[發明專利]具有可旋轉的治療頭的直線運動學系統

有效

• 申請號: 201080038216.7
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN102548612A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: C.齊格勒;J.弗蘭克;F.迪勞夫;F.費德勒
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: A61N5/01
• 分類號: A61N5/01
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

技術領域

本發明涉及用于放射治療設備的裝置。

背景技術

在放射治療中，直線加速器通常用于照射人體癌細胞。當電子束撞擊固態主體(目標)時發生的加速電子或者韌致放射(高能光量子)被用于破壞腫瘤細胞。從治療頭產生的束從它的近似點狀的源以圓錐形狀加寬，以使得患者的表皮被照射，即所謂的照射域，其典型地大于待治療的區域。為了避免或者最小化對周圍健康組織的損傷，通常使用由重金屬制成的非常厚的膜片(準直儀)，其限制治療束到腫瘤的大小。除了固定的膜片之外，葉準直儀，也稱作多葉準直儀(MLC)，越來越多地被用于該目的。為了保證最小副作用地對腫瘤進行有效治療，目標應當是定位盡可能高的輻射劑量在與相鄰組織相區分的待照射腫瘤組織中，并在輻射場中實現盡可能最精確的定位。

在全世界使用的大多數放射治療設備具有相似的結構，其具有直線加速器，該直線加速器在架臺(L形狀框架)中能夠繞固定的等中心點(isocenter)(水平旋轉軸)在軌道上樞轉。結合患者臺繞通過固定的等中心點的豎直軸的可能的轉動，已經定位為盡可能固定在等中心點上的腫瘤可以被從每個角度進行照射。保持定位在等中心點上的用于腫瘤的輻射劑量一般從架臺和/或患者臺的數個不同的角度進行施加，以使得劑量在腫瘤組織中累積，而周圍的健康組織僅接收總的劑量的一部分。

除上述的和廣泛使用的具有L形狀架臺的放射治療設備之外，許多放射治療設備都是可用的，其在某些類型的治療中具有一定優點。但是，在每一情形下不得不考慮與設計有關的缺點。

現在，有些時候，已經具有層析成像(tomographic)結構，其中放射治療設備的運動學與診斷用記算機層析成像設備的那些相比較。輻射源在該情形下布置在環形殼體內部，并且在治療期間圍繞待被照射并定位在旋轉軸上的中心開口中的腫瘤組織轉動。治療束通過隙縫光闌(diaphragm)限制到旋轉平面中的非常窄的區域，這引起可以施加低劑量等級(rate)。依靠輻射場的各個傾斜部分動態打開或者閉合，劑量分配受到可移動元件的影響。除了可以施加劑量的等級低以及由此導致長的照射時間之外，該結構的特定缺點是在可能的照射方向方面的限制，因為患者臺不能旋轉，或者僅可以在很有限的范圍內圍繞豎直軸轉動。

還有這樣的治療設備結構，其中直線加速器依靠來自工業制造領域的關節型機器人臂進行定位(WO2009/005556)。所述系統特別適于主要在神經元范圍的小的目標體積的定向照射。通過多自由度的機器人，輻射源可以相對于目標體積以非常靈活的方式定位和定向。但是，束產生和束成形部件的體積和最大重量受到機器人的結構和額定負載的限制，并且這限制利用可變光闌和濾波器影響治療束的可能性。可以產生的最大劑量等級同樣由此受到限制。由于這些原因，所述設備在使用其它放射治療設備的現有放射治療部分中通常僅用作補充設備。

發明內容

發明解決的問題

本發明所要解決的問題是設計一種與現有技術相比具有擴展功能的改進的放射治療設備。

根據本發明的技術方案

根據本發明，這個問題通過權利要求1的主題得以解決。放射治療設備具有至少兩個直線導引件，這些直線導引件跨越一個運動平面并且借助于此，治療頭支撐件和連接到治療頭支撐件的治療頭可以以靈活的方式相對于患者臺定位或者移動。直線導引件有利地布置為彼此垂直，盡管對于實現意在的目的這并不是絕對必要的。通過連接到治療頭支撐件并相對于預定照射點即所謂的等中心點定位的治療頭的束排出端口，可以使用空間固定的等中心點，如同在大多數放射治療設備中慣常使用的，或者也可以使用可移動等中心點，其有時通過幾何計算進行確定。如果兩個軸能夠依靠適當的控制軟件和電子元器件以及依靠充分尺寸的驅動器獨立于彼此定位，則可以不僅覆蓋圍繞等中心點的簡單圓形運動，還可以覆蓋任何期望的相對位置和復雜軌道，例如橢圓或者樣條線(spline)，即便對于不變地(constantly)可移動等中心點也是如此。為了定向束在固定的或者可移動的等中心點的方向，運動學系統通過至少一個旋轉軸予以補充，該至少一個旋轉軸優選地垂直于由直線導引件跨越的平面進行布置。為了能夠轉動在大多數情形下通過(葉)準直儀成形的照射橫截面，包括進一步的旋轉軸會是有利的，借助于此，治療頭或者包含在那里的重要的束成形部件可以繞射束軸旋轉。為了相對于治療頭定位以及可能定向患者床或者腫瘤組織，放射治療設備與具有額外自由度的患者臺組合。該患者臺可以優選地具有四至六個自由度。