基于机架旋转的医用射线投放系统的制作方法

本发明涉及医疗设备，尤其涉及一种基于机架旋转的医用射线投放系统。背景技术：1、医用加速器是肿瘤放射治疗所使用的一种设备，其核心功能是产生指定的射线并投放到人体内部的指定位置。其中外照射医用加速器是主要类型，通过图像引导技术(igrt)，确定射线源与人体肿瘤和器官的相对位置，并通过控制治疗床把人体摆放在特定位置，通过机架把射线源移动到特定位置，通过多叶光栅遮挡住无用的射线，而把有用的射线投放出来。2、在治疗过程中，肿瘤位置会因为病人呼吸运动而改变位置，造成射线投放位置很难确定准确。目前，有几种方法来解决治疗过程中病人呼吸运动而改变肿瘤位置的问题。第一种为呼吸门控技术(respiratory gating，rg)，需要配合主动呼吸控制系统(activebreathing control，abc)或者实时位置监控系统(realtime position management,rpm)一起使用。在主动控制或者实时监测患者呼吸的前提下，只在允许的呼吸位置范围内投放射线，超出允许的范围就停止投放射线，这样就减少了肿瘤位置变化造成的影响。第二种为实时肿瘤追踪技术，即让射线投放到肿瘤上的位置不变。该技术中，首先需要确定肿瘤实时位置，通过上述的abc和rpm用预测的方式来确定肿瘤位置；或者/和用影像设备实时产生图像的方式来确定肿瘤位置，再通过调整射线源位置，或者治疗床(即肿瘤)位置，或者多叶光栅位置，使得射线投放到肿瘤上的位置不变。技术实现思路1、本发明提供一种基于机架旋转的医用射线投放系统，该系统包括：2、主动呼吸控制设备，用于控制患者呼吸的频率和深度；3、机架旋转控制单元，用于控制机架连续匀速旋转，旋转频率是呼吸频率的分数倍或者整数倍；4、射线源，设置在机架上，用于投放射线；5、投影位置确定单元，用于根据目标影像确定射线源在一个旋转周期内任意时刻相对于目标的投影位置；6、射线源控制单元，用于根据所述确定的投影位置控制射线源在多个角度向目标的至少一个投影区域投射射线。7、可选的，该系统还包括四维计算机断层扫描设备，与主动呼吸控制设备共同使用，基于时间因素捕捉目标在每个呼吸时相的运动轨迹，相应地，所述投影位置确定单元根据在每个呼吸时相的运动轨迹确定射线源在一个旋转周期内任意时刻相对于目标的投影位置。8、可选的，所述可旋转机架上设置有多叶光栅，所述投影位置确定单元还用于所调整所述多叶光栅的叶片位置，以将射线引导到所述投影位置。9、可选的，在投放射线时，所述射线源控制单元控制射线源在多个角度投放射线的剂量率动态调整。10、可选的，所述射线源连续旋转，所述多叶光栅的叶片位置连续调整，以在单圈或多圈设定的角度范围内对目标投放预定剂量的射线。11、可选的，所述多叶光栅由直线电机阵列驱动。12、可选的，所述多叶光栅具有至少两种模式，两种模式下分别形成小野、大野。13、可选的，所述多叶光栅在两种模式下的调整速度不同。14、可选的，所述计算机断层扫描设备还用于预先获取目标影像，所述目标影像为预先确定射线投放区域以及投放射线剂量的依据。15、可选的，所述计算机断层扫描设备在预先获取目标影像使用的x射线源与设置在机架上的所述射线源为同一装置。16、可选的，所述计算机断层扫描设备在预先获取目标影像使用的x射线源与设置在机架上的所述射线源为不同的射线源。17、可选的，所述射线源为医用加速器。18、本发明还提供一种医用加速器控制方法，所述医用加速器包括多叶光栅、可旋转的机架以及设置在机架上的射线源，该方法包括：19、s51.发出呼吸频率和呼吸深度指令；20、s52.基于时间因素捕捉目标在每个呼吸时相的运动轨迹；21、s53.根据在每个呼吸时相的运动轨迹确定在机架一个旋转周期内任意时刻射线源相对于目标的投影区域，旋转频率是呼吸频率的分数倍或者整数倍；22、s54.根据所述确定的投影区域确定射线源在旋转周期内各角度的投射剂量。23、本发明提供一种计算机控制设备，所述计算机控制设备包括处理器，所述处理器执行计算机程序，以执行前面所述的医用加速器控制方法的方法步骤。24、本发明提供一种信息存储介质，所述信息存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现前面所述的医用加速器控制方法的方法步骤。25、本发明提供的基于机架旋转的医用射线投放系统以及医用加速器控制方法，通过将射线源的旋转运动与患者呼吸运动的同步，从而使得射线源与目标位置相对位置关系稳定，便于进行射线的准确投射。技术特征：1.一种基于机架旋转的医用射线投放系统，其特征在于，该系统包括：2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括四维计算机断层扫描设备，基于时间因素捕捉目标在每个呼吸时相的运动轨迹，相应地，所述投影位置确定单元根据在每个呼吸时相的运动轨迹确定射线源在一个旋转周期内任意时刻相对于目标的投影位置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可旋转机架上设置有多叶光栅，所述投影位置确定单元还用于所调整所述多叶光栅的叶片位置，以将射线引导到所述投影位置。4.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，在投放射线时，所述射线源控制单元控制射线源在多个角度投放射线的剂量率动态调整。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述射线源连续旋转，所述多叶光栅的叶片位置连续调整，以在单圈或多圈设定的角度范围内对目标投放预定剂量的射线。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述多叶光栅由电机阵列驱动。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多叶光栅具有至少两种模式，两种模式下分别形成小野、大野。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多叶光栅在不同模式下的调整速度不同。9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述计算机断层扫描设备还用于基于主动呼吸控制设备所控制的患者呼吸的频率预先获取目标影像，所述目标影像为预先确定射线投放区域以及投放射线剂量的依据。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述计算机断层扫描设备在预先获取目标影像使用的x射线源与设置在机架上的所述射线源为同一装置。11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述计算机断层扫描设备在预先获取目标影像使用的x射线源与设置在机架上的所述射线源为不同的射线源。12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射线源为医用加速器。13.一种医用加速器控制方法，其特征在于，所述医用加速器包括多叶光栅、可旋转的机架以及设置在机架上的射线源，该方法包括：14.一种计算机控制设备，其特征在于，所述计算机控制设备包括处理器，所述处理器执行计算机程序，以执行权利要求13所述的医用加速器控制方法的方法步骤。15.一种信息存储介质，其特征在于，所述信息存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现权利要求13所述的医用加速器控制方法的方法步骤。技术总结本发明涉及医疗设备技术领域，提供一种基于机架旋转的医用射线投放系统，该系统包括：主动呼吸控制设备，用于控制患者呼吸的频率和深度；机架旋转控制单元，用于控制机架连续匀速旋转，旋转频率是呼吸频率的分数倍或者整数倍；射线源，设置在机架上，用于投放射线；投影位置确定单元，用于根据目标影像确定射线源在一个旋转周期内任意时刻相对于目标的投影位置；射线源控制单元，用于根据所述确定的投影位置控制射线源在多个角度向目标的至少一个投影区域投射射线。本发明提供的基于机架旋转的医用射线投放系统以及医用加速器控制方法，通过将射线源的旋转运动与呼吸运动的同步，从而使得射线源与目标位置相对位置关系稳定，便于进行射线的准确投射。技术研发人员：孙志超受保护的技术使用者：北京合志超越科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/15