[发明专利]4π多模态影像引导精确放射治疗系统

说明书

本发明公开了一种4π多模态影像引导精确放射治疗系统，其中，环形机架包括内环和外环；多自由度机械臂的固定端固定在内环的顶部内侧，多自由度机械臂的自由端设置有治疗头；外环的底部设置有旋转轴，旋转轴设置在基座上；内环可在外环内绕环形机架的中心旋转，并且，环形机架可以整体绕旋转轴旋转。在该4π多模态影像引导精确放射治疗系统中，环形机架的内环可以绕环形机架的中心自转，并且，环形机架可以整体绕旋转轴公转；多自由度机械臂联合环形机架运动可以自由达到指定位置，从而实现治疗头在4π空间中的灵活、大范围运动，配备多模态影像引导实施4维高精确放疗。

技术领域

本发明涉及一种肿瘤精确放射治疗系统，尤其涉及一种4π多模态影像引导精确放射治疗系统，属于放射治疗仪器技术领域。

背景技术

近一百年来，随着科学技术的不断发展，出现了很多针对肿瘤的精确放射治疗技术。例如，1915年出现了机械旋转聚焦照射，1951年医科达公司的伽玛刀采用固定角度入射实施立体定向放射治疗，1958年第一台具有影像引导功能的X-otron Co-60治疗机问世，1994年安科锐公司将机械臂与紧凑型治疗头结合的射波刀系统投入临床应用，2001年基于常规治疗头的立体定向放疗设备Brainlab Novalis投放市场，2003年医科达、瓦里安各自开发出容积调强设备，2003断层放疗设备TomoTherapy出现，2007年带有CT功能的西门子治疗头问世，2017年，ViewRay核磁引导的治疗头临床应用。

在肿瘤精确放射治疗方面，有诸多需求需要满足。例如，由于肿瘤是全身性的，因此入射空间越大越好，空间大可以更好的安排射束。由于肺、肝脏、胰腺等部位肿瘤受呼吸运动影响，治疗头需要灵活运动来追踪肿瘤。肿瘤位置、形状、大小各异，容积调强(体部肿瘤)和立体定向照射(头部、神经系统肿瘤)根据需求来定。此外，肿瘤周围是正常器官，在肿瘤治疗时，需要影像引导，避免对正常器官造成损伤。

在肿瘤的放射治疗方面，上述治疗设备各有优点，但同时也均存在不足。伽玛刀采用固定角度入射，灵活度很差，需要框架固定，并且只能照射头部肿瘤。射波刀的机械臂使其无法像治疗头那样实现容积调强和拉弧照射，落地式正交成像系统无法进行容积成像，机械臂运动范围限制和影像板怕高能射线照射等原因使治疗头的运动范围有限。医科达和瓦里安的机架只有一个旋转面，虽能开展容积调强，但灵活度差，非共面照射非常麻烦，同时治疗过程中无法实时监测成像。TomoTherapy断层治疗，无法实现非共面、多角度入射，没有实时成像和运动管理功能。西门子带有CT功能的治疗头采用共轨分离式设计，治疗中无法成像，灵活度差，非共面照射不容易实现。ViewRay核磁引导的治疗头，采用环形机架，没有非共面入射，治疗头只有一个旋转面无法灵活修正射束和追踪照射肿瘤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于肿瘤精确放射治疗的4π多模态影像引导精确放射治疗系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种4π多模态影像引导精确放射治疗系统，包括环形机架、多自由度机械臂和治疗头，

其中，所述环形机架包括内环和外环；

所述多自由度机械臂的固定端固定在所述内环的顶部内侧，所述多自由度机械臂的自由端设置有治疗头；

所述外环的底部设置有旋转轴，所述旋转轴设置在基座上；

所述内环可在所述外环内绕所述环形机架的中心旋转，并且，所述环形机架可整体绕所述旋转轴旋转。

其中较优地，还包括设置在所述环形机架内侧的影像系统。

其中较优地，所述影像系统包括两个球管和两个影像板，两个球管分别设置在所述治疗头两侧；两个所述影像板分别设置在所述环形机架的底部内侧，并分别与所述球管正对。

其中较优地，所述影像系统是X光机、DR、CT、MRI或PET中的任意一种或多种。