CN117618796A - 放射治疗系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种放射治疗系统，该系统包括：辐射源，用于发射治疗射线；治疗床，用于承载患者；辐射源能够绕患者的纵向旋转；以及处理器，处理器被配置为：控制辐射源绕患者的纵向从第一位置，沿第一方向连续旋转大于360度的弧度后到达第二位置，因此，在进行大于360度的拉弧照射的辐射递送时，辐射源无需反向旋转，即可完成辐射递送，放射治疗效率高。

Description

放射治疗系统
技术领域
本申请涉及放射治疗技术领域，具体涉及一种放射治疗系统。
背景技术
放射治疗是治疗肿瘤的一种常见方式，可以利用放疗设备产生的高能射线杀死肿瘤病灶。
通常，在对患者肿瘤进行放射治疗时，首先根据患者肿瘤的情况，制定放射治疗计划，然后放疗设备根据治疗计划，将期望的辐射剂量施加至患者肿瘤，实现对患者肿瘤的治疗。
一般，在对患者施加辐射剂量时，患者以平躺的方式仰卧在治疗床上，放疗设备的治疗头在旋转机架的带动下绕患者纵向旋转运动，以将期望的辐射剂量施加至患者肿瘤。相关技术中，由于旋转机架上耦接有大体积的电力传输线缆，旋转机架的旋转角度被限制在360度以内，当需要从患者的某些位置(例如：背部)执行拉弧治疗时，受限于旋转机架的旋转限制，相关技术需要将拉弧弧段切分为两段来分别执行拉弧治疗；另外，当患者需要进行整圈拉弧治疗时，相关技术需要通过往返拉弧的方式实现治疗；分段拉弧治疗或往返拉弧治疗会导致放射治疗时间的增加，放射治疗效率低下。
发明内容
本申请实施例提供一种放射治疗系统，可以控制辐射源绕患者的纵向沿同一方向连续旋转大于360度的弧度，放射治疗效率高。
一方面，本申请提供一种放射治疗系统，该系统包括：辐射源，用于发射治疗射线；治疗床，用于承载患者；辐射源能够绕患者的纵向旋转；以及处理器，处理器被配置为：控制辐射源绕患者的纵向从第一位置，沿第一方向连续旋转大于360度的弧度后到达第二位置。
在本申请一些实施方式中，处理器还被配置为：继续控制辐射源绕患者的纵向从所述第二位置，沿所述第一方向连续旋转至第一位置。
在本申请一些实施方式中，处理器还被配置为：继续控制辐射源绕患者的纵向从第一位置，沿第一方向连续旋转任意弧度后停止运动。
在本申请一些实施方式中，处理器还被配置为：在辐射源绕患者的纵向连续旋转运动期间，控制辐射源向患者递送辐射。
在本申请一些实施方式中，放射治疗系统还包括多叶光栅，多叶光栅用于对辐射源发出的治疗射线进行束形；处理器还被配置为：在辐射源向患者递送辐射的同时，控制多叶光栅的叶片连续运动。
在本申请一些实施方式中，处理器还被配置为：在辐射源向患者递送辐射期间，控制治疗床保持静止。
在本申请一些实施方式中，处理器还被配置为：在辐射源向患者递送辐射期间，控制治疗床沿患者的纵向方向运动。
在本申请一些实施方式中，放射治疗系统还包括成像装置，成像装置用于采集患者的图像，处理器还被配置为：在辐射源绕患者的纵向连续旋转运动期间，控制成像装置采集患者的图像。
在本申请一些实施方式中，放射治疗系统还包括旋转机架，辐射源设置在旋转机架上，辐射源在旋转机架的带动下绕患者的纵向旋转。
在本申请一些实施方式中，旋转机架为环形机架，治疗床能够沿患者的纵向运动进入环形机架内部。
本申请实施例的放射治疗系统的处理器能够控制辐射源绕患者的纵向沿同一方向连续旋转大于360度的弧度，因此，在进行大于360度的拉弧照射的辐射递送时，辐射源无需反向旋转，即可完成辐射递送，放射治疗效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的放射治疗系统的示意图；
图2是本申请实施例中提供的放射治疗系统的处理器控制辐射源运动的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”、“特定示例”或“一些示例”、“示例性”等词用来表示“用作例子、例证或说明”，旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本申请的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
在放射治疗系统中，通过旋转机架带动能够发射治疗射束的治疗头绕患者纵向旋转，来将期望的辐射剂量施加至患者肿瘤。因此，对于这种放射治疗系统，由于旋转机架上耦接有大体积的电力传输线缆，旋转机架的旋转角度被限制在360度以内，当需要从患者的某些位置(例如：背部)执行拉弧治疗时，受限于旋转机架的旋转限制，需要将拉弧弧段切分为两段来分别执行拉弧治疗；另外，当患者需要进行整圈拉弧治疗时，需要通过往返拉弧的方式实现治疗。分段拉弧治疗或往返拉弧治疗会导致放射治疗时间的增加，放射治疗效率低下。
鉴于上述情况，本申请提供了一种放射治疗系统，能够实现辐射源绕患者的纵向沿同一方向旋转大于360度的弧度，以避免分段拉弧及往返拉弧，实现连续旋转拉弧，提高放射治疗效率。
图1是根据本申请的一个或多个实施例的放射治疗系统的示意图。放射治疗系统被配置为向患者体内的肿瘤提供精确放射治疗。放射治疗系统包括：放射治疗设备100、治疗计划系统200、控制系统300。
其中，放射治疗设备100包括能够发射治疗射线的辐射源101(也称治疗头)、用于承载患者P的治疗床102。
其中，辐射源101可以为能够发射光子射线的辐射源，例如：能够发射伽玛射线的伽玛辐射源、能够发射高能X射线或电子束的医用直线加速器等；在一些实施例中，辐射源101还可以为能够发射粒子射线的辐射源，例如：能够发射质子射线、重离子射线、中子射线的辐射源。
治疗床102用于承载患者P，并且能够带动患者P在三维方向运动(横向、纵向、升降方向)或六维方向运动(即：沿横向、纵向、升降方向的直线运动，叠加绕横向、纵向、升降方向的旋转运动)。
辐射源101能够绕患者P的纵向旋转，以实现对患者P的辐射递送。为了实现辐射源101绕患者P的纵向旋转，在一些实施例中，放射治疗设备100还包括用于承载辐射源101的机架103，辐射源101设置在机架103上，示例地，机架103可以为环形旋转机架或C臂形旋转机架，即：旋转机架可绕患者P的纵向旋转，以此带动辐射源101绕患者的纵向旋转；当然，机架103也可以为固定机架，辐射源101被配置为沿机架103绕患者的纵向旋转运动，即：机架103保持静止，辐射源101在机架103的支撑下绕患者P的纵向旋转运动。
在一些实施例中，当机架103为环形旋转机架时，治疗床102能够沿患者P的纵向运动进入环形旋转机架内部，用于将患者P移入环形旋转机架内部以接收辐射源101递送的辐射。
治疗计划系统200用于接收患者的医学图像，并根据患者的医学图像制定用于向患者递送期望的辐射剂量的治疗计划。
在本申请的实施例中，患者的医学图像由图像采集设备(图中未示出)扫描患者的患部，生成包含肿瘤以及周围正常组织的医学图像，并将患者的医学图像上传至治疗计划系统。在一些实施例中，图像采集设备可以为计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)设备、发射型计算机断层扫描(Emission Computed Tomography，ECT)设备、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)设备、正电子发射断层扫描(positron emissiontomography，PET)设备以及超声检查设备等设备中的至少一种。
治疗计划系统200在接收到患者的医学图像之后，医生或物理师根据患者的医学图像，为肿瘤区域及周围正常组织设置剂量约束，治疗计划系统200基于患者的医学图像及剂量约束，生成针对患者的治疗计划，并将治疗计划上传至控制系统300。其中，治疗计划包括：辐射源发射治疗射线的照射方向、照射持续时间、治疗射线的剂量率等。
控制系统300在接收到治疗计划后，对治疗计划进行解析，将治疗计划内容转换为控制系统300能够识别的控制语言和/或控制参数，并根据控制语言和/或控制参数控制放射治疗设备100执行对患者P的辐射递送。
示例的，控制系统300用于控制辐射源101、机架103、治疗床102的协同运动，以实现向患者P的辐射递送。控制系统300包括一个通用计算机设备或者一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(PersonalDigital Assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备、嵌入式设备等，本实施例不限定计算机设备的类型。该计算机设备为具有图形用户界面(Graphical UserInterface，GUI)的计算机设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个应用程序，该处理器用于控制辐射源、机架、治疗床的运动。
在本申请的实施例中，该处理器被配置为：控制辐射源绕患者的纵向从第一位置，沿第一方向连续旋转大于360度的弧度后到达第二位置。
其中，第一位置可以为绕患者的纵向旋转360度范围内的任意位置，第一方向为逆时针方向或顺时针方向。
图2为本申请实施例提供的放射治疗系统的处理器控制辐射源运动的一个实施例的示意图，如图2所示，以治疗计划系统制定的治疗计划的连续拉弧照射范围为450度为例，为了实现该治疗计划的辐射递送，本申请实施例提供的放射治疗系统的处理器控制辐射源101绕患者P的纵向从第一位置S1开始，沿逆时针方向旋转360度回到第一位置S1，然后继续控制辐射源101沿逆时针方向绕患者P的纵向旋转运动到达第二位置S2，并且在辐射源101旋转运动的同时，辐射源101持续出束，以完成整个治疗计划的辐射递送。而无需在辐射源101旋转360度回到第一位置S1后，反向(即：沿顺时针方向)空转(即：辐射源101停止出束)到第二位置S2，然后从第二位置S2开始沿顺时针方向继续旋转至第一位置S1，完成整个治疗计划的辐射递送。
本申请实施例提供的放射治疗系统的处理器能够控制辐射源绕患者的纵向沿同一方向连续旋转大于360度的弧度，因此，在进行大于360度的拉弧照射的辐射递送时，辐射源无需反向旋转，即可完成辐射递送，放射治疗效率高。
在一些实施例中，本申请实施例提供的放射治疗系统的处理器还被配置为：继续控制辐射源绕患者的纵向从第二位置，沿第一方向连续旋转至第一位置。即：处理器能够控制辐射源沿同一方向绕患者的纵向连续旋转720度的弧度，而无需辐射源的反向旋转。
在一些实施例中，本申请实施例提供的放射治疗系统的处理器还被配置为：继续控制辐射源绕患者的纵向从第一位置，沿第一方向连续旋转任意弧度后停止运动。
具体地，放射治疗系统的处理器还能够控制辐射源在完成绕患者的纵向的720度旋转后，继续沿第一方向绕患者的纵向连续旋转任意弧度后停止运动。例如：继续沿第一方向绕患者的纵向连续旋转90度、180度、360度、720度等弧度后停止运动。也即：处理器能够控制辐射源沿同一方向，绕患者的纵向无限连续旋转。
在一些实施例中，处理器还被配置为：在辐射源绕患者的纵向连续旋转运动期间，控制辐射源向患者递送辐射。
示例性地，处理器可以根据治疗计划的要求，在辐射源绕患者的纵向连续旋转运动期间，控制辐射源向患者递送辐射。在一些实施例中，当治疗计划规定的辐射源的照射范围包括多个照射弧段时，处理器可以控制辐射源在需要辐射源照射的弧段向患者发射治疗射线，进行辐射递送；在不需要辐射源照射的弧段，控制辐射源停止照射。在一些实施例中，当治疗计划规定的辐射源的照射范围是连续的整圈(例如：1圈、2圈、N圈)时，处理器可以控制辐射源在绕患者的纵向连续旋转的同时，向患者发射辐射射线，进行辐射递送。
在一些实施例中，本申请实施例提供的放射治疗系统的放射治疗设备还包括多叶光栅，多叶光栅用于对辐射源发出的治疗射线进行束形，本申请实施例提供的处理器还被配置为：在辐射源向患者递送辐射的同时，控制多叶光栅叶片连续运动。
其中，多叶光栅包括沿叶片宽度方向排列的多个叶片对，多个叶片对中的每一个叶片均能够沿叶片长度方向独立连续运动(例如：每个叶片可以连续运动以接近辐射束)。通过多个叶片对中的叶片的独立连续运动，围合形成与肿瘤形状相适应的孔径。由于多叶光栅的叶片使用对治疗射线具有屏蔽作用的材料(例如：铅、钨等)制成，因此，多叶光栅可以屏蔽孔径外的治疗射线，使用穿过孔径的治疗射线向肿瘤区域递送辐射，以此实现对治疗射线的束形。
为了使肿瘤区域获得更高的辐射剂量，同时使周围正常组织接收最小的辐射剂量，本申请实施例提供的处理器还被配置为：在辐射源向患者递送辐射的同时，控制多叶光栅的叶片连续运动，即：辐射源出束的同时，多叶光栅的叶片也在连续运动。
在一些示例中，本申请实施例提供的处理器还被配置为：在辐射源向患者递送辐射期间，控制治疗床保持静止。即：在辐射源出束时，处理器控制治疗床保持静止，不发生运动。
在一些示例中，本申请实施例提供的处理器还被配置为：在辐射源向患者递送辐射期间，控制治疗床沿患者的纵向方向运动。具体地，在辐射源出束时，处理器控制治疗床沿患者的纵向方向匀速或非匀速地单向运动或往复运动。
在一些实施例中，本申请实施例提供的放射治疗系统的放射治疗设备还包括成像装置，成像装置用于采集患者的图像，本申请实施例提供的处理器还被配置为：在辐射源绕患者的纵向连续旋转运动期间，控制成像装置采集患者的图像。
其中，如图1所示，成像装置包括相对设置的成像源104和探测器105，成像源104发出的成像射线穿过患者的肿瘤部位后被探测器105接收，用于生成患者肿瘤部位的图像。在一些实施例中，处理器在辐射源绕患者的纵向连续旋转运动期间，控制成像装置采集患者的图像，成像装置在进行患者图像采集时，辐射源可以处于出束状态，也可以处于停止出束状态，即：患者图像采集可以与辐射源出束同时进行，也可以交替进行。
在一些实施例中，本申请实施例的放射治疗系统的放射治疗设备还包括滑环，用于实现辐射源的无限制连续旋转。滑环包括定子和转子，定子与转子之间通过导电回路连通，通过定子与转子之间的相对转动，实现辐射源的动力、信号等传输。示例地，滑环的定子引出导线与动力源/信号源连接，转子引出导线与辐射源连接，通过辐射源的旋转运动，使定子与转子之间产生旋转接触，向辐射源提供动力/信号。
在一些实施例中，放射治疗设备也可以采用其它方式(例如：拖链)实现辐射源绕患者的纵向的大于360度弧度的连续旋转。对于辐射源绕患者的纵向进行大于360度弧度的连续旋转的实现方式，本申请不做限定。
本申请实施例提供的放射治疗系统的处理器能够控制辐射源绕患者的纵向沿同一方向连续旋转大于360度的弧度，因此，在进行大于360度的拉弧照射的辐射递送时，辐射源无需反向旋转，即可完成辐射递送，放射治疗效率高。
以上对本申请实施例所提供的一种放射治疗系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种放射治疗系统，其特征在于，包括：
辐射源，用于发射治疗射线；
治疗床，用于承载患者；
所述辐射源能够绕所述患者的纵向旋转；以及
处理器，所述处理器被配置为：控制所述辐射源绕所述患者的纵向从第一位置，沿第一方向连续旋转大于360度的弧度后到达第二位置。
2.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
继续控制所述辐射源绕所述患者的纵向从所述第二位置，沿所述第一方向连续旋转至所述第一位置。
3.根据权利要求2所述的放射治疗系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
继续控制所述辐射源绕所述患者的纵向从所述第一位置，沿所述第一方向连续旋转任意弧度后停止运动。
4.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
在所述辐射源绕所述患者的纵向连续旋转运动期间，控制所述辐射源向所述患者递送辐射。
5.根据权利要求4所述的放射治疗系统，其特征在于，所述放射治疗系统还包括多叶光栅，所述多叶光栅用于对所述辐射源发出的治疗射线进行束形；所述处理器还被配置为：在所述辐射源向所述患者递送辐射的同时，控制所述多叶光栅的叶片连续运动。
6.根据权利要求4所述的放射治疗系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
在所述辐射源向所述患者递送辐射期间，控制所述治疗床保持静止。
7.根据权利要求4所述的放射治疗系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
在所述辐射源向所述患者递送辐射期间，控制所述治疗床沿所述患者的纵向方向运动。
8.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于，所述放射治疗系统还包括成像装置，所述成像装置用于采集所述患者的图像，所述处理器还被配置为：
在所述辐射源绕所述患者的纵向连续旋转运动期间，控制所述成像装置采集所述患者的图像。
9.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于，所述放射治疗系统还包括旋转机架，所述辐射源设置在所述旋转机架上，所述辐射源在所述旋转机架的带动下绕所述患者的纵向旋转。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述旋转机架为环形机架，所述治疗床能够沿所述患者的纵向运动进入所述环形机架内部。
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