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放射治疗装置

阅读:29发布:2020-05-14

专利汇可以提供放射治疗装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于伽玛射线旋转聚焦的 放射 治疗 装置。本发明包括 机架 、设在机架上的回转环、可分别绕旋 转轴 线旋转的源体和 准直 体,源体内设有多个 放射源 ,准直体内设有与放射源相对应的射束通道,放射源通过射束通道聚焦于 旋转轴 线上的公共焦点,所述源体和准直体的两端分别与回转环、机架连接。本发明中源体和准直体的的 单层 、双 支撑 的结构,扩大了治疗空间,降低了设备的制造成本和制造难度,简化了机械结构,提高了源体和准直体的支撑刚性,使源体和准直体持久、稳定地同轴旋转,保证了聚焦中心在治疗系统中的 位置 精度 ,实现精确 放射治疗 ,提高放射治疗的效果。,下面是放射治疗装置专利的具体信息内容。

1.一种放射治疗装置,包括:机架(3)、设在机架(3)上的回转环(12、 22)、可分别绕旋转轴线(2)旋转的源体(10)和准直体(20),源体 (10)内设有多个放射源,准直体(20)内设有与放射源相对应的射束 通道,放射源通过射束通道聚焦于旋转轴线(2)上的辐射焦点(1), 其特征在于:所述源体(10)和准直体(20)的两端分别与回转(12、 22)、机架(3)连接。
2.根据权利要求1所述的放射治疗装置,其特征在于:所述源体(10) 的一端固定在源体回转环(12)上,另一端与机架(3)可移动连接; 所述准直体(20)的一端固定在准直体回转环(22)上,另一端与机架 (3)可移动连接;源体回转环(12)与准直体回转环(22)的旋转轴 线(2)重合。
3.根据权利要求1所述的放射治疗装置,其特征在于:所述的放射治疗 装置还包括滑环,所述源体(10)和准直体(20)的一端分别固定在回 转环上,另一端分别固定在滑环上,所述滑环与机架(3)可移动连接; 源体回转环(12)与准直体回转环(22)的旋转轴线(2)重合。
4.根据权利要求1所述的放射治疗装置,其特征在于:所述放射治疗装 置还包括诊断成像系统,该成像系统包括:诊断放射源(30)、探测器 (31)、数据处理系统;所述诊断放射源(30)安装在源体(10)内, 探测器(31)设在源体回转环(12)上,探测器(31)与源体(10)内 的诊断放射源(30)沿回转环(12)径向相对布置,数据处理系统与探 测器(31)连接,并根据探测器(31)传出的信息提供相关图像。
5.根据权利要求1所述的放射治疗装置,其特征在于:所述放射治疗装 置还包括诊断成像系统,该成像系统包括:诊断放射源(30)、探测器 (31)、数据处理系统;所述诊断放射源(30)安装在准直体(20)内, 探测器(31)设在准直体回转环(22)上,探测器(31)与准直体(20) 内的诊断放射源(30)沿回转环(22)径向相对布置,数据处理系统与 探测器(31)连接,并根据探测器(31)传出的信息提供相关图像。
6.根据权利要求2或3所述的放射治疗装置,其特征在于:所述源体回 转环(12)与准直体回转环(22)同轴布置在旋转轴线(2)上辐射焦 点(1)的两侧。
7.根据权利要求2所述的放射治疗装置,其特征在于:所述源体(10) 和准直体(20)与机架(3)的连接为滚动配合或滑动配合。
8.根据权利要求1、2或3所述的放射治疗装置,其特征在于:所述的回 转环(12、22)上设有齿轮,齿轮与动驱动机构相连接。
9.根据权利要求4或5所述的放射治疗装置,其特征在于:所述诊断放 射源(30)是同位素放射源,也是低活度的钴60放射源。
10.根据权利要求4或5所述的放射治疗装置,其特征在于:所述探测器 (31)通过杠杆机构(32)连接在回转环上,可沿着诊断放射源(30) 的射束方向移动。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种放射医疗设备,尤其涉及一种用于伽玛射线旋转聚焦 的放射治疗装置

背景技术

在使用放射治疗装置进行放射治疗中,采用旋转聚焦的工作原理对病 人的病灶进行回转照射,使旋转聚点附近的病灶组织受到最大剂量的照射, 健康组织受到瞬时的、耐受剂量的照射,从而杀死病灶、保护病灶周围的 健康组织,达到放射治疗的目的。中国专利公开号为CN 1275410的多源 放射线全身治疗装置公开了一种放射治疗装置,该装置包括:源体、与源 体相固定的源体回转环、准直体、与准直体相固定的准直体回转环、回转 支架、固定在回转支架内的回转支承环。其中,回转支承环与源体回转环 之间、源体回转环与准直体回转环之间分别设有多个滚动轴承,形成轴向 定位的转动配合。源体和准直体可分别绕同一回转轴线旋转、源体内分布 的多个放射源通过源体和准直体内的放射通道,聚焦照射在回转轴线的一 个公共焦点上,准直体上设有不同孔径的准直器,孔径相同的准直器为一 组,每一组准直器的分布规律与源体内放射源的分布规律相同,源体内的 放射源及其放射通道径向分布在一个度范围小于90度的扇形区域内、轴 向分布在一个角度范围小于60度的扇形区域内,准直体的内回转半径小于 人体宽度为56厘米,准直体回转环的直径为一米。
上述装置的回转支架内设置了回转支承环、源体回转环、准直体回转 环,其缺点是三个镶嵌套装的回转环缩小了治疗空间,减小了准直体的回 转范围,增加了设备制造难度和制造成本;源体和准直体的两端通过回转 环连接在回转支架上,回转环的最小直径为一米,由于源体和准直体的回 转环较大、制造工艺复杂,在放射射束旋转聚焦过程中影响源体和准直体 同轴旋转的精度,从而影响了放射源射束的聚焦精度,降低了放射治疗的 效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种放射治疗装置,其要解决的技术问题是扩大 治疗空间,降低制造难度和制造成本,提高放射治疗精度。 为达到上述目的本发明采用以下技术方案:一种放射治疗装置,包括:机 架、设在机架上的回转环、可分别绕旋转轴线旋转的源体和准直体,源体 内设有多个放射源,准直体内设有与放射源相对应的射束通道,放射源通 过射束通道聚焦于旋转轴线上的辐射焦点,所述源体和准直体的两端分别 与回转环、机架连接;
所述源体的一端固定在源体回转环上,另一端与机架可移动连接,或 通过滑环与机架可移动连接;所述准直体的一端固定在准直体回转环上, 另一端与机架可移动连接,或通过滑环与机架可移动连接;源体回转环与 准直体回转环同轴布置在旋转轴线上辐射焦点的两侧,其旋转轴线重合, 所述的回转环上设有齿轮,齿轮与动驱动机构相连接;
所述放射治疗装置还包括诊断成像系统,该成像系统包括:诊断放射 源、探测器、数据处理系统;所述的诊断放射源安装在源体或准直体内、 探测器相对应地安装在源体回转环或准直体回转环上,探测器与源体或准 直体内的诊断放射源沿回转环径向相对布置,数据处理系统与探测器连接, 并根据探测器传出的信息提供相关图像。
所述诊断放射源是同位素放射源,也是低活度的钴60放射源。
所述探测器通过杠杆机构连接在回转环上,可沿着诊断放射源的射束 方向移动。
本发明与现有技术相比,源体和准直体的两端分别与回转环、机架连 接,本发明的单层、双支撑的结构与现有技术中双回转环、双支撑的结构 相比,增大了回转环内的范围,治疗时扩大了回转环内治疗床的移动范围, 扩大了治疗空间,降低了设备的制造成本和制造难度;由于源体和准直体 的一端分别与机架连接,简化了机械结构,减少了材料,减轻了重量,提 高了源体和准直体的支撑刚性,制造工艺更加简单可靠,保证源体和准直 体持久、稳定地同轴旋转,使源体内放射源射束通过准直体内的射束通道 后,放射源射束聚焦准确,保证聚焦中心剂量场分布的稳定性,以及聚焦 中心在治疗系统中的位置精度,实现精确放射治疗,提高放射治疗的效果。
附图说明
图1是本发明治疗状态的整体结构示意图。
图2是图1的剖视图。
图3是本发明成像状态的整体结构示意图。
图4是本发明第二实施例治疗状态的整体结构示意图。
图5是图4的剖视图。
图6是本发明第三实施例治疗状态的整体结构剖视图。
图7是本发明的辐射装置机构示意图。
图8是本发明第二实施的辐射装置机构示意图。
图9是本发明成像系统的结构框图
图中1.辐射焦点,2.旋转轴线,3.机架,4.治疗床,10.源体,11. 治疗放射源,12.源体回转环,13.源体连接件,14.源匣,20.准直 体,21.准直器,22.准直体回转环,23.准直体连接销,30.诊 断放射源,31.探测器,32.杠杆机构,33.前置放大器,34.数据转换 器,35.数据处器,36.伽玛刀TPS系统,37.伽玛刀控制系统,100.源 体驱动装置,101.源体传动件,200.准直体驱动装置,201.准直体传动 件。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2和图3所示,在本发明的第一个实施例中,放射治疗装 置包括: 机架3、设在机架上的回转环12、22、可分别绕旋转轴线2旋转的源体10 和准直体20,源体10内设有源匣14,源匣14内载有多个放射源,准直体 内设有多组与放射源相对应的准直器21,准直器21的内腔形成射束通道, 放射源通过射束通道聚焦于旋转轴线2上的辐射焦点1,源体10的一端固 定在源体回转环12上,另一端设有或源体连接件13,准直体20的一 端固定在准直体回转环22上,另一端设有凸块或准直体连接件23,机架3 上位于辐射焦点1的两侧设有环形的凹槽,两侧的凹槽分别接收源体10一 端的凸块或源体连接件13和准直体20一端的凸块或准直体连接件23,凸 块可与机架3内的凹槽滑动配合,连接件13、23为均布的多个圆柱体,它 们可与机架3内的凹槽滚动配合;源体回转环12与准直体回转环22同轴 布置在旋转轴线2上辐射焦点1的两侧,其旋转轴线2重合,回转环上设 有外齿轮,源体回转环12上的外齿轮通过源体传动件101与固定在机架3 上的源体驱动装置100相连接,准直体回转环22上的外齿轮通过准直体传 动件201与固定在机架3上的准直体驱动装置200相连接,源体回转环12 和准直体回转环22与机架3之间分别设有滚动轴承,形成轴向定位的转动 配合;治疗床4沿旋转轴线2穿过源体回转环12和准直体回转环22。
本发明的源体10和准直体20的两端分别与回转环12、22、机架3连 接,这种单层、双支撑的结构,增大了回转环内的范围,治疗时扩大了回 转环内治疗床的移动范围,扩大了治疗空间,简化了机械结构,减少了材 料,减轻了重量,提高了源体10和准直体20的支撑刚性,降低了设备的 制造成本和制造难度,制造工艺更加简单可靠,保证源体和准直体持久、 稳定地同轴旋转,使源体10内放射源射束通过准直体20内的射束通道后, 放射源射束聚焦准确,保证聚焦中心剂量场分布的稳定性,以及聚焦中心 在治疗系统中的位置精度,实现精确放射治疗,提高放射治疗的效果。
放射治疗装置还包括诊断成像系统,该成像系统包括:诊断放射源30、 探测器31、数据处理系统;数据处理系统包括:前置放大器33,数据转换 器34,数据处器35;诊断放射源30是同位素放射源,也是低活度的钴60 放射源,诊断放射源30安装在源体10上的源匣14内,并使诊断放射源 31处于源体10的中央,探测器31通过杠杆机构32连接在源体回转环12 上,探测器31与源体10内的诊断放射源30沿回转环12径向相对布置, 探测器31可沿着诊断放射源30的射束方向移动至接近治疗床4的诊断位 或远离治疗床4的治疗位,并通过源体驱动装置100的驱动,与源体10一 同绕旋转轴线2做步进旋转或连续旋转;诊断放射源30也可以安装在准直 体20中央,同时探测器31通过杠杆机构32连接在准直体回转环22上, 并通过准直体驱动装置200的驱动,与准直体20一同绕旋转轴线2做步进 旋转或连续旋转,探测器31与准直体20内的诊断放射源30沿回转环22 径向相对布置,并通过回转环上杠杆机构32沿着诊断放射源30的射束方 向移动至接近治疗床4的诊断位或远离治疗床4的治疗位。
如图7所示,本发明的辐射装置包括:源体10、带有齿轮的源体回转 环12、探测器31;源体10的一端连接在源体回转环12上,另一端设有凸 块或源体连接件13,探测器31通过杠杆机构32连接在源体回转环12上, 使探测器可沿着诊断放射源30的射束方向移动;源体10内的诊断放射源 30与探测器31沿源体回转环12径向相对布置,源体10内设有可拆卸的 源匣14,源匣14中央设有诊断放射源30,诊断放射源30两侧均布多个直 线径向排列的治疗放射源11,放射源发出的射束聚焦于源体回转环12轴线 上的辐射焦点1,并辐照在探测器31上,探测器可以接收诊断放射源30 和治疗放射源11的射束信息,分别作出响应,并输出探测信息,固定在支 架3上的源体驱动装置100通过源体传动件101驱动源体回转环12的齿轮, 使源体回转环12绕旋转轴线2转动,同时,带动源体10和探测器31绕旋 转轴线2同步转动。
如图9所示,探测器31既可以接收诊断放射源30的辐照,也可以接 收治疗放射源11的辐照,并分别将信息传递给数据处理系统中的前置放大 器33,前置放大器33再将放大的辐照信息传递给数据转换器34,经过数 据转换后输出给数据处器35,数据处器35根据接收的信息向伽玛刀TPS 系统36和伽玛刀控制系统37提供相关图像及信息;探测器象素单元为 1mm2,当接收诊断放射源30的辐照时,采用Cone Beam CT的方法对患者 的靶点区域成像,采用Radon变换和滤波背投影的方法,获得相应的CT 值密度分布和断层影像,获得靶区、标志点的位置坐标,用于确认患者的 摆位,以及摆位的调整;当接收治疗放射源11的辐照时,探测器阵列获取 治疗放射源11射束穿透人体后的剂量分布(透射剂量和散射剂量),利用 治疗前获取的患者CT值密度分布,利用去卷积的方法,重建患者靶区和 关键组织的剂量场分布,该分布为实际照射的剂量分布。由于患者靶区, 特别是体部,如胸、、肝、肠、肾、前列腺等部位的靶区发生生理运动 以及患者本身的不自主运动,靶区在治疗过程中在治疗设备的坐标中的位 置是变化的,结合这些位置变化信息以及实际测量的剂量分布,可以估算 出靶区实际获得的照射剂量和分布,与TPS的规划剂量进行比较,可以获 得修正剂量方案,用于患者的补充照射。同时,采用简化算法,实时监测 和重建分次剂量(如每圈照射的剂量),并与规划的分次剂量图进行比较, 给出实时的剂量偏差和剂量校正方案,实现伽玛刀的剂量照射的实时监测 和动态调整。
放射治疗装置是伽玛射线成像系统和放射治疗系统整合集成,数据处 理系统集成了相应的影像、跟踪和剂量重建等的核心内容,分别对数据进 行处理,形成投影扫描、特征点跟踪、穿透剂量测量等数据获取功能,获 得我们希望的监测结果和校正数据,实现实时监测、验证和校准。
如图1和2所示,当放射治疗装置处于治疗状态时,准直体驱动装置 200通过准直体传动件201驱动准直体回转环22绕旋转轴线2转动,准直 体20相对于源体10转动一个角度,使固定在准直体回转环22上的准直体 20内的一组准直器21对应源体10内的治疗放射源11,治疗放射源11内 的射束通过准直器21形成的射束通道聚焦于旋转轴线2上的辐射焦点1, 并穿过治疗床4上的病人,辐照在探测器31上,探测器31通过连接在回 转环12上的杠杆机构32处于远离治疗床4的治疗位,通过源体驱动装置 100和准直体驱动装置200的驱动,使源体10、准直体20、探测器31一 同绕旋转轴线2连续转动。
如图3所示,当放射治疗装置处于成像状态时,源体10中央的圆柱形 单光子诊断放射源30,通过准直体20中央的一个准直器内腔通道,穿过 治疗床4上的病人,辐照在探测器31上,探测器31通过连接在回转环12 上的杠杆机构32处于接近治疗床4的诊断位,通过源体驱动装置100和准 直体驱动装置200的驱动,使源体10、准直体20、探测器31一同绕旋转 轴线2做步进转动。
如图4、5和8所示,是本发明的第二实施例,源体10的一端固定 在源体回转环12上,另一端固定在源体连接件13上,源体连接件13为带 有凹面的圆环形结构,该凹面的内环与机架3一端的外表面滑动配合,本 实施例的其它结构特征与本发明的第一实施例的结构特征相同。
如图6所示,是本发明的第三实施例,准直体20一端固定在准直体 回转环22上,另一端固定在准直体连接件23上,准直体连接件23为圆环 形结构,该圆环的外表面与机架3一端的内圆表面滑动配合,本实施例的 其它结构特征与本发明的第一实施例的结构特征相同。
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