放射线成像及治疗装置的制作方法

本发明涉及放射线成像及治疗装置。

背景技术：

在放射线治疗之前需要模拟治疗和计划治疗的过程。在模拟治疗使用执行ct扫描或者x射线成像的ct模拟治疗仪或者x射线模拟治疗仪。治疗计划过程基于ct或者x射线成像执行。

在用于ct扫描的模拟治疗中，利用旋转的x射线管和检测器将对象的内部的横截面成像。为了模拟治疗而成像的ct图像提供用通常的x射线成像很难确认的软组织，例如血液，脑脊髓液、灰质、白质、肿瘤等的图像信息。重建这种图像信息，进而也可获取三维图像信息。

用于模拟治疗的ct扫描仪和x射线成像仪被单独提供。不仅如此，在执行模拟治疗和计划治疗的过程之后还单独提供用于放射性治疗的设备。单独提供用于模拟治疗的放射线成像仪和用于实际治疗的放射线治疗仪从两方面带来劣势。第一，成本和空间上的劣势。放射线成像仪和放射线治疗仪均释放有害于人体的放射线，因此在设置有这些设备的场所必须具备屏蔽设施。若单独提供放射线成像仪和放射线治疗仪，则应设置双重的上述屏蔽设施。这增加了设备安装成本。另外，需要大空间来安装设备，因此小规模的医院或者动物医院很难同时具备放射线成像仪和放射线治疗仪。

第二，难以在通过放射线成像进行诊断之后立即执行放射线治疗的劣势。若用于放射线成像的装置和用于放射线治疗的装置是分开的，则放射线成像和治疗全部执行在一台装置的一站式治疗从根本上是不可能的。

相关领域的现有技术文献有作为专利文献的韩国公开专利公报第2013-0131390号和日本公开专利公报平10-179565号等。

技术实现要素：

要解决的问题

本发明的目的是为了解决现有技术的问题。更具体地说，本发明的目的在于提供一种放射线成像及治疗可全部执行的装置。

另外，本发明的目的在于，提供一种在放射线成像及治疗全部执行时使用单一放射源的装置。

解决问题的手段

本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置包括：主体单元；机架，针对所述主体单元可进行旋转；治疗台，安放对象，向形成在所述主体单元及机架的孔洞滑动，并且能够以垂直方向进行移动；机架驱动部，旋转所述机架；放射线照射部，安装在所述机架，并且向对象照射放射线；图像检测器，在机架上安装在与所述放射线照射部相向的位置，并且检测从所述放射线照射部照射的放射线；及射束遮挡器，位于所述图像检测器下端并遮挡放射线。所述放射线照射部包括：放射源，产生放射线；第一准直器，屏蔽从所述放射源产生的放射线，并决定射束分散角度；可变滤光部，调节来自所述第一准直器的放射线的强度；离子腔室，监控来自所述可变滤光部的放射线的放射量；及多叶准直器，调节来自所述离子腔室的放射线的放射量分布。

另一方面，可形成将主体单元全部包围的屏蔽箱。屏蔽箱可由可屏蔽的材料构成，诸如不透明铅、其他金属材料、诸如混凝土的非金属材料或者透明铅玻璃(leadglass)。由此，本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置本身可具有屏蔽功能。

本发明的放射线成像及治疗装置在除此之外还可包括附加结构。

发明的效果

根据本发明，可提供放射线成像及治疗可全部执行的装置。

另外，根据本发明，可提供在放射线成像及治疗全部执行时使用单一的放射源的装置。

附图说明

图1和图2是示出本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置的整体形状的图。

图3是示出本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置的放射线照射部的图。

图4是示出本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置的治疗台可安装的旋转台或者水模体的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例，以使在本发明所属技术领域中具有通常知识的人可容易实施。

为了明确说明本发明，省略了与本发明无关的部分的说明，在附图中示出的各个结构的尺寸、厚度、位置等是为了便于说明而任意示出的，本发明不必限于此。即，应该理解为在说明书记载的特定形状、结构及特性在不超出本发明的思想及范围的同时可从一实施例改变并实现为另一实施例，并且个别构成元素的位置或者配置也在不超出本发明的思想及范围的同时可进行改变。

从而，后述的详细说明并非作为限定性的含义进行，而是本发明的范围应该被认为包括权利要求书范围内的权利要求项要求保护的范围及与此同等的所有范围。

整体装置的结构

参照图1和2，对本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置100的整体结构进行说明。

对于本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置100示例了用于治疗动物，诸如老鼠、猫及狗等的放射线成像及放射线治疗装置。然而，本发明的范畴不只限定于用于动物的放射线成像及放射线治疗。本发明的装置也能够以人为对象的放射线成像及放射线治疗为目的使用。

本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置100包括主体单元10。主体单元10顾名思义就是构成放射线成像及治疗装置100的主体，即成为框架的单元。执行装置整体的框架功能及安装各种驱动部的支架功能。如图1及图2所示，在主体单元10形成有孔洞。孔洞形成需要放射线成像及治疗的对象进出的空间。如图1及图2所示，在主体单元10的下端可形成有支撑板。在支撑板下端可形成有多个轮。本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置100的通过这种轮的帮助能够移动式地实施。虽未在图1及图2示出，但是可形成有将主体单元10全部包围的屏蔽箱。屏蔽箱可由诸如铅玻璃(leadglass)的可屏蔽的材料构成。由此，本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置100本身可具有屏蔽功能。

在主体单元10的内侧配置有机架20。对应于主体单元10的上述的孔洞形状及尺寸，在机架20也形成有孔洞。机架20以可旋转的状态结合于所述主体单元10。机架20驱动连接于机架驱动部40。在图1及图2示出的实施例中，机架驱动部40包括：进行旋转运动的电动马达、驱动连接于电动马达的轮及驱动连接所述轮和机架20的皮带。通过机架驱动部40的驱动，机架20相对于主体单元10进行旋转。在图1及图2示出的实施例中，机架驱动部40作为电动马达和皮带，实施为将旋转驱动力传递于机架20，但是机架驱动部40的结构不限于此，而是相对于机架20的主体单元10可进行旋转的任何驱动方式都包括在本发明的范畴内。机架20执行成为安装放射线照射部50、图像检测器60及射束遮挡器70(beamstopper)的基础的框架功能，其中所述放射线照射部50在对象已就位于所述机架20内部，即上述的孔洞内部的放射线成像或者放射线治疗的状态下向对象释放放射线；所述图像检测器60检测由此释放并穿过对象的放射线，所述射束遮挡器70遮挡放射线进一步放射。若机架20通过机架驱动部40的驱动进行旋转运动，则安装在机架20的放射线照射部50、图像检测器60及射束遮挡器70也随之进行旋转。机架20及安装于此的照射部50、图像检测器60及射束遮挡器70的旋转是为了在最佳的位置给对象照射放射线而进行的。

治疗台30通过上述的主体单元10及机架20的孔洞可进行进出。作为放射线成像或者治疗对象的对象位于治疗台30上。在图1示出的位置中，治疗台30位于主体单元10和机架20外部，但是在放射线成像或者治疗时，治疗台30能够以滑动的方式向主体单元10的机架20的孔洞内部移动。治疗台30的下端支撑部可具有可向垂直方向上部或者下部移动的缸体。通过这种缸体的运行，治疗台30可实施成可向上方或者下方移动。治疗台30的这种垂直方向移动是为了在放射线成像或者治疗时将对象设定在最佳的位置。通过上述的机架20的旋转和治疗台30的滑移及垂直方向移动，可在最佳的位置进行放射线成像或者治疗，可移动的所有构成元素的驱动控制通过后述的控制装置实现。

在治疗台30的末端可具有旋转台31。这种旋转台31在对象为小动物的情况下尤其有利。若猫、老鼠、小狗等的小动物作为对象位于旋转台31上，则在安置好之后也能以特定的角度进行旋转。通过旋转台31旋转对象在通过照射放射线成像或者治疗时对摆好最佳姿势起到有利的作用。这种旋转台31的旋转方式和与治疗台30的连接方式在图4示出。如图4所示，在俯视时，旋转台31能够以顺时针方向或者逆时针方向进行旋转。对此，在图4中用旋转1表示。另外，旋转台31为两侧铰链结合，在侧视时，针对治疗台30可进行摇摆运行。对此，在图4中用旋转2表示。

上述旋转台31可拆除地紧固于治疗台30。紧固方式的一示例在图4的右侧示出。在旋转台31可形成有与安装在治疗台30的固定工具相应的槽，通过这种槽插入于固定工具之后进行旋转的方式旋转台31可紧固于治疗台30，反向执行该过程可从治疗台30解除紧固。上述的紧固方式也可在治疗台30安装水模体时适用。在治疗台30可安装适用于小型专用检测放射量的水模体来代替安装旋转台31，在该情况下，水模体32可使用槽插入于安装在治疗台30的固定工具的方式，或者如图4所示，与水模体32相应的固定工具结合于治疗台30的固定工具的方式。

优选为，安放在治疗台30的对象通过未示出的固定件来固定姿势。在安放在治疗台30的对象是动物而非人的情况下，通过固定件固定姿势的必要性变大。这种固定件可用对应于对象可柔韧变形的同时不干扰放射线的材料形成。这种固定件将对象的活动最小化并固定对象的位置和放射线成像及治疗时的姿势。更具体地说，在对象是动物的情况下，应根据与人体不同的身体特征应使用不同类型的固定工具。例如，动物是在佩戴麻醉用口罩的状态下被固定的，因此优选为考虑这一情况来选择固定工具。补偿件(未示出)作为将放射量分布成更适合于被固定的对象的成像或者治疗的形状的构成元素，也可包括于本发明的放射线成像及治疗装置100。这种补偿件可附着在上述的固定工具或者治疗仪的头部。补偿件为在放射线放射于对象时在这中间介入厚材料，进而执行减弱放射强度的功能。根据补偿件的形状，可按照期望的实现给对象放射的放射量分布。

如上所述，在对象是动物的情况下，必须实施麻醉。若本发明的放射线成像及治疗装置100本身实施屏蔽，则需要来自用于麻醉的麻醉设备的管可进入的空间。据此，优选为，在本身的屏蔽壁配置有保持屏蔽效果的同时可通过从位于外部的麻醉设备延伸的管或者可与这种管连接的装置。作为替代方案，也可实现为麻醉设备本身位于屏蔽壁内部。在该情况下，不需要上述的从麻醉设备延伸的管通过或者与这种管的连接装置。

用于患者准备的激光(未示出)可包括于本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置100。这种激光也可位于治疗装置100的主体，也可追加设置在如上所述的屏蔽壁。激光配置有三个，在上面和左右侧面各配置一个，各个激光为十字架形状(在壁面投影的激光是线激光(linelaser)而非点，而且是十字线形状而非一条线)。激光的用途如下：在将对象位于台面时，为使对象始终在准确的位置准备，使对象在三个方向与在对象或者固定工具标记的小十字线对准，以执行使对象位于准确的位置和摆好正确的姿势的作用。

上述的本身的屏蔽壁或者用屏蔽壁保护的装置主体的适当的位置可安装实时放射量测量装置。另一方面，除了这种放射量测量装置以外还可追加配置测量温度、湿度并且可数据化的装置。利用这些装置可获取一个月或者一年累计的放射量的数据。除了上述的实时放射量测量仪以外还可选择性安装在放射量超出提前设定的最大值的情况下生成自动报警和停止放射线照射的措施的装置。

放射线照射部的结构

如上所述，放射线照射部50安装在机架20。放射线照射部50在安装在机架20的状态下通过机架20的旋转可旋转于对象的周围。通过放射线照射部50照射的放射线穿过对象到达图像检测器60。图像检测器60在以放射线成像为目的使用本发明的一实施例的放射线成像及治疗装置100时检测穿过对象的放射线，并且将该结果发送至控制装置。搭载于控制装置的软件将图像检测器60的信号图像化。在图像检测器60的下端安装有射束遮挡器70，所述射束遮挡器70遮挡放射线进一步放射。

参照图3，说明放射线照射部50的具体结构。在图3示出的实施例中，放射线照射部50包括：放射源51、第一准直器52、滤光部53、离子腔室54、多叶准直器55。如下简单说明各个构成元素的功能。首先在放射源51产生放射线成像或者放射线治疗所需的放射线。第一准直器52屏蔽在放射源51产生的放射线并决定光束分散角度。滤光部53只使通过第一准直器52的放射线的一部分通过以执行调节放射强度的功能。滤光部53为了如上所述的调节放射强度可改变内部所包括的多个滤光器的配置。考虑到滤光部53的这种特性，滤光部53可称为可变滤光部。在离子腔室54中监控放射量。多叶准直器55位于放射线照射部50末端的同时调节放射量的分布。

在本发明中，在头部末端或者治疗及光束照射对象的表面可包括补偿件。所述补偿件调节通过放射源向对象照射的放射强度来引导至对象。这种补偿件也可包括上述的多叶准直器(multi-leafcollimator)，但是在变形例的情况下，示例了包括通过三维打印机或者模制单元制造的三维补偿件(compensator)，以调节透过的放射能的光量。所述三维补偿件具有在需要成像或者治疗的部位增加放射量而在不必要地区域只透过最少放射量的形状。这种补偿件的形状及尺寸不限于在附图示出的。

本发明的装置的第一特征为放射线成像和放射线治疗可全部执行。本发明的装置的第二特征为使用单一放射源的同时放射线成像可放射线治疗可全部执行。可表现这些特征的基础正是由作为本发明特征的放射线照射部50提供。用于放射线成像和放射线治疗的放射线的能级存在差异。用于放射线成像的能级大致能够以10至100kv实施。用于放射线治疗的能级大致能够以100至500kv实施。目前普及的放射线成像仪和放射线治疗仪正在使用用于产生符合各自目的的能级的放射线的放射源。相反，本发明的装置为放射线成像和放射线治疗应全部执行，因此采用可产生具有能够放射线治疗的能级的放射线的放射源51。在放射源51产生的放射线到达滤光部53来调节强度。在图3示出的实施例中，滤光部53可进行旋转。在滤光部53安装有多个滤光器，并且通过上述的旋转可选择多个滤光器中的任意一个。滤光部53的个别滤光器可将进入滤光部53的放射线的强度降低至提前设定的强度，每个滤光器的降低目标值不同。例如，在以放射线成像为目的使用时，本发明的装置选择使用将在放射源51产生的放射能可转换为符合成像目的的低能的滤光器；在以放射线治疗目的使用本发明的装置时，将在放射源51产生的放射能作为以治疗目的的放射能，选择使用相比于上述的以成像为目的的放射能可转换为更高的高放射能的滤光器。除了如上所述的滤光部53以外，作为与调节放射强度相关的构成元素还可提及多叶准直器55。多叶准直器55调节放射量的分布，结果可在预定范围内调节照射于特定位置的放射强度。但是，本发明的装置作为放射线成像和放射线治疗可全部执行的装置，通过多叶准直器55调节放射量分布来克服使用于放射线成像和放射线治疗的放射强度的差异几乎不可能。因此，在放射线成像和放射线治疗用一个装置全部执行方面如上所述的滤光部53是必要构成元素。

离子腔室54实时监控通过滤光部53的放射量。作为这种离子腔室54可进行反馈控制。离子腔室54的监控结果与控制装置连接。本发明的装置在放射线成像和放射线治疗的两种目的都可使用，如上所述，根据各个目的，通过滤光部53转换在单一放射源产生的放射能，因此监视是否按照期望的程度实施能级变换的结果非常重要。如果，在以放射线成像目的启动装置的途中因为滤光部53控制错误等而照射适合放射线治疗的能级的放射线的情况下，可对对象造成危险。因此，始终监控来自滤光部53的放射线的放射量对于本发明的装置的运行非常重要。接收到离子腔室54的监控结果的控制装置实时检查放射量数值是否符合预期目的，如果放射量不足，则可控制滤光部53以照射更高能级的放射线。如果，放射量数值超出预期目的，则控制滤光部53降低放射能的能级或者控制放射源51停止放射线的释放。除了离子腔室54以外，从通过图像检测器60检测的信息也可检测放射量。但是，将离子腔室54配置在滤光部53的上游以及作为放射线照射于对象之前最后经过的构成元素的多叶准直器55的下游并且在该位置必须实时监控放射量是因为非常有必要防止未预期的强度的放射线到达对象。

关于在图1及图2示出的实施例，说明了本发明的放射线照射部50安装在机架20并且与通过机架驱动部40旋转机架20一同进行旋转。然而，本发明的放射线照射部50的至少一部分结构部也可实施为不进行旋转。在本发明的放射线照射部50中，例如放射源51可位于主体单元10的适当的位置以防止旋转。从放射源51产生的放射线通过在本发明申请当时在本领域中已知的适当的放射线引导结构可传递至第一准直器52、滤光部53、离子腔室54、多叶准直器54等。除此之外，构成放射线照射部50的更多的构成元素未配置在旋转的机架20的实施例也应该理解为包括在本发明的范畴内。

控制装置的机构

目前为止说明的放射线成像及治疗装置100的所有构成元素被在图1至图3未示出的控制装置控制，在装置的控制方面，如下概括控制装置的功能。首先，控制装置控制可活动的所有构成元素的活动。控制装置控制治疗台30的上下移动及滑移、机架20的旋转，以在最佳的位置进行放射线成像或者放射线治疗。另外，控制装置从离子腔室54接收实时监控的放射量数值的信息来控制滤光部53等，以使期望能级的放射线传递于对象，若在考虑能级时判断对象有危险，则也可紧急停止整个装置或者放射线生成结构。另外，控制装置包括软件，所述软件接收成像检测器60已检测到的数据来构成计划治疗的医疗人员容易读取的图像。

除此之外，本发明的控制装置的重要特征之一是包括治疗计划系统。本发明的放射线成像及治疗装置优选构成为在放射线成像的同时建立治疗计划并且以此为基础可使放射线治疗无延迟地直接执行。由于治疗计划系统包括在控制装置内，因此通过在放射线成像时获取的图像资料可计算用于向对象照射放射线的最佳的放射线方向、形状及放射量。通过治疗计划系统计算出的这些信息经过医疗人员的确认过程可直接使用于放射线治疗过程。向控制装置传递的治疗及图像数据经过适当的加密方式及/或者匿名方式通过网络以大数据形式共享或者流通。针对放射线治疗累积的数据将成为用于未来更安全、有效的治疗的具有价值的参考材料，其本身也可具有巨大的经济价值。

以上，通过诸如具体构成元素等的特定项和有限的实施例及附图说明了本发明，但是这仅是为了帮助全面理解本发明而提供的，本发明不限于所述实施例，而是在本发明所属技术领域中具有常规知识的人员可从这种记载进行各种修改和改变。

从而，本发明的思想不限于上述说明的实施例而定，除了权利要求书的范围以外，从与该权利要求书的范围相同或者由此等效变更的所有范围全部包括在本发明的思想范畴内。