[发明专利]通过使用外部射束钴-60递送适形放射治疗的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过使用外部射束钴-60递送适形放射治疗的设备。具体地，本发明涉及一种提供肿瘤定位精确度较高并且减少为了对准X射线和辐射束进行频繁校准的需要的放射治疗设备。

背景技术

在过去几十年中，辐射治疗已经看到了多种进步。许多这种进步已经通过改进计算机、成像、剂量计算、治疗规划工具和射束成形硬件得以研发。调强放射治疗(IMRT)是下一逻辑步骤，其使物理学家能够在抽离正常结构的同时顺应剂量分布以治疗预期目标。在过去，已经将钴-60广泛用于传统的非IMRT放射治疗。

放射治疗本身可以分为两大类：内部放射治疗和外部放射治疗。外部射束放射治疗或者远距治疗是最常见的放射治疗形式，在这种治疗中，患者坐或者躺在病床上，并且通过能够产生高能量外部射束辐射的机器施予外部辐射源。该治疗可以包括全身照射，也可以局限于肿瘤所在区域。辐射本身可以是电磁的(X射线或者伽马辐射)或者微粒的(α或者β粒子)。内部放射治疗也称为近距治疗，涉及植入放射性同位素作为辐射源。递送内部辐射源，包括但不限于：永久性的、暂时的、密封的、未密封的、腔内式或者间质性植入体，存在多种方法。植入体的选择取决于多种因素，包括肿瘤所在位置和生长程度。从内部递送的辐射包括注入患者体内的治疗有效的放射性同位素。这种放射性同位素包括但不限于：放射性核素金属，诸如，¹⁸⁶RE、¹⁸⁸RE、⁶⁴Cu、⁹⁰ytrium、¹⁰⁹Pd、²¹²Bi、²⁰³Pb、²¹²Pb、²¹¹At、⁹⁷Ru、¹⁰⁵Rh、¹⁹⁸Au、¹⁹⁹Ag和¹³¹I。当向患者施用这些放射性同位素时，这些放射性同位素一般会与载体分子结合。

当前，在外部射束放射治疗中使用线性加速器(linac)医用单元来治疗癌症。Linac发出轮廓分明的能量或者电子束辐射不同的X射线光子辐射束，这取决于治疗所使用的加速器。医用单元由四个主要部件组成：调制器、电子枪、射频(RF)电源和加速器波导。由linac产生的电子束可以用于治疗，也可以指向金属目标以产生X射线。调制器放大AC电源，将其整流为DC电，并且产生用于为电子枪和RF电源供电的高压DC脉冲。高压电缆将电子枪和RF电源电连接至调制器，该调制器可以位于支撑支架的台架中或者位于单独的柜子中。

调强放射治疗(IMRT)是一种先进的高精度放射治疗模式，其利用计算机控制型X射线加速器向恶性肿瘤递送精确的辐射剂量。辐射剂量设计为：通过调制辐射束的强度，来顺应肿瘤的三维(3D)形状，以针对肿瘤集中较高的辐射剂量而最小化暴露于周围正常组织的辐射。IMRT的一种形式称为螺旋断层放射治疗疗法，其中，螺旋断层放射治疗通过调节作为绕患者旋转的源的扇形辐射束的强度，来实现针对肿瘤的剂量顺应性。通过使用多叶准直器来调制辐射的强度，该多叶准直器由高原子数材料(通常为钨)的独立叶片制成，可以移入和移出场中，以产生一系列复杂场形或者射束孔径。当前可用的螺旋断层放射治疗机使用X射线线性加速器(linac)作为辐射源。然而，由于linac技术复杂并且较贵，所以制约了基于linac的螺旋断层放射治疗在世界范围内的广泛使用。

美国公开US2002006182A1公开了一种用于外部射束照射先进形式的调强放射治疗(IMRT)(俗称为三维适形放射治疗(3DCRT))的技术，使用设置在辐射阻挡壁的二维(2D)网格单元内的辐射源阵列。根据目标的局部性质，诸如，在给定时间接受来自给定源的辐射的该部分肿瘤的特征或者尺寸，来调制从任何独立源向患者施加的辐射的强度。同样，在本发明中，主要部件的布置与在医用线性加速器中的布置相同。

多叶准直器(MLC)已经成为放射治疗剂量递送的主要工具，并且现在广泛用于调强放射治疗。在准备和执行放射疗法治疗时，多叶准直器是一种简单且有用的系统。由于多叶准直器的制造商为其精度、控制性和可靠性研发了多种机构并且减少了在叶片之间以及通过叶片的辐射泄漏和辐射透射，所以多叶准直器是可靠的。多叶准直器如今被认为是一种对于简单场成形非常有用的临床系统，但是它的使用在动态放射治疗中甚至更为重要，其中，叶片在照射期间移动。但是，当前在放射治疗装置中使用的MLC可以递送场形剂量递送或者调强射束。