[发明专利]自屏蔽的集成控制放射外科系统

说明书

提供了一种用于使用直线加速器来执行无创立体定向放射外科和精确放疗的自屏蔽且计算机控制的系统，所述直线加速器安装在耦接至三自由度患者台的双自由度辐射屏蔽件内。所述辐射屏蔽件可以包括可绕轴向轴旋转的轴向屏蔽件以及可绕倾斜轴独立旋转的倾斜屏蔽件，由此提供治疗和诊断辐射束的改善轨迹范围。这种屏蔽件可以关于其对应旋转轴并关于共同支撑结构平衡以便促进容易移动。这种系统可以进一步包括成像系统，所述成像系统用于向治疗靶标准确地递送辐射并且自动进行将所述解剖靶标维持在系统等深点处所需的校正。还提供了各种子系统，所述子系统用于使所述可移动屏蔽部件的受控且协调的移动以及对所述治疗相关子系统的操作自动化以便优化性能并确保安全性。

本申请是申请号为201780001150.6、发明名称为“自屏蔽的集成控制放射外科系统”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月6日提交的美国临时申请No.62/554,876的优先权权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

本申请总体上涉及于2017年6月20日提交的名称为“Revolving RadiationCollimator(旋转式辐射准直器)”的PCT申请号US2017/038256；名称为“RadiationSystems with Minimal or No Shielding Requirements on Building(对建筑物具有最小或不具有屏蔽要求的放射系统)”的美国专利号9,308,395；名称为“System and Methodfor Real-Time Target Validation for Image-Guided Radiation Therapy(图像引导的放射治疗的实时靶标确认系统和方法)”的美国专利号9,314,160；以及名称为“Visualizing Radiation Therapy Beam in Real-Time in the Context of Patient’sAnatomy(在患者的解剖结构的背景下实时地使放射治疗射束可视化)”的美国专利号9,604,077，所述申请和专利中的每一项出于所有目的通过引用以其全文结合在此。

背景技术

本发明总体上涉及立体定向放射外科领域。具体地，本发明涉及自屏蔽放射治疗系统和治疗方法。

用于放射外科设备的建筑物辐射屏蔽室的高成本已经产生了对可以以较低成本提供的系统的需要。创建自屏蔽的放射外科系统实现了这个目标，但是存在与这种系统相关联的挑战，包括用于确保安全且有效的治疗递送的众多子系统的复杂协调功能。

虽然已经提出了各种自屏蔽放射外科系统，但是在执行这种系统时遇到相当多的挑战，所述挑战包括屏蔽部件的高成本和高重量、由于屏蔽部件的相当大重量而难以对其进行定位以及进一步增大整个系统的大小和重量的相关联支撑件和驱动电机的相当大成本和大小。这些挑战限制了这种设计的可行性并且进一步限制了可用治疗轨迹范围。因此，需要具有减小重量和大小的自屏蔽系统，并且进一步需要具有改善的治疗辐射束和诊断成像灵活性和移动范围的这种系统。将期望以更简单且更具成本效益的方式构造这种系统并且期望这种系统具有紧凑的大小和减小的占位面积以便装配在标准大小房间中而无需常规的库或辐射屏蔽室，从而允许这种治疗系统更普遍地用于治疗。

发明内容

本文中描述的治疗系统是用于计划和执行无创立体定向放射外科和精确放疗的自屏蔽且计算机控制的系统。

在一些方面，相比常规自屏蔽设计，本发明通过使用使阻止潜在辐射泄露的屏蔽的量和重量最小化的独特屏蔽件设计和放置而提供了大量优点，同时满足以下目标：将解剖靶标维持在系统的等深点处；经由独立的轴向和倾斜屏蔽件提供最大MV和kV射束轨迹范围；以及提供使很重的辐射屏蔽组件关于共同支撑件的相对较小占位面积基础环对称地平衡的机械优点。在各个实施例中，提供可变厚度的屏蔽件使重量最小化，并且在空间上使屏蔽件平衡实现屏蔽件和治疗辐射束的更精确移动。一方面，本发明提供了一种具有可移动屏蔽部件的自屏蔽设计，所述可移动屏蔽部件提供本文中所描述的益处并且进一步提供对患者的完全包覆以便提供完全屏蔽。在一些实施例中，这种系统包括轴向和倾斜屏蔽件，以及允许对患者的完全包覆和完全屏蔽的旋转壳体和门。