[发明专利]一种基于质子成像的肿瘤患者定位系统

说明书

本发明公开了一种基于质子成像的肿瘤患者定位系统，包括三个固定机架、两个治疗头、图像引导子系统、患者支撑子系统、呼吸运动管理子系统和患者转运装置；两个治疗头分别为扫描束和散射束；本发明所述的基于质子成像进行肿瘤定位及放射治疗系统结构紧凑，精度高，操作简便，不仅减少了体积和费用，降低了成本，而且提高了服务效率；本发明所述的基于质子成像进行肿瘤定位及放射治疗系统，采用了先进MLC/补偿器坐标系为独立于束流坐标系的二维坐标系，坐标原点定义在束流中心处，当MLC/补偿器逆时针旋转为正方向旋转，θ_c＝0°时，+x_c轴与+x_b轴重合。水等效长度计算式需要考虑θ_c的值，从而获得补偿器各个点在患者坐标系中的位置。

技术领域

本发明属于患者定位领域，涉及肿瘤患者定位技术，具体是一种基于质子成像的肿瘤患者定位系统。

背景技术

肿瘤作为严重威胁人类生命的疾病之一,已经成为全球研究的重点和难点问题,传统放射治疗所使用的X射线等光子束，由于其物理剂量分布，在照射时将不可避免地损伤到肿瘤附近的正常组织，不但造成副作用，也常常限制了放射剂量而降低治愈率,已经无法满足患者的需求。对此,医学界不断探究前沿治癌技术。中子、质子、重离子技术作为国际前沿治癌技术之一,给癌症患者带来了希望。其中随着计算机技术和医学影像学的发展,质子放射治疗成为发展最迅速的领域。因其具有特殊的布拉格峰物理特性，在将癌细胞杀死的同时，有效地保护患者体内的正常组织。在布拉格峰末端处，相对生物有效性达到最高值，且随着布拉格峰急速下降。相比传统放疗，质子治疗作为“精准治疗”的新一代代表，利用质子射线所具有的独特物理特性，以极快的速度、很小的放射剂量进入人体，迅速到达肿瘤组织并释放全部剂量，而肿瘤后方和侧方的正常组织及器官受到的照射剂量几乎为零，从而实现以最大的照射剂量杀伤肿瘤组织的同时又最大限度地避免了周围组织及器官的损伤，实现更加精确的“精准治疗”。

虽然质子治疗的优越性已得到世界的认可，但目前我国的质子治疗系统主要从国外引进，核心技术依赖国外，采购和维护成本非常高，并且建治疗中心有三个重大难点：造价极昂贵，占地面积广，建设时间长。这些难点导致最终的治疗费用高，大多数患者都无法承担，因而将质子治疗用于肿瘤治疗的事业难以普及和推广。当前形势下，掌握质子治疗的核心技术，降低治疗成本是推广质子治疗系统的重中之重。为了解决这一技术问题，现提供一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于质子成像的肿瘤患者定位系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于质子成像的肿瘤患者定位系统，包括三个固定机架、两个治疗头、图像引导子系统、患者支撑子系统、呼吸运动管理子系统和患者转运装置；两个治疗头分别为扫描束和散射束；

其中，固定机架用于分别固定水平和垂直治疗头以及限束装置；两个治疗头分别为水平和垂直设置，用于根据不同患者需要分别提供各个能量点或者均匀扫描的束流进行治疗；

其中，图像引导子系统主要引导建立患者坐标系、束流坐标系、DR坐标系及MLC/补偿器坐标系，以便进行精准定位；

图像引导子系统引导建立患者坐标系、束流坐标系、DR坐标系及MLC/补偿器坐标系的具体建立方法为：

步骤一：建立患者坐标系；患者坐标系为主要坐标，要求通过等中心旋转后能与束流出口位置坐标完全重合，其重合误差小于1度；再经由DR坐标进一步调整肿瘤正对位置，最后由MLC进行补偿；使其误差控制于0.1度以内；患者坐标系不依赖于患者的体位变化而变化；具体参数保持为：

S1：患者坐标系以断层图像左上角为x，y坐标的原点，右为+x方向，下为+y方向，+z指向图像序号增加的方向，即CT床的脚方向；