技术领域
[0001] 本
发明涉及
放射治疗仪，尤其涉及对用于此的多叶式
准直仪的控制。
背景技术
[0002] 放射治疗仪涉及产生
电离辐射束，通常是X-射线或
电子束或其它亚
原子粒子束。该
电离辐射束对准患者的癌变区域，并且对
肿瘤细胞产生有害影响，从而减轻患者的症状。
一般，最好对辐射光束划定范围，从而剂量在肿瘤细胞中最大而在患者的健康细胞中最小，这改善了治疗效率并且减少患者所遭受的
副作用。已经发展了这样做的各种的方法。
[0003] 在划定
辐射剂量范围时的一个重要的部件是所谓的“多叶式准直仪”(MLC)。这种准直仪由大量边对边排列在阵列中的细长的薄
叶片组成。每个叶片可纵向移动，从而叶片的端部可伸到辐射场中或从辐射场中
撤回。因而，可以对叶片端部的阵列进行
定位以便定义准直仪的可变边缘。可以撤回所有叶片以
覆盖辐射场，或者可以伸出所有叶片以便隔离辐射场。可替换地，在可操作范围内，可以撤回某些叶片并伸出某些叶片来定义所需要的任何形状。多叶式准直仪通常由两组这样的阵列组成，每组阵列从准直仪的相对侧向辐射场突出。
[0004] 此外，现在通常将放射治疗仪与诊断X-射线源和2维平板检测仪进行整合，这样组合在一起能够在治疗患者期间或者在这样的治疗前就执行在线CT扫描。从前，执行研究程序以便确定肿瘤
位置，然后准备治疗计划以便设计剂量分布，使得对肿瘤细胞施加期望的剂量而对周围的患者细胞施加最小剂量。治疗期间的在线CT扫描允许在治疗期间修正治疗计划，因此已经从原理上提议应将CT扫描的结果反馈到设置MLC叶片位置的控制单元，从而辐射束的范围被划定到肿瘤的当前实际位置，而不是在执行诊断程序时的先前位置。
发明内容
[0005] 本发明基于一种认识，即通过这种方法来控制MLC是不够的。尤其是，虽然这样的环节在理论上运行得很好并且在实际中对于相对于叶片在纵向上(例如在叶片运动方向上)的肿瘤移动也运行得很好，但对于在相对于叶片的侧向上——例如垂直于叶片运动方向——的适应性移动却存在困难。
[0006] 因此，本发明提供一种放射治疗仪，包括适于发射治疗辐射束的源、用于划定辐射束范围的准直仪，该准直仪包括多个相互并排排列并能够纵向移动的叶片，从而叶片的端部定义该准直仪的可变的边缘，所述叶片安装在可以相对于叶片侧向移动的
支撑框上。
[0007] 这样，垂直于叶片移动方向的肿瘤移动可以通过简单地移动准直仪的主体来适应以便适应于此。通常，在治疗期间的肿瘤的移动仅仅是位移而非肿瘤的增大或减小，因此与设法使准直仪叶片进行合适的移动相比，以这种方式
跟踪肿瘤可能是适应侧向移动的更为有效的方式。特别是，在肿瘤的侧向边缘处很有可能的是，紧邻的准直仪叶片将完全伸出或完全缩回以便隔离该点处的辐射场。因而，如果肿瘤移动到一新叶片对的阴影中，则该叶片对将需要突然地撤回或伸出到合适的位置。同样地，在肿瘤另一侧向边缘处的对应叶片对由于肿瘤不再在其阴影中而将不得不完全关闭。
[0008] 这种移动必须非常迅速，很有可能超出叶片移动的最大可能速度。这种速度受限于工程考虑，尤其是受限于在有限空间中移动非常薄非常重的叶片的可行性。在肿瘤的摆动移动的情况下，移动叶片所需的时间可能大于摆动周期。
[0009] 优选地，该仪器还包括控制装置，该控制装置适于接收关于目标体积的位置的信息，并且基于该信息控制叶片的纵向位置和支撑框的侧向位置。
[0010] 另外优选地，在支撑框沿路径移动时，该支撑框相对侧向移动被迫倾斜。一般地，位于多叶式准直仪内的叶片不是绝对平行的而是各自定向为使得这些叶片汇聚——汇聚点可以在辐射源上，以便使由叶片或(优选地)相对于该源的偏移所引起的半影(penumbra)最小化，从而使叶片之间的
泄漏最小化。因而，弧形路径最好是线状的，其中尽管支撑框沿直线路径侧向移动，该倾斜也允许叶片的几何形状基本上得到保持。
[0011] 这例如可以通过可在合适的
导轨上移动的
轴承或者通过在多个非等长的
摇臂上安装支撑框来实现。这种摇臂的长度可根据需要进行调整以提供合适的移动。
附图说明
[0012] 现在参照附图通过举例方式对本发明的
实施例进行描述；其中
[0013] 图1示出公知的多叶式准直仪；
[0014] 图2示出在这样的多叶式准直仪中目标体积的纵向移动的效果；
[0015] 图3示出在这样的多叶式准直仪中侧向移动的效果；
[0016] 图4示出沿辐射束轴所观察的根据本发明的多叶式准直仪；
[0017] 图5示出沿辐射束轴所局部观察的图4的多叶式准直仪；
[0018] 图6示出用于控制多叶式准直仪移动的第一可能性；以及
[0019] 图7和8示出用于控制多叶式准直仪的移动的第二可能性。
具体实施方式
[0020] 参照图1，公知形式的多叶式准直仪10被用于划定意旨治疗肿瘤12的辐射束的范围。沿着图1中辐射束的轴观察，该多叶式准直仪10由多个叶片13组成，这些叶片13一般在辐射束的方向上是纵深的，在横断辐射束的纵向上是伸长的，并且在垂直于辐射束的侧向上是窄的。这些叶片彼此并排地排列在阵列中，其中这些叶片的侧面紧邻并且平行。这些叶片安装在支撑框中(图1中没有示出)，该支撑框允许各个叶片伸出或缩回以便定义大体上与沿着辐射束轴所观察的肿瘤12的外部相匹配的形状14。某些叶片——例如叶片——16全伸到场的中间，而邻近叶片18a，20a，22a，24a和26a部分缩回以便暴露肿瘤12以进行辐射。对于该场相对侧的叶片18b，20b，22b，24b和26b存在相应的情况。
[0021] 对放射治疗仪的当代推进包括提供将治疗处置源与诊断源和用于诊断源的平板成像器相组合的仪器。通常，治疗源被安装为使得可以围绕患者旋转360°或以上，以允许从多个方向辐射肿瘤，由此减少对周围正常组织的剂量。典型地，诊断源和平板成像器被安装在同一可旋转的支撑框上并且通常与治疗源间隔90°或约90°，从而诊断源和平板成像器与治疗源一起围绕患者旋转并且允许准备三维计算机
断层摄影(CT)扫描。
[0022] 该扫描和/或该
基础图像可以揭示肿瘤当前位置的改变，并且已经提出应对MLC进行调整以便考虑到这些改变。图2示出这样做的过程。假设肿瘤12在平行于叶片纵向的方向上移动一小段距离28。因此，这要求已经部分缩回的叶片18a，20a，22a，24a和26a每个再缩回进一步的量，如图2中阴影区域30所示出的那样。类似地，该场另一侧的对应叶片18b，20b，22b，24b和26b需要伸出也在图2中以阴影示出的相应的伸出量32。
[0023] 因此，当平行于或基本平行于叶片的纵向移动时，对MLC叶片的这种调整是有用的和直接的。图3示出，如果方向性移动34沿着垂直于叶片的纵向的方向、即沿着相对于叶片的侧向，则出现困难。这意味着，先前部分缩回的叶片对26a，26a现在不再覆盖肿瘤12的任何部分，并且必须完全地伸出，以便隔离在该区域中的辐射场。相应地，相关的移动36是大幅度的。类似地，在辐射场的另一侧，一个或多个新叶片对38a，38b必须从完全伸出的位置移动到大部分缩回的位置，这覆盖显著的距离40，如图3中以阴影线所示。
[0024] 这些移动——即额外的伸出36和大幅度的缩回40——不是对叶片位置的小的调整，而是显著地穿越一大部分MLC场。一般地，MLC的叶片只能以预定的最大速度移动，这是由于在限定区域内将长的、薄的并且重的物体以高
精度移动而不引起任何如弯折之类的机械损坏所涉及的工程约束。相应地，适应肿瘤12的侧向移动所需的显著的叶片移动36，40很有可能相对于肿瘤12的移动速度花费大量时间。如果这种移动是周期性的，例如由呼吸引起，则很有可能的是，肿瘤12的移动和叶片的调整可能变得不协调。无论如何，都会有显著的并且不希望的延迟。
[0025] 图4示出本发明的实施例，其中MLC 10的叶片安装在支撑框42上，该支撑框42包括必要的位置调整
电机(等等)。该支撑框42安装在支承件44上，该支承件44安装在作为放射治疗仪整体的一部分的固定
框架46上。在支承件44和固定框架46之间提供有小的调整机构48，以允许MLC默认位置的工厂调整。
[0026] 一组轴承50位于MLC支撑框42和支承件44之间，该组轴承50允许支撑框42相对于支承件44在相对于MLC 10的叶片的横向方向上移动。因而，如图2中所示的肿瘤12相对于叶片的纵向移动可通过调整叶片位置而得到适应。如图3中所示的肿瘤12相对于MLC 10的叶片的横向或侧向的移动可以通过整个支撑框42(包括叶片组)的侧向移动来适应。相应地，叶片随着肿瘤12向侧面移动，并且不再需要图3中所示的过多的叶片移动36、40。
[0027] 图5从一侧示出MLC 10，在该平面内包括光束方向52。可以看出，MLC10的叶片以汇聚的方式排列，聚焦在位于源54一侧的位置55处——所述源54即为辐射束轴52上的可认为从中发出辐射的点54。这是有用的，以便最小化从叶片之间的间隙穿过的辐射泄漏。可替代的方式是给叶片提供网状阶梯侧面或连
锁的“企口接合(tongue and groove)”设计。因此，图6以示意形式示出轴承50的优选形式。为了(基本上)保持叶片相对于源54的方位(未在图6中示出)，该支撑框42相对于支承件44在以源54为中心的弧线上移动。相应地，在支撑框移动时，该支撑框将倾斜一定的
角度。
[0028] 在该例中，轴承组56由一对弧形导轨58a，58b组成，在该对弧形导轨上安装有相应的一对合适的
滚动轴承60a，60b，该对滚动轴承60a，60b能够沿着弧形导轨58a，58b移动。导轨58a，58b附接到周围的支承件44上，并且支撑框42安装在滚动轴承60a，60b上。如果需要，这种安装设置可以反过来。每个导轨58a，58b所采用的弧形是以辐射束源54为中心的圆环。因而，当轴承组56使MLC 10平移时，各个叶片仍然聚焦在辐射束源54上。
[0029] 图7和8示出用于轴承50的可替代的设置。固定构件44’附接到支承件44，并通过一对非等长摇臂63，65与附接到支撑框42的浮动构件42’连接。每个摇臂63，65以连接到固定构件44’的一端64，66为中心以及以连接到浮动构件42’的另一端68，70为中心旋转。如图7中所示，
支点64和66之间的间距与在摇臂63，65另一端的支点68和70之间的间距不同。这样，基础几何学原理指出浮动构件42’将相对于固定构件44’沿着所规定的路径移动；可以调整固定点64，66，68和70以及摇臂63，65的长度以根据需要来控制该路径。图8示出在小的旋转之后的物体位置，这示出了浮动构件42’的角度随着该浮动构件42’向一侧移动而稍稍改变。
[0030] 当然可以理解在不背离本发明的范围的情况下可以对上述实施例作出各种改动。
