多源放射线全身治疗装置

摘要

本发明提供一种新型结构的多源放射线全身治疗装置,包括其回转轴线7与治疗床的纵向平行的回转支架,源体101和准直体201;源体101和准直体201固定在回转支架上,并可以在回转支架的带动下绕回转轴线7回转,其特征在于,在径向截面上,放射源103及其射线通道分布在一个角度范围小于90°的扇形区域内。实施本发明可以缩短源焦距,降低装源总活度,提高放射源的利用效率,减小设备的体积和重量,降低设备成本,有重大的经济效益和社会效益。

说明书

本发明涉及放射治疗装置，尤其是具有多个放射源的回转式全身治疗装置。

回转式多源放射线治疗装置采用的是旋转聚焦的工作原理，使装在回转式源体上的多个放射源绕公共焦点在同轴锥面族内做旋转聚焦运动，从而杀死病灶组织，而健康组织只受到瞬时的、无伤害的照射。从核物理的角度来看，由于放射源的照射在焦点处的剂量场强度与放射源到焦点的距离平方成反比，因此，在保证准直器长度的前提下，应该尽可能使射源中心到焦点的距离最短；另一方面，为了实现对位于人体任何部位的病灶进行回转照射，准直器出口与病人之间又必须留有足够的回转空间。在现有技术中，放射源是在旋转的圆柱形源体上均匀分布，且采用对病灶中心进行360度旋转照射的方法。如中国专利96213589.5就公开了一种源体为空心圆柱体结构的旋转式全身治疗机。其放射源、准直器和屏蔽器的通孔的分布规则，是以通过焦点且与空心圆柱体中心线垂直的平面为基准平面，在从基准平面起3°-48°之间的柱面上，分布若干组，每组若干个轴线重合的贯穿的通孔，各组通孔轴线可等距平行排列，也可依次升高一行，且各孔按等分圆周排列。由于放射源和准直器的分布是在整个360度圆周内，准直器出口到焦点的距离为空心圆柱体的内半径，为了能对位于人体任何部位的病灶进行旋转照射，所述内半径必须大于人体的宽度尺寸，即准直器出口到焦点的距离大于48厘米。因此，所需要放射源的总活度很大，放射源成本很高；放射源的利用效率低，对屏蔽要求高；并且设备庞大、笨重，制造成本也高。

本发明的目的是提供一种新型结构的多源放射线全身治疗装置，缩短放射源到等回转中心治疗点的距离(源焦距)，从而提高放射源的利用效率，减小设备的体积和重量。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种多源放射线全身治疗装置，包括其回转轴与治疗床的纵向平行的回转支架，源体和准直体；源体上分布有多个放射源及其射线通道，这些放射源的放射线通过射线通道，对准位于回转轴上的公共焦点；准直体上分布有准直器，其分布规律与放射源的分布规律相同；源体和准直体固定在回转支架上，并可以在回转支架的带动下绕回转轴回转，其特征在于，以过公共焦点且垂直于回转轴线的平面为基准平面，所述基准平面绕垂直于回转轴线且过公共焦点的直线进行旋转形成一系列平面，在此定义为径向截面，在所述径向截面上，放射源及其射线通道分布在一个角度范围小于90°的扇形区域内。

本发明的优点是，由于多个放射源及其射线准直通道集中分布在90°径向扇形角的范围内，而不是分布在整个360°度的圆柱上，所以源体和准直体在其径向截面可设计成很窄的扇形。将准直体的回转半径设计为大于人体的半宽度，根据体部病灶的具体位置选择可入射回转角范围，在该角度范围内往返回转照射，而不是360°度范围内的回转照射，就可以实现对位于人体任何部位的病灶进行聚焦放射治疗，从而解决了体部治疗空间要求大与源焦距要求短的矛盾。在保证足够的体部治疗空间的前提下，最大限度地缩短了源焦距，大大降低了装源总活度，降低了放射源成本，提高了放射源的利用效率，减小了设备的体积和重量，降低了设备成本，可以带来重大的经济效益和社会效益。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的描述。

图1是本发明多源放射线全身治疗装置的一个实施例的径向截面(B-B)的示意图；

图2是图1所示的多源放射线全身治疗装置的轴向截面(A-A)的示意图；

图3是本发明多源放射线全身治疗装置的另一个实施例的轴向截面(A-A)的示意图；

图4是本发明多源放射线全身治疗装置的源体的放射源分布图；

图5是本发明多源放射线全身治疗装置的准直体的准直器和屏蔽棒的分布图；

图6(a)-(f)是根据病灶的不同位置，选择可入射回转角范围的示意图。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，多源放射线全身治疗装置包括源体101和与源体101相固定的源体回转环102、准直体201和与准直体201相固定的准直体回转环202、回转支架801和固定在回转支架801上的回转支承环802。其中，源体回转环102与回转支承环802之间设有多个滚动轴承，形成轴向定位的转动配合。准直体回转环202与源体回转环102之间也设有多个滚动轴承，形成轴向定位的转动配合。两个伺服电机分别驱动源体回转环102和准直体回转环202回转，从而分别带动源体101和准直体201回转，这样，可以调节源体101和准直体201之间的相对位置，并且可以使源体101停留在任一位置，从而根据需要调节源体101相对于公共焦点6的起始和终止入射角。如在图6(a)所示的实施例中，起始入射角为∠DOF，终止入射角为∠DOE，回转角范围为C。在源体101上分布有多个放射源103及其射线通道，这些放射源103的放射线通过射线通道，对准位于回转轴线7上的公共焦点6。在径向截面上，放射源103及其射线通道分布在一个角度范围小于90°的扇形区域内。更为优选的角度范围是小于30°的扇形区域内。而在本实施例中，两列放射源103相隔4.5°。

在轴向截面上，放射源103及其射线通道分布在一个角度范围小于60°的扇形区域内。如图2所示，在本实施例中，放射源103及其射线通道在轴向截面上呈扇形等源焦距方式分布，其分布为-25°度至-5°度和5°度至25°度两个范围内，且各个放射源103到公共焦点6的剂量强度都相同。采用这种布源方式可以使焦点剂量场的形状更接近圆形，同时也可以减小在径向面上焦点剂量场的半影。回转轴线7过公共焦点6且与治疗床的纵向平行。为了使回转均衡，在源体回转环102上设置有源体配重104，在准直体回转环202上设置有准直体配重206。

如图3所示，在本发明的另一个实施例中，放射源103及其射线通道在轴向截面上呈三角形非等源焦距方式分布。采用这种方式不要求各个放射源103到公共焦点6的剂量强度都相同。

如图4所示，两个相邻轴向截面上的放射源103相互交错分布在不同的径向截面上，使其射线束在回转聚焦过程中形成无重叠的、均匀的多个回转圆锥面。

如图5所示，准直体201上设有两组不同孔径的准直器203，205和一组屏蔽棒204，每一组的分布规律与放射源103的分布规律相同。通过改变准直体201相对源体101的经度方向位置(±9°度)后同步回转，可实现自动选择准直器或关闭射线束。在可入射的回转角范围内进行的回转过程中可根据需要自动开关射线束，从而实现对病人敏感器官的保护。

如图6(a)-(f)所示，分别是病灶位于病人身体的左、右、左上、右上、左下和右下不同位置的情况。在通过焦点6且与回转轴线7垂直的平面上，准直体回转环202的内缘到焦点6的距离大于人体宽度，取50厘米，但准直体201的内回转半径小于人体宽度，而大于人体的半宽度，取28厘米。源体和准直体的入射回转范围C不是360°度，而是根据体部病灶的具体位置计算出准直体和源体在回转过程中与人体和治疗床不发生干涉的可入射的回转角范围，或者是由医生根据入射体表深度选择的入射回转角范围。在治疗时，通过三维定位床4的移动，将病灶靶点定位在焦点6。然后根据治疗计划进行选择入射回转角式的照射。当一组准直器与放射源对准时，放射线可以通过准直器射向公共焦点，打开射线束；而当一组屏蔽棒与放射源对准时，放射线被完全挡住，关闭射线束。两种不同孔径的准直器和屏蔽棒的切换，是由两个伺服电机分别驱动源体回转环和准直体回转环带动源体和准直体作同步跟踪回转，保证源体上多个放射源及其射线准直通道与准直体上的某一组准直器或屏蔽棒组对齐。可实现自动选择准直器或关闭射线束，并且在可入射的回转角范围内进行的回转过程中根据需要自动开通或关闭射线束，从而实现对病人敏感器官的保护。