WO2021129158A1 - 放射线照射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种放射线照射系统，包括放射线产生装置和载置台，放射线产生装置产生的射束照射到载置台上的被照射体，放射线照射系统还包括载置台定位装置，载置台由载置台定位装置支撑，载置台定位装置包括定位机构，定位机构包括线性轴，载置台定位装置能够沿线性轴平移，线性轴的延伸方向与放射线产生装置产生的射束的照射方向平行。本发明的放射线照射系统，在载置台定位过程中，载置台定位装置整体沿与放射线产生装置产生的射束的照射方向平行的方向平移，载置台定位装置大部分位于线性轴和射束出口之间的空间，降低载置台定位装置各个部件被放射线辐照产生的放射性及引起的寿命缩短。

Description

放射线照射系统 技术领域
本发明涉及一种放射线照射系统。
背景技术
随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。
为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。
在放射线治疗中通过治疗台定位装置使射束对准治疗台上的被照射体体内的肿瘤细胞，以实施精准治疗，同时最大程度地降低对被照射体肿瘤细胞周围正常组织的辐射损伤。在中子捕获治疗过程中，治疗台定位装置处于中子和伽马射线的混合辐射场，容易被中子活化产生二次辐射，同时由于辐照损伤降低使用寿命。
因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种放射线照射系统，包括放射线产生装置和载置台，所述放射线产生装置产生的射束照射到所述载置台上的被照射体，所述放射线照射系统还包括载置台定位装置，所述载置台由所述载置台定位装置支撑，所述载置台定位装置包括定位机构，所述定位机构包括线性轴，所述载置台定位装置能够沿所述线性轴平移，所述线性轴的延伸方向与所述放射线产生装置产生的射束的照射方向平行。在载置台定位过程中载置台定位装置整体沿与放射线产生装置产生的射束的照射方向平行的方向平移，载置台定位装置大部分位于线性轴和射束出口之间的空间，降低载置台定位装置各个部件被放射线辐照产生的放射性及引起的寿命缩短。
作为一种优选地，所述定位机构还包括机械臂，所述机械臂设置在所述线性轴和载置台之间，将所述载置台连接到所述线性轴并能够使所述载置台和机械臂一同沿所述线性轴平移。
进一步地，所述放射线照射系统还包括照射室，所述线性轴安装到所述照射室的天花板，所述机械臂整体上朝向所述照射室的地板延伸。线性轴直接固定在天花板上，不额外设置线性轴固定机构如钢结构龙门架，减少照射室内的钢的用量，避免固定机构被放射线辐照造成二次辐射。
进一步地，所述线性轴包括固定的滑轨和与所述机械臂连接的支座，所述支座沿所述滑轨滑动，所述滑轨与所述支座的滑动表面到所述放射线产生装置的射束出口的中心在垂直于所述滑动表面方向的距离小于2米。为载置台定位装置提供足够的操作空间，将载置台相对于射束出口定位在所需的位置。更进一步地，所述机械臂包括与所述支座固定连接的第一臂、与所述第一臂枢转连接的第二臂并定义第一枢转轴、与所述第二臂枢转连接的第三臂并定义第二枢转轴、与所述第三臂枢转连接的第四臂并定义第三枢转轴、与所述第四臂枢转连接的第五臂并定义第四枢转轴、与所述第五臂枢转连接的第六臂并定义第五枢转轴、与所述第六臂枢转连接的第七臂并定义第六枢转轴。再进一步地，所述第七臂与所述载置台固定连接，所述第二、第三、第五枢转轴与所述滑动表面平行，所述第四枢转轴垂直于所述第三枢转轴，所述第一、第六枢转轴与所述滑动表面垂直。
进一步地，所述放射线照射系统还包括控制装置，所述控制装置控制所述载置台定位装置，所述控制装置包括用户界面、系统控制模块和定位控制模块，所述用户界面与所述系统控制模块连接，所述系统控制模块与所述定位控制模块连接。
更进一步地，所述系统控制模块接收到所述用户界面发出的指令后将指令传输到所述定位控制模块，并由所述定位控制模块控制所述定位机构的运动；所述定位控制模块能够接收所述定位机构的位置信息并发送到所述系统控制模块，所述系统控制模块控制所述用户界面指示所述定位机构的位置信息；，所述载置台定位装置还包括驱动机构来驱动所述线性轴和机械臂的运动，所述定位控制模块与所述驱动机构连接并控制所述驱动机构。再进一步地，所述驱动机构的运行状态或数据通过所述定位控制模块反馈到所述系统控制模块，所述系统控制模块或所述定位控制模块根据所述驱动机构的运行状态或数据控制所述驱动机构，所述系统控制模块也可以将所述驱动机构的运行状态或数据传输到所述用户界面进行状态指示。
更进一步地，所述载置台或载置台定位装置上设置传感器，所述传感器连接到所述系统控制模块，所述系统控制模块接收到所述传感器的信号后发送指令到所述定位控制模块控制所述载置台定位装置的运动，并将所述传感器的信号传输到所述用户界面进行状态指示。所 述传感器为碰撞传感器，所述防碰撞传感器设置在所述载置台或所述机械臂上，所述防碰撞传感器可以是机械传感器、光电传感器、雷达传感器、超声波传感器、激光测距仪。
作为一种优选地，所述放射线照射系统为中子捕获治疗系统，所述放射线产生装置包括中子产生装置和射束整形体，所述射束整形体能够调整所述中子产生装置产生的中子线到预设射束品质，所述中子产生装置产生的中子线通过所述射束整形体照射向所述载置台上的被照射体。
进一步地，所述中子产生装置包括加速器和靶材，所述加速器加速产生的带电粒子线与所述靶材作用产生中子线。
进一步地，所述射束整形体包括反射体、缓速体、热中子吸收体、辐射屏蔽体和射束出口，所述缓速体将自所述靶材产生的中子减速至超热中子能区，所述反射体包围所述缓速体并将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，所述辐射屏蔽体用于屏蔽从所述射束出口以外部分渗漏的中子和光子。
本发明的放射线照射系统，在载置台定位过程中，载置台定位装置整体沿与放射线产生装置产生的射束的照射方向平行的方向平移，载置台定位装置大部分位于线性轴和射束出口之间的空间，降低载置台定位装置各个部件被放射线辐照产生的放射性及引起的寿命缩短。
附图说明
图1为本发明实施例的中子捕获治疗系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的中子捕获治疗系统的治疗台定位装置的结构示意图；
图3为图2在另一方向的示意图；
图4为本发明实施例的中子捕获治疗系统的模块示意图；
图5为本发明实施例的中子捕获治疗系统的控制装置的固定控制器的用户界面示意图；
图6为本发明实施例的中子捕获治疗系统的控制装置的手持式控制器的用户界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1，本实施例中的放射线照射系统优选为硼中子捕获治疗系统100，包括中子产生装置10、射束整形体20、准直器30和治疗台40。中子产生装置10包括加速器11和靶材T，加速器11对带电粒子(如质子、氘核等)进行加速，产生如质子线的带电粒子线P，带电粒子线P照射到靶材T并与靶材T作用产生中子线(中子束)N，靶材T优选为金属靶材。依据所需的中子 产率与能量、可提供的加速带电粒子能量与电流大小、金属靶材的物化性等特性来挑选合适的核反应，常被讨论的核反应有 7Li(p,n) 7Be及 9Be(p,n) 9B，这两种反应皆为吸热反应。两种核反应的能量阈值分别为1.881MeV和2.055MeV，由于硼中子捕获治疗的理想中子源为keV能量等级的超热中子，理论上若使用能量仅稍高于阈值的质子轰击金属锂靶材，可产生相对低能的中子，不须太多的缓速处理便可用于临床，然而锂金属(Li)和铍金属(Be)两种靶材与阈值能量的质子作用截面不高，为产生足够大的中子通量，通常选用较高能量的质子来引发核反应。理想的靶材应具备高中子产率、产生的中子能量分布接近超热中子能区(将在下文详细描述)、无太多强穿辐射产生、安全便宜易于操作且耐高温等特性，但实际上并无法找到符合所有要求的核反应，本发明的实施例中采用锂金属制成的靶材。但是本领域技术人员熟知的，靶材T的材料也可以由锂、铍之外的金属材料制成，例如由钽(Ta)或钨(W)等形成；靶材T可以为圆板状，也可以为其他固体形状，也可以使用液状物(液体金属)。加速器11可以是直线加速器、回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器，中子产生装置10也可以是核反应堆而不采用加速器和靶材。无论硼中子捕获治疗的中子源来自核反应堆或加速器带电粒子与靶材的核反应，产生的实际上皆为混合辐射场，即射束包含了低能至高能的中子、光子。对于深部肿瘤的硼中子捕获治疗，除了超热中子外，其余的辐射线含量越多，造成正常组织非选择性剂量沉积的比例越大，因此这些会造成不必要剂量的辐射应尽量降低。另外，对于被照射体的正常组织来说，各种辐射线应避免过多，同样造成不必要的剂量沉积。
中子产生装置10产生的中子束N依次通过射束整形体20和准直器30照射向治疗台40上的被照射体200。射束整形体20能够调整中子产生装置10产生的中子束N的射束品质，准直器30用以汇聚中子束N，使中子束N在进行治疗的过程中具有较高的靶向性。治疗台40及被照射体200的位置也可以进行调整，使射束对准被照射体200体内的肿瘤细胞M，这些调整可以人工手动操作的，也可以是通过一系列控制机构自动实现的(下文详述)。可以理解，本发明也可以不具有准直器，射束从射束整形体20出来后直接照射向治疗台40上的被照射体200。
射束整形体20进一步包括反射体21、缓速体22、热中子吸收体23、辐射屏蔽体24和射束出口25，中子产生装置10生成的中子由于能谱很广，除了超热中子满足治疗需要以外，需要尽可能的减少其他种类的中子及光子含量以避免对操作人员或被照射体造成伤害，因此从中子产生装置10出来的中子需要经过缓速体22将其中的快中子能量(＞40keV)调整到超热中子能区(0.5eV-40keV)并尽可能减少热中子(＜0.5eV)，缓速体22由与快中子作用截面大、超热中子作用截面小的材料制成，作为一种优选实施例，缓速体22由D 2O、AlF 3、Fluental TM、CaF 2、Li 2CO 3、MgF 2和Al 2O 3中的至少一种制成；反射体21包围缓速体22，并将穿过缓速体22向四周扩散的中子反射回中子射束N以提高中子的利用率，由具有中子反射能力强的材料制 成，作为一种优选实施例，反射体21由Pb或Ni中的至少一种制成；缓速体22后部有一个热中子吸收体23，由与热中子作用截面大的材料制成，作为一种优选实施例，热中子吸收体23由Li-6制成，热中子吸收体23用于吸收穿过缓速体22的热中子以减少中子束N中热中子的含量，避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，可以理解，热中子吸收体也可以是和缓速体一体的，缓速体的材料中含有Li-6；辐射屏蔽体24用于屏蔽从射束出口25以外部分渗漏的中子和光子，辐射屏蔽体24的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一种，作为一种优选实施例，辐射屏蔽体24的材料包括光子屏蔽材料铅(Pb)和中子屏蔽材料聚乙烯(PE)。准直器30设置在射束出口25后部，从准直器30出来的超热中子束向被照射体200照射，经浅层正常组织后被缓速为热中子到达肿瘤细胞M。可以理解，射束整形体20还可以有其他的构造，只要能够获得治疗所需超热中子束即可；为描述方便，当设置有准直器30时，准直器30的出口也可以看做是下文所述的射束出口25。
被照射体200服用或注射含硼(B-10)药物后，含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞M中，然后利用含硼(B-10)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由 10B(n,α) 7Li中子捕获及核分裂反应产生 4He和 7Li两个重荷电粒子。两荷电粒子的平均能量约为2.33MeV，具有高线性转移(Linear Energy Transfer,LET)、短射程特征，α粒子的线性能量转移与射程分别为150keV/μm、8μm，而 7Li重荷粒子则为175keV/μm、5μm，两粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物体造成的辐射伤害能局限在细胞层级，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到局部杀死肿瘤细胞的目的。
本实施例中，被照射体200和射束出口25之间还设置了辐射屏蔽装置50，屏蔽从射束出口25出来的射束对被照射体正常组织的辐射，可以理解，也可以不设置辐射屏蔽装置50。硼中子捕获治疗系统100整体容纳在混凝土构造的建筑物中，具体来说，硼中子捕获治疗系统100还包括照射室101和带电粒子束生成室102，治疗台40上的被照射体200在照射室101中进行中子束N照射的治疗，带电粒子束生成室102至少部分容纳加速器11，射束整形体20至少部分容纳在照射室101和带电粒子束生成室102的分隔壁103内。可以理解，分隔壁103可以是将照射室101和带电粒子束生成室102完全隔开的；也可以是照射室101和带电粒子束生成室102之间的部分隔断，照射室101和带电粒子束生成室102是相通的。靶材T可以有一个或多个，带电粒子线P可选择地与其中一个或几个靶材T作用或同时与多个靶材T作用，以生成一个或多个治疗用中子束N。与靶材T的个数相应，射束整形体20、准直器30、治疗台40也可以为一个或多个；多个治疗台可以设置在同一个照射室内，也可以为每个治疗台设置一个单独的照射室。照射室101和带电粒子束生成室102为混凝土壁W(包括分隔壁103)包围形成的空间，混凝土结构可以屏蔽硼中子捕获治疗系统100工作过程中泄露的中子及其他辐射线。硼中子捕获治疗 系统100还可以包括准备室、控制室和其他用于辅助治疗的空间(图未示)，每一个照射室可以配置一个准备室，用于进行照射治疗前固定被照射体到治疗台、注射硼药、治疗计划模拟等准备工作，准备室和照射室之间设置连接通道，准备工作完成后直接将被照射体推入照射室或通过轨道由控制机构控制其自动进入照射室。控制室用于控制加速器、射束传输部、治疗台定位装置等，对整个照射过程进行控制和管理，管理人员在控制室内还可以同时监控多个照射室。
下面结合图2-图6详细描述治疗台40及被照射体200的位置调整。
中子捕获治疗系统100还包括治疗台定位装置60和控制装置70，治疗台40由治疗台定位装置60支撑，控制装置70控制治疗台定位装置60。如图2和图3所示，在一实施例中，治疗台定位装置60包括定位机构61，定位机构61包括线性轴611和机械臂612，机械臂612设置在线性轴611和治疗台40之间，将治疗台40连接到线性轴611并能够使治疗台40和机械臂612一同沿线性轴611平移。本实施例中线性轴611安装到照射室101的天花板1011，机械臂612整体上朝向照射室101的地板1012延伸，可以理解，线性轴611也可以安装到其他表面，如墙壁或地板；线性轴611构造为固定到天花板1011的滑轨6111和与机械臂612连接的支座6112，支座6112沿滑轨6111滑动，可以理解，也可以为其他构造。线性轴直接固定在天花板1011上，不额外设置线性轴固定机构如钢结构龙门架，减少照射室内的钢的用量，避免固定机构被中子活化造成二次辐射。机械臂612为连接支座6112和治疗台40的多轴机械臂，本实施例中包括与支座6112固定连接的第一臂6121、与第一臂6121枢转连接的第二臂6122并定义第一枢转轴L1、与第二臂6122枢转连接的第三臂6123并定义第二枢转轴L2、与第三臂6123枢转连接的第四臂6124并定义第三枢转轴L3、与第四臂6124枢转连接的第五臂6125并定义第四枢转轴L4、与第五臂6125枢转连接的第六臂6126并定义第五枢转轴L5、与第六臂6126枢转连接的第七臂6127并定义第六枢转轴L6，第七臂6127与治疗台40固定连接。治疗台定位装置60还包括驱动机构62来驱动线性轴611及机械臂612的运动，控制装置70控制驱动机构62。驱动机构62例如电机带动第二-第七臂6122-6127围绕枢转轴L1-L6枢转，支座6112及与支座6112固定连接的第一臂6121沿滑轨6111平移，从而将治疗台40定位到所需要的位置。线性轴611的延伸方向6113与从射束出口25出来照射到该治疗台40上的被照射体的中子束N方向平行，从而在治疗台定位过程中，机械臂612整体沿与中子束N方向平行的方向平移，机械臂大部分位于滑轨和中子束出口之间的空间，降低机械臂各个部件被中子活化产生的放射性及引起的寿命缩短。滑轨6111与支座6112的滑动表面S到射束出口25的中心在垂直于滑动表面S方向的距离H小于2米，为治疗台定位装置60提供足够的操作空间，将治疗台40相对于射束出口40定位在所需的位置。本实施例中，滑动表面S平行于天花板所在的平面，第二、第三、第五枢转轴L2、L3、L5与滑动表面S平行， 第四枢转轴L4垂直于第三枢转轴L3，第一、第六枢转轴L1、L6与滑动表面S垂直，使治疗台40始终保持与天花板1011或地板1012平行的状态，可以理解，也可以是其他的设置方式。第五、第六、第七臂6125、6126、6127形成机械臂612的腕部，调整治疗台40围绕第五枢转轴L5的倾斜角度及围绕第四、第六枢转轴L4、L6的旋转角度；第一-第四臂6121-6124及线性轴611调整治疗台40整体的空间坐标位置。可以理解，治疗台定位装置60还可以有其他的设置，如不包括线性轴611或机械臂612包括更多或更少的臂。
治疗台40或治疗台定位装置60上可以设置传感器80，如图4所示，传感器80设置在定位机构61和治疗台40上，在一实施例中，传感器80为设置在治疗台40及机械臂612上的防碰撞传感器，当治疗台或机械臂边缘接触到其他物体或有其他物体到达传感器设定范围时便触发传感器发出信号并传输到控制装置70，控制装置70控制驱动机构62停止驱动定位机构61的运动，即控制治疗台40停止运动。防碰撞传感器可以是机械传感器、光电传感器、雷达传感器、超声波传感器、激光测距仪等；可以理解，防碰撞传感器还可以发出人体感知信号，操作者根据感知到的信号可以手动控制驱动机构停止驱动；也可以不是控制治疗台停止运动，而是执行其他的安全操作，如进行碰撞前的逆运动。更具体的，可以在治疗台40外周的边缘和机械臂612的第三臂6123、第四臂6124外壳设置机械传感器，如在相应位置设置弹性保护罩，保护罩内设置电子开关器件，当运动过程中保护罩发生碰撞时，触发电子开关器件发出信号；或者，治疗台40背面安装激光雷达传感器，设定雷达扫描范围，当扫描到有其他物体到达指定范围时发出信号。可以理解，防碰撞传感器还可以设置在其他位置。
控制装置70包括至少一个用户界面71，允许操作者交互参与控制治疗台定位装置60。控制装置70还包括系统控制模块72和定位控制模块73，用户界面71与系统控制模块72连接，系统控制模块72与定位控制模块73连接，定位控制模块73与驱动机构62连接并控制驱动机构62。当系统控制模块72接收到用户界面71发出的指令后，系统控制模块72将指令传输到定位控制模块73，并由定位控制模块73自动控制定位机构61的运动，定位机构61的位置信息通过定位控制模块73可以反馈到系统控制模块72并传输到用户界面71进行状态指示。驱动机构62的运行状态或数据也会通过定位控制模块73反馈到系统控制模块72，系统控制模块72或定位控制模块73根据这些信息控制驱动机构62，系统控制模块72也可以将这些信息传输到用户界面71进行状态指示。传感器80也连接到系统控制模块72，系统控制模块72接收到传感器80的信号后发送指令到定位控制模块73控制治疗台定位装置60的运动，并将传感器80的信号传输到用户界面71进行状态指示。可以理解，系统控制模块72和定位控制模块73可以是集成在一起的，也可以有其他的硬件设置。
一实施例中，用户界面71包括固定控制器711、手持式控制器712和人机交互控制界面713， 用于在照射室内外控制治疗台定位装置60及治疗台40的运动。固定控制器711固定在照射室101墙壁或其他位置，如图5所示，固定控制器711上设置七个预设位置按钮，用于控制治疗台40自动运行到模拟的被照射体待照射部位对着射束出口25的预设位置，分别为：预设位置A(左脸，左脸正对射束出口，即左脸与中子束N方向垂直)按钮7111a、预设位置B(右脸，右脸正对射束出口，即右脸与中子束N方向垂直)按钮7111b、预设位置C(左30°，左脸与中子束N方向的夹角为60°)按钮7111c、预设位置D(左60°，左脸与中子束N方向的夹角为30°)按钮7111d、预设位置E(头顶，头顶正对射束出口，即左、右脸与中子束N方向平行)按钮7111e、预设位置F(右30°，右脸与中子束N方向的夹角为60°)按钮7111f、预设位置G(右60°，右脸与中子束N方向的夹角为30°)按钮7111g，预设位置按钮可以带指示灯，当治疗台40运行到位后，定位机构61的位置信息(治疗台40上预设的参考点坐标)反馈到定位控制模块73，定位控制模块73将该信息发送到系统控制模块72，系统控制模块72控制相应预设位置按钮的灯亮提示，以防操作者误以为到位影响定位精度；可以理解，还可以根据需要设置其他预设位置按钮或在控制装置中对已设定位置的预设位置按钮进行重新设定。固定控制器711还设置有复位按钮7112，用于控制治疗台40自动运行到被照射体200上治疗台40的初始位置；治疗台运动速度切换钮7113，用于设置治疗台40运行的速度档位，定位控制模块73根据档位自动控制驱动机构62的运行速度；治疗台碰撞传感器触发指示灯7114和机械臂碰撞传感器触发指示灯7115，当治疗台40或机械臂611发生碰撞后触发传感器80发出信号，系统控制模块72接收到信号后发送指令到定位控制模块73控制治疗台定位装置60停止运动或进行碰撞前的逆运动后停止，并控制相应的指示灯点亮进行状态指示，此时，操作者不能通过控制装置控制治疗台继续运动；碰撞触发消除后继续动作按钮7116，当治疗台碰撞传感器触发指示灯7114或机械臂碰撞传感器触发指示灯7115亮，且治疗台定位装置60停止运动后操作者手动消除碰撞，控制指示灯7114、7115停止点亮，此时，按下继续动作按钮7116，治疗台定位装置60继续运动到预设位置或初始位置，或操作者可以继续通过其他用户界面控制治疗台运动；行程超限指示灯7117，控制装置70模拟照射室101内治疗台40和治疗台定位装置60的运行范围，如以照射室墙壁、天花板、地板和准直器外轮廓模拟安全运行空间，在手动模式(下文详述)下，手动控制治疗台运动时如治疗台40上预设的参考点坐标超过模拟的运行范围，该信息将反馈到定位控制模块73，定位控制模块73将该信息发送到系统控制模块72，系统控制模块72控制行程超限指示灯7117点亮报警，操作者可以立即停止当前的运动；手动/自动切换钮7118，用于选择治疗台40运动的控制方式，在自动模式下，可以通过预设位置按钮7111a控制治疗台40及治疗台定位装置60在模拟的运行范围内自动运动，定位控制模块73自动计算线性轴611和机械臂612的运动轨迹，在手动模式下，可以手动控制治疗台在设定自由度下的运动，本实施 例中，手动控制按钮仅设置在手持式控制器712上；急停按钮7119，当治疗台移动过程中出现意外，如被照射体移动，可以按下急停按钮7119使治疗台40及治疗台定位装置60停止运行，意外解除后释放急停按钮7119可继续操作治疗台移动。可以理解，按钮和切换钮还可以替换为其他形式或有其他的功能设置，不同的指示灯可以有不同的颜色，指示灯也可以替换为蜂鸣声等其他报警指示。
手持式控制器712便于在照射室内观察治疗台40的运动状态，操作者可以在照射室内移动进行观察的同时操作控制器712上的按钮进行调整。由于预设位置A-G是根据模拟的被照射体模型预先设定的，没有考虑被照射体个体差异，可以在到达预设位置后进一步精细调节治疗台40的位置，如图6所示，手持式控制器712上设置五组轴运动按钮，分别为：轴运动按钮7121a、7121b、7121c，分别控制治疗台40上预设的参考点沿X轴、Y轴、Z轴移动；轴运动按钮7121d，控制治疗台40围绕第六枢转轴L6旋转；和轴运动按钮7121e，控制治疗台40及治疗台定位装置60整体沿线性轴611(第七轴)移动。上述治疗台及治疗台定位装置的运行坐标系XYZ以沿中子束N方向距离射束出口25中心一定距离处的照射室参考点作为坐标原点。手持式控制器712上还可以设置有与固定控制器711相同的操作按钮或状态指示，本实施例中由于手持式便于握持的空间限制，设置三个预设位置按钮，分别为：预设位置A(左脸)按钮7122a、预设位置B(右脸)按钮7122b、预设位置C(左30°)按钮7122c；复位按钮7123；急停按钮7124。手持式控制器712上还设置互锁按钮7125，作为防止误操作按钮，只有按下(解锁)该互锁按钮7125，手持式控制器712上的其他按钮才起作用，防止握持时误操作，不使用手持式控制器712时，锁定互锁按钮7125，此时手持式控制器712上的其他按钮不起作用。
人机交互控制界面713(图未示)可以为常见的计算机软件程序界面，设置在照射室外，如控制室内，可以执行远程控制，包括执行固定控制器711、手持式控制器712上各个动作的控件，如预设位置按钮、手动轴运动按钮、复位按钮、速度切换钮、手动/自动切换钮、行程超限报警、碰撞传感器触发报警、继续动作按钮、急停按钮等；还可以包括设备的启动、关闭；故障或故障消除显示、故障复位按钮；参数设定，如各档位的速度设定；机械臂或治疗台防碰撞系统功能屏蔽，用于防碰撞设施损坏时继续执行治疗台定位和治疗，或工程人员进行系统调试；I/O点的状态显示；还可以包括对射束的控制、辐射线检测等。
照射室101内还设置有激光定位装置(图未示)，用于确定射束照射位置，通过操作治疗台定位装置60使之与被照射体200在准备室进行模拟定位时做好的标记一致。还可以有摄像头(图未示)等对治疗台40位置和被照射体200图像进行实时采集，将数据传输到系统控制模块72，与治疗计划等信息进行比较，并根据结果进行实时调整或执行其他治疗控制。系统控制模块72还可以接收其他数据信息，如中子产生装置的数据、治疗计划数据、被照射体信息等， 并对中子产生装置等其他装置进行控制。
本实施例中的混凝土壁为厚度1m以上、密度3g/c.c.的含硼重晶石混凝土制壁，含硼的混凝土具有更好的中子吸收性能，除了增强混凝土的辐射屏蔽效果，还可降低混凝土中金属材料受到的中子曝露量。可以理解，也可以具有其他厚度或密度或替换为其他材料，不同部分的混凝土壁厚度、密度或材料也可以不同。可以理解，本发明还可以应用于其他类型的中子照射系统；也可以应用于其他放射线照射系统，如质子治疗系统、重离子治疗系统等，此时中子产生装置可以替换为其他放射线产生装置，混凝土的材料可以根据需要进行替换；治疗台也可以为其他被照射体的载置台。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，都在本发明要求保护的范围之内。

Claims (15)

  1. 一种放射线照射系统，包括放射线产生装置和载置台，所述放射线产生装置产生的射束照射到所述载置台上的被照射体，其特征在于，所述放射线照射系统还包括载置台定位装置，所述载置台由所述载置台定位装置支撑，所述载置台定位装置包括定位机构，所述定位机构包括线性轴，所述载置台定位装置能够沿所述线性轴平移，所述线性轴的延伸方向与所述放射线产生装置产生的射束的照射方向平行。
  2. 根据权利要求1所述的放射线照射系统，其特征在于，所述定位机构还包括机械臂，所述机械臂设置在所述线性轴和载置台之间，将所述载置台连接到所述线性轴并能够使所述载置台和机械臂一同沿所述线性轴平移。
  3. 根据权利要求2所述的放射线照射系统，其特征在于，所述放射线照射系统还包括照射室，所述线性轴安装到所述照射室的天花板，所述机械臂整体上朝向所述照射室的地板延伸。
  4. 根据权利要求2所述的放射线照射系统，其特征在于，所述线性轴包括固定的滑轨和与所述机械臂连接的支座，所述支座沿所述滑轨滑动，所述滑轨与所述支座的滑动表面到所述放射线产生装置的射束出口的中心在垂直于所述滑动表面方向的距离小于2米。
  5. 根据权利要求4所述的放射线照射系统，其特征在于，所述机械臂包括与所述支座固定连接的第一臂、与所述第一臂枢转连接的第二臂并定义第一枢转轴、与所述第二臂枢转连接的第三臂并定义第二枢转轴、与所述第三臂枢转连接的第四臂并定义第三枢转轴、与所述第四臂枢转连接的第五臂并定义第四枢转轴、与所述第五臂枢转连接的第六臂并定义第五枢转轴、与所述第六臂枢转连接的第七臂并定义第六枢转轴。
  6. 根据权利要求5所述的放射线照射系统，其特征在于，所述第七臂与所述载置台固定连接，所述第二、第三、第五枢转轴与所述滑动表面平行，所述第四枢转轴垂直于所述第三枢转轴，所述第一、第六枢转轴与所述滑动表面垂直。
  7. 根据权利要求2所述的放射线照射系统，其特征在于，所述放射线照射系统还包括控制装置，所述控制装置控制所述载置台定位装置，所述控制装置包括用户界面、系统控制模块和定位控制模块，所述用户界面与所述系统控制模块连接，所述系统控制模块与所述定位控制模块连接。
  8. 根据权利要求7所述的放射线照射系统，其特征在于，所述系统控制模块接收到所述用户界面发出的指令后将指令传输到所述定位控制模块，并由所述定位控制模块控制所述定位机构的运动。
  9. 根据权利要求7所述的放射线照射系统，其特征在于，所述定位控制模块能够接收所述定位机构的位置信息并发送到所述系统控制模块，所述系统控制模块控制所述用户界面指示所述定位机构的位置信息。
  10. 根据权利要求7所述的放射线照射系统，其特征在于，所述载置台定位装置还包括驱动机构来驱动所述线性轴和机械臂的运动，所述定位控制模块与所述驱动机构连接并控制所述驱动机构。
  11. 根据权利要求10所述的放射线照射系统，其特征在于，所述驱动机构的运行状态或数据通过所述定位控制模块反馈到所述系统控制模块，所述系统控制模块或所述定位控制模块根据所述驱动机构的运行状态或数据控制所述驱动机构，所述系统控制模块将所述驱动机构的运行状态或数据传输到所述用户界面进行状态指示。
  12. 根据权利要求7所述的放射线照射系统，其特征在于，所述载置台或载置台定位装置上设置传感器，所述传感器连接到所述系统控制模块，所述系统控制模块接收到所述传感器的信号后发送指令到所述定位控制模块控制所述载置台定位装置的运动，并将所述传感器的信号传输到所述用户界面进行状态指示。
  13. 根据权利要求1所述的放射线照射系统，其特征在于，所述放射线照射系统为中子捕获治疗系统，所述放射线产生装置包括中子产生装置和射束整形体，所述射束整形体能够调整所述中子产生装置产生的中子线到预设射束品质，所述中子产生装置产生的中子线通过所述射束整形体照射向所述载置台上的被照射体。
  14. 根据权利要求13所述的放射线照射系统，其特征在于，所述中子产生装置包括加速器和靶材，所述加速器加速产生的带电粒子线与所述靶材作用产生中子线。
  15. 根据权利要求13所述的放射线照射系统，其特征在于，所述射束整形体包括反射体、缓速体、热中子吸收体、辐射屏蔽体和射束出口，所述缓速体将自所述靶材产生的中子减速至超热中子能区，所述反射体包围所述缓速体并 将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，所述辐射屏蔽体用于屏蔽从所述射束出口以外部分渗漏的中子和光子。
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