CT成像和图像引导放射治疗装置制造方法及图纸

一种CT成像和图像引导放射治疗装置，包括：至少一个高能射线源，用于产生高能射线，对物体进行放射治疗；相对放置的第一PET探测器和第二PET探测器；在第一PET探测器上、第一PET探测器的内侧或者第一PET探测器的外侧放置至少一个医学诊断用千伏KV射线源，用于产生KV射线；第二PET探测器接收KV射线，进行CT成像；第一PET探测器和第二PET探测器接收物体发射的伽马光子，进行PET成像。本发明专利技术通过KV射线源实现两个PET探测器的共探测器功能，根据KVCT成像和/或PET成像，辅助和/或引导放射治疗，达到在图像引导放射治疗装置中，实现放射治疗、KVCT成像和PET成像共扫描平面的目的。

CT imaging and image guided radiotherapy device

【技术实现步骤摘要】
CT成像和图像引导放射治疗装置
本专利技术涉及医疗成像及放射治疗引导领域，尤其涉及一种计算机断层成像(CT)和图像引导放射治疗装置。
技术介绍
放射治疗(RadiationTherapy)是目前医治恶性肿瘤的主要方式之一。在放射治疗中，图像引导(ImageGuidance)是保证高精准治疗的关键手段之一。放射治疗引导，本质上是在病人治疗前或治疗中，利用医学影像手段获取病人准确的身体位置信息，减少病人身体摆放、心跳、呼吸等器官运动造成的治疗误差，从而提高或保证放射治疗的精准度。目前，最常见的放射治疗是使用兆伏(MV)级的高能X射线，最常用的放射治疗引导是基于千伏级(KV)X射线的计算机断层成像(CT)。近年来，基于磁共振成像(MRI)引导的放射治疗也被研制成功并应用于临床。与此同时，科学家和工程师们也在积极研制基于正电子发射断层成像(PET)引导的新型放射治疗模式。PET是一种功能成像，可以获得人体的生物学信息。在PET成像中，正电子湮没所产生的伽马光子具有直接反映病人体内肿瘤实时位置信息的潜力。实时的肿瘤位置信息，对高精准肿瘤治疗意义重大。病人在治疗过程中器官的运动一直是放射治疗的一个主要挑战。因此，采用PET引导的放射治疗仪具有很强的临床应用潜力，也是目前学术界和工业界正在研究的热点和难点之一。在PET引导放射治疗仪中，由于PET成像的物理机制，使得PET不能单独给出病人躺在治疗床上的准确身体轮廓信息。同时，PET通常也需要利用CT图像来实现衰减校正等。因此，与医学诊断中的PET/CT类似，PET引导放射治疗仪中，通常也是需要一个CT来“辅助”PET成像。综上所述，CT成像在放射治疗系统中，有着举足轻重的作用。目前常见的CT子系统，主要有两种模式：千伏CT(KVCT)和兆伏CT。其中，兆伏级CT通常是直接使用治疗中的高能X射线(兆伏级)源——医用直线加速器。兆伏CT的扫描平面天然地与治疗在同一平面，这给图像配准带了极大的便利，同时利于优化治疗方案。但是，兆伏CT成像质量不高：重建图像对比度低、病人接收的辐射剂量大。与兆伏CT不同，千伏CT一般是采用单独的、医学诊断用(千伏级)的X射线源。千伏CT又可细分为两大类，基于平板探测器的锥束CT和基于多排螺旋CT探测器的诊断级CT。千伏CT具有辐射剂量小、对比度高等优点。在当前已有的PET引导放射治疗系统设计中，由于PET成像和治疗必须要在同一平面，受空间位置的限制，一套独立的千伏CT子系统是无法与治疗和PET成像共用一个扫描平面的。这给放射治疗和引导带来了诸多限制。主要体现在：病人和治疗床在CT成像和PET成像或治疗切换时，来回移动容易造成人体器官位置变化；不能在治疗的过程中同时或实时成像，限制了治疗的流程和实现方式。随着放射治疗向基于旋转机架的螺旋模式发展，以及“自适应”治疗方案的迫切需求，图像引导与治疗共面必将会是未来放射治疗的大趋势，也是精准放射治疗的必然结果。在PET引导放射治疗系统中，为实现CT和PET成像(放射治疗)在同一平面，一种显而易见的折中方案是直接使用直线加速器作为射线源，即“共射线源”的兆伏CT。不过，如前所述，兆伏CT辐射剂量大、对比度低，实用性并不好。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种CT成像和图像引导放射治疗装置，以解决上述的至少一项技术问题。(二)技术方案本专利技术实施例的第一方面，提供了一种CT成像和图像引导放射治疗装置，包括：至少一个高能射线源；相对放置的第一PET探测器和第二PET探测器；在第一PET探测器上、第一PET探测器的内侧或者第一PET探测器的外侧放置至少一个医学诊断用千伏KV射线源，用于产生KV射线；所述第二PET探测器接收所述KV射线，进行KVCT成像；所述第一PET探测器和第二PET探测器接收物体发射的伽马光子，进行PET成像；所述高能射线源产生高能射线，用于对物体进行放射治疗；所述KVCT成像和/或PET成像，用于辅助和/或引导对物体进行放射治疗。在本专利技术的一些实施例中，所述KV射线源放置于第一PET探测器的外侧，该第一PET探测器上设置有开孔，所述开孔用于透过所述KV射线。在本专利技术的一些实施例中，还包括至少一个高能探测器，与所述高能射线源的位置相对放置，用于接收高能射线；所述高能探测器、高能射线源、第一PET探测器、第二PET探测器和KV射线源位于同一平面上；所述第一PET探测器和第二PET探测器分别位于高能射线源和高能探测器的两侧。在本专利技术的一些实施例中，所述KVCT成像时，KV射线源和PET探测器围绕物体相对旋转，获取不同旋转角度下的CT数据，再通过计算机运算，获得CT图像。在本专利技术的一些实施例中，所述CT数据和/或CT图像，用于进行以下的一项或者多项的组合：辅助PET成像和/或辅助PET引导放射治疗、PET衰减校正和PET运动伪影校正。在本专利技术的一些实施例中，所述KV射线源包括X光管、碳纳米管和同位素源的其中之一。在本专利技术的一些实施例中，所述高能射线源包括放射治疗用的加速器或者同位素源，所述高能射线包括兆伏MV光子射线和MV粒子射线的其中之一，所述MV光子射线包括兆伏X射线和伽马射线的其中之一；所述MV粒子射线包括质子、中子和碳离子的其中之一。在本专利技术的一些实施例中，在治疗前和/或治疗后，第一PET探测器和/或第二PET探测器设置为积分模式，KV射线出束，实现独立的锥束、扇束或螺旋CT扫描；和/或在治疗前和/或治疗后，第一PET探测器和/或第二PET探测器设置为计数模式，KV射线出束，实现独立的锥束、扇束或螺旋CT扫描；和/或在治疗前和/或治疗后，第一PET探测器和/或第二PET探测器设置为计数模式，KV射线出束，通过光计数探测器的能量阈值来区分KV射线光子和正电子湮没产生的伽马光子，实现PET和CT同时扫描。在本专利技术的一些实施例中，在治疗中，利用脉冲式治疗的时间间隙，KV射线源脉冲式出束，实现CT成像和治疗同步进行；和/或在治疗中，第一PET探测器和/或第二PET探测器设置为计数模式，利用脉冲式治疗的时间间隙，KV射线源脉冲式出束，通过光计数探测器的能量阈值来区分KV射线光子和正电子湮没产生的伽马光子，实现CT成像、PET成像和治疗同步进行。在本专利技术的一些实施例中，第一PET探测器和/或第二PET探测器，由多个PET探测模块和/或探测单元组成，各PET探测模块和/或探测单元之间存在均匀的间隙。(三)有益效果本专利技术的CT成像和图像引导放射治疗装置，相较于现有技术，至少具有以下优点：1、增加了与第一PET探测器、第二PET探测器、高能探测器和高能射线源共面的KV射线源，能够实现第一PET探测器或者第二PET探测器的共探测器功能，从而达到KVCT成像、PET成像和放射治疗共扫描平面的目的。2、该KV射线源的位置和种类可变，可以根据用户的需求进行调整，普适性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CT成像和图像引导放射治疗装置，包括：/n至少一个高能射线源；/n相对放置的第一PET探测器和第二PET探测器；/n在第一PET探测器上、第一PET探测器的内侧或者第一PET探测器的外侧放置至少一个医学诊断用千伏KV射线源，用于产生KV射线；/n所述第二PET探测器接收所述KV射线，进行KVCT成像；/n所述第一PET探测器和第二PET探测器接收物体发射的伽马光子，进行PET成像；/n所述高能射线源产生高能射线，用于对物体进行放射治疗；/n所述KVCT成像和/或PET成像，用于辅助和/或引导对物体进行放射治疗。/n

【技术特征摘要】
1.一种CT成像和图像引导放射治疗装置，包括：
至少一个高能射线源；
相对放置的第一PET探测器和第二PET探测器；
在第一PET探测器上、第一PET探测器的内侧或者第一PET探测器的外侧放置至少一个医学诊断用千伏KV射线源，用于产生KV射线；
所述第二PET探测器接收所述KV射线，进行KVCT成像；
所述第一PET探测器和第二PET探测器接收物体发射的伽马光子，进行PET成像；
所述高能射线源产生高能射线，用于对物体进行放射治疗；
所述KVCT成像和/或PET成像，用于辅助和/或引导对物体进行放射治疗。


2.根据权利要求1所述的CT成像和图像引导放射治疗装置，其中，所述KV射线源放置于第一PET探测器的外侧，该第一PET探测器上设置有开孔，所述开孔用于透过所述KV射线。


3.根据权利要求1所述的CT成像和图像引导放射治疗装置，其中，还包括至少一个高能探测器，与所述高能射线源的位置相对放置，用于接收高能射线；
所述高能探测器、高能射线源、第一PET探测器、第二PET探测器和KV射线源位于同一平面上；
所述第一PET探测器和第二PET探测器分别位于高能射线源和高能探测器的两侧。


4.根据权利要求1所述的CT成像和图像引导放射治疗装置，其中，所述KVCT成像时，KV射线源和PET探测器围绕物体相对旋转，获取不同旋转角度下的CT数据，再通过计算机运算，获得CT图像。


5.根据权利要求4所述的CT成像和图像引导放射治疗装置，其中，所述CT数据和/或CT图像，用于进行以下的一项或者多项的组合：
辅助PET成像和/或辅助PET引导放射治疗、PET衰减校正和PET运动伪影校正。


6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高河伟，张丽，邢宇翔，陈志强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11