一种超声和辐射联用的治疗系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术属于医疗设备领域，公开了一种超声和辐射联用的治疗系统及其操作方法，造影系统，用于对含有造影剂混合物的病灶区进行造影，指示肿瘤的位置、大小和边界，并判断是否达到预设尺寸；HIFU治疗系统，用于对病灶区进行超声治疗，消融未达到预设尺寸的大尺寸肿瘤；BNCT治疗系统，用于对病灶区进行辐射治疗，清除达到预设尺寸的小尺寸肿瘤；患者承载装置，用于承载患者，并与所述造影系统、所述HIFU治疗系统、所述BNCT治疗系统相配合；控制系统。该治疗系统及其操作方法结合了高强度聚焦超声技术与硼中子俘获治疗技术，先进行大尺寸肿瘤的消融，再清除小尺寸肿瘤，可以提高肿瘤，尤其是大体积恶性肿瘤的治愈效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超声和辐射联用的治疗系统及其操作方法
本专利技术涉及医疗设备领域，特别是涉及一种超声治疗与辐射治疗联用的超声和辐射联用的治疗系统及其使用方法。
技术介绍
随着原子科学的发展，利用放射线(如Co-60放射性核素、电子、光子、质子、重离子)进行癌症治疗已经是主要手段之一，其与手术、化学治疗，并称为3大癌症治疗方法。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，对于肿瘤与正常组织并没有鉴别力，因此在杀死癌细胞的同时，也会对正常组织细胞造成伤害，现今往往透过多角度照射与分次治疗等模式，分散正常组织剂量，并将辐射剂量集中于肿瘤组织；此外，不同放射线对于肿瘤细胞会产生不同的生物效应，传统放射治疗使用的电子、光子之相对生物效应为质子、重带电粒子的1/3～1/20，亦即若需要达到相同的生物终点，电子、光子需要给予3倍～20倍的辐射剂量。也因此，电子、光子射线对于进入休眠状态或是厌氧区域的恶性肿瘤组织治疗效果往往不佳。为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害(normaltissuecomplicationprobability,NTCP)并提高肿瘤组织的治愈率(tumorcontrolprobability,TCP)，化学治疗中的标靶治疗概念便被用于放射治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展就有高相对生物效应的辐射源，如质子治疗、重离子治疗、中子俘获治疗等。其中中子俘获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子俘获治疗(BoronNeutronCaptureTherapy,BNCT)，将硼制剂与肿瘤组织代谢所需养分相结合，透过肿瘤组织摄取养分的过程，自动将硼制剂准确送达需治疗位置，即硼制剂富有亲肿瘤性质；再配合精准的中子射束调整，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。然而，硼中子俘获治疗也存在一定的缺陷，导致其应用受到明显的限制。由于目前硼制剂在肿瘤组织(Tumor)以及在正常组织(Normaltissue)内的比例约为3:1(即T/N＝3:1)，亦即依然有部分的硼制剂聚积在正常组织中，造成中子辐射对正常组织的损伤。同时，由于硼制剂具有很大的中子作用截面(crosssection)，一般靠近中子束方向的肿瘤获得最大的吸收剂量，但随着深度逐渐增加，可进入肿瘤组织的中子数量快速减少，造成剂量分布快速跌落的情形，对于较大体积的肿瘤往往存在剂量分布不均匀的情形，导致深部肿瘤由于中子剂量减少而不能进行有效治疗。即，硼中子俘获治疗对于小体积的肿瘤有良好的治愈效果，而对于大体积的肿瘤治愈效果较差。因此，有必要设计一种能够有效解决较大体积的肿瘤的治愈效果问题的治疗系统和方法，以使硼中子俘获治疗得到更广泛的应用。
技术实现思路
基于此，本专利技术的一个目的在于，提出一种超声和辐射联用的治疗系统，该治疗系统结合了高强度聚焦超声治疗技术(HighIntensityFocusedUltrasound,HIFU)与硼中子俘获治疗技术，其中先使用HIFU治疗系统，利用聚焦超声波对大尺寸肿瘤进行消融后，再使用BNCT治疗系统，利用中子与硼制剂作用后放出的带电粒子，自动侦测肿瘤边缘并予以清除残余小尺寸肿瘤，通过两种治疗技术的结合，可以提高肿瘤，尤其是大体积恶性肿瘤的治愈效果。本专利技术的另一个目的在于，提出一种超声和辐射联用的治疗系统的操作方法，操作简单，便于实施，并可提高肿瘤的治愈效果。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种超声和辐射联用的治疗系统，包括：造影系统，用于对病灶区进行造影，指示肿瘤的位置、大小和边界，并判断是否达到预设尺寸；HIFU治疗系统，用于病灶区进行超声治疗，消融大尺寸肿瘤；BNCT治疗系统，用于病灶区进行辐射治疗，清除小尺寸肿瘤；患者承载装置，用于承载患者，并与所述造影系统、所述HIFU治疗系统、所述BNCT治疗系统相配合；控制系统，分别与所述造影系统、所述HIFU治疗系统、所述BNCT治疗系统、所述患者承载装置连接，用于控制各部件的动作。本专利技术中采用高强度聚焦超声治疗技术与硼中子俘获治疗技术的联用，可以先通过高强度聚焦超声治疗技术将大体积的恶性肿瘤消融变小，成为小体积的恶性肿瘤，再通过硼中子俘获治疗清除消融后的小体积的恶性肿瘤，从而有效提高大体积的恶性肿瘤治愈效果和治愈率。优选的，所述预设尺寸为肿瘤直径小于4cm或肿瘤体积小于250cc。具体的，当肿瘤的尺寸未达到预设尺寸时，称之为大尺寸肿瘤，此时，肿瘤的尺寸过大，使用硼中子俘获治疗时，由于照射深度的限制，无法达到良好的治疗效果，因此需要先经过高强度聚焦超声治疗将肿瘤消融变小；当肿瘤的尺寸达到预设尺寸时，称之为小尺寸肿瘤，此时，肿瘤的尺寸足够小，使用硼中子俘获治疗可以达到良好的治疗效果，而如果对小尺寸肿瘤选择高强度聚焦超声治疗，由于肿瘤边界处可能会存在肿瘤组织与正常组织交织存在的情况，高强度聚焦超声治疗时会将治疗区域内的肿瘤组织与正常组织整体“切除”，会对人体造成无谓的伤害。优选的，所述造影系统用于在超声治疗前、治疗中、治疗后对患者病灶区进行造影。所述造影系统选自MRI造影装置、CT造影装置、PET造影装置或其组合。作为一种优选的技术方案，所述造影系统为MRI造影装置，用于确定肿瘤的位置、大小和边界，并判断肿瘤大小是否达到预设尺寸。优选的，所述MRI造影装置对含有造影剂混合物的病灶区进行造影，以确定肿瘤的确切边界。进一步优选的，所述造影剂混合物包括硼制剂和造影剂。当使用MRI造影装置进行造影时，所述造影剂为MRI造影剂。具体的，在造影前给患者注入造影剂混合物，其中硼制剂与MRI造影剂混合成为造影剂混合物，这样造影剂混合物既富有高肿瘤亲和力，会在人体肿瘤区域富集，同时造影剂混合物又可以被MRI造影装置测得，因此在MRI图像中，可通过调色将高硼制剂浓度肿瘤区域和低硼制剂浓度肿瘤区域，以及肿瘤区域和正常组织予以区分，即可根据颜色的差异勾画出确切的肿瘤区域，明确确定肿瘤的边界以及其中硼制剂的浓度分布，硼制剂的浓度可换算为硼浓度。优选的，所述MRI造影装置包括：磁体、波谱仪、MRI屏蔽装置。进一步优选的，所述磁体选自开放式磁体或环状式磁体。具体的，所述开放式磁体的结构为上下各设置一个磁性材料，所产生的主恒定磁场垂直于地面；所述环状式磁体的结构为一个封闭的环形，在封闭的环形空间内产生主恒定磁场。作为一种优选的技术方案，所述造影系统为CT造影装置和PET造影装置，所述CT造影装置用于确定肿瘤的位置和大小，所述PET造影装置用于确定肿瘤的确切边界。具体的，在PET造影前，向患者体内注入造影剂混合物，其中硼制剂与PET造影剂混合成为造影剂混合物，即使用PET造影装置进行造影时，造影剂为PET造影剂，这样造影剂混合物既富有高肿瘤亲和力，会在人体肿瘤区域富集，同时造影剂混合物又可以被PET造影装置测得，在PET图像中，同样可通过调色将高硼制剂浓度肿瘤区域和低硼制剂浓度肿瘤区域，以及肿瘤区域和正常组织予以区分，即可根据颜色的差异勾画出确切的肿瘤区域，明确确定肿瘤的边界以及其中硼制剂的浓度分布，硼制剂的浓度可换算为硼浓度。作为一种优选的技术方案，所述造影系统为MRI造影装置和PET造影装置，其中所述MRI造影装置用于确定肿瘤的位置和大小，所述PET造影装置用于对含有造影剂混合物的病灶区进行造影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声和辐射联用的治疗系统，其特征在于，包括：造影系统(100)，用于对病灶区进行造影，指示肿瘤的位置、大小和边界，并判断是否达到预设尺寸；HIFU治疗系统(200)，用于对病灶区进行超声治疗，消融未达到预设尺寸的大尺寸肿瘤；BNCT治疗系统(300)，用于对病灶区进行辐射治疗，清除达到预设尺寸的小尺寸肿瘤；患者承载装置(400)，用于承载患者，并与所述造影系统(100)、所述HIFU治疗系统(200)、所述BNCT治疗系统(300)相配合；控制系统，分别与所述造影系统(100)、所述HIFU治疗系统(200)、所述BNCT治疗系统(300)、所述患者承载装置(400)连接，用于控制各部件的动作。

【技术特征摘要】
1.一种超声和辐射联用的治疗系统，其特征在于，包括：造影系统(100)，用于对病灶区进行造影，指示肿瘤的位置、大小和边界，并判断是否达到预设尺寸；HIFU治疗系统(200)，用于对病灶区进行超声治疗，消融未达到预设尺寸的大尺寸肿瘤；BNCT治疗系统(300)，用于对病灶区进行辐射治疗，清除达到预设尺寸的小尺寸肿瘤；患者承载装置(400)，用于承载患者，并与所述造影系统(100)、所述HIFU治疗系统(200)、所述BNCT治疗系统(300)相配合；控制系统，分别与所述造影系统(100)、所述HIFU治疗系统(200)、所述BNCT治疗系统(300)、所述患者承载装置(400)连接，用于控制各部件的动作。2.根据权利要求1所述的超声和辐射联用的治疗系统，其特征在于，所述造影系统(100)选自MRI造影装置、CT造影装置、PET造影装置或其组合。3.根据权利要求1所述的超声和辐射联用的治疗系统，其特征在于，所述病灶区含有造影剂混合物，所述造影剂混合物包括硼制剂和造影剂。4.根据权利要求1所述的超声和辐射联用的治疗系统，其特征在于，所述预设尺寸为肿瘤直径小于4cm或肿瘤体积小于250cc。5.根据权利要求2所述的超声和辐射联用的治疗系统，其特征在于，所述MRI造影装置包括：磁体(110)、波谱仪、MRI屏蔽装置。6.根据权利要求1所述的超声和辐射联用的治疗系统，其特征在于，所述HIFU治疗系统(200)包括：信号发生器、功率放大器和换能器。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：李国威，黄红，陈朝斌，李建霖，
申请(专利权)人：东莞东阳光高能医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44