[發明專利]旋轉式放射準直器

在審

• 申請號: 201710469708.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107297032A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: R·威爾伯;Y·阿克基雷;M·畢朗
• 申請（專利權）人: 睿譜外科系統股份有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

本申請要求2017年5月5日提交的美國臨時申請No.62/502,472的優先權的權益，所述臨時申請的全部內容通過參考并入本文。

技術領域

本發明涉及放射治療領域，且更具體地涉及在放射治療期間控制放射治療束的大小和形狀的準直器系統及相關方法。

背景技術

準直器系統的總體目標是將源(例如，LINAC)所產生的放射束遞送到目標(例如，患者大腦中的腫瘤)。由于雖然希望照射腫瘤，但通常不希望照射周圍的健康組織，所以每個束的大小和形狀是至關重要的。為了控制放射束的形狀(例如，直徑或2D橫截面面積)，準直器被使用。準直器一般是成片致密的不透射線的金屬，除了被形成的或被加工的孔允許放射線傳送穿過的地方之外基本上阻擋放射束。可由放射源(例如，LINAC或鈷)產生較大的放射覆蓋面積，但只有那些被對準而經過準直器的粒子會被允許穿過從而到達目標，額外的那些被內部地吸收或散射。除了被加工或被形成的準直器的管狀通道外，另一現有類型稱為多葉式準直器。這些常規設計是非常復雜、笨重且昂貴的。一個示例是使用多個薄鎢板的“多葉式準直器”，所述多個薄鎢板移動進出束路徑從而在治療期間產生希望的束暴露形狀。這種復雜的機構易于出現機械故障。

不同大小和形狀的放射治療目標需要不同大小和形狀的放射束。存在對允許以快速且可預測的方式改變放射束的系統和方法的需求。還有對此類系統保持小、可靠和低成本的需求。

發明內容

本發明涉及放射治療領域，且更具體地涉及在放射治療期間控制放射治療束的大小和形狀的準直器系統及相關方法。

在第一方面中，本發明關于放射準直器組件，所述放射準直器組件包括具有限定于其中的多個準直器通道的可旋轉準直器主體或準直器輪。在一些實施例中，準直器通道垂直于準直器輪的旋轉軸縱向延伸，從所述輪的周界延伸，經過所述輪的中心并到所述輪的對面周界外面。準直器輪由準直器罩至少部分地圍繞，至少除了具有選定的準直器通道的部分，選定的準直器通道與放射源及患者目標對準從而允許放射束經過其中。在一些實施例中，準直器輪的后部的、面對LINAC的部分被包鞘(ensheath)在罩中從而防止雜散放射經過非選定的準直器通道。準直器罩由合適的放射吸收材料(典型地，鎢或鎢合金)制造，以便阻擋和吸收從非對準通道的孔口發射的任何散射放射線。

在另一方面中，準直器主體被電機化并精確索引以用于所選定的準直器通道幾何形狀與所述放射源的快速且準確的計算機控制的定位，從而將希望的束形狀遞送成目標處所需的精確尺寸。通過使用旋轉式準直器輪，可在一次治療期間使用多種大小的束，在兩個或更多個選定的準直器之間快速且自動地切換。

這些準直器組件具有以下優點：可通過計算機控制快速改變的，同時在它們的簡單性上保持小、可靠并在成本上保持低。此外，此類組件可利用單個電機來在選擇一個或多個準直器通道之間切換。本文所描述的本發明的諸方面允許更可靠的放射準直器，該放射準直器能夠以等中心從1mm到30mm直徑快速并精確地改變X射線暴露，并且能夠比許多現有技術的準直器更可靠地工作。此類準直器組件實現了在治療性放射遞送(例如以治療腦腫瘤)的服務中束孔的快速、自動(電機化且計算機控制)的改變。

本文所述的準直器系統允許束準直卻不需要使用常規的阻擋準直器和/或多葉準直器系統，諸如常規放射治療系統中所通常使用的那些準直器系統，那些準直器系統笨重且隨著時間推移容易出現機械故障。

在一個方面中，一種示例性放射準直器組件包括放射源和準直器輪，所述準直器輪圍繞其旋轉軸是可旋轉的。所述準直器輪具有多個準直器通道，所述多個準直器通道包括：在所述準直器輪內限定的第一和第二準直器通道，所述第一和第二準直器通道被布置為基本上垂直于所述準直器輪的所述旋轉軸。所述準直器可包括額外的通道，例如三個或更多個通道。所述準直器可包括任何數量的希望的通道(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10個通道或更多)。在一些實施例中，所述第一和第二準直器通道中的每一個經過所述準直器輪的中心，所述旋轉軸延伸穿過所述準直器輪的所述中心。優選地，所述準直器通道中的至少一些具有不同的大小和/或形狀。在一些實施例中，所述多個準直器通道沿著所述準直器輪以有規律的間隔來分布。