CN100450564C - 一种放射治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种放射治疗装置，它涉及一种放射医疗设备，尤其涉及一种用于伽玛射线旋转聚焦的放射治疗装置。本发明包括辐射装置、治疗床、回转支架、回转支承环、回转环，设置于两回转环之间辐射装置上设有源体、准直体，源体内载有一组放射源，放射源射束出口对准位于回转轴线上的公共焦点，所述的准直体为圆柱形，其两端通过传动部件联接在源体上，所述的传动部件至少有一个为螺旋传动机构，准直体上设有多组过中心并沿轴向交错分布的放射通道，放射通道内的准直器和屏蔽塞的分布规律与放射源射的分布规律相同；本发明扩大了治疗空间，降低了设备的制造成本和制造难度，实现对多个不同病灶连续、有效、安全地放射治疗。
Description
技术领域
本发明涉及一种放射医疗设备，尤其涉及一种用于伽玛射线旋转聚焦的放射治疗装置。
背景技术
在使用放射治疗装置进行放射治疗中，采用旋转聚焦的工作原理对病人的病灶进行回转照射，使旋转聚点处的病灶组织受到最大剂量的照射，健康组织受到瞬时的、耐受剂量的照射，从而杀死病灶、保护病灶周围的健康组织，达到放射治疗的目的。中国专利公开号为CN 1275410的多源放射线全身治疗装置公开了一种放射治疗装置，该装置包括：源体、与源体相固定的源体回转环、准直体、与准直体相固定的准直体回转环、回转支架、固定在回转支架内的回转支承环。其中，回转支承环与源体回转环之间、源体回转环与准直体回转环之间分别设有多个滚动轴承，形成轴向定位的转动配合。源体和准直体可分别绕同一回转轴线旋转、源体内分布的多个放射源通过源体和准直体内的准直通道，聚焦照射在回转轴线的一个公共焦点上，扇形准直体上设有不同孔径的准直器，孔径相同的准直器为一组，每一组准直器的分布规律与源体内放射源的分布规律相同，源体内的放射源及其放射通道径向分布在一个角度范围小于90度的扇形区域内、轴向分布在一个角度范围小于60度的扇形区域内，准直体相对于源体旋转可使每组准直器的入口分别对准源体内的放射源，不同孔径的准直器可改变放射源射束束径的尺寸，准直体的内回转半径小于人体宽度。
上述装置的回转支架内设置了回转支承环、源体回转环、准直体回转环，扇形准直体上设有不同孔径的准直器，其缺点是三个镶嵌套装的回转环缩小了治疗空间，减小了准直体的回转的治疗范围，增加了设备制造难度和制造成本；扇形准直体内的准直器分布在径向小于90度、轴向小于60度的扇形区域内，使准直体内只能容纳一组屏蔽塞和两种规格的准直器，对于有多个、大小不同病灶的病人，不能实现连续、有效地放射治疗，使选择适应症的范围受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种放射治疗装置，其要解决的技术问题是扩大治疗空间，扩大适应症的选择范围，降低制造难度和制造成本。
为达到上述目的本发明采用以下技术方案：一种放射治疗装置，包括：辐射装置、治疗床、回转支架、回转支承环、两回转环，所述辐射装置上设有源体、准直体，源体内载有一组放射源，放射源射束出口对准位于回转轴线上的公共焦点，所述辐射装置设置于两回转环之间，辐射装置上的准直体为圆柱形，所述圆柱形准直体的两端通过传动部件联接在源体上，所述的传动部件至少有一个为螺旋传动机构，所述圆柱形准直体上设有多组放射通道，每个放射通道穿过圆柱形准直体的中心，每一组放射通道沿轴向直线性或螺旋线形排列，各组放射通道在准直体上沿轴向交错分布。
本发明所述准直体上的放射通道内设有不同孔径的准直器和屏蔽塞，准直器的入口对准辐射装置内的放射源射束出口，每一组的准直器的孔径相同，每一组的准直器和屏蔽塞的分布规律与放射源的分布规律相同，辐射装置的放射源通过射束通道，对准位于回转轴线上的公共焦点上。
本发明所述辐射装置内设有可装卸的源匣，源匣内定位固定多个放射源。
本发明所述螺旋传动机构包括：螺旋副、驱动装置和传动件，所述的驱动装置固定在源体上，驱动装置通过传动件驱动螺旋副做螺旋运动，所述螺旋副为滑动螺旋副或滚动螺旋副。
本发明所述两回转环之间设有吸收射线的平衡体。
本发明与现有技术相比，由于辐射装置固定在回转环上，辐射装置内的圆柱形准直体通过螺旋式自转实现与辐射装置内放射源的相对运动，本发明的采用的单层、双支撑的结构与现有技术中双回转环、双支撑的结构相比，增大了回转环内的范围，治疗时扩大了回转环内治疗床的移动范围，扩大了治疗空间，降低了设备的制造成本和制造难度，提高了设备的运动精度；圆柱形准直体上不同组的放射通道沿轴向交错分布，增加了准直体内容纳的放射通道组数，以及放射通道内准直器的规格，扩大了该设备的适应症选择的范围，能够对于有多个、不同大小病灶的病人，实行多靶点不同辐射野尺寸的治疗规划，并实现对多个不同病灶连续、有效地放射治疗；在源匣内安装放射源，再将源匣放入源体内的装源方式，操作简单、准直精确、提高了放射源的聚焦精度。
附图说明
图1是本发明实施例一的轴向整体结构示意图。
图2是本发明实施例二的轴向整体结构示意图。
图3是本发明的径向整体结构示意图。
图4是本发明实施例一的准直体结构示意图。
图5是本发明实施例二的准直体结构示意图。
图6是图4中A-A的剖视图。
图7是图5中A-A的剖视图。
图8是图5中B-B的剖视图。
图9是本发明的控制装置示意图。
图10是本发明所述的放射治疗装置的治疗流程图。
图中1.公共焦点，2.辐射装置，3.回转轴线，4.治疗床，30.螺旋传动机构，101.回转支架，102.回转支承环，103.回转环，104.平衡体，201.源体，202.放射源，203.准直体，204.准直器，205.源匣，206.屏蔽塞，210.圆周运动传动机构，301.螺杆，302.插销，303.驱动装置，304.传动装置，305.直线驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明作进一步详细的说明。
在本发明的实施例一中，如图1和图3所示，放射治疗装置包括：回转支架101、固定在回转支架101两端的回转支承环102、与回转支承环102轴向定位转动配合的回转环103、穿过回转环103中央的治疗床4、固定在回转环103之间的辐射装置2、固定在回转环103之间并与辐射装置2配重的平衡体104、通过回转环103驱动辐射装置2转动的驱动装置、准直体203的驱动装置303、主机控制系统、检测反馈系统。其中，所述的平衡体104能吸收辐射装置2内放射源的射线，辐射装置2内设置源体201，源体201上设有可拆卸的载有放射源的源匣205，以及与源匣205和源体201间隙配合的圆柱形准直体203，准直体203的两端连接螺旋传动机构3；源匣205内的多个放射源可以是直线形排列或螺旋线形排列；辐射装置2的驱动装置固定在回转支架101上，回转环103与回转支承环102之间可以滚动或滑动；主机控制系统包括：数据输入系统、多轴控制器、I/O端口；驱动装置包括：驱动器、电机、编码器、联轴器或齿轮。
如图1所示，圆柱形准直体203的两端分别联接左向螺旋传动机构和右向螺旋传动机构，左向螺旋传动机构和右向螺旋传动机构的区别仅在于螺杆301的螺纹分别为左旋螺纹和右旋螺纹；在左向螺旋传动机构中，带有左向螺纹的螺杆301固定在准直体203的一端，传动件304、准直体203的驱动装置303和插销302都安装在源体201上，插销302的一端插入螺杆301的螺纹内，另一端与直线驱动装置305联接，直线驱动装置305可以带动插销302脱离螺杆301的螺纹，当右向螺旋传动机构中的插销脱开右旋螺杆301的螺纹时，准直体203的驱动装置303通过传动件304驱动螺杆301绕其中心旋转，即自转，插入螺杆301螺纹内的插销302使螺杆301沿自身的螺纹运动，实现向左的螺旋运动，当插销302通过直线驱动装置305带动脱开左旋螺杆301的螺纹时，固定在准直体203另一端的右向螺旋传动机构可以驱动准直体203实现向右的螺旋运动；在所述的螺旋传动机构中，插销302可以由可移动的导向螺杆代替；
如图4和图6所示，圆柱形准直体203上设有三排沿轴向直线分布的放射通道，每个放射通道穿过圆柱形准直体203的中心，每排放射通道在准直体203上沿轴向交错分布，第一排和第三排放射通道内分别相互间隔地安装两组不同孔径的准直器204，第二排放射通道内安装一组屏蔽塞206，屏蔽塞206是由重金属制成的实心圆柱棒，每一组的准直器204的孔径相同，每一组准直器204和屏蔽塞206的分布规律与放射源的分布规律相同，当一组准直器204的入口对准源匣205内放射源的射束出口时，放射源的射束通过准直器204中心的射束通道，聚焦在回转轴线3上的公共焦点1上。例如：准直器204的孔径分别是φ5、φ15、φ25、φ40毫米，在第一排准直器204的顺序中，单数为φ5孔径的准直器204，双数为φ15孔径的准直器204，在第二排准直器204的顺序中，单数为φ25孔径的准直器204，双数为φ40孔径的准直器204；当一组屏蔽塞206对准源匣205内放射源的射束出口时，放射源的射束被屏蔽塞206遮挡，治疗室内无射线产生，设备处于关束的安全状态；通过左向螺旋传动机构驱动准直体203向左作正向螺旋运动至规定的位置，使φ5孔径的准直器204对准源匣205内放射源的射束出口，放射源的射束通过准直器204的内孔，聚焦在回转轴线3的公共焦点1上，使公共焦点1的辐射野尺寸为φ5，设备处于开束的治疗状态；通过左向螺旋传动机构驱动准直体203向左作反向螺旋运动，越过一组屏蔽塞206至规定的位置，使φ40孔径的准直器204对准源匣205内放射源的射束出口，使射束聚焦公共焦点1的辐射野尺寸为φ40，同理，将准直体203回到关束状态，通过右向螺旋传动机构的驱动，可以分别使φ15、φ25孔径的准直器204越过一组屏蔽塞206对准源匣205内放射源的射束出口，使射束聚焦公共焦点1的辐射野尺寸分别为φ15、φ25。
在本发明的实施例二中，如图2所示，圆柱形准直体203的一端联接左向螺旋传动机构，另一端联接圆周运动传动机构210，在圆周运动传动机构中，驱动装置通过传动轴驱动准直体203自转；在该实施例中，放射治疗装置的其它结构与实施例一中所述的结构相同。
如图5、图7和图8所示，所述圆柱形准直体203上设有三排为一族的放射通道，中间的一排放射通道安装一组屏蔽塞206，其它两排的放射通道内安装准直器204，每排安装准直器204的放射通道内间隔地分布两种不同孔径的准直器204，圆柱形准直体203上设有两族放射通道，每族放射通道沿轴向的分布规律相同。例如：圆柱形准直体203的两族放射通道上设有两组屏蔽塞206和四组准直器204，准直器204的孔径分别是φ5、φ15、φ25、φ40，在第一排为φ5孔径的准直器204，第二排为一组屏蔽塞206，第三排为φ15孔径的准直器204，第四排为φ25孔径的准直器204，第五排为一组屏蔽塞206，第六排为φ40孔径的准直器204；当第二排的屏蔽塞206对准源匣205内放射源的射束出口时，设备处于关束的安全状态；通过左向螺旋传动机构驱动准直体203向左作正向螺旋运动，使φ5孔径的准直器204对准源匣205内放射源的射束出口，放射源的射束通过准直器204中心的射束通道，聚焦在回转轴线3的公共焦点1上，使公共焦点1的辐射野尺寸为φ5，设备处于开束的治疗状态；通过左向螺旋传动机构驱动准直体203向左作反向螺旋运动，越过第二排的屏蔽塞206，使第三排的φ15孔径准直器204对准源匣205内放射源的射束出口，使射束聚焦公共焦点1的辐射野尺寸为φ15，通过圆周运动传动机构驱动准直体203旋转，使第五排的屏蔽塞206对准源匣205内放射源的射束出口，设备处于开束的治疗状态；同理，将通过左向螺旋传动机构的驱动，可以分别使φ25、φ40孔径的准直器204对准源匣205内放射源的射束出口，使射束聚焦公共焦点1的辐射野尺寸分别为φ25、φ40。
由于辐射装置2固定在回转环103上，辐射装置2内的圆柱形准直体203由螺旋传动机构驱动30驱动，通过螺旋式自转实现与辐射装置内2放射源的相对运动，故本发明的采用了单层、双支撑的结构，该结构增大了回转环内的范围，治疗时扩大了回转环内治疗床的移动范围，扩大了治疗空间，降低了设备的制造成本和制造难度，提高了设备的运动精度；圆柱形准直体203上不同组的放射通道沿轴向交错分布，使准直体内可容纳的四组不同孔径的准直器204和屏蔽塞，在变换准直器204的过程中放射源的射束处于屏蔽状态，实现了治疗过程中自动改变放射源射束束径的大小的范围，即扩大了该设备的适应症选择的范围，能够对于有多个、不同大小病灶的病人，实行多靶点不同辐射野尺寸的治疗规划，并实现对多个不同病灶连续、有效地放射治疗；由于在变换准直器204的过程中放射源的射束处于屏蔽状态，使病人在改变放射源射束束径的过程中免受额外射线的辐照，病人在整个治疗过程中接受规定的计划剂量，使治疗更有效、更安全；在源匣内安装放射源，再将源匣放入源体内的装源方式，操作简单、准直精确、提高了放射源的聚焦精度。
如图9、图10所示，结合本发明所述的放射治疗装置的控制装置示意图和治疗流程图，详细说明第一实施例在治疗过程中变换放射源射束的束径的方法，其过程如下：
1.放射治疗装置进行初始化；
治疗前，主机控制系统发出初始化信息，使放射治疗装置的治疗床4、辐射装置2、准直体203处于初始化状态。
2.辐射装置2旋转至起始位置；
辐射装置2的驱动装置接受主机控制系统的指令，驱动回转环103绕回转支承环102相对转动，回转环103带动辐射装置2绕回转轴线3转动，使辐射装置2处于起始位置；
3.准直体203螺旋自转至屏蔽位置；
准直体203的驱动装置接受主机控制系统的指令，驱动可旋转的圆柱形准直体203螺旋自转至屏蔽位置，使一组屏蔽塞206对准源匣205内放射源的射束出口时，放射源的射束被屏蔽塞206遮挡，治疗室内无射线产生，设备处于关束的安全状态。
4.辐射装置2旋转至放射治疗的起始位置；
治疗时，根据治疗规划系统给出的放射治疗起点入射角数据，三维移动的治疗床4使病灶处于回转轴线3的公共焦点1上，主机控制系统向辐射装置2的驱动装置发出指令，使辐射装置2转到放射治疗的起点。
5.准直体203螺旋自转至选定位置；
根据治疗规划系统给出的选定准直器204的数据，主机控制系统再向准直体203的驱动装置发出指令，驱动准直体203螺旋自转至选定位置，检测反馈系统将检测到的位置信号通过I/O端口反馈给主机控制系统，使选定的一组准直器204对准源匣205内放射源的射束出口，放射源的射束通过准直器204中心的射束通道，聚焦在回转轴线3的公共焦点1上，使公共焦点1的辐射野尺寸为选定的规格，设备处于开束的治疗状态。
6.辐射装置2旋转至放射治疗的终点位置；
根据治疗规划系统给出的放射治疗终点入射角数据，辐射装置2的驱动装置接受主机控制系统的指令，驱动辐射装置2从放射治疗的起点转到放射治疗的终点，
7.判断是否选择下一组准直器；
若治疗规划系统给出的治疗方案为多靶点不同辐射野尺寸的放射治疗，需要选择另一组准直器204继续治疗，治疗过程重复执行第3步骤。
若治疗规划系统给出的治疗方案为单靶点相同辐射野尺寸的放射治疗，治疗过程执行第8步骤。
8.准直体203螺旋自转至屏蔽位置；
与第3步骤相同。
9.辐射装置2旋转至起始位置；
与第2步骤相同。
10.结束。
Claims (9)
1.一种放射治疗装置，包括：辐射装置(2)、治疗床(4)、回转支架(101)、回转支承环(102)、两回转环(103)，所述辐射装置(2)上设有源体(201)、准直体(203)，源体(201)内载有一组放射源(202)，放射源(202)射束出口对准位于回转轴线(3)上的公共焦点(1)，其特征在于：所述辐射装置(2)设置于两回转环(103)之间，辐射装置(2)上的准直体(203)为圆柱形，所述圆柱形准直体(203)的两端通过传动部件联接在源体(201)上，所述的传动部件至少有一个为螺旋传动机构(30)，所述圆柱形准直体(203)上设有多组放射通道，每个放射通道穿过圆柱形准直体(203)的中心。
2.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述圆柱形准直体(203)上的每一组放射通道沿轴向直线排列，各组放射通道在准直体(203)上沿轴向交错分布。
3.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述圆柱形准直体(203)上的每一组放射通道沿轴向螺旋线形排列，各组放射通道在准直体(203)上沿轴向交错分布。
4.根据权利要求1、2或3所述的放射治疗装置，其特征在于：准直体(203)上的放射通道内设有不同孔径的准直器(204)和屏蔽塞(206)，准直器(204)的入口对准辐射装置(2)内的放射源射束出口，每一组的准直器(204)的孔径相同，每一组的准直(204)和屏蔽塞(206)的分布规律与放射源的分布规律相同。
5.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述辐射装置(2)内设有可装卸的源匣，源匣内定位固定多个放射源。
6.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述螺旋传动机构(30)包括：螺旋副、驱动装置和传动件，所述的驱动装置和传动件联接在源体(201)上，驱动装置通过传动件驱动螺旋副的主动件做螺旋运动。
7.根据权利要求6所述的放射治疗装置，其特征在于：所述螺旋副为滑动螺旋副，包括：联接在准直体(203)端部的螺杆(301)、设置在源体(201)上插销(302)或导向螺杆(310)，所述的插销(302)或导向螺杆与螺杆(301)的螺纹相配合。
8.根据权利要求6所述的放射治疗装置，其特征在于：所述螺旋副为滚动螺旋副，包括：联接在准直体(203)端部的螺杆、设置在源体(201)上的螺母、以及设置在螺杆和螺母的螺纹滚道间的滚动体，所述的螺杆与螺母通过滚动体相配合。
9.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述两回转环(103)之间设有吸收射线的平衡体(104)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN CITY HAIBO SCIENCE CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: HUI XIAOBING Effective date: 20070810 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20070810 Address after: 518000, room 507, B, Jinhua Road, Futian Free Trade Zone, Shenzhen, Guangdong Applicant after: Haibo Technology Co., Ltd. Shenzhen Address before: 518038 Guangdong Province, Shenzhen Futian Free Trade Zone Jinhua Road Yingdali Digital Park B block, room 507 Applicant before: Hui Xiaobing |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District South Road No. 14 building seven Huiheng A zone 3 Patentee after: Haibo Technology Co., Ltd. Shenzhen Address before: 518000, room 507, B, Jinhua Road, Futian Free Trade Zone, Shenzhen, Guangdong Patentee before: Haibo Technology Co., Ltd. Shenzhen |