[实用新型]一种基于复合双重旋转机架的加速器非共面放射治疗装置

说明书

本实用新型公开一种基于复合双重旋转机架的加速器非共面放射治疗装置，包括沿xz平面转动的主机架、与主机架转动连接的次机架，次机架沿yz平面转动，主机架承载有两套CBCT子系统，两套CBCT子系统正交布置，次机架承载有加速器辐射头和EPID平板探测器。本实用新型可实现多线束立体定向放射治疗，结构简洁、等中心精度高、成本较低、运行高效、治疗安全。

技术领域

本实用新型涉及一种医疗设备，尤其涉及一种基于复合双重旋转机架的加速器非共面放射治疗装置。

背景技术

到目前为止，X(γ)射线放射治疗技术有三大主要成就，分别是以非共面照射为基础的多线束聚焦照射技术、由多叶光栅(Multileaf Collimator,MLC)实施的调强放射治疗(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)以及建立在KV级X射线锥形束CT(ConeBeam CT,CBCT)基础上的图像引导放射治疗(Image Guided Radiotherapy,IGRT)。

实践证明，非共面多线束方式的照射可以主动避开临近靶区或射线路径上的危险器官、减少人体受照体积并降低其总剂量，因此来提高瘤体的靶区剂量。由于传统加速器的旋转机架只能在一个平面内共面旋转，非共面照射是通过治疗床在水平面上的等中心旋转实现的；由于辐射头的准直器端面距离等中心点的净空间只能做到400mm左右，治疗床旋转以后会导致辐射头与治疗床或患者之间的相互碰撞风险，而且大多数情况下旋转机架的旋转范围较窄，造成许多照射死角，因此传统加速器仍然较难照射诸如肺癌、肝癌和垂体瘤等部位的病灶，还会引发诸如放射性肺炎的严重副作用。另外，附加安装的CBCT进一步限制了治疗床的可旋转范围和设备的技术效率。第三，治疗过程中的床旋转运动增加了靶区移动的风险。

采用加速器X辐射源实现真正意义上非共面多线束照射的产品为美国安科瑞(Accuray)公司生产的射波刀(CyberKnife)和日本三菱重工业株式会社生产的Vero。

射波刀的加速器辐射头由六自由度机器人承载，标称源轴距(Source to AxialDistance,SAD)SAD＝800mm，为非共面多定点方式照射。该产品的不足之处，一是kV级X射线图像为静态X光影像，没有CBCT功能且没有MV级X射线电子影像验证装置(ElectronicPortal Imaging Device,EPID)；二是不能进行旋转拉弧照射；三是采用多关节机器人承载加速器，增加了逆向计划过程中机械臂路径规划的难度，从而增大了放射治疗计划系统(Radiation Therapy Treatment Planning System，TPS)的开发成本并因此导致产品售价在800万美元左右。

Vero采用孔径式结构，O形环型机架在曲臂驱动下作±180°旋转，实现传统加速器机架的360°共面旋转功能，在此基础上，增加了环型机架在水平面上、相对于治疗床x轴的±60°旋转功能，实现非共面照射，SAD＝1000mm；30对精细度5mm的MLC叶片在等中心平面形成150mm×150mm照射野。由于需要环型机架与治疗床之间能够无干涉地形成±60°角度，承载加速器辐射头的环型机架孔径势必较大，致使在某些角度辐射头会产生轻微挠曲，为了补偿这种挠曲，采用可以在环型机架圆环方向以及垂直于环型机架平面的轴线方向均可旋转±2.5°的万向机头机构来瞄准等中心点，因此导致该产品结构复杂，进而造成制造成本较高并最终导致售价较高，另外未提供锥形孔准直器。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种基于复合双重旋转机架的加速器非共面放射治疗装置，可实现多线束立体定向放射治疗和立体定向放射外科，结构简洁、等中心精度高、成本较低、运行高效、治疗安全。

为达到上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：