[发明专利]放射治疗系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年4月13日提交的名称为“Real Time Control Systems for Radiation Treatment Systems”的美国临时专利申请第61/323,859号的优先权。

发明背景

放射外科手术是允许对良性和恶性肿瘤进行非侵入性治疗的医疗过程。其也被称为立体定向放射疗法(SRS)(当用于靶向脑内病变时)和体部立体定向放射疗法(SBRT)(当用于靶向体内病变时)。除了癌症之外，放射外科手术还经证实有利于治疗一些非癌性病症，包括诸如动静脉畸形(AVM)和三叉神经痛等功能性疾病。其通过以高精度导向高度聚焦的电离辐射束(例如，X射线、伽马射线)进行作业。放射外科手术首创于1951年，其可通过精确的辐射剂量而用于消除颅内和颅外肿瘤以及使用普通外科技术无法触及的其它病变。存在许多常规外科治疗难以治疗或不适于治疗或会产生不利后果(例如对附近的动脉、神经和其它重要结构造成损伤)的神经疾病。

线性加速器(LINAC)可用于提供放射外科手术。基于LINAC的放射外科手术首先由佛罗里达大学医学院提出，并且由Betti和Colombo于20世纪80年代中期采用。针对放射外科手术应用而优化的现代LINAC包括产自Varian Medical Systems的Trilogy机和由Varian和BrainLAB生产的Novalis Tx放射外科手术平台。这些系统与伽马刀在许多方面不同。伽马刀由Co-60的衰变产生平均能量为1.25MeV的伽马射线。LINAC通过撞击金属靶(通常为钨)的加速电子的碰撞产生X射线。因此LINAC可产生任何数量的能量x射线。伽马刀具有超过200个排列在头盔中的源极，以提供多个治疗角度。在LINAC上，机架在空间上移动，以改变提供角度。这既可使患者在空间上移动，也可改变提供点。虽然在Varian Trilogy和Novalis Tx放射外科手术平台上无需使用框架，但两种系统优选地使用立体定向框架来限制患者移动。Varian Trilogy也可连同实时成像与非侵入性固定装置一起使用，以检测患者在治疗期间的任何运动。

虽然LINAC系统提供了许多优点，但其控制要复杂的多。例如，当机架绕患者旋转时，必须改变准直仪的夹具和叶片，并且必须改变线性加速器的信号，以实施所需的辐射剂量计划。这种复杂性限制了实施某些类型的治疗计划的能力。

发明概述

本申请的一项发明包括具有能够实施更复杂的治疗计划的增强型控制架构的放射治疗系统。概括地说，一种示例性系统包括：多个治疗相关组件；数字分组网络；管理程序控制实体，其电耦接至数字分组网络且具有治疗计划；以及多个节点，每个节点耦接至数字分组网络且控制放射治疗系统的一个或多个组件；并且其中管理程序通过数字分组网络将控制命令定期传送至所述节点。如本文所述，术语“辐射”包括所有形式的粒子和电磁辐射，包括但不限于：电离辐射、非电离辐射、电子束、质子束、离子束、原子束、微波波束、射频波束等。

本申请的另一项发明包括用于放射治疗系统的控制系统。概括地说，一种示例性控制系统包括：数字分组网络；管理程序控制实体，其电耦接至数字分组网络且具有治疗计划；以及多个节点，每个节点耦接至数字分组通信网络且控制其主系统的一个或多个组件；并且其中管理程序通过数字分组通信网络将命令定期传送至所述节点。

本申请的另一项发明包括对来自散射中子和其它形式的辐射的干扰影响的承受能力增强的放射治疗系统。概括地说，一种示例性系统包括：多个治疗相关组件；数字分组网络；管理程序控制实体，其电耦接至数字分组网络且具有治疗计划；以及多个节点，每个节点耦接至数字分组通信网络且控制一个或多个治疗相关组件；并且其中多个治疗相关组件设置在治疗室内，并且其中管理程序控制实体和至少一个节点设置在治疗室外。

本申请的另一项发明包括对来自散射中子和其它形式的辐射的干扰影响的承受能力增强的放射治疗系统。概括地说，一种示例性系统包括：多个治疗相关组件；数字分组网络；管理程序控制实体，其电耦接至数字分组网络且具有治疗计划；多个节点，每个节点耦接至数字分组通信网络且控制一个或多个治疗相关组件；以及中子吸收材料的主体，其设置在至少一个治疗相关组件和管理程序之间，该中子吸收材料的主体将通过其本身的中子通量密度降低十倍或以上。