[发明专利]多机械臂式术中放射治疗装置

说明书

本发明涉及多机械臂式术中放射治疗装置，可包括：基座；主机械臂，安装于所述基座上，用于移动安装在其末端的辐射头；第一机械臂，安装于所述基座上，具有用于夹持成像设备或治疗限光筒的第一机械臂末端夹持器；以及第二机械臂，安装于所述基座上，具有用于夹持模拟限光筒的第二机械臂末端夹持器。本发明能在术中放疗前利用机械臂带动成像装置对瘤床进行三维成像，并以此为基础准确确定靶区位置以及靶区与周围正常组织和重要器官的关系，更精确地确定照射剂量和时间，有利于减小术中放疗并发症和放射性引起的毒副作用。通过多机械臂协同工作，利用自动控制技术，可大幅度减小临床医生工作量，提高摆位精度，有利于实现精确术中放疗。

技术领域

本发明总体上涉及放射治疗医学领域，更特别地，涉及一种多机械臂式术中放射治疗装置。

背景技术

手术中放射治疗(可简称术中放疗)是肿瘤放射治疗技术之一，是指经手术切除肿瘤病灶之后，借助手术暴露不能切除的病灶，对术后瘤床、残存灶、淋巴引流区或原发病灶，应用高能电子束射线通过手术视野进行大剂量照射。这种治疗方法可用来替代传统的外放射治疗，可广泛应用于头颈部、胸部、腹部、盆腔肿瘤的联合治疗中。早期的术中放疗都是利用常规加速器进行治疗，这需要将已经手术暴露的患者从手术室移动到放疗科治疗机房接受手术放疗，这一过程极大地增加了手术的风险，而且放疗机房的环境也增加了手术风险，因此极大地限制了术中放疗的普及和推广。

直到九十年代后期，意大利Hitesys S.P.A.首先推出名为NOVAC7的移动式术中放疗装置，题为“AN APPARATUS FOR THE ACCELERATION OF ELECTRONS,PARTICULARLY FORINTRAOPERATIVE RADIATION THERAPY”的美国专利No.5,635,721详细介绍了该装置。它采用重量轻、体积小的电子直线加速器，可直接移动至手术室进行术中放疗。电子直线加速器辐射头由机械臂支撑，并且可在六个轴方向上自由移动，通过自动控制技术，机械臂可带动辐射头移动至手术视野，瞄准瘤床位置，实施术中放疗。

之后，美国Intraop Medical Inc.推出了名为MOBETRON的可移动电子直线加速器，题为“INTRAOPERATIVE ELECTRON BEAM THERAPY SYSTEM AND FACILITY”的美国专利No.5,321,271详细介绍了这种专门用于术中放疗的可移动电子直线加速器。它采用C形臂支撑和移动直线加速器辐射头，并通过自动控制方式将辐射头移动至手术视野，瞄准瘤床进行电子束照射。

题为“手术中放射治疗装置”的中国发明专利ZL2003101080912公开了一种新型手术中放射治疗装置。该装置的特征是采用CT和MRI影像三维重建软件重建肿瘤病人病灶部位的三维立体图像，采用模拟放射线入射病灶的模拟技术，确定电子束入射病灶的方向、角度、位置。电子直线加速器的辐射头通过运动机架固定在手术室的天花板上，通过移动运动机架和手术床，可将辐射头放置在预先设定的治疗位置进行术中放疗。

以上公开的几种放疗装置的特点均是通过特殊设计缩小电子直线加速器的重量和体积，并采用多自由度机械运动装置实现加速器辐射头的任意角度照射，涉及到机器人技术，多运动自由度自动控制技术，以及制造低重量、小体积电子直线加速器技术，代表了目前最尖端的技术水平。

尽管如此，上述技术仍存在以下缺陷，首先，在临床应用中缺乏三维立体定向技术和装置，仅依靠临床外科医生和放疗医生肉眼观察确定瘤床位置，或手术前通过CT或MRI影像辅助确定，无法在瘤床暴露状态下准确确定病灶位置、角度、方向，以及与周围正常组织和重要器官的关系，进而无法设定电子束入射的最佳路径和方向，以及电子束的发射功率和照射时间等。其次，在临床治疗时，需要放疗医生首先手动将限光筒安放在患者需要照射的部位，再通过固定装置将其固定在手术床上，之后再一边遥控加速器辐射头移动，一边观察激光定位标记点，使得射束中轴与限光筒中心轴对准，最后再进行治疗，上述步骤复杂繁琐，工作量大，耗时长，增加了术中放疗的风险，且辐射头定位精度难以保证，不利于实现精确术中放疗。

发明内容