CN1522672A - 立体定向肿瘤热疗系统 - Google Patents

Abstract

一种治疗人体内肿瘤的立体定向肿瘤热疗系统，属于医疗仪器中肿瘤局部热疗设备，装置由立体定位装置，活动机架及其加热源，治疗床组成，其特征是，利用病人体表三个骨性标志，并分别安装激光定位灯，使三个激光束在定位架顶板聚焦形成光斑，确定病人与立体定位装置的固定位置，以此为基点，重复定位，移动模拟定位架至病人病灶上方，移动中心模拟探针至病人病灶体表投影点，确定探针至病灶等中心点的直线联线位置，探针顶端激光定位灯发出的激光束可以准确引导加热源至病灶，可以广泛应用于各种实体肿瘤的治疗。

Description

立体定向肿瘤热疗系统

技术领域：本发明涉及一种治疗人体肿瘤的肿瘤热疗系统，特别涉及一种立体定向肿瘤热疗系统，属于一种新型医疗仪器，更具体的说是一种肿瘤局部热疗设备，可以应用于人体肿瘤的热疗，该系统可以与各种型号的电子计算机断层摄影仪(CT)，核磁共振成像仪(MRI)，直线加速器等设备联合使用。

背景技术：肿瘤热疗是肿瘤治疗的一种方法，采用微波、射频、超声等加热设备对肿瘤局部加热，以杀伤肿瘤细胞，已经广泛应用在临床医学实践中，尤其近年来多种临床报导证实，在肿瘤放射治疗同时结合肿瘤局部热疗，能明显提高肿瘤放射治疗的临床效果，加热和放射综合治疗的效应为增强效应，加热能增强放射线对肿瘤的杀灭效应，肿瘤热疗配合肿瘤全身化疗，也能明显提高化疗的临床治疗效果，增强抗肿瘤药物杀灭肿瘤细胞作用。

但由于目前肿瘤局部加热设备多数利用B超断层扫描诊断设备，对准病灶实施定位治疗，而B超相对于CT、MRI等大型影像设备来讲分辨率低，准确性低，仅能适用于人体部分组织及器官，对病灶精确定位的能力低，无法满足对肿瘤精确定位和治疗的需要。

目前已经有人提出采用立体定向热疗设备的设想，实用新型专利(专利申请号：99206768.5)“无创伤立体定向高强聚焦超声治疗装置”所公布的技术是让患者仰卧在负压定位箱内，采用CT或MRI断层图像扫描佩戴负压定位箱的患者体部，形成人体组织与负压箱之间坐标系，将该座标系锁定在治疗床和超声焦点A的三维座标系中进行定位。这种定位方法实际是模仿瑞典eleckda公司生产的Laksell定位系统，它被应用于人体躯干部适形调强放射治疗肿瘤中，，这种采用负压吸引盒的方式，让病人躺在带金属标记物框板的负压吸引盒内进行CT或MRI扫描，负压吸引盒抽吸负压后使病人身体不能移动而达到定位目的，在扫描结束后，直接用运输工具将负压吸引盒和病人同时运送到加热治疗室，直接进行治疗，这种立体定位装置的缺点是显而易见的，首先，采用强烈负压吸引病人在负压吸引盒上，必然导致病人痛苦，甚至伤害，长时间的负压吸引，可能会使原本衰弱的肿瘤病人不堪负荷。其次，由于从开始进行CT或MRI扫描前就需要负压吸引，一直到放射治疗结束后才能释放，其中间过程至少需2-3小时，在这么长时间里病人的身体移动是不可避免的，而且病人咳嗽，运送过程中振动都可能影响定位精确性，从而出现定位不准确，影响治疗效果，而且，CT室、MRI室和加热治疗室必须专门用作这种定位方式的扫描和放射治疗，中间配合必须非常协调，并且不能用作其他用途，这对于绝大多数医疗机构而言是不可能实现的，即使可以实现，病人也很少能承担如此高的价格。

综上所述，上述热疗设备立体定位方法和装置存在的问题是定位方法和装置对病人造成较大的痛苦，甚至部份组织损伤；定位不精确，定位方法不可靠，可变因素多，不易掌握，容易出现产品误差，使用过程繁琐，临床医院不可能广泛采用，只能一次定位，不能重复定位，不能适合多数病人，广泛普及推广存在不可克服的技术障碍。

此外，目前对于躯干部肿瘤的常规加热治疗，通常采用B超或X线平片进行模拟定位，定位不准确，不能与CT和MRI设备兼容，只能在两维方向定位，无法进行三维定位，定位和摆位不准确，射野一般较大，不能进行集束定向照射，肿瘤照射剂量不能很高，正常组织损伤很大，是以普通X光机影像设备为基础的定位方法，在目前CT和MRI广泛普及的今天，明显不能适应目前加热治疗的需要，但是由于缺乏有效可靠的新型定位装置取代，因而处于普遍使用状态，影响了肿瘤热疗的疗效，也明显限制了肿瘤局部热疗的推广。

另一方面，目前放射治疗设备和局部热疗设备定位采用的是不同的方法和装置，而往往病人都需要热疗同时进行放疗，因此，往往需要重复定位，不但造成时间浪费，也增加了病人的负担，而且往往由于两者定位差异较大，不能发挥相互协同增敏作用。还有，目前局部加热设备多数采用固定臂的方式固定加热源，位置变化困难，不能多维、多角度调整病人与加热源之间相互位置。

发明内容：本发明的任务是：提出一种新型的躯干部立体定位方法和装置，这种方法和装置能够克服上述方法的缺陷，符合下列特征，定位方法可靠、精确，操作程序简单易行，一次CT或MRI扫描后可反复重新定位，每次定位必须同样准确，不会对病人造成任何痛苦，不会伤害病人的任何组织，方法和装置有规范化操作程序，便于医院广泛开展，适合大多数病人的临床需要；不仅可以应用于肿瘤局部热疗，也同样适合于肿瘤普通放射，立体定向放射治疗，或适形调强放射治疗，病人采用一套定位装置进行定位，即可以进行热疗，同时也可以进行放射治疗，免除病人多次定位的麻烦，同时，在治疗过程中，还能够对病人体位进行实时监测，一旦病人体位改变，自动报警，同时热疗设备加热源安装在多维多角度机架上，通过垂直伸缩，垂直回转，水平移动等运动，实现多维多角度瞄准病灶目的，专用治疗床垂直伸缩，垂直回转运动，更增加了相对运动范围。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：建立一种可靠、可多次重复在CT扫描床，MRI扫描床，热疗设备治疗床，直线加速器治疗床立体定位病人躯体及其躯体内病灶的方法和装置，这种方法和装置不仅适合不同类型影像诊断设备的扫描床，而且也适合不同类型热疗设备治疗床，直线加速器治疗床，同时能重复使用。

本发明技术方案是利用人体躯干表面永久性，容易在躯体表面触摸，位置不发生移动的三个骨性标志，即躯体正中纵轴方向的胸骨结节，躯体左侧的左髂前上棘，躯体右侧的右髂前上棘，采用固定带的方式，在上述三个骨性标志表面，各放置一个激光放射管，上固定带(119)固定胸骨结节的激光放射管(111)，下固定带(120)，固定左、右髂前上棘的两个激光放射管(114)(115)，上、下固定带固定在一固定上扣(117)和固定下扣(118)上，固定上、下扣安装在左、右固定杆(134)、(135)，通过滑块可以在固定杆上沿纵轴方向移动，而三个安装固定激光放射管的激光管座，也可以自由地在固定带上沿横轴方向进行移动，三个分别通过激光管座固定在上、下固定带的激光放射管，通过上述X轴和Y轴方向移动，可以准确的置放在三个骨性标志表面上。

而同样安置在左、右固定杆上的定位架左、右板(123)、(124)及其相连接的顶板(122)构成定位架(142)，定位架左、右滑块(138)(139)带动定位架可以沿纵轴方向自由移动。

底板(121)是可以平稳放置在任何扫描床或治疗床上的平板，底板表面的水平仪指示各种床是否处于水平状态，左、右固定杆通过上、下固定杆撑架(136)(137)，固定在底板上，当病人仰卧位平躺在底板时，将右髂前上棘激光定位管(114)安装在右髂前上棘位置。左髂前上棘激光定位管(115)安装在左髂前上棘位置，胸骨结节激光定位管(116)安装在胸骨结节位置，调整三个激光管座上的激光管的位置，同时调整定位架的位置，使三个激光灯从三个骨性标志部份发出的激光束在定位架顶板(122)聚合形成一个光斑，定位架顶板(122)中央部位的顶部激光接受传感器(125)接受三个激光束形成的光斑，并转变光信号为电信号记录在激光装置中，以此为标准设定自动报警，一旦光斑的光通量改变，则自动声光报警，提示病人体位改变，这时分别阅读三个激光管座转轴刻度盘(156)，以及激光管旋转关节刻度盘(154)的刻度，并予以记录，同时，阅读固定架(149))，左、右侧板(123)、(124)在左、右侧固定杆(134)，(135)上的刻度，即可反复重新定位病人在底板的位置。上述立体定位装置通常是放置在CT室和MRI室，专门用于病人的影像定位。

确定病人在底板的位置后，底板放置在CT或MRI扫描床上对病灶部位进行扫描，一旦确定病人病灶位置后，通过移动模拟定位架左、右滑块(132)、(133)移动模拟定位架(128)至病人躯体病灶的体表投影方向的上方，按照CT或MRI影像显示的病灶位置，确定模拟定位架在X轴的位置，然后，通过控制中心模拟探针调节器(145)而调节中心模拟探针(146)接触躯体体表病灶上方投影位置，并记录在模拟定位架刻度盘上位置，同时通过控制半球模拟探针调节器(145)而调节半球模拟探针(144)直接指向病灶中心点，(通过CT或MRI虚拟光标划线方式实现)，并记录在上半圆弧刻度盘(157)上的位置，在确定病人位置和确定病人病灶等中心点后，以中心模拟探针和半球模拟探针为标记物，对病人躯体部位病灶进行多层螺旋扫描，并贮存扫描资料。同时记录模拟定位框架(128)在左、右固定杆(134)、(135)上的刻度，病人可以在扫描结束后的任何时间(数小时，数天或数周后)进行肿瘤局部热疗立体定向放射治疗，适形调强放射治疗或常规放射治疗，病人CT或MRI的扫描资料输入治疗计划系统，医生根据CT或MRI扫描资料决定放射治疗计划，确定从不同方位、角度采用合理放射剂量治疗病人。

在加热治疗室，采用立体定位模拟导引装置，载有定位架(149)和模拟定位架(128)的底板(121)被放置在局部加热设备治疗床上，采用上述完全相同方法确定病人在治疗床位置，包括安装三个激光放射管在病人体表的三个骨性标志，调节激光放射管至记录的刻度，按记录调节定位架在固定杆上位置，三个激光束聚焦于定位架顶部激光接受传感器，并显示光通量正常，以此重新确定病人在底板上位置，同时调节模拟定位架至记录的刻度位置，与此同时，调节中心模拟控针(146)和半球模拟探针(144)分别指向病人躯体病灶的等中心点，通过上述调节，即已立体定位病人及病灶的准确位置，根据医生制定的放疗计划，操作人员通过移动半球模拟探针(146)在上半圆弧上的刻度(157)，即能准确指引放射治疗装置的光束准确射向病灶中心，确定位置后，半球模拟探针顶部未端的加热源激光定位管(112)放射的激光束准确指向加热源中心部位加热源定位荧光板(141)，激光束接触荧光材料显示特殊的颜色标记，确定加热源的位置，这时射线(148)可以直接准确地射入病灶中心点(103)。

通过移动活动机架来调节加热源(301)至加热源激光定位束指示的位置，水平移动滑轨(306)通过滑块沿水平固定滑轨及滑块(305)作X轴方向移动，垂直旋转运动臂(304)通过水平移动滑块(307)作Y轴方向移动，垂直伸缩运动臂(303)沿纵轴Z轴方向作上下运动，从而使加热源(301)可以达到运动范围内空间的任何一点，通过垂直旋转运动臂的转动和加热源301绕水平轴线的摆动，可以调整加热源加热射线方向，使射线准确照射到病灶上。

通过移动治疗床旋转运动臂(310)在Z轴方向转动，移动治疗床伸缩运动臂(311)在Y轴方向上下运动可以驱动治疗床连接器(312)，从而带动治疗床(313)的移动，上述多维方向，多角度移动，可以确保加热源的加热射线从任何医生指定的角度射入病灶。

加热源固定连杆(302)用于固定加热源在运动架上，根据不同医院、不同病人、不同疾病的治疗需要，可以更换固定在加热源固定连杆(302)上的加热源(301)，加热源(301)可以是采用超声加热治疗的超声换能器，或是用于深部组织加热的超声多元换能器，加热源(301)可以是采用射频加热治疗的射频线圈或射频电极，加热源(301)也可以是采用微波加热治疗的微波辐射器。

本发明的有益效果是：采用这种方法和装置，病人可以重新反复定位，每次定位重复上述程序，只要一次CT或MRI扫描的资料就可以反复重新使用，该种方法和装置操作简单，可靠性高，精确度高，不会给病人带来不适或痛苦，更不会对病人造成伤害，可以重复定位而不会造成误差，适合大多数医院和大多数病例使用。

附图说明：下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1：热疗设备运动机架示意图

图2：立体定位模拟导引装置结构示意图

图3：立体定位原理示意图

图4：立体定位位置及结构示意图

图5：立体定位模拟导引原理示意图

图6：模拟导引装置示意图

图7：激光管座和旋转关节示意图

图8：激光管座转轴刻度盘示意图

图9：模拟定位架金属嵌条示意图

图10：热疗设备加热源与治疗床及病人位置示意图

图11：治疗床运动示意图

图12：水平移动装置示意图

101-三维定位装置；102-上半圆弧定位器支撑杆；103-等中心点；104-上半圆弧定位器；105-人体表面；106-病人(仰卧位)；107-治疗床；108-病人的体内病灶；109-以病灶等中心点为圆心的虚拟圆球；  110-调节栓；111-中心模拟金属定位灯；112-放射源激光定位灯；113-旋转轴；114-右髂前上棘激光定位管；115-左髂前上棘激光定位管；116-胸骨结节激光定位管；117-可滑动的固定上扣；118-可滑动的固定下扣；119-上固定带；120-下固定带；121-底板；122-定位架顶板；123-定位架右侧板；124-定位架左侧板；125-顶部激光接受传感器；126-固定杆刻度；127-模拟定位器滑套标记线；128-模拟定位架；129-模拟定位架刻度盘；130-模拟定位架滑套；131-滑套制动器；132-模拟定位架左滑块；133-模拟定位架右滑块；134-右侧固定杆；135-左侧固定杆；136-上固定杆撑架；137-下固定杆撑架；138-定位架左滑块；139-定位架右滑块；140-半球模拟探针激光定位灯；141-加热源定位荧光板；142-定位架；143-半球模拟金属探针调节器；144-半球模拟探针；145-中心模拟探针调节器；146-中心模拟探针；147-加热源；148-射线；149-水平仪；150-激光管座；151-激光管座转轴套；152-激光管座转轴；153-激光管旋转关节；154-激光管旋转关节刻度盘；155-激光管；156-激光管座转轴刻度盘；157-上半圆弧刻度盘；158-模拟定位架内金属嵌条；160-定位架标记线；161-虚拟圆球直径；201-立体定位装置；202-立体定位模拟导引装置；301-加热源；302-加热源固定杆；303-垂直伸缩运动臂；304-垂直旋转运动臂；305-水平固定滑轨及滑块；306-水平移动滑轨；307-水平移动滑块；308-连杆运动关节；309-活动机架；310-治疗床旋转运动臂；311-治疗床伸缩运动臂；312-治疗床连接器；313-治疗床；314-治疗床面。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的实施作进一步说明：

图1显示的实施例是热疗设备运动机架及其连接的加热源，本发明的加热治疗装置包括加热源(301)及其活动机架(309)，活动机架(309)包括相互连接的加热源固定连杆(302)，连杆运动关节(308)，垂直伸缩运动臂(303)，垂直旋转运动臂(304)，水平固定滑轨及滑块(305)，水平移动滑轨(306)，水平移动滑块(307)，各个部件顺序连接，相互间自由移动，水平移动滑轨(306)通过滑块沿水平固定滑轨及滑块(305)作X轴方向移动，垂直伸缩运动臂(303)沿纵轴Z轴方向作上下运动，从而使加热源(301)可以达到运动范围内室间的任何一点，通过垂直旋转运动臂的转动和加热源(301)绕水平轴线的摆动，可以调整加热源加热射线方向，使射线准确照射到病灶上。

上述部件相互运动可以是人工移动方式，也可以采用任何动力驱动方式，包括电动机、液动装置、气动装置、磁电装置，控制方式可以是电动控制，数字化程序控制或无线遥控方式。

图10、图11显示的实施例是热疗设备与治疗床相互位置及治疗床结构，治疗床(313)由治疗床旋转运动臂(310)，治疗床伸缩运动臂(311)，治疗床连接器(312)治疗床面(314)组成，上述部件顺序连接，相互之间自由移动。

通过移动治疗床旋转运动臂(310)在Z轴方向移动，移动治疗床伸缩运动臂(311)在Y轴方向上下运动可以驱动治疗床连接器(312)，从而带动治疗床(313)的移动，上述多维方向，多角度移动，可以确保加热源的加热射线从任何医生指定的角度射入病灶，上述部件相互运动方式，驱动方式和控制方式与活动机架(309)相同。

图2显示的实施例是立体定位装置，即可以用于CT室和MRI室的定位，也可以用于放射治疗室的病人躯体病灶再定位以及模拟导引加热源瞄准病灶。

图2中所显示的实施例中装置主要由底板(121)，固定两根上固定杆撑架(136)和两根下固定杆(137)，分别支撑右侧固定杆(134)和左侧固定杆(135)，在装置的后半部份两个固定杆通过分别连接定位架右侧板(135)和定位架左侧板(124)来支撑定位架(142)，定位架的顶板(122)与定位架左、右侧板连接，其中央部位的顶部激光接受传感器可以接受三个激光束，并自动计算光通量，以确定三个激光管的定位位置，定位架(142)通过模拟定位器左滑块(138)，定位器右滑块(139)，在左侧定位杆(135)和右侧定位杆(134)表面滑行，固定杆表面有固定杆刻度(126)标示位置，定位架(142)两侧有定位架标记线(160)来标记定位架的位置。固定上扣(117)和固定下扣(118)上安放固定带，固定带上固定激光灯座并装有激光灯。固定上扣和固定下扣可以自由在固定杆上滑动来移动位置，因而带动固定带移到必要位置，激光灯座同样可以自由在固定带上移动位置，在定位架滑块，固定上扣、下扣，激光灯座上均有制动器，可以在定位后固定位置。在装置的前半部份半圆形的模拟定位架(128)通过模拟定位左滑块(132)，右滑块(133)骑跨在固定杆上，并可以沿固定杆沿纵轴方向自由移动。模拟定位架滑套(130)可以沿模拟定位架的圆周方向自由移动，并带动上半圆弧定位器支撑杆(102)以及上半圆弧定位器(104)同步运动，移动至指定位置，滑套制动器(131)可以在定位后固定已定位的位置，模拟定位器滑套标记线(127)与模拟定位架刻度盘(129)相对的位置，标明立体定位的位置。上述装置的相对移动，可以完成对病人在底板(121)上定位，及病人躯体内病灶位置的定位，并通过记录各自在刻度盘上的相对位置，完成定位程序。

上述定位架滑块，固定扣滑块，模拟定位器滑块，模拟定位架滑套等装置的位置相对移动，可以是采用人力移动方式来完成装置相对移动的过程，也可以采用各种驱动装置来驱动上述机械装置完成相对移动过程，这些驱动装置可以是电动机、液动装置、气动装置、电磁铁或其他驱动装置，这些驱动装置可以是采用电动控制，也可以采用计算机程序数字化控制，或者采用遥控装置实施无线远程控制。

底板是采用高强度工程塑料制作，为平板状结构，可以直接置放在各种CT、MRI扫描床，或直接加速器的治疗床上，用固定带固定在上述的床上，保证位置不会移动，底板平面立平仪(149)测定底板的水平位置，并据此调节。支撑杆、固定杆采用金属材料制作，定位架，模拟定位架，模拟定位架滑套，支撑杆，上半圆弧定位器均采用高强度塑料或其他高分子非金属材料制作，在模拟定位架内灌注金属嵌条以指示定位位置。

图3、图4显示的实施例中是本发明立体定位原理及定位方法，以人体两侧髂前上棘和胸骨结节三个骨性标志为基准点，在髂骨上方，放置一条下固定带(120)，覆盖髂前上棘，而左、右髂前上棘的两个相对部位分别固定左髂前上棘激光定位管(114)和右髂前上棘激光定位管(115)，同时在胸骨结节平面位置放置上固定带(119)覆盖胸骨结节，而在胸骨结节上方固定胸骨结节激光定位管(116)。

图5、图6是显示的实施例中是本发明立体定位模拟导引原理及装置示意图。上半园弧定位器支撑杆(102)及其相连接的中心金属模拟探针(146)可以通过中心模拟探针调节器(145)在纵轴方向调节金属探针位置，中心模拟探针未端所指位置，代表病灶在病人躯体表面的辐射点。中心模拟探针与病灶(108)的等中心点(103)的虚拟连线代表，以病灶等中心点为圆心的虚拟圆球(109)的直径(161)，而半球模拟探针(144)及其顶部未端的半球模拟探针激光定位灯(140)均在这个虚拟圆球的半径范围内，因此，半球模拟探针所指方向代表病灶中心点，而半球模拟探针激光定位灯放出的激光束是这个圆球半径的延伸，这个激光束来引导加热源，必然使放射线直接射入病灶(108)的等中心点(103)，激光束照射在加热源等中心点部位的加热源定位荧光板上，荧光吸收显示特别的颜色，可以指示放射源定位的准确性。

中心模拟金属探针未端的激光定位灯(111)指示病灶的体表投影部位，半球模拟金属探针未端的放射源激光定位灯(112)指示加热源进入人体的位置，中心模拟探针(146)可以通过调节器(145)进行在纵轴方向上进行上、下移动，半球模拟探针(144)可以通过调节器(143)在纵轴方向上进行上、下移动，上半圆弧定位器(104)通过旋转轴(113)可以在360°范围内任意转动。上述装置的相对运动可以是手动调节机械装置来实现，也可以通过自动控制、程序控制、无线遥控方式控制各类驱动装置，如电动机、液动装置、气动装置、电磁铁来实现。

图7、图8显示实施例中三个骨性标志上方激光灯座(150)装置，激光管座转轴(151)可以在转轴套(152)内呈360°方向自由转动，旋转关节(153)可以在Y轴方向作120°转动，以调节激光管(155)相对移动到达任何角度和方向，而旋转关节刻度盘(154)和转轴刻度盘(156)可以准确记录激光管(155)的位置和方向，以便重复定位时使用。

图9显示的实施例中是模拟定位架金属嵌条示意图，模拟定位架用于定位，模拟定位器内部的金属嵌条(158)为不透X线的重金属材料制作，如铅等材料，以便帮助在CT或MRI下定位，而定位架(142)、模拟定位架(128)，上半圆弧定位器(104)、上半圆弧支撑杆(102)以及上述装置配件均采用可透X线的高强度工程塑料或其他高分子材料建造，而中心模拟金属探针(146)和半球模拟金属探针(144)均采用阻挡X线的高强度金属材料制作。

下面是本发明的另一个最佳实施例，采用超声换能器加热设备治疗肝癌：

将立体定向装置(201)，置放在CT扫描床，用固定带固定位置，核准底板(121)上水平仪(149)的水平位置，让病人以仰卧位置平躺在底板(121)上，移动上固定带(119)上的胸骨结节激光定位管(116)至病人胸骨结节上方予以固定，移动下固定带(120)至病人髂前上棘上方，分别固定左髂前上棘激光定位管(115)在左髂前上棘上方，调节右髂前上棘激光固定管在右髂前上棘上方，启动三个激光定位管电源，分别调节激光管座转轴(151)和激光管旋转关节(153)，同时移动定位架(142)，将三个激光管的激光束调节在定位架顶部激光接受传感器(125)中央部位，该部位的荧光指示可以肉眼观察到显示特殊颜色的光斑，这三个激光束聚焦一点形成的光斑，被传感器(125)接受，经过单片机阅读、计算，在显示器上显示该光斑的光通量具体数值，操作人员记录该数值，并根据这个数值设置警报数值，一旦光通量低于这个数值会自动报警，报警的方式可以是声光报警，记录三个激光管座的各个刻度值，记录定位架在固定杆的刻度值备用。

这时对病人进行CT扫描，寻找病人肝脏内病灶，当发现病灶位置后，通过远程遥控驱动模拟定位架滑块(132)、(133)直线步进电机(图中未标出)，而移动模拟定位架至病灶在体表投影区域，远程遥控驱动模拟定位架滑套(130)电机，移动中心模拟探针至病灶体表投影点，并通过控制调节器(143)的驱动装置，调节中心模拟探针向病人体表移动，直至抵达病人皮肤。在CT影像中再次确认病人病灶(108)及其等中心点(103)与探针(146)之间的相互关系，以此为基点进行螺旋扫描，一般扫描5-10层，每层约5mm，扫描结束后，记录模拟定位架在定位杆上的刻度位置及模拟定位滑套在模拟定位架上的刻度位置。

病人来到热疗治疗室，安装立体定位模拟导引装置(202)在治疗床，并用固定带固定，调整水平仪(149)调整水平方向，病人仰卧位平躺在底板(121)，按照上述同样步骤和程序，以在CT室定位的各项数值直接将病人重新立体定位，移动三个激光管聚焦到光通量传感器(125)，读到同样数值光通量，摆放中心模拟金属探针对准病人病灶的体表投射点，再次确定病灶(108)和等中心点(103)与探针(144)在同一直线。

按照加热治疗科医生根据CT影像制订的局部加热治疗计划，移动半球模拟探针(144)至指定位置和角度，启动半球模拟探针激光定位灯(140)帮助超声换能器移动至指定位置，通动移动运动机架来调节加热源(301)至加热源激光定位束指示的位置，水平移动滑轨(306)，通过滑块沿水平固定滑轨及滑块(305)作X轴方向移动，垂直旋转运动臂(304)通过水平移动滑块(307)作Y轴方向移动，垂直伸缩运动臂(303)沿纵轴Z轴方向作上下运动，从而使加热源(301)可以达到运动范围内室间的任何一点，通过垂直旋转运动臂的转动和加热源(301)绕水平轴线的摆动，可以调整加热源加热射线方向，使射线准确照射到病灶上。通过移动治疗床旋转运动臂(310)在Z轴方向转动，移动治疗床伸缩运动臂(311)在Y轴方向上下运动可以驱动治疗床连接器(312)，从而带动治疗床(313)移动，上述多维方向，多角度移动，可以确保加热源的加热射线从任何指定的角度射入病灶。

当按照激光定位灯(140)发射的定位激光束完成上位置定位后，确定激光束与超声换能器中央部位加热源定位荧光板(141)相吻合，显示出特别颜色，这时证明加热源已准确瞄准病人肝癌部位，按照医生的处方调整发射功率，设定治疗时间后开始治疗。

立体定向肿瘤热疗系统可以广泛地应用于各种实体肿瘤的治疗中，即可以单独对各种肿瘤病人进行局部加热治疗，也可以配合直线加速器进行放疗前热疗，或与全身化疗配合进行“热化疗”。

Claims (10)

1.一种治疗人体内肿瘤的立体定向肿瘤热疗系统，属于医疗仪器中肿瘤局部热疗设备，装置由立体定位装置，活动机架及其加热源，治疗床组成，其特征是，利用病人体表三个固定、明显、易于触摸的骨性标志，胸骨结节和左、右髂前上棘作为重复定位的基点，在这三个骨性标志上方分别安装可以多维方向移动，变换放射角度的激光定位灯(155)，调节三个三角位置的激光束，同时调整定位架(142)的位置，使三个激光束在定位架顶板(122)聚焦形成光斑，确定病人与立体定位装置的固定位置，以此为基点，重复定位，在CT或MRI实时扫描病人时，移动模拟定位架(128)至病人病灶上方，移动中心模拟探针(146)至病人病灶体表投影点，借助CT或MRI影像虚拟划线技术，确定探针(146)至病灶(108)等中心点(103)的直线联线位置，以此定位，上半圆弧定位器(104)半球模拟探针(144)在上半园弧任何位置直接指向病灶等中心点(103)，探针(144)顶端激光定位灯发出的激光束可以准确引导加热源至病灶，通过移动活动机架来调节加热源(301)至定位激光束指示位置，通过移动治疗床的位置来满足不同角度治疗病灶的需要。

2.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是：其重复定位的基点是人体躯干部正中纵轴方向胸骨表面的明显标记，胸骨结节以及分别位于髂骨左、右上方顶部的左髂前上棘和右髂前上棘，在这三个部位固定激光灯的方法是采用固定带的方式，在上述三个骨性标志表面，各固定一个激光放射灯，激光放射灯座转轴(151)可以在转轴套(152)内作360°方向自由转动，旋转关节(153)可以在Y轴方向作120°转动，因而激光管(155)可以在多维方向多角度移动，调节定位位置，固定激光灯管的上、下固定带(114)、(115)在固定上扣(117)和固定下扣(118)上，固定上、下扣分别安装在固定杆(134)、(135)，通过滑块在固定杆上沿纵轴方向移动，上述移动可以手工移动，也可以是任何驱动形式，包括电动机、液动、气动、电磁装置形式，可以是手工控制形式，或者以电气控制，程序控制，计算机控制，无线遥控方式进行控制和调节。

3.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是：放置在左、右固定杆(134)、(135)上的固定架(142)，由定位架左、右板(123)、(124)及其相连接的顶板(122)构成，其移动方向可以是手动或其他任何驱动方式，包括电动机、液动、气动或电磁方式，安装在上述三个骨性标志上有激光放射灯(155)放射的三道激光束，经调整位置以及同时调整定位架(142)位置后，在定位架顶板(122)聚焦形成一个光斑，定位架顶板(122)中央部位的顶部激光接受传感器(125)接受该聚焦光斑，并转变光信号变成电信号记录在微电脑装置中，微电脑装置以接受的光通量为标准自动设置警报，一旦光通量发生改变，自动发出产光警报，指示病人体位改变。

4.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是：放置在三个骨性标志上激光管座(150)有转轴刻度盘(156)显示X轴方向，旋转关节刻度盘(154)显示Y轴刻度，指示激光管座的多维位置和方向，同时，固定架(149)左、右侧板(123)、(124)在左、右侧固定杆(134)、(135)均标有刻度，可以指示上述各种装置的位置，可以用于以后的重复定位。

5.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是：模拟定位架(128)通过左、右滑块(132)、(133)在固定杆上自由移动，固定杆上刻度可以准确标示模拟定位架在固定杆上的位置，模拟定位架滑套(130)可以沿模拟定位架的圆周方向自由移动，并带动上半圆弧定位器支撑杆(102)以及上半圆弧定位器(104)同步运动，滑套制动器(131)可以在定位后固定已定位的位置，模拟定位器滑套标记线(127)与模拟定位架上刻度盘(129)相对位置，标明立体定位的位置，上述各个装置的相互移动，可以是采用人力的方式完成装置相对移动的过程，也可以采用各种驱动装置驱动上述机器装置完成相对移动过程。

6.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是，中心模拟探针(146)未端所指位置，代表病灶(108)在病人躯体表面的投射点，探针(146)与病灶(108)的等中心点(103)的虚拟连线代表从病灶等中心为圆心的虚拟圆球(109)的直径(161)，而半球模拟探针(144)及其顶部未端半球模拟探针激光定位灯(140)均在这个虚拟圆球的半径范围内，半球模拟探针(144)所指方向代表病灶等中心点(103)，而半球模拟探针激光定位灯放射的激光束是这个圆球半径的延伸，通过这个激光束来引导放射源，必然使放射线直接射入病灶等中心点(103)。

7.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是：其特征是：中心模拟探针(146)可以通过调节器(145)在纵轴方向进行上、下移动，半球模拟探针(144)可以通过调节器(143)来在纵轴方向上、下移动，上半圆弧定位器(144)，通过旋转轴(113)可以在360°范围内任意转动，上述装置的相对运动可以通过手动调节机械传动装置来实现，也可以通过自动控制、程序控制、无线遥控等方式控制各类自动驱动装置，例如电动机、液动装置、气动装置、电磁装置来实现。

8.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是，本发明的加热治疗装置包括加热源(301)及其活动机架(309)，活动机架(309)包括相互连接的加热源固定连杆(302)，连杆运动关节(308)，垂直伸缩运动臂(303)，垂直旋转运动臂(304)，水平固定滑轨及滑块(305)，水平移动滑轨(306)，水平移动滑块(307)，各个部件顺序连接，相互之间自由移动，水平移动滑轨(306)通过滑块沿水平固定滑轨及滑块(305)作X轴方向移动，垂直旋转运动臂(304)通过水平移动滑块(307)作Y轴方向移动，垂直伸缩运动臂(303)沿纵轴Z轴方向作上下运动，从而使加热源(301)可以达到运动范围内室间的任何一点，通过垂直旋转运动臂的转动和加热源(301)绕水平轴线的摆动，可以调整加热源加热射线方向，使射线准确照射至病灶上，上述部件相互运动可以是人工移动方式，也可以采用任何动力驱动方式，包括电动机、液动装置、气动装置、磁电装置，控制方式可以是电动控制，数字化程序控制或无线遥控方式。

9.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是，治疗床(313)由治疗床旋转运动臂(310)，治疗床伸缩运动臂(311)，治疗床连接器(312)治疗床面(314)组成，上述部件顺序连接相互间自由移动，通过移动治疗床旋转运动臂(310)在Z轴方向转动，移动治疗床伸缩运动臂(311)在Y轴方向上下运动可以驱动治疗床连接器(312)，从而带动治疗床(313)的移动，上述多维方向，多角度移动，可以确保加热源的加热射线从任何医生指定的角度射入病灶，上述部件相互运动方式，驱动方式和控制方式与活动机架(309)相同。

10.根据权利要求1所述的立体定向肿瘤热疗系统，其特征是，加热源固定连杆(302)用于固定加热源在运动机架上，根据不同医院、不同病人、不同疾病的治疗需要，可以更换固定在加热源固定连杆(302)上的加热源(301)，加热源(301)可以是采用超声加热治疗的超声换能器，或是用于深部组织加热的超声多元换能器，加热源(301)也可以采用射频加热治疗的射频线圈或射频电极；加热源(301)也可以是采用微波加热治疗的微波辐射器。

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