本技术介绍了一种微米级笔形束空间分割放疗准直器的组装流程。该流程涉及设计笔形束MBRT的参数和分布,包括微束的尺寸、间距和形状的确定;依据设计规范,进行组件的精确制造和组装,以实现高精度的放疗分割效果。
背景技术
空间分割放射治疗(Spatially Fractionated Radiotherapy,SFRT)因其在降低周围正常组织损伤的同时提高肿瘤控制率的潜力,逐渐成为肿瘤放射治疗研究的一个重要方向。微束放射治疗(Minibeam Radiation Therapy,MBRT)是一种新兴的SFRT形式,其原理是通过多个微小的X射线束(微束)阵列照射肿瘤,使得照射区域产生高剂量峰值和低剂量谷值。这种剂量分布的特性使得肿瘤细胞在高剂量区域内受到足够的杀伤,而低剂量区域对正常组织的损伤相对较小,因而实现了肿瘤杀伤与正常组织保护之间的平衡。
在MBRT中,束斑排列的几何特性对剂量峰谷比、射束输出因子和治疗效果有直接影响。笔型束是一种常见的MBRT束斑设计方式,其通过将多个圆柱形束斑排列在特定几何结构中(例如六边形阵列)来控制剂量分布。笔型束MBRT与传统的条形束MBRT不同,后者通常使用长条状束斑排列来实现较大的靶区覆盖。然而,由于笔型束MBRT在剂量峰谷比和输出因子方面具有显著优势,是MBRT束斑设计的重要研究方向之一。
现有的笔型束MBRT技术在微束放射治疗中展现出一定的应用前景,但在实际应用中依然面临诸多技术挑战。
首先,笔型束MBRT的制造成本较高,通常需要使用高精度设备(微米级别)和厚度适中的材料(如铅或钨)来保证束斑的均匀性和剂量控制。这种对材料和设备的高要求使得生产成本上升,限制了其在临床中的广泛应用,当前临床应用的笔形束目前是厘米级别,称为GRID技术。
此外,笔型束MBRT的束斑排列和间距控制较为复杂,稍有误差便会影响剂量分布,进而对峰谷比和治疗效果产生不利影响。因此,生产和调试过程不仅耗时,还需要投入大量资源,导致整体效率较低。在结构设计上,笔型束MBRT通常采用六边形阵列,以确保各束斑之间的距离均匀。然而,这种几何排布在加工过程中对精度要求极高,稍有偏差就可能导致束斑重叠或间距不均匀,进一步增加了结构的复杂性和制造难度。谷剂量的均匀性难以保证,可能导致正常组织保护不足,影响治疗的安全性和有效性。
实现思路