用于放疗的囊状施照器

1.一种用于放疗的囊状施照器，其特征在于包括：
外壳，具有带开口的中空囊状结构；
散射箔，设置在所述中空囊状结构的开口处，配置为接收第一辐射，并对所述第一辐射进行散射，同时将所述第一辐射的一部分转换为第二辐射；以及
调制器，设置在所述中空囊状结构内部，配置为调制包括所述第一辐射和所述第二辐射的混合辐射的强度，
其中，所述中空囊状结构为鼓形，其包括彼此相对的上下平坦表面，以及连接上下平坦表面的向外凸起的弧形侧面，所述开口为形成在所述上平坦表面中的圆形开口，其中，所述调制器具有山丘形横截面，并且设置为关于所述中空囊状结构的中心轴线对称，
其中，所述调制器设置在所述外壳的底壁上，并且不延伸到所述外壳的弧形侧壁上。
2.如权利要求1所述的囊状施照器，其特征在于，所述第一辐射是电子束辐射，所述第二辐射是X射线辐射。
3.如权利要求1所述的囊状施照器，其特征在于还包括：
限光筒，在所述外壳的开口处连接到所述外壳，所述散射箔设置在所述开口处，所述第一辐射通过所述限光筒照射到所述散射箔上。
4.如权利要求3所述的囊状施照器，其特征在于，所述限光筒与所述外壳形成为一体结构，或者所述限光筒通过连接结构连接到所述外壳的开口处。
5.如权利要求3所述的囊状施照器，其特征在于，所述限光筒为直径在10mm‑50mm范围内的圆筒，所述散射箔距离所述中空囊状结构的开口处。
6.如权利要求5所述的囊状施照器，其特征在于，所述限光筒的直径为大约20mm。
7.如权利要求1所述的囊状施照器，其特征在于，所述调制器的外表面接触所述外壳的内表面。
8.如权利要求3所述的囊状施照器，其特征在于，所述散射箔的形状与所述限光筒内孔径的形状相同。

用于放疗的囊状施照器\n技术领域\n[0001] 本实用新型总体上涉及放疗领域，更特别地，涉及一种用于放疗的囊状施照器，其能够用于囊状肿瘤的放射治疗。\n背景技术\n[0002] 电子束是肿瘤放疗中使用到的射线源之一，多用于腹部(如肝脏、胰腺等)肿瘤的术中放疗(Intra‑Operative Radiation Therapy，IORT)和呈平面分布的表浅肿瘤的外照射放疗。囊状施照器可以将常规限光筒产生的平面剂量分布，转化为适形呈非平面分布瘤床的乳腺癌球形(201820399063.2)和脑瘤半球形(201922228572.6)术后瘤床的剂量分布。\n然而，对于贴近胸壁的乳腺癌术后瘤床的剂量适形问题，尚未解决。\n实用新型内容\n[0003] 为了将电子束更好地应用于放射治疗，本实用新型提供了一种可用于电子束放疗的囊状施照器。本实用新型的囊状施照器能够将电子束部分转换为 X射线，并且调制电子束和X射线混合辐射的强度，在囊状施照器的表面以外区域形成鼓形的剂量分布，用于囊状肿瘤的放射治疗，从而拓展电子束放疗的应用领域。\n[0004] 根据一实施例，提供一种用于放疗的囊状施照器，包括：外壳，具有带开口的中空囊状结构；散射箔，设置在所述中空囊状结构的开口处，配置为接收第一辐射，并对所述第一辐射进行散射，同时将所述第一辐射的一部分转换为第二辐射；以及调制器，设置在所述中空囊状结构内部，配置为调制包括所述第一辐射和所述第二辐射的混合辐射的强度。\n[0005] 在一些示例中，所述中空囊状结构为鼓形，其包括彼此相对的上下平坦表面，以及连接上下平坦表面的向外凸起的弧形侧面，所述开口为形成在所述上平坦表面中的圆形开口。\n[0006] 在一些示例中，所述调制器具有山丘形横截面，并且设置为关于所述中空囊状结构的中心轴线对称。\n[0007] 在一些示例中，所述第一辐射是电子束辐射，所述第二辐射是X射线辐射。\n[0008] 在一些示例中，所述的囊状施照器还包括：限光筒，在所述外壳的开口处连接到所述外壳，所述散射箔设置在所述开口处，所述第一辐射通过所述限光筒照射到所述散射箔上。\n[0009] 在一些示例中，所述限光筒与所述外壳形成为一体结构，或者所述限光筒通过连接结构连接到所述外壳的开口处。\n[0010] 在一些示例中，所述限光筒为直径在10‑50mm范围内的圆筒，所述散射箔距离所述中空囊状结构的开口处。\n[0011] 在一些示例中，所述限光筒的直径为大约20mm。\n[0012] 在一些示例中，所述调制器的外表面接触所述外壳的内表面。\n[0013] 在一些示例中，所述散射箔的形状与所述限光筒内孔径的形状相同。\n[0014] 本申请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，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其它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。\n附图说明\n[0015] 图1示出了根据本实用新型一示例性实施例的囊状施照器的结构示意图。\n[0016] 图2示出了根据本实用新型另一示例性实施例的囊状施照器的结构示意图。\n[0017] 图3示出囊状施照器表面以外区域的剂量分布。\n[0018] 图4示出囊状施照器表面不同方向上的百分深度剂量。\n具体实施方式\n[0019] 下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。注意，附图可能不是按比例绘制的。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。\n[0020] 图1示出根据本实用新型一示例性实施例的囊状施照器的结构示意图。如图1所示，囊状施照器包括外壳101，其为中空囊状结构，具有一开口。在图1示例中，中空囊状结构为中空鼓形囊状结构，并且具有一圆形开口。这里，“鼓形”是指其上下表面为基本彼此平行的平坦表面，其具有圆形形状，以及连接二者的侧面为向外凸起的弧形侧面，圆形开口可形成在鼓形的上表面处。外壳101的材料可以是软组织等效材料，并且其是刚性的，具有较强的硬度，以支撑后面描述的散射箔102和调制器103等结构，并且可以支撑包围外壳的肿瘤区。在一种示例中，外壳可由有机玻璃、PMMA、塑料、聚酯等材料制成。\n[0021] 发明人发现，囊状施照器的外壳101的形状优选为鼓形，即沿经过开口的中心轴线的平面取得的截面底端是平面。当外壳101具有鼓形时，外壳101 底面是平面，能够与贴近胸壁的乳腺癌术后瘤床贴合适形。\n[0022] 球囊状施照器还包括散射箔102，其设置在中空鼓形囊状结构的开口处。散射箔\n102可以接收并散射来自辐射头(未示出)的第一辐射，例如电子束，并且将第一辐射的一部分转换为第二辐射，例如X射线。由于高能电子与物质相互作用的散射角与物质原子序数平方成正比，与物质厚度成正比，所以，对于单一方向来源的电子束而言，为了在鼓形囊状施照器表面以外区域形成鼓形的剂量分布，需要有较大的散射角，因此，散射箔102的材料可以选择高原子序数材料，例如高原子序数的金属钨。\n[0023] 根据本实用新型一示例性实施例的用于确定鼓形囊状施照器中的散射箔102的厚度的方法步骤见已申请专利201810244336.0。在一示例性实施例中，散射箔102的厚度可以为0.5mm～2mm的范围，例如为1.3mm左右。\n[0024] 散射箔102设置在限光筒111与囊状施照器的外壳101衔接处，能使电子束与散射箔物质发生作用。在一种实施方式中，电子束为经过直径20mm 圆形限光筒111的12MeV电子线，散射箔102的形状为直径20mm的圆形。为了保持较高的剂量率，散射箔102的厚度只将部分电子转化为X射线，当电子束射入到散射箔102产生作用后，得到的射线束为混合束，其中有X射线，也有电子。\n[0025] 继续参照图1，鼓形囊状施照器还包括调制器103，其设置在外壳101 内部。应理解，在图1的示例中，外壳101为中空鼓形结构，调制器103可以设置在鼓形外壳101的底壁上。调制器103用于调制包括第一辐射例如电子束和第二辐射例如X射线的混合辐射的强度。为了能够在施照器侧面提供尽可能大的照射强度，调制器不能衰减射向施照器侧面的射线束，需要调制器的体积尽可能小。当采用水等效材料时，为了调制射线束以在施照器底面产生均匀的剂量分布，调制器的厚度将达到数厘米，这样必将对射向施照器侧面的射线束产生衰减。因此，本专利中调制器的材料为易于加工且密度为高的不锈钢。为了在外壳\n101的表面上实现鼓形的强度分布，需要调制器103 在各位置处具有期望的厚度。调制器厚度的优化方法可以参见已申请专利 201810244336.0，其类似地可以用于确定本申请中调制器103的厚度。在图 1的示例中，调制器103具有山丘形横截面，并且设置为关于中空球囊状结构的中心轴线对称。这里，“山丘形”是指中间高，两侧低的形状。也就是说，在囊状结构底面周围的调制器103的厚度小于限光筒中心轴线上的调制器103的厚度。而且优选地，从山丘中心朝向两侧方向，厚度可以呈弧形减小，而非线性降低，这样可以进一步使得囊状结构底面的辐射剂量分布更均匀。山丘形调制器103的具体厚度和其顶部弧线形状可以根据需要通过实验来调整，这里不再赘述。还应注意，优选地，山丘形调制器103不延伸到鼓形壳体101的弧形侧壁上。\n[0026] 图1所示的鼓形囊状施照器还可以包括限光筒111，其在外壳101的开口处连接到外壳101，电子束可通过限光筒111照射到散射箔102上。限光筒111的材料可以为有机玻璃，筒壁厚度可以为5mm。在图1的示例中，限光筒111与外壳101形成为一体结构，一体化的设计便于保持鼓形囊状施照器中散射箔102和调制器103相对于电子束的位置，从而保持射线特性。此外一体化的设计还便于简化临床操作流程，缩短放疗时间。\n[0027] 在另一些实施例中，如图2所示，限光筒111和外壳101可以是单独的结构，通过诸如卡扣112之类的连接结构在外壳101的开口处连接到外壳101，并且二者可以分离和组合。\n图2所示的施照器的其他方面与图1相同，此处不再赘述。\n[0028] 图3示出本实用新型实施例适用于12MeV电子线的鼓形囊状施照器表面以外区域的剂量分布。图中(a)所示为垂直于电子束入射方向距离囊状施照器底面0.5cm平面的剂量分布；图中(b)所示为沿电子束入射方向经过鼓形囊状施照器几何中心平面的剂量分布。图中所示等剂量线归一至中心轴上距离施照器末端1cm处。在囊状施照器表面形成鼓形的剂量分布。\n[0029] 图4示出图3的B中虚线所示5个方向上的百分深度剂量。中心轴(0°) 方向上治疗深度最深，随着角度的增加治疗深度在降低，在施照器散射箔所处位置降至最小。\n[0030] 与现有技术相比，本实用新型提供的鼓形囊状施照器能够将电子束部分转换为X射线，并调制混合辐射(包括电子束和X射线)的强度，在鼓形囊状施照器表面以外区域形成鼓形的剂量分布，用于囊状肿瘤的放射治疗，拓展电子束使用范围。\n[0031] 提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。\n[0032] 为了示例和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。