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CN119925829A - 复合准直器及其控制方法、放疗系统及其剂量递送方法 - Google Patents

复合准直器及其控制方法、放疗系统及其剂量递送方法 Download PDF

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Publication number
CN119925829A
CN119925829A CN202311403475.0A CN202311403475A CN119925829A CN 119925829 A CN119925829 A CN 119925829A CN 202311403475 A CN202311403475 A CN 202311403475A CN 119925829 A CN119925829 A CN 119925829A
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CN
China
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channel
aperture
grating
collimator
collimation
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Pending
Application number
CN202311403475.0A
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English (en)
Inventor
郭召
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Our United Corp
Original Assignee
Our United Corp
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Publication date
Application filed by Our United Corp filed Critical Our United Corp
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Priority to PCT/CN2024/127483 priority patent/WO2025087408A1/zh
Publication of CN119925829A publication Critical patent/CN119925829A/zh
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Abstract

本申请提供一种复合准直器及其控制方法、放疗系统及其剂量递送方法,涉及放射治疗技术领域,复合准直器包括用于对辐射源发出的辐射束进行束形,包括:沿束流中心轴方向顺序设置的光栅和光阑,其中,光栅包括多个叶片,多个叶片运动形成辐射束可穿过的光栅通道;光阑上设置有准直通道,光阑可相对束流中心轴运动;光阑运动使准直通道位于束流中心轴时,辐射束通过光栅通道和准直通道在目标区域形成聚焦射野;光阑运动使准直通道偏离束流中心轴时,辐射束通过光栅通道在目标区域形成适形射野。通过适形射野和聚焦射野之间的切换,提供了灵活的照射方案,以此能够提高剂量分布效果,提升放射治疗效果。

Description

复合准直器及其控制方法、放疗系统及其剂量递送方法
技术领域
本申请涉及放射治疗技术领域,具体涉及一种复合准直器及其控制方法、放疗系统及其剂量递送方法。
背景技术
多叶光栅系统广泛运用在放射医疗技术中,主要基于钨合金对放射性物质的屏蔽效应,其具体应用于体部大肿瘤的照射野的适形。而当前的临床应用中,通常肿瘤尺寸<5cm时采用SBRT(立体定向放疗),SBRT属于小射野范围、要求高精准度;这种情况下,若采用传统光栅叶片适形,精度难以满足要求,受分辨率、半影的影响,小射野的形状及剂量精度难以保障,降低治疗效果。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种复合准直器及其控制方法、放疗系统及其剂量递送方法,能够实现不同射野之间的切换,提高临床治疗精度和治疗效果。
本申请实施例的一方面,提供了一种复合准直器,用于对辐射源发出的辐射束进行束形,包括:沿束流中心轴方向顺序设置的光栅和光阑;其中,光栅包括多个叶片,多个叶片运动形成辐射束可穿过的光栅通道;光阑上设置有准直通道,光阑可相对束流中心轴运动;光阑运动使准直通道位于束流中心轴时,辐射束通过光栅通道和准直通道在目标区域形成聚焦射野;光阑运动使准直通道偏离束流中心轴时,辐射束通过光栅通道在目标区域形成适形射野。
本申请实施例还提供了一种放疗系统,包括治疗床、机架和治疗头,治疗头设置于机架上,治疗床用于进入机架以进行治疗;其中治疗头包括依次设置的辐射源和前述的复合准直器,复合准直器将辐射源发出的辐射束在目标区域约束为预设射野。
本申请实施例还提供一种放疗系统的剂量递送方法,用于对上述的放疗系统进行剂量递送,方法包括:
获取目标对象的治疗计划信息;
根据治疗计划控制治疗头的复合准直器,使得辐射被引导至靶区的辐射束穿过光阑的准直通道和光栅通道,或者辐射束仅穿过光栅通道。
本申请实施例还提供一种复合准直器的控制方法,用于对上述的复合准直器进行控制,方法包括:
获取目标对象的照射信息;
根据照射信息确定目标对象采用聚焦射野照射时,控制光阑的准直通道和光栅通道位于束流中心轴,以使辐射源发出的辐射束经准直通道与光栅通道后在目标区域形成聚焦射野;
根据照射信息确定目标对象采用适形射野照射时,控制准直通道偏离束流中心轴,以使辐射源发出的辐射束经光栅通道形成适形射野。
本申请实施例提供的复合准直器及其控制方法、放疗系统及其剂量递送方法,复合准直器包括用于对辐射源发出的辐射束进行束形,包括:沿束流中心轴方向顺序设置的光栅和光阑,其中,光栅包括多个叶片,多个叶片运动形成辐射束可穿过的光栅通道;光阑上设置有准直通道,光阑可相对束流中心轴运动;光阑运动使准直通道位于束流中心轴时,辐射束通过光栅通道和准直通道在目标区域形成聚焦射野;光阑运动使准直通道偏离束流中心轴时,辐射束通过光栅通道在目标区域形成适形射野。通过适形射野和聚焦射野之间的切换,提供了灵活的照射方案,以此能够提高剂量分布效果,提升放射治疗效果。
放疗系统,通过治疗床和机架之间的相对摆动,以使治疗床和机架之间的夹角不同,使辐射束从不同角度发出。
通过各自的控制方法,简单、高效地实现系统控制,基于两种射野模式组合照射,发挥各自优势,通过灵活的照射方案,提升放疗系统整体的治疗效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实施例提供的放疗系统简化示意图;
图2是本实施例提供的放疗系统简化示意图;
图3是本实施例提供的放疗系统简化示意图;
图4是本实施例提供的复合准直器处于开源位的示意图;
图5是本实施例提供的复合准直器处于关源位的示意图;
图6是本实施例提供的复合准直器的光栅结构示意图;
图7是本实施例提供的复合准直器的光阑通道和准直通道对应关系图;
图8是本实施例提供的复合准直器的光阑通道和准直通道对应关系图;
图9是本实施例提供的复合准直器的光阑通道和准直通道对应关系图;
图10是本实施例提供的复合准直器的光阑通道和准直通道对应关系图;
图11是本实施例提供的复合准直器的光阑通道和准直通道对应关系图;
图12是图4的旋转剖视图;
图13是图12的另一个实施例图;
图14是本实施例提供的复合准直器成野原理图;
图15是本实施例提供的复合准直器成野原理图;
图16是本实施例提供的复合准直器处于关源位的示意图;
图17是本实施例提供的复合准直器处于开源位的示意图;
图18是本实施例提供的复合准直器处于关源位的示意图;
图19是图17的旋转剖视图;
图20是图19的另一实施例图;
图21是本实施例提供的放疗系统治疗床摆动示意图;
图22是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图;
图23是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图;
图24是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图;
图25是本实施例提供的放疗系统结构示意图;
图26是本实施例提供的放疗系统机架摆动示意图;
图27是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图;
图28是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图;
图29是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图;
图30是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图;
图31是本实施例提供的放疗系统局部结构示意图。
图标:10-辐射源;10a-辐射束;12-光栅;12.1-叶片;12a-光栅通道;13-光阑;13.1-光阑本体;13.2-准直体;13a-准直通道;13b-光阑通道;131-第一光阑组;132-第二光阑组;100A-辐射递送装置;100-机架;100a-治疗空间;100b-机架旋转轴;101-外罩;102-托盘;102a-矩形孔;110a-底座;111a-第一圆弧导轨;110b-底座;111b-弧形导轨;111b1-第一弧形导轨;111b2-第二弧形导轨;112b-齿圈;113b-齿轮;113b1-电机;120-第二机架驱动装置;200-治疗床;201-第二圆弧导轨;202-第一滑块;203-第二滑块;300a-球管;300b-探测器;400-从控制系统;500-主控制系统;600-治疗计划系统;700-存储器;O-等中心;S-机架最低点;Ff-聚焦射野;Fc-适形射野;F1-第一方向;F2-第二方向。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
放射治疗是指通过放射线的局部治疗,消灭和根治局部肿瘤的原发灶或转移灶。
本申请实施例提供一种放射治疗系统(简称放疗系统),如图1-图3所示,包括机架100、治疗头、治疗床200;其中,治疗床200,用于支撑并移动患者;治疗头包括辐射源10和准直器,辐射源10向靶区发出辐射束10a,准直器对辐射束10a进行束形引导至靶区的辐射束10a成特定形状的预设射野,以使得照射在患者部位的射线与肿瘤相适应;机架100安装各放射治疗部件,并带动治疗头绕机架旋转轴100b旋转,以从不同角度发出辐射束10a。
示例的,如图1所示,机架100、治疗头和治疗床200等构成整体的辐射递送装置100A;放射治疗系统还包括主控制系统500、从控制系统400、治疗计划系统600、存储器700;在一些实施例中,辐射递送装置100A、主控制系统500、从控制系统400、治疗计划系统600、存储器700可以经由无线连接(例如:网络连接)、有线连接或其组合彼此连接和/或通信。
在一些实施例中,主控制系统500可以用于产生针对放射治疗系统的一个或一个以上组件(例如:从控制系统400、治疗计划系统600、存储器700)的控制指令。
在一些实施例中,从控制系统400可以用于响应于主控制系统500产生的控制指令,控制辐射递送装置100A执行相应的动作。
在一些实施例中,治疗计划系统600被配置为根据患者的计划图像(计划图像是患者在治疗前利用成像装置获取的图像)和/或基于影像系统获取的图像中表示的对象(例如:肿瘤)的至少一部分来确定治疗计划。
存储器700可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中,存储器700可以存储从治疗计划系统600获得的数据。在一些实施例中,存储器700可以存储主控制系统500用来执行本申请中描述的示例性方法的数据和/或指令。
辐射源10能够生成或发射辐射束10a,辐射源10的数量可以是一个,也可以是多个。辐射源可以是X射线辐射源,也可以是伽玛射线辐射源,或其他电子、质子或重离子等,本申请对辐射源的类型不做限定,以X射线辐射源为例进行示例说明。辐射源10可相对于患者的位置、辐射束10a相对于患者的取向,可以通过控制机架100和/或治疗床200的运动实现。
治疗床200用于承载患者P,治疗床200能够在三个正交方向(在图1中示为X、Y和Z方向)中的一个或多个方向上平移。在一些实施例中,治疗床200还可以绕X、Y和Z三个轴中的任意一个或多个旋转。
机架100用于支撑治疗头,且能够带动治疗头绕机架旋转轴100b旋转,机架旋转轴100b和辐射束10a的中心轴线相交于等中心点O。
机架100包括C形机架、滚筒机架等,本申请以滚筒机架100为例。如图2-图3所示,机架100上形成有治疗空间100a,治疗床200进入治疗空间100a,并通过机架100上的各放射治疗部件对治疗床200上的患者进行治疗。
示例的,本申请提供的一种实施例,治疗床200和机架100之间可相对偏转,以使治疗床200和机架100之间的夹角不同,辐射束10a可从不同角度发出,以开展共面、非共面照射,提供灵活的布野照射方案,使患者获得更佳的治疗效果。并且,治疗过程中机架100还可沿机架旋转轴100b进行旋转,以使形成的预设射野从不同的方位射向靶区。
在一些实施例中,机架100上还设置有影像系统,影像系统用于实现精确放疗;影像系统包括球管300a和探测器300b,球管300a发出成像束,穿过患者后被探测器300b接收。其通过采集患者图像,可提供肿瘤和临界器官的形状、体积和位置的信息,与治疗计划的图像进行配准,以对患者是否移动、是否被准确定位进行影像验证,也可以根据影像配准验证结果,调整患者、停止治疗或调整治疗计划;部分影像引导系统的图像还可以用于制定治疗计划;连续的动态影像用于观察和评估生理运动造成的肿瘤和器官形态、位置的变化。在一些实施例中,影像系统可以为例如CT设备、锥形束CT设备、PET设备、体积CT设备、MRI设备等,或其组合。
影像系统可以是包括一个球管300a和一个探测器300b,也可以是包括两个球管300a和两个探测器300b,即包括第一影像系统和第二影像系统,第一影像系统和第二影像系统的射线相交。
当系统具有第一影像系统和第二影像系统时,双影像系统的设置,通过一个机架100相位可对靶区进行三维成像,实现病灶位置的实时监控。同时采集影像数据,所需时间更短,提高了影像引导效率。
本申请提供的实施例,准直器来说,其用于使得被引导至靶区的辐射束10a成特定形状的预设射野。电子在打靶产生射线后,经过初级准直器,以将辐射源10发出的辐射束10a进行初步适形,一般适形为圆锥状或方锥状;本申请提供的复合准直器,将初步适形后的辐射束10a在靶区约束为预设射野。
在进行射野照射时,一般地,体部大肿瘤选择适形射野Fc照射,但对于小肿瘤选择聚焦射野Ff的精度更高。为给临床应用提供更加灵活的照射方案,本申请实施例提供的复合准直器,可实现不同射野之间的无缝切换,此外,聚焦射源还可以用于肿瘤的局部剂量加强。
示例的,本申请提供了一种复合准直器,用于对辐射源发出的辐射束进行束形,包括:沿束流中心轴方向顺序设置的光栅和光阑,其中,光栅包括多个叶片,多个叶片运动形成辐射束可穿过的光栅通道;光阑上设置有准直通道,光阑可相对束流中心轴运动;光阑运动使准直通道位于束流中心轴时,辐射束通过光栅通道和准直通道在目标区域形成聚焦射野;光阑运动使准直通道偏离束流中心轴时,辐射束通过光栅通道在目标区域形成适形射野。通过适形射野和聚焦射野之间的切换,提供了灵活的照射方案,以此能够提高剂量分布效果,提升放射治疗效果。
示例的,请参照图4—图7所示,本申请实施例提供一种复合准直器,用于对辐射源10发出的辐射束10a进行束形,复合准直器包括:沿束流中心轴方向顺序设置的光栅12和光阑13,辐射源10发出的辐射束10a经过光栅12、光阑13后束形为预设射野。
其中,如图6所示,光栅12包括多个叶片12.1,多个叶片12.1运动形成辐射束10a可穿过的光栅通道12a,可以通过叶片12.1的运动包络出复杂形状及近似圆形射野。示例的,光栅包括叶片、驱动等,本申请对光栅具体结构不做赘述。
示例的,如图4-图5所示,光阑13上设置有准直通道13a,光阑13可沿第一方向F1运动;光阑13运动使准直通道13a位于束流中心轴时,辐射束10a通过光栅通道12a和准直通道13a在目标区域形成聚焦射野Ff;光阑13运动使准直通道13a偏离束流中心轴时,辐射束10a通过光栅通道12a在目标区域形成适形射野Fc。示例的,第二方向F2与叶片运动方向垂直,第一方向F1与叶片运动平行。示例的,光阑也可以沿第二方向F2运动。
本申请提供的实施例,光阑本体的平移方向和光栅的叶片运动方向平行,或者,光阑本体的平移方向与光栅的叶片运动方向垂直;或者,准直体的运动方向和光栅的叶片运动方向平行,或者,准直体的运动方向和光栅的叶片运动方向垂直。本申请实施例,如图8所示,以光阑本体的平移方向和光栅的叶片运动方向垂直为例进行示例说明。以准直体的运动方向和光栅的叶片运动方向垂直为例进行示例说明。
本申请提供的复合准直器,通过光栅12和光阑13共同成野,对于复杂的大射野病灶,辐射束10a可以通过光栅通道12a,以光栅12为主适形成复杂大射野(适形射野Fc),而光阑13主要跟随复杂大射野边沿进行遮挡射野外漏辐射。当需要采用精确小射野开展SBRT/SRS治疗或对肿瘤进行局部剂量加强时,由光栅12包络形成类圆通道,光阑13上对应的准直通道13a运动到束流中心轴,共同形成束流通道,辐射束10a经过光栅通道12a和光阑13的准直通道13a后形成聚焦射野Ff。
本申请提供的复合准直器,通过光阑13的运动,使得光阑13的准直通道13a运动至束流中心轴以和光栅通道12a配合实现聚焦射野Ff,或者使得光阑13的准直通道13a偏离束流中心轴、仅通过光栅通道12a实现适形射野Fc,通过适形射野Fc和聚焦射野Ff之间的切换,提供了灵活的照射方案,以此能够提高剂量分布效果,提升放射治疗效果。
需要说明的是,辐射束10a经过光栅12和光阑13的顺序不做限定,示例的,如图12-图13所示,光阑13靠近辐射源10,此时辐射束10a先经过光阑13、再经过光栅12。或者,当光栅靠近辐射源时,辐射束先经过光栅、再经过光阑。需要说明的是,图12-图13为旋转剖视图,以更清楚的说明光栅和光阑的顺序不做限制。
本申请提供的实施例,光阑包括光阑本体和设置于所述光阑本体上的、可相对所述光阑本体运动的准直体,光阑本体用于带动所述准直体平移,准直通道设置于所述准直体上,光阑本体上设置有用于与所述准直通道同轴对应的光阑通道;通过光阑本体的平移和准直体的运动,以使准直通道、光阑通道偏离所述束流中心轴或准直通道、光阑通道位于束流中心轴。
本申请实施例中,通过光阑本体的平移和准直体的运动,以使准直通道、光阑通道偏离所述束流中心轴或准直通道、光阑通道位于束流中心轴可以有多种同实施方式。示例的,准直体运动可以是准直体旋转,和/或,准直体平移。例如准直体可以是圆柱或长方体,准直体上设置不同的准直通道,准直体可以以旋转实现准直通道切换。光阑上可以是设置一个光阑通道或多个光阑通道。光阑和准直体的多种不同运动方式的相互配合使准直通道、光阑通道偏离所述束流中心轴或准直通道、光阑通道位于束流中心轴。
示例的,如图7-图8所示,在第一个实现方式中,光阑13包括光阑本体13.1和设置于光阑本体13.1上的、可相对光阑本体13.1运动的准直体13.2,光阑本体13.1用于带动准直体13.2沿第一方向F1平移,准直通道13a设置于准直体13.2上,光阑本体13.1上设置有用于与准直通道13a同轴对应的光阑通道13b;示例的,光阑通道13b和准直通道13a对应,且光阑通道13b的孔径比准直通道13a的孔径大;如图9所示,当光阑本体13.1和准直体13.2沿束流中心轴方向尺寸基本相同时,光阑通道13b基本接近为零,如图4-图5所示,光阑通道基本看不到。
如图7-图8所示,示例的,准直体可以为圆柱形,准直体13.2沿束流中心轴可做平移和旋转运动。如图7或图4所示,当准直体13.2旋转使得光阑通道13b和准直通道13a对应,准直通道打开。当准直体13.2旋转90°,如图5所示,准直通道关闭,射线无法穿过准直通道13a。示例的,也可以通过准直体平移,使得准直通道与光阑通道不同轴,例如准直通道被光阑屏蔽,从而实现准直通道的关闭。
示例的,如图8所示,准直体13.2上设置有多个大小不同的准直通道,准直体13.2沿第二方向F2平移,以使得不同的准直通道13a与光阑通道13b对应,从而根据需要切换不同大小的准直通道。示例的,准直体13.2也可以是沿第一方向F1平移,以使得不同的准直通道13a与光阑通道13b对应。本申请实施例仅以图8所示的为例进行示例说明。
示例的,如图10所示,光阑本体13.1上也可以是设置有多个光阑通道13b,准直体13.2上设置有多个准直通道13a,多个准直通道和多个光阑通道对应。则可以通过光阑的移动切换不同准直通道位于束流轴,从而准直体13.2仅旋转实现开关准直通道,即使得准直通道与束流轴平行或相交(例如垂直)。
示例的,本申请提供的实施例中,准直体也可以不是圆柱,例如准直体为长方形,也可以是通过准直体的平移实现准直通道的切换。此外,准直体也可以通过平移使得准直通道被光阑本体屏蔽,实现准直通道的关闭。
示例的,本申请提供的一种准直体,准直体还可为圆球状结构,圆球状结构上形成有穿过球心的多个准直通道,通过旋转可使不同的准直通道和束流中心轴对应。
示例的,在图7-图10所示的实施例中,光阑沿第二方向F2运动,准直体沿第二方向F2运动,其中第一方向F1为叶片的运动方向,即光阑运动方向与叶片运动方向相同。本申请实施例对光阑沿方向、叶片运动方向、准直体运动方向之间的关系不做限定。示例的,光阑的运动方向也可以是与叶片运动方向不同,如光阑沿第二方向F2运动。再示例的,准直体的运动方向也可以是沿第一方向F1,也可以是第二方向F2。示例的,如图11所示,准直体运动方向也可以是第一方向F1。本申请实施例仅以图7-图11所示的为例进行示例说明。
本申请提供的实施例,光阑本体13.1和准直体13.2沿束流中心轴方向设置,光阑本体13.1上形成光阑通道13b、准直体13.2上形成准直通道13a,光阑本体13.1可沿束流中心轴平移,准直体13.2沿束流中心轴可做平移和旋转运动。示例的,光阑本体13.1平移时带动准直体13.2平移;准直体13.2运动时、光阑本体13.1不随之运动。
本申请提供的实施例中,准直体上设置有多个准直通道,多个准直通道的孔径尺寸不同。不同尺寸的准直通道运动至束流中心轴时,可形成不同尺寸的聚焦射野Ff。示例的,准直通道13a的孔径尺寸一般小于30cm,示例的,准直通道13a的孔径尺寸可以有多种,示例的大小是1cm、3cm、5cm、7cm、10cm、12cm、16cm、18cm、20cm、25cm等,本领域技术人员可根据实际需要设置。
图12示出了辐射束10a依次通过光阑通道、准直通道和光栅通道的示例,图13示出了辐射束依次通过光栅通道、光阑通道、准直通道。
本申请提供的实施例中,光阑包括相对设置的两个,如图12-图13所示,左侧的光阑13参与成野,其上的准直通道13a位于开源位,右侧的光阑13不参与成野,其上的准直通道13a位于关源位,图12-图13中辐射束10a在目标区域形成聚焦射野Ff。其中,图12和图13可以是图4和图5的旋转剖视图,以更能清晰看到成对的光阑。
本申请提供的实施例,光栅和光阑共同成野,光栅和光阑均可独立控制,光阑通常为一对,光阑包括相对设置的两个光阑组件,其中两个光阑组件的至少一个设置有准直通道,或者,两个光阑组件上分别设置有准直通道。
每个光阑组件均包括一个光阑本体和一个准直体,其设置参照前述不再赘述;当仅有一个光阑组件上设置准直通道时,通过该准直通道的运动以使其位于束流中心轴或偏离束流中心轴;当两个光阑组件均设置准直通道时,仅有一个光阑组件参与成野,参与成野的光阑组件的准直通道位于束流中心轴。
本申请提供的一种实施例,两个光阑组件上分别设置准直通道,示例的,如图14所示,其中一个光阑组件的准直通道大于另外一个光阑组件的准直通道,以便于两个光阑组件上分布多种不同尺寸的准直通道以供选择。即一个光阑的最小准直通道大于另一个光阑的最大准直通道,以实现在近似准直通道的快速切换。
当两个光阑组件上分别设置准直通道,其中一个光阑组件的准直通道位于束流中心轴时,另一个光阑组件的准直通道和束流中心轴相交,从而避免辐射束从准直通道漏射。
本申请提供的一种实施例,准直通道位于束流中心轴的光阑组件参与成野,另一个光阑组件不参与成野,并且为了避免辐射束散射至不参与成野的光阑组件的准直通道,不参与成野的光阑组件的准直通道需旋转至和束流中心轴相交位置,以避免射线穿过准直通道;优选地,当该光阑组件的准直通道旋转至和束流中心轴垂直时,不参与成野的光阑组件屏蔽辐射束的效果更佳。示例的,可以通过移动光阑组件以避免射线穿过准直通道,或者,也可以通过旋转准直体以避免射线穿过准直通道,即实现准直体上准直通道的关闭。
通过上述准直体安装在光阑本体上,准直体可相对光阑本体运动实现准直通道的开关。光阑整体运动,将选定的准直通道运动定位至束流中心轴,准直体位于开源位,辐射束经过光栅通道和准直通道后可在等中心平面形成所需的精确聚焦视野Ff形状,如图4所示。当准直通道运动至偏离束流中心轴时,准直体位于关源位,辐射束经过光栅通道在等中心平面形成适形射野Fc,光阑移动到束流中心轴外侧、主要跟随复杂射野边沿进行遮挡射野外漏辐射,如图5所示。
示例的,如图14所示,需要形成聚焦射野Ff时,通过光阑的往复运动,将选定的准直通道定位至束流中心轴时,光阑、光栅均遮挡在精确的聚焦射野Ff边沿,降低射野外漏辐射;如图15所示,需要形式适形射野Fc时,光阑往复运动到达避让位,通过光栅适形成野,光阑跟随光栅适形射野Fc边沿进行遮挡。
本申请提供的另一个实施例,请参照图16-图18所示,光阑13包括正交设置且可平移的第一光阑组131和第二光阑组132,第一光阑组131上形成有准直通道13a;通过第一光阑组131的平移以使准直通道13a偏离束流中心轴或位于束流中心轴,第二光阑组132用于遮挡光栅通道12a的边沿缝隙。
每一组光阑组又包括相对束流中心轴设置的两个光阑13,两组光阑组正交运动,每一组光阑组的两个光阑13都可独立控制运动;示例的,如图16-图18所示,第一光阑组131的平移方向和光栅12的叶片运动方向平行。或者,第二光阑组132的平移方向和光栅12的叶片运动方向相同。
示例的,当第一光阑组131的平移方向和光栅12的叶片运动方向平行,则第二光阑组132的平移方向和光栅12的叶片运动方向垂直。本申请实施例中,叶片运动方向垂直的第二光阑组132尺寸略薄,其厚度小于第一光阑组131的厚度,第二光阑组132主要用于遮挡叶片端部缝隙的漏射线。
跟随叶片运动的第一光阑组131,其上预设有准直通道13a,第一光阑组131独立运动可以将所选定的准直通道13a定位至束流中心轴上。准直通道13a还可以有多个,多个准直通道13a的孔径尺寸不同,第一光阑组131平移时,不同的准直通道13a与束流中心轴对应。
如图17所示,当需要形成精确的聚焦射野Ff时,薄型光阑组后退到最外侧,带准直通道的光阑组运动,将选定的准直通道定位至束流中心轴上;与光栅配合,光栅叶片运动,包络出类圆/锥形准直通道。如图16所示,当需要适形射野Fc时,两个光阑组均退到外侧,准直通道偏离束流中心轴,辐射束仅通道光栅通道,形成适形射野Fc。此时,两个光阑组可用于屏蔽叶片的漏射。
示例的,如图16-图18所示,第一光阑组131和第二光阑组132分别包括两个光阑,同组光阑组的两个光阑相对设置。示例的,带准直通道的光阑组包括两个光阑,两个光阑上分别设置有多个准直通道,多个准直通道的大小不同。示例的,其中一个光阑上的最大准直通道孔径小于另一个光阑上的最小准直通道孔径。示例的,当准直通道为圆锥形时,该圆锥形准直通道聚焦于靶点。
本申请对光阑和光栅的位置顺序不做限定。示例的,如图19所示,辐射束10a先通过其中一个光阑13的准直通道13a、再通过光栅通道12a;或如图20中,辐射束10a先通道光栅通道12a、再通过其中一个光阑13的准直通道13a。
本申请实施例中,跟随叶片运动的光阑组主要遮挡叶片间的漏辐射,预设有准直通道,在非工作位时,准直通道和射束方向不平行,辐射束得到遮挡,不会直接穿透,不影响对叶片间隙微量漏辐射的加强保护。只有当准直通道在工作位时,辐射束可穿过准直通道。
本申请提供的实施例中,示例的,第一光阑组131和第二光阑组132位于相同平面,以使得结构紧凑,整体轴向尺寸小。或者,第一光阑组131和第二光阑组132还可位于不同平面。
通过上述实施例,实现了准直通道运动至束流中心轴或远离束流中心轴的目的。本申请对准直通道的形状不做具体限定,准直通道可为圆柱形通道,还可为圆锥形通道或其他通道。
一般地,准直通道为圆锥形通道,可在等中心平面上将辐射源产生的辐射束约束为精确的形状,通常为圆形。当为圆锥形通道时,可选地,圆锥形通道靠近辐射源的一端的截面尺寸小于圆锥形通道远离辐射源的一端的截面尺寸。
示例的,光阑通道、光栅通道和准直通道同轴,非共面照射各圆锥形通道聚焦于靶点(可以是加速器靶点,也可是伽玛刀辐射源),半影小,射野精度高,射野边沿连续光滑,尺寸精确。
通过上述复合准确器,实现了不同射野之间的切换;将上述复合准直器应用于本申请的放射治疗系统时,可以作为常规的适形调强的准直器使用,也可以形成精确的射野形状,实现SRS/SBRT的精确治疗。
本申请提供的一种实施例,通过治疗床和机架之间的相对偏转,以使治疗床和机架之间形成不同的夹角,从而使得辐射束从不同角度照射,即实现非共面照射。
在本申请的一个实施例中,如图21所示,通过治疗床200的偏转实现机架100和治疗床200形成不同夹角。示例的,机架100围绕机架旋转轴100b旋转,治疗床200在水平平面摆动设置,以使治疗床200和机架100之间的夹角不同。
具体地,请参照图22-图23所示,本申请实施例提供的放射治疗系统,治疗床200的底部被配置为与第一圆弧导轨111a连接;治疗床200包括第一治疗床驱动装置和第二治疗床驱动装置,第一治疗床驱动装置用于驱动治疗床200运动以进入治疗空间100a,第二治疗床驱动装置用于驱动治疗床200沿第一圆弧导轨111a运动,以使得治疗床200在水平平面旋转摆动。
通过第一治疗床驱动装置的驱动,治疗床200可沿机架100的机架旋转轴100b方向进入治疗空间100a;通过第二治疗床驱动装置的驱动,治疗床200可沿第一圆弧导轨111a在水平平面旋转摆动,以和机架100形成不同夹角,使得辐射束10a从不同角度发出,实现非共面照射。示例的,当治疗床200和机架100形成的夹角为0°时,则表明治疗床200的轴线和机架旋转轴100b线平行。
示例的,第一圆弧导轨111a的圆心与放射治疗系统的等中心O共轴。
本申请提供的另一实施例,如图24所示,为了保证治疗床200支撑的稳定性,治疗床200底部还设置有第二圆弧导轨201,两组圆弧导轨同心、半径不同。示例的,第一圆弧导轨111a依托底座110a安装,机架100设置在底座110a上,以使结构更紧凑,精度易保证。
治疗床200和两组圆弧导轨连接时,分别通过滑块实现与圆弧导轨的连接。示例的,可以是滑块和治疗床200连接,也可以是导轨和治疗床200连接,本申请对此不做限定。在以下实施例,示例的,治疗床200底部设置第一滑块202,治疗床200通过第一滑块202和第一圆弧导轨111a连接。地面上固定有第二滑块203,治疗床200通过第二圆弧导轨201和第二滑块203连接,治疗床200的底部和地面之间形成间隙,治疗床200通过第二滑块203和第二圆弧导轨201在地面上形成支撑。
由此,治疗床200由圆弧导轨支撑、绕过等中心轴旋转,以形成非共面照射。第一圆弧导轨111a的导轨安装在底座110a上,第一滑块202随治疗床200运动。示例的,为了加强治疗床200的支撑稳定性,治疗床200底部设置有第二圆弧导轨201,第二圆弧导轨201的导轨安装在治疗床200底部,第二滑块203通过一个支撑架和地面连接。圆弧导轨的安装定位部分在底座110a加工时,以等中心O点为基准,保证了精度的可靠性。
如图25所示,在机架100和底座110a整体设置有外罩101,底座110a和机架100均位于外罩101内,外罩101形成有与治疗空间100a匹配的中心开口,第一圆弧导轨111a位于外罩101外。这样一来,机架100可以在封闭造型内高速运转,减少患者碰撞风险,提升治疗体验,提高非共面照射效率及安全性。
造型采用封闭造型,运动部件包裹在造型内部,在治疗过程中可以对靶区进行实时监测,调整好非共面角度后,在实施照射过程中,患者相对造型静止,无剐蹭,碰撞风险,提高治疗的精度及安全性。
本申请提供的一种放射治疗系统,通过治疗床摆动,以实现非共面照射,为临床治疗提供了更灵活的布野照射方案,治疗医生可以根据患者病灶采用更灵活的照射方式,获得更优的剂量分布。此外,非共面照射时,无碰撞风险,机架可高速旋转,提高了治疗效率及安全性。此外,前述提到,在照射过程中还可通过影像引导系统采集图像以进行患者定位或实现实时监控,保证治疗效果。
上述通过治疗床摆动的方式实现治疗床相对机架形成不同夹角,这种情况下,患者在治疗床上定位后需移动治疗床,则存在靶区变动的风险;并且,治疗过程中频繁移动治疗床以更换非共面角度,使得患者的治疗体验差。
由此,在本申请在另一个实施例中,参照图25-图29所示,通过机架100的摆动偏转实现机架100和治疗床200形成不同夹角。患者定位后,通过机架100摆动可实现非共面照射及聚焦照射,患者无需运动,定位精度高,患者治疗体验好。机架100内无突出物,患者无挤压风险,提高非共面照射的效率。
治疗过程中,机架100非共面运动可以自动调整,可以在治疗过程中连续动态调整,根据靶区周围组织分布,调整非共面路径,获得更优的靶区剂量分布。
示例的,请参照图27所示,本申请实施例提供的放射治疗系统,治疗床200用于承载患者并运动至预设的位置;还包括第一机架驱动装置和第二机架驱动装置120,第一机架驱动装置用于驱动机架100沿机架旋转轴100b旋转,第二机架驱动装置120用于驱动机架100在水平平面绕机架100等中心O的轴旋转,以使治疗床200和机架100之间的夹角不同,第二机架驱动装置120高于机架最低点S(机架100旋转的最低点),如图31所示。示例的,第二机架驱动装置120包括多个不同的驱动部件,第二机架驱动装置120高于机架最低点S,可以是第二机架驱动装置120中任意一个驱动部件或任意多个驱动部件高于机架最低点S。示例的,第二机架驱动装置120包括导轨、滑块和电机,可以是导轨高于机架最低点S,电机可以设置在任意位置。也可以是导轨、滑块和电机均高于机架最低点S。
示例的,如图27所示,本申请实施例中,放射治疗系统还包括底座110b,底座110b固定在地面或地板上,机架100设置在底座110b上,且与底座110b通过第二机架驱动装置120旋转连接,以使机架100在水平平面相对治疗床200旋转摆动。
其中,如图28-图30所示,与治疗床200摆动结构类似,机架100通过导轨和滑块实现摆动。示例的,第二机架驱动装置120包括弧形导轨111b、滑块和驱动器;弧形导轨111b设置在底座110b上,滑块设置在机架100上,驱动器用于驱动滑块沿弧形导轨111b运动,以使机架100在水平平面内相对治疗床200旋转摆动;弧形导轨111b的中心与放射治疗系统的等中心O同轴。示例的,也可以是将弧形导轨111b设置在机架100上,滑块设置在地面上,本申请对此不作限定,仅以图示为例进行说明。
示例的,弧形导轨111b包括相对设置的第一弧形导轨111b1和第二弧形导轨111b2,第一弧形导轨111b1和第二弧形导轨111b2共轴。示例的,第一弧形导轨111b1和第二弧形导轨111b2分别位于机架100两侧。示例的,第一弧形导轨111b1和第二弧形导轨111b2分别位于机架100轴线的两侧,以从两侧分别支撑机架100旋转。对应地,滑动包括第一导轨滑块和第二导轨滑块,第一导轨滑块和第二导轨滑块分别与机架100连接;或者,第一导轨滑块和第二导轨滑块通过连接件连接,连接件与机架100连接。
示例的,如图29所示,连接件可为托盘102,机架100固定于托盘102上,机架100通过托盘102与底座110b连接。机架100的底部穿过托盘102上的矩形孔102a向下延伸,使得弧形导轨111b或滑块高于机架最低点S,换言之,第二机架驱动装置120高于机架最低点S,如图30、31所示。
示例的,第一弧形导轨111b1和第一导轨滑块(位于第一弧形导轨111b1上、和托盘102连接)通过驱动器驱动,带动第二导轨滑块(位于第二弧形导轨111b2上、和托盘102连接)沿第二弧形导轨111b2运动。这样一来,机架100摆动时通过第一弧形导轨111b1和第二弧形导轨111b2进行导向,可以增加机架100摆动的稳定性。
驱动器提供机架100摆动的动力,在本申请的一个实施例中,驱动器为齿轮驱动器,包括电机113b1、齿轮113b和齿圈112b,其中齿圈112b与第一弧形导轨111b1共轴,电机113b1通过转向器驱动齿轮113b沿齿圈112b运动。
由此,弧形导轨111b安装在底座110b上,其回转轴线为机架100的摆动回转轴线。机架100通过滑块和弧形导轨111b连接。底座110b上安装有齿圈112b,齿圈112b的回转中心和弧形导轨111b同轴。机架100上安装有驱动器,驱动器输出端的齿轮113b和上述齿圈112b相啮合,驱动器通过驱动齿轮113b和齿圈112b啮合运动带动机架100绕等中心O回转摆动,以使治疗床200和机架100形成不同夹角,以使辐射束10a从不同角度发出。
示例的,机架100底部设置有定位销柱,底座110b通过定位销柱和机架100底部连接。定位销柱的分布几何中心位于底座110b的回转轴线上,从而实现机架100的束流轴线和底座110b的回转轴线重合。机架100绕束流中心轴摆动,实现非共面照射。当然,当机架100在水平平面摆动至和治疗床200的夹角为90°时,可实现共面照射。
此外,在机架100内靠近治疗床200的边缘还设置有防碰撞条,以避免机架100摆动时触碰到治疗床200,影响患者的治疗。
通过上述方式,可使患者获得相对地面固定的治疗空间,患者感受不到机架的高速旋转,患者体验好。通过机架的摆动实现非共面照射,在患者治疗过程中,机架摆动调整非共面入射角度。患者定位后不再运动,患者靶区定位精度高,患者治疗体验好。机架还可以边摆动边照射,入射路径更多,病核区域可获得更高剂量的照射,焦皮比进一步提高,靶区外剂量跌落速度快,可以更好的开展SBRT照射治疗。
另一方面,本申请实施例还提供一种复合准直器的控制方法,用于对上述的复合准直器进行控制,方法包括S10-S12:
S10:获取目标对象的照射信息。
示例的,照射信息可以是上位机或下位机接收到的治疗计划信息。获取目标对象的照射信息包括采用聚焦照射的形式和采用适形照射的形式,以便于根据不同的治疗计划确定不同的照射形式。
S11:根据照射信息确定目标对象采用聚焦射野Ff照射时,控制光阑的准直通道和光栅通道位于束流中心轴,以使辐射源发出的辐射束经准直通道与光栅通道后在目标区域形成聚焦射野。示例的,采用聚焦照射时,还可以进一步确定采用哪一种尺寸规格的射野。
示例的,采用聚焦照射时,可控制光阑运动,以使光阑的准直通道位于束流中心轴;控制光栅的叶片运动,以使光栅的光栅通道位于束流中心轴;最后控制复合准直器使得辐射被引导至靶区的辐射束穿过光阑的准直通道和光栅通道,这样即可在目标区域形成聚焦射野Ff。
S12:根据照射信息确定目标对象采用适形射野Fc照射时,控制准直通道偏离束流中心轴,以使辐射源发出的辐射束经光栅通道形成适形射野Fc。
示例的,采用适形射野Fc时,控制光阑运动,以使光阑的准直通道偏离束流中心轴;控制光栅的叶片运动,以使光栅的光栅通道位于束流中心轴即束流中心轴通过光栅通道;辐射束穿过光栅通道,以在目标区域形成适形射野Fc。
通过上述控制方法,根据不同的照射信息,控制光栅和光阑以生成所需的聚焦射野Ff或适形射野Fc,整个过程简单、高效。
将上述复合准直器应用于放射治疗系统,本申请实施例提供还一种放射治疗系统的剂量递送方法,用于对放射治疗系统进行剂量递送,方法包括S20-S21:
S20:获取目标对象的治疗计划信息。
示例的,治疗计划信息可以是治疗计划系统生成,并发送给上位机,上位机下发给各下位机,以控制各部件执行治疗计划信息。
示例的,目标对象的治疗计划信息可以包括采用共面照射或非共面照射,还包括采用聚焦照射或采用适形照射,以便于根据不同的治疗计划信息确定复合准直器的成野方式,以及机架100和治疗床200的摆动方式。
S21:根据治疗计划控制治疗头的复合准直器,使得辐射被引导至靶区的辐射束穿过光阑的准直通道和光栅通道,或者辐射束仅穿过光栅通道。
当辐射束穿过准直通道和光栅通道时,可形成精确的聚焦射野Ff;当辐射束仅穿过光栅通道时,可形成适形射野。即根据上述治疗计划信息,选择成野方式。
示例的,在本申请的可选实施例中,放射治疗系统的剂量递送方法还包括:
控制治疗床和机架之间的相对摆动,以使治疗床和机架之间的夹角不同。通过治疗床和机架之间的相对摆动,可实现共面照射或非共面照射,以适应不同的治疗需求。
示例的,治疗床200和机架100之间的相对摆动,可通过控制治疗床200沿在水平平面摆动设置,以使治疗头出射的辐射束10a从不同入射角聚焦于靶区。此时方式下,通过治疗床200的摆动,实现治疗床200与机架100之间形成不同夹角,辐射束10a从不同角度发出,实现非共面照射。
示例的,在本申请的可选实施例中,放射治疗系统的剂量递送方法还包括:控制机架100在水平平面摆动设置,以使治疗头出射的辐射束10a从不同入射角聚焦于靶区。此时通过机架100的摆动,实现治疗床200与机架100之间形成不同夹角,辐射束10a从不同角度发出,实现非共面照射。
对于治疗床200和机架100之间的相对摆动的方式,具体见前述说明。
根据患者病灶可选择不同的射野(适形射野Fc或聚焦射野Ff),两种适形方式可以快速切换,患者一次定位,可以采用两种照射方式联合照射,为临床应用提供了更加灵活的方式。在制作治疗计划时,可以是单一的一种射野,也可以是两种射野的组合。
当两种视野组合使用时,可以是先采用基于MLC的适形射野Fc进行基础剂量照射,覆盖面大;对于病灶核心区域采用聚焦射野Ff配合非共面进行聚焦照射,提高靶区内的剂量,提高肿瘤的治愈率。而对于适合SBRT的患者,可以采用精确的聚焦射野Ff配合非共面进行聚焦照射。当然,也可采用复合准直器开展常规的基于MLC的适形射野Fc调强照射。
本申请实施例提供一种放射治疗系统的剂量递送方法,包括S100-S110:
S100:驱动治疗床200使得患者位于机架100的治疗空间100a内。
通过第一治疗床驱动装置可驱动治疗床200进入治疗空间100a,以备进行治疗。
S110:驱动治疗床200沿第一圆弧导轨111a偏转,使得治疗床200和机架100形成不同夹角,以使辐射束10a从不同角度发出。
通过第二治疗床驱动装置驱动治疗床200沿第一圆弧导轨111a运动,以使得治疗床200在水平平面旋转,以使治疗床200相对机架100形成不同夹角。
进一步地,还可通过第二圆弧导轨201的辅助作用,加强治疗床200摆动的稳定性。
示例的,本申请实施例提供一种放射治疗系统的剂量递送方法,还包括S120:经由复合准直器使得辐射被引导至靶区的辐射束10a沿辐射源束流形成聚焦射野Ff或适形射野Fc。示例的,复合准直器可以是本申请提供的复合准直器,其包括孔径准直器(光阑13)和多叶准直器(光栅12);驱动复合准直器,使得辐射被引导至靶区的辐射束10a穿过孔径准直器形成聚焦射野Ff;通过前述的光阑13和光栅12共同成野,辐射束10a穿过光栅通道12a和准直通道13a可形成聚焦射野Ff;或者,驱动复合准直器,使得辐射被引导至靶区的辐射束10a穿过多叶准直器形成适形射野Fc;光阑13和光栅12共同成野,辐射束10a穿过光栅通道12a可形成适形射野Fc。
具体驱动复合准直器的方法可以参考本申请上述实施例,在这里不作赘述。
示例的,本申请实施例提供一种放射治疗系统的剂量递送方法,还包括S130:驱动机架100沿机架旋转轴100b旋转,以使聚焦射野Ff或适形射野Fc从不同的方位射向靶区。
在实际的应用中,通过机架100与治疗床200的配合,在采用治疗床200移动患者的同时,还可以通过旋转机架100来进行更好的照射。
示例的,本申请还提供一种放射治疗系统的剂量递送方法,包括S200-S210:
S200:驱动治疗床200使得患者位于机架100的治疗空间100a内。
S210:驱动机架100在水平平面旋转,使得治疗床200和机架100形成不同夹角,以使辐射束10a从不同角度发出。
示例的,通过第二机架驱动装置120驱动机架100在水平平面旋转,以使机架100相对治疗床200形成不同夹角,实现非共面照射。
示例的,本申请还提供一种放射治疗系统的剂量递送方法,还包括S220:经由复合准直器使得辐射被引导至靶区的辐射束10a沿辐射源束流形成聚焦射野Ff或适形射野Fc。
同样地,复合准直器包括孔径准直器和多叶准直器,包括:
驱动复合准直器,使得辐射被引导至靶区的辐射束10a穿过孔径准直器形成聚焦射野Ff;
或者,驱动复合准直器,使得辐射被引导至靶区的辐射束10a穿过多叶准直器形成适形射野Fc。
示例的,本申请还提供一种放射治疗系统的剂量递送方法,所述方法还包括S230:驱动机架100沿机架旋转轴100b旋转,以使聚焦射野Ff或适形射野Fc从不同的方位射向靶区。本控制方法相关步骤与前述相似,可参照执行。
示例的,除上述治疗床200摆动或机架100摆动的方式外,还可通过治疗床200和机架100同时摆动,实现两者之间形成不同夹角。具体参照上述治疗床200摆动和机架100摆动的方式,此处不再赘述。
示例的,照射时,可采用不同的照射方式:机架100和治疗床200相对运动,形成夹角,机架100沿机架旋转轴100b连续旋转进行非共面照射。支持动态立体定向照射,照射过程中机架100和治疗床200相对角度位置的实时调整,获取更多的入射角度,提高焦皮比,提高靶区周围剂量梯度。
示例的,本申请提供的实施例,两种射野模式可以灵活切换,可以选择采用适形射野Fc高效的进行基础剂量照射,然后采用精确的聚焦射野Ff对靶区内部的核心区域进行照射,更符合SBRT的剂量分布要求。
示例的,本申请提供的实施例,传统的固定野照射只能进行适形照射,无法调强。本申请的复合准直器在固定射野范围内进行强度调整,能够获取精确的形状及剂量分布。
示例的,本申请提供的实施例,机架100和治疗床200调整一个相对位置后,还可完成一个拉弧照射,照射过程可以根据计划的剂量分布要求等选择单一成野模式,也可以选择两种成野模式的组合。
本申请提供的实施例通过前述机架100和治疗床200的配合运动,获取更多的入射角度,实现立体定向照射。入射角度根据病灶位置,形状及周围器官分布调整,最大化的保护周围正常器官,将剂量投照到靶区位置。基于两种射野模式组合照射,发挥各自优势,提升治疗精度,进而提升放射治疗系统整体的治疗效果。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种复合准直器,其特征在于,用于对辐射源发出的辐射束进行束形,包括:沿束流中心轴方向顺序设置的光栅和光阑;
其中,所述光栅包括多个叶片,多个所述叶片运动形成所述辐射束可穿过的光栅通道;
所述光阑上设置有准直通道,所述光阑可相对所述束流中心轴运动;所述光阑运动使所述准直通道位于所述束流中心轴时,所述辐射束通过所述光栅通道和所述准直通道在目标区域形成聚焦射野;所述光阑运动使所述准直通道偏离所述束流中心轴时,所述辐射束通过所述光栅通道在所述目标区域形成适形射野。
2.根据权利要求1所述的复合准直器,其特征在于,所述光阑包括光阑本体和设置于所述光阑本体上的、可相对所述光阑本体运动的准直体,所述光阑本体用于带动所述准直体平移,所述准直通道设置于所述准直体上,所述光阑本体上设置有用于与所述准直通道同轴对应的光阑通道;
通过所述光阑本体的平移和所述准直体的运动,以使所述准直通道、所述光阑通道偏离所述束流中心轴或所述准直通道、所述光阑通道位于所述束流中心轴。
3.根据权利要求2所述的复合准直器,其特征在于,所述准直体为圆柱型,所述准直体上设置有多个所述准直通道,多个所述准直通道的孔径尺寸不同。
4.根据权利要求3所述的复合准直器,其特征在于,所述光阑本体上设置一个所述光阑通道,一个所述光阑通道分别和多个所述准直通道对应;
或者,所述光阑本体上设置有多个所述光阑通道,多个所述光阑通道与多个所述准直通道一一对应。
5.根据权利要求2所述的复合准直器,其特征在于,所述准直体旋转运动,以使所述准直通道和所述光阑通道同轴对应,或使所述准直通道偏离所述光阑通道。
6.根据权利要求2所述的复合准直器,其特征在于,所述光阑本体的平移方向和所述光栅的叶片运动方向平行,或者,所述光阑本体的平移方向与所述光栅的叶片运动方向垂直;或者,所述准直体的运动方向和所述光栅的叶片运动方向平行,或者,所述准直体的运动方向和所述光栅的叶片运动方向垂直。
7.根据权利要求2所述的复合准直器,其特征在于,所述准直通道偏离所述束流中心轴时,所述准直通道的轴线和所述束流中心轴之间的夹角为90°。
8.根据权利要求2所述的复合准直器,其特征在于,所述光阑包括相对设置的两个光阑组件,其中两个所述光阑组件的至少一个设置有所述准直通道,或者,两个所述光阑组件上分别设置有所述准直通道。
9.根据权利要求8所述的复合准直器,其特征在于,当两个所述光阑组件上分别设置所述准直通道,其中一个所述光阑组件的准直通道大于另外一个所述光阑组件的准直通道。
10.根据权利要求1所述的复合准直器,其特征在于,所述光阑包括正交设置且可平移的第一光阑组和第二光阑组,所述第一光阑组上形成有所述准直通道;通过所述第一光阑组的平移以使所述准直通道偏离所述束流中心轴或位于所述束流中心轴,所述第二光阑组用于遮挡所述光栅叶片端部形成的缝隙。
11.根据权利要求10所述的复合准直器,其特征在于,所述第一光阑组的平移方向和所述光栅的叶片运动方向平行。
12.根据权利要求10所述的复合准直器,其特征在于,所述第一光阑组和所述第二光阑组位于相同平面,或,所述第一光阑组和所述第二光阑组位于不同平面。
13.根据权利要求10所述的复合准直器,其特征在于,所述准直通道有多个,多个所述准直通道的孔径尺寸不同,所述第一光阑组平移时,不同的所述准直通道与所述束流中心轴对应。
14.根据权利要求1至13任一项所述的复合准直器,其特征在于,所述准直通道至少包括圆柱形通道或圆锥形通道,所述圆锥形通道靠近辐射源的一端的截面尺寸小于所述圆锥形通道远离辐射源的一端的截面尺寸。
15.一种放疗系统,其特征在于,包括治疗床、机架和治疗头,所述治疗头设置于所述机架上,所述治疗床用于承载患者运动以进行治疗;
其中所述治疗头包括依次设置的辐射源和如权利要求1至14任一项所述的复合准直器,所述复合准直器将所述辐射源发出的辐射束在目标区域约束为预设射野。
16.根据权利要求15所述的放疗系统,其特征在于,所述放疗系统的所述治疗床和所述机架之间相对摆动,以使所述治疗床和所述机架之间的夹角不同。
17.根据权利要求16所述的放疗系统,其特征在于,所述治疗床在水平平面摆动设置,以使所述治疗床和所述机架之间的夹角不同。
18.根据权利要求16所述的放疗系统,其特征在于,所述机架在水平平面摆动设置,以使所述治疗床和所述机架之间的夹角不同。
19.根据权利要求15所述的放疗系统,其特征在于,所述放疗系统还包括影像引导系统,所述影像引导系统设置于所述机架上。
20.一种放疗系统的剂量递送方法,其特征在于,用于对权利要求15至19任一项所述的放疗系统进行剂量递送,所述方法包括:
获取目标对象的治疗计划信息;
根据所述治疗计划控制治疗头的复合准直器,使得辐射被引导至靶区的辐射束穿过光阑的准直通道和光栅通道,或者所述辐射束仅穿过所述光栅通道。
21.根据权利要求20所述的放疗系统的剂量递送方法,其特征在于,所述方法还包括:
控制治疗床和机架之间的相对摆动,以使所述治疗头出射的辐射束从不同入射角聚焦于所述靶区。
22.根据权利要求21所述的放疗系统的剂量递送方法,其特征在于,所述控制治疗床和机架之间的相对摆动,以使所述治疗头出射的辐射束从不同入射角聚焦于所述靶区,包括:
控制所述治疗床在水平平面摆动设置,以使所述治疗头出射的辐射束从不同入射角聚焦于所述靶区;或者,
控制所述机架在水平平面摆动设置,以使所述治疗头出射的辐射束从不同入射角聚焦于所述靶区。
23.一种复合准直器的控制方法,其特征在于,用于对权利要求1至14任一项所述的复合准直器进行控制,所述方法包括:
获取目标对象的照射信息;
根据所述照射信息确定所述目标对象采用聚焦射野照射时,控制光阑的准直通道和光栅通道位于束流中心轴,以使辐射源发出的辐射束经所述准直通道与所述光栅通道后在所述目标区域形成所述聚焦射野;
根据所述照射信息确定所述目标对象采用适形射野照射时,控制所述准直通道偏离所述束流中心轴,以使所述辐射源发出的辐射束经所述光栅通道形成所述适形射野。
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