一种旋转式聚焦放射治疗头、放射治疗设备及系统的制作方法

本实用新型涉及放射治疗技术领域，尤其涉及一种旋转式聚焦放射治疗头、放射治疗设备及系统。

背景技术：

放射治疗作为治疗肿瘤的一种有效手段，越来越多的用于头部肿瘤的治疗。

目前，常用的一种用于治疗头部肿瘤的旋转式聚焦放射治疗设备如图1 所示，该放射治疗设备包括：可绕中心轴旋转的半球形治疗头01和设置于半球形治疗头01外侧的成像装置02(例如正交双平板成像装置)，其中，半球形治疗头01可以将多个治疗束聚焦于中心轴00a上的一个交点T处，成像装置02包括成像源021和成像器022，用于对患者进行摆位成像。在使用上述放射治疗设备进行治疗时，首先需要利用上述成像装置02对患者进行摆位，以确保成像装置02获取的患者头部的摆位成像面与治疗计划中的治疗面保持一致，再将患者推入半球形治疗头01的治疗舱011，将头部肿瘤靶区与交点对齐，按照治疗计划，半球形治疗头01在绕中心轴00a旋转的同时将多个治疗束聚焦到上述交点T处，从而对肿瘤组织进行高剂量的照射，而周边正常组织受到的辐射损伤较小。

然而，在实际摆位过程中或者摆位之后，承载患者的治疗床往往会发生下沉，这样，使得推入治疗舱内患者的实际治疗面与治疗舱外患者的摆位成像面不一致，从而导致治疗舱内患者的实际治疗面与治疗计划中的治疗面不一致，影响放射治疗的精度。另外，由于成像只能在治疗舱之外进行，无法实现放射治疗过程中的成像。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种旋转式聚焦放射治疗头及放射治疗设备，解决了现有技术中治疗舱内患者的实际治疗面与治疗计划中的治疗面不一致、无法在放射治疗过程中进行成像的问题。

为了达到本实用新型的目的，本实用新型实施例提供了一种旋转式聚焦放射治疗头，该治疗头包括：半球形治疗头，可绕中心轴旋转；条状成像源，包括多个子成像源，所述多个子成像源沿第一方向设置于所述半球形治疗头上，分别可发出成像束；条状成像器，沿第二方向设置于所述条状成像源的对侧，用于接收穿过患者患部的成像束并将所述成像束转化为成像信号，其中，所述第二方向与所述第一方向相交。

在一实施例中，所述条状成像源中沿所述第一方向设置的相邻两个子成像源之间的距离小于等于预设值。

在一实施例中，所述第一方向为所述半球形治疗头的经度方向或者所述中心轴方向，所述第二方向为纬度方向；或者，所述第一方向为所述半球形治疗头的纬度方向，所述第二方向为所述半球形治疗头的经度方向或者所述中心轴方向。

在一实施例中，在所述条状成像源沿所述半球形治疗头的经度方向或沿所述中心轴方向设置的情况下，所述条状成像源位于所述半球形治疗头的两组放射源之间。

在一实施例中，沿纬度方向设置的条状成像源或者条状成像器位于靠近球心所在圆形截面的位置。

在一实施例中，所述半球形治疗头包括：依次罩合的屏蔽体、源体和准直体；所述条状成像源设置于所述源体或者所述准直体上，所述条状成像器设置于所述准直体上。

在一实施例中，所述条状成像源设置于所述准直体的内腔壁上或者嵌于所述准直体外壁的凹槽内。

在一实施例中，所述条状成像器为弧形探测器。

在一实施例中，所述条状成像器为单排探测器或者多排探测器。

在一实施例中，所述条状成像源包括至少两组条状成像源，相应的，所述条状成像器包括至少两组条状成像器，其中，一组成像器接收一组成像源发出的成像束。

本实用新型实施例还提供了一种放射治疗设备，包括：上述任一所述放射治疗头和用于支撑患者并调整患者患部位置的患者支撑装置。

本实用新型实施例还提供了一种放射治疗系统，包括：处理装置以及上述方面所述的放射治疗设备，其中，所述处理装置用于接收所述条状成像器发送的成像信号并生成患部影像，并根据患部影像调整患者支撑装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例中的旋转式聚焦放射治疗头包括：可绕中心轴旋转的半球形治疗头以及设置于所述半球形治疗头内的条状成像源和条状成像器，其中，条状成像源包括多个子成像源，沿第一方向设置于所述半球形治疗头上，分别可发出成像束；条状成像器沿与所述第一方向相交的第二方向设置于所述条状成像源的对侧，用于接收穿过患者患部的成像束并将所述成像束转化为成像信号。利用该旋转式聚焦放射治疗头可以实时获取患者患部当前实际成像面，在当前实际成像面与治疗计划中的治疗面不一致时，及时调整患者支撑装置(例如治疗床、治疗座椅等)，使得当前实际成像面始终与治疗计划中的治疗面保持一致，从而提高了放疗的精度，而且使得放射治疗过程中的成像变得可行。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为相关技术中一种用于治疗头部肿瘤的旋转式聚焦放射治疗设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种旋转式聚焦放射治疗头的结构示意图；

图3为本实用新型实施例相邻两个子成像源具有不同距离的对比图；

图4为本实用新型实施例中条状成像源的位置示意图；

图5为本实用新型实施例中半球形治疗头的结构示意图；

图6A和6B为本实用新型实施例中条状成像源和条状成像器的两种设置方式示意图；

图7本实用新型实施例提供的一种放射治疗设备的结构示意图；

图8本实用新型实施例提供的一种放射治疗系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图2为本实用新型实施例提供的一种旋转式聚焦放射治疗头的结构示意图，如图2所示，该放射治疗头1包括：半球形治疗头11和设置于所述半球形治疗头11内的条状成像源12和条状成像器13；其中，半球形治疗头11 可绕中心轴CA旋转；条状成像源12包括多个子成像源121，…，12i，…， 12n，i大于等于1且小于等于n的整数，n为大于1的整数，所述多个子成像源121，…，12i，…，12n沿第一方向设置于所述半球形治疗头11上，分别可发出成像束；条状成像器13沿与所述第一方向S1相交的第二方向S2 设置于所述条状成像源12的对侧，用于接收穿过患者患部(靶点或靶区)的成像束并将所述成像束转化为成像信号。

这里需要说明的是，半球形治疗头11发出的治疗束可聚焦于交点T，而设置于该半球形治疗头11内的条状成像源12向条状成像器13发出的多个偏锥形成像束的重叠区域包含该交点T，以对与该交点T对齐的患者患部进行成像。

这里还需要说明的是，半球形治疗头11整体近似半球形，而非绝对的半球形，它可以是如图1所示的底部为扁平状的碗状结构。

在使用上述放射治疗头1进行成像时，沿第一方向S1设置的条状成像源12中多个子成像源121，…，12i，…，12n依次或者同时发出的多个成像束(偏锥束)，多个成像束穿过位于半球形治疗头11治疗舱内的患者患部，被沿与所述第一方向S1相交的第二方向S2设置的条状成像器13实时接收，条状成像器13将接收到的成像束转化为成像信号。当半球形治疗头11绕患者患部或者中心轴CA旋转一周的情况下，条状成像器13就可以获取在不同方向上患者患部的成像束并分别生成相应的成像信号，最终由包括上述条状成像源12和条状成像器13的成像装置自身或者与条状成像器13相连接的处理装置根据上述成像信号生成当前患者患部的三维影像。由此可见，上述放射治疗头1不仅可以在摆位阶段获取治疗舱内患者的摆位成像面，而且可以在获取摆位成像面之后的放射治疗阶段实时获取治疗舱内患者的实际治疗面，并利用实际治疗面对放射治疗进行图像引导，即图像引导放射治疗 (IGRT)。

针对相关技术中治疗舱内患者的实际治疗面可能与治疗计划中的治疗面不一致的问题，本实用新型实施例通过使用上述放射治疗头1实时的获取位于治疗舱内患者患部当前实际成像面，并保持当前实际成像面与治疗计划中的治疗面一致。示例的，在摆位阶段的第一时刻，上述放射治疗头1获取患者患部第一时刻的实际成像面——第一时刻的摆位成像面，该第一时刻的摆位成像面与治疗计划中的治疗面保持一致。若在第一时刻之后，半球形治疗头11发出治疗束之前，承载患者的患者支撑装置发生了下沉，上述放射治疗头1在患者支撑装置发生了下沉之后的第二时刻获取患者患部第二时刻的实际成像面——第二时刻的实际治疗面，并在检测出第二时刻的实际治疗面与治疗计划中的治疗面不一致时，通过调整患者支撑装置对患部位置进行调整，使得下一时刻实际治疗面与治疗计划中的治疗面保持一致。在半球形治疗头 11发出治疗束对实际治疗面中的靶区进行放射治疗的放射治疗阶段，上述放射治疗头1实时获取实际治疗面，并保持实际治疗面与治疗计划中的治疗面始终一致，使得半球形治疗头11发出的治疗束可以命中患者患部，与相关技术相比，提高了放射治疗的精度。

对于条状成像源12，如图2所示，条状成像源12中的多个子成像源121，…，12i，…，12n可以为单排，呈线性排布，当然，条状成像源12中的多个子成像源121，…，12i，…，12n也可以为多排，示例性的，条状成像源12为N排，并且N大于1且小于n/N的整数。对于条状成像器13，它可以为单排探测器，也可以为多排探测器。

不论条状成像源12中子成像源121，…，12i，…，12n为单排还是多排，所述条状成像源12中沿所述第一方向S1设置的相邻两个子成像源12i和 12(i+1)之间的距离小于等于预设值。这样，与相邻子成像源12i和12(i+1)具有较大间距的设置方式相比，相邻成像束之间的交叉点更靠近条状成像源 12，具有较大的成像范围。示例的，如图3所示，当相邻两个子成像源12i 和子成像源12(i+1)之间的距离为d时，子成像源12i和子成像源12(i+1)的成像束交叉点为A；当子成像源12i与相邻子成像源12(i+1)’之间的距离为d’并且d’大于d时，子成像源12i和子成像源12(i+1)’的成像束交叉点为B，由图3可知，交叉点B所在的水平线更远离条状成像源12，由于子成像源12i 和子成像源12(i+1)’的成像束均未穿过A所在水平线与B所在水平线之间的阴影处，因此，在相邻子成像源12i和12(i+1)具有较大间距的设置方式下，阴影处的成像是无法被获取的，成像范围较小。

又如图2所示，第二方向S2与所述第一方向S1在空间中是相交的，这里，相交的方式包括但不限于正交。更为详尽的，所述第一方向S1为如图2 所示的沿所述中心轴CA方向，这时，S1与CA平行，而所述第二方向S2 为沿纬度方向；当然，所述第一方向S1也可以为所述半球形治疗头11的经度方向，而所述第二方向S2仍为纬度方向；或者，所述第一方向S1为所述半球形治疗头11的纬度方向，所述第二方向S2为所述半球形治疗头11的经度方向或者所述中心轴CA方向。

这里需要说明是，经度方向指的是穿过中心轴CA与半球形治疗头11 极点(类似于球体的两极中的一极)的半球形截面方向，纬度方向是与中心轴CA垂直的半球形治疗头11圆形截面方向。

通过上述描述可知，条状成像源12与条状成像器13的设置方向是相交的，条状成像源12沿中心轴CA或者沿经度方向设置时，条状成像器沿纬度方向设置，相反的，条状成像源12沿纬度方向设置时，条状成像器沿中心轴CA或者沿经度方向设置。

这里需要说明的是，上述条状成像源12可以为如图2所示的水平条状成像源，也可以为弧形条状成像源，相应的，上述条状成像器13可以为如图2 所示的平板探测器，也可以为弧形探测器。

继续参考图2，沿纬度方向设置的条状成像源12或者条状成像器13位于靠近球心(交点T)所在圆形截面的位置，这里包括设置在球心所在圆形截面上。

如图4所示，在所述条状成像源12沿所述半球形治疗头11的经度方向或沿所述中心轴CA方向设置的情况下，所述条状成像源12位于所述半球形治疗头11的两组放射源sj和s(j+1)之间，其中，j大于1的整数。在图4中，半球形治疗头11包括6组放射源，该6组放射源呈螺旋分布在半球形治疗头 11上，条状成像源12沿经度方向或沿所述中心轴CA方向位于相邻放射源 sj和放射源s(j+1)之间，这里，j大于等于1且小于等于5的整数。

如图5所示，所述半球形治疗头11可以为多层可旋转结构，具体包括：依次罩合的屏蔽体111、源体112和准直体113；其中，源体112用于承载放射源，例如，源体112上可以设置如图4所示的多组放射源，准直体113用于将放射源发出的治疗束聚焦于交点T，屏蔽体111用来对放射源发出的射束进行屏蔽，防止射线外泄。在源体112和准直体113之间，所述半球形治疗头还可以包括：开关体114，用于打开或关闭源体112上的放射源。这里，屏蔽体111、源体112、开关体114和准直体113可沿同一中心轴CA同步或异步旋转。在一实施例中，所述条状成像源12可以设置于所述源体112或者所述准直体113上，而所述条状成像器13设置于所述准直体113上。当然，条状成像源12和条状成像器13 也可以以其他方式设置于所述半球形治疗头11的多层可旋转结构上，本实用新型实施例对此不做具体限定。

对于条状成像源12设置于准直体上的情况，进一步的，所述条状成像源 12设置于所述准直体113的内腔壁上或者嵌于所述准直体113外壁的凹槽内。

上述描述中，条状成像源12为一组，然而，可以将所述条状成像源12 分为至少两组条状成像源，相对设置的所述条状成像器13可以接收所述至少两组条状成像源12发出的成像束；示例性的，如图6A所示，所述条状成像源12分为两组条状成像源12A和12B，条状成像器13同时接收两组条状成像源12A和12B发出的成像束；或者，所述条状成像源12分为至少两组条状成像源，相应的，所述条状成像器13也分为至少两组条状成像器，其中，一组成像器接收一组成像源发出的成像束；示例性的，如图6B所示，条状成像源12分为两组条状成像源12A和12B，条状成像器13也分为两组条状成像器13A和13B，成像器13A接收成像源12A发出的成像束，成像器13B 接收成像源12B发出的成像束。

图7本实用新型实施例提供的一种放射治疗设备的结构示意图，如图7 所示，该放射治疗设备2包括：前述实施例中任一所述的放射治疗头1和用于支撑患者并调整患者患部位置的患者支撑装置3。这里的患者支撑装置可以为治疗床、治疗座椅等其他用于支撑患者的装置。

不论在摆位阶段，还是在放射治疗阶段，上述放射治疗设备2中的放射治疗头1可以实时的获取位于治疗舱内患者患部当前实际成像面，在确定当前实际成像面与治疗计划的治疗面不一致时，通过调整患者支撑装置3调整患者患部的位置，以保持当前患者患部的实际成像面与治疗计划中的治疗面一致，从而提高放射治疗的精度。

图8本实用新型实施例提供的一种放射治疗设备的结构示意图，该放射治疗设备4包括处理装置5和放射治疗设备2，其中，所述处理装置5用于接收条状成像器13发送的成像信号并生成患部影像。

这里需要说明的是，处理装置5可以为计算机、服务器等具有处理功能的处理设备，本实用新型实施例对此不作具体限定。

不论在摆位阶段，还是在放射治疗阶段，上述放射治疗设备4中放射治疗设备2的放射治疗头1的条状成像器13可以实时的获取位于治疗舱内患者患部当前实际成像面，并将当前实际成像面对应的成像信号发送给处理装置 5，处理装置5根据成像信号生成患部影像并检测当前患部位置是否与治疗计划中患部位置一致，当确定当前患部位置与治疗计划中患部位置不一致时，表明当前实际成像面与治疗计划的治疗面不一致，处理装置5通过控制调整患者支撑装置3调整患者患部的位置，以保持当前患者患部的实际成像面与治疗计划中的治疗面一致，从而提高放射治疗的精度。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。