CN216222645U - 一种基于双能锥束ct引导的放射治疗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，包括可调节方位的治疗椅和锥束CT，所述锥束CT的数量为两组，两组锥束CT呈交叉分布在治疗椅的外周向，锥束CT包括X射线球管和X射线平板探测器，两组锥束CT上的X射线球管和X射线平板探测器的连线交点与治疗椅重叠。双能锥束CT的电压和电流可根据需要通过控制柜进行调节，以获得最优化的能量差异，通过物质分解可以更好的区分病变组织和正常组织，有利于加速器治疗时的精准定位；用治疗椅取代治疗床，使得患者在治疗的过程中进行旋转，双能CT同时出束，经过图像配准等处理，得到患者实时三维影像数据，从而实现实时图像引导的精准定位。

Description

一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置

技术领域

本专利申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置。

背景技术

肿瘤的放射治疗指的是利用X射线、γ射线或者是放射性同位素产生的各种放射线来对肿瘤进行照射。在利用射线杀伤肿瘤的同时不可避免的也会对正常组织造成损伤，所以肿瘤放射治疗需要在杀伤肿瘤的同时最大限度的保护正常组织。

肿瘤放射治疗的一般流程包括：

1、医师利用定位CT对患者的病灶部位进行模拟定位；

2、放疗物理师利用图像处理软件对患者的不同影像进行配准；

3、医师根据患者的检查结果以及影像信息进行靶区及正常组织的勾画，并确定处方剂量和正常组织的限量；

4、放疗物理师选择合适的技术设计放疗计划；

5、放疗物理师进行患者放疗计划的物理验证；

6、放疗技术员进行放疗计划的执行。

只有确保上述六个步骤都非常精准才能保证患者接受到精准的放疗。治疗前，需要通过影像手段对患者进行正确的摆位。在患者的治疗过程中，由于呼吸运动、吞咽或咳嗽、心脏跳动和患者不适等原因都会造成患者的肿瘤病灶以及正常组织的运动，从而导致患者在肿瘤放射治疗的过程中出现肿瘤脱靶和正常组织损伤增加。因此，也需要影像手段实时监测肿瘤运动。

为了解决这一问题，图像引导放射治疗(Image-guided radiotherapy，IGRT)应运而生。它将影像设备与放射治疗装置相结合，利用影像来摆位患者并检测肿瘤的运动，确保精准放疗，IGRT模式中最典型、应用最广泛的影像设备是锥形束CT(CBCT)。不同于常规的断层扫描CT，CBCT使用的是面阵探测器，单圈扫描即可重建出三维 CT图像。它具有空间分辨率高、图像采集时间较短、射线利用率更高等优点。

然而，CBCT成像具有以下缺点：1.基于非晶硅的平板探测器具有噪声大，余晖和眩光效应明显的特点，严重影响了数据采集的精度； 2.较大的体积覆盖引入了严重的光子散射和射束硬化效应，降低了CT 值准确度以及软组织对比度，干扰了临床上对正常组织和病变组织的分辨；3.由于图像质量较差，CBCT图像一般在放射治疗前进行扫描，并与定位CT进行配准使用，一定程度上影响了影像精度。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利申请的目的在于提供一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，解决上述现有技术的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，包括可调节方位的治疗椅和锥束CT，所述锥束CT的数量为两组，两组锥束CT呈交叉分布在治疗椅的外周向，锥束CT包括X射线球管和X射线平板探测器，每组锥束CT上的X射线球管和X射线平板探测器的连线交点与治疗椅重叠。

进一步的，所述X射线球管和X射线平板探测器的下端均通过支撑架连接在地面，且X射线球管、X射线平板探测器位于同一水平面上。

进一步的，每组锥束CT上的X射线球管和X射线平板探测器的连线夹角为60°。

进一步的，所述治疗椅包括病人坐靠的座椅主体，座椅主体上安装有用于固定病人位置的头托，座椅主体的下端连接有用于实现座椅主体垂直升降的第一电动升降柱，第一电动升降柱的下端连接有实现座椅主体前后、左右移动的电缸滑台，电缸滑台的下端连接有回转驱动盘，回转驱动盘通过回转驱动电机驱动实现座椅主体的旋转。

进一步的，所述电缸滑台包括连接在第一电动升降柱的下端实现座椅主体前后移动的Y轴电缸滑台，Y轴电缸滑台的下端连接有实现座椅主体左右移动的X轴电缸滑台，X轴电缸滑台的下端连接在回转驱动盘的上端面上。

进一步的，还包括有位于治疗椅后方的控制柜、位于治疗椅后方的高电压发生器以及位于治疗椅前方的加速器，所述高电压发生器通过地下电缆与X射线球管连接，提供高电压，控制柜调节控制高电压发生器输出的电压值以及治疗椅的位置调节。

进一步的，所述加速器包括端部指向治疗椅的加速器机头，加速器机头的端部连接有第一连接臂，第一连接臂的另一端通过第一关节连接有第二连接臂，第二连接臂的另一端通过第二关节连接有第二电动升降柱，第二电动升降柱的下端连接有升降底座，所述第一关节和第二关节均内置有无刷电机，通过控制柜内的驱动器驱动实现加速器机头的位置调节。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、双能锥束CT的电压和电流可根据需要通过控制柜进行调节，以获得最优化的能量差异，通过物质分解可以更好的区分病变组织和正常组织，有利于加速器治疗时的精准定位；2、用治疗椅取代治疗床，使得患者在治疗的过程中进行旋转，双能CT同时出束，经过图像配准等处理，得到患者实时三维影像数据，从而实现实时图像引导的精准定位。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型治疗椅立体结构示意图；

图3为本实用新型加速器立体结构示意图。

附图标号说明：治疗椅1、座椅主体11、头托12、第一电动升降柱13、Y轴电缸滑台14、X轴电缸滑台15、回转驱动盘16、回转驱动电机17、X射线球管2、X射线平板探测器3、控制柜4、高电压发生器5、加速器6、加速器机头61、第一连接臂62、第二连接臂63、第二电动升降柱64、升降底座65。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本专利申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利申请的其他优点与功效。本专利申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：

一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，如图1所示，包括可调节方位的治疗椅1和锥束CT，锥束CT的数量为两组，两组锥束CT 呈交叉分布在治疗椅1的外周向，锥束CT包括X射线球管2和X射线平板探测器3，每组锥束CT上的X射线球管2和X射线平板探测器3 的连线交点与治疗椅1重叠，双能锥束CT用于提高区分正常组织和病变组织的精度，X射线球管2和X射线平板探测器3的下端均通过支撑架连接在地面，且X射线球管2、X射线平板探测器3位于同一水平面上，每组锥束CT上的X射线球管2和X射线平板探测器3的连线夹角为60°。

如图2所示，治疗椅1包括病人坐靠的座椅主体11，座椅主体11 上安装有用于固定病人位置的头托12，座椅主体11的下端连接有用于实现座椅主体11垂直升降的第一电动升降柱13，第一电动升降柱13 的下端连接有实现座椅主体11前后、左右移动的电缸滑台，电缸滑台的下端连接有回转驱动盘16，回转驱动盘16通过回转驱动电机17驱动实现座椅主体11的旋转。其中，电缸滑台包括连接在第一电动升降柱13的下端实现座椅主体11前后移动的Y轴电缸滑台14，Y轴电缸滑台14的下端连接有实现座椅主体11左右移动的X轴电缸滑台15，X 轴电缸滑台15的下端连接在回转驱动盘16的上端面上。

另外，关于电缸滑台，其为现有技术中已实际生产使用的设备，为现有技术已经公开的部件，常用于机床设备中，在本案中将其应用在座椅本体11的下方，实现座椅本体11左右、前后位置的移动调节，因此，对于本领域技术人员属于公开充分的结构部件。

如图1所示，还包括有位于治疗椅1后方的控制柜4、位于治疗椅 1后方的高电压发生器5以及位于治疗椅1前方的加速器6，高电压发生器5通过地下电缆与X射线球管2连接，提供高电压，控制柜4调节控制高电压发生器5输出的电压值以及治疗椅1的位置调节。

如图3所示，加速器6包括端部指向治疗椅1的加速器机头61，加速器机头61的端部连接有第一连接臂62，第一连接臂62的另一端通过第一关节连接有第二连接臂63，第二连接臂63的另一端通过第二关节连接有第二电动升降柱64，第二电动升降柱64的下端连接有升降底座65，第一关节和第二关节均内置有无刷电机，通过控制柜4内的驱动器驱动实现加速器机头61的位置调节。

双能锥束CT的电压和电流可根据需要通过控制柜4进行调节，以获得最大可能的能量差异，通过物质分解可以更好的区分病变组织和正常组织，有利于加速器6的精准定位；当患者在治疗椅1上进行放射治疗前和治疗时，治疗椅1可进行360°旋转，此时双能锥束CT的两个高压发生器5分别选择不同的高压，从而得到不同能量的X射线，利用高效的低噪声双能分解算法和针对大面积平板探测器的低频伪影矫正算法，得到二维x光影像或重建后的三维影像，对病变组织和正常组织加以区分并进行准确的剂量计算，实时监测肿瘤病灶和正常组织的运动，对放疗过程进行影像引导，实现患者的精准放射治疗。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利申请的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，包括可调节方位的治疗椅(1)和锥束CT，其特征在于，所述锥束CT的数量为两组，两组锥束CT呈交叉分布在治疗椅(1)的外周向，锥束CT包括X射线球管(2)和X射线平板探测器(3)，每组锥束CT上的X射线球管(2)和X射线平板探测器(3)的连线交点与治疗椅(1)重叠。

2.根据权利要求1所述的一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，其特征在于：所述X射线球管(2)和X射线平板探测器(3)的下端均通过支撑架连接在地面，且X射线球管(2)、X射线平板探测器(3)位于同一水平面上。

3.根据权利要求2所述的一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，其特征在于：每组锥束CT上的X射线球管(2)和X射线平板探测器(3)的连线夹角为60°。

4.根据权利要求1所述的一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，其特征在于：所述治疗椅(1)包括病人坐靠的座椅主体(11)，座椅主体(11)上安装有用于固定病人位置的头托(12)，座椅主体(11)的下端连接有用于实现座椅主体(11)垂直升降的第一电动升降柱(13)，第一电动升降柱(13)的下端连接有实现座椅主体(11)前后、左右移动的电缸滑台，电缸滑台的下端连接有回转驱动盘(16)，回转驱动盘(16)通过回转驱动电机(17)驱动实现座椅主体(11)的旋转。

5.根据权利要求4所述的一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，其特征在于：所述电缸滑台包括连接在第一电动升降柱(13)的下端实现座椅主体(11)前后移动的Y轴电缸滑台(14)，Y轴电缸滑台(14)的下端连接有实现座椅主体(11)左右移动的X轴电缸滑台(15)，X轴电缸滑台(15)的下端连接在回转驱动盘(16)的上端面上。

6.根据权利要求1所述的一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，其特征在于：还包括有位于治疗椅(1)后方的控制柜(4)、位于治疗椅(1)后方的高电压发生器(5)以及位于治疗椅(1)前方的加速器(6)，所述高电压发生器(5)通过地下电缆与X射线球管(2)连接，提供高电压，控制柜(4)调节控制高电压发生器(5)输出的电压值以及治疗椅(1)的位置调节。

7.根据权利要求6所述的一种基于双能锥束CT引导的放射治疗装置，其特征在于：所述加速器(6)包括端部指向治疗椅(1)的加速器机头(61)，加速器机头(61)的端部连接有第一连接臂(62)，第一连接臂(62)的另一端通过第一关节连接有第二连接臂(63)，第二连接臂(63)的另一端通过第二关节连接有第二电动升降柱(64)，第二电动升降柱(64)的下端连接有升降底座(65)，所述第一关节和第二关节均内置有无刷电机，通过控制柜(4)内的驱动器驱动实现加速器机头(61)的位置调节。

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