[发明专利]确定直线加速器等中心的系统、处理和装置

说明书

确定LINAC的等中心的系统包括装置和处理。一个实施例通过确定准直器、机架的旋转轴线来实现，并且可以包括床。在另一个实施例中，只需要确定准直器的旋转轴线。该系统和装置能够跟踪附接到LINAC的机械部件的平移‑旋转，以计算机架、准直器和床的旋转轴线。根据收集到的与这些轴线相关的数据，确定LINAC等中心。系统中利用的主要装置包括单个发射器模块、单个信号接收器模块和定位模块。该系统还包括等中心目标模块和重力模块，以确定相对于信号接收器的重力矢量。

相关申请的交叉引用

本申请是2020年7月21日提交的非临时申请序列号16,934,586的部分延续，并要求2020年3月9日提交的美国临时专利申请序列号62986957和2020年6月2日提交的美国临时专利申请序列号63033328的优先权，所有这些申请在此通过引用全部并入本文，用于所有目的。

技术领域

跟踪机械部件的平移-旋转的系统、处理、设备、装置和方法，以通过计算机架、准直器和床的旋转轴线来确定医用直线加速器(linear accelerator，LINAC)的等中心(Isocenter)。

背景技术

机械旋转

放射治疗是一种利用强烈的高能放射束来杀死癌细胞的癌症治疗。

在治疗过程中，放射束从医用直线加速器(LINAC)传递到患者体内的精确点。

治疗精度的关键因素之一是LINAC机械旋转的几何精度。每个LINAC都有三种类型的旋转，这些旋转必须围绕空间中的已知点旋转，以确保最精确的治疗。这三种旋转如下所述。

1、机架旋转。机架[1]围绕机架旋转轴线[2]旋转。机架可绕位于治疗床[3]上的患者整整旋转360°。

2、准直器旋转。准直器[4]围绕准直器轴线[5]旋转。准直器可以整整旋转360°。

3、床旋转。床〔3〕绕床轴线〔6〕旋转。床〔3〕与控制床旋转的旋转盘〔8〕相连。床一般可旋转180°。

机械和放射等中心

机械等中心[8]定义为机架旋转轴线[2]、准直器旋转轴线[5]和床旋转轴线[6]的交点。

放射等中心是指如果机架、准直器或床旋转时，放射束在空间的相交的点。

患者治疗的准确性在很大程度上取决于放射等中心点在空间的正确确定。放射等中心是放射治疗中的重要概念：一旦患者的位置使肿瘤位于等中心，放射线就会通过机架、准直器或床旋转而固定在肿瘤上。如果等中心不正确地限定，或者肿瘤没有被正确地放置在等中心，高剂量的放射线将被输送到肿瘤之外，产生不必要的不良副作用。

机械误差(走动)(walkout)

理想情况下，每个旋转子系统(机架、准直器和床)将在空间中旋转通过完美的圆形路径，为每个子系统创建固定的、不可移动的和精确的旋转轴线。这种理想的情况很难实现，并且每次旋转都可能存在一些机械误差，从而有效地模糊了放射束。非同心旋转的一些原因可能是非圆形旋转轴承、部件旋转时重力对部件的影响、以及移动子系统的机械不稳定。需要测量这种非同心度的大小，以便估计其对放射治疗精度的影响。

轴线不重合

理想情况下，所有的三个轴线(机架、准直器和床)都会在空间中相交。三个轴线往往有分离，这就需要选择等中心位置，使所有三个轴线旋转时的放射传递误差最小化。

重力方向

LINAC的许多部件都是参照地球的重力方向安装的。例如，机架安装为，机架的旋转轴线与地球的水平面平行，并且治疗床安装为，治疗床的旋转轴线与地球的垂直面平行(垂直于重力)。传统上，使用铅垂线或水准仪等仪器。

治疗室激光