一种360°的自适应放射治疗装置

本发明涉及自适应放射治疗装置的，特别涉及一种360°的自适应放射治疗装置。

背景技术：

1、随着对肿瘤细胞癌细胞的重视，出现了物理辐照方法，根据对粒子种类不同分为质子、中子和重离子，根据能量不同分为中能质子和高能质子，根据加速器不同分为静电加速器、回旋加速器和射频直线加速器等。每个粒子的治疗方式都有相应的病理。

2、适形器是一种用于放射治疗中的设备，其主要功能是塑形和限制放射治疗束的形状，以准确匹配肿瘤的三维形状，从而最大限度地保护周围健康组织，减少辐射副作用。在硼中子俘获疗法中，适形器也被用于优化中子束的分布和剂量。

3、具体的，适形器的作用主要包括以下几点：

4、1、精确靶向肿瘤：适形器能够使放射治疗束的形状与肿瘤的形状相匹配，从而将最大剂量的辐射集中在肿瘤区域。

5、2、保护健康组织：通过精确控制辐射束的形状和路径，适形器可以减少对周围健康组织的辐射暴露，降低副作用。

6、3、优化剂量分布：适形器帮助实现最佳的剂量分布，确保肿瘤内各个区域都能得到足够的治疗剂量。

7、另外，适形器的种类可以大致分为以下几种：

8、1、铅型适形器：传统的适形器通常由铅制成，因为铅具有良好的辐射屏蔽能力。铅适形器可以手工雕刻或通过计算机控制的设备进行精确制造。

9、2、多叶光栅(multileaf collimator，mlc)：现代放射治疗设备中，多叶光栅是广泛使用的一种适形器，其由许多可独立移动的金属叶片组成，可以通过计算机控制精确调整，形成复杂的放射束形状。

10、3、塑形模具：某些情况下，使用热塑性材料制成的塑形模具也可以作为适形器。这些模具通过加热软化后塑形，然后在冷却后固定成所需的形状，用于限制和塑形放射束。

11、进一步的，适形器在bnct(boron neutron capture therapy，硼中子俘获治疗)中的应用情况大致如下：

12、1、中子束适形，在bnct中，中子束的适形器用于塑形中子束，使其与肿瘤的形状和位置匹配。通过精确控制中子束的分布，可以提高肿瘤区域的中子剂量，同时减少对周围正常组织的辐射。

13、2、剂量优化：适形器帮助优化治疗中的剂量分布，使得硼-10同位素在肿瘤细胞中捕获的中子量最大化，从而产生最有效的治疗效果。

14、4、适形器在放射治疗和bnct中起着关键作用，通过精确控制辐射束的形状和分布，提高治疗效果，保护健康组织。现代技术的发展使得适形器的设计和制造更加精确和高效，为患者提供更为安全和有效的治疗手段。

15、但随着放疗设备的发展，目前技术依然存在以下不足之处：

16、1、目前，适用于bnct的高效硼药物的研发和生产还不够成熟，影响了治疗效果和推广效果的应用。尤其在癌细胞靶向方面定位不够精准，使用辐照会对非病变细胞产生相当的影响。

17、2、肿瘤细胞不规则，很难通过控制束流进行直接辐照，使用传统的适形器相对笨重，在固定位置没有办法进行最精确的辐照，会对患者产生一定危害。

18、3、个性化设计难度大，不同患者肿瘤形状不同，要进行定制，在经济方面有较大压力，且在制造过程中要求较高的精度，对工艺加工要求颇高。

19、4、操作复杂，使用适形器需要专业的操作培训，放射治疗团队需要掌握复杂的操作技能和技术。适形器需要在每次治疗前进行精确的调整和校准，这增加了操作的复杂性和治疗时间。

20、5、适应性有限，局限于特定肿瘤类型：尽管适形器对大多数肿瘤类型有效，但对于一些特别小或特别大的肿瘤，适形器的适用性可能受限。形状复杂的肿瘤：对于形状极其复杂的肿瘤，即使有适形器，也难以完全匹配其三维轮廓，可能会影响治疗效果。

21、适形器在放射治疗中起着关键作用，但其复杂的制造和设计过程、高成本、操作复杂性和技术依赖等缺点限制了其广泛应用。为了克服这些挑战，需要在技术创新、成本控制和操作简化等方面进行持续的研究和改进，

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种360°的自适应放射治疗装置，以解决现有适形器无法根据不同病患提供不同匹配治疗方案的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种360°的自适应放射治疗装置，包括肿瘤形状扫描机构、旋转滚筒、放射治疗机构和360°适形器；所述肿瘤形状扫描机构用于对置于所述旋转滚筒内的病患进行肿瘤形状扫描；所述旋转滚筒为可进行360°自转的结构，所述旋转滚筒包围的空间内设有所述360°适形器；所述放射治疗机构以可跟随自转的方式设于所述旋转滚筒上，且所述放射治疗机构置于所述360°适形器包围的空间外；所述360°适形器包括多个屏蔽砝码，多个所述屏蔽砝码呈周向分离布置一圈包围于所述自适应放射治疗装置的治疗区域外，所述屏蔽砝码内设有注入量可调控的中子屏蔽材料；根据所述肿瘤形状扫描机构的扫描结果，所述自适应放射治疗装置用于调控多个所述屏蔽砝码内的所述中子屏蔽材料注入量，以使多个所述屏蔽砝码对中子的屏蔽量与病患肿瘤的治疗需求相匹配。

3、在其中一个实施例中，所述屏蔽砝码内部中空，所述屏蔽砝码的内部设有所述中子屏蔽材料；所述360°适形器还包括调控机构，所述调控机构用于调控所述中子屏蔽材料在所述屏蔽砝码内的存量。

4、在其中一个实施例中，所述中子屏蔽材料为液态材料；所述调控机构包括水泵，所述水泵用于将所述中子屏蔽材料送入或抽离所述屏蔽砝码内。

5、在其中一个实施例中，所述水泵包括第一水泵和第二水泵；所述调控机构还包括储液池和液量监测传感器；所述储液池内存储有液态的所述中子屏蔽材料，所述储液池的出液端口通过所述第一水泵与所述屏蔽砝码的进液端口接通，所述屏蔽砝码的出液端口通过所述第二水泵与所述储液池的进液端口接通；所述液量监测传感器用于监测所述屏蔽砝码内的所述中子屏蔽材料存量。

6、在其中一个实施例中，所述第一水泵与所述屏蔽砝码接通的通路上、以及所述第二水泵与所述储液池接通的通路上均设有所述液量监测传感器，所述液量监测传感器为流量计。

7、在其中一个实施例中，所述储液池通过多个所述第一水泵分别与多个所述屏蔽砝码的进液端口接通，多个所述屏蔽砝码的出液端口分别通过多个所述第二水泵与同一个所述储液池的进液端口接通。

8、在其中一个实施例中，所述中子屏蔽材料为水。

9、在其中一个实施例中，所述屏蔽砝码内部设有弹性储液囊，所述弹性储液囊置于所述放射治疗机构的中子束射出路径上，所述弹性储液囊的进液端口与所述屏蔽砝码的进液端口接通，所述弹性储液囊的出液端口与所述屏蔽砝码的出液端口接通，所述弹性储液囊的内部用于存储所述中子屏蔽材料。

10、在其中一个实施例中，所述屏蔽砝码的端面朝向所述自适应放射治疗装置的治疗区域，所述屏蔽砝码的进液端口和出液端口均设于其两相对的侧面上；所述弹性储液囊接通于所述屏蔽砝码的进液端口和出液端口之间。

11、在其中一个实施例中，所述中子屏蔽材料为砂状材料；所述调控机构包括砂泵，所述砂泵用于将所述中子屏蔽材料送入或抽离所述屏蔽砝码内。

12、本发明的有益效果如下：

13、1、通过360°适形器可以弥补靶向药不够精准，一定程度上弥补靶向药不成熟的问题，可以精准的对肿瘤进行杀伤并对保护周围正常细胞有至关重要的作用。

14、2、360°适形器可以在不同位置进行中子屏蔽量变换而完美适配肿瘤细胞，在剂量上可以得到完美控制，达到准确杀死癌细胞的效果。痛过完美适配肿瘤结构而降低对正常细胞的散射，可以得到：“精准高剂量，健康零剂量”。

15、3、360°适形器可以做到重复使用，不需要对每一个患者进行个性化设计的适形器，大大的减少了技术成本以及材料成本，以及人工成本，将治疗周期大大缩短。在经济上做到了最优解。

16、4、操作简单方便，不在需要长时间的人工培训，也不需要在每次治疗前进行长时间的调整和校准。并且可以适应各种复杂的肿瘤形状做到无差别适配，并完美的调控剂量。

技术特征：

1.一种360°的自适应放射治疗装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

8.根据权利要求3所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的自适应放射治疗装置，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种360°的自适应放射治疗装置，包括肿瘤形状扫描机构、旋转滚筒、放射治疗机构和360°适形器；其核心在于该360°适形器包括多个屏蔽砝码，多个屏蔽砝码呈周向分离布置一圈包围于自适应放射治疗装置的治疗区域外，屏蔽砝码内设有注入量可调控的中子屏蔽材料；所以根据肿瘤形状扫描机构的扫描结果，自适应放射治疗装置将可用于调控多个屏蔽砝码内的中子屏蔽材料注入量，以使多个屏蔽砝码对中子重离子的屏蔽量与病患肿瘤的治疗需求相匹配，从而解决了现有适形器无法根据不同病患提供不同匹配治疗方案的问题。

技术研发人员：卢亮,李萌学,刘旭文
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5