放射治疗头及放射治疗装置转让专利

申请号 : CN201810309948.3

文献号 : CN108379748B

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相似专利:

发明人 : 赵洪斌王慧亮钟铭刘海峰

申请人 : 西安大医集团有限公司

摘要 :

本申请公开了一种放射治疗头及放射治疗装置,属于医疗技术领域。所述放射治疗头包括:射线源和初级准直器;射线源用于发出放射性射束;初级准直器上设置有多个初级准直通道组,每个初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,射线源与初级准直器能够相对移动,以使得射线源发出的射束可穿过任一初级准直通道;射线源发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面上形成的射野面积大小不同。本申请解决了治疗头灵活性较差的问题,提高了治疗头的灵活性。本申请用于放射治疗。

权利要求 :

1.一种放射治疗头,其特征在于,所述放射治疗头包括:射线源、初级准直器和次级准直器组件,所述次级准直器组件包括多叶准直器MLC,所述MLC包括相对设置且可相对运动的多个叶片,所述叶片能够沿所述叶片的长度方向运动;

所述射线源用于发出放射性射束;

所述初级准直器上设置有多个初级准直通道组,每个所述初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,所述射线源与所述初级准直器能够相对移动,以使得所述射线源发出的射束可穿过任一所述初级准直通道;

所述射线源发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面上形成的射野面积大小不同;

所述MLC的叶片的长度p满足: 其中,h1为所述射线源与所述叶

片的距离,h2为所述射线源与所述参考平面的距离,d1为所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上叶片运动方向的最小射野长度,d2为所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上叶片运动方向的最大射野长度。

2.根据权利要求1所述的放射治疗头,其特征在于,所述射线源发出的射束经过同一初级准直通道组的各初级准直通道在所述参考平面上形成的射野特性参数不同,所述射野特性参数包括但不限于射野的剂量率参数、半影参数。

3.根据权利要求2所述的放射治疗头,其特征在于,所述初级准直通道组包括至少两个初级准直通道,至少一个所述初级准直通道内设置有均整器,以使得射束经过不同初级准直通道在所述参考平面上形成的射野特性参数不同。

4.根据权利要求2所述的放射治疗头,其特征在于,所述初级准直通道组的一个初级准直通道内不设置均整器。

5.根据权利要求1所述的放射治疗头,其特征在于,

所述MLC的叶片的长度p满足:

6.根据权利要求1或5所述的放射治疗头,其特征在于,所述次级准直器组件还包括:第一光阑和第二光阑中的至少一个,且当所述次级准直器组件包括所述第一光阑和所述第二光阑时,所述第一光阑的运动方向与所述第二光阑的运动方向相交。

7.根据权利要求1所述的放射治疗头,其特征在于,所述初级准直器呈圆形,所述初级准直器中的多个初级准直通道圆周阵列分布;

所述射线源与所述初级准直器能够相对旋转,以使得所述射线源发出的射束可穿过任一所述初级准直通道。

8.根据权利要求1所述的放射治疗头,其特征在于,所述初级准直器呈板状,所述初级准直器中的多个初级准直通道直线分布或阵列分布。

9.根据权利要求1所述的放射治疗头,其特征在于,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最大射野面积为40*40平方厘米,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最小射野面积为28*28平方厘米;

或者,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最大射野面积为35*35平方厘米,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最小射野面积为22*22平方厘米。

10.一种放射治疗装置,其特征在于,所述放射治疗装置包括权利要求1至9任一所述的放射治疗头。

说明书 :

放射治疗头及放射治疗装置

技术领域

[0001] 本申请涉及医疗技术领域,特别涉及一种放射治疗头及放射治疗装置。

背景技术

[0002] 加速器一般由电子枪、韧致辐射靶以及导向装置组成,该电子枪将电子加速到相对论速度,将电子射束引导到韧致辐射靶上以产生X射束,该导向装置用于引导X射束,以形成符合特定需要的射束。
[0003] 加速器用于肿瘤的放射治疗,如图1a所示,电子枪1被封闭于一个真空腔室内,该真空腔室具有外壁3,电子枪1发出的电子束2,打在韧致辐射靶4上,发出X射束,X射束经过初级准直器5被束形成圆锥形的射束6后发出。在进行放射治疗时,为了使得射束与肿瘤形状相匹配,还设置有其他准直装置7对射束6进一步束形。由于肿瘤的大小不一,现有的放疗设备,为了适用于大小不同肿瘤的治疗,使得X射束经过初级准直器5被束形成圆锥形的射束6较大,其在参考平面8上的投影为D*D的射野。
[0004] 现有的放疗设备在参考平面8上的投影一般为40*40平方厘米的射野,而临床上,只有5%左右的肿瘤需要40*40平方厘米的射野进行放射治疗。而当使用该放疗设备对95%的小肿瘤进行放射治疗时,一方面,由于经过初级准直器5束形成的圆锥形的射束6较大导致肿瘤周围正常组织的剂量增加,而为了使肿瘤周围的正常组织接受的剂量尽可能低,则需要设置多重次级准直器(如双重多叶光栅和双重光阑)或者使用较长的多叶光栅(例如图1a中的准直装置7),前者占用了束流光路的空间,从而缩小了治疗空间,后者使得治疗头的旋转半径较大,多叶光栅重量较大,影响叶片的运动特性的提升。另一方面,如图3所示,大肿瘤需要的射野范围为a,而小肿瘤需要的射野范围为b,均整器为了让射野的中间(强度较高部分)与两侧的剂量率相同,因此削掉了大约50%的中间高强度的部分,则在用于治疗小肿瘤的情况下,现有技术使用均整器的情况下可用剂量率低,降低了小射野的有效剂量率。

发明内容

[0005] 本申请提供了一种放射治疗头及放射治疗装置,可以解决放射治疗头的灵活性较差的问题。所述技术方案如下:
[0006] 一方面,提供了一种放射治疗头,所述放射治疗头包括:射线源和初级准直器;
[0007] 所述射线源用于发出放射性射束;
[0008] 所述初级准直器上设置有多个初级准直通道组,每个所述初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,所述射线源与所述初级准直器能够相对移动,以使得所述射线源发出的射束可穿过任一所述初级准直通道;
[0009] 所述射线源发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面上形成的射野面积大小不同。
[0010] 可选的,所述射线源发出的射束经过同一初级准直通道组的各初级准直通道在所述参考平面上形成的射野特性参数不同,所述射野特性参数包括但不限于射野的剂量率参数、半影参数。
[0011] 可选的,所述初级准直通道组包括至少两个初级准直通道,至少一个所述初级准直通道内设置有均整器,以使得射束经过不同初级准直通道在所述参考平面上形成的射野特性参数不同。
[0012] 可选的,所述初级准直通道组的一个初级准直通道内不设置均整器。
[0013] 可选的,所述放射治疗头还包括次级准直器组件,所述次级准直器组件包括多叶准直器MLC,所述MLC包括相对设置且可相对运动的多个叶片;
[0014] 所述MLC的叶片的长度p满足: 其中,h1为所述射线源与所述叶片的距离,h2为所述射线源与所述参考平面的距离,d1为所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上叶片运动方向的最小射野长度,d2为所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上叶片运动方向的最大射野长度。
[0015] 可选的,所述次级准直器组件还包括:第一光阑和第二光阑中的至少一个,且当所述次级准直器组件包括所述第一光阑和所述第二光阑时,所述第一光阑的运动方向与所述第二光阑的运动方向相交。
[0016] 可选的,所述初级准直器呈圆形,所述初级准直器中的多个初级准直通道圆周阵列分布;
[0017] 所述射线源与所述初级准直器能够相对旋转,以使得所述射线源发出的射束可穿过任一所述初级准直通道。
[0018] 可选的,所述初级准直器呈板状,所述初级准直器中的多个初级准直通道直线分布或阵列分布。
[0019] 可选的,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最大射野面积为40*40平方厘米,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最小射野面积为28*28平方厘米;
[0020] 或者,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最大射野面积为35*35平方厘米,所述射线源发出的射束经过初级准直通道在所述参考平面上形成的最小射野面积为22*22平方厘米。
[0021] 另一方面,提供了一种放射治疗装置,所述放射治疗装置包括上述的放射治疗头。
[0022] 本申请提供的技术方案带来的有益效果是:
[0023] 本申请提供了一种放射治疗头及放射治疗装置,其中,放射治疗头包括射线源和初级准直器,初级准直器上设置的多个初级准直通道组中每个初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,且射线源与初级准直器能够相对移动,以使得射线源发出的射束可穿过任一初级准直通道,射线源发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面上形成的射野面积大小不同。这样一来,放射治疗头可以形成不同的射野,放射治疗头的灵活性较高。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1a是现有技术提供的一种放射治疗头的结构示意图;
[0026] 图1b是本发明实施例提供的一种放射治疗头的结构示意图;
[0027] 图2是本发明实施例提供的一种初级准直器的结构示意图;
[0028] 图3是本发明实施例提供的一种射线的强度与射野中射线的位置的关系图;
[0029] 图4是本发明实施例提供的一种初级准直器的示意图;
[0030] 图5是本发明实施例提供的另一种放射治疗头的结构示意图;
[0031] 图6是本发明实施例提供的一种多叶准直器的结构示意图;
[0032] 图7是现有技术中的一种多叶准直器的示意图;
[0033] 图8是本发明实施例提供的另一种多叶准直器的结构示意图;
[0034] 图9是本发明实施例提供的一种射线源与第二射野的示意图。

具体实施方式

[0035] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
[0036] 在医疗技术行业中,通常会采用放射治疗装置来对肿瘤进行治疗。放射装置中的放射治疗头一般包括射线源和初级准直器。在进行放射治疗时只需要将肿瘤病灶区域与放射治疗头的焦点(也即是放射治疗装置的等中心点)位置对应,使得射线源发出的射线经过初级准直器进行束形后照射至肿瘤病灶区域,就可以杀死肿瘤病灶区域的肿瘤细胞。其中,射线源的射野和焦点处的剂量率均与初级准直器的初级准直通道有关,若初级准直器的初级准直通道较大,则形成的射野较大,焦点处的剂量率较低;若初级的初级准直通道较小,则形成的射野较小,焦点处的剂量率较高。此处,射线源的射野可以为:射线源发出的射线在参考平面(如放射治疗装置的等中心点所在的水平面)上的最大照射范围。通常初级准直器中的初级准直通道的大小均相同,只能形成一种射野,放射治疗头的灵活性较差。本发明实施例提供了一种灵活性较高的放射治疗头,可以形成不同的射野。
[0037] 图1b是本发明实施例提供的一种放射治疗头的结构示意图。如图1b所示,该放射治疗头10包括射线源101和初级准直器102a,该射线源101用于发出放射性射束,该初级准直器上设置有多个初级准直通道组(图1b中未标出),每个初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,如初级准直通道K1与初级准直通道K2可以属于不同的初级准直通道组。射线源101与初级准直器102a能够相对移动,以使得射线源101发出的射束可穿过任一初级准直通道;射线源101发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面M上形成的射野面积大小不同。
[0038] 需要说明的是,本申请中射线源可以为加速器以使得发出的射束为X射线束,射线源也可以是同位素放射源(例如钴-60)发出的射束为γ射束,还可以是中子或质子射线源,本申请对于射线源不做限定,仅以射线源为加速器为例进行说明。射线源101与初级准直器102a能够相对移动,可以是射线源固定初级准直器移动,可以是初级准直器固定射线源移动,还可以是射线源和初级准直器均可以移动,且其相对移动方式可以是相对平移或相对旋转等,本申请对其相对移动的方式不做限定。
[0039] 射线源101发出的射束可以经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面M上形成面积大小不同的射野。示例的,初级准直器102a可以为遮光的板状结构,初级准直通道的延伸方向(如图1b中的y方向)可以均垂直于该板状结构,射线源101与初级准直器102a能够在平行于板状结构的方向(如图1b中的x方向)上相对移动,以使得射线源101正对任一初级准直通道,射线源发出的射束可以穿过其正对的初级准直通道。初级准直通道K1与初级准直通道K2可以属于不同的初级准直通道组,假设射线源101发出的射束经过初级准直通道K1时在参考平面M上形成的射野为第一射野A,射线源101发出的射束经过初级准直通道K2时在参考平面M上形成的射野为第二射野(图1b未示出此种情况),本申请中第一射野的面积大小与第二射野的面积大小不同。该参考平面M可以位于初级准直器102a远离射线源101的一侧,且平行于图1b中的x方向。
[0040] 需要说明的是,放射治疗头中的初级准直器可以对射线源发出的射线进行束形,使得该射线仅从与射线源正对的初级准直通道中通过,而无法从板状结构中除初级准直通道外的其他区域透过,进而在参考平面上形成所需的射野。图1b中仅示出了初级准直器上设置有两个初级准直通道组,且每个初级准直通道组均仅包括一个初级准直通道的情况,图1b示出的射野A的形状为圆形,此时初级准直通道的形状可以为圆台状;实际应用中,该初级准直通道组的个数可以为三或四或者更多,每个初级准直通道组包括的初级准直通道的个数也可以为两个或者三个或者更多,射野的形状也可以为正方形或者长方形,此时初级准直通道的形状可以为四棱台状,本发明实施例对此不做限定。需要说明的是,本申请中的参考平面M可以是设定的虚拟平面,本申请对其具体位置不做限定,实际中参考平面可以患者治疗时肿瘤中心所在的平面。
[0041] 综上所述,本发明实施例提供的放射治疗头包括射线源和初级准直器,初级准直器上设置的多个初级准直通道组中每个初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,且射线源与初级准直器能够相对移动,以使得射线源发出的射束可穿过任一初级准直通道,射线源发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面上形成的射野面积大小不同。这样一来,可以移动射线源或移动初级准直器,在治疗大肿瘤时使得射线源发出的射束穿过较大射野面积对应的初级准直通道,在治疗小肿瘤时使得射线源发出的射束穿过较小射野面积对应的初级准直通道,从而可以提高小肿瘤治疗时的焦点剂量率,且减少用于肿瘤治疗之外的多余射束,即放射治疗头可以形成不同的射野,放射治疗头的灵活性较高。
[0042] 需要说明的是,本申请以下实施例中,均以射野面积为正方形为例(现有的探测器平板一般为正方形),但可以理解的是,射野形状不限于是正方形,其可以是圆形或椭圆形等任何形状,本申请仅以图示的为例进行说明。
[0043] 本申请提供的一种实施方案中,射线源发出的射束经过同一初级准直通道组的各初级准直通道在参考平面上形成的射野特性参数不同,该射野特性参数包括但不限于射野的剂量率参数、半影参数。在示例的一种实施方式中,初级准直器的初级准直通道组可以包括至少两个初级准直通道,每组初级准直通道中的至少一个初级准直通道内可以设置有均整器(英文:flatting filter;简称:FF)。在另一种示例的实施方式中,初级准直通道组可以包括多个初级准直通道,还可以是在两个或两个以上的初级准直通道分别设置有均整器,且各均整器的形状可以不同,以使得经过不同初级准直通道的射束被各均整器进行不同程度的均整,从而使得在参考平面上形成的射野特性参数不同。示例的,在另一种实施方式中,初级准直通道组中有一个初级准直通道内不设置均整器,也即是该初级准直通道为无均整器(英文:flatting filter-free;简称:FFF)模式。
[0044] 需要说明的是,均整器均可以对射线源发出的射线的强度,以及该射线强度的空间分布进行调整,以使得透过均整器之后的射线的强度分布均匀。对于相同的两个初级准直通道来说,若其中一个初级准直通道内设置有均整器,另一个初级准直通道中未设置有均整器,则射线源发出的射束经过该另一个初级准直通道在参考平面上形成的射野内可有效利用的剂量率较高,而该射束经过该一个初级准直通道在参考平面上形成的射野内可有效利用的剂量率较低。
[0045] 本申请中,在不同的准直通道组中可以设置不同的均整器。示例的,可以在初级准直通道中设置定制的小射野均整器(英文:small flatting filter;简称:SFF),以使得射线源发出的射束经过该初级准直通道在参考平面上形成剂量率较高,且面积较小的射野。且如背景技术所描述的,相对于现有使用大射野削掉了大约50%的中间高强度的部分,本申请使用较小射野用于小肿瘤的治疗,在同样使用均整器的情况下,但仅需削掉20-30%的中间高强度部分即可使得整个射野强度平齐,从而提高了小肿瘤治疗时的剂量率。
[0046] 本发明实施例中将均整器设置在初级准直通道内,使得放射治疗头的结构更加紧凑,减小了放射治疗头的体积,进而可以使得对患者进行治疗时患者的容纳空间较大。示例的,本发明实施例中患者的容纳空间可以呈圆柱形,在对患者进行治疗时患者可以躺于大致呈长方形的治疗床上,该治疗床的长度方向可以为该圆柱的高度方向,该圆柱的底面的直径可以大于1米。现有技术中,将均整器设置在初级准直通道之外使得射线源发出的射线会在通过均整器的时候发生散射,需要在均整器周围安放屏蔽结构。而本发明实施例中,即使射线会在通过均整器的时候发生散射,散射的该射线也会被板状结构所吸收,使得并无射线射出预设的射野,且无需安装额外的屏蔽结构,减轻了放射治疗头的重量。
[0047] 可选的,图2示出了一种初级准直器的结构示意图,在图1b中的初级准直器102a的基础上,初级准直器102a包括初级准直通道组T1与初级准直通道组T2,且初级准直通道组T1包括初级准直通道K1与初级准直通道K3,初级准直通道组T2包括初级准直通道K2与初级准直通道K4。初级准直通道K1与初级准直通道K2中设置有均整器103,初级准直通道K3与初级准直通道K4中未设置有均整器。射线源101发出的射束经过同一初级准直通道组的各初级准直通道在参考平面M上形成的各个射野面积大小可以相同,但是射野特性参数均不同。
[0048] 图3示出了一种射线的强度与射野中射线的位置之间的关系图。假设,射线源发出的射束经过的初级准直通道的形状为圆台状,在参考平面上形成的射野呈圆形,则图3中的横坐标为射野的直径上的位置,位置O表示射野的圆心位置,纵坐标为射野中某一位置处的射线的强度(单位为戈瑞每分钟,也可以表示为Gy/Min)。若初级准直通道的下底面(远离射线源的一面)较大,则射线源正对该初级准直通道在参考平面上形成的射野的面积较大(如仅覆盖a中所有位置的射野),射野中单位面积内射线的强度较低,射野内可有效使用的剂量率(也即是射野中单位面积的射线的强度)较小;若初级准直通道的下底面较小,则射线源正对该初级准直通道在参考平面上形成的射野的面积较小(如仅覆盖b中所有位置的射野),射野中单位面积内射线的强度较高,射野内可有效使用的剂量率较高。
[0049] 假设,图2所示的射线源101发出的射束经过初级准直通道K1在参考平面上形成的射野为第一射野,射线源101发出的射束经过初级准直通道K2在参考平面上形成的射野为第二射野,射线源101发出的射束经过初级准直通道K3在参考平面上形成的射野为第三射野,射线源101发出的射束经过初级准直通道K4在参考平面上形成的射野为第四射野,初级准直通道K2的下底面积大于初级准直通道K1的下底面积,初级准直通道K1的下底面积与初级准直通道K3的下底面积相同,初级准直通道K4的下底面积与初级准直通道K2的下底面积相同。则第二射野的面积可以大于第一射野的面积,且第一射野的面积可以等于第三射野的面积,第二射野的面积可以等于第四射野的面积。示例的,第一射野与第三射野的面积均可以为28*28平方厘米,也即是第一射野与第三射野均可以呈边长为28厘米的正方形,第二射野与第四射野的面积均可以为40*40平方厘米,也即是第二射野与第四射野均可以呈边长为40厘米的正方形。第三射野的剂量率可以大于第一射野的剂量率,第四射野的剂量率可以大于第二射野的剂量率。可选的,第一射野与第三射野的面积均可以为22*22平方厘米,也即是第一射野与第三射野均可以呈边长为22厘米的正方形,第二射野与第四射野的面积均可以为35*35平方厘米,也即是第二射野与第四射野均可以呈边长为35厘米的正方形。
[0050] 假设,射线源发出的射线为能量为6兆伏的X射线,若需要对患者的乳腺或前列腺等位置的肿瘤病灶进行治疗,则需要在参考平面上形成较大的射野,此时可以使得射线源发出的射束经过初级准直通道K2或者初级准直通道K4;若需要对患者的脑部位置的肿瘤病灶进行治疗,或者需要进行体部立体定向放射治疗(英文:stereotactic body radiation therapy;简称:SBRT),则需要在参考平面上形成较小的射野且射野内可有效使用的剂量率较高,此时可以使得射线源经过初级准直通道K1或者初级准直通道K3。
[0051] 需要说明的是,由于射线源发出的射束经过一个初级准直通道组中的初级准直通道形成的射野面积不同于该射束经过另一个初级准直通道组中的初级准直通道形成的射野面积,所以本发明实施例提供的放射治疗头可以在参考平面上形成多个不同的射野,即使不同患者的病灶区域对射野面积大小和射野剂量率的要求不同,本发明实施例提供的放射治疗头也可适用,而无需改换其他放射治疗头。且该多个射野可以包括剂量率较小且面积较大的大射野,以及剂量率较大且面积较小的小射野。
[0052] 可选的,图4示出了另一种初级准直器的示意图。该初级准直器102a可以呈圆形,初级准直器中的多个初级准直通道可以圆周阵列分布,也即是该多个初级准直通道K可以绕该板状结构102a的圆心依次排布,且每个初级准直通道K与圆心的距离均相等。射线源与该初级准直器能够相对旋转,以使得射线源发出的射束可以穿过任一初级准直通道。在需要改变射线源发出射束经过的初级准直通道时,仅需控制初级准直器绕其圆心转动一定的角度。可选的,初级准直器102a也可以呈板状,如呈形状大致为长方形的长条状。
[0053] 初级准直器中的多个初级准直通道可以在初级准直器上直线分布或阵列分布,也即是该多个初级准直通道可以沿初级准直器102a的长度方向依次排布(图2示出的即为此种情况),在需要改变射线源发出的射束经过的初级准直通道时,仅需控制该初级准直器沿其长度方向移动一定的距离;或者,该多个初级准直通道可以分为多行,且每行初级准直通道均沿初级准直器的长度方向依次排布,在需要改变射线源发出的射束经过的初级准直通道时,仅需控制初级准直器沿其长度方向移动一定的距离,再沿其宽度方向移动一定的距离。
[0054] 综上所述,本发明实施例提供的放射治疗头包括射线源和初级准直器,初级准直器上设置的多个初级准直通道组中每个初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,且射线源与初级准直器能够相对移动,以使得射线源发出的射束可穿过任一初级准直通道,射线源发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面上形成的射野面积大小不同。这样一来,放射治疗头可以形成不同的射野,放射治疗头的灵活性较高。
[0055] 图5是本发明实施例提供的另一种放射治疗头的结构示意图。如图5所示,在图1b的基础上,放射治疗头还可以包括次级准直组件(图5中未标出),该次级准直组件可以包括多叶准直器(英文:Multi-leafCollimator;简称:MLC)104。
[0056] 示例的,放射治疗头还包括第一光阑105与第二光阑中的至少一个,图5仅示出了该次级准直组件包括第一光阑105的情况。可选的,当次级准直组件同时包括第一光阑和第二光阑时,该第一光阑与该第二光阑沿放射源的射束方向(如图5中的y方向)依次排布,且第一光阑的运动方向与第二光阑的运动方向相交。示例的,第一光阑与第二光阑可以是均位于多叶准直器的靠近放射源的一侧,或者均位于多叶准直器远离放射源的一侧,或者,一个位于多叶准直器的靠近放射源的一侧(即上光阑),另一个位于多叶准直器远离放射源的一侧(即下光阑)。示例的,上光阑的运动方向可以为x方向,下光阑的运动方向为z方向,该z方向同时垂直于x方向和y方向。该次级准直组件还可以包括楔形板(图5中未示出)。
[0057] 图6是本发明实施例提供的一种多叶准直器的结构示意图。该多叶准直器104包括两组在x方向上相对的叶片组,每组叶片组包括多个沿z方向紧密排列的叶片P,且该叶片的厚度范围为2毫米~2.5毫米,需要说明的是,z方向可以为叶片的厚度方向,每个叶片均可以呈长方形,x方向可以为叶片的长度方向,x方向垂直于z方向。每个叶片P均可以在驱动丝杆(图中未示出)的控制下沿叶片的长度方向(也即图6所示的x方向)运动。驱动丝杆可以控制该两组叶片围成不同形状的适形区域,如图6中该两组叶片形成的适形区域C为长方形。该多个叶片P均可以阻挡射线源发出的射线透过,驱动丝杆可以控制该两组叶片围成与病灶形状大致相同的适形区域。
[0058] 图7是现有技术中的一种多叶准直器的示意图,且仅示出了叶片的部分结构。若图7中所示的Q为患者体内的病灶,则驱动丝杆可以控制该两组叶片围成与该病灶Q形状大致相同的适形区域B。由于现有技术中,初级准直器形成的射野较大,因此需要配置较大的多叶准直器。示例的,多叶准直器的叶片的长度为20cm(假设叶片位于射线源和参考平面的中点),则多叶准直器能够适形出的最大射野为40*40平方厘米,以保证治疗较大的肿瘤时其的适形精度。为了满足屏蔽及适形的多方面要求,另一方面受现有丝杆的技术限制,现有的多叶准直器的叶片厚度范围为2.5毫米~5毫米。即叶片不仅长且厚,则叶片的质量较大,对驱动丝杆的要求更高,且叶片运动的灵活性较低,不容易提高叶片速度,影响了射线强度调制的效果。
[0059] 图8是本发明实施例提供的另一种多叶准直器的结构示意图,本申请中的为配合小的射野面积,多叶准直器较小,对驱动的要求降低,从而可以使得多叶准直器的叶片更短且更薄。示例的,本申请中叶片的厚度范围为2毫米~2.5毫米。若图8中Q为患者体内的病灶,且该病灶与图7中的病灶相同,则驱动丝杆可以控制该两组叶片围成如图8所示适形区域(图8中未标出)。射线源发出的射束透过该适形区域可以照射患者的病灶,进而杀死患者病灶的肿瘤细胞,而较少的照射除病灶之外的患者的其他位置。对比图7与图8可知,本发明实施例提供的多叶准直器,由于叶片更薄,叶片围成的适形区域的面积与病灶的面积相差较小,且形状更为接近,适形精度较高,进而射线源发出的射线可以较少的照射到患者体内除病灶之外的其他健康组织,射线源发出的射线照射病灶的精准度较高。
[0060] 本申请提供的放射治疗头中,叶片的长度p满足: 其中,h1为射线源与叶片的距离,h2为射线源与参考平面的距离,d1为射线源发出的射束经过初级准直通道在参考平面上叶片运动方向(也即图6或图9所示的x方向)的最小射野长度,d2为射线源发出的射束经过初级准直通道在参考平面上叶片运动方向的最大射野长度。射线源与参考平面的距离h2也可以称为源轴距(英文:SourcetoAxisDistance;简称:SAD)。
[0061] 示例的,假设射线源发出是射束在参考平面上形成的最小射野呈边长为28厘米的正方形,且该正方形的边长为参考平面上叶片运动方向的射野长度,射线源在参考平面上形成的最大射野呈边长为40厘米的正方形,且该正方形的边长为参考平面上叶片运动方向的射野长度,也即是,上述d1=28厘米,d2=40厘米。请参考图9,射线源101与参考平面的距离h2为100厘米,射线源与多叶准直器叶片的距离h1为40厘米,则叶片的长度p满足也即是5.6≤p<16。例如,图9中以多叶准直器中的一组叶片在射线源发出的射线下的投影需要完全覆盖该最小射野为例,此时,多叶准直器的叶片长度 厘米。
[0062] 本申请中多叶准直器的叶片长度可以为11.2厘米,当其结合初级准直通道组形成最小射野的面积为28*28平方厘米,而当多叶准直器的叶片位于其极限位置时,其可以形成的最大射野的面积为40*40平方厘米,以用于较大肿瘤的治疗。由于本申请的多叶准直器叶片较短,质量较小,因此可以使用更细的丝杆驱动,从而相对于图7所示的现有技术中的多叶准直器叶片可以更薄,从而在治疗小肿瘤时,可以适用于较小孔径的初级准直通道来配合叶片的运动,从而降低周围正常组织的接收剂量,同时有利于提高叶片速度和优化剂量强度的调制,提高小肿瘤的治疗效果,且同时也可用于较大肿瘤的治疗。
[0063] 另外,多叶准直器的叶片的长度p也可以为 故也即是5.6≤p≤8。若多叶准直器中的两组叶片在射线源发出的射
线下的投影完全覆盖该最小射野即可,则此时多叶准直器的叶片P的长度可以为5.6厘米。
[0064] 需要说明的是,若初级准直通道的形状为圆台状,射线源在参考平面上形成的最大射野呈正方形,且该正方形的边长为40厘米,则需要射线源发出的射线在仅经过初级准直通道后可以形成直径为50厘米的圆形照射范围。现有技术中,若射野呈边长为40厘米的正方形,且需要多叶准直器的叶片围成的适形区域可以覆盖射野中的任意位置,则多叶准直器的叶片的长度需要为 厘米,而本发明实施例中叶片的长度仅需为11.2厘米;若仅需要多叶准直器的叶片围成的适形区域位于射野的中间位置,则多叶准直器的叶片的长度需要为 厘米,而本发明实施例中叶片的长度仅需为5.6厘米。因此,本发明实施例中多叶准直器中的叶片长度较小质量较轻,多叶准直器的重量较小。另外,由于每个驱动丝杆需要带动的叶片的重量较小,所以驱动丝杆带动叶片运动的速度可以较高,进而可以较快的形成适形区域,提高治疗效率。
[0065] 这里需要说明的是,以上叶片长度仅为示例说明,实际使用过程中,对叶片的长度满足以上条件下,对其具体数值不做限制。例如5.6≤p<16时,p的取值可以是7、8、10、14等。
[0066] 可选的,第一光阑与第二光阑均可以包括两块相对的钨块,且该两块钨块可以移动。若次级准直组件仅包括第一光阑与多叶准直器,且多叶准直器的叶片的移动方向为x方向,则第一光阑的两块钨块的移动方向可以为z方向,第一光阑用于阻挡射线从叶片未覆盖的区域中除适形区域外的其他区域透射至射野。另外,在次级准直组件仅包括第一光阑与多叶准直器时,多叶准直器可以位于第一光阑远离射线源的一侧;在次级准直组件仅包括第二光阑与多叶准直器时,多叶准直器可以位于第二光阑靠近射线源的一侧;在次级准直组件同时包括第一光阑、第二光阑与多叶准直器时,第一光阑、第二光阑与多叶准直器可以沿初级准直器远离射线源的方向依次排布,且第一光阑的钨块的运动方向与第二光阑的钨块运动方向垂直,此时第二光阑可以用于阻挡可能从相邻叶片间的缝隙透过的射线。
[0067] 综上所述,本发明实施例提供的放射治疗头包括射线源和初级准直器,初级准直器上设置的多个初级准直通道组中每个初级准直通道组包括至少一个初级准直通道,且射线源与初级准直器能够相对移动,以使得射线源发出的射束可穿过任一初级准直通道,射线源发出的射束经过不同初级准直通道组的初级准直通道在参考平面上形成的射野面积大小不同。这样一来,放射治疗头可以形成不同的射野,放射治疗头的灵活性较高。
[0068] 本发明实施例还提供了一种放射治疗装置,该放射治疗装置可以包括图1b或图5所示的放射治疗头。可选的,该放射治疗装置还包括:环形机架或者C形臂机架,放射治疗头可以设置在该环形机架或者该C形臂机架上。
[0069] 示例的,该放射治疗装置可以为医用加速器,放射治疗头可以设置在环形机架或者C形臂机架中的支撑机臂上,在使用该放射治疗装置对患者体内的病灶进行治疗时,需要将该病灶置于放射治疗装置的等中心点的位置,并控制支撑机臂带动放射治疗头以该等中心点为圆心进行旋转,进而对该病灶进行治疗。由于本发明实施例中的放射治疗装置中的放射治疗头的重量较轻,因此该支撑机臂可以较为容易的带动该放射治疗头旋转,且可以更精准地将放射治疗装置的等中心点与患者体内的病灶对应。
[0070] 以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。