[发明专利]基于瞬发辐射-锥形束计算机断层扫描联合引导的自适应粒子放疗系统

说明书

粒子放疗中的不确定性因素会降低治疗的精度和效果，传统的光子放疗已经集成了图像引导系统，但质子重离子放疗还没有彻底完成这一技术。为克服影像、靶区勾画、摆位、束流传输等造成不确定性，图像引导成为粒子放疗临床最迫切需要的技术。为克服上述缺陷，满足临床需求，将PG和锥束CT巧妙结合，设计一种PG‑CT联合引导的自适应放疗系统，实现粒子放疗的图像引导。

技术领域

本发明属于粒子放疗领域。

背景技术

粒子放疗中的不确定性因素会降低治疗的精度和效果，传统的光子放疗已经集成了图像引导系统，但质子重离子放疗还没有彻底完成这一技术。为克服影像、靶区勾画、摆位、束流传输等造成不确定性，图像引导成为粒子放疗临床最迫切需要的技术。

单纯的锥形束计算机断层扫描（CBCT）无法对束流成像，单纯的正电子发射计算机断层成像（PET）无法对病人及病灶成像，并且治疗时实时探测效率较低。

瞬发辐射探测器能在治疗时搜集束流位置和截面信息，从而对束流成像，其中，瞬发伽马探测器（PG）能获取高质量的束流图像, 参考专利CN106291656A。

发明内容

本发明为克服上述缺陷，满足临床需求，将PG和锥束CT巧妙结合，设计一种PG-CT联合引导的自适应放疗系统。

基于瞬发辐射-锥形束计算机断层扫描联合引导的自适应粒子放疗系统包括：束流源1及其控制器16；束流线2及其控制器17；扫描头3及其控制器18；旋转机架4及其控制器19；治疗床5及其控制器20；病人及体内的肿瘤靶区6；X射线球管7，X射线平板探测器8，及对应的CT图像处理器12；瞬发辐射探测器9和10，及对应的PG图像处理器11；图像融合处理器13，束流位置判别器14和反馈控制/优化决策器15。如图1所示。

X射线平板探测器8、瞬发辐射探测器10、扫描头3、瞬发辐射探测器9和X射线球管7都固定在旋转机架4上，分别位于0°，45°，90°，135°和180°的位置；病人及体内的肿瘤靶区6位于等中心处，由治疗床5支撑，治疗床5有六个方向的运动自由度，分别是沿x轴平移，沿y轴平移，沿z轴平移，绕x轴转动，绕y轴转动，绕z轴转动，旋转机架4可绕y轴±185°旋转。如图2所示。

瞬发辐射探测器至少需要两个，测量方向成90度为最佳，也可以不固定在旋转机架上，做成可滑动的。

CT图像处理器12对病人及体内的肿瘤靶区6成像；治疗过程中，PG图像处理器11对入射到病人体内的粒子成像；图像融合处理器13融合PG-CT图像后，就能通过束流位置判别器14判断粒子是否按计划精确打在肿瘤靶区内设定的位置，如果没有偏离，继续治疗，如果偏离，就通过反馈控制/优化决策器15优化控制方案，将反馈信号传递给最佳部件进行调整。实现基于PG-CT联合引导的自适应粒子放疗。融合PG-CT图像示意图如图3所示。

附图说明

图1是基于瞬发辐射-锥形束计算机断层扫描联合引导的自适应粒子放疗系统示意图。

图2是旋转机架及部件布局图。

图3是融合PG-CT影像示意图。