CN211611341U - 一种多源放射治疗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多源放射治疗系统，包括N个射线源(1)，N为大于等于2的整数，N个射线源(1)分布在一个类似地球仪的球面上，N个射线源(1)发出射线的轴心线(1001)相交于球面的球心(1002)，每个射线源(1)分别落在球面上的一条经线(1003)上，并可处在经线(1003)不同的纬度上，从经过球心(1002)和经线(1003)交汇点的轴心线(1004)的方向看，N条经线(1003)呈等角度分布。采用射线源多点排布，射线源可移动，选择最佳照射角度，在实现肿瘤部位瞬间接受较大的剂量的同时，尽量减少对正常组织的照射。

Description

一种多源放射治疗系统

技术领域

本实用新型涉及一种多源放射治疗系统。

背景技术

近年来，放疗界提出了闪疗(flash)的概念，即瞬间对肿瘤施加极大的剂量，可提高对肿瘤的杀伤效果，却对正常细胞伤害较少，虽然治疗机理还在探讨，临床上还没开始应用，但应是一个探索的方向。实现瞬间加大肿瘤剂量的方法之一是布置多个射线源，从多个方向用多束射线同时对肿瘤进行照射。布置多个射线源时，还要尽量减少射线束在肿瘤靶区外的交集，在加大肿瘤剂量的同时，减少对正常组织的照射。决定正常组织受伤程度的是单位体积的受照剂量，因此，空间多点布置的射线源还应可以改变位置，以改变射线束的投射方向。

实用新型内容

本实用新型提供一种多源放射治疗系统，采用射线源多点排布，射线源可移动，选择最佳照射角度，在实现肿瘤部位瞬间接受较大的剂量的同时，尽量减少对正常组织的照射。

本实用新型采用的技术方案是：

一种多源放射治疗系统，其特征是，包括N个射线源(1)，N为大于等于2的整数，所述N个射线源(1)分布在一个类似地球仪的球面上，所述N个射线源(1)发出射线的轴心线(1001)相交于球面的球心(1002)，所述每个射线源(1)分别落在球面上的一条经线 (1003)上，并可处在经线(1003)不同的纬度上，从经过所述球心 (1002)和所述经线(1003)交汇点的轴心线(1004)的方向看，N 条经线(1003)呈等角度分布。

所述每个射线源(1)位于一个机头架(2)底部的几何中心，所述每个机头架(2)与一个弧形移动机构(3)连接，所述每个弧形移动机构(3)包括两组每组两个滑块(31)和两根弧形导轨(32)，其中，所述两组每组两个滑块(31)分别与所述机头架(2)上与所述轴心线(1004)平行的两个侧壁的外壁连接，所述两组每组两个滑块 (31)分别与所述两根弧形导轨(32)活动连接，所述两根弧形导轨 (32)分别与一个含有N个契形横梁的环形主机架(4)上两个相邻横梁相对的侧壁连接，所述环形主机架(4)上两个相邻横梁相对的侧壁相互平行，并与所述射线源(1)分布其上的球面的轴心线(1004) 平行，所述环形主机架(4)的轴心线(4001)与所述轴心线(1004) 重合，所述弧形移动机构(3)的轴心线与轴心线(1004)垂直，并经过所述射线源(1)分布其上的球面的所述球心(1002)，所述每个机头架(2)和环形主机架(4)上的每个契形横梁同时与一个机头架摆动驱动机构(5)连接，所述每个机头架摆动驱动机构(5)包括一个弧形齿条(51)、一个齿轮(52)、轴(53)、两个轴心重合的轴承 (54)和一个轴承座(55)，其中，所述弧形齿条(51)与环形主机架(4)上一个契形横梁的侧壁连接，所述弧形齿条(51)与所述齿轮(52)活动连接，所述齿轮(52)与所述轴(53)连接，所述轴(53) 与所述两个轴承(54)活动连接，所述两个轴承(54)安装在所述轴承座(55)中，所述轴承座(55)与所述机头架(2)上一个与轴心线(1004)平行的侧壁的内壁连接，所述每个机头架(2)的下面与一个准直系统(6)连接。

所述环形主机架(4)与一个旋转机构(7)连接，所述旋转机构 (7)的旋转轴心线与环形主机架(4)的轴心线(4001)重合。

所述环形主机架(4)的前端与一个影像定位系统(8)连接。

所述环形主机架(4)的前方安放一个治疗床(9)。

所述环形主机架(4)和旋转机构(7)同时与一个接线机构(10) 连接。

本实用新型采用上述方案后，由于包括N个射线源(1)，N为大于等于2的整数，所述N个射线源(1)分布在一个类似地球仪的球面上，所述N个射线源(1)发出射线的轴心线(1001)相交于球面的球心(1002)，所述每个射线源(1)分别落在球面上的一条经线 (1003)上，并可处在经线(1003)不同的纬度上，从经过所述球心 (1002)和所述经线(1003)交汇点的轴心线(1004)的方向看，N 条经线(1003)呈等角度分布。采用射线源多点排布，射线源可移动，选择最佳照射角度，在实现肿瘤部位瞬间接受较大的剂量的同时，尽量减少对正常组织的照射。

附图说明：

图1为本实用新型射线源的位置示意图。

图2为本实用新型经线等角度分布示意图。

图3为本实用新型射线源相对于机头架的位置示意图。

图4为本实用新型弧形移动机构和机头架摆动驱动机构示意图。

图5为本实用新型N个弧形移动机构、N个机头架摆动驱动机构和N 个机头架安装在环形主机架上示意图。

图6为本实用新型环形主机架与旋转机构组合在一起示意图。

图7为本实用新型一种多源放射治疗系统总图。

附图中各数字含义说明：

1、N个射线源

1001、射线源发出射线的轴心线

1002、射线源分布其上球面的球心

1003、射线源分布其上球面的经线

1004、经过球面的球心和经线交汇点的轴心线

2、机头架

3、弧形移动机构

31、两组每组两个滑块

32、两根弧形导轨

4、环形主机架

4001、环形主机架的轴心线

5、机头架摆动驱动机构

51、一个弧形齿条

52、一个齿轮

53、一个轴

54、两个轴心重合的轴承

55、一个轴承座

6、准直系统

7、旋转机构

71、两个轴心重合的回旋支撑轴

72、两个回旋轴支撑座

73、一个基座

74、一个大带轮

75、一个皮带

76、一个小带轮

77、一个轴

78、两个轴心重合的轴承

79、一个轴承座

8、影像定位系统

81、一个球管

82、一个影像增强器

9、治疗床

91、Y方向直线机构

92、Z方向直线机构

93、X方向直线机构

94、治疗床板支架

95、治疗床板

10、接线机构

101、N个长短不一的导线筒

102、一个含有N个导线槽的导线轮

具体实施方式：

如图1和2所示，一种多源放射治疗系统，其特征是，包括N个射线源1，N为大于等于2的整数，N个射线源1分布在一个类似地球仪的球面上，N个射线源1发出射线的轴心线1001相交于球面的球心1002，每个射线源1分别落在球面上的一条经线1003上，并可处在经线1003不同的纬度上，

从经过球心1002和经线1003交汇点的轴心线1004的方向看，N条经线1003呈等角度分布。如图3所示，每个射线源1位于一个机头架2底部的几何中心。

本专利并没有限定射线源的性质，它既可以是有源射线源，也可以是无源射线源。有源射线如伽玛射线，射线源已存在，不用时将它封闭起来，使用时，打开屏蔽门将射线放出来。无源射线如X射线，射线事先不存在，通电后，由加速器产生X射线。

以上描述了射线源1在空间的位置，没有限定它是固定的，还是可以移动的。

下面进一步描述了射线源1的移动功能和移动的方式。

如图4和图5所示，每个机头架2与一个弧形移动机构3连接，每个弧形移动机构3包括两组每组两个滑块31和两根弧形导轨32，其中，两组每组两个滑块31分别与机头架2上与轴心线1004平行的两个侧壁的外壁连接，两组每组两个滑块31分别与两根弧形导轨32 活动连接，两根弧形导轨32分别与一个含有N个契形横梁的环形主机架4上两个相邻横梁相对的侧壁连接，环形主机架4上两个相邻横梁相对的侧壁相互平行，且与射线源1分布其上的球面的轴心线1004 平行，环形主机架4的轴心线4001与轴心线1004重合，弧形移动机构3的轴心线与轴心线1004垂直，并经过射线源1分布其上的球面的球心1002，每个机头架2和环形主机架4上的每个契形横梁同时与一个机头架摆动驱动机构5连接，每个机头架摆动驱动机构5包括一个弧形齿条51、一个齿轮52、一个轴53、两个轴心重合的轴承54 和一个轴承座55，其中，弧形齿条51与环形主机架4上一个契形横梁的侧壁连接，弧形齿条51与齿轮52活动连接，

齿轮52与轴53连接，轴53与两个轴承54活动连接，两个轴承54安装在轴承座55中，轴承座55与机头架2上一个与轴心线1004平行的侧壁的内壁连接。为看到两个轴承54，轴承座55 移开了一段距离。每个机头架2的下面与一个准直系统6连接。

上面并没有限定环形主机架4是静止的还是可以转动的，下面进一步描述环形主机架4转动的功能。

如图6所示，环形主机架4与一个旋转机构7连接，旋转机构7的旋转轴心线与环形主机架4的轴心线4001重合。旋转机构7有多种样式。图6描述的旋转机构7包括两个轴心重合的回旋支撑轴71、两个回旋轴支撑座72、一个基座73、一个大带轮74、一个皮带75、一个小带轮76、一个轴77、两个轴心重合的轴承78和一个轴承座79，其中，两个轴心重合的回旋支撑轴71分别与环形主机架4的前后端面连接，其中，后面的一个回旋支撑轴71的外环与环形主机架4的后端面连接，两个轴心重合的回旋支撑轴71的外面分别与两个回旋轴支撑座72连接，两个回旋轴支撑座72与基座73 连接，大带轮74加工在后面回旋支撑轴71外环的外缘，大带轮74 与皮带75活动连接，

皮带75与小带轮76活动连接，小带轮76与轴77连接，轴77与两个轴心重合的轴承78活动连接，两个轴心重合的轴承78 安装在轴承座79中，轴承座79与后面回旋轴支撑座72的外侧连接。为看到两个轴心重合的轴承78，轴承座79移开了一段距离。作为完整的多源放射治疗系统，影像定位系统是重要组成部分，如图7所示，环形主机架4的前端与一个影像定位系统8连接。影像定位系统也有多种样式，图7中描的述影像定位系统8包括一个球管81和一个影像增强器82，其中，球管81与环形主机架4前端的上部连接，影像增强器82与环形主机架4前端的下部连接，球管81发出射线的轴心线与环形主机架的轴心线4001垂直相交，并穿过影像增强器82上表面的几何中心。作为完整的多源放射治疗系统，治疗床不可或缺，如图7所示，环形主机架4的前方安放一个治疗床9。治疗床的样式有多种，为满足一种多源放射治疗系统实现其功能，治疗床至少要有三个自由度。图7中描述的治疗床9中的Y方向直线机构91的移动方向与环形主机架的轴心线4001平行；Z方向直线机构92的移动方向垂直；X方向直线机构93的移动方向水平，且与环形主机架的轴心线4001垂直；治疗床板支架94和治疗床板95的长边方向与环形主机架的轴心线4001平行，Y方向直线机构91、Z方向直线机构92、X 方向直线机构93和治疗床板支架94依次活动连接，治疗床板支架 94与治疗床板95连接。对一般的放射治疗系统来说，接线机构都是重要的事项，对可旋转的多源放射治疗系统而言，接线方式更是要回答的课题，如图7所示，环形主机架4和旋转机构7同时与一个接线机构10连接。接线机构也有多种样式，图7中所描述的接线机构10 包括N个长短不一的导线筒101和一个含有N个导线槽的导线轮 (102),其中，N个导线筒101与环形主机架4后端面连接，并环绕在导线轮(102)的外围，导线轮(102)与后面的回旋轴支撑座72连接。

在上述说明的基础上，描述以下一种多源放射治疗系统的工作流程：

1、摆位

治疗床9的Z方向直线机构92驱动床板95下降一定高度，患者上床后，再上升至一定高度，并使肿瘤在垂直方向离开床板支架94 的覆盖区域，因为床板支架94用金属制作，对射线有屏蔽作用，而床板95由碳纤维制作，屏蔽效果较小。

2、影像定位

治疗床9的Y方向直线机构91驱动床板95将肿瘤送至球管81 发出射线的覆盖区域，可采用两种方式实现影像定位。

A、球管81在垂直方向拍摄一张照片，旋转90°后，再拍摄一张照片，获取肿瘤位置参数。

B、球管81旋转360°连续照射，获取肿瘤位置参数。

获取肿瘤位置参数后，治疗床9的Y方向直线机构91、Z方向直线机构92和X方向直线机构93联合驱动，将肿瘤靶心送至射线源1 分布其上的球面的球心1002。

3、照射

照射分两种方式。

1多角度照射

多角度照射适合形状比较复杂的肿瘤或对敏感器官屏蔽要求较高的情况。

A、N个角度照射

机头架摆动驱动机构5驱动N个射线源1处于适当纬度位置，然后照射。

B、2N或3N角度照射

2N角度照射

N个角度照射照射完成后，旋转机构7驱动N个射线源1沿纬线方向旋转一定角度，N个射线源1可再次调整纬度位置，然后实施第二次照射。

3N角度照射

在2N照射的基础上，重复2N照射的过程。

2拉弧照射

对肿瘤形状比较简单或对敏感器官屏蔽要求不高的情况，可实施拉弧照射，方法是，N个射线源1照射开始后，旋转机构7驱动射线源1旋转，N个射线源1不停止照射，过程中，机头架摆动驱动机构 5还可驱动射线源1沿经线方向摆动，以绕过敏感器官，肿瘤受照剂量达到要求后，停止旋转，N个射线源1停止照射。

Claims (6)

1.一种多源放射治疗系统，其特征是，包括N个射线源(1)，N为大于等于2的整数，所述N个射线源(1)分布在一个类似地球仪的球面上，所述N个射线源(1)发出射线的轴心线(1001)相交于球面的球心(1002)，所述每个射线源(1)分别落在球面上的一条经线(1003)上，并可处在经线(1003)不同的纬度上，从经过所述球心(1002)和所述经线(1003)交汇点的轴心线(1004)的方向看，N条经线(1003)呈等角度分布。

2.如权利要求1所述的多源放射治疗系统，其特征是，所述每个射线源(1)位于一个机头架(2)底部的几何中心，所述每个机头架(2)与一个弧形移动机构(3)连接，所述每个弧形移动机构(3)包括两组每组两个滑块(31)和两根弧形导轨(32)，其中，所述两组每组两个滑块(31)分别与所述机头架(2)上与所述轴心线(1004)平行的两个侧壁的外壁连接，所述两组每组两个滑块(31)分别与所述两根弧形导轨(32)活动连接，所述两根弧形导轨(32)分别与一个含有N个契形横梁的环形主机架(4)上两个相邻横梁相对的侧壁连接，所述环形主机架(4)上两个相邻横梁相对的侧壁相互平行，并与所述射线源(1)分布其上的球面的轴心线(1004)平行，所述环形主机架(4)的轴心线(4001)与所述轴心线(1004)重合，所述弧形移动机构(3)的轴心线与轴心线(1004)垂直，并经过所述射线源(1)分布其上的球面的所述球心(1002)，所述每个机头架(2)和环形主机架(4)上的每个契形横梁同时与一个机头架摆动驱动机构(5)连接，所述每个机头架摆动驱动机构(5)包括一个弧形齿条(51)、一个齿轮(52)、轴(53)、两个轴心重合的轴承(54)和一个轴承座(55)，其中，所述弧形齿条(51)与环形主机架(4)上一个契形横梁的侧壁连接，所述弧形齿条(51)与所述齿轮(52)活动连接，所述齿轮(52)与所述轴(53)连接，所述轴(53)与所述两个轴承(54)活动连接，所述两个轴承(54)安装在所述轴承座(55)中，所述轴承座(55)与所述机头架(2)上一个与轴心线(1004)平行的侧壁的内壁连接，所述每个机头架(2)的下面与一个准直系统(6)连接。

3.如权利要求2所述的多源放射治疗系统，其特征是，所述环形主机架(4)与一个旋转机构(7)连接，所述旋转机构(7)的旋转轴心线与环形主机架(4)的轴心线(4001)重合。

4.如权利要求3所述的多源放射治疗系统，其特征是，所述环形主机架(4)的前端与一个影像定位系统(8)连接。

5.如权利要求4所述的多源放射治疗系统，其特征是，所述环形主机架(4)的前方安放一个治疗床(9)。

6.如权利要求3或4或5所述的多源放射治疗系统，其特征是，所述环形主机架(4)和旋转机构(7)同时与一个接线机构(10)连接。

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