通過使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療的設(shè)備。具體地，本發(fā)明涉及一種提供腫瘤定位精確度較高并且減少為了對準(zhǔn)X射線和輻射束進行頻繁校準(zhǔn)的需要的放射治療設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去幾十年中，輻射治療已經(jīng)看到了多種進步。許多這種進步已經(jīng)通過改進計算機、成像、劑量計算、治療規(guī)劃工具和射束成形硬件得以研發(fā)。調(diào)強放射治療(IMRT)是下一邏輯步驟，其使物理學(xué)家能夠在抽離正常結(jié)構(gòu)的同時順應(yīng)劑量分布以治療預(yù)期目標(biāo)。在過去，已經(jīng)將鈷-60廣泛用于傳統(tǒng)的非頂RT放射治療。
[0003]放射治療本身可以分為兩大類:內(nèi)部放射治療和外部放射治療。外部射束放射治療或者遠距治療是最常見的放射治療形式，在這種治療中，患者坐或者躺在病床上，并且通過能夠產(chǎn)生高能量外部射束輻射的機器施予外部輻射源。該治療可以包括全身照射，也可以局限于腫瘤所在區(qū)域。輻射本身可以是電磁的(X射線或者伽馬輻射)或者微粒的U或者β粒子)。內(nèi)部放射治療也稱為近距治療，涉及植入放射性同位素作為輻射源。遞送內(nèi)部輻射源，包括但不限于:永久性的、暫時的、密封的、未密封的、腔內(nèi)式或者間質(zhì)性植入體，存在多種方法。植入體的選擇取決于多種因素，包括腫瘤所在位置和生長程度。從內(nèi)部遞送的輻射包括注入患者體內(nèi)的治療有效的放射性同位素。這種放射性同位素包括但不限于:放射性核素金屬’諸如，186!?、188!?、64^!、、^“!!!、1。5^、21^、2。^、21^、21^、97!^、1。5!^、19、、199Ag和1311。當(dāng)向患者施用這些放射性同位素時，這些放射性同位素一般會與載體分子結(jié)入口 ο
[0004]當(dāng)前，在外部射束放射治療中使用線性加速器(Iinac)醫(yī)用單元來治療癌癥。Linac發(fā)出輪廓分明的能量或者電子束輻射不同的X射線光子輻射束，這取決于治療所使用的加速器。醫(yī)用單元由四個主要部件組成:調(diào)制器、電子槍、射頻(RF)電源和加速器波導(dǎo)。由Iinac產(chǎn)生的電子束可以用于治療，也可以指向金屬目標(biāo)以產(chǎn)生X射線。調(diào)制器放大AC電源，將其整流為DC電，并且產(chǎn)生用于為電子槍和RF電源供電的高壓DC脈沖。高壓電纜將電子槍和RF電源電連接至調(diào)制器，該調(diào)制器可以位于支撐支架的臺架中或者位于單獨的柜子中。
[0005]調(diào)強放射治療(MRT)是一種先進的高精度放射治療模式，其利用計算機控制型X射線加速器向惡性腫瘤遞送精確的輻射劑量。輻射劑量設(shè)計為:通過調(diào)制輻射束的強度，來順應(yīng)腫瘤的三維(3D)形狀，以針對腫瘤集中較高的輻射劑量而最小化暴露于周圍正常組織的輻射。IMRT的一種形式稱為螺旋斷層放射治療療法，其中，螺旋斷層放射治療通過調(diào)節(jié)作為繞患者旋轉(zhuǎn)的源的扇形輻射束的強度，來實現(xiàn)針對腫瘤的劑量順應(yīng)性。通過使用多葉準(zhǔn)直器來調(diào)制輻射的強度，該多葉準(zhǔn)直器由高原子數(shù)材料(通常為鎢)的獨立葉片制成，可以移入和移出場中，以產(chǎn)生一系列復(fù)雜場形或者射束孔徑。當(dāng)前可用的螺旋斷層放射治療機使用X射線線性加速器(Iinac)作為輻射源。然而，由于Iinac技術(shù)復(fù)雜并且較貴，所以制約了基于Iinac的螺旋斷層放射治療在世界范圍內(nèi)的廣泛使用。
[0006]美國公開US2002006182A1公開了一種用于外部射束照射先進形式的調(diào)強放射治療(MRT)(俗稱為三維適形放射治療(3DCRT))的技術(shù)，使用設(shè)置在輻射阻擋壁的二維(2D)網(wǎng)格單元內(nèi)的輻射源陣列。根據(jù)目標(biāo)的局部性質(zhì)，諸如，在給定時間接受來自給定源的輻射的該部分腫瘤的特征或者尺寸，來調(diào)制從任何獨立源向患者施加的輻射的強度。同樣，在本發(fā)明中，主要部件的布置與在醫(yī)用線性加速器中的布置相同。
[0007]多葉準(zhǔn)直器(MLC)已經(jīng)成為放射治療劑量遞送的主要工具，并且現(xiàn)在廣泛用于調(diào)強放射治療。在準(zhǔn)備和執(zhí)行放射療法治療時，多葉準(zhǔn)直器是一種簡單且有用的系統(tǒng)。由于多葉準(zhǔn)直器的制造商為其精度、控制性和可靠性研發(fā)了多種機構(gòu)并且減少了在葉片之間以及通過葉片的輻射泄漏和輻射透射，所以多葉準(zhǔn)直器是可靠的。多葉準(zhǔn)直器如今被認(rèn)為是一種對于簡單場成形非常有用的臨床系統(tǒng)，但是它的使用在動態(tài)放射治療中甚至更為重要，其中，葉片在照射期間移動。但是，當(dāng)前在放射治療裝置中使用的MLC可以遞送場形劑量遞送或者調(diào)強射束。
[0008]放射治療可以是治愈性治療或者緩解性治療，這取決于病情階段和病情預(yù)后。為了進行成功治療，輻射場必須非常小心遞送并且輪廓分明，以避免照射到健康組織。與輻射源在身體內(nèi)部的內(nèi)部放射治療不同，外部射束放射治療從身體外部將輻射引導(dǎo)到腫瘤處。
[0009]考慮到成本和維護問題，鈷-60機更加適合放射治療。由于輻射也對健康細胞有害，所以要求具有可以僅向身體的指定部位遞送特定量的輻射而盡量限制暴露于相鄰部位的機構(gòu)。因為輻射使用的快速增加以及對輻射引起的風(fēng)險和益處的進一步了解，對于輻射保護和規(guī)范的關(guān)注明顯增加。
[0010]因此，需要一種通過使用外部射束鈷-60遞送適形發(fā)射治療并且相較于現(xiàn)代線性加速器易于維護的可靠裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明通過提供一種通過使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療并且相較于現(xiàn)代線性加速器易于維護的設(shè)備克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。本發(fā)明的設(shè)備還提供了基于動態(tài)使用MLC的調(diào)強放射治療(IMRT)。
[0012]本發(fā)明涉及一種通過使用外部射束鈷-60遞送適形放射治療的設(shè)備。而且，本發(fā)明的設(shè)備使用圖像引導(dǎo)放射療法治療(適形伽馬治療)規(guī)劃系統(tǒng)(IGRT-TPS)方法在放射治療過程期間進行3D成像，并且通過利用實際放射治療計劃的成像坐標(biāo)來指導(dǎo)放射治療。在本發(fā)明中，IGRT-TPS與錐束CT 一起使用，以獲得患者和腫瘤部位的3D定位。IGRT方法用于提高輻射場放置的精確度，并且還用于減少在放射治療期間健康組織的暴露。
[0013]本發(fā)明包括具有臺架支撐軸承的基架結(jié)構(gòu)。封閉式圓形臺架連同具有X射線檢測器、源頭和射束擋塊的一體式內(nèi)置X射線單元放置在軸承上方。X射線單元連同封閉式圓形臺架的X射線檢測器與輻射束對準(zhǔn)，從而可以通過使用錐束計算機斷層攝影(CBCT)構(gòu)造腫瘤的3D圖像。而且，一體式X射線系統(tǒng)和基于錐束CT的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)有助于物理學(xué)家進行的在線規(guī)劃，并且不必將患者從一個患者治療床移到另一個患者治療床來遞送放射治療，由此，減少了患者的不便。該規(guī)劃還實現(xiàn)了較高的腫瘤定位精確度以及X射線與輻射束的對準(zhǔn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，鈷放射治療圓形臺架設(shè)置有可供患者治療床通過的中央開口。在成像期間，患者躺在患者治療床上，并且執(zhí)行輻射治療。而且，患者治療床提供有另外的移動，諸如，俯仰、偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)，這為規(guī)劃治療提供了更多的靈活性并且也增加了治療的精確度。同樣，在本發(fā)明中，患者治療床使得腫瘤處于等中心處。
[0015]本發(fā)明的另一實施例公開了一種安裝在封閉式圓形臺架上的限束裝置(BLD)。限束裝置用于計量遞送放射治療或者調(diào)強放射治療(IMRT)，調(diào)強放射治療(IMRT)是一種先進的并且最精確的外部射束輻射治療形式。BLD通過使用安裝在射束路徑中的兩個葉片庫連同線性運動構(gòu)造而成，這些葉片能夠遞送場形劑量遞送和調(diào)強