WO2012041127A1

WO2012041127A1 - 一种自聚焦放射源装置及其辐射装置

Info

Publication number: WO2012041127A1
Application number: PCT/CN2011/078452
Authority: WO
Inventors: 王翔宇
Original assignee: 宋世鹏
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2012-04-05
Also published as: CN102446571A; US20130240761A1; CN102446571B

Abstract

一种自聚焦放射源装置及其辐射装置，其中，自聚焦放射源装置包括：源包壳；源包壳中包含一源体；M个放射源被排布在所述源体中，所述源包壳中所述M个放射源的射线聚焦于公共焦点，其中M为大于1的自然数。本发明的自聚焦放射源及辐射装置可以使源体的体积大大缩小，重量减轻；而且获得小的半影和小的焦点半径，并具有非常灵活的入射角，应用范围广泛。

Description

一种自聚焦放射源装置及其辐射装置本申请要求于 2010年 9 月 30 日提交中国国家知识产权局、申请号为 201010503147.4、发明名称为"一种自聚焦放射源装置及其辐射装置"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。技术领域

本发明涉及一种聚焦式放射治疗装置，尤其涉及一种用于聚焦式放射治疗装置的放射源装置及其辐射装置。

背景技术

聚焦式放疗是放疗界的主流技术，聚焦式放疗设备的放疗性能可以通过以下参数进行表征： 1 )放射源放射的射线形成的半影的大小； 2 )放射源利用率的高低； 3 ) 焦皮比（辐射在病灶上的放射线的剂量与辐射在皮肤上的放射线的剂量的比率）的高低； 4 )放射源的体积的大小、结构的繁筒； 5 )焦点直径的大小； 6 ) 自动化程度的高低。性能好的聚焦式放疗设备其放射源和辐射装置应该具有小的半影，高的放射源利用率，高的焦皮比，小的焦点直径，小的体积和筒单的结构，并配置自动化程度高的治疗系统。

目前，大多数放疗装置的治疗头中的放射源颗粒数量为十几至几百颗，放射源颗粒在源包壳中发散排布，在以上诸多参数方面存在不可协调满足的问题，如：为了获得大的放射源利用率，将每颗放射源颗粒活性面积做的较大，一般为 3.5mm左右，这将导致放疗装置的半影较大，即通常说的 "刀" 不 "锋利"，也就是说，放射源放射的放射线的能量不集中，从而会影响治疗效果；或者将准直孔做得较大，这样最小焦点直径就必然较大，从而导致有些需要小靶点（小焦点直径）照射的病灶无法使用该放疗装置来治疗，使放疗装置的适应症范围缩小。还有如果为了获得较小的焦点直径，只能将准直孔做得很小，这样放射源放射的相当一部分放射线不能通过准直孔形成有效靶点剂量，使放射源的利用率大大降低，同时也使靶点剂量降低，因而达不到较好的治疗效果。

现在己有公司将放疗装置中的放射源的活性面积做到了直径 1mm, 可以做到较大的放射源利用率、较小的焦点直径和较小的半影。但为了达到以上效果，其放射源颗粒数量多达几百颗，致使其结构极其复杂，加工难度很大，治疗头体积很大，整个装置重量很重；而且几百颗放射源密封在几百个源包壳中，运输和安装非常麻烦，成本也高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种自聚焦放射源装置以及辐射装置，以提高放射源利用率，并且具有较小的半影以及筒单的结构和较小的体积。

为解决以上技术问题，本发明提供一种自聚焦放射源装置，包括：源包壳；源包壳中包含一源体； M 个放射源被排布在所述的源体中，所述源包壳中所述 M个放射源的射线聚焦于公共焦点，其中 M为大于 1的自然数。

可选的，所述放射源呈 N组排列，所述 M个放射源呈 N组排列，组内最接近的放射源中心间距不大于组间的最接近的放射源中心间距，其中 N为大于 1的自然数。

可选的，所述的源体呈圆柱体状，所述 N组放射源在源体端面上呈现以该端面圆心为中心均匀分布。

可选的，在源体端面上，每组放射源在一个外切圆内以其圆心为中心均匀分布。

为解决以上技术问题，本发明还提供一种辐射装置，包括：

以上任一项所述的自聚焦放射源；

一准直装置，用于准直所述自聚焦放射源放射的射线。

可选的，所述准直装置具有多组孔径大小不同的准直孔，所述准直孔的中心线聚焦于公共焦点；至少有一组所述准直孔的数量为 M个，其分布规律与所述源体的 M个放射源的分布规律相匹配。所述准直装置中至少有一组准直孔的数量为 N个，其分布规律与所述 N组放射源的分布规律相匹配。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的自聚焦放射源装置及辐射装置，由于自聚焦放射源装置采用将多个放射源密封在一个源包壳中，并使多个放射源的射线聚焦在焦点，不仅使放射源装置的在安装、运输过程中更筒单、更便捷；而且自聚焦放射源装置的体积大大缩小，加之结构筒单，从而重量也大大缩小，从而也使辐射装置的体积大大减小，结构筒单，重量也大大减小。进一步地，包括自聚焦放射源装置以及准直装置的辐射装置，其准直装置上设有多组孔径大小不同的准直孔，至少有一组准直孔中包含 M个准直孔，其分布规律与源体的 M个放射源的分布规律相匹配，所述准直孔的孔径较小，可以实现较小的焦点直径，在放射源利用率不降低的情况下，可以获得较小的半影；另外，至少有一组准直孔中包含有 N个准直孔，准直孔的孔径较大，其分布规律与所述 N组放射源的分布规律相匹配，这样既可以实现直径大小不同的焦点，实现较小的半影，又能使放射源的利用率不大幅度降低；另外由于要提高焦皮比，放射源数量较多，在等数量的放射源的辐射装置中，所述辐射装置体积比现有的辐射装置大大缩小，而且结构大大筒化，更利于加工制造；从辐射装置整体看，其重量大大减轻，非常有利于安装和运动控制，使入射角非常灵活，应用范围得到极大的拓展。

附图说明

图 1为本发明具体实施例的自聚焦放射源的立体结构图；

图 2为图 1所示的本发明具体实施例的自聚焦放射源在远离公共焦点的端面上的平面图；

图 3为本发明具体实施例的辐射装置的立体结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的自聚焦放射源及辐射装置，由于自聚焦放射源采用将多个放射源密封在一个源包壳中，使源包壳在安装、运输过程中更筒单、更便捷。因为大多数放射源装置都包含多个放射源，但是现有技术中每个放射源单独密封在一个源包壳中，因此多个源包壳在安装运输中要按多次进行。而且自聚焦放射源的体积大大缩小，加之结构筒单，从而重量也大大缩小。从而也使辐射装置的体积大大减小，结构筒单，重量也大大减小。

进一步地，包括自聚焦放射源以及准直装置的辐射装置，其准直装置上设有多组孔径大小不同的准直孔，其中至少有一组小孔径的准直孔中包含 M个准直孔，其分布规律与源体的 M个放射源的分布规律相匹配，实现较小的焦点直径，而且在放射源利用率不降低的情况下，获得了较小的半影；另外，至少有一组较大孔径的准直装置中包含有 N个准直孔，其分布规律与所述 N组放射源的分布规律相匹配，这样既可以实现直径不同大小的焦点，实现较小的半影，又能使放射源的利用率不大幅度降低；另外由于要提高焦皮比，所以放射源数量较多（一般在 100多个），在等数量的放射源的辐射装置中，所述辐射装置体积比现有的辐射装置大大缩小，而且结构大大筒化，更利于加工制造；从辐射装置整体看，其重量大大减轻，非常有利于安装和运动控制，使入射角非常灵活。

本发明的具体实施方式的自聚焦放射源装置，包括源包壳；源包壳中包含一个源体； M个放射源被排布在所述源体中，所述源包壳中所述 M个放射源的射线聚焦于公共焦点，放射源可放置于源孔中，所述源孔的中心线聚焦于公共焦点（在肿瘤放射治疗过程中，病灶置于射线的公共焦点上），使 M个放射源内放射源的射线聚焦于公共焦点，其中 M为大于 1的自然数。

为了使本领域的技术人员可以更好的理解本发明的实质，下面结合附图对本发明具体实施例做详细说明。

图 1为本发明具体实施例的用于放射治疗装置的源体的立体结构图，参考图 1 , 结合参考图 2, 本发明的自聚焦放射源包括：源包壳 10, 置于源包壳 10 中的源体 20; 所述源体 20包含 154个源孔 22, 154个放射源（即 M为 154 ) 被分别放置于 154个源孔 22内，源孔 22的延伸线聚焦于公共焦点 0,从而使 154个放射源的射线聚焦于公共焦点 0; 所述 154个源孔 22呈 22组（即 N为 22 )排列，放置于所述源孔 22内的 154个放射源因此也呈 22组排列（即 N 为 22 ), 组内最接近的放射源中心间距不大于组间的最接近的放射源中心间距，在本发明的具体实施例中，组内的放射源均匀分布，即组内相邻的放射源的中心间距相等，而且每组放射源也均勾分布，即相邻组放射源中心间距相等，因此在本发明的具体实施例中，组内的放射源中心间距不大于即小于等于组间的放射源中心间距， 154个放射源内放射源的射线聚焦于公共焦点 0。在本发明具体实施例中，所述源孔中放置的放射源为钴 - 60。

在本发明具体实施例中，所述 M个放射源呈 N组排列，组内最接近的放射源中心间距不大于组间的最接近的放射源中心间距，其中 N为大于 1的自然数，这样将放射源分组排列，在自聚焦放射源装置与准直装置对准时，可以利用分组的放射源形成不同直径的靶点，其中数量为 M的准直孔的孔径小于数量为 N的准直孔的孔径，可以形成小靶点，数量为 N的准直孔与 N组放射源对应，可以将每一组放射源放射的射线通过一个准直孔射出，形成大靶点。本发明的自聚焦源装置可以使焦点剂量大大增加，实现更高的焦皮比。需要说明的是，由于图示中没有示出放射源，放射源置于源孔中，因此源孔的分布规律可以代表放射源的分布规律，因此以下描述的源孔的分布规律代表放射源的分布规律。在本发明的具体实施例中每一源孔内均分布一个放射源，当然在实际中，不排除源孔的数量大于放射源的数量，即一些源孔中不放置放射源的情形。

在本发明的具体实施例中，所述源体 20呈圆柱体状，所述 22组源孔在源体 20端面上呈现以该端面圆心为中心均勾分布。源体 20中每组源孔中各条源孔之间的壁厚可以很薄，从而可以大大减小源体的体积，使整个源体的体积大大缩小。而且经试险证明，在准直装置的轴向尺寸达到 180mm以上时，出射的射线半影很小。在本发明的具体实施例中，源体的形状为圆柱状，此为本发明的较佳实施例，当然，源体的形状并不限于圆柱状，也可以为其他形状，例如圆台状。

图 2为图 1所示的本发明具体实施例的自聚焦放射源在源体 20端面上的平面图，结合参考图 2, 在本发明的该具体实施例中，源体 20具有 22组源孔 22, 每一组包括七个源孔 22, 共 154个，此实施例为本发明的较佳实施例。在本发明的其他实施例中，源体 20具有的源孔 22的组数不限于 22组，每一组的源孔 22的个数也不限于七个，源孔 22的组数以及每一组源孔 22的个数以可以到达放射治疗时射线的剂量为佳。在该具体实施例中，二十二组源孔在源体 20远离公共焦点 0的端面 23上均匀分布，端面的中心分布一组源孔 22, 以端面的圆心为中心的内圈分布六组源孔 22, 外圈分布十五组源孔 22。而且在本发明的具体实施例中，在源体远离公共焦点 0的端面 23上，每组放射源在一个外切圆内以其圆心为中心均匀分布，即所述每组源孔 22包括的多个源孔 22具有一共同的外切圆 21 , 并且多个源孔 22以外切圆 21的圆心为中心均匀分布，其中心也分布一个源孔 22, 在图示所示的本发明的具体实施例中，以外切圆 21的圆心为中心分布了六个源孔 22。

本发明中源体的具体尺寸、每一放射源的孔距以及放射源的大小可以根据放射源的活性区、比活度、治疗靶区的剂量要求等多个因素进行调整设计。在本实施例中，源体 20的直径为 66.5mm, 外切圆 21的直径为 5.5mm, 源孔 22 的直径为 lmm。比现有技术中的多源放射源装置的体积大大缩小。

根据以上所述的本发明的自聚焦放射源装置，本发明还提供一种辐射装置，结合附图对本发明具体实施方式的辐射装置做详细说明。

图 3为本发明具体实施例的辐射装置的立体结构图，本发明具体实施例的用于放射治疗装置的辐射装置，其中包括的准直装置根据源体的结构做相应的改进，本发明的辐射装置包括：以上所述的自聚焦放射源装置，在图 3所示的本发明的具体实施例中，为自聚焦放射源装置 100, 该自聚焦放射源装置 100 包括以上具体实施的源体 20;准直装置 30,用于准直所述源体 20放射的射线。

所述准直装置 30具有多组孔径不同的准直孔，所述准直孔的中心线聚焦于公共焦点；至少有一组所述准直孔的数量为 M个，其分布规律与所述源体的 M个放射源的分布规律相匹配。具体为，每一组准直孔包括多个准直孔，其中每一组准直孔的中心线聚焦于公共焦点；在本发明的具体实施例中，孔径最小的一组准直孔中包含有 154个准直孔，其分布规律与所述源体 20的 154 个源孔的分布规律相匹配，其他组准直孔中包含有 N个准直孔，在本发明的具体实施例中，其他组准直孔中包含有 22个准直孔，其分布规律与在源体 20 上的 22组源孔的分布规律相匹配。在源体 20上的源孔与其中一组准直孔对准时，准直装置准直源体放射的射线。所述数量为 M ( 154 ) 的每组准直孔的准直孔孔径小于数量为 N ( 22 ) 的每组准直孔的准直孔孔径。

在本发明的其他实施例中，准直孔数量为 M的准直孔的组数不限于一个，也可以为多个，根据实际应用需要设置；准直孔数量为 N 的准直孔的组数不限于一个，也可以为多个。

在图 3所示的本发明的具体实施例中，所述准直装置 30包括 5组准直孔，分别为第一组准直孔 31、第二组准直孔 32、第三组准直孔 33、第四组准直孔 34和第五组准直孔 35 , 其中每一组准直孔的中心线聚焦于公共焦点。其中，第一组准直孔 31具有最小的孔径，其包括 154个准直孔，其分布规律与所述源体 20的 154个源孔的分布规律相匹配，在第一组准直孔 31与所述自聚焦放射源的源体 20的源孔对准时，可以实现最小的焦点直径，适用于小病灶的病症。第二组准直孔 32、第三组准直孔 33、第四组准直孔 34和第五组准直孔 35包含有 22个准直孔，其分布规律与在源体 20上的 22组源孔的分布规律相匹配，适用于病灶较大的病症。在本发明的具体实施例中，所述每组准直孔分别具有不同的孔径，在实际运用中可以根据病灶的种类，选择具有相应的孔径的一组准直孔准直源体 20放射的射线。需要说明的是，准直装置 30的准直孔的组数根据实际的需要可以任意设置，并不限于五组，每组准直孔的孔径也根据实际使用的需要进行设置，准直孔的个数需要根据源体 20上源孔的个数进行相应的设置。

准直装置 30通过转动部件 40与自聚焦放射源 100可连接，使准直装置 30与自聚焦放射源 100可相对转动，从而来达到切换不同孔径的准直孔的目的。

在本发明的具体实施例中，所述准直装置 30呈圆柱状，此为本发明的较佳实施例，当然，准直装置的形状并不限于圆柱状，也可以为其他形状，例如圆台状，正多面体柱状等。

本发明的自聚焦放射源、辐射装置可以提高放射源的利用率；获得较小的半影，而且体积比现有技术大大缩小，重量也大大减小；可以保留直径较小的焦点，适应于各种不同病灶大小的病症。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

权利要求

1、一种自聚焦放射源装置，包括源包壳；其特征在于，源包壳中包含一源体； M个放射源被排布在所述源体中，所述源包壳中所述 M个放射源的射线聚焦于公共焦点，其中 M为大于 1的自然数。

2、如权利要求 1所述的自聚焦放射源装置，其特征在于，所述 M个放射源呈 N组排列，组内最接近的放射源中心间距不大于组间的最接近的放射源中心间距，其中 N为大于 1的自然数。

3、如权利要求 2所述的自聚焦放射源装置，其特征在于，所述的源体呈圆柱体状，所述 N组放射源在源体端面上呈现以该端面圆心为中心均匀分布。

4、如权利要求 3所述的自聚焦放射源装置，其特征在于，在源体端面上，所述每组放射源在一个外切圆内以其圆心为中心均匀分布。

5、一种辐射装置，其特征在于，包括：

权利要求 1 ~ 4任一项所述的自聚焦放射源装置；

准直装置，用于准直所述自聚焦放射源装置放射的射线。

6、如权利要求 5所述的辐射装置，其特征在于，所述准直装置具有多组孔径大小不同的准直孔，所述准直孔的中心线聚焦于公共焦点；至少有一组所述准直孔的数量为 M个，其分布规律与所述源体的 M个放射源的分布规律相匹配。

7、如权利要求 5或 6所述的辐射装置，其特征在于，所述准直装置中至少有一组准直孔的数量为 N个，其分布规律与所述 N组放射源的分布规律相匹配。

8、如权利要求 7所述的辐射装置，其特征在于，所述数量为 M的每组准直孔的准直孔孔径小于数量为 N的每组准直孔的准直孔孔径。