车401将治疗台40及被照射体200运送到照射室101。

到照射室101后开始进行照射定位，转运车401在照射室101内设置有与模拟定位室104内相同的转运车定位机构402，即转运车401在照射室内能够按照与模拟定位室104内相同的固定位置通过转运车定位机构402进行定位，然后控制照射室101内的治疗台定位装置60运动到能够与治疗台40连接的位置(初始位置A)，并控制锁定机构403将治疗台定位装置60与治疗台40锁定。控制装置70根据模拟定位确定的坐标位置控制治疗台40运动到模拟定位位置C，根据需要还可以通过用户界面71进一步调节，调整到位后即确定照射位置D，操作者退出照射室101并释放转运车定位机构402将转运车401移出。模拟定位室104内的模拟定位节约了在照射室101内进行照射治疗前对被照射体200定位的工作时间，在进行模拟定位的同时还可以对另一被照射体进行照射治疗，增加了设备的利用率。一实施例中，当治疗台定位装置60、60’与治疗台40锁定连接后，治疗台40需从初始位置A运动时，可以是控制治疗台定位装置60、60’先将治疗台40抬高，然后释放转运车定位机构402将转运车401移出后再控制治疗台定位装置60、60’进一步运动，防止治疗台定位装置60、60’与转运车401产生位置干涉。

一实施例中，照射室101和模拟定位室104内均设置相同的且具有同样的位置关系的激光定位装置601、601’，操作者可以根据激光定位装置产生的激光打到被照射体200上的位置在被照射体200上做标记，并根据做好的标记调整或验证被照射体200在模拟定位室104和照射室101的位置，以确保被照射体200在模拟定位室104和照射室101具有相同的位置。设置激光定位装置，使定位更加方便和快捷。

激光定位装置601、601’产生的激光还可以确定与射束出口25、25’的中心轴线X、X’一致的位置，如图2中所示，即激光定位装置60、60’产生的激光打到被照射体200上的位置代表了射束出口25、25’出来的射束中心轴线入射到被照射体200上的位置，根据治疗计划模拟的射束中心轴线在体素假体组织模型的入射点在被照射体200上做标记，使得模拟定位和照射治疗时确定的射束入射位置更加准确。

照射室101和模拟定位室104内还可以设置相同的且具有同样的位置关系的光学验证装置602、602’对治疗台40位置和被照射体200图像进行采集，将数据传输到系统控制模块72，与治疗计划等信息进行比较，并根据结果进行调整或执行其他治疗控制。系统控制模块72还可以接收其他数据信息，如中子产生装置的数据、被照射体信息等，并对中子产生装置等其他装置进行控制。

治疗台40及被照射体200的位置调整好后，此时治疗台40具有照射位置D，操作者通过用户界面71发送开始照射的指令，系统控制模块72在判断达到开始照射的条件后，控制中子产生装置10开始产生中子束N对治疗台40上的被照射体200进行照射治疗。到达预先确定的照射时间(如治疗计划数据确定的照射时间)后，系统控制模块72控制中子产生装置10停止对治疗台40上的被照射体200照射中子束N，并将信息传输到用户界面71中进行治疗结束的状态指示，系统控制模块72在治疗结束后发送指令到定位控制模块73控制治疗台定位装置60将治疗台40从照射位置D移动到结束位置E，治疗台40远离射束出口25。停止照射中子束N后射束出口25仍会有较多的辐射线残留，将治疗台40移动到远离射束出口25的位置可以避免被照射体200治疗结束后继续受到残余辐射线的照射，降低不必要的辐射剂量。参阅图7-图9，为治疗结束后，治疗台40及治疗台定位装置60在不同位置的状态示意图。治疗结束后，首先，控制线性轴611使治疗台40沿平行于线性轴611的延伸方向6113从照射位置D远离射束出口25移动到第一中间位置F，以实现治疗台40快速远离射束出口25，最大程度地避免治疗结束后被照射体200继续受到残余的辐射线照射；其次，控制机械臂612使治疗台40运动到治疗台40的延伸方向41基本平行于线性轴611的延伸方向6113的第二中间位置G，防止治疗台40等在结束位置E与转运床等出现位置干涉或挡住照射室101的屏蔽门出口，为之后的被照射体200离开照射室101提供便利；最后，控制机械臂612使治疗台40靠近地面从第二中间位置G移动到结束位置E，靠近地面便于被照射体200从照射室101离开。被照射体200离开后，还可以控制锁定机构403解锁，将治疗台40送回模拟定位室104；或者先控制锁定机构403解锁，将被照射体200与治疗台40一起送出照射室101，待被照射体200从治疗台40离开后，再将治疗台40送回模拟定位室104，如通过转运车401，此时，结束位置E可以与初始位置A相同，转运车401在照射室101中也通过转运车定位机构402定位，机械臂612将治疗台40移动到治疗台40正好置于转运车401上的初始位置A(结束位置E)。在结束位置E，治疗台40到射束出口25的中心所在的垂直于中子束N方向的平面的最小距离H2不小于2500mm，确保不会受到大剂量的残余辐射线照射；在结束位置E，治疗台40的承载面42距离地面的高度H3不大于600mm，方便被照射体200或治疗台40的转移。

治疗结束后，可以是系统控制模块72根据到达照射时间的信号或停止照射中子束N的信号自动控制治疗台40远离射束出口25；也可以是操作人员根据用户界面71的治疗结束的状态指示在用户界面71输入治疗台远离射束出口的指令，如通过点击人机交互控制界面713中相应的按键，然后系统控制模块72根据该指令控制治疗台40远离射束出口25。

如图10，简单来说，本实施例的治疗台控制方法，包括：

S10：在模拟定位室104内将模拟定位室104内的治疗台定位装置60’连接到治疗台40并与治疗台40锁定，并将被照射体200在治疗台40上根据治疗计划数据进行摆位固定，然后根据治疗计划数据和被照射体200的摆位计算治疗台40的治疗计划坐标，即治疗计划位置B的坐标；

S20：根据治疗计划坐标控制治疗台定位装置60’将治疗台40移动到治疗计划位置B，根据需要再进一步调节到模拟定位位置C，记录模拟定位位置C的坐标，可以理解，也可以是模拟定位位置C就是治疗计划位置B；

S30：将治疗台定位装置60’与治疗台40解锁，并将治疗台40及治疗台40上的被照射体200移动到照射室101，将照射室101内的治疗台定位装置60连接到治疗台40并与治疗台40锁定；

S40：根据模拟定位位置C的坐标控制治疗台定位装置60将治疗台40移动到模拟定位位置C，根据需要再进一步调节到照射位置D，然后开始对被照射体200照射中子束N的治疗，可以理解，也可以是照射位置D就是模拟定位位置C；

S50：在治疗结束后，即停止对被照射体200照射中子束N后，控制治疗台定位装置60使治疗台40移动到结束位置E，即控制治疗台40远离射束出口25。

可以理解，步骤S20中还可以包括，当治疗台40移动到治疗计划位置B的过程中出现错误，则返回重新计算治疗台定位装置60’的运动路径或返回重新生成治疗计划。

如图11，具体地，步骤S50中控制治疗台40远离射束出口25的方法进一步包括：

S51：控制线性轴611使治疗台40沿平行于线性轴611的延伸方向6113从照射位置D远离射束出口25移动到第一中间位置F；

S52：控制机械臂612使治疗台40运动到治疗台40的延伸方向41基本平行于线性轴611的延伸方向6113的第二中间位置G；

S53：控制机械臂612使治疗台40靠近地面从第二中间位置G移动到结束位置E。

在用户界面71输入的治疗台远离射束出口的指令，可以是通过一个按键实现步骤S51-S53自动连续进行或者通过与步骤S51-S53分别相应的三个按键分步执行步骤S51-S53，也可以有其他的设置方式。可以理解，步骤S51和S53也可以是先控制机械臂612使治疗台40靠近地面移动，再控制线性轴611使治疗台40沿平行于线性轴611的延伸方向6113远离射束出口25移动，步骤S52也可以在S53之后；或者同时控制线性轴611和机械臂612使治疗台40移动到结束位置E。可以理解，根据具体需求，结束位置E时载置台相对于地面的高度也可以是与照射位置D时载置台相对于地面的高度相比有变化的其他位置。

上述位置A-G均以治疗台40上预设的参考点为标准，可以理解，也可以不设置转运车，模拟定位室和照射室内分别设置有相同的治疗台，并将被照射体在模拟定位室和照射室内进行相同的摆位(如通过设置在治疗台上的定位机构)，并确定相同的初始位置(如通过激光定位装置)。

本实施例中的混凝土壁为厚度1m以上、密度3g/c.c.的含硼重晶石混凝土制壁，含硼的混凝土具有更好的中子吸收性能，除了增强混凝土的辐射屏蔽效果，还可降低混凝土中金属材料受到的中子曝露量。可以理解，也可以具有其他厚度或密度或替换为其他材料，不同部分的混凝土壁厚度、密度或材料也可以不同。可以理解，本发明还可以应用于其他类型的中子照射系统；也可以应用于其他放射线照射系统，如质子治疗系统、重离子治疗系统等，此时中子产生装置可以替换为其他放射线产生装置，混凝土的材料可以根据需要进行替换；治疗台也可以为其他被照射体的载置台。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，都在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种放射线照射系统，包括放射线产生装置和载置台，所述放射线产生装置用于产生射束并具有射束出口，所述射束从所述射束出口出来照射到所述载置台上的被照射体，其特征在于，所述放射线照射系统还包括载置台定位装置和控制装置，所述控制装置与所述载置台定位装置连接，所述载置台由所述载置台定位装置支撑并具有照射位置和结束位置；在所述照射位置，所述被照射体在所述载置台上进行所述射束的照射；在所述结束位置，所述载置台远离所述射束出口；所述控制装置能够在所述射束的照射结束后控制所述载置台定位装置将所述载置台从所述照射位置移动到所述结束位置。

2.根据权利要求1所述的放射线照射系统，其特征在于，所述载置台定位装置包括机械臂，所述载置台与所述机械臂连接并由所述机械臂支撑，所述控制装置能够在所述射束的照射结束后控制所述机械臂使所述载置台相对于地面的高度与照射位置时所述载置台相对于地面的高度相比有变化。

3.根据权利要求2所述的放射线照射系统，其特征在于，所述载置台定位装置还包括线性轴，所述机械臂设置在所述线性轴和载置台之间，将所述载置台通过所述机械臂连接到所述线性轴并能够使所述载置台和机械臂一同沿所述线性轴平移，所述控制装置能够在所述射束的照射结束后控制所述线性轴使所述载置台沿平行于所述线性轴的延伸方向从所述照射位置远离所述射束出口移动或控制所述机械臂使所述载置台运动到所述载置台的延伸方向基本平行于所述线性轴的延伸方向的位置。

4.根据权利要求1所述的放射线照射系统，其特征在于，在所述结束位置，所述载置台到所述射束出口的中心所在的垂直于射束方向的平面的最小距离不小于2500mm，所述载置台的承载面距离地面的高度不大于600mm。

5.根据权利要求1所述的放射线照射系统，其特征在于，所述控制装置包括用户界面、系统控制模块和定位控制模块，所述用户界面与所述系统控制模块连接，所述系统控制模块与所述定位控制模块、所述放射线产生装置连接，所述定位控制模块与所述载置台定位装置连接并能够控制所述载置台定位装置的运动，到达预先确定的照射时间后，所述系统控制模块能够控制所述放射线产生装置停止对所述被照射体照射射束，并能够将信息传输到所述用户界面中进行治疗结束的状态指示，所述系统控制模块能够在治疗结束后发送指令到所述定位控制模块控制所述载置台定位装置将所述载置台从所述照射位置移动到所述结束位置。

6.根据权利要求1所述的放射线照射系统，其特征在于，所述放射线照射系统为中子捕获治疗系统，所述放射线产生装置包括中子产生装置和射束整形体，所述射束整形体能够调整所述中子产生装置产生的中子线到预设射束品质，所述中子产生装置产生的中子线通过所述射束整形体照射向所述载置台上的被照射体。

7.根据权利要求6所述的放射线照射系统，其特征在于，所述中子产生装置包括加速器和靶材，所述加速器加速产生的带电粒子线与所述靶材作用产生中子线，所述射束整形体包括反射体、缓速体、热中子吸收体、辐射屏蔽体和射束出口，所述缓速体将自所述靶材产生的中子减速至超热中子能区，所述反射体包围所述缓速体并将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，所述辐射屏蔽体用于屏蔽从所述射束出口以外部分渗漏的中子和光子。

8.一种用于放射线照射系统的载置台控制方法，所述放射线照射系统包括放射线产生装置和载置台，所述放射线产生装置用于产生射束并具有射束出口，所述射束从所述射束出口出来照射到所述载置台上的被照射体，其特征在于，所述放射线照射系统还包括载置台定位装置，所述载置台由所述载置台定位装置支撑并具有初始位置、照射位置和结束位置，所述载置台控制方法包括：在所述初始位置将所述载置台定位装置与承载有所述被照射体的所述载置台连接并锁定；

控制所述载置台定位装置将所述载置台移动到所述照射位置，然后开始对所述被照射体照射所述射束；

停止对所述被照射体照射所述射束后，控制所述载置台定位装置使所述载置台移动到所述结束位置，在所述结束位置，所述载置台远离所述射束出口。

9.根据权利要求8所述的载置台控制方法，其特征在于，所述载置台定位装置包括线性轴和机械臂，所述控制所述载置台定位装置使所述载置台移动到所述结束位置的步骤包括：

控制所述线性轴使所述载置台沿所述线性轴的延伸方向远离所述射束出口移动；

控制所述机械臂使所述载置台运动到所述载置台的延伸方向基本平行于所述线性轴的延伸方向的位置；

控制所述机械臂使所述载置台相对于地面的高度与照射位置时所述载置台相对于地面的高度相比有变化。

10.根据权利要求8所述的载置台控制方法，其特征在于，所述载置台控制方法还包括：

开始对所述被照射体照射所述射束后，根据预先确定的照射时间，控制所述放射线产生装置停止对所述被照射体照射射束并进行治疗结束的状态指示，在治疗结束后控制所述载置台定位装置将所述载置台从所述照射位置移动到所述结束位置。

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