自控动态立体定向放射治疗系统

1.一种自控动态立体定向放射治疗系统，其特征在于由正、逆向 放射治疗计划系统(正、逆向TPS)(1)、三维数控治疗床(2)、实时影 像自动跟踪系统(3)、机器手系统(4)、射线源(5)、剂量验证及质量保 证系统(QA)(6)六大模块组成；其中，正、逆向放射治疗计划系统(正、 逆向TPS)(1)分别与三维数控治疗床(2)、实时影像自动跟踪系统(3)、 机器手系统(4)、射线源(5)、剂量验证及质量保证系统(QA)(6)相连， 三维数控治疗床(2)与实时影像自动跟踪系统(3)相连，实时影像自动跟 踪系统(3)与机器手系统(4)相连，机器手系统(4)与射线源(5)相连，射 线源(5)与剂量验证及质量保证系统(QA)(6)相连。
2.根据权利要求1所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于正、逆向放射治疗计划系统(正、逆向TPS)(1)由正向放射治 疗计划和逆向放射治疗计划两大模块组成；其中，正向放射治疗计划 包括用于可变野圆形(方形)准直器头部、体部和常规治疗时的软件； 逆向放射治疗软件用于可变野方形准直器作调强放射治疗(IMRT)时 使用；在正、逆向放射治疗计划系统(正、逆向TPS)(1)数据库中还存 贮有治疗病人的有关医学影像(CT、MRI(核磁共振)、SPECT(正电 子扫描)、PET/CT、US(超声)等)资料，治疗机的物理剂量学数据 以及PACS会诊资料；正、逆向放射治疗计划系统(正、逆向TPS)(1)通 过放疗网络系统和医生工作站、实时影像自动跟踪系统(3)、剂量验证 及质量保证系统(QA)(6)相连接，随时对放疗计划进行检查、调整和验 证。
3.根据权利要求1所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于三维数控治疗床(2)由定位装置和控制系统组成；定位装置是 固定病人头部和体部的专门设备，其三维位移运动精度小于0.1mm； 三维数控治疗床(2)的控制系统和实时影像自动跟踪系统(3)、机器手系 统(4)以及射线源(5)的控制系统互动连接，根据靶区位置和优化后的 照射条件确定运动参数。
4.根据权利要求1所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于实时影像自动跟踪系统(3)由一台低能X线(80～150Kv)发生 器(7)、一套DR数字接受器或影像增强器(12)、图像采集及跟踪系统 和跟踪控制系统组成；由低能X线(80～150Kv)发生器(7)和图像采集 系统，通过立体平移及变角的方法，可以实时获得病人的体位和靶区 的三维准确图像，并使跟踪系统从病人(11)处获得的影像资料测定 的结果，通过控制计算机，控制机器手(9)的位移位置，使加速器(8) 准确地对病人(11)进行各种技术方式的照射。
5.根据权利要求1所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于机器手系统(4)由控制系统和机器手(9)组成，其中，机器手(9) 必须具有6个自由度，每个关节上均装有编码器，射线源(5)中的可变 野准直器(13)的位置和旋转角度，能通过机器手(9)的几何模型和关 节编码器的瞬时值计算出来，精度应达到0.1～0.5mm之间，其运动 轨迹的半径为1米，机器手臂负重能力在150公斤左右；机器手(9) 的控制系统和实时影像自动跟踪系统(3)及加速器(8)的控制系统相 联系，协同作用。
6.根据权利要求5所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于机器手(9)可采用国内外市售通用工业机器人。
7.根据权利要求1所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于射线源(5)由控制系统和带有可变野准直器(13)的6MV直 线加速器(8)组成；其中，加速器(8)安装在机器手(9)上，为常规6MV 医用直线加速器，要求驻波加速管更短，重量更轻，其剂量率应大于 300MU/分，对距离800毫米的靶目标，RMS定位误差小于0.5毫米， RMS随病人移动追踪误差小于1毫米。
8.根据权利要求7所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于可变野准直器(13)由四片由螺杆控制自由运动的贫铀或钨合 金挡块(14)组成；它可以通过用计算机调节不同挡块(14)位移的 方式实现射线的遮挡和通过，并通过机器手(9)的精准灵活运动(等 中心、非等中心、步进、螺旋)及在不同位置驻留时间长短变化，实现 照射野大小的变化和射线剂量传输强度的调节，从而达到调强放射治 疗的目的；实现治疗照射的照射野数量取决于靶体积的大小和可变野 准直器面积的组合方案；最小射野光栅为5×5mm，最大射野光栅为 50×50mm，中间为无级变速调节，可组合成多种长方形和正方形照 射野模式，其实际照射野面积可大于40×40cm。
9.根据权利要求8所述的自控动态立体定向放射治疗系统，其特 征在于挡块(14)的运动方式为滚珠滑动；调节控制为微电机控制螺 纹丝杆。

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