一种用于对由Ｃｙｂｅｒｋｎｉｆｅ产生的辐射的分布和强度进行测量的辐射束分析器。该分析器采用相对较小的水箱，在水箱内放置有传感器。传感器与辐射源之间的距离是不变的。水箱相对于传感器上升和下降以模拟患者体内疾病的位置。箱的这种运动允许来自Ｃｙｂｅｒｋｎｉｆｅ的辐射得到适当地校准和调整，以用于对患者疾病的适当治疗。在第二实施方式中，辐射束分析器测量由辐射源产生的辐射的分布和强度。该分析器采用相对较小的水箱，在水箱内放置有传感器或检测器。传感器与辐射源之间的距离是不变的。有两种维持ＳＡＤ（源至轴线的距离）恒定的方法。第一方法运用被设计为保持检测器的固定器来维持检测器的位置固定，并且升高和降下小水箱。第二方法使用一个升降机构在一个方向将检测器向上或向下移动，并使用另一升降机构在相反方向同步地移动小水箱。第二方法也保持ＳＡＤ恒定。这些方法将检测器相对于辐射源定位，以模拟疾病在患者体内的位置。箱的这种移动允许来自辐射束源的辐射得到适当的等中心测量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对直线加速器或其它辐射产生装置在目标处的辐射剂量进行测量的方法和装置，具体涉及对来自与用于在包括前列腺、肺、脑、脊柱、肝胰脏和肾脏的人体内任何位置的癌性和非癌性肿瘤的非侵入式治疗的放射外科系统一起使用的射波刀 (Cyberknife )、直线加速器或者其它辐射产生装置的辐射剂量的追踪和测量。
技术介绍
用于恶性肿瘤的治疗的各种公知医疗技术包括辐射的使用。通常使用辐射源，例如医用直线加速器，来生成被引导至患者的特定目标区域的辐射。将合适剂量的辐射引导至患者恶性区域处非常重要。当适当应用时，辐射在患者的恶性组织上产生电离效果，从而摧毁恶性细胞。只要所用辐射的剂量测定被适当监控，恶性肿瘤就能够被治疗而对周围的健康人体组织没有任何伤害。这些治疗的目标是将高剂量的辐射集中至肿瘤细胞或者恶性细胞，而将周围健康组织对辐射的暴露最小化。可以利用加速器来传送辐射。不同的加速器具有不同的特性和输出电平。最普通的加速器产生脉冲辐射。输出束具有矩形的横截面， 并且横截面面积通常在ι至1600平方厘米(cm2)之间。优选地，横截面面积或辐射场尺寸在1X1平方厘米(cm2)和40X40平方厘米(cm2)之间。通常使用模塑或者浇注铅或合金材料的方法，将矩形或正方形横截面形状改变为任何所需的横截面形状。更先进的加速器使用多叶式准直仪。其它加速器是连续地或非脉冲地进行辐射，例如钴放射机。一些加速器利用扫描电子束，该扫描电子束借助变化的电磁场用非常狭窄的电子束扫射治疗区域。为了确保正确的剂量测定，用于恶性肿瘤治疗的直线加速器必须得到校准。电子和光子辐射都必须被合适地测量，并且关联至特定装置。熟练的实际操作者必须保证辐射治疗的强度和持续时间都得到仔细地计算和管理，以便在维持患者的安全的同时可以产生期望的治疗结果。通常，确定例如为平面度、对称性、辐射场和光场校准等参数。事实上，使用太多的辐射会引起副作用，并对周围组织产生破坏作用。使用不足的辐射量将不能传送有效根除恶性肿瘤的剂量。因此，能够确定由特定机器产生的辐射的准确数量以及这些辐射将在患者体内分布的方式是非常重要的。为了得到对患者在目标区域处接收的辐射的精确评估，必须生成在患者体内不同位置处的某种辐射图案或图形。这些图案或图形关联1)随着水深的剂量变化，生成的百分深度剂量图、幻在垂直于辐射源的平面上的剂量变化，生成的横截束剖面图、以及3)随着水深的剂量变化，当SAD (源至轴线的距离)恒定时，生成百分深度剂量图和TMR/TPR(组织最大剂量比/组织模体比)图。横截面图的这些具体测量是本专利技术特别关注的。尽管对其它分析也有用，但是交叉束在径向和横向平面上的对准是本专利技术的基础。已经有向医院和治疗中心提供校准服务的公司。这些物理学家必须访问该设施并使用他们自己的设备来进行辐射源的校准。这需要能在现场快速组装并拆卸的、轻量的、易携带的、较不笨重的辐射测量装置。实际扫描也应该使用能在较短时间内得到的结果迅速地进行。这种装备允许物理学家更有效率并且在更短时间内校准更多辐射装置。一种用于测量由医用直线加速器产生的辐射的现有系统使用了规格为 50CmX50CmX50Cm充满水的大水箱。一组电脑控制的马达通过一系列预先编程的步骤沿着在水平面下方的单轴移动辐射检测器。由于人体的密度非常接近于水的密度，因此充满水的箱提供了适当的介质用于模拟可能出现在患者体内的辐射的分布和强度。前述的箱通常被称为水模体。由直线加速器产生的辐射将被引导进模体箱内的水中，水中的不同深度和位置处的辐射强度值可以用辐射检测器来测量。当辐射穿透水时，直接射束或主要射束被水散射，基本类似于辐射束撞击患者的方式。散射辐射与主要辐射都由为辐射检测器一部分的离子室检测或由辐射敏感二极管检测。离子室基本是开放式电容器，其产生与在离子室体积内产生的离子数量相符的电流。检测器降低至模体箱内的测量点，并且在一段时间内进行测量。然后，检测器可移动至另一测量点，当检测器维持在第二位置时，在该测量点进行测量。在每个测量点，都进行大量的采样，并使检测器保持静止。在放射疗法和放射外科中，例如肿瘤可以通过杀死肿瘤中细胞的离子辐射束非侵入式地摧毁。期望将辐射束仅引导至肿瘤，而不引导至肿瘤周围的健康组织。因此，射束精确瞄准肿瘤在这些辐射治疗中是极其重要的。目标是将高剂量的辐射集中至肿瘤，而使周围健康组织对辐射的暴露最小化。为了得到辐射剂量对肿瘤的均勻分布，在治疗过程中通常会调整辐射束的方向来追踪肿瘤。最先进的现代放射外科系统，例如爱可瑞公司(Accuray，Inc.)的Cyberknife 机器人放射外科系统，在治疗过程中使用立体的在线X-射线成像以提高辐射治疗的精确度。通过运用Cyberknife 立体X-射线摄影系统，患者的骨骼标志(例如他们的头骨)的位置能够得到高精确度地确定。因此，如果目标区域的位置相对于骨骼标志保持恒定，那么该高度精确的χ-射线摄影系统能够用于治疗目标区域。但是，如果目标区域的位置相对于骨骼标志是变化的，那么该X-射线摄影系统就不能用来确定目标区域，因为目标，例如肿瘤，通常在X-射线图像中是不可见的。例如，在患者腹部或胸部中的目标区域就不能仅使用该方法得到治疗。图像引导系统对于Cyberknife 系统的正确操作是必不可少的。为控制图像引导系统研发的第一个方法被称为6D或颅底追踪。X-射线照相机产生的图像与计算机生成的患者解剖学数字影像重建(DDR)的图像库不相上下，并且计算机算法确定了由于患者移动而必须提供给机器人的运动修正。该图像系统允许Cyberknife⑧传输具有0. 5mm精确度的辐射，而不使用附接至患者头骨的机械夹钳。使用图像引导技术被称为无框架立体定位的放射外科。该方法被称为6D是因为对三个平移运动(X、Y*Z)以及三个旋转运动进行了修正。现有技术描述已经知道几个现有技术装置教导了用于确定特定加速器的合适剂量测定的系统以及这些系统的使用方法。Sofield的第5，621，214号和第5，627，367号美国专利针对的是一种采用峰值检测方法的辐射束扫描器系统。该装置包括安装在水模体内的单轴。在使用中，水模体必须是水平的，并且参考检测器在射束内的某个点处保持静止，而信号检测器通过电步进马达的使用沿着单轴上下移动。虽然这些装置采用了水模体，但是其局限于沿着单轴来移动信号检测器并且仅提供射束的平面扫描。Gentry等的第2006/0033044A1号美国专利申请公开针对的是一种用于多能量电子束放射疗法的治疗计划器械。该系统由单独的计算器构成，该计算器允许用标准的单个电子束放射治疗设备进行多能量电子束治疗，由此提供改进的剂量分布。通过采用由使用者限定的深度剂量分布，计算器可以与大量现存的标准电子束放射治疗系统一起工作。本申请的专利技术人Navarro的、在2001年5月1日授权的第6，225，622号美国专利描述了一种动态辐射测量装置，其移动离子室通过静止辐射束以收集在射束区域内不同点处的辐射强度的读数。该专利的公开内容通过引用并入本文。Westerlund的、在1991年1月四日授权的、第4，988，866号美国专利针对的是一种测量装置，其用来检查来自用于放射疗法的治疗器械的辐射场。该装置包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种辐射扫描系统，用于对由放射外科治疗装置沿着轴线发出的射束的辐射剂量进行检测，包括：动态体模主体，由密度接近于人体密度的材料制成；至少一个剂量测定探测器，构建并排列为感应光子和电子，所述至少一个剂量测定探测器被放置在所述动态体模主体内；托架，支撑所述动态体模主体；导轨，所述托架紧固至所述导轨；所述动态体模主体被放置在所述托架上；相对于所述导轨递增地移动所述托架和所述动态体模主体的机构；由此实现所述动态体模主体通过一系列位置的移动，以便提供足够数据从而确定放射外科治疗所需辐射的合适剂量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·纳瓦罗，
申请(专利权)人：丹尼尔·纳瓦罗，
类型：发明
国别省市：US
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