АППАРАТ ДЛЯ КОРПУСКУЛЯРНОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2021 года по МПК A61N5/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к аппарату для корпускулярной лучевой терапии, обеспечивающему облучение фиксированным пучком частиц.

Уровень техники

В широко известном методе корпускулярной лучевой терапии пучок частиц, состоящий, например, из ионов углерода и катионов, направляется на патологически измененную ткань (раковую) пациента для проведения лечения. Пучок частиц теряет свою кинетическую энергию и замедляется при прохождении через тело пациента, испытывая сопротивление, которое практически обратно пропорционально квадрату скорости, и резко останавливается, когда скорость пучка частиц падает до определенной скорости. Вблизи точки остановки пучка частиц испускается высокая энергия, то есть образуется, так называемый пик Брэгга.

В процессе корпускулярной лучевой терапии пик Брэгга совмещают с патологически измененным участком ткани пациента, при этом снижается повреждение нормальных тканей. В процессе корпускулярной лучевой терапии патологически измененная ткань точечно разрушается при сохранении нормальных тканей, соответственно, пациент испытывает меньшую нагрузку, чем при хирургическом вмешательстве и медикаментозной терапии. Следовательно, после указанного лечения можно ожидать скорейшей реабилитации и возвращения пациента к активной жизни.

Чтобы надежно разрушить патологически измененные клетки и избежать повреждения нормальных клеток, в ряде случаев пучок частиц направляется на патологически измененные клетки многократно, соответственно, под разным углом. Аппараты для корпускулярной лучевой терапии в общих чертах классифицируются по следующим типам: аппараты с поворотным гентри и аппараты для облучения фиксированным пучком частиц в зависимости от технических требований к монтажу облучающей головки для направления пучка частиц на патологически измененный участок ткани.

В аппарате с поворотным гентри облучающая головка и каналы транспортировки пучка установлены в поворотном гентри так, чтобы пучок частиц мог излучаться в направлении оси вращения поворотного гентри. Кушетка, на которой лежит пациент, перемещается, при этом ее положение регулируется, чтобы патологически измененный участок являлся целью (то есть находился в изоцентре) для пучка частиц, направление которого совпадает с осью вращения поворотного гентри. Кроме того, направление падающего пучка частиц изменяется путем вращения поворотного гентри без изменения положения пациента и/или положения кушетки.

В аппарате для облучения фиксированным пучком частиц пучок частиц проходит по каналу транспортировки, неподвижно закрепленному в установке, и испускается посредством облучающей головки, установленный в процедурном кабинете. Хотя в указанном аппарате, подобно аппарату с поворотным гентри, кушетку с пациентом перемещают и регулируют ее положение, чтобы патологически измененный участок являлся целью (то есть находился в изоцентре) для пучка частиц, в некоторых случаях можно скорректировать позу пациента и/или положение кушетки, чтобы изменить направление падения пучка частиц.

Установка для корпускулярной лучевой терапии представляет собой крупногабаритную установку, включающую в себя ускоритель, который генерирует пучки частиц. Таким образом, в установке для корпускулярной лучевой терапии один ускоритель генерирует пучки частиц, которые транспортируются в несколько процедурных кабинетов, что позволяет снизить затраты на лечение и повысить эффективность использования оборудования. Каждый из нескольких процедурных кабинетов может быть оснащен облучающей головкой, причем облучающие головки могут иметь разные характеристики, например, для аппарата с поворотным гентри и аппарата для облучения фиксированным пучком частиц. Таким образом, оптимальный процедурный кабинет выбирают в зависимости от назначения. Как правило, аппарат для облучения фиксированным пучком частиц требует меньших первоначальных инвестиционных расходов.

В аппарате для корпускулярной лучевой терапии, обеспечивающем облучение фиксированным пучком частиц, одну или несколько облучающих головок зачастую устанавливают в каждом процедурном кабинете, чтобы пучок частиц постоянно излучался по меньшей мере в одном из направлений, а именно: в горизонтальном направлении, вертикальном направлении или под углом 45°. Кроме того, для проверки точности расположения патологически измененного участка ткани на траектории пучка частиц аппарат для корпускулярной лучевой терапии снабжен двумя комплектами рентгеновских визуализирующих устройств, обеспечивающих визуализацию в ортогональных направлениях.

Раскрытие сущности изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Поскольку эксплуатационные расходы при использовании оборудования для корпускулярной лучевой терапии являются высокими, необходимо сократить продолжительность пребывания пациента в процедурном кабинете, чтобы можно было провести лечение большего количества пациентов с помощью корпускулярной лучевой терапии. Чтобы сократить время пребывания пациента в процедурном кабинете, до и после позиционирования кушетки множество медицинских работников параллельно выполняют большое количество подготовительных операций. Таким образом, процедурный кабинет переполнен медицинским персоналом, что требует усиления мер безопасности труда.

Соответственно, в процедурном кабинете необходимо иметь достаточное пространство вокруг изоцентра для перемещения кушетки и работы медицинского персонала. Следовательно, желательно, чтобы источники рентгеновского излучения и рентгеновские детекторы рентгеновских визуализирующих устройств были удалены из пространства, окружающего кушетку и облучающую головку, за исключением этапа визуализации.

Однако с точки зрения эффективности использования пространства нецелесообразно выделять специальное место для удаления устройств, при нахождении в котором удаленные устройства не создают помех перемещению кушетки и работе медицинского персонала.

В связи с вышесказанным задачей настоящего изобретения является создание аппарата для корпускулярной лучевой терапии, устройства рентгеновской визуализации которого могут быть удалены с целью улучшения условий труда медицинского персонала и эффективного использования рабочего пространства в процедурном кабинете.

Документ известного уровня техники

Патентный документ 1: JP 2017-164204 A

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано схематическое изображение процедурного кабинета, в котором установлен аппарат для корпускулярной лучевой терапии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 – схематическое изображение установки, в которой может использоваться аппарат для корпускулярной лучевой терапии согласно любому из вариантов осуществления изобретения;

на фиг. 3А – вид в перспективе рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг. 3В – вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно первому варианту осуществления изобретения, помещенного в хранилище;

на фиг. 3C – вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно первому варианту осуществления изобретения при использовании;

на фиг. 4А – вид в перспективе рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно второму варианту осуществления изобретения;

на фиг. 4B – вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно второму варианту осуществления изобретения, помещенного в хранилище;

на фиг. 4C – вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно второму варианту осуществления изобретения при использовании;

на фиг. 5А – вид в перспективе рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно третьему варианту осуществления изобретения;

на фиг. 5B – вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно третьему варианту осуществления изобретения, помещенного в хранилище;

на фиг. 5C – вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно третьему варианту осуществления изобретения при использовании;

на фиг. 6 – схематическое изображение процедурного кабинета, в котором установлен аппарат для корпускулярной лучевой терапии согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 7 – схематическое изображение рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно четвертому варианту осуществления изобретения, причем рентгеновский детектор показан при использовании и при хранении.

Осуществление изобретения

Первый вариант осуществления изобретения

Далее представлено описание вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 показан процедурный кабинет 11, в котором установлен аппарат 10 для корпускулярной лучевой терапии согласно первому варианту осуществления изобретения. Аппарат 10 для корпускулярной лучевой терапии включает в себя: кушетку 15, перемещаемую в пространстве процедурного кабинета 11 с целью позиционирования пациента 12; облучающие головки 16 (16a, 16b), выполненные с возможностью выпуска пучков частиц в процедурном кабинете 11, которые транспортируются по фиксированным каналам 36 (36a, 36b) транспортировки пучков; горизонтальный томограф 21, состоящий из первого источника 25 рентгеновского излучения и первого рентгеновского детектора 26, которые обращены друг к другу так, что в горизонтальном направлении кушетка 15 расположена между ними; вертикальный томограф 22, состоящий из второго источника 27 рентгеновского излучения и второго рентгеновского детектора 28, которые обращены друг к другу так, что в вертикальном направлении кушетка 15 расположена между ними; хранилище 18, расположенное на стороне пола 17 процедурного кабинета 11, для вмещения первого рентгеновского детектора 26, чтобы он был расположен под полом, когда горизонтальный томограф 21 не используется; и опорный элемент 23, помещаемый в хранилище 18 вместе с первым рентгеновским детектором 26, когда горизонтальный томограф 21 не используется. Когда необходимо использовать горизонтальный томограф 21, указанный опорный элемент 23 перемещает первый рентгеновский детектор 26 в положение над полом и поддерживает его между кушеткой 15 и облучающими головками 16.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема установки 30, в которой может использоваться аппарат 10 для корпускулярной лучевой терапии согласно любому из вариантов осуществления изобретения. На одной фигуре (фиг. 2) показана вертикальная плоскость (XZ), включающая в себя продольное сечение процедурного кабинета 11, и горизонтальная плоскость (XY), включающая в себя кольцевой ускоритель 32. В установке 30 предусмотрено несколько процедурных кабинетов, при этом описан лишь один процедурный кабинет 11, в котором осуществляется облучение фиксированным пучком частиц, а описание других процедурных кабинетов не приведено.

Ионы (тяжелые частицы или протоны), генерируемые источником ионов (не показан), ускоряются линейным ускорителем 31, затем ускоренные ионы направляются на кольцевой ускоритель 32, в результате чего приобретают заданную энергию, таким образом, происходит формирование пучка частиц.

Кольцевой ускоритель 32 представляет собой синхротрон или подобное устройство. Заряженные частицы, такие как C⁶⁺, генерируемые источником ионов (не показан), ускоряются в кольцевом ускорителе до примерно 70–80% скорости света, формируя пучок частиц, который, выходя из кольцевого ускорителя, направляется в основной канал 35 транспортировки пучка (т.е. в основную линию).

Пучки частиц транспортируются в процедурный кабинет 11 по нескольким каналам 36 (линиям разветвления; на чертежах показан только один из каналов 36 транспортировки пучка), ответвленным от основного канала 35 транспортировки пучка (то есть основной линии). Показанный для примера канал 36 транспортировки пучка дополнительно разветвляется на два канала 36а и 36b, при этом канал 36а транспортировки пучка соединен с облучающей головкой 16а (фиг. 1), выполненной с возможностью выпуска пучка частиц в фиксированном горизонтальном направлении. Другой ответвленный канал 36b транспортировки пучка соединен с облучающей головкой 16b (фиг. 1), выполненной с возможностью выпуска пучка частиц в фиксированном направлении под углом 45°.

В основном канале 35 транспортировки пучка и в каналах 36 (36a, 36b) транспортировки пучка последовательно расположены квадрупольный электромагнит 37, выполненный с возможностью регулировки сходимости и расходимости пучка, отклоняющий электромагнит 38, выполненный с возможностью изгиба траектории пучка, и управляющий электромагнит, выполненный с возможностью корректировки отклонения траектории пучка.

Как показано фиг. 1, каналы 36 (36a, 36b) транспортировки пучков подсоединены снаружи к соответствующим облучающим головкам 16 (16a, 16b), расположенным во внутреннем пространстве процедурного кабинета 11. Как показано на чертеже, каждая из множества облучающих головок 16 (16a, 16b) связана с соответствующим каналом из множества каналов 36 (36a, 36b) транспортировки пучков. Форма облучающих головок 16 не ограничивается формой, показанной на чертеже. В некоторых случаях одна облучающая головка 16 выполнена с возможностью перемещения по поверхности стены процедурного кабинета 11 и выпуска пучков частиц, поступающих из множества каналов 36 (36a, 36b) транспортировки пучков.

Хотя показаны облучающие головки 16 (16a, 16b), выпускающие пучки частиц для облучения в фиксированном направлении под углом 0 и 45° относительно горизонтали, указанные направления облучения не являются ограничительными. Можно использовать облучающие головки 16, выпускающие пучки частиц для облучения в фиксированном направлении под произвольным углом в диапазоне от 0 до 90°.

Хотя показаны каналы 36 (36a, 36b) транспортировки пучков, которые сформированы в виде двух отдельных систем, следует отметить, что каналы 36 (36a, 36b) транспортировки пучков могут быть сформированы в виде одной системы, либо могут быть сформированы в виде трех или более систем.

Для облучения посредством облучающих головок 16 можно использовать метод облучения расширенным пучком (то есть вобблер-метод облучения) и метод трехмерного сканирования.

Метод облучения расширенным пучком представляет собой метод, в котором диаметр пучка частиц расширяют до размера патологически измененного участка ткани или более, и при помощи коллиматора ограничивают поперечное сечение пучка до соответствия форме патологически измененного участка ткани.

В соответствии с методом трехмерного сканирования создается узко сфокусированный пучок, который под действием сканирующего электромагнита сканирует с высокой скоростью патологически измененный участок ткани, охватывая целиком патологически измененную область.

Согласно методу облучения расширенным пучком, в облучающих головках 16 и в соответствующих каналах 36 (36a, 36b) транспортировки пучков предусмотрен вобблер-электромагнит (не показан), выполненный с возможностью расширения диаметра пучка, коллиматор, выполненный с возможностью задания формы поперечного сечения пучка, переключатель (не показан) диапазона, устанавливающий глубину проникновения частиц, и т.п. Собственно говоря, метод облучения расширенным пучком не обеспечивает полного согласования области облучения с трехмерной формой патологически измененного участка, то есть не способен в достаточной степени снизить негативное влияние на здоровые клетки, окружающие патологически измененный участок.

В соответствии с методом трехмерного сканирования в облучающих головках 16 и в каналах 36 (36a, 36b) транспортировки пучков расположены два комплекта сканирующих электромагнитов (не показаны), переключатель (не показан) диапазона, устанавливающий глубину проникновения частиц, и т.п. Два комплекта сканирующих электромагнитов отклоняют и сканируют пучок частиц в двух направлениях, которые ортогональны друг другу и ортогональны направлению движения пучка.

В соответствии с методом трехмерного сканирования отсутствует необходимость в коллиматоре, который является обязательным в методе облучения расширенным пучком, следовательно, можно миниатюризировать облучающие головки 16. Поскольку количество требуемых устройств является небольшим, можно уменьшить расстояние между пациентом и концом вакуумного канала, что позволяет сократить расстояние, которое пучок частиц проходит в воздухе, и, соответственно, снизить рассеивание пучка.

Далее будет описано применение метода трехмерного сканирования.

Устройство рентгеновской визуализации содержит горизонтальный томограф 21 и вертикальный томограф 22. Рентгеновский детектор 26 (то есть первый рентгеновский детектор 26) горизонтального томографа 21 при использовании располагается между облучающей головкой 16а и кушеткой 15. Указанный первый рентгеновский детектор 26 поддерживается опорным элементом 23 со стороны пола 17 процедурного кабинета 11. Как описано ниже, когда горизонтальный томограф 21 не используется, первый рентгеновский детектор 26 вместе с опорным элементом 23 помещен в хранилище 18, предусмотренное на стороне пола 17.

Источник 25 рентгеновского излучения (то есть первый источник 25 рентгеновского излучения) горизонтального томографа 21 и первый рентгеновский детектор 26 обращены друг к другу так, что в горизонтальном направлении кушетка 15 расположена между ними. Первый источник 25 рентгеновского излучения прикреплен к поверхности 19 потолка процедурного кабинета 11 посредством подвесного устройства. Когда горизонтальный томограф 21 не используется, первый источник 25 рентгеновского излучения перемещается вертикально вверх с помощью подвесного устройства, сближаясь с поверхностью 19 потолка.

Вышеописанное конструктивное исполнение горизонтального томографа 21 позволяет более эффективно использовать внутреннее пространство процедурного кабинета 11. Когда горизонтальный томограф 21 не используется, имеется беспрепятственный доступ к изоцентру и к кушетке 15. Поскольку между облучающей головкой 16а и кушеткой 15 расположен первый рентгеновский детектор 26, толщина которого меньше, по сравнению с первым источником 25 рентгеновского излучения, а первый источник 25 рентгеновского излучения расположен с противоположной стороны кушетки, можно уменьшить расстояние между пациентом 12 и облучающей головкой 16а. Указанная пространственная конфигурация позволяет максимизировать преимущество метода трехмерного сканирования, то есть преимущество, заключающееся в уменьшении рассеяния пучка частиц за счет сокращения расстояния, которое пучок частиц проходит в воздухе.

Источник 27 рентгеновского излучения (т.е. второй источник 27 рентгеновского излучения) вертикального томографа 22 установлен на стороне пола 17 процедурного кабинета 11. Рентгеновский детектор 28 (т.е. второй рентгеновский детектор 28) вертикального томографа 22 и источник 27 рентгеновского излучения обращены друг к другу так, что в вертикальном направлении кушетка 15 расположена между ними. Второй рентгеновский детектор 28 прикреплен к поверхности 19 потолка процедурного кабинета 11 посредством опорного элемента 29.

Поскольку устройство рентгеновской визуализации состоит из горизонтального томографа 21 и вертикального томографа 22, получают двухсторонние рентгеновские изображения в сагиттальной и коронарной плоскостях пациента 12 на кушетке 15, передняя сторона тела которого обращена к поверхности 19 потолка процедурного кабинета 11. Таким образом, легко определяется правильность расположения кушетки 15 в трехмерном пространстве процедурного кабинета 11.

Первый рентгеновский детектор 26 и второй рентгеновский детектор 28 могут являться, например, плоскими детекторами (ПД) и/или могут служить усилителями изображения. Первый рентгеновский детектор 26 и второй рентгеновский детектор 28 не ограничены плоскими детекторами (ПД) и усилителями изображения. Каждый из рентгеновских детекторов, а именно первый рентгеновский детектор 26 и второй рентгеновский детектор 28, может иметь любую подходящую конфигурацию для определения величины энергии рентгеновского излучения, испускаемого источниками 25 и 27 рентгеновского излучения и прошедшего через тело пациента 12, с последующим преобразованием в информацию о яркости пикселей для формирования рентгеновского изображения пациента 12.

Корпускулярная лучевая терапия представляет собой метод лечения, основанный на использовании пучка частиц для облучения патологически измененного участка ткани пациента с целью его разрушения. Соответственно, если при корпускулярной лучевой терапии не обеспечивается точность направления пучка частиц для облучения патологически измененного участка, может быть разрушена также нормальная ткань.

По этой причине при проведении корпускулярной лучевой терапии выполняют компьютерную томографию вне процедурного кабинета 11 для получения воксельных данных внутренних органов пациента с целью определения точного расположения патологически измененного участка в трехмерной системе координат до облучения пациента 12 пучком частиц. На основе воксельных данных внутренних органов пациента составляется план лечения, включающий определение направления облучения и интенсивности выполняемого облучения пучком частиц патологически измененного участка при уменьшении облучения здоровой ткани.

Согласно указанному плану лечения проводится рентгеновская КТ (компьютерная томография) или подобное обследование пациента 12, зафиксированного на кушетке 15 в процедурном кабинете 11, для получения рентгеновского изображения (воксельных данных) внутренних органов, включая патологически измененный участок, который будет облучаться пучком частиц. На основе площади патологически измененного участка, определенной посредством воксельных данных, задаются характеристики облучения пучком частиц, такие как облучаемая область, угол облучения, пределы облучения, доза и длительность облучения.

Кроме того, путем проецирования из виртуальной точки обзора согласно расположению источников 25 и 27 рентгеновского излучения воксельных данных на виртуальную плоскость, соответствующую положениям и углам рентгеновских детекторов 26 и 28, создается реконструированное изображение (ЦРР: цифровая реконструированная рентгенограмма).

Положение виртуальной точки обзора, а также положение и угол виртуальной плоскости, необходимые для генерации указанного реконструированного изображения (ЦРР), основаны на информации о конструкции источников 25 и 27 рентгеновского излучения и рентгеновских детекторов 26 и 28. Информация о конструкции включает в себя расположение и угол наклона в пространственной системе координат процедурного кабинета 11 источников 25 и 27 рентгеновского излучения и рентгеновских детекторов 26 и 28, которые составляют горизонтальный томограф 21 и вертикальный томограф 22.

Положение кушетки 15 с пациентом 12 в пространственной системе координат процедурного кабинета 11 задается таким образом, чтобы патологически измененный участок, расположение которого установлено по воксельным данным, являлся целью для пучка частиц, положение которой определено в пространственной системе координат процедурного кабинета 11.

В назначенное время пациента 12 доставляют в процедурный кабинет 11, фиксируют на кушетке 15, кушетку 15 перемещают в трехмерном пространстве процедурного кабинета 11 на основе информации о расположении патологически измененного участка для проведения лечения, чтобы патологически измененный участок пациента являлся целью для пучка частиц. Кроме того, при использовании горизонтального томографа 21 и вертикального томографа 22 проводится визуализация органов пациента 12 для получения флюороскопических рентгеновских изображений.

Совпадение флюороскопических рентгеновских изображений пациента 12 в горизонтальном и вертикальном направлениях пространственной системы координат процедурного кабинета 11 с изображениями ЦРР, фактически реконструированными по воксельным данным на этапе составления плана лечения, является подтверждением того, что при заданном положении кушетки патологически измененный участок пациента 12 является целью для пучка частиц. Наряду с разработанными автоматизированными методами подтверждения, правильность положения кушетки окончательно проверяется и подтверждается персоналом визуально. Если флюороскопические рентгеновские изображения не совпадают с изображениями ЦРР, кушетку 15 перемещают, корректируя ее положение.

В ряде случаев при проведении корпускулярной лучевой терапии облучение пациента 12 пучком частиц выполняют от нескольких раз до нескольких десятков раз на протяжении нескольких дней, регулируя облучающие головки 16 (16a, 16b) и/или изменяя позу пациента на кушетке 15. Соответственно, визуализацию пациента 12 с помощью горизонтального томографа 21 и вертикального томографа 22, а также проверку совпадения положения патологически измененного участка с целью для пучка частиц выполняют перед каждым облучением пациента пучком частиц.

На фиг. 3А представлен вид в перспективе рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно первому варианту осуществления изобретения. На фиг. 3В представлен вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно первому варианту осуществления изобретения, помещенного в хранилище. На фиг. 3C представлен вид в продольном разрезе рентгеновского детектора согласно первому варианту осуществления изобретения при использовании.

В аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно первому варианту осуществления изобретения в хранилище 18а, предусмотренном на стороне пола 17, расположен первый опорный элемент 23а, который поддерживает рентгеновский детектор 26 и прямолинейно перемещает его в вертикальном направлении. Первый опорный элемент 23а состоит, например, из гидравлического цилиндра, который при подаче гидравлического давления перемещает шток, выдвигая его примерно на 1,5 м до остановки на стопоре. При сбрасывании гидравлического давления шток возвращается в исходное положение под действием встроенной пружины.

На верхнем конце рентгеновского детектора 26 предусмотрена крышка 24a, которая закрывает отверстие 20a хранилища 18a вровень с поверхностью 17 пола, когда рентгеновский детектор 26 помещен в хранилище 18a. По меньшей мере верхняя поверхность крышки 24а выполнена из того же материала, что и поверхность 17 пола. Кроме того, в хранилище 18а предусмотрено отделение для технического обслуживания, проверки и ремонта рентгеновских детекторов, а также опорных элементов. Отделение для технического обслуживания имеет вход, отличный от отверстия 20а, и содержит полки 14 с держателями для средств технического обслуживания и инструментов.

На фиг. 3В показан рентгеновский детектор 26, помещенный в хранилище 18а, в котором он находится за исключением тех случаев, когда выполняется флюороскопическая рентгеновская визуализация. Как показано на фиг. 3А и 3С, для выполнения флюороскопической рентгеновской визуализации первый опорный элемент 23а выдвигается. Следует отметить, что первый опорный элемент 23а выдвигается по сигналу от управляющего устройства о готовности к визуализации или по сигналу на разрешение визуализации и убирается на хранение по сигналу от управляющего устройства о прерывании визуализации или по сигналу о завершении визуализации.

Таким образом, облегчается доступ медицинского персонала к кушетке 15 во время размещения пациента 12 и снижается риск споткнуться. Кроме того, материал верхней поверхности крышки и материал пола является одинаковым, следовательно, создается впечатление единообразия и снижается ощущение напряжения и дискомфорта. В связи с тем, что хранилище 18 для рентгеновского детектора 26 образовано на стороне пола 17 процедурного кабинета 11, отсутствует необходимость в дополнительном пространстве для удаления рентгеновского детектора 26. Следовательно, может использоваться минимальная площадь помещения. Кроме того, согласно первому варианту осуществления изобретения отверстие 20а хранилища может быть небольшим.

Второй вариант осуществления изобретения

Далее будет описан второй вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 4A–4C. Во втором варианте осуществления изобретения конфигурация горизонтального томографа, кроме рентгеновского детектора, в целом аналогична конфигурации горизонтального томографа в первом варианте осуществления изобретения, в связи с чем, горизонтальный томограф повторно не описан.

На фиг. 4А показан вид в перспективе рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно второму варианту осуществления изобретения. На фиг. 4В представлен вид в продольном разрезе рентгеновского детектора, помещенного в хранилище. На фиг. 4С представлен вид в продольном разрезе рентгеновского детектора при использовании.

В аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно второму варианту осуществления изобретения в хранилище 18b, расположенном на стороне пола 17, расположен второй опорный элемент 23b, который поддерживает рентгеновский детектор 26 и, совершая поворотное движение, перемещает рентгеновский детектор 26 в продольном направлении воспринимающей поверхности детектора. С нижним концом второго опорного элемента 23b соединен поворотный узел 13. В качестве примера второй опорный элемент 23b выполнен в виде металлической трубы, при этом поворотный узел 13 включает в себя металлический вал, редуктор, электродвигатель и датчик угла поворота. Вал электродвигателя поворачивается в положение, задаваемое датчиком угла поворота.

Когда рентгеновский детектор 26 находится в хранилище 18b, отверстие 20b хранилища 18b закрыто крышкой 24b вровень с поверхностью 17 пола. Второй опорный элемент 23b, совершающий поворотное движение, и открывающаяся крышка 24b действуют согласованно, не создавая помех друг другу.

На фиг. 4В показан рентгеновский детектор 26, помещенный в хранилище 18b, в котором он находится за исключением тех случаев, когда выполняется флюороскопическая рентгеновская визуализация. Как показано на фиг. 4A и 4C, для выполнения флюороскопической рентгеновской визуализации поворотный узел 13, соединенный с нижним концом второго опорного элемента 23b, поворачивается, приводя рентгеновский детектор 26 в положение визуализации. Во втором варианте осуществления изобретения можно уменьшить вертикальную глубину хранилища 18b.

Третий вариант осуществления изобретения

Далее будет описан третий вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 5А–5С. В третьем варианте осуществления изобретения конфигурация горизонтального томографа, кроме рентгеновского детектора, в целом аналогична конфигурации горизонтального томографа в первом варианте осуществления изобретения, в связи с чем, горизонтальный томограф повторно не описан.

На фиг. 5А показан вид в перспективе рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно третьему варианту осуществления изобретения. На фиг. 5B представлен вид в продольном разрезе рентгеновского детектора, помещенного в хранилище. На фиг. 5C представлен вид в продольном разрезе рентгеновского детектора при использовании.

В аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно третьему варианту осуществления изобретения в хранилище 18c, расположенном на стороне пола 17, расположен третий опорный элемент 23c, который поддерживает рентгеновский детектор 26 и, совершая поворотное движение, перемещает рентгеновский детектор 26 в направлении, перпендикулярном воспринимающей поверхности детектора. С нижним концом третьего опорного элемента 23с соединен поворотный узел 13. Согласно третьему варианту осуществления изобретения, применяемый третий опорный элемент 23c выполнен из пластика, армированного стекловолокном, а поворотный узел 13 включает в себя вал и пружину. В хранилище 18с предусмотрена защелка (не показана), которая освобождается при нажатии на педаль (не показана), предусмотренную на стороне пола 17, в результате чего поворотный узел 13 поворачивается под действием пружины и упирается в стопор, занимая заданное положение. Для помещения рентгеновского детектора 26 на хранение сотрудники толкают его обратно в хранилище и запирают защелку.

Аппарат для корпускулярной лучевой терапии согласно третьему варианту осуществления изобретения содержит крышку 24c, которая закрывает отверстие 20c хранилища 18с вровень с поверхностью 17 пола, когда первый рентгеновский детектор 26 находится в хранилище 18с.

На фиг. 5В показан рентгеновский детектор 26, помещенный в хранилище 18с, в котором он находится за исключением тех случаев, когда выполняется флюороскопическая рентгеновская визуализация. Как показано на фиг. 5А и 5C, для выполнения флюороскопической рентгеновской визуализации узел 13, соединенный с нижним концом третьего опорного элемента 23с, поворачивается, приводя рентгеновский детектор 26 в положение визуализации. В третьем варианте осуществления изобретения можно дополнительно уменьшить вертикальную глубину хранилища 18с. Кроме того, благодаря большой контактной поверхности стопора обеспечивается надежная фиксация и высокоточное позиционирование рентгеновского детектора 26.

Четвертый вариант осуществления изобретения

Далее будет описан четвертый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 6 и 7. На фиг. 6 показано схематическое изображение аппарата для корпускулярной лучевой терапии согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Показанные на фиг. 6 компоненты, конфигурация или функциональные характеристики которых аналогичны компонентам, показанным на фиг. 1, обозначены теми же ссылочными позициями и повторно не описаны.

Аппарат для корпускулярной лучевой терапии согласно четвертому варианту осуществления изобретения содержит четвертый опорный элемент 23d (фиг. 7), который расположен в процедурном кабинете 11 в месте, отличном от стороны пола 17. Когда горизонтальный томограф 21 не используется, четвертый опорный элемент 23d перемещает первый рентгеновский детектор 26 в горизонтальном направлении с последующим подъемом вверх. Когда необходимо использовать горизонтальный томограф 21, четвертый опорный элемент 23d располагает первый рентгеновский детектор 26 между кушеткой 15 и облучающими головками 16.

На фиг. 7 представлена схема, иллюстрирующая положение при использовании и при хранении рентгеновского детектора горизонтального томографа, применяемого в аппарате для корпускулярной лучевой терапии согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

При выполнении рентгеновской визуализации первый рентгеновский детектор 26(I) занимает положение, в котором он обращен к облучающей головке 16а. После проведения рентгеновской визуализации первый рентгеновский детектор 26(II) перемещается в горизонтальном направлении с последующим подъемом вверх, чтобы он был отдален от облучающей головки 16b и не создавал помех работающему медицинскому персоналу, то есть обеспечивается удаление первого рентгеновского детектора 26(III).

Согласно по меньшей мере одному из описанных выше вариантов осуществления изобретения, когда в аппарате для корпускулярной лучевой терапии не проводится рентгеновская визуализация, рентгеновский детектор удаляется в хранилище минимального размера, во избежание излишней загруженности эффективного пространства процедурного кабинета и улучшения условий труда медицинского персонала.

Были описаны лишь некоторые из возможных вариантов осуществления изобретения, которые являются исключительно иллюстративными и не ограничивающими объем изобретения. На основе указанных вариантов осуществления изобретения могут быть созданы новые варианты, при этом допускаются различные изъятия, замены и модификации без отклонения от существа изобретения. Признаки вариантов осуществления изобретения и их модификации включены в прилагаемую формулу изобретения и ее эквиваленты и составляют объем и существо изобретения.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к аппаратам для корпускулярной лучевой терапии. Аппарат содержит кушетку, облучающую головку, горизонтальный томограф, вертикальный томограф, хранилище и опорный элемент. Кушетка выполнена с возможностью перемещения в пространстве процедурного кабинета для позиционирования пациента. Облучающая головка выполнена с возможностью выпуска в процедурном кабинете пучка частиц, который был транспортирован по фиксированному каналу для транспортировки пучка. Горизонтальный томограф снабжен первым источником рентгеновского излучения и первым рентгеновским детектором, которые обращены друг к другу так, что в горизонтальном направлении кушетка расположена между первым источником рентгеновского излучения и первым рентгеновским детектором. Вертикальный томограф снабжен вторым источником рентгеновского излучения и вторым рентгеновским детектором, которые обращены друг к другу так, что в вертикальном направлении кушетка расположена между вторым источником рентгеновского излучения и вторым рентгеновским детектором. Хранилище расположено на стороне пола процедурного кабинета и предназначено для хранения первого рентгеновского детектора под полом, когда горизонтальный томограф не используется. Опорный элемент выполнен с возможностью помещаться в хранилище вместе с первым рентгеновским детектором, когда горизонтальный томограф не используется, а также выполнен с возможностью перемещения первого рентгеновского детектора в положение над полом и поддержания первого рентгеновского детектора между кушеткой и облучающими головками при использовании горизонтального томографа. Достигается улучшение условий труда медицинского персонала и эффективность использования рабочего пространства в процедурном кабинете. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Аппарат для корпускулярной лучевой терапии, содержащий:

кушетку, выполненную с возможностью перемещения в пространстве процедурного кабинета для позиционирования пациента;

облучающую головку, выполненную с возможностью выпуска в процедурном кабинете пучка частиц, который был транспортирован по фиксированному каналу для транспортировки пучка;

горизонтальный томограф, снабженный первым источником рентгеновского излучения и первым рентгеновским детектором, которые обращены друг к другу так, что в горизонтальном направлении кушетка расположена между первым источником рентгеновского излучения и первым рентгеновским детектором;

вертикальный томограф, снабженный вторым источником рентгеновского излучения и вторым рентгеновским детектором, которые обращены друг к другу так, что в вертикальном направлении кушетка расположена между вторым источником рентгеновского излучения и вторым рентгеновским детектором;

хранилище, расположенное на стороне пола процедурного кабинета и предназначенное для хранения первого рентгеновского детектора под полом, когда горизонтальный томограф не используется; и

опорный элемент, выполненный с возможностью помещаться в хранилище вместе с первым рентгеновским детектором, когда горизонтальный томограф не используется, а также выполненный с возможностью перемещения первого рентгеновского детектора в положение над полом и поддержания первого рентгеновского детектора между кушеткой и облучающими головками при использовании горизонтального томографа.

2 Аппарат по п. 1, который дополнительно содержит сканирующий электромагнит для выполнения облучения сканирующим пучком частиц.

3. Аппарат по п. 1 или 2, в котором облучающая головка выполнена с возможностью выпуска пучка частиц в фиксированном направлении под углом 0° относительно горизонтали.

4. Аппарат по любому из пп. 1–3, в котором опорный элемент является первым опорным элементом, выполненным с возможностью прямолинейного перемещения рентгеновского детектора в вертикальном направлении.

5. Аппарат по любому из пп. 1–3, в котором опорный элемент является вторым опорным элементом, выполненным с возможностью поворотного перемещения рентгеновского детектора в направлении вдоль воспринимающей поверхности рентгеновского детектора.

6. Аппарат по любому из пп. 1–3, в котором опорный элемент является третьим опорным элементом, выполненным с возможностью поворотного перемещения рентгеновского детектора в направлении, перпендикулярном воспринимающей поверхности рентгеновского детектора.

7. Аппарат по любому из пп. 1–6, который дополнительно содержит крышку, выполненную с возможностью закрывать отверстие хранилища вровень с поверхностью пола, когда рентгеновский детектор находится в хранилище.

8. Аппарат для корпускулярной лучевой терапии, содержащий:

кушетку, выполненную с возможностью перемещения в пространстве процедурного кабинета для позиционирования пациента;

облучающую головку, выполненную с возможностью выпуска в процедурном кабинете пучка частиц, который был транспортирован по фиксированному каналу для транспортировки пучка;

горизонтальный томограф, снабженный первым источником рентгеновского излучения и первым рентгеновским детектором, которые обращены друг к другу так, что в горизонтальном направлении кушетка расположена между первым источником рентгеновского излучения и первым рентгеновским детектором;

вертикальный томограф, снабженный вторым источником рентгеновского излучения и вторым рентгеновским детектором, которые обращены друг к другу так, что в вертикальном направлении кушетка расположена между вторым источником рентгеновского излучения и вторым рентгеновским детектором;

четвертый опорный элемент, который

установлен в процедурном кабинете в месте, отличном от стороны пола, и

выполнен с возможностью перемещения первого рентгеновского детектора в горизонтальном направлении с последующим подъемом вверх, когда горизонтальный томограф не используется, а также

выполнен с возможностью позиционирования первого рентгеновского детектора между кушеткой и облучающей головкой при использовании горизонтального томографа.