放射治疗装置
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 寻求提供一种 放射 治疗 装置，该装置减少诸如 放射治疗 、IMAT、IMRT等技术中发现的各种问题。提供一种放射治疗装置包括由多叶 准直 器 校准其输出的 放射源 ，和患者 支撑 台，该源绕支撑台可旋转并且该支撑台沿旋 转轴 可平移，由此形成源相对支撑台上的患者螺旋状地移动。优选MLC的 叶片 定向为与 旋转轴 正交 ，以简化对剂量分布的计算。该装置因而在纵向方向上沿旋转轴移动患者支撑台上的患者。因而，该设备在纵向方向上具有有效且无限制的可治疗容积，并避免了IMAT和IMRT技术的限制，同时使用细的MLC叶片能给出高的纵向 分辨率 。该装置优选地与提供类似于提供给IMAT和IMRT设备的计算服务的最优化系统相组合。基本上能使用相同的计算技术，以及对输入条件和特征等式的适当变化。长孔的长度(相比 断层 放射治疗)使得放射输送有效，并因此可实行高剂量的输送；因而大剂量少分割和放射治疗在大的治疗容积上运用成为可能。，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由多叶准直器校准其输出的放射源，和 患者支撑台，该放射源绕支撑台可旋转并且该支撑台可沿旋转轴平移， 由此形成放射源相对支撑台上的患者螺旋状地移动。
2.根据权利要求1所述的放射治疗装置，进一步包括计算器件， 用于计算多叶准直器的叶片位置，其作为该源的旋转角度的函数以实现 特定剂量分布。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的放射治疗装置，其中多叶 准直器具有至少3个叶片。
4.根据权利要求3所述的放射治疗装置，其中多叶准直器具有至 少10个叶片。
5.根据前述任意一项权利要求所述的放射治疗装置，其中对多叶 准直器定向以便使其叶片与旋转轴相正交。
6.参考和/或附图所示基本如此处所描述的放射治疗装置。
技术领域
背景技术
先前已有几种方法用于实现期望的暴露病态细胞死亡同时保持健康 细胞的暴露最小化。许多方法通过从多个方向指向肿瘤进行放射而起作 用，或者同时从多个源或者从单个源多重暴露。因而每个源发出的放射 强度小于将破坏细胞需要的量，但多个源的放射束线聚合之处，其放射 总强度足以提供治疗剂量。
该治疗期可能会延长到数天或若干周，以使得健康组织恢复。当接 受较小剂量时，应该会恢复得更快。因此，在时间上间隔重合剂量将最 终造成对病理细胞较大的损坏。
因此，重要的是尽可能精确地向病理细胞输送放射同时将对健康组 织的剂量减到最小。这里所关心的进程在于允许每次治疗步骤中输送更 大的单次剂量，因此减少所需治疗的总次数，并实际减少输送给患者的 总剂量。例如，处方为35例(instances)的2Gy剂量可能被15例的3Gy 剂量取代，已知为“大剂量少分割(hypofractionation)”的技术。 采取极端逻辑，如果输送给健康组织的该剂量能显著减少的情况下，这 将可能被单次45Gy剂量所取代。更典型地参考放射外科学，该方法需 要更少的治疗显然有利于患者，并且在治疗中没有定位不一致的风险。
已提出多种方法用于实现减少健康组织的剂量同时将病理组织的剂 量最大化。最简单的是从多个方向指引放射束线。因而，在叠合的束线 处，剂量近似为提供给其他区域剂量的‘n’倍，其中‘n’为采用方向 的数量。
还可以采用校准以束线尺寸将限制到所需照射病理组织的最小值。 已知诸如在EP-A-0314214中描述的多叶准直器(MLCs)，并且这些能 够将束线定形为期望的轮廓。
在WO-A-02/069349中，我们提出一种将放射束线扫过所感兴趣区 域同时调制其宽度的系统。这提供不限制到治疗区域的长度的很大优 势。
在“旋转适形”校准中，旋转源绕患者旋转，并采用MLC进行校准。 MLC校准的形状随通路的角度而变化，以便束线的宽度总与在束线方向 所看到的肿瘤投射轮廓保持一致。这对一些形状是有用的，但对具有凹 度或凹角的形状处理不好。
在US-A-5818902中描述了IMAT技术。其通过允许绕患者重复旋转 而进一步发展旋转适形技术。以这种方式，逐步增大在肿瘤处的剂量。 使用计算方法决定MLC的形状和方向。将所感兴趣区域的每个体素指定 为‘成本函数’，其反映关于具体剂量的成本。因此，例如肿瘤区域中 的体素具有关于低剂量的高成本，而健康区域的体素则相反。一些诸如 脊柱和消化道的敏感区域所给出的成本函数，其高于某临界水平的剂量 处放置尤其高的成本。然后计算进程通过操作所输送的选项寻求最小成 本函数。IMAT可以提供额外的剂量分布。
IMRT在计算原理上与IMAT相似，但是从同一方向提供一连串的MLC- 形束线。因而，计算负荷略有降低。
断层放射治疗是一种在‘采用螺旋状断层放射治疗肺癌的计划评价 报告’T.Kron et al.Phys.Med.Biol.49(2004)3675-3690中所描 述的治疗技术。在该技术中，由源产生的可调制扇束以螺旋方式绕患者 旋转。该束线的强度可通过横跨扇束轨道宽度滑入和滑出的元件进行调 制。该剂量可完全适形并且达到的剂量分布令人满意。
发明内容
例如，WO-A-02/069349的系统仅采用单一通路方向。如上所述的， IMAT和IMRT提供良好的剂量分布，但朝向更高分辨率的压力要求更高 分辨率的MLC，其趋向具有更小孔径。因而，限制了可治疗的容积。
螺旋断层放射治疗提供格外低的输送效率。为完成可比较计划，使 用25mm厚扇束(FBT)和至少为3的调制因子(MF)一起-较低值(较 高效率)导致无法接受的计划质量。这使得2Gy剂量输送花费约20分 钟的束线照射时间(beam on time)。束线源的剂量效率约为10Gy/分钟， 即在20分钟内，机器能够输送200Gy。这意味着剂量输送效率约为1％。 典型地使用传统MLC，IMRT技术提供约50％的效率。这意味着为对患者 达到相同泄漏剂量，断层放射治疗机器的屏蔽需为50倍为宜。其也意 味着该机器输送每分段消耗约50倍多的电量，并且产生50倍多的热量。 这也限制了其他组件的寿命。
这还意味着大剂量少分割技术在螺旋断层放射治疗的环境里不切实 际。输送20Gy的分段剂量输送将花费200分钟，即31/2小时的束线照 射时间。典型地，把20分钟作为患者能够静止平躺的最长时间。放射 治疗的可实施性仍然较小，如50Gy剂量将花费500分钟，即81/2小时 的束线照射时间。
本发明寻求提供一种减轻上述技术中出现的各种问题的放射治疗装 置。由此提供一种放射治疗装置包括通过多叶准直器校准其输出的放射 源，和患者支撑台，源绕该支撑台可旋转并且该支撑台可沿旋转轴平移， 因而源相对支撑台上的患者螺旋状地移动。
优选MLC的叶片定向为与旋转轴正交，由此将大大简化对剂量分布 的计算。在所述例子中，设想MLC将不能旋转，不同于传统的治疗机器。
该装置因而在纵向方向上沿旋转轴移动患者支撑台上的患者。因 而，该设备在纵向方向上具有有效且无限制的可治疗容积，并避免了IMAT 和IMRT技术的限制。尽管这样，细的MLC叶片仍然能用于给出高的纵 向分辨率。
随着纵向运动延伸出可治疗长度，可以使用有限数量的MLC叶片。 这相比于传统的MLC简化了工程，其中叶片的数量要求足够充分以覆盖 可治疗区域。以这种方式，为了更高分辨率而使用更细的MLC叶片不在 意味着更小的治疗场。
该装置优选地与提供类似于提供给IMAT和IMRT设备的计算服务的 最优化系统相组合。基本上能使用相同的计算技术，以及对输入条件和 特征等式的适当变化。
这样的设备提供了大量可优化的治疗变量，由此得到相比IMAT和 IMRT而言类似或更好的剂量分布质量。然而，长孔的长度(相比断层放 射治疗)使得放射输送有效，并因此可实行高剂量的输送；因而大剂量 少分割和放射治疗用在以前仅仅可经断层放射治疗的大治疗容积上成为 可能。
附图说明
现在通过例子参考附图对本发明的实施例进行描述，所述附图中：
图1为本发明采用的几何布置示意图。
具体实施方式
为放射源14提供多叶准直器(MLC)18。MLC的叶片20定向为与束 线16和轴12相正交。相应地，叶片与源14沿其旋转路径的切线方向 相一致。由此将放射束线从锥形校准成可视为多个夹角连续可变的扇 束。
随着源14(和相连的准直器18)绕轴12旋转，该患者支撑台10 沿该轴移动。因此，相对于支撑台10上患者，源描绘出一螺旋状22。
通过考虑一个特例可能最容易理解本思想，其中每旋转一次治疗机 器，患者移动MLC一个叶片的宽度。然而，应当理解本发明可应用于其 他情形。在该特例中，治疗场在任意横轴平面的放射范围由用于机器连 续旋转的MLC中连续叶片所决定。因此，特定的横轴片层剂量通过由连 续叶片对确定的孔径尺寸增大。这类似于美国专利5818902中所描述的 IMAT技术的多重旋转。
增加断层放射治疗设备的FBT，以减少“束线照射”时间并改进仅 将sup/inf方向的剂量分布降低到不可接受程度的效率。减少FBT以改 进sup/inf方向的剂量分布将增加相当量的束线照射时间，即10mm的FBT 将导致50分钟的束线照射时间-剂量输送效率约为0.4％或250分之1。 根据本发明，理想的叶片宽度在等中心(isocentre)约为3mm，并且每 个对应列应该至少40个叶片。可以提供更多或更少数量的叶片，例如30， 20，10或甚至至少为3。40个这样的叶片将使得准直器长度为120mm。
效率可能由准直器的长度来标定。因而，这些技术类似断层放射治 疗可能为5倍的更高的效率(120mm对比25mm)。而且，我们的IMAT技 术经验显示效率通常相当高，达到30％的数量。
机器可连续旋转，但该旋转可在不需要进行放射的弧部分关闭。当 然30％是通过肿瘤长度与准直器长度的比率而降低的-240mm肿瘤长度将 使效率降到15％。所以这些论据断定这样一种技术的效率可能在5到15％ 之间。该效率差于传统的MLC技术但比断层放射治疗技术要好得多。
使用宽度3mm的叶片将给出基本上优于所描述的25mmFBT的断层放 射治疗技术的剂量分布质量。这是因为这两种技术在纵向方向上分布的 几何半影可能分别为3mm和25mm。
如果肿瘤长度小于准直器长度，可通过患者支撑态系统保持静止而 采用传统的IMAT技术用相同的机器治疗肿瘤。因而该机器不用进行改 变可用于输送两种技术。
当然可以理解的是，可以对上述实施例进行多种变化，而不脱离本 发明的范围。
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