[發(fā)明專利]一種影像引導放射治療裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010157679.7
• 申請日: 2010-04-21
• 公開（公告）號: CN102233158A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 王石;陳懷璧;康克軍;吳朝霞;李元景
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

技術領域

本發(fā)明涉及放射治療技術領域，特別是涉及一種影像引導放射治療裝置。

背景技術

隨著物理學與生物科學理論的不斷完善及放射治療技術的快速發(fā)展，放射治療已成為腫瘤的三大主要治療手段之一；其目的在于通過提高靶區(qū)劑量和減少靶區(qū)周圍正常組織放射損傷來不斷提高腫瘤的局部控制率，借助于計算機技術、影像學技術的進展和醫(yī)學領域各學科的廣泛協(xié)作，進一步提高患者生存率和改善其生存質量。

近年來，隨著以精確定位、精確計劃和精確治療為核心的精確放療技術的快速發(fā)展，放射治療的整體療效得到了提高；例如，影像引導放射治療(IGRT，image-guided?radiotherapy)將放射治療機與成像設備結合在一起，在治療時采集有關的圖像信息，確定治療靶區(qū)和重要結構的位置、運動，并在必要時進行位置和劑量分布的校正；該IGRT技術可用在分次治療擺位時和/或治療中，用于采集圖像和/或其他信號，并利用這些圖像和/或信號，引導此次治療和/或后續(xù)分次治療。

目前，影像引導放射治療裝置通常包括放射治療加速器，以及安裝在其上的在線影像系統(tǒng)(On-board?imaging?system)，其中，在線影像系統(tǒng)可用于在每次治療前采集病人體位的二維(例如，X線平片)或三維(例如，CBCT錐形束CT)影像，在比較所采集影像與治療計劃影像后，確定病人的體位誤差或靶區(qū)與治療射野之間的位置關系，并通過圖像配準方法給出需要調整病人體位或者照射野的數(shù)據(jù)；所述在線影像系統(tǒng)的工作模式主要可以包括：

一、正交KV模式；

本模式一般是在加速器的機架上，沿治療射線的正交(垂直)方向，加裝一套KV級數(shù)字診斷X線影像系統(tǒng)來完成影像引導工作；其采用KV級診斷X線成像系統(tǒng)，可以得到清晰的解剖影像，具有診斷級X線影像的空間和密度分辨率，可以很好在完成對軟組織靶區(qū)和器官的在線影像引導工作。

但是，對于這種KV級數(shù)字診斷X線影像系統(tǒng)，由于其成像射線與治療射線成垂直正交方向，并不能反映治療機頭內部件在各治療角度時由于重力或其他因素造成的射野改變或誤差；而且，成像射線和治療射線經(jīng)過的準直器等部件和結構也不相同，雖然三維的在線影像可以較好地驗證和比較每次治療時的體位差別，但由于X線影像系統(tǒng)并不經(jīng)過治療機頭的結構，無法驗證治療靶區(qū)及周圍器官與實際治療照射野的關系，從而影響影像引導放射治療的效果。

二、同源MV模式。

本模式一般直接采用治療用的MV級X射線及安裝在治療機頭相對位置的數(shù)字影像板組成的在線影像驗證系統(tǒng)；其優(yōu)點是成像射線與治療射線同源，因此也經(jīng)過相同的機頭結構，驗證影像可以很好地反映病人的體位誤差、靶區(qū)和周圍器官與治療照射野的關系等；但由于其使用的MV級射線在人體組織中的作用主要為康普頓散射效應，骨結構與軟組織的吸收區(qū)別相對較小，影像的組織對比度和密度分辨率均比較差，因而其成像效果遠比KV級X射線影像差，也就影響了影像引導放射治療的質量。

總之，需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是：如何能夠實現(xiàn)高質量的影像引導放射治療。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種影像引導放射治療裝置，用以實現(xiàn)高質量的影像引導放射治療。

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種影像引導放射治療裝置，包括：機架、加速管、準直器、治療床、成像屏和計算機系統(tǒng)；

其中，所述加速管和成像屏相對180度安裝在機架上，所述準直器安裝在加速管機頭前端，所述治療床安裝在機架外部，所述計算機系統(tǒng)，用于控制加速管、準直器、治療床和成像屏；

所述加速管采用KV/MV同源雙束加速管，其工作模式包括KV模式和MV模式，其中，KV模式產生用于成像的KV級射線，MV模式產生用于治療的MV級射線。

優(yōu)選的，所述加速管在KV模式和MV模式之間的切換時間為秒級。

優(yōu)選的，所述成像屏跟隨加速管機頭同步進行360度內任意角度旋轉。

優(yōu)選的，所述成像屏為伸縮結構。

優(yōu)選的，所述KV級射線的能量范圍為從1000V到999KV，MV級射線的能量范圍為從3MV到20MV。

優(yōu)選的，在伸出狀態(tài)下，所述成像屏，用于在治療前或治療過程中采集病人的圖像數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述計算機系統(tǒng)包括：

三維重建模塊，用于基于所述圖像數(shù)據(jù)進行三維重建，獲得三維圖像。

優(yōu)選的，所述計算機系統(tǒng)還包括：

配準模塊，用于將病人的放射治療計劃圖像與所述成像屏生成的二維圖像或所述三維圖像進行配準，得到病人體位信息，并根據(jù)所述病人體位信息進行擺位。