[发明专利]一种影像引导放射治疗装置

说明书

技术领域

本发明涉及放射治疗技术领域，特别是涉及一种影像引导放射治疗装置。

背景技术

随着物理学与生物科学理论的不断完善及放射治疗技术的快速发展，放射治疗已成为肿瘤的三大主要治疗手段之一；其目的在于通过提高靶区剂量和减少靶区周围正常组织放射损伤来不断提高肿瘤的局部控制率，借助于计算机技术、影像学技术的进展和医学领域各学科的广泛协作，进一步提高患者生存率和改善其生存质量。

近年来，随着以精确定位、精确计划和精确治疗为核心的精确放疗技术的快速发展，放射治疗的整体疗效得到了提高；例如，影像引导放射治疗(IGRT，image-guided radiotherapy)将放射治疗机与成像设备结合在一起，在治疗时采集有关的图像信息，确定治疗靶区和重要结构的位置、运动，并在必要时进行位置和剂量分布的校正；该IGRT技术可用在分次治疗摆位时和/或治疗中，用于采集图像和/或其他信号，并利用这些图像和/或信号，引导此次治疗和/或后续分次治疗。

目前，影像引导放射治疗装置通常包括放射治疗加速器，以及安装在其上的在线影像系统(On-board imaging system)，其中，在线影像系统可用于在每次治疗前采集病人体位的二维(例如，X线平片)或三维(例如，CBCT锥形束CT)影像，在比较所采集影像与治疗计划影像后，确定病人的体位误差或靶区与治疗射野之间的位置关系，并通过图像配准方法给出需要调整病人体位或者照射野的数据；所述在线影像系统的工作模式主要可以包括：

一、正交KV模式；

本模式一般是在加速器的机架上，沿治疗射线的正交(垂直)方向，加装一套KV级数字诊断X线影像系统来完成影像引导工作；其采用KV级诊断X线成像系统，可以得到清晰的解剖影像，具有诊断级X线影像的空间和密度分辨率，可以很好在完成对软组织靶区和器官的在线影像引导工作。

但是，对于这种KV级数字诊断X线影像系统，由于其成像射线与治疗射线成垂直正交方向，并不能反映治疗机头内部件在各治疗角度时由于重力或其他因素造成的射野改变或误差；而且，成像射线和治疗射线经过的准直器等部件和结构也不相同，虽然三维的在线影像可以较好地验证和比较每次治疗时的体位差别，但由于X线影像系统并不经过治疗机头的结构，无法验证治疗靶区及周围器官与实际治疗照射野的关系，从而影响影像引导放射治疗的效果。

二、同源MV模式。

本模式一般直接采用治疗用的MV级X射线及安装在治疗机头相对位置的数字影像板组成的在线影像验证系统；其优点是成像射线与治疗射线同源，因此也经过相同的机头结构，验证影像可以很好地反映病人的体位误差、靶区和周围器官与治疗照射野的关系等；但由于其使用的MV级射线在人体组织中的作用主要为康普顿散射效应，骨结构与软组织的吸收区别相对较小，影像的组织对比度和密度分辨率均比较差，因而其成像效果远比KV级X射线影像差，也就影响了影像引导放射治疗的质量。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够实现高质量的影像引导放射治疗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种影像引导放射治疗装置，用以实现高质量的影像引导放射治疗。

为了解决上述问题，本发明公开了一种影像引导放射治疗装置，包括：机架、加速管、准直器、治疗床、成像屏和计算机系统；

其中，所述加速管和成像屏相对180度安装在机架上，所述准直器安装在加速管机头前端，所述治疗床安装在机架外部，所述计算机系统，用于控制加速管、准直器、治疗床和成像屏；

所述加速管采用KV/MV同源双束加速管，其工作模式包括KV模式和MV模式，其中，KV模式产生用于成像的KV级射线，MV模式产生用于治疗的MV级射线。

优选的，所述加速管在KV模式和MV模式之间的切换时间为秒级。

优选的，所述成像屏跟随加速管机头同步进行360度内任意角度旋转。

优选的，所述成像屏为伸缩结构。

优选的，所述KV级射线的能量范围为从1000V到999KV，MV级射线的能量范围为从3MV到20MV。

优选的，在伸出状态下，所述成像屏，用于在治疗前或治疗过程中采集病人的图像数据。

优选的，所述计算机系统包括：

三维重建模块，用于基于所述图像数据进行三维重建，获得三维图像。

优选的，所述计算机系统还包括：

配准模块，用于将病人的放射治疗计划图像与所述成像屏生成的二维图像或所述三维图像进行配准，得到病人体位信息，并根据所述病人体位信息进行摆位。