專利名稱：多源放射線全身治療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放射治療裝置，尤其是具有多個(gè)放射源的回轉(zhuǎn)式全身治療裝置。
回轉(zhuǎn)式多源放射線治療裝置采用的是旋轉(zhuǎn)聚焦的工作原理，使裝在回轉(zhuǎn)式源體上的多個(gè)放射源繞公共焦點(diǎn)在同軸錐面族內(nèi)做旋轉(zhuǎn)聚焦運(yùn)動(dòng)，從而殺死病灶組織，而健康組織只受到瞬時(shí)的、無傷害的照射。從核物理的角度來看，由于放射源的照射在焦點(diǎn)處的劑量場強(qiáng)度與放射源到焦點(diǎn)的距離平方成反比，因此，在保證準(zhǔn)直器長度的前提下，應(yīng)該盡可能使射源中心到焦點(diǎn)的距離最短；另一方面，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)位于人體任何部位的病灶進(jìn)行回轉(zhuǎn)照射，準(zhǔn)直器出口與病人之間又必須留有足夠的回轉(zhuǎn)空間。在現(xiàn)有技術(shù)中，放射源是在旋轉(zhuǎn)的圓柱形源體上均勻分布，且采用對(duì)病灶中心進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)照射的方法。如中國專利96213589.5就公開了一種源體為空心圓柱體結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式全身治療機(jī)。其放射源、準(zhǔn)直器和屏蔽器的通孔的分布規(guī)則，是以通過焦點(diǎn)且與空心圓柱體中心線垂直的平面為基準(zhǔn)平面，在從基準(zhǔn)平面起3°-48°之間的柱面上，分布若干組，每組若干個(gè)軸線重合的貫穿的通孔，各組通孔軸線可等距平行排列，也可依次升高一行，且各孔按等分圓周排列。由于放射源和準(zhǔn)直器的分布是在整個(gè)360度圓周內(nèi)，準(zhǔn)直器出口到焦點(diǎn)的距離為空心圓柱體的內(nèi)半徑，為了能對(duì)位于人體任何部位的病灶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)照射，所述內(nèi)半徑必須大于人體的寬度尺寸，即準(zhǔn)直器出口到焦點(diǎn)的距離大于48厘米。因此，所需要放射源的總活度很大，放射源成本很高；放射源的利用效率低，對(duì)屏蔽要求高；并且設(shè)備龐大、笨重，制造成本也高。
本發(fā)明的目的是提供一種新型結(jié)構(gòu)的多源放射線全身治療裝置，縮短放射源到等回轉(zhuǎn)中心治療點(diǎn)的距離(源焦距)，從而提高放射源的利用效率，減小設(shè)備的體積和重量。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種多源放射線全身治療裝置，包括其回轉(zhuǎn)軸與治療床的縱向平行的回轉(zhuǎn)支架，源體和準(zhǔn)直體；源體上分布有多個(gè)放射源及其射線通道，這些放射源的放射線通過射線通道，對(duì)準(zhǔn)位于回轉(zhuǎn)軸上的公共焦點(diǎn)；準(zhǔn)直體上分布有準(zhǔn)直器，其分布規(guī)律與放射源的分布規(guī)律相同；源體和準(zhǔn)直體固定在回轉(zhuǎn)支架上，并可以在回轉(zhuǎn)支架的帶動(dòng)下繞回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，其特征在于，以過公共焦點(diǎn)且垂直于回轉(zhuǎn)軸線的平面為基準(zhǔn)平面，所述基準(zhǔn)平面繞垂直于回轉(zhuǎn)軸線且過公共焦點(diǎn)的直線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)形成一系列平面，在此定義為徑向截面，在所述徑向截面上，放射源及其射線通道分布在一個(gè)角度范圍小于90°的扇形區(qū)域內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，由于多個(gè)放射源及其射線準(zhǔn)直通道集中分布在90°徑向扇形角的范圍內(nèi)，而不是分布在整個(gè)360°度的圓柱上，所以源體和準(zhǔn)直體在其徑向截面可設(shè)計(jì)成很窄的扇形。將準(zhǔn)直體的回轉(zhuǎn)半徑設(shè)計(jì)為大于人體的半寬度，根據(jù)體部病灶的具體位置選擇可入射回轉(zhuǎn)角范圍，在該角度范圍內(nèi)往返回轉(zhuǎn)照射，而不是360°度范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)照射，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)位于人體任何部位的病灶進(jìn)行聚焦放射治療，從而解決了體部治療空間要求大與源焦距要求短的矛盾。在保證足夠的體部治療空間的前提下，最大限度地縮短了源焦距，大大降低了裝源總活度，降低了放射源成本，提高了放射源的利用效率，減小了設(shè)備的體積和重量，降低了設(shè)備成本，可以帶來重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本發(fā)明多源放射線全身治療裝置的一個(gè)實(shí)施例的徑向截面(B-B)的示意圖；圖2是圖1所示的多源放射線全身治療裝置的軸向截面(A-A)的示意圖；圖3是本發(fā)明多源放射線全身治療裝置的另一個(gè)實(shí)施例的軸向截面(A-A)的示意圖；圖4是本發(fā)明多源放射線全身治療裝置的源體的放射源分布圖；圖5是本發(fā)明多源放射線全身治療裝置的準(zhǔn)直體的準(zhǔn)直器和屏蔽棒的分布圖；圖6(a)-(f)是根據(jù)病灶的不同位置，選擇可入射回轉(zhuǎn)角范圍的示意圖。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多源放射線全身治療裝置包括源體101和與源體101相固定的源體回轉(zhuǎn)環(huán)102、準(zhǔn)直體201和與準(zhǔn)直體201相固定的準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)202、回轉(zhuǎn)支架801和固定在回轉(zhuǎn)支架801上的回轉(zhuǎn)支承環(huán)802。其中，源體回轉(zhuǎn)環(huán)102與回轉(zhuǎn)支承環(huán)802之間設(shè)有多個(gè)滾動(dòng)軸承，形成軸向定位的轉(zhuǎn)動(dòng)配合。準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)202與源體回轉(zhuǎn)環(huán)102之間也設(shè)有多個(gè)滾動(dòng)軸承，形成軸向定位的轉(zhuǎn)動(dòng)配合。兩個(gè)伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)源體回轉(zhuǎn)環(huán)102和準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)202回轉(zhuǎn)，從而分別帶動(dòng)源體101和準(zhǔn)直體201回轉(zhuǎn)，這樣，可以調(diào)節(jié)源體101和準(zhǔn)直體201之間的相對(duì)位置，并且可以使源體101停留在任一位置，從而根據(jù)需要調(diào)節(jié)源體101相對(duì)于公共焦點(diǎn)6的起始和終止入射角。如在圖6(a)所示的實(shí)施例中，起始入射角為∠DOF，終止入射角為∠DOE，回轉(zhuǎn)角范圍為C。在源體101上分布有多個(gè)放射源103及其射線通道，這些放射源103的放射線通過射線通道，對(duì)準(zhǔn)位于回轉(zhuǎn)軸線7上的公共焦點(diǎn)6。在徑向截面上，放射源103及其射線通道分布在一個(gè)角度范圍小于90°的扇形區(qū)域內(nèi)。更為優(yōu)選的角度范圍是小于30°的扇形區(qū)域內(nèi)。而在本實(shí)施例中，兩列放射源103相隔4.5°。
在軸向截面上，放射源103及其射線通道分布在一個(gè)角度范圍小于60°的扇形區(qū)域內(nèi)。如圖2所示，在本實(shí)施例中，放射源103及其射線通道在軸向截面上呈扇形等源焦距方式分布，其分布為-25°度至-5°度和5°度至25°度兩個(gè)范圍內(nèi)，且各個(gè)放射源103到公共焦點(diǎn)6的劑量強(qiáng)度都相同。采用這種布源方式可以使焦點(diǎn)劑量場的形狀更接近圓形，同時(shí)也可以減小在徑向面上焦點(diǎn)劑量場的半影?；剞D(zhuǎn)軸線7過公共焦點(diǎn)6且與治療床的縱向平行。為了使回轉(zhuǎn)均衡，在源體回轉(zhuǎn)環(huán)102上設(shè)置有源體配重104，在準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)202上設(shè)置有準(zhǔn)直體配重206。
如圖3所示，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，放射源103及其射線通道在軸向截面上呈三角形非等源焦距方式分布。采用這種方式不要求各個(gè)放射源103到公共焦點(diǎn)6的劑量強(qiáng)度都相同。
如圖4所示，兩個(gè)相鄰軸向截面上的放射源103相互交錯(cuò)分布在不同的徑向截面上，使其射線束在回轉(zhuǎn)聚焦過程中形成無重疊的、均勻的多個(gè)回轉(zhuǎn)圓錐面。
如圖5所示，準(zhǔn)直體201上設(shè)有兩組不同孔徑的準(zhǔn)直器203，205和一組屏蔽棒204，每一組的分布規(guī)律與放射源103的分布規(guī)律相同。通過改變準(zhǔn)直體201相對(duì)源體101的經(jīng)度方向位置(±9°度)后同步回轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇準(zhǔn)直器或關(guān)閉射線束。在可入射的回轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)進(jìn)行的回轉(zhuǎn)過程中可根據(jù)需要自動(dòng)開關(guān)射線束，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)病人敏感器官的保護(hù)。
如圖6(a)-(f)所示，分別是病灶位于病人身體的左、右、左上、右上、左下和右下不同位置的情況。在通過焦點(diǎn)6且與回轉(zhuǎn)軸線7垂直的平面上，準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)202的內(nèi)緣到焦點(diǎn)6的距離大于人體寬度，取50厘米，但準(zhǔn)直體201的內(nèi)回轉(zhuǎn)半徑小于人體寬度，而大于人體的半寬度，取28厘米。源體和準(zhǔn)直體的入射回轉(zhuǎn)范圍C不是360°度，而是根據(jù)體部病灶的具體位置計(jì)算出準(zhǔn)直體和源體在回轉(zhuǎn)過程中與人體和治療床不發(fā)生干涉的可入射的回轉(zhuǎn)角范圍，或者是由醫(yī)生根據(jù)入射體表深度選擇的入射回轉(zhuǎn)角范圍。在治療時(shí)，通過三維定位床4的移動(dòng)，將病灶靶點(diǎn)定位在焦點(diǎn)6。然后根據(jù)治療計(jì)劃進(jìn)行選擇入射回轉(zhuǎn)角式的照射。當(dāng)一組準(zhǔn)直器與放射源對(duì)準(zhǔn)時(shí)，放射線可以通過準(zhǔn)直器射向公共焦點(diǎn)，打開射線束；而當(dāng)一組屏蔽棒與放射源對(duì)準(zhǔn)時(shí)，放射線被完全擋住，關(guān)閉射線束。兩種不同孔徑的準(zhǔn)直器和屏蔽棒的切換，是由兩個(gè)伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)源體回轉(zhuǎn)環(huán)和準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)帶動(dòng)源體和準(zhǔn)直體作同步跟蹤回轉(zhuǎn)，保證源體上多個(gè)放射源及其射線準(zhǔn)直通道與準(zhǔn)直體上的某一組準(zhǔn)直器或屏蔽棒組對(duì)齊?？蓪?shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇準(zhǔn)直器或關(guān)閉射線束，并且在可入射的回轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)進(jìn)行的回轉(zhuǎn)過程中根據(jù)需要自動(dòng)開通或關(guān)閉射線束，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)病人敏感器官的保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種多源放射線全身治療裝置，包括其回轉(zhuǎn)軸線(7)與治療床的縱向平行的回轉(zhuǎn)支架，源體(101)和準(zhǔn)直體(201)；源體(101)上分布有多個(gè)放射源(103)及其射線通道，這些放射源(103)的放射線通過射線通道，對(duì)準(zhǔn)位于回轉(zhuǎn)軸線(7)上的公共焦點(diǎn)(6)；準(zhǔn)直體(201)上分布有準(zhǔn)直器(203，205)，其分布規(guī)律與放射源(103)的分布規(guī)律相同源體(101)和準(zhǔn)直體(201)固定在回轉(zhuǎn)支架上，并可以在回轉(zhuǎn)支架的帶動(dòng)下繞回轉(zhuǎn)軸線(7)回轉(zhuǎn)，其特征在于，在徑向截面上，放射源(103)及其射線通道分布在一個(gè)角度范圍小于90°的扇形區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，在徑向截面上，放射源(103)及其射線通道分布在一個(gè)角度范圍小于30°的扇形區(qū)域內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，在軸向截面上，放射源(103)及其射線通道分布在一個(gè)角度范圍小于60°的扇形區(qū)域內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，所述的放射源(103)及其射線通道在軸向截面上呈扇形等源焦距方式分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，所述的放射源(103)及其射線通道在軸向截面上呈三角形非等源焦距方式分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，所述的放射源(103)及其射線通道分布在兩個(gè)相鄰的軸向截面上，所述兩個(gè)軸向截面的相鄰角為4°-5°，且所述放射源(103)相互交錯(cuò)分布在不同的徑向截面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，所述的源體(101)相對(duì)于公共焦點(diǎn)(6)的起始和終止的入射角可調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，還包括固定在回轉(zhuǎn)支架(801)上的回轉(zhuǎn)支承環(huán)(802)和與源體(101)相固定的源體回轉(zhuǎn)環(huán)(102)，源體回轉(zhuǎn)環(huán)(102)與回轉(zhuǎn)支承環(huán)(802)之間為軸向定位的轉(zhuǎn)動(dòng)配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，還包括與準(zhǔn)直體(201)相固定的準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)(202)，準(zhǔn)直體回轉(zhuǎn)環(huán)(202)與源體回轉(zhuǎn)環(huán)(102)之間為軸向定位的轉(zhuǎn)動(dòng)配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，準(zhǔn)直體(201)上設(shè)有不同孔徑的準(zhǔn)直器(203，205)，孔徑相同的準(zhǔn)直器為一組，每一組的分布規(guī)律與放射源(103)的分布規(guī)律相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，準(zhǔn)直體(201)上還設(shè)有一組屏蔽棒(204)，其分布規(guī)律與放射源(103)的分布規(guī)律相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多源放射線全身治療裝置，其特征在于，準(zhǔn)直體(201)的回轉(zhuǎn)內(nèi)半徑小于人體寬度，而大于人體的半寬度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型結(jié)構(gòu)的多源放射線全身治療裝置,包括其回轉(zhuǎn)軸線7與治療床的縱向平行的回轉(zhuǎn)支架,源體101和準(zhǔn)直體201;源體101和準(zhǔn)直體201固定在回轉(zhuǎn)支架上,并可以在回轉(zhuǎn)支架的帶動(dòng)下繞回轉(zhuǎn)軸線7回轉(zhuǎn),其特征在于,在徑向截面上,放射源103及其射線通道分布在一個(gè)角度范圍小于90°的扇形區(qū)域內(nèi)。實(shí)施本發(fā)明可以縮短源焦距,降低裝源總活度,提高放射源的利用效率,減小設(shè)備的體積和重量,降低設(shè)備成本,有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)A61N5/10GK1275410SQ9910821
公開日2000年12月6日 申請(qǐng)日期1999年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月31日
發(fā)明者宋世鵬, 劉光武 申請(qǐng)人:深圳奧沃國際科技發(fā)展有限公司