[发明专利]一种立体定向旋转聚焦的方法及辐射装置

说明书

本发明提出一种医用立体定向旋转聚焦的方法及辐射装置，涉及医用立体定向放射治疗设备。

在现有的立体定向放射治疗装置中，采用的是辐射束绕等中心点弧形旋转，以使剂量集中于靶区，减少周围正常组织剂量。等中心放射治疗是指当辐射束从不同方向射入靶区时，辐射束中心轴线相交于一点，该点应位于肿瘤靶区的中心。实现等中心原则要求辐射头的旋转轴线，辐射束中心线及治疗床的旋转轴共同交于一点，即等中心点。如美国Loma Linda大学的质子治疗装置，其中的定位旋转机架就是将辐射束绕等中心点弧形旋转，从而对等中心点形成弧形聚焦。该定位旋转机架直径12米，重约90吨，制作复杂，造价昂贵。

本发明的目的是提出一种控制简单的立体定向旋转聚焦方法，使辐射束能旋转聚焦照射到靶区。本发明还提供实现该方法的辐射装置。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：辐射头固定在治疗床一侧，将辐射头引出的辐射束以某一入射角与治疗床回转轴相交，移动治疗床将靶区调整到交点，使治疗床绕其回转轴转动，即实现立体锥面旋转扫描。

改变辐射束的入射角，即可实现立体定向多锥面旋转聚焦。

一种实现上述方法的辐射装置，包括辐射头和治疗床，治疗床包括由下至上依次联接的底座、Z方向旋转机构、Z方向升降机构、X方向导向机构和Y方向导向机构，辐射头固定在治疗床的一侧，在辐射头引出辐射束时，治疗床绕回转轴Z轴旋转。

采用辐射头相对固定，治疗床旋转聚焦的方式可以简化装置的结构，降低制作成本，操作方便，容易实现计算机自动控制。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例二的结构示意图。

参照图1，本发明实施例一的治疗床具有四个自由度：沿X、Y、Z三个方向的平移及绕Z轴的旋转。X、Y、Z三个方向的移动用于将靶区调整到Z轴与辐射束9轴线的交点7，治疗床绕Z轴旋转即可使辐射束9相对交点7作旋转聚焦运动，辐射头8可通过偏转装置引出不同入射角10的辐射束9入射到交点7，从而实现立体定向多锥面旋转聚焦。

图1所示的辐射装置包括辐射头8和治疗床，治疗床包括由下至上依次联结的底座1、Z方向旋转机构2、Z方向升降机构3、X方向导向机构4和Y方向导向机构5，X方向导向机构4和Y方向导向机构5包括导轨和滑座，Z方向升降机构3包括导柱和导套，导套与底座1之间用轴承联结。通过调整X方向导向机构4、Y方向导向机构5和Z方向升降机构3的位置，将靶区移到Z轴与辐射束9的交点7上，辐射头8中的偏转装置采用两个偏转磁铁，辐射束以不同入射角10入射靶区，形成不同顶角的锥面照射；然后驱动Z方向旋转机构2使治疗床绕Z轴低速旋转。

在本实施例一中，治疗床上还有一个可拆卸刚性联结的定位框架6，定位框架6与Y方向导向机构5相互以刻度标定位置，用于确定靶区的位置。在治疗过程中，可选用某种定位方式将病人固定于定位框架6中，例如负压定位袋方式。通过负压定位袋将病人固定在定位框架6中，送CT室进行扫描。根据扫描结果通过计算机做出治疗计划，给出靶区位置坐标和剂量等参数，将定位框架6连同病人一起安装到治疗床上，调整治疗床X、Y、Z三方向的位置，使靶区与交点7重合，即可开始治疗。

参照图2，实施例二的辐射装置由辐射头8和治疗床组成，从辐射头8引出的辐射束9随着辐射头8的摆动而改变入射角10，为保证束斑形状在靶区处不变，要求靶区到辐射头8的回转轴线的距离不变，所以辐射头8摆动时，要求靶区的运动轨迹为以辐射头8的回转中心为圆心的一段圆弧，对应于辐射头8的某一入射角10，治疗床绕过靶区的垂直轴线Z轴转动，形成一个锥面旋转聚焦。对应于不同的入射角10，靶区的空间位置也不同，因此治疗床的坐标系必须随之移动；辐射头8是在一个平面内摆动，采用一个两自由度的机构可调整治疗床坐标系的位置，两自由度分别为辐射头8摆动平面内的水平方向X′轴和该平面内的垂直方向Z′轴，X′轴与X轴平行，Z′轴与Z轴重合，Z′方向的移动可由Z方向升降机构来调整。

相对于实施例一所示的辐射装置，实施例二的辐射装置在治疗床的底座1上增加了一个X′方向导向机构，包括导轨与滑座，Z方向旋转机构可沿此导轨平滑移动，治疗床的其余部位与实施例一类似，不再细述。

本发明的具体实施方式不仅限于以上两种，凡是在立体定向旋转聚焦中采用辐射头固定，治疗床旋转聚焦方法进行锥面旋转聚焦的方式，均在本发明的保护范围之内。