应用于放射治疗的成像设备制造技术

描述了一种具有可旋转台架和成像装置的放射疗法临床治疗设备，所述成像装置具有关节连接的机械臂，用于为放射治疗的实施提供可变的定位和复位。根据本发明专利技术的一个方面，第一和第二机械臂被可转动地连接到所述可旋转台架，使得所述机械臂可以独立于所述可旋转台架运动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及放射医学。具体地，本专利技术涉及一种成像设备。
技术介绍
一种进行放射疗法的技术使用放射治疗设备以将放射治疗波束照到病人的目标体(例如肿瘤)上。这种放射治疗波束由治疗放射源发出，例如兆伏级x-射线源。在此，x-射线源的主要目的是提供足够的放射剂量以治疗目标体。另外，这样的放射治疗设备可以包括单独的成像设备用于对目标体区域内的解剖体进行成像。该成像设备可以使用成像放射源，例如千伏级x-射线源。放射成像器或探测器还用于捕捉穿过病人身体的射线。从该成像器获得的信息可以用于调整或者确认病人解剖体尤其是目标体相对于治疗波束的正确定位。所述包括x-射线源和成像器的成像设备可以连接到封装有治疗放射源的台架。典型的一种设计是嵌入治疗区域的墙体中。在另一种设计中，x-射线源和成像器连接在较大直径的支撑物(例如圆柱体)内，病人可以进入该支撑物进行治疗。通过这些台架设计，x-射线源和成像器的运动仅限于台架的运动。也就是说，用于将x-射线源和成像器连接到台架的臂是刚性连接的(例如固定不动的)或者相对于台架运动的能力有限。而且，它们移动到“通道外面”或者保持在“通道外面”而允许医师毫无限制的接触到病人的能力有限，特别是当病人在封装有x-射线源和成像器的支撑物内接受治疗时。并且，x-射线源和成像器以非柔性方式连接到台架限制了这些治疗组件独立于台架运动的运动。例如，当台架旋转到特定位置，两个组件均随其移动，并且这些组件可以放置的受限位置给系统运动和接触病人均强加了很多限制。因此，这些设计限制了对成像波束并且甚至可能是治疗波束进行定位的多样性。这种系统的另一个很大的缺陷是该设备的机械弯曲带来的无法预计的结果。换言之，x-射线源和/或成像器的下垂重量可能引起成像波束相对于治疗波束的失准。这样的失准可能导致在将目标体放置于治疗波束内时产生无法预计的错误，并由此在治疗中导致对健康生理组织的无意损伤和/或投射到目标体的剂量不足。x-射线源对治疗区域的适当瞄准对于向目标体投射适当的放射剂量以及使照射到健康生理组织的放射剂量最小化是至关重要的。传统的放射治疗设备不具有实时识别机械弯曲并且在控制治疗波束前进行校正的能力。
技术实现思路
描述了一种放射疗法临床治疗设备，该设备具有可旋转台架和具有关节连接的机械臂的成像设备，用于为放射治疗的实施提供可变的定位和复位。根据本专利技术的一个方面，第一和第二机械臂可转动地连接到可旋转台架，使得所述机械臂能够独立于可旋转台架进行移动。附图说明本专利技术可以参考下面的描述和附图而更好的理解，所述附图用于示例说明本专利技术的实施例。在附图中图1是具有成像设备的放射疗法临床治疗设备的一个实施例的图示，所述成像设备具有从复位位置横向转动到成像位置的机械臂；图2是具有成像设备的放射疗法临床治疗设备的一个实施例的图示，所述成像设备具有从复位位置向下转动到成像位置的机械臂；图3是具有成像设备的放射疗法临床治疗设备的一个实施例的图示，所述成像设备具有从复位位置转动到成像位置的机械臂；图4是使用所述关节连接的机械臂提供治疗的处理流程的一个实施例的图示；以及图5是根据一个实施例使用所述关节连接的机械臂提供治疗的处理流程的图示。具体实施例方式在下面的描述中，给出了大量特定细节以提供对本专利技术的全面理解。然而，应当理解，本专利技术不具有这些特定细节也可以实施。在其他示例中，公知的电路、结构和技术没有详细显示以避免模糊本专利技术。描述了一种放射疗法临床治疗设备，该设备具有可旋转台架和具有关节连接的机械臂的成像设备，用于为放射治疗的实施提供可变的定位和复位。更具体地，还将描述所述关节连接的机械臂的大量设计结构，使得成像源和信号成像器能够定位和重定位，以提供定位和对齐的灵活性，从而获得对于病人的放射治疗有用的成像信息。将要描述的每个设备都具有伸展和收缩机械臂的能力以能够开放接触病人。本专利技术某些实施例的另一个方面公开了所述机械臂的可变实时定位如何通过校正下面将描述的设备的机械弯曲而提供对目标体的改进的瞄准。通过这种方式，由于所述关节连接的机械臂产生的自由度，所以可以从多个位置、定向和方向完成对病人的成像，如同下面将描述的。下面的说明描述了使用x光照相(radiographic)成像技术分析目标体的本专利技术的实施例，然而应当理解，本专利技术并不限于x光照相成像技术，并且在可替换实施例中，其他成像技术(例如计算机体层成像(CT)、荧光透视(fluoroscopy)、计算机薄片体层成像等等)，包括已知的使用其他形式的放射能量(例如超声波RF或者光)的成像技术也可以由本领域技术人员使用，但在此并未描述，以避免模糊本专利技术。图1显示了具有成像设备的放射疗法临床治疗设备的一个实施例，所述成像设备具有从保持位置横向转动到成像位置或者从成像位置横向转动到保持位置的机械臂。图2显示了具有成像设备的放射疗法临床治疗设备的一个实施例，所述成像设备具有从保持位置向下转动到成像位置或者从成像位置向下转动到保持位置的机械臂。图3显示了具有成像设备的放射疗法临床治疗设备的一个实施例，所述成像设备具有从保持位置转动到成像位置或者从成像位置转动到保持位置的机械臂。每种设计具有不同的功能、成本和/或存储优势，如下面所述。放射疗法临床治疗设备(图1、2、3中)的优选设计包括可旋转的，例如开放的，台架202，所述开放台架202可以可转动地连接到放射疗法临床治疗设备200的驱动架203。台架202能够绕着中心线216进行360度的旋转215。每个台架202还可以包括一个或多个放射源和一个或多个成像器。图1、2、3中的每一个显示了嵌入到可旋转台架202中的成像器214用于提供更多的复位。成像器214可以被卸空(unstowed)并定位于病人(未显示)的下方，或者更具体地，定位于治疗放射源212的对面以使用治疗波束提供对病人的成像，如下所述。图1A是显示具有关节连接的机械臂(205和207)的可旋转开放台架202的一个实施例的透视图，每个关节连接的机械臂在可旋转台架202的底座处连接到转轴点248和249。臂205的相反端在源端251可转动地连接到成像源204。臂207的相反端在成像端252可转动地连接到成像探测器206。成像时，机械臂(205和207)沿着预定轨道272向外转动到可调整的成像位置，如图1B所示。通过这种方式，机械臂(205和207)可以伸展和收缩以定位和复位。并且，源端251和成像端252可以包括任意数量的转轴点，从单平面转轴(single plane pivots)到球窝接头，具有360度的旋转用于定位成像源204和成像探测器206。通过这种方式，机械臂(205和207)可以独立地关节连接到与成像探测器206对齐，以接收来自成像源204的病人图像。图1B和图1C分别是设备200的顶视图和侧视图，显示了机械臂205和207转动以定位放射源204和成像器206从而进行定位和复位的动作。每个臂(205和207)还包括转轴点261和262，其增加了臂的可操作性和定位能力。图1C还显示了每个臂205和207可以被弯曲以适合台架202的形状，从而使病人最大程度地复位。图2A是显示具有关节连接的机械臂(305和307)的可旋转开放台架202的一个实施例的透视图，每个关节连接的机械臂在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：驱动架；可转动地连接到所述驱动架的可旋转台架；连接到所述可旋转台架的第一臂；连接到所述第一臂的源端的成像源；连接到所述可旋转台架的第二臂；以及连接到所述第二臂的成像端的成像探测 器，其中所述第一臂、第二臂、成像源以及成像探测器中的至少一者在其连接点处可转动地连接。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：S曼斯菲尔德，R科佩尔斯，UM格拉夫，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]