專利名稱：立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種治療人體腫瘤的腫瘤熱療系統(tǒng)，特別涉及一種立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，屬于一種新型醫(yī)療儀器，更具體的說是一種腫瘤局部熱療設備，可以應用于人體腫瘤的熱療，該系統(tǒng)可以與各種型號的電子計算機斷層攝影儀(CT)，核磁共振成像儀(MRI)，直線加速器等設備聯(lián)合使用。
背景技術：
腫瘤熱療是腫瘤治療的一種方法，采用微波、射頻、超聲等加熱設備對腫瘤局部加熱，以殺傷腫瘤細胞，已經(jīng)廣泛應用在臨床醫(yī)學實踐中，尤其近年來多種臨床報導證實，在腫瘤放射治療同時結合腫瘤局部熱療，能明顯提高腫瘤放射治療的臨床效果，加熱和放射綜合治療的效應為增強效應，加熱能增強放射線對腫瘤的殺滅效應，腫瘤熱療配合腫瘤全身化療，也能明顯提高化療的臨床治療效果，增強抗腫瘤藥物殺滅腫瘤細胞作用。
但由于目前腫瘤局部加熱設備多數(shù)利用B超斷層掃描診斷設備，對準病灶實施定位治療，而B超相對于CT、MRI等大型影像設備來講分辨率低，準確性低，僅能適用于人體部分組織及器官，對病灶精確定位的能力低，無法滿足對腫瘤精確定位和治療的需要。
目前已經(jīng)有人提出采用立體定向熱療設備的設想，實用新型專利(專利申請?zhí)?9206768.5)“無創(chuàng)傷立體定向高強聚焦超聲治療裝置”所公布的技術是讓患者仰臥在負壓定位箱內，采用CT或MRI斷層圖像掃描佩戴負壓定位箱的患者體部，形成人體組織與負壓箱之間坐標系，將該座標系鎖定在治療床和超聲焦點A的三維座標系中進行定位。這種定位方法實際是模仿瑞典eleckda公司生產(chǎn)的Laksell定位系統(tǒng)，它被應用于人體軀干部適形調強放射治療腫瘤中，，這種采用負壓吸引盒的方式，讓病人躺在帶金屬標記物框板的負壓吸引盒內進行CT或MRI掃描，負壓吸引盒抽吸負壓后使病人身體不能移動而達到定位目的，在掃描結束后，直接用運輸工具將負壓吸引盒和病人同時運送到加熱治療室，直接進行治療，這種立體定位裝置的缺點是顯而易見的，首先，采用強烈負壓吸引病人在負壓吸引盒上，必然導致病人痛苦，甚至傷害，長時間的負壓吸引，可能會使原本衰弱的腫瘤病人不堪負荷。其次，由于從開始進行CT或MRI掃描前就需要負壓吸引，一直到放射治療結束后才能釋放，其中間過程至少需2-3小時，在這么長時間里病人的身體移動是不可避免的，而且病人咳嗽，運送過程中振動都可能影響定位精確性，從而出現(xiàn)定位不準確，影響治療效果，而且，CT室、MRI室和加熱治療室必須專門用作這種定位方式的掃描和放射治療，中間配合必須非常協(xié)調，并且不能用作其他用途，這對于絕大多數(shù)醫(yī)療機構而言是不可能實現(xiàn)的，即使可以實現(xiàn)，病人也很少能承擔如此高的價格。
綜上所述，上述熱療設備立體定位方法和裝置存在的問題是定位方法和裝置對病人造成較大的痛苦，甚至部份組織損傷；定位不精確，定位方法不可靠，可變因素多，不易掌握，容易出現(xiàn)產(chǎn)品誤差，使用過程繁瑣，臨床醫(yī)院不可能廣泛采用，只能一次定位，不能重復定位，不能適合多數(shù)病人，廣泛普及推廣存在不可克服的技術障礙。
此外，目前對于軀干部腫瘤的常規(guī)加熱治療，通常采用B超或X線平片進行模擬定位，定位不準確，不能與CT和MRI設備兼容，只能在兩維方向定位，無法進行三維定位，定位和擺位不準確，射野一般較大，不能進行集束定向照射，腫瘤照射劑量不能很高，正常組織損傷很大，是以普通X光機影像設備為基礎的定位方法，在目前CT和MRI廣泛普及的今天，明顯不能適應目前加熱治療的需要，但是由于缺乏有效可靠的新型定位裝置取代，因而處于普遍使用狀態(tài)，影響了腫瘤熱療的療效，也明顯限制了腫瘤局部熱療的推廣。
另一方面，目前放射治療設備和局部熱療設備定位采用的是不同的方法和裝置，而往往病人都需要熱療同時進行放療，因此，往往需要重復定位，不但造成時間浪費，也增加了病人的負擔，而且往往由于兩者定位差異較大，不能發(fā)揮相互協(xié)同增敏作用。還有，目前局部加熱設備多數(shù)采用固定臂的方式固定加熱源，位置變化困難，不能多維、多角度調整病人與加熱源之間相互位置。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是提出一種新型的軀干部立體定位方法和裝置，這種方法和裝置能夠克服上述方法的缺陷，符合下列特征，定位方法可靠、精確，操作程序簡單易行，一次CT或MRI掃描后可反復重新定位，每次定位必須同樣準確，不會對病人造成任何痛苦，不會傷害病人的任何組織，方法和裝置有規(guī)范化操作程序，便于醫(yī)院廣泛開展，適合大多數(shù)病人的臨床需要；不僅可以應用于腫瘤局部熱療，也同樣適合于腫瘤普通放射，立體定向放射治療，或適形調強放射治療，病人采用一套定位裝置進行定位，即可以進行熱療，同時也可以進行放射治療，免除病人多次定位的麻煩，同時，在治療過程中，還能夠對病人體位進行實時監(jiān)測，一旦病人體位改變，自動報警，同時熱療設備加熱源安裝在多維多角度機架上，通過垂直伸縮，垂直回轉，水平移動等運動，實現(xiàn)多維多角度瞄準病灶目的，專用治療床垂直伸縮，垂直回轉運動，更增加了相對運動范圍。
本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是建立一種可靠、可多次重復在CT掃描床，MRI掃描床，熱療設備治療床，直線加速器治療床立體定位病人軀體及其軀體內病灶的方法和裝置，這種方法和裝置不僅適合不同類型影像診斷設備的掃描床，而且也適合不同類型熱療設備治療床，直線加速器治療床，同時能重復使用。
本發(fā)明技術方案是利用人體軀干表面永久性，容易在軀體表面觸摸，位置不發(fā)生移動的三個骨性標志，即軀體正中縱軸方向的胸骨結節(jié)，軀體左側的左髂前上棘，軀體右側的右髂前上棘，采用固定帶的方式，在上述三個骨性標志表面，各放置一個激光放射管，上固定帶(119)固定胸骨結節(jié)的激光放射管(111)，下固定帶(120)，固定左、右髂前上棘的兩個激光放射管(114)(115)，上、下固定帶固定在一固定上扣(117)和固定下扣(118)上，固定上、下扣安裝在左、右固定桿(134)、(135)，通過滑塊可以在固定桿上沿縱軸方向移動，而三個安裝固定激光放射管的激光管座，也可以自由地在固定帶上沿橫軸方向進行移動，三個分別通過激光管座固定在上、下固定帶的激光放射管，通過上述X軸和Y軸方向移動，可以準確的置放在三個骨性標志表面上。
而同樣安置在左、右固定桿上的定位架左、右板(123)、(124)及其相連接的頂板(122)構成定位架(142)，定位架左、右滑塊(138)(139)帶動定位架可以沿縱軸方向自由移動。
底板(121)是可以平穩(wěn)放置在任何掃描床或治療床上的平板，底板表面的水平儀指示各種床是否處于水平狀態(tài)，左、右固定桿通過上、下固定桿撐架(136)(137)，固定在底板上，當病人仰臥位平躺在底板時，將右髂前上棘激光定位管(114)安裝在右髂前上棘位置。左髂前上棘激光定位管(115)安裝在左髂前上棘位置，胸骨結節(jié)激光定位管(116)安裝在胸骨結節(jié)位置，調整三個激光管座上的激光管的位置，同時調整定位架的位置，使三個激光燈從三個骨性標志部份發(fā)出的激光束在定位架頂板(122)聚合形成一個光斑，定位架頂板(122)中央部位的頂部激光接受傳感器(125)接受三個激光束形成的光斑，并轉變光信號為電信號記錄在激光裝置中，以此為標準設定自動報警，一旦光斑的光通量改變，則自動聲光報警，提示病人體位改變，這時分別閱讀三個激光管座轉軸刻度盤(156)，以及激光管旋轉關節(jié)刻度盤(154)的刻度，并予以記錄，同時，閱讀固定架(149))，左、右側板(123)、(124)在左、右側固定桿(134)，(135)上的刻度，即可反復重新定位病人在底板的位置。上述立體定位裝置通常是放置在CT室和MRI室，專門用于病人的影像定位。
確定病人在底板的位置后，底板放置在CT或MRI掃描床上對病灶部位進行掃描，一旦確定病人病灶位置后，通過移動模擬定位架左、右滑塊(132)、(133)移動模擬定位架(128)至病人軀體病灶的體表投影方向的上方，按照CT或MRI影像顯示的病灶位置，確定模擬定位架在X軸的位置，然后，通過控制中心模擬探針調節(jié)器(145)而調節(jié)中心模擬探針(146)接觸軀體體表病灶上方投影位置，并記錄在模擬定位架刻度盤上位置，同時通過控制半球模擬探針調節(jié)器(145)而調節(jié)半球模擬探針(144)直接指向病灶中心點，(通過CT或MRI虛擬光標劃線方式實現(xiàn))，并記錄在上半圓弧刻度盤(157)上的位置，在確定病人位置和確定病人病灶等中心點后，以中心模擬探針和半球模擬探針為標記物，對病人軀體部位病灶進行多層螺旋掃描，并貯存掃描資料。同時記錄模擬定位框架(128)在左、右固定桿(134)、(135)上的刻度，病人可以在掃描結束后的任何時間(數(shù)小時，數(shù)天或數(shù)周后)進行腫瘤局部熱療立體定向放射治療，適形調強放射治療或常規(guī)放射治療，病人CT或MRI的掃描資料輸入治療計劃系統(tǒng)，醫(yī)生根據(jù)CT或MRI掃描資料決定放射治療計劃，確定從不同方位、角度采用合理放射劑量治療病人。
在加熱治療室，采用立體定位模擬導引裝置，載有定位架(149)和模擬定位架(128)的底板(121)被放置在局部加熱設備治療床上，采用上述完全相同方法確定病人在治療床位置，包括安裝三個激光放射管在病人體表的三個骨性標志，調節(jié)激光放射管至記錄的刻度，按記錄調節(jié)定位架在固定桿上位置，三個激光束聚焦于定位架頂部激光接受傳感器，并顯示光通量正常，以此重新確定病人在底板上位置，同時調節(jié)模擬定位架至記錄的刻度位置，與此同時，調節(jié)中心模擬控針(146)和半球模擬探針(144)分別指向病人軀體病灶的等中心點，通過上述調節(jié)，即已立體定位病人及病灶的準確位置，根據(jù)醫(yī)生制定的放療計劃，操作人員通過移動半球模擬探針(146)在上半圓弧上的刻度(157)，即能準確指引放射治療裝置的光束準確射向病灶中心，確定位置后，半球模擬探針頂部未端的加熱源激光定位管(112)放射的激光束準確指向加熱源中心部位加熱源定位熒光板(141)，激光束接觸熒光材料顯示特殊的顏色標記，確定加熱源的位置，這時射線(148)可以直接準確地射入病灶中心點(103)。
通過移動活動機架來調節(jié)加熱源(301)至加熱源激光定位束指示的位置，水平移動滑軌(306)通過滑塊沿水平固定滑軌及滑塊(305)作X軸方向移動，垂直旋轉運動臂(304)通過水平移動滑塊(307)作Y軸方向移動，垂直伸縮運動臂(303)沿縱軸Z軸方向作上下運動，從而使加熱源(301)可以達到運動范圍內空間的任何一點，通過垂直旋轉運動臂的轉動和加熱源301繞水平軸線的擺動，可以調整加熱源加熱射線方向，使射線準確照射到病灶上。
通過移動治療床旋轉運動臂(310)在Z軸方向轉動，移動治療床伸縮運動臂(311)在Y軸方向上下運動可以驅動治療床連接器(312)，從而帶動治療床(313)的移動，上述多維方向，多角度移動，可以確保加熱源的加熱射線從任何醫(yī)生指定的角度射入病灶。
加熱源固定連桿(302)用于固定加熱源在運動架上，根據(jù)不同醫(yī)院、不同病人、不同疾病的治療需要，可以更換固定在加熱源固定連桿(302)上的加熱源(301)，加熱源(301)可以是采用超聲加熱治療的超聲換能器，或是用于深部組織加熱的超聲多元換能器，加熱源(301)可以是采用射頻加熱治療的射頻線圈或射頻電極，加熱源(301)也可以是采用微波加熱治療的微波輻射器。
本發(fā)明的有益效果是采用這種方法和裝置，病人可以重新反復定位，每次定位重復上述程序，只要一次CT或MRI掃描的資料就可以反復重新使用，該種方法和裝置操作簡單，可靠性高，精確度高，不會給病人帶來不適或痛苦，更不會對病人造成傷害，可以重復定位而不會造成誤差，適合大多數(shù)醫(yī)院和大多數(shù)病例使用。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明圖1熱療設備運動機架示意2立體定位模擬導引裝置結構示意3立體定位原理示意4立體定位位置及結構示意5立體定位模擬導引原理示意6模擬導引裝置示意7激光管座和旋轉關節(jié)示意8激光管座轉軸刻度盤示意9模擬定位架金屬嵌條示意10熱療設備加熱源與治療床及病人位置示意11治療床運動示意12水平移動裝置示意圖101-三維定位裝置；102-上半圓弧定位器支撐桿；103-等中心點；104-上半圓弧定位器；105-人體表面；106-病人(仰臥位)；107-治療床；108-病人的體內病灶；109-以病灶等中心點為圓心的虛擬圓球； 110-調節(jié)栓；111-中心模擬金屬定位燈；112-放射源激光定位燈；113-旋轉軸；114-右髂前上棘激光定位管；115-左髂前上棘激光定位管；116-胸骨結節(jié)激光定位管；117-可滑動的固定上扣；118-可滑動的固定下扣；119-上固定帶；120-下固定帶；121-底板；122-定位架頂板；123-定位架右側板；124-定位架左側板；125-頂部激光接受傳感器；126-固定桿刻度；127-模擬定位器滑套標記線；128-模擬定位架；129-模擬定位架刻度盤；130-模擬定位架滑套；131-滑套制動器；132-模擬定位架左滑塊；133-模擬定位架右滑塊；134-右側固定桿；135-左側固定桿；136-上固定桿撐架；137-下固定桿撐架；138-定位架左滑塊；139-定位架右滑塊；140-半球模擬探針激光定位燈；141-加熱源定位熒光板；142-定位架；143-半球模擬金屬探針調節(jié)器；144-半球模擬探針；145-中心模擬探針調節(jié)器；146-中心模擬探針；147-加熱源；148-射線；149-水平儀；150-激光管座；151-激光管座轉軸套；152-激光管座轉軸；153-激光管旋轉關節(jié)；154-激光管旋轉關節(jié)刻度盤；155-激光管；156-激光管座轉軸刻度盤；157-上半圓弧刻度盤；158-模擬定位架內金屬嵌條；160-定位架標記線；161-虛擬圓球直徑；201-立體定位裝置；202-立體定位模擬導引裝置；301-加熱源；302-加熱源固定桿；303-垂直伸縮運動臂；304-垂直旋轉運動臂；305-水平固定滑軌及滑塊；306-水平移動滑軌；307-水平移動滑塊；308-連桿運動關節(jié)；309-活動機架；310-治療床旋轉運動臂；311-治療床伸縮運動臂；312-治療床連接器；313-治療床；314-治療床面。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施作進一步說明圖1顯示的實施例是熱療設備運動機架及其連接的加熱源，本發(fā)明的加熱治療裝置包括加熱源(301)及其活動機架(309)，活動機架(309)包括相互連接的加熱源固定連桿(302)，連桿運動關節(jié)(308)，垂直伸縮運動臂(303)，垂直旋轉運動臂(304)，水平固定滑軌及滑塊(305)，水平移動滑軌(306)，水平移動滑塊(307)，各個部件順序連接，相互間自由移動，水平移動滑軌(306)通過滑塊沿水平固定滑軌及滑塊(305)作X軸方向移動，垂直伸縮運動臂(303)沿縱軸Z軸方向作上下運動，從而使加熱源(301)可以達到運動范圍內室間的任何一點，通過垂直旋轉運動臂的轉動和加熱源(301)繞水平軸線的擺動，可以調整加熱源加熱射線方向，使射線準確照射到病灶上。
上述部件相互運動可以是人工移動方式，也可以采用任何動力驅動方式，包括電動機、液動裝置、氣動裝置、磁電裝置，控制方式可以是電動控制，數(shù)字化程序控制或無線遙控方式。
圖10、圖11顯示的實施例是熱療設備與治療床相互位置及治療床結構，治療床(313)由治療床旋轉運動臂(310)，治療床伸縮運動臂(311)，治療床連接器(312)治療床面(314)組成，上述部件順序連接，相互之間自由移動。
通過移動治療床旋轉運動臂(310)在Z軸方向移動，移動治療床伸縮運動臂(311)在Y軸方向上下運動可以驅動治療床連接器(312)，從而帶動治療床(313)的移動，上述多維方向，多角度移動，可以確保加熱源的加熱射線從任何醫(yī)生指定的角度射入病灶，上述部件相互運動方式，驅動方式和控制方式與活動機架(309)相同。
圖2顯示的實施例是立體定位裝置，即可以用于CT室和MRI室的定位，也可以用于放射治療室的病人軀體病灶再定位以及模擬導引加熱源瞄準病灶。
圖2中所顯示的實施例中裝置主要由底板(121)，固定兩根上固定桿撐架(136)和兩根下固定桿(137)，分別支撐右側固定桿(134)和左側固定桿(135)，在裝置的后半部份兩個固定桿通過分別連接定位架右側板(135)和定位架左側板(124)來支撐定位架(142)，定位架的頂板(122)與定位架左、右側板連接，其中央部位的頂部激光接受傳感器可以接受三個激光束，并自動計算光通量，以確定三個激光管的定位位置，定位架(142)通過模擬定位器左滑塊(138)，定位器右滑塊(139)，在左側定位桿(135)和右側定位桿(134)表面滑行，固定桿表面有固定桿刻度(126)標示位置，定位架(142)兩側有定位架標記線(160)來標記定位架的位置。固定上扣(117)和固定下扣(118)上安放固定帶，固定帶上固定激光燈座并裝有激光燈。固定上扣和固定下扣可以自由在固定桿上滑動來移動位置，因而帶動固定帶移到必要位置，激光燈座同樣可以自由在固定帶上移動位置，在定位架滑塊，固定上扣、下扣，激光燈座上均有制動器，可以在定位后固定位置。在裝置的前半部份半圓形的模擬定位架(128)通過模擬定位左滑塊(132)，右滑塊(133)騎跨在固定桿上，并可以沿固定桿沿縱軸方向自由移動。模擬定位架滑套(130)可以沿模擬定位架的圓周方向自由移動，并帶動上半圓弧定位器支撐桿(102)以及上半圓弧定位器(104)同步運動，移動至指定位置，滑套制動器(131)可以在定位后固定已定位的位置，模擬定位器滑套標記線(127)與模擬定位架刻度盤(129)相對的位置，標明立體定位的位置。上述裝置的相對移動，可以完成對病人在底板(121)上定位，及病人軀體內病灶位置的定位，并通過記錄各自在刻度盤上的相對位置，完成定位程序。
上述定位架滑塊，固定扣滑塊，模擬定位器滑塊，模擬定位架滑套等裝置的位置相對移動，可以是采用人力移動方式來完成裝置相對移動的過程，也可以采用各種驅動裝置來驅動上述機械裝置完成相對移動過程，這些驅動裝置可以是電動機、液動裝置、氣動裝置、電磁鐵或其他驅動裝置，這些驅動裝置可以是采用電動控制，也可以采用計算機程序數(shù)字化控制，或者采用遙控裝置實施無線遠程控制。
底板是采用高強度工程塑料制作，為平板狀結構，可以直接置放在各種CT、MRI掃描床，或直接加速器的治療床上，用固定帶固定在上述的床上，保證位置不會移動，底板平面立平儀(149)測定底板的水平位置，并據(jù)此調節(jié)。支撐桿、固定桿采用金屬材料制作，定位架，模擬定位架，模擬定位架滑套，支撐桿，上半圓弧定位器均采用高強度塑料或其他高分子非金屬材料制作，在模擬定位架內灌注金屬嵌條以指示定位位置。
圖3、圖4顯示的實施例中是本發(fā)明立體定位原理及定位方法，以人體兩側髂前上棘和胸骨結節(jié)三個骨性標志為基準點，在髂骨上方，放置一條下固定帶(120)，覆蓋髂前上棘，而左、右髂前上棘的兩個相對部位分別固定左髂前上棘激光定位管(114)和右髂前上棘激光定位管(115)，同時在胸骨結節(jié)平面位置放置上固定帶(119)覆蓋胸骨結節(jié)，而在胸骨結節(jié)上方固定胸骨結節(jié)激光定位管(116)。
圖5、圖6是顯示的實施例中是本發(fā)明立體定位模擬導引原理及裝置示意圖。上半園弧定位器支撐桿(102)及其相連接的中心金屬模擬探針(146)可以通過中心模擬探針調節(jié)器(145)在縱軸方向調節(jié)金屬探針位置，中心模擬探針未端所指位置，代表病灶在病人軀體表面的輻射點。中心模擬探針與病灶(108)的等中心點(103)的虛擬連線代表，以病灶等中心點為圓心的虛擬圓球(109)的直徑(161)，而半球模擬探針(144)及其頂部未端的半球模擬探針激光定位燈(140)均在這個虛擬圓球的半徑范圍內，因此，半球模擬探針所指方向代表病灶中心點，而半球模擬探針激光定位燈放出的激光束是這個圓球半徑的延伸，這個激光束來引導加熱源，必然使放射線直接射入病灶(108)的等中心點(103)，激光束照射在加熱源等中心點部位的加熱源定位熒光板上，熒光吸收顯示特別的顏色，可以指示放射源定位的準確性。
中心模擬金屬探針未端的激光定位燈(111)指示病灶的體表投影部位，半球模擬金屬探針未端的放射源激光定位燈(112)指示加熱源進入人體的位置，中心模擬探針(146)可以通過調節(jié)器(145)進行在縱軸方向上進行上、下移動，半球模擬探針(144)可以通過調節(jié)器(143)在縱軸方向上進行上、下移動，上半圓弧定位器(104)通過旋轉軸(113)可以在360°范圍內任意轉動。上述裝置的相對運動可以是手動調節(jié)機械裝置來實現(xiàn)，也可以通過自動控制、程序控制、無線遙控方式控制各類驅動裝置，如電動機、液動裝置、氣動裝置、電磁鐵來實現(xiàn)。
圖7、圖8顯示實施例中三個骨性標志上方激光燈座(150)裝置，激光管座轉軸(151)可以在轉軸套(152)內呈360°方向自由轉動，旋轉關節(jié)(153)可以在Y軸方向作120°轉動，以調節(jié)激光管(155)相對移動到達任何角度和方向，而旋轉關節(jié)刻度盤(154)和轉軸刻度盤(156)可以準確記錄激光管(155)的位置和方向，以便重復定位時使用。
圖9顯示的實施例中是模擬定位架金屬嵌條示意圖，模擬定位架用于定位，模擬定位器內部的金屬嵌條(158)為不透X線的重金屬材料制作，如鉛等材料，以便幫助在CT或MRI下定位，而定位架(142)、模擬定位架(128)，上半圓弧定位器(104)、上半圓弧支撐桿(102)以及上述裝置配件均采用可透X線的高強度工程塑料或其他高分子材料建造，而中心模擬金屬探針(146)和半球模擬金屬探針(144)均采用阻擋X線的高強度金屬材料制作。
下面是本發(fā)明的另一個最佳實施例，采用超聲換能器加熱設備治療肝癌將立體定向裝置(201)，置放在CT掃描床，用固定帶固定位置，核準底板(121)上水平儀(149)的水平位置，讓病人以仰臥位置平躺在底板(121)上，移動上固定帶(119)上的胸骨結節(jié)激光定位管(116)至病人胸骨結節(jié)上方予以固定，移動下固定帶(120)至病人髂前上棘上方，分別固定左髂前上棘激光定位管(115)在左髂前上棘上方，調節(jié)右髂前上棘激光固定管在右髂前上棘上方，啟動三個激光定位管電源，分別調節(jié)激光管座轉軸(151)和激光管旋轉關節(jié)(153)，同時移動定位架(142)，將三個激光管的激光束調節(jié)在定位架頂部激光接受傳感器(125)中央部位，該部位的熒光指示可以肉眼觀察到顯示特殊顏色的光斑，這三個激光束聚焦一點形成的光斑，被傳感器(125)接受，經(jīng)過單片機閱讀、計算，在顯示器上顯示該光斑的光通量具體數(shù)值，操作人員記錄該數(shù)值，并根據(jù)這個數(shù)值設置警報數(shù)值，一旦光通量低于這個數(shù)值會自動報警，報警的方式可以是聲光報警，記錄三個激光管座的各個刻度值，記錄定位架在固定桿的刻度值備用。
這時對病人進行CT掃描，尋找病人肝臟內病灶，當發(fā)現(xiàn)病灶位置后，通過遠程遙控驅動模擬定位架滑塊(132)、(133)直線步進電機(圖中未標出)，而移動模擬定位架至病灶在體表投影區(qū)域，遠程遙控驅動模擬定位架滑套(130)電機，移動中心模擬探針至病灶體表投影點，并通過控制調節(jié)器(143)的驅動裝置，調節(jié)中心模擬探針向病人體表移動，直至抵達病人皮膚。在CT影像中再次確認病人病灶(108)及其等中心點(103)與探針(146)之間的相互關系，以此為基點進行螺旋掃描，一般掃描5-10層，每層約5mm，掃描結束后，記錄模擬定位架在定位桿上的刻度位置及模擬定位滑套在模擬定位架上的刻度位置。
病人來到熱療治療室，安裝立體定位模擬導引裝置(202)在治療床，并用固定帶固定，調整水平儀(149)調整水平方向，病人仰臥位平躺在底板(121)，按照上述同樣步驟和程序，以在CT室定位的各項數(shù)值直接將病人重新立體定位，移動三個激光管聚焦到光通量傳感器(125)，讀到同樣數(shù)值光通量，擺放中心模擬金屬探針對準病人病灶的體表投射點，再次確定病灶(108)和等中心點(103)與探針(144)在同一直線。
按照加熱治療科醫(yī)生根據(jù)CT影像制訂的局部加熱治療計劃，移動半球模擬探針(144)至指定位置和角度，啟動半球模擬探針激光定位燈(140)幫助超聲換能器移動至指定位置，通動移動運動機架來調節(jié)加熱源(301)至加熱源激光定位束指示的位置，水平移動滑軌(306)，通過滑塊沿水平固定滑軌及滑塊(305)作X軸方向移動，垂直旋轉運動臂(304)通過水平移動滑塊(307)作Y軸方向移動，垂直伸縮運動臂(303)沿縱軸Z軸方向作上下運動，從而使加熱源(301)可以達到運動范圍內室間的任何一點，通過垂直旋轉運動臂的轉動和加熱源(301)繞水平軸線的擺動，可以調整加熱源加熱射線方向，使射線準確照射到病灶上。通過移動治療床旋轉運動臂(310)在Z軸方向轉動，移動治療床伸縮運動臂(311)在Y軸方向上下運動可以驅動治療床連接器(312)，從而帶動治療床(313)移動，上述多維方向，多角度移動，可以確保加熱源的加熱射線從任何指定的角度射入病灶。
當按照激光定位燈(140)發(fā)射的定位激光束完成上位置定位后，確定激光束與超聲換能器中央部位加熱源定位熒光板(141)相吻合，顯示出特別顏色，這時證明加熱源已準確瞄準病人肝癌部位，按照醫(yī)生的處方調整發(fā)射功率，設定治療時間后開始治療。
立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)可以廣泛地應用于各種實體腫瘤的治療中，即可以單獨對各種腫瘤病人進行局部加熱治療，也可以配合直線加速器進行放療前熱療，或與全身化療配合進行“熱化療”。
權利要求
1.一種治療人體內腫瘤的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，屬于醫(yī)療儀器中腫瘤局部熱療設備，裝置由立體定位裝置，活動機架及其加熱源，治療床組成，其特征是，利用病人體表三個固定、明顯、易于觸摸的骨性標志，胸骨結節(jié)和左、右髂前上棘作為重復定位的基點，在這三個骨性標志上方分別安裝可以多維方向移動，變換放射角度的激光定位燈(155)，調節(jié)三個三角位置的激光束，同時調整定位架(142)的位置，使三個激光束在定位架頂板(122)聚焦形成光斑，確定病人與立體定位裝置的固定位置，以此為基點，重復定位，在CT或MRI實時掃描病人時，移動模擬定位架(128)至病人病灶上方，移動中心模擬探針(146)至病人病灶體表投影點，借助CT或MRI影像虛擬劃線技術，確定探針(146)至病灶(108)等中心點(103)的直線聯(lián)線位置，以此定位，上半圓弧定位器(104)半球模擬探針(144)在上半園弧任何位置直接指向病灶等中心點(103)，探針(144)頂端激光定位燈發(fā)出的激光束可以準確引導加熱源至病灶，通過移動活動機架來調節(jié)加熱源(301)至定位激光束指示位置，通過移動治療床的位置來滿足不同角度治療病灶的需要。
2.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是其重復定位的基點是人體軀干部正中縱軸方向胸骨表面的明顯標記，胸骨結節(jié)以及分別位于髂骨左、右上方頂部的左髂前上棘和右髂前上棘，在這三個部位固定激光燈的方法是采用固定帶的方式，在上述三個骨性標志表面，各固定一個激光放射燈，激光放射燈座轉軸(151)可以在轉軸套(152)內作360°方向自由轉動，旋轉關節(jié)(153)可以在Y軸方向作120°轉動，因而激光管(155)可以在多維方向多角度移動，調節(jié)定位位置，固定激光燈管的上、下固定帶(114)、(115)在固定上扣(117)和固定下扣(118)上，固定上、下扣分別安裝在固定桿(134)、(135)，通過滑塊在固定桿上沿縱軸方向移動，上述移動可以手工移動，也可以是任何驅動形式，包括電動機、液動、氣動、電磁裝置形式，可以是手工控制形式，或者以電氣控制，程序控制，計算機控制，無線遙控方式進行控制和調節(jié)。
3.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是放置在左、右固定桿(134)、(135)上的固定架(142)，由定位架左、右板(123)、(124)及其相連接的頂板(122)構成，其移動方向可以是手動或其他任何驅動方式，包括電動機、液動、氣動或電磁方式，安裝在上述三個骨性標志上有激光放射燈(155)放射的三道激光束，經(jīng)調整位置以及同時調整定位架(142)位置后，在定位架頂板(122)聚焦形成一個光斑，定位架頂板(122)中央部位的頂部激光接受傳感器(125)接受該聚焦光斑，并轉變光信號變成電信號記錄在微電腦裝置中，微電腦裝置以接受的光通量為標準自動設置警報，一旦光通量發(fā)生改變，自動發(fā)出產(chǎn)光警報，指示病人體位改變。
4.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是放置在三個骨性標志上激光管座(150)有轉軸刻度盤(156)顯示X軸方向，旋轉關節(jié)刻度盤(154)顯示Y軸刻度，指示激光管座的多維位置和方向，同時，固定架(149)左、右側板(123)、(124)在左、右側固定桿(134)、(135)均標有刻度，可以指示上述各種裝置的位置，可以用于以后的重復定位。
5.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是模擬定位架(128)通過左、右滑塊(132)、(133)在固定桿上自由移動，固定桿上刻度可以準確標示模擬定位架在固定桿上的位置，模擬定位架滑套(130)可以沿模擬定位架的圓周方向自由移動，并帶動上半圓弧定位器支撐桿(102)以及上半圓弧定位器(104)同步運動，滑套制動器(131)可以在定位后固定已定位的位置，模擬定位器滑套標記線(127)與模擬定位架上刻度盤(129)相對位置，標明立體定位的位置，上述各個裝置的相互移動，可以是采用人力的方式完成裝置相對移動的過程，也可以采用各種驅動裝置驅動上述機器裝置完成相對移動過程。
6.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是，中心模擬探針(146)未端所指位置，代表病灶(108)在病人軀體表面的投射點，探針(146)與病灶(108)的等中心點(103)的虛擬連線代表從病灶等中心為圓心的虛擬圓球(109)的直徑(161)，而半球模擬探針(144)及其頂部未端半球模擬探針激光定位燈(140)均在這個虛擬圓球的半徑范圍內，半球模擬探針(144)所指方向代表病灶等中心點(103)，而半球模擬探針激光定位燈放射的激光束是這個圓球半徑的延伸，通過這個激光束來引導放射源，必然使放射線直接射入病灶等中心點(103)。
7.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是其特征是中心模擬探針(146)可以通過調節(jié)器(145)在縱軸方向進行上、下移動，半球模擬探針(144)可以通過調節(jié)器(143)來在縱軸方向上、下移動，上半圓弧定位器(144)，通過旋轉軸(113)可以在360°范圍內任意轉動，上述裝置的相對運動可以通過手動調節(jié)機械傳動裝置來實現(xiàn)，也可以通過自動控制、程序控制、無線遙控等方式控制各類自動驅動裝置，例如電動機、液動裝置、氣動裝置、電磁裝置來實現(xiàn)。
8.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是，本發(fā)明的加熱治療裝置包括加熱源(301)及其活動機架(309)，活動機架(309)包括相互連接的加熱源固定連桿(302)，連桿運動關節(jié)(308)，垂直伸縮運動臂(303)，垂直旋轉運動臂(304)，水平固定滑軌及滑塊(305)，水平移動滑軌(306)，水平移動滑塊(307)，各個部件順序連接，相互之間自由移動，水平移動滑軌(306)通過滑塊沿水平固定滑軌及滑塊(305)作X軸方向移動，垂直旋轉運動臂(304)通過水平移動滑塊(307)作Y軸方向移動，垂直伸縮運動臂(303)沿縱軸Z軸方向作上下運動，從而使加熱源(301)可以達到運動范圍內室間的任何一點，通過垂直旋轉運動臂的轉動和加熱源(301)繞水平軸線的擺動，可以調整加熱源加熱射線方向，使射線準確照射至病灶上，上述部件相互運動可以是人工移動方式，也可以采用任何動力驅動方式，包括電動機、液動裝置、氣動裝置、磁電裝置，控制方式可以是電動控制，數(shù)字化程序控制或無線遙控方式。
9.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是，治療床(313)由治療床旋轉運動臂(310)，治療床伸縮運動臂(311)，治療床連接器(312)治療床面(314)組成，上述部件順序連接相互間自由移動，通過移動治療床旋轉運動臂(310)在Z軸方向轉動，移動治療床伸縮運動臂(311)在Y軸方向上下運動可以驅動治療床連接器(312)，從而帶動治療床(313)的移動，上述多維方向，多角度移動，可以確保加熱源的加熱射線從任何醫(yī)生指定的角度射入病灶，上述部件相互運動方式，驅動方式和控制方式與活動機架(309)相同。
10.根據(jù)權利要求1所述的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，其特征是，加熱源固定連桿(302)用于固定加熱源在運動機架上，根據(jù)不同醫(yī)院、不同病人、不同疾病的治療需要，可以更換固定在加熱源固定連桿(302)上的加熱源(301)，加熱源(301)可以是采用超聲加熱治療的超聲換能器，或是用于深部組織加熱的超聲多元換能器，加熱源(301)也可以采用射頻加熱治療的射頻線圈或射頻電極；加熱源(301)也可以是采用微波加熱治療的微波輻射器。
全文摘要
一種治療人體內腫瘤的立體定向腫瘤熱療系統(tǒng)，屬于醫(yī)療儀器中腫瘤局部熱療設備，裝置由立體定位裝置，活動機架及其加熱源，治療床組成，其特征是，利用病人體表三個骨性標志，并分別安裝激光定位燈，使三個激光束在定位架頂板聚焦形成光斑，確定病人與立體定位裝置的固定位置，以此為基點，重復定位，移動模擬定位架至病人病灶上方，移動中心模擬探針至病人病灶體表投影點，確定探針至病灶等中心點的直線聯(lián)線位置，探針頂端激光定位燈發(fā)出的激光束可以準確引導加熱源至病灶，可以廣泛應用于各種實體腫瘤的治療。
文檔編號A61N7/00GK1522672SQ0315077
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權日2003年9月4日
發(fā)明者高春平 申請人:高春平