專利名稱：可重復(fù)定位腦立體定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顱腦立體定位系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用直線加速器或其他放射治療裝置分次大劑量照射治療顱內(nèi)病變時配合CT或MRI進(jìn)行無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的顱腦立體定位方法及裝置。本發(fā)明屬于一種新型醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其屬于放射治療輔助裝置。
背景技術(shù)：
自從本世紀(jì)70年代，立體定向放射治療問世以來，對顱內(nèi)病變均采用一次大劑量照射的方法，隨著立體定向放射治療的廣泛推廣，病例總結(jié)和大宗病例長期臨床跟蹤隨訪，結(jié)果表明，一次大劑量照射并不是最佳治療方案，晚期并發(fā)癥明顯，據(jù)國外醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)報導(dǎo)，顱內(nèi)病變病人經(jīng)過一次大劑量治療后有35％以上的病人出現(xiàn)腦水腫，平均持續(xù)時間達(dá)18個月或更長時間，自90年代開始，國際醫(yī)學(xué)界提出“立體定向，分次大劑量放射治療”的治療方法(Fractionated stereotactic radiotherapy FSRT)，，提倡在CT和MRI立體定位的幫助下，對顱內(nèi)病灶進(jìn)行分次大劑量照射治療。近年來的臨床結(jié)果表明，分次大劑量照射的治療方法更符合放射生物學(xué)原理，比一次大劑量放射治療更安全，并發(fā)癥顯著減少。
但是要實(shí)現(xiàn)分次大劑量照射，必須具備在CT、MRI掃描輔助下，對病人，無創(chuàng)傷、重復(fù)定位的顱腦立體定位裝置，而且在重復(fù)立體定位時，要符合精度可靠，重復(fù)性良好，使用安全等要求。
目前國際上普遍采用的可重復(fù)定位的顱腦立體定位系統(tǒng)是美國RSA公司生產(chǎn)的“顱腦立體定位系統(tǒng)”，它在病人進(jìn)行CT或MRI掃描時，用無創(chuàng)傷框架固定病人頭顱，并采用石膏材料制作病人腭部牙套和頭顱頂枕部石膏模型，在病人回到放射治療室時，讓病人佩戴制作的石膏模型，以石膏模型固定病人頭顱位置，以此重建進(jìn)行CT和MRI掃描時的頭顱位置，以此進(jìn)行重復(fù)定位。
盡管這是一種無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的立體定位系統(tǒng)，但是操作過程繁瑣，石膏模型制作工藝要求高，成本高，對操作技術(shù)人員要求高，對環(huán)境污染，應(yīng)用過程復(fù)雜，周期較長，從開始制作石膏模型至實(shí)際放射治療，常需要數(shù)天至數(shù)周時間。醫(yī)院需要建立專門的石膏模型室，購置專門制作模型工具，訓(xùn)練專門制作模型人員，經(jīng)過較長時間專業(yè)培訓(xùn)，上述因素限制了設(shè)備裝置在臨床醫(yī)院的普及推廣。
而且，采用這種方法進(jìn)行重復(fù)定位，準(zhǔn)確性不高，因?yàn)樵谑嗄Ｐ椭?，托套托架不是以某點(diǎn)為基點(diǎn)，因此誤差必然存在，并且在定位過程中，并無監(jiān)測程序來確定定位基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，以及由于病人咳嗽，呼吸而造成的位置移動。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的無創(chuàng)傷和可重復(fù)定位的立體定位系統(tǒng)中所存在的定位不準(zhǔn)確，重復(fù)性差，精度不高，程序繁瑣，過程復(fù)雜，需要專門建立實(shí)驗(yàn)室和訓(xùn)練專業(yè)人員，成本高，不易在醫(yī)院推廣等缺點(diǎn)。本發(fā)明的任務(wù)是提供一種在CT或MRI掃描輔助下，新型、無創(chuàng)傷、可重復(fù)的立體定位系統(tǒng)，以滿足在立體定向條件下，對顱內(nèi)病變進(jìn)行分次大劑量照射，在重復(fù)立體定位時，能夠?qū)︻^顱完全無創(chuàng)傷，定位準(zhǔn)確，精密度高，定位方法可靠，可重復(fù)定位，固定，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，不需要添置任何新的裝置和設(shè)備，成本低廉，無每次使用輔助材料，容易在醫(yī)院推廣，而且在定位及治療過程中能持續(xù)監(jiān)控病人頭顱相對位置，一旦由于病人咳嗽或其他原因移動時立即自動報警。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是建立一種無創(chuàng)傷，可靠，可以重復(fù)在CT掃描床，MRI掃描床，直線加速器或其他放射治療設(shè)備治療床對病人的頭顱及其顱內(nèi)病灶進(jìn)行立體定位的方法和裝置。
本發(fā)明技術(shù)方案是利用三個人體頭顱表面永久性，容易觸摸，位置不會移動的骨性標(biāo)志，即左側(cè)下腭骨乳突(左耳后隆起骨性標(biāo)志)，右側(cè)下腭骨乳突(右耳后隆起骨性標(biāo)志)，和左右下腭骨底部尖端(下巴尖部)，采用左、右乳突定位桿(104)，下腭骨定位環(huán)(114)抵觸固定這三個骨性標(biāo)志，利用固定在左乳突(130)位置上的左乳突激光定位管，固定在右乳突(137)位置上的右乳突激光定位管以及固定在下巴尖部(139)的下腭骨激光定位管(127)等三個激光定位管發(fā)出的三道激光束，通過調(diào)整激光管座(140)上的轉(zhuǎn)軸(141)而帶動轉(zhuǎn)軸連桿(142)，調(diào)節(jié)旋軸關(guān)節(jié)(144)，以及移動立體定位架(102)上的滑塊(106)在左右固定桿(107)(113)上的橫軸方向移動，從而調(diào)節(jié)上述三道激光束聚焦在定位架頂板(110)上的頂部激光接受傳感器(118)，光電傳感器(118)接受上述光束，轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和計算后貯存在微電腦系統(tǒng)內(nèi)，并以此光通量為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定警報，一旦光通量改變即會自動聲光報警，采用這種方法和裝置，可以重復(fù)確定頭顱在基底板(119)上位置，而基底板(119)可以通過基底板底面金屬聯(lián)接面(151)與適合各類CT或MRI掃描床(153)的床適配連接器(152)相連接。確定病人頭顱在基底板(119)的位置后，隨即應(yīng)用CT或MRI對病人病灶部位掃描，一旦在CT或MRI等大型影像設(shè)備上確定病灶等中心位置(150)后，通過移動模擬定位架(103)上左右滑塊(130)，移動模擬定位架(103)至病人病灶等中心點(diǎn)(150)頭顱表面投影點(diǎn)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軸位置，移動模擬定位架滑塊(154)在左右固定桿(107)和(113)上位置，移動模擬定位架(103)至病灶中心點(diǎn)(150)同一平面位置，移動弧形臂滑塊(124)，從而調(diào)節(jié)模擬定位桿(123)至與基底板(119)相互垂直位置，調(diào)節(jié)模擬定位桿滑塊(125)，從而調(diào)節(jié)模擬定位桿(123)未端抵送病灶等中心點(diǎn)(150)在體表投影點(diǎn)的位置，在CT或MRI上通過虛擬劃線技術(shù)顯示模擬定位桿(123)及其在病人體內(nèi)的延伸線，構(gòu)成以病灶等中心點(diǎn)為圓心的虛擬圓球(155)的直徑(149)。
在確定模擬定位架(103)和病灶等中心點(diǎn)(150)的固定裝置后，以模擬定位桿(采用阻擋X線金屬材料制作)為標(biāo)記物，以病灶等中心點(diǎn)為中心，對病人的顱內(nèi)病灶進(jìn)行多層螺旋掃描，貯存掃描資料，分別記錄立體定位架(102)在左右定位桿(107)和(113)上的刻度，模擬定位架支撐桿滑塊(130)在模擬定位架(126)上的刻度，模擬定位架滑塊(154)在左右固定桿(107)和(113)的刻度。
病人可以在掃描結(jié)束后的任何時間(數(shù)小時、數(shù)天或數(shù)周后)采用上述同樣方法和裝置在直線加速器治療室或其他放射治療室的治療床上進(jìn)行重復(fù)立體定位，按照上述方法和裝置，確定病人在基底板位置后，確定病人病灶等中心點(diǎn)(150)和模擬定位架(103)之間的相互位置。
根據(jù)醫(yī)生制訂的放射治療計劃以及已確定的直線加速器或其他放射治療設(shè)備照射的等中心點(diǎn)位置后，操作人員通過移動模擬定位桿(123)在弧形臂(122)位置，通過調(diào)節(jié)模擬定位架轉(zhuǎn)軸(120)在模擬定位架轉(zhuǎn)軸套(122)內(nèi)位置以及調(diào)節(jié)模擬定位桿滑塊(125)位置，調(diào)節(jié)模擬定位桿(123)至醫(yī)生制訂的放射治療計劃中規(guī)定的放射線射入病灶等中心點(diǎn)(150)的位置，確定位置后，模擬定位桿頂部未端的放射源激光管(128)放射的激光束準(zhǔn)確射向放射源中心部位放射源中心點(diǎn)熒光聚光板(147)，移動直線加速器機(jī)架，使放射源激光束(148)與熒光聚光板(147)吻合，激光束接觸熒光材料顯示特殊熒光顏色標(biāo)記，從而確定放射源的位置，這時放射線(148)可以直接，準(zhǔn)確射入病灶等中心點(diǎn)(150)并透過病人的頭顱在基底板(119)夾層置放的X線底片暗匣上曝光，模擬定位架內(nèi)的金屬嵌條，金屬材料制作的模擬定位桿(123)均會顯示在曝光的X線底片上，通過這些金屬標(biāo)記物位置與病灶之間的關(guān)系，可以進(jìn)一步證實(shí)和確認(rèn)立體定位的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的有益效果是采用這種方法和裝置，病人可以無創(chuàng)傷，重新定位，每次定位只要將病人擺放在已記錄數(shù)值的位置即可，僅需一次CT或MRI的掃描資料就可以反復(fù)重新使用數(shù)次至數(shù)十次。
這種方法和裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可靠性高，精確度高，成本低，每次使用不需要任何輔助材料，對病人無創(chuàng)傷，不會給病人帶來不適或痛苦，可以反復(fù)重新定位而不會造成誤差，在治療過程中，通過測量頂部聚焦光斑的光通量，可以準(zhǔn)確監(jiān)測病人頭顱位置變化，病人位置的改變時會即時報警，通知操縱人員重新定位后繼續(xù)治療，使用時無需其他裝置和設(shè)備，適合在大多數(shù)醫(yī)院使用，容易推廣，普及，比現(xiàn)有的方法和裝置更適合應(yīng)用于頭顱內(nèi)病灶分次大劑量放射治療。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明圖1可重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意2模擬導(dǎo)引架結(jié)構(gòu)示意3立體定位架原理示意4三個骨性標(biāo)志重復(fù)定位示意5激光定位燈結(jié)構(gòu)剖面6激光定位燈俯視7模擬導(dǎo)引架定位原理8連接支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說明101-可重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)；102-立體定位架；103-模擬導(dǎo)引架；104-乳突定位桿；105-乳突定位桿滑塊；106-定位架滑塊；107-左固定桿；108-乳突定位桿滑槽；109-定位架左側(cè)板；110-定位架頂板；111-固定桿支撐桿；112-定位架右側(cè)板；113-右固定桿；114-下腭骨固定環(huán)；115-腭骨固定環(huán)支撐桿；116-腭骨固定環(huán)支撐桿滑套；117-連接環(huán)；118-頂部激光接受傳感器；119-基底板；120-模擬定位架轉(zhuǎn)軸；121-模擬定位架轉(zhuǎn)軸套；122-模擬定位架弧形臂；123-模擬定位桿；124-弧形臂滑塊；125-模擬定位桿滑塊；126-模擬定位架支撐桿；127-下腭骨激光定位管；128-放射源激光定位管；129-病灶等中心點(diǎn)激光指示管；130-模擬定位架支撐桿滑套；131-模擬定位架支撐桿滑塊制動器；132-模擬定位探桿滑塊制動器；133-弧形臂滑塊制動器；134-模擬定位探桿滑塊；135-右乳突激光定位管；136-左乳突激光定位管；137-右乳突定位點(diǎn)；138-左乳突定位點(diǎn)；139-腭骨定位點(diǎn)；140-激光定位管座；141-激光定位管轉(zhuǎn)軸；142-轉(zhuǎn)軸連桿；143-旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；144-激光管固定器；145-激光發(fā)射管；146-放射源；147-放射源中心點(diǎn)熒光聚光板；148-放射源激光束；149-虛擬圓球直徑；150-病灶等中心點(diǎn)；151-基底板底面金屬聯(lián)接面；152-床適配連接器；153-掃描床或治療床；154-模擬定位架滑塊；155-以病灶等中心為圓心的虛擬圓球；156-基底板夾層的X光底片暗匣；157-轉(zhuǎn)軸制動器；158-基底板水平儀。
具體實(shí)施例方式在圖1所顯示的實(shí)施例中，無創(chuàng)傷，重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)組成基底板(119)，支撐左，右固定桿(107)和(113)的固定桿支撐桿(111)在基底板(119)后半部份，左，右固定桿(107)和(113)分別通過連接定位架右側(cè)板(109)和定位架左側(cè)板(112)來支撐定位架(102)，定位架的頂板(110)與定位架左，右側(cè)板(109)和(112)相連接，其中央部位的頂部激光接受傳感器可以接受三道激光束，并自動計算聚焦光斑的光通量，將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，由微電腦系統(tǒng)自動記錄，自動設(shè)置，以此確定和監(jiān)控三個激光管的位置，并通過確定三個激光管位置來確定頭顱三個骨性標(biāo)志的位置。
定位架(102)通過定位架滑塊(106)，在左右側(cè)定位桿(107)和(113)表面移動，固定桿表面有毫米刻度表示位置，定位架兩側(cè)有標(biāo)記線來標(biāo)記定位架在固定桿上的刻度和位置。
左右乳突定位桿(104)頂端的帶硅橡膠圓頭固定在左，右乳突用來標(biāo)記左，右乳突位置，乳突定位桿(104)與乳突定位桿滑塊(105)連接，并受乳突定位桿滑塊(105)驅(qū)動在乳突定位桿滑槽(108)內(nèi)移動，乳突定位桿滑槽兩側(cè)有毫米刻度，乳突定位桿表面有標(biāo)記線來顯示在滑槽內(nèi)的位置。
下腭骨固定環(huán)(114)用來固定下腭骨尖端(下巴尖)，并標(biāo)示下腭骨尖部的位置，下腭骨固定環(huán)與腭骨固定環(huán)支撐桿(115)連接，腭骨固定環(huán)支撐桿(115)上標(biāo)有刻度，并可以在腭骨固定環(huán)支撐桿滑套(116)內(nèi)自由移動，通過滑套(116)上的標(biāo)記線來標(biāo)記固定環(huán)的位置。在基底板前半部份的弧形模擬定位架(103)連接模擬定位架軸套(121)上，在模擬定位架旋軸(120)上自由轉(zhuǎn)動，從而帶動模擬定位架弧形臂(122)360°運(yùn)動，軸套(121)上有角度線，而轉(zhuǎn)軸(120)上有標(biāo)記線來標(biāo)記模擬定位架的角度，左，右模擬定位環(huán)(103)上弧形臂(122)在各自軸套(121)帶動下，在各自轉(zhuǎn)軸(120)上自由轉(zhuǎn)動。
模擬定位架支撐桿(126)上帶有毫米刻度，可以在模擬定位架支撐桿滑套(130)(帶有標(biāo)記線)上自由滑動，并通過記錄刻度線上標(biāo)記來確定模擬定位架的X軸位置，左，右模擬定位架滑塊(154)上帶有標(biāo)記線，可以在左，右固定桿(107)和(113)上自由移動，并記錄模擬定位架在Y軸上位置。
弧形臂滑塊(124)帶有標(biāo)記線，帶動模擬探針(123)在模擬定位架弧形臂(122)上自由滑動，弧形臂(122)上的毫米刻度線可以準(zhǔn)確記錄其在Z軸上位置。
圖2顯示的實(shí)施例是本發(fā)明中模擬定位架的結(jié)構(gòu)模擬定位架軸套(121)連接模擬定位架(103)并帶動模擬定位架弧形臂(122)在模擬定位架旋軸(120)上呈360°運(yùn)動，轉(zhuǎn)軸制動器(157)可以固定其位置。
模擬定位架支撐桿(126)帶動模擬定位架(103)在模擬定位架支撐桿滑套上自由移動，滑塊制動器(131)可以固定其位置。
弧形臂滑塊(124)帶動模擬定位桿(123)在弧形臂上自由移動，弧形臂滑塊制動器(133)可以固定其位置，模擬定位桿滑塊(134)可以帶動模擬位定桿上、下方向滑動，制動器(132)可以固定其位置，放射源激光定位燈(128)固定在模擬定位桿(123)頂端，放出的激光束導(dǎo)引放射源的方向，而模擬定位桿尾端的病灶等中心點(diǎn)激光指示燈指引病灶等中心點(diǎn)位置。模擬定位架在X軸、Y軸、Z軸上的相互運(yùn)動，可以通過探測定位探針(123)來確定病灶等中心點(diǎn)方向和位置，并由模擬定位探針頂部上的放射源激光定位燈發(fā)出的激光束來引導(dǎo)放射源，準(zhǔn)確的射入病灶中心。
上述各種固定架及其滑塊，模擬定位架及其滑塊，轉(zhuǎn)軸及其轉(zhuǎn)套，弧形臂及其滑塊之間位置相互移動，可以是采用人力移動的方式，也可心采用各種驅(qū)動裝置來完成相對位置的移動過程，這些驅(qū)動裝置可以是電動機(jī)、液動裝置、氣動裝置、電磁裝置或其他驅(qū)動裝置，這些驅(qū)動裝置可以是采用手動控制，電動控制，數(shù)字化程序控制或者采用遙控裝置實(shí)施無線電控制。
基底板(119)是采用高強(qiáng)度工程塑料材料制作，支撐桿，固定桿，定位架，模擬定位架，弧形臂采用高強(qiáng)度工程塑料或其他高分子材料(如碳素纖維等)制造，在模擬定位架弧形臂內(nèi)灌注阻擋X線的金屬材料，如低融點(diǎn)鉛等，以指導(dǎo)定位位置。
圖3顯示的實(shí)施例是本發(fā)明立體定位原理及定位方法，以人體兩側(cè)枕骨的乳突，以正中軸上下腭骨頂端(下巴尖部)，三骨性標(biāo)志為基準(zhǔn)點(diǎn)，在這三個固定位置分別放置右乳突激光定位管(135)，左乳突激光定位管(136)，下腭骨激光定位管(127)，這三點(diǎn)發(fā)射的激光束必須在定位架頂部形成聚焦光斑，一旦聚焦光斑形成，證明病人與定位架的位置已經(jīng)確定，這時，頂部激光管接受傳感器(118)接受這個光斑的光通量并記錄和自動設(shè)置警報，一旦病人位置移動，三個激光束構(gòu)成的聚焦光斑必然會發(fā)生改變，一旦光斑改變，光通量發(fā)生變化，就會自動報警，提醒醫(yī)生調(diào)整病人位置。
圖4，圖5，圖6顯示的實(shí)施例是本發(fā)明三個骨性標(biāo)志重新定位原理及方法，左，右乳突定位桿(104)頂端的用硅膠包裹的圓錐頭分別觸及右乳突(138)和左乳突(137)，而下腭骨固定環(huán)(114)則抵觸下巴尖部(139)，在上述三個骨性標(biāo)志旁固定距離內(nèi)，右乳突激光定位燈(135)，左乳突激光定位燈(136)被固定在左，右乳突定位桿與左，右乳突固定的距離內(nèi)(如0.5cm-1cm)，下腭骨激光定位燈(127)被固定在腭骨固定環(huán)支撐桿與下巴尖部(13g)的固定距離內(nèi)(0.5cm-1cm)。
激光管轉(zhuǎn)軸(141)帶有標(biāo)記線，可以在激光定位管座(140)內(nèi)呈360°自由轉(zhuǎn)動，激光定位管座圓盤上的角度線，可以指示轉(zhuǎn)軸連桿(142)的角度，激光管固定器(144)上裝有激光定位管(145)，可以在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(143)上沿Y軸方向作120°轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度線可以標(biāo)記轉(zhuǎn)動的角度。通過激光定位管座圓盤上角度線和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上的角度可以準(zhǔn)確記錄激光管(145)的位置和角度。
圖7顯示的實(shí)施例是本發(fā)明模擬定位原理及方法，模擬定位桿(123)尾端病灶等中心點(diǎn)激光燈(129)，發(fā)出的激光束指示的是病灶等中心點(diǎn)在病人頭顱表面的投射點(diǎn)，模擬定位桿與病灶等中心點(diǎn)(150)之間的虛擬連線代表以病灶等中心點(diǎn)為圓心的虛擬圓球(155)的直線(149)，而模擬定位桿頂端的放射源激光定位燈(128)發(fā)出的激光束用來引導(dǎo)放射源的方向，在放射源(146)射線中心粘貼的放射源中心點(diǎn)熒光聚光板(147)，由特殊熒光材料制作，當(dāng)定位激光束照射至熒光聚光板(147)時，熒光吸收顯示特殊的顏色，可以指導(dǎo)放射源定位的準(zhǔn)確性。
圖8顯示的實(shí)施例是本發(fā)明連接床適配支撐裝置圖?；装?119)可以通過基底板底面金屬聯(lián)接面(151)與適合各類CT，MRI掃描床，各類直線加速器治療床的床適配連接器(152)相連接，而分別適合于不同類型CT掃描床，不同類型MRI掃描床，不同類型直線加速器治療床，或其他類型放射設(shè)備治療床的床適配連接器(152)，根據(jù)不同類型床，可以分別采用螺絲連接方式，扣板連接方式，環(huán)扣連接方式，或磁連接方式，而床適配器(152)與基底板常規(guī)采用磁性連接的非機(jī)械方式，連接牢固，拆卸方便，在基底板(119)的夾層內(nèi)裝有X線底片暗匣，在放射治療過程中X線在底片上曝光，可以確認(rèn)和證實(shí)立體定位方向。
下面是本發(fā)明的另一個最佳實(shí)施例將腦立體定位系統(tǒng)(101)基底板(119)底面金屬連接面(151)通過床適配連接器(152)與CT床(153)連接，并固定在CT床頭側(cè)，校準(zhǔn)基底板水平儀(158)的水平位置，讓病人的頭顱以仰臥位方式，平放在基底板(119)上，移動左右乳突定位桿(104)的硅膠頭抵觸至病人左，右乳突(137)和(138)(耳后骨隆起處)，移動下腭骨固定環(huán)(114)抵觸至下巴尖部(139)并固定位置，啟動激光定位燈電源，調(diào)整左，右乳突激光定位管(135)和(136)，下腭骨激光定位燈(127)以及定位架(102)的角度、方向和位置，使三道激光束聚焦于定位架頂部，頂部激光接受傳感器(118)，記錄聚焦光斑的光通量，并以此為基礎(chǔ)設(shè)置自動警報程序，記錄三個激光管座及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的刻度值以及定位架在固定桿的刻度值，還有乳突定位桿，下腭骨固定環(huán)的刻度值以備下次重復(fù)定位時使用。這時對病人頭顱進(jìn)行CT掃描，尋找病人頭顱內(nèi)病灶，當(dāng)確定病灶位置后，模擬定位架滑塊(154)移動模擬定位架支撐桿(126)，模擬定位架旋軸套(121)及模擬定位架弧形臂(122)，以及弧形臂滑塊(124)，模擬定位桿滑塊(125)，將模擬定位桿(123)的未端抵觸至病灶等中心點(diǎn)(150)在體表的投影點(diǎn)，用CT掃描來確定，病人病灶等中心點(diǎn)(150)與模擬定位桿(123)之間形成虛擬圓球(155)直徑(149)的相互關(guān)系，以病灶等中心點(diǎn)(150)為中心進(jìn)行CT多層螺旋掃描，約5-10層，每層厚度約5mm，記錄上述各個聯(lián)動機(jī)構(gòu)的刻度值和位置以備重復(fù)定位使用。病人來到直線加速器治療室，用床適配連接器(152)連接腦立體定位系統(tǒng)(101)的基底板(119)的底面金屬聯(lián)接面，并固定在直線加速器治療床上，調(diào)整水平儀(158)處于水平位置，按照上述在CT掃描床確定的各個刻度和位置關(guān)系，將病人頭顱及顱內(nèi)病灶重新定位，計算定位架頂部激光接受傳感器的光通量，確認(rèn)病人的位置，將模擬定位桿(123)抵觸在病灶等中心點(diǎn)體表投射點(diǎn)位置，根據(jù)放射治療科醫(yī)生制訂的放射治療計劃，采用放射源激光定位管(128)發(fā)出的激光束幫助直線加速器確定放射源的位置，使激光束與直線加速器機(jī)頭射線中心位置的放射源中心點(diǎn)熒光聚光板相吻合而顯示特別顏色，同時啟動病灶等中心激光定位管(129)指示放射線進(jìn)入體內(nèi)的方向，在基底板夾層滑槽內(nèi)放置X線底片暗匣，在治療后通過X線底片曝光再次確認(rèn)病灶立體定位的位置。
新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)可適合于顱腦病灶的分次大劑量放射治療，同時也可以應(yīng)用于顱腦立體定向放射治療，適形調(diào)強(qiáng)放射治療，以及顱腦常規(guī)放射治療的立體定位。
權(quán)利要求
1.一種新型無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，與CT、MRI聯(lián)合使用為各類顱腦部位放射治療，尤其是顱腦分次大劑量放射治療提供可靠的立體定位，系統(tǒng)由基底板(119)，左、右定位桿(107)、(113)，立體定位架(102)，模擬定位架(103)等部份組成，其特征是，利用病人頭顱三個固定、明顯、易于觸摸的骨性標(biāo)志，左、右乳突(137)、(138)和下巴尖部(139)，作為重復(fù)定位的基點(diǎn)，在這三個骨性標(biāo)志旁固定距離內(nèi)安置可以多維方向移動，變換發(fā)射角度的激光定位管(145)，分別調(diào)節(jié)三個三角位置的激光束，同時調(diào)整定位架(102)位置，使三道激光束在定位架頂板(110)中央部位聚焦形成光斑，通過頂部激光接受傳感器接受的光通量來確定病人與立體定位裝置的固定關(guān)系，以此為基點(diǎn)，可以重復(fù)定位，在CT或MRI掃描病人時，移動模擬定位架(103)至病人顱內(nèi)病灶上方，并移動模擬定位桿(123)至病人顱內(nèi)病灶在體表投影點(diǎn)，借助CT或MRI影像虛擬劃線技術(shù)，確定模擬定位桿(123)至病人病灶等中心點(diǎn)(150)的直線聯(lián)接關(guān)系，以此定位，模擬定位桿(123)在左、右弧形臂(122)上任何位置，都直接指向病灶等中心點(diǎn)(103)，通過放射源激光定位管(128)引導(dǎo)放射源(146)的位置、方向和角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是，重復(fù)定位的基點(diǎn)是人體頭顱部位的永久性，不會改變位置，在體表容易觸摸的三個骨性標(biāo)志，即位于兩側(cè)耳后的骨性隆起一左右乳突，以及位于下巴尖部的下腭骨尖端，在這三個部位固定激光燈的方法是分別采用左、右乳突定位桿(104)未端的硅膠頭抵觸左右乳突，而在左右乳突定位桿固定位置安裝激光定位燈，在下腭骨尖部采用下腭骨固定環(huán)(114)抵觸下巴尖部(139)，在腭骨固定環(huán)支撐桿(116)固定位置放置激光定位燈，左、右乳突定位桿(104)與乳突定位桿滑塊(105)連接并受其驅(qū)動在乳突定位桿滑槽(108)內(nèi)移動，乳突定位桿滑槽兩側(cè)有刻度顯示，乳突定位桿表面有標(biāo)記線來顯示在滑槽內(nèi)的位置，腭骨固定環(huán)支撐桿(115)與下腭骨固定環(huán)(114)連接并驅(qū)動其在腭骨固定環(huán)支撐桿滑套(116)內(nèi)自由移動，通過滑套(116)上的標(biāo)記線來標(biāo)記固定環(huán)的位置，上述裝置的相互移動，可以是手工移動，也可以在任何驅(qū)動形式下的移動，包括電動機(jī)，液動，氣動或電磁方式，上述驅(qū)動可以采用手動控制方式，電動控制方式，程序控制方式或無線遙控方式等多種控制方式進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是放置在左、右固定桿(107)和(113)上的定位架(102)由定位架左、右板(109)和(112)及其連接的頂板(110)組成，固定桿表面有毫米刻度表示位置，定位架兩側(cè)有標(biāo)記線標(biāo)記定位架在固定桿上的刻度位置，其移動方式可以是手動或權(quán)利要求(2)中敘述的任何驅(qū)動形式和控制方式，通過調(diào)節(jié)上述三個骨性標(biāo)志旁激光定位燈(145)的角度、方向、位置，同時，移動立體定位架(102)上的滑塊(106)在左右固定桿上(107)和(113)上的橫軸方向運(yùn)動，從而調(diào)節(jié)上述三道激光束聚焦在定位架頂板(110)上的頂部激光接受傳感器(118)接受上述光束，轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和計算后貯存在微電腦系統(tǒng)內(nèi)，并以此光通量為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定警報，一但頂板聚焦光斑光通量發(fā)生改變，即自動聲光報警提示位置移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是，帶有標(biāo)記線的激光管轉(zhuǎn)軸(141)可以在帶有圓形角度刻盤的激光管座(140)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，激光定位座圓盤上角度線，可以指定轉(zhuǎn)軸連桿(142)的角度，并顯示X軸方向和角度，激光管固定器(144)上裝有激光定位管(145)，可以在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(143)上沿Y軸方向作120°轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(143)上的角度線可以標(biāo)記Y軸上方向和角度，通過上述調(diào)節(jié)激光管(145)可以在多維方向上作多角度移動，這種位置移動可以是手工方式，也可以是權(quán)利要求2所述的多種驅(qū)動方式和控制方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是，在基底板前半部份的弧形模擬定位架(103)連接模擬定位架軸套(121)上，在模擬定位架旋軸(120)上自由移動，從而帶動模擬定位架弧形臂(122)呈360°運(yùn)動，軸套(121)上有角度線，而轉(zhuǎn)軸(120)上有標(biāo)記線來標(biāo)記模擬定位架的角度，左、右模擬定位環(huán)(103)上弧形臂(122)，在各自軸套(121)帶動下，在各自轉(zhuǎn)軸(120)上自由轉(zhuǎn)動，模擬定位架支撐桿(126)上帶有毫米刻度，可以在模擬定位架支撐桿滑套(130)(帶有標(biāo)記線)上自由滑動，并通過記錄刻度線上標(biāo)記來確定模擬定位架的X軸位置，左右模擬定位架滑塊(154)上帶有標(biāo)記線，可以在左右固定桿(107)和(113)上自由移動，并記錄模擬定位架在Y軸上位置，上述各個位置的相互移動，可以是采用人工方式，或采用權(quán)利要求2所述的多種驅(qū)動和控制方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是弧形臂滑塊(124)帶動模擬定位桿(123)在弧形臂上自由移動，弧形臂滑塊制動器(133)可以固定其位置，模擬定位桿滑塊(134)可以帶動模擬定位桿上、下方向滑動，制動器(132)可以固定其位置，放射源激光定位燈(128)固定在模擬定位桿(123)頂端，放出的激光束導(dǎo)引放射源的方向，而模擬定位桿尾端的病灶等中心點(diǎn)，激光指示燈指引病灶等中心點(diǎn)位置，模擬定位架在X軸、Y軸、Z軸上的相互運(yùn)動，可以通過模擬定位探針(123)來確定病灶等中心點(diǎn)方向和位置，并由模擬定位探針頂部的放射源激光定位燈發(fā)出的激光束來引導(dǎo)放射源，準(zhǔn)確的射入病灶中心，上述各個位置的相互移動，可以是采用人工方式，或采用權(quán)利要求2所述的多種驅(qū)動和控制方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是模擬定位桿(123)尾端病灶等中心點(diǎn)激光指示燈(129)，發(fā)出的激光束指示的是病灶等中心點(diǎn)在病人頭顱表面的投射點(diǎn)，模擬定位桿與病灶等中心點(diǎn)(150)之間的虛擬連線代表以病灶等中心點(diǎn)為圓心的虛擬圓球(155)的直徑(149)，而模擬定位桿頂端的放射源激光定位燈(128)發(fā)出的激光束用來引導(dǎo)放射源的方向，在放射源(146)射線中心粘貼的放射源中心點(diǎn)熒光聚光板(147)，由特殊熒光材料制作，當(dāng)定位激光束照射至熒光聚光板(147)時，熒光吸收顯示特殊的顏色，可以指導(dǎo)放射源定位的準(zhǔn)確性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是基底板(119)可以通過基底板底面金屬連接面(151)與適合各類CT、MRI掃描床，各類直線加速器治療床的床適配連接器(152)相連接，而分別適合于不同類型CT掃描床，不同類型MRI掃描床，不同類型直線加速器治療床，或其他類型放射設(shè)備治療床的床適配連接器(152)，根據(jù)不同類型床可以分別采用螺絲連接方式，扣板連接方式，環(huán)扣連接方式，或磁連接方式，而床適配器(152)與基底板常規(guī)采用磁性連接的非機(jī)械方式，連接牢固，拆卸方便，在基底板(119)的夾層內(nèi)裝有X線底片暗匣，在放射治療過程中X線在底片上曝光，可以確認(rèn)和證實(shí)立體定位方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型、無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，其特征是基底板(119)是采用高強(qiáng)度工程塑料材料制作，支撐桿，固定桿，定位架，模擬定位架，弧形臂采用高強(qiáng)度工程塑料或其他高分子材料(如碳素纖維等)制造，在模擬定位架弧形臂內(nèi)灌注阻擋X線的金屬材料例如低熔點(diǎn)鉛等，以指示定位位置，基底板上水平儀(158)可以指示基底板的水平狀態(tài)。
全文摘要
一種新型無創(chuàng)傷、可以重復(fù)定位的腦立體定位系統(tǒng)，與CT、MRI聯(lián)合使用為各類顱腦部位放射治療，提供可靠的立體定位。其特征是，利用病人頭顱骨性標(biāo)志，安置激光定位管，分別調(diào)節(jié)三個三角位置的激光束在頂部形成光斑，并通過頂部激光接受傳感器確定病人立體定位，以此為基點(diǎn)，重復(fù)定位，移動模擬定位桿至病人顱內(nèi)病灶在體表投影點(diǎn)，模擬定位桿在左、右弧形臂上任何位置，都直接指向病灶等中心點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在顱腦部放射治療。
文檔編號A61B6/00GK1522667SQ03150800
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者高春平 申請人:高春平