專利名稱：一種圖像引導(dǎo)伽馬刀治療驗證系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種圖像引導(dǎo)伽馬刀治療驗證系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
放射治療的驗證是實現(xiàn)精確放射治療的技術(shù)保障。目前，在醫(yī)用加速器上實施的 三維適形放射治療(3D-CRT)、調(diào)強(qiáng)適形放射治療(IMRT)主要采用在等中心拍攝射野驗證 片、電子射野影像系統(tǒng)(EPID)和錐形束CT掃描(cone-beam CT)等方法驗證靶區(qū)位置。劑 量驗證通常采用在初次治療前，將規(guī)劃的患者相關(guān)信息植入到測量模體，實測模體內(nèi)劑量， 并與治療計劃的劑量分布進(jìn)行比較。全身伽馬刀是一種我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的立體定向放療設(shè)備，目前在國內(nèi)已得 到相當(dāng)廣泛的臨床應(yīng)用。全身伽馬刀采用多源聚集的照射方式，具有靶區(qū)劑量高度集中，靶 區(qū)周圍劑量下降梯度大，靶區(qū)內(nèi)劑量分布不均勻的劑量學(xué)特征，在臨床應(yīng)用中，適合采用高 分次劑量治療實質(zhì)器官的腫瘤，在給病變區(qū)域很高劑量的同時有利于很好地保護(hù)周圍正常 組織，而此時靶區(qū)的精確定位，治療時的準(zhǔn)確擺位和靶點(diǎn)驗證就變得非常關(guān)鍵。因為不準(zhǔn)確 的擺位和靶點(diǎn)的移位會造成靶區(qū)內(nèi)欠劑量而周圍的正常組織受到過高的劑量照射。因此， 能否將處方(計劃)劑量準(zhǔn)確給予到確定的治療區(qū)域(靶區(qū))是治療成功與否的關(guān)鍵。目 前在加速器上實施的放療也有與之相適應(yīng)的圖像引導(dǎo)驗證系統(tǒng)解決以上存在的類似問題。 但由于全身伽馬刀的結(jié)構(gòu)及原理完全不同于加速器，因此，目前在醫(yī)用加速器上應(yīng)用的驗 證系統(tǒng)無法用于全身伽馬刀治療的驗證。因此，亟待研發(fā)一種圖像引導(dǎo)伽馬刀治療驗證系 統(tǒng)用于臨床。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為目前投入臨床應(yīng)用的各種型號的全身伽馬刀提供一種相匹配 的小型X射線成像系統(tǒng)作為圖像引導(dǎo)裝置并和設(shè)備構(gòu)成一個有機(jī)的整體，在相關(guān)的軟件的 支撐下實現(xiàn)圖像引導(dǎo)下的全身伽馬治療的體位及靶點(diǎn)驗證。本發(fā)明一種圖像引導(dǎo)伽馬刀治療驗證系統(tǒng)，包括多功能X射線圖像引導(dǎo)裝置；體 位靶區(qū)和靶點(diǎn)驗證裝置；與伽馬刀設(shè)備集成的數(shù)據(jù)共享及集成裝置分別與現(xiàn)有的各種伽瑪 刀設(shè)備構(gòu)成一個有機(jī)的整體。多功能X射線圖像引導(dǎo)裝置包括高分辨率CCD圖像探測器；圖像分時采集機(jī)構(gòu)； 源焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；X射線發(fā)生器。多功能X射線圖像引導(dǎo)裝置為小型化Kv級。高分辨率CXD圖像探測器主要用于局部成像，要求高分辨率。X射線發(fā)生器要求焦點(diǎn)必須小，體積小。圖像分時采集機(jī)構(gòu)由蝸輪蝸桿及伺服電機(jī)驅(qū)動，在圓弧導(dǎo)軌上運(yùn)動該機(jī)構(gòu)分時 采集患者的正位和側(cè)位的體位圖像。源焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由齒輪齒條及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動作直線運(yùn)動依據(jù)不同型號伽瑪?shù)对O(shè)備的特點(diǎn)，通過該機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)高分辨率CCD圖像探測器和X射線發(fā)生器之間的距離即源焦距。依據(jù)現(xiàn)有各種型號伽馬刀設(shè)備的特點(diǎn)，該裝置采用非常規(guī)的短焦距的X射線成像 技術(shù)，以提高圖像的分辨率，同時又要能覆蓋所有設(shè)備的源焦距的要求，其范圍在350-700 毫米.體位靶區(qū)和靶點(diǎn)驗證裝置包括圖像處理計算機(jī)；圖像采集卡以及體位驗證軟 件。體位靶區(qū)和靶點(diǎn)驗證裝置采集患者的正位和側(cè)位的體位數(shù)字圖像，經(jīng)圖像處理計 算機(jī)進(jìn)行三維圖像重建及分析處理，獲得患者當(dāng)前靶區(qū)和靶點(diǎn)的實際空間位置，并與伽馬 刀設(shè)備的治療計劃系統(tǒng)給出的計劃位置進(jìn)行比較，從而實現(xiàn)對靶區(qū)(多靶點(diǎn))和單個靶點(diǎn) 位置的驗證。，數(shù)據(jù)共享與集成裝置包括與伽瑪?shù)对O(shè)備連接的患者支撐和對接機(jī)構(gòu)；數(shù)據(jù)通信 與共享軟件。支撐和對接機(jī)構(gòu)由兩個槽型導(dǎo)向軌將一玻璃纖維床板與伽瑪?shù)对O(shè)備的治療床連 成一體。以確保本系統(tǒng)和伽瑪?shù)对O(shè)備的坐標(biāo)系的一致性。數(shù)據(jù)共享與集成裝置完成圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)與伽瑪?shù)对O(shè)備之間數(shù)據(jù) 通信；通過患者支撐對接機(jī)構(gòu)與伽馬刀設(shè)備集成。本發(fā)明一種圖像引導(dǎo)伽馬刀治療驗證系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是利用本系統(tǒng)的圖像引導(dǎo)裝置 可采集到患者多體位的高分辨率的圖像，從而方便實現(xiàn)精確的擺位驗證。使用該系統(tǒng)，可以 在患者初次治療和重復(fù)治療前進(jìn)行一次體位、靶區(qū)和靶點(diǎn)的位置驗證，確保處方劑量準(zhǔn)確 的給予到靶區(qū)上，提高放射治療的療效，降低放射損傷。


圖1為圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)組成2為多功能X射線圖像引導(dǎo)裝置結(jié)構(gòu)圖
具體實施例方式根據(jù)圖1和圖2所示多功能X射線圖像引導(dǎo)裝置包括(XD圖像探測器1，X射線發(fā)生器3，圖像分時采 集機(jī)構(gòu)2，源焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4，分別與現(xiàn)有的各種伽瑪?shù)对O(shè)備構(gòu)成一個有機(jī)的整體。體位靶區(qū)和靶點(diǎn)驗證裝置包括圖像處理計算機(jī)，圖像采集卡及體位驗證軟件。數(shù)據(jù)共享和集成裝置包括圖像處理計算機(jī)，數(shù)據(jù)通信與共享軟件和患者支撐及 對接裝置5。圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)的實現(xiàn)如下治療開始前，患者7在伽瑪?shù)对O(shè)備的治療床上重新擺位固定，然后將多功能X射線 圖像引導(dǎo)裝置移至伽馬刀設(shè)備治療床旁，通過患者支撐及對接裝置5與伽瑪?shù)吨委煷策B接 在一起。通過圖像分時采集機(jī)構(gòu)2驅(qū)動X射線發(fā)生器3和CXD圖像探測器1圍繞伽馬刀設(shè) 備治療計劃工作站所確定的靶區(qū)(靶點(diǎn))6旋轉(zhuǎn)，并拍攝取患者的正、側(cè)位圖像。CCD圖像探 測器1將所采集到的患者正側(cè)位圖像傳送到圖像處理計算機(jī)，通過圖像處理計算機(jī)8和體 位驗證軟件分析處理，獲取患者靶區(qū)(靶點(diǎn))6當(dāng)前的實際空間位置坐標(biāo)。然后將患者靶區(qū)(靶點(diǎn))6的實際空間位置和治療計劃工作站所確定的空間位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而獲得靶 區(qū)(靶點(diǎn))6的空間位置誤差。通過圖像處理計算機(jī)和數(shù)據(jù)通信與共享軟件將靶區(qū)(靶 點(diǎn))6的位置誤差信息傳送到伽瑪?shù)对O(shè)備的電氣控制裝置，并由它完成患者靶區(qū)(靶點(diǎn))6 空間位置的調(diào)整或糾正位置誤差，從而實現(xiàn)驗證的目的。
權(quán)利要求
1.圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)，其特征在于通過多功能X射線圖像引導(dǎo)裝置，把體 位靶區(qū)驗證和靶點(diǎn)驗證裝置及數(shù)據(jù)共享及集成裝置分別與現(xiàn)有的各種伽瑪?shù)对O(shè)備構(gòu)成一 個有機(jī)的整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)，其特征在于，多功能X射線圖 像引導(dǎo)裝置包括高分辨率的CXD圖像探測器，圖像分時采集機(jī)構(gòu)，源焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和X射 線發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)，其特征在于體位靶區(qū)驗證 和靶點(diǎn)驗證裝置包括圖像處理計算機(jī)，體位驗證軟件及圖像采集卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)共享和集 成裝置包括計算機(jī)、患者支撐和對接機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)，其特征在于X射線發(fā)生 器必須采用小焦點(diǎn)，短焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)，其特征在于源焦距調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)能調(diào)節(jié)焦距，其調(diào)整范圍在350-700毫米。
全文摘要
一種圖像引導(dǎo)伽瑪?shù)吨委燆炞C系統(tǒng)，通過多功能X射線圖像引導(dǎo)裝置，把體位靶區(qū)驗證和靶點(diǎn)驗證裝置及數(shù)據(jù)共享及集成裝置分別與現(xiàn)有的各種伽瑪?shù)对O(shè)備構(gòu)成一個有機(jī)的整體。其優(yōu)點(diǎn)是利用本系統(tǒng)的圖像引導(dǎo)裝置可采集到患者多體位的高分辨率的圖像，從而方便實現(xiàn)精確的擺位驗證。使用該系統(tǒng)，可以在患者初次治療和重復(fù)治療前進(jìn)行一次體位、靶區(qū)和靶點(diǎn)的位置驗證，確保處方劑量準(zhǔn)確的給予到靶區(qū)上，提高放射治療的療效，降低放射損傷。
文檔編號A61N5/10GK102068764SQ20101053107
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者呂風(fēng)華, 夏廷毅 申請人:呂風(fēng)華, 夏廷毅