[发明专利]具有可旋转的治疗头的直线运动学系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于放射治疗设备的装置。

背景技术

在放射治疗中，直线加速器通常用于照射人体癌细胞。当电子束撞击固态主体(目标)时发生的加速电子或者韧致放射(高能光量子)被用于破坏肿瘤细胞。从治疗头产生的束从它的近似点状的源以圆锥形状加宽，以使得患者的表皮被照射，即所谓的照射域，其典型地大于待治疗的区域。为了避免或者最小化对周围健康组织的损伤，通常使用由重金属制成的非常厚的膜片(准直仪)，其限制治疗束到肿瘤的大小。除了固定的膜片之外，叶准直仪，也称作多叶准直仪(MLC)，越来越多地被用于该目的。为了保证最小副作用地对肿瘤进行有效治疗，目标应当是定位尽可能高的辐射剂量在与相邻组织相区分的待照射肿瘤组织中，并在辐射场中实现尽可能最精确的定位。

在全世界使用的大多数放射治疗设备具有相似的结构，其具有直线加速器，该直线加速器在架台(L形状框架)中能够绕固定的等中心点(isocenter)(水平旋转轴)在轨道上枢转。结合患者台绕通过固定的等中心点的竖直轴的可能的转动，已经定位为尽可能固定在等中心点上的肿瘤可以被从每个角度进行照射。保持定位在等中心点上的用于肿瘤的辐射剂量一般从架台和/或患者台的数个不同的角度进行施加，以使得剂量在肿瘤组织中累积，而周围的健康组织仅接收总的剂量的一部分。

除上述的和广泛使用的具有L形状架台的放射治疗设备之外，许多放射治疗设备都是可用的，其在某些类型的治疗中具有一定优点。但是，在每一情形下不得不考虑与设计有关的缺点。

现在，有些时候，已经具有层析成像(tomographic)结构，其中放射治疗设备的运动学与诊断用记算机层析成像设备的那些相比较。辐射源在该情形下布置在环形壳体内部，并且在治疗期间围绕待被照射并定位在旋转轴上的中心开口中的肿瘤组织转动。治疗束通过隙缝光阑(diaphragm)限制到旋转平面中的非常窄的区域，这引起可以施加低剂量等级(rate)。依靠辐射场的各个倾斜部分动态打开或者闭合，剂量分配受到可移动元件的影响。除了可以施加剂量的等级低以及由此导致长的照射时间之外，该结构的特定缺点是在可能的照射方向方面的限制，因为患者台不能旋转，或者仅可以在很有限的范围内围绕竖直轴转动。

还有这样的治疗设备结构，其中直线加速器依靠来自工业制造领域的关节型机器人臂进行定位(WO2009/005556)。所述系统特别适于主要在神经元范围的小的目标体积的定向照射。通过多自由度的机器人，辐射源可以相对于目标体积以非常灵活的方式定位和定向。但是，束产生和束成形部件的体积和最大重量受到机器人的结构和额定负载的限制，并且这限制利用可变光阑和滤波器影响治疗束的可能性。可以产生的最大剂量等级同样由此受到限制。由于这些原因，所述设备在使用其它放射治疗设备的现有放射治疗部分中通常仅用作补充设备。

发明内容

发明解决的问题

本发明所要解决的问题是设计一种与现有技术相比具有扩展功能的改进的放射治疗设备。

根据本发明的技术方案

根据本发明，这个问题通过权利要求1的主题得以解决。放射治疗设备具有至少两个直线导引件，这些直线导引件跨越一个运动平面并且借助于此，治疗头支撑件和连接到治疗头支撑件的治疗头可以以灵活的方式相对于患者台定位或者移动。直线导引件有利地布置为彼此垂直，尽管对于实现意在的目的这并不是绝对必要的。通过连接到治疗头支撑件并相对于预定照射点即所谓的等中心点定位的治疗头的束排出端口，可以使用空间固定的等中心点，如同在大多数放射治疗设备中惯常使用的，或者也可以使用可移动等中心点，其有时通过几何计算进行确定。如果两个轴能够依靠适当的控制软件和电子元器件以及依靠充分尺寸的驱动器独立于彼此定位，则可以不仅覆盖围绕等中心点的简单圆形运动，还可以覆盖任何期望的相对位置和复杂轨道，例如椭圆或者样条线(spline)，即便对于不变地(constantly)可移动等中心点也是如此。为了定向束在固定的或者可移动的等中心点的方向，运动学系统通过至少一个旋转轴予以补充，该至少一个旋转轴优选地垂直于由直线导引件跨越的平面进行布置。为了能够转动在大多数情形下通过(叶)准直仪成形的照射横截面，包括进一步的旋转轴会是有利的，借助于此，治疗头或者包含在那里的重要的束成形部件可以绕射束轴旋转。为了相对于治疗头定位以及可能定向患者床或者肿瘤组织，放射治疗设备与具有额外自由度的患者台组合。该患者台可以优选地具有四至六个自由度。