用于调制放射束的方法和设备技术

一种通过利用放射束的旋转来照射治疗区域以进行强度调制放射治疗的设备和方法。该系统包括准直装置，该准直装置包括枢转衰减叶片的二维阵列，该叶片在机架绕患者旋转时被暂时放置在放射束通道内。该叶片可在第一位置和第二位置之间独立移动。通过控制每个叶片对放射束进行衰减的时间来调制放射束强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调制放射束的方法和设备相关申请本申请要求2005年2月28日提交的美国临时专利申请No. 60/657,013的优先权，这里作为参考引入该专利申请的全部内容。
技术介绍
强度调制放射治疗(IMRT)涉及将放射束的尺寸、形状和强度 改变为适合于患者肿瘤的尺寸、形状和部位。IMRT在不伤害周围正常 组织的同时精确地瞄准肿瘤。 一般而言，利用配置有放射源和线性加 速器(直线加速器)的放射治疗系统来施行IMRT。从线性加速器出 来的放射束通过多叶准直器(MLC)以改变该束的尺寸、形状和强 度。在开发出线性加速器之前，放射治疗仪采用钴-60 (Co-60)作 为放射源。Co-60放射治疗仪采用20世纪50年代以来就有的简单可靠 技术。Co-60放射源安装在放射治疗仪中。为了将剂量传送到患者，以 与线性加速器的方式相类似的方式通过夹板(jaw)对来自Co-60源的 放射束进行准直。还可采用照野成形挡块来进一步使放射束成形。 Co-60的特性稳定而且可预测，但是与线性加速器相比，通常需要较长 的治疗时间。因为Co-60放射的能量通常比线性加速器的能量低，故 Co-60放射治疗仪通常仅用于治疗相对表层的疾病，例如头部和颈部的 疾病。还没有利用MLC对Co-60放射治疗仪进行改型，且Co-60放射 治疗仪当前还不能进行基于MLC的IMRT。
技术实现思路
MLC的发展己经改善了放射疗法治疗的进行。MLC将放射束限 定为聚焦在患者肿瘤的大小、形状和位置上。MLC还对放射束进行调制，从而使得传送到肿瘤周围的正常组织和器官的放射量最少。MLC包括多个放射阻挡器，称之为叶片。MLC中的每个单独叶片可独立定位，从而允许使用者产生有限数量的不规则形状的照野。 在放射阻挡叶片的相对阵列的端部之间引导放射束，从而将放射束成 形为与肿瘤或目标区域的形状紧密匹配，同时使正常组织和器官免受 直接的放射束。用于调制放射束的其他方法和装置包括利用多个放射束片段。这 些方法和装置在放射束进入患者之前利用定位在放射束通道内的架子 中的衰减叶片或遮蔽器。肿瘤暴露至成切片形式的放射中，可通过叶 片将每个切片选择性地分成片段。然而，该方法和装置的缺点基于以 下事实，即利用机架的一个旋转仅仅能治疗两个组织区域切片。尽管切片可以为任意的厚度，但是通过选择尽可能薄的治疗切片可获得更 高的分辨率。随着治疗切片的厚度的减小，治疗患者花费的时间将增 加，这是因为需要更多的治疗切片以治疗整个目标区域。大多数现代的线性加速器包括最初并非为IMRT设计的传统 MLC。传统MLC技术基于MLC设计、束的数量以及治疗时间而提供 有限的剂量一致性。IMRT仪要求严格的位置和速度误差，这些受到当 前准直器技术的限制。因此，需要一种提高剂量一致性和分辨率的用 于动态IMRT仪的改进准直器系统和方法。本专利技术提供基于Co-60或线性加速器的IMRT仪内的多切片准直 放射治疗。这是一种通过利用放射束的单次旋转来照射治疗区域(包 括多个患者CT切片)以进行IMRT的系统和方法。该系统包括准直装 置，该准直装置包括枢转叶片的二维阵列，在机架绕患者旋转时这些 叶片暂时位于放射束通道内。枢转叶片的二维阵列定位在二维阵列的 二元调制槽缝内。叶片可独立地在第一状态和第二状态之间移动。通 过控制每个叶片在槽缝内出现以使放射束衰减的时间来对放射束的强度进行调制。在本专利技术中，在单次机架旋转中同时照射多个切片。在一个实施例中，本专利技术提供一种放射疗法治疗系统，其包括准 直器，该准直器包括多个叶片组件。该叶片组件中的每个叶片组件包 括支承结构；由支承结构支承且从支承结构延伸的多个构件；以及 多个叶片，每个叶片由该构件中的一个构件支承，并适于在被致动之 后在第一位置和第二位置之间移动。叶片组件的布置形成二维阵列， 可操作准直器来以多个切片的形式对患者进行放射。在另一实施例中，本专利技术提供一种放射疗法治疗系统，该系统包 括机架、准直器和控制器。准直器由机架支承，并包括多个叶片组件。 每个叶片组件包括支承结构；由支承结构支承且从支承结构延伸的 多个构件；多个叶片，每个叶片由该构件中的一个构件支承，并适于 在被致动之后移动；以及多个致动器，每个致动器由该构件中的一个 构件支承，且联接到该叶片中的一个叶片上。叶片组件的布置形成二 维阵列，并且可操作该控制器以选择性地指示致动器移动该叶片，从 而提供对放射束的时间和空间调制。在另一实施例中，本专利技术提供一种对患者进行放射疗法治疗的方 法。该方法包括以下操作将患者放置在放射疗法治疗系统中，该系 统包括放射源和可操作成绕患者旋转的机架；对放射源产生的放射束 进行时间和空间调制；以及在机架的单次旋转期间向患者传送多个放 射切片。在又一实施例中，本专利技术包括放射疗法治疗系统，该系统包括准 直器；以及用于向患者传送多放射切片的装置，该传送装置由准直器 支承。本专利技术通过利用IMRT或将IMRT结合到低成本的Co-60放射治 疗仪中而使得临床Co-60IMRT成为可能。本专利技术可适合于现有的Co-60放射治疗仪或基于线性加速器的放射治疗仪。通过考虑详细描述和附图，本专利技术的其他方面将更加清楚。 附图说明图1为放射疗法治疗系统的透视图。图2为根据本专利技术一个实施例的多叶准直器，该多叶准直器可用 于图1所示的放射治疗处理系统。图3为图2的多叶准直器的侧视图。图4A至图4B示出了图2的多叶准直器的叶片。图5A-C示意性示出了图2和图6-8的多叶准直器的叶片阵列。图6为图2的多叶准直器的另一结构的侧视图。图7为图2的多叶准直器的另一结构的侧视图。图8为图2的多叶准直器的另一结构的侧视图。图9示意性示出了利用图2的多叶准直器进行放射传送的方法。具体实施例方式在详细说明本专利技术的所有实施例之前，应理解的是，本专利技术的应 用不限于在以下描述中所阐述或以下附图中所示出的部件的结构和布 置的细节。本专利技术能够具有其他的实施例，并能够以各种方式实施或 实现。而且，应理解的是，这里使用的用语和术语是为了描述的目的， 而不应被认为是限定性的。这里使用的包括、包含或具有 及其变形旨在包括列在其后的物项和所述物项的等同物，以及其他的 物项。除非另有说明或限定，宽泛地使用术语安装、连接、支 承和联接以及它们的变形，这些术语包括直接和间接的安装、 连接、支承和联接。此外，连接和联接并不局限为物理的或机 械的连接或联接。尽管这里在附图的描述中可能提到方向参照，例如上、下、向下、 向上、向后、底、前、后等，但是这些参照是为了方便而相对于附图(如通常所观察的那样)作出的。不应从字面上理解这些方向，这些 方向也不以任何形式限制本专利技术。此外，这里使用诸如第一、第 二和第三的术语是为了描述的目的，而不是想要表示或暗示相 对的重要性或显著性。此外，应理解的是，本专利技术的实施例包括硬件、软件和电子元件 或模块，为了描述的目的，可能将这些硬件、软件和电子元件或模块 示出和描述为如同大部分元件是仅通过硬件实现。然而，本领域技术 人员在阅读本详细描述之后应理解的是，在至少一个实施例中，可通 过软件来实现本专利技术基于电子的方面。这样，应注意到的是，可采用 多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构部件来实现本专利技术。 此外，如在以下段落中所描述的那样，附图所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射疗法治疗系统，包括：　　　　准直器，该准直器包括多个叶片组件，所述叶片组件具有　　　　支承结构，　　　　由所述支承结构支承且从所述支承结构延伸的多个构件，以及　　　　多个叶片，每个叶片由所述构件中的一个构件支承，并适于在致动时在第一位置和第二位置之间移动，　　　　其中，所述叶片组件的布置提供了二维阵列，所述准直器可操作用于以单独子束的总和的形式传送放射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-2-28 60/657,013;US 2006-2-24 11/361,8831.一种放射疗法治疗系统，包括准直器，该准直器包括多个叶片组件，所述叶片组件具有支承结构，由所述支承结构支承且从所述支承结构延伸的多个构件，以及多个叶片，每个叶片由所述构件中的一个构件支承，并适于在致动时在第一位置和第二位置之间移动，其中，所述叶片组件的布置提供了二维阵列，所述准直器可操作用于以单独子束的总和的形式传送放射。2. 根据权利要求l所述的系统，还包括联接到所述叶片和所述构 件的致动器，所述致动器可操作用于选择性地致动所述叶片以在第一 位置和第二位置之间移动。3. 根据权利要求2所述的系统，还包括机架和控制器，该控制器可操作用于基于放射治疗方案和所述机架的位置选择性地指示所述致 动器，以使所述叶片在所述第一位置和所述第二位置之间移动。4. 根据权利要求l所述的系统，其中，所述第一位置和所述第二 位置中的一个位置为关闭位置，并且所述第一位置和所述第二位置中 的一个位置为打开位置。5. 根据权利要求l所述的系统，其中，当所述叶片处于所述第一 位置和所述第二位置中的一个位置时，所述叶片可操作用于阻挡放射， 并且当所述叶片处于所述第一位置和所述第二位置中的一个位置时， 所述叶片产生用于通过放射的通道。6. 根据权利要求l所述的系统，还包括用于将所述叶片偏压至关闭位置的装置。7. 根据权利要求l所述的系统，其中，所述准直器还包括定位在 所述叶片上方的衰减材料。8. 根据权利要求l所述的系统，其中，所述叶片在所述阵列中垂 直布置。9. 根据权利要求8所述的系统，其中，所述叶片组件中的每个包 括多个叶片，并且其中所述叶片组件和所述叶片的布置提供了二维阵 列，以提供对放射束的时间和空间调制。10. 根据权利要求l所述的系统，其中，所述叶片包括从该叶片 向外延伸的构件，并且其中所述构件在所述叶片处于关闭位置时接合 相邻叶片组件的槽。11. 根据权利要求l所述的系统，其中，所述叶片可操作用于在 所述第一位置和第二位置之间枢转。12. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克F卡德曼，
申请(专利权)人：帕特里克F卡德曼，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]