[發(fā)明專利]四維追蹤放療系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310567378.5
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103706042A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 車永新;成希革
• 申請（專利權(quán)）人: 山東新華醫(yī)療器械股份有限公司
• 主分類號: A61N5/00
• 分類號: A61N5/00
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種四維追蹤放療系統(tǒng)，屬于放療設(shè)備領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

在對肺癌和肝癌進(jìn)行放射治療時(shí)，肺部器官的呼吸運(yùn)動會造成靶區(qū)的移動，為了不遺漏腫瘤靶區(qū)，照射野必須擴(kuò)大。由此造成正常組織照射體積增加，發(fā)生放射性肺炎或放射性肝炎的可能性增大，從而限制了放療劑量的提高。為了克服呼吸運(yùn)動對腫瘤放療產(chǎn)生不利的影響，呼吸控制技術(shù)在腫瘤放療領(lǐng)域中得到應(yīng)用和推廣，到目前為止，常用的呼吸控制技術(shù)有：被動加壓技術(shù)、主動呼吸控制技術(shù)、呼吸門控技術(shù)、實(shí)時(shí)跟蹤放射技術(shù)、呼吸運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)等。?

被動加壓技術(shù)是應(yīng)用各種裝置對體位進(jìn)行固定并對胸腹部采用加壓的方法，來限制肺部、膈肌等的運(yùn)動幅度，從而減少肺部腫瘤的運(yùn)動幅度。被動加壓技術(shù)簡單易行，不足之處是此方法精度較差。?

主動呼吸控制技術(shù)（ABC）要求患者在治療前深吸氣，然后在加速器出束照射過程中屏氣，該技術(shù)能夠減小腫瘤運(yùn)動幅度，并降低了肺組織密度，從而減少了高劑量曲線內(nèi)正常肺組織的受照射體積，降低正常組織并發(fā)癥。ABC裝置由呼吸流量監(jiān)測器和活瓣組成，可以持續(xù)監(jiān)控患者的呼吸信號并通過計(jì)算機(jī)數(shù)字化處理后在顯示屏上顯示，當(dāng)肺活量在吸氣或呼氣超過設(shè)定值的時(shí)候，兩對活瓣關(guān)閉從而制動患者呼吸，然后在此制動期進(jìn)行放療。應(yīng)用ABC技術(shù)也能有效減少正常肺組織照射體積，靶區(qū)中心位移亦能明顯減少。但本技術(shù)的缺點(diǎn)在于每次呼吸控制前，因患者的功能殘氣量不同、重復(fù)吸氣控制造成疲勞以及肺腫瘤患者多伴有呼吸系統(tǒng)癥狀而致耐受性較差。?

呼吸門控系統(tǒng)（RGS）是患者在治療中可以自由呼吸，此技術(shù)監(jiān)測呼吸時(shí)相的方法是在患者的胸部或腹部放置反映性的標(biāo)記物，這些標(biāo)記物的運(yùn)動過程就可以被安置在墻上的視頻攝像機(jī)記錄下來，攝像機(jī)再將圖像傳到計(jì)算機(jī)，然后軟件對標(biāo)記物運(yùn)動進(jìn)行數(shù)字分析并儲存起來，標(biāo)記物到達(dá)某一位置其運(yùn)動信號就成為觸發(fā)放療的“開關(guān)”。此技術(shù)的缺點(diǎn)在于對腫瘤的運(yùn)動監(jiān)控采用的不是直接的方法，而是采用間接的手段，通過跟蹤患者體表所放置標(biāo)志物的運(yùn)動情況來代替體?內(nèi)腫瘤的實(shí)際運(yùn)動狀況，鑒于呼吸運(yùn)動的復(fù)雜性，腫瘤運(yùn)動和外部監(jiān)控信號在時(shí)間、空間上很難保持一致，這樣會造成對獲取腫瘤實(shí)際運(yùn)動信息產(chǎn)生一定的偏差。?

實(shí)時(shí)跟蹤放射技術(shù)治療是將金粒等標(biāo)記物植入患者腫瘤內(nèi)或附近，用X線機(jī)等進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤放療，再由腫瘤放療醫(yī)生根據(jù)正常危及器官與腫瘤的距離和劑量體積直方圖所確定的金粒允許偏離范圍來確定是否出束照射，治療時(shí)診斷用X線系統(tǒng)以每秒30幀圖像的速度進(jìn)行監(jiān)控,并與模板圖像進(jìn)行配準(zhǔn)比較，若金粒偏離在允許范圍之內(nèi),則予以照射,否則切斷照射。此方法照射過程斷斷續(xù)續(xù)，由此延長了整個(gè)治療時(shí)間。?

呼吸運(yùn)動誤差補(bǔ)償法是要靠硬件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對肺部腫瘤呼吸運(yùn)動的補(bǔ)償。它主要是通過設(shè)計(jì)一套可以在二維平面上做自由運(yùn)動的活動平臺，將此平臺疊加在加速器治療床上與治療床一體化，平臺可以在治療床上自由滑動。此平臺在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動下有規(guī)律的運(yùn)動，整個(gè)運(yùn)動過程與步進(jìn)電機(jī)保持同步。患者在實(shí)施治療時(shí)被擺放到可移動平臺的上面，可移動平臺的運(yùn)動方式根據(jù)患者體內(nèi)腫瘤的實(shí)時(shí)運(yùn)動情況來確定，平臺的運(yùn)動方向始終保持與腫瘤的運(yùn)動方向相反，在每一時(shí)刻的運(yùn)動速率大小又盡量保持相同，這樣當(dāng)腫瘤由于呼吸運(yùn)動而偏離初始時(shí)刻照射野中心位置時(shí)，平臺在同一時(shí)刻由于反向運(yùn)動又會相應(yīng)帶動腫瘤回到原來的初始位置。目前此技術(shù)尚不夠完善，床板運(yùn)動會引起患者的恐慌，并且運(yùn)動過程中患者會產(chǎn)生附帶的變化，運(yùn)動控制復(fù)雜，因此應(yīng)用的很少。此技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是患者可以在治療中自由呼吸。?

目前此技術(shù)缺陷在于：其一，被動加壓技術(shù)精度較差；其二，主動呼吸控制技術(shù)，每次呼吸控制前，因患者的功能殘氣量不同、重復(fù)吸氣控制造成疲勞以及肺腫瘤患者多伴有呼吸系統(tǒng)癥狀而致耐受性較差；其三，呼吸門控系統(tǒng)腫瘤運(yùn)動和外部監(jiān)控信號在時(shí)間、空間上很難保持一致，這樣會造成對獲取腫瘤實(shí)際運(yùn)動信息產(chǎn)生一定的偏差；其四，實(shí)時(shí)跟蹤放射技術(shù)照射過程斷斷續(xù)續(xù)，由此延長了整個(gè)治療時(shí)間；其五，呼吸運(yùn)動誤差補(bǔ)償法床板運(yùn)動會引起患者的恐慌，并且運(yùn)動過程中患者會產(chǎn)生附帶的變化，運(yùn)動控制復(fù)雜。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種四維追蹤放療系統(tǒng)，精度高，不需要患者憋氣，腫瘤實(shí)際運(yùn)動信息無偏差，治療時(shí)間短，不會造成患者恐慌。?