CN100515520C - 放射治疗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于伽玛射线旋转聚焦的放射治疗装置。本发明包括主机控制器、驱动器、辐射装置、治疗床等，治疗床穿设于回转环，辐射装置上设有可旋转屏蔽体，可旋转屏蔽体上设有一组与放射源的分布规律相同的通孔，回转支架的两端固定有回转支承环，回转支承环轴向定位转动配合有回转环，所述辐射装置设置于两回转环之间，辐射装置的可旋转屏蔽体中央设有可转动的圆柱形准直体，准直体中心设有源体，源体内装有多个直线排列的放射源。本发明与现有技术相比，由于辐射装置内的圆柱形准直体和源体同步转动，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。

Description

放射治疗装置

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放射通道，聚焦照射在回转轴线的一个公共焦点上，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，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范围，增加了设备制造难度和制造成本。

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，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：主机控制器、驱动器、辐射装置、治疗床、回转支架、回转支承环、回转环，所述治疗床穿设于回转环，所述辐射装置上设有可旋转屏蔽体，可旋转屏蔽体上设有一组与放射源的分布规律相同的通孔，回转支架的两端固定有回转支承环，回转支承环轴向定位转动配合有回转环，所述辐射装置设置于两回转环之间，辐射装置的可旋转屏蔽体中央设有可转动的圆柱形准直体，准直体中心设有源体，源体内装有多个直线排列的放射源。

本发明所述两回转环之间设有与辐射装置配重的平衡体。

本发明的准直体的驱动器I安装在可旋转屏蔽体上、或回转支架上、或回转支承环上，所述驱动器I与主机控制器相连接，驱动器I包括电机、编码器、联轴器或齿轮。

本发明所述放射源的射束聚焦在回转轴线上的辐射焦点。

本发明所述源体内设有可装卸的源匣，源匣内定位固定多个放射源，放射源内腔的周向均布延伸出多个射束出口，每个放射源周围均布的多个射束出口与源体内的射束通道入口相对应。

本发明准直体上设有不同孔径的内准直器，内准直器的入口对准源体内的放射源射束出口，每一组的内准直器的孔径相同，而且其分布规律与放射源孔径的分布规律相同，源体的放射源通过射束通道，对准位于回转轴线上的辐射焦点上。

本发明所述回转支架上设有可直线移动屏蔽体，可旋转屏蔽体与可直线移动屏蔽体两者之间的结合面为曲面。

本发明所述回转支架上固定一支撑座，支撑座上设有可绕其滑动或滚动的水平旋转的另一辐射装置，该另一辐射装置内的放射源射束通过准直通道，聚焦在辐射焦点上，与辐射装置内的放射源射束的辐射焦点重合。

本发明的可旋转屏蔽体的通孔内设有可拆卸的外准直器。

本发明与现有技术相比，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和源体202同步转动，本发明的单层、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103内的范围，治疗时扩大了回转环103内治疗床4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。辐射装置2中源体和准直体一体化的设计，简化了机械结构和驱动系统、提高了运动精度，便于辐射安全屏蔽，一体化的源体便于装源和精确准直；多个射束出口的放射源可以减少现有钴60放射治疗设备的源活性区，长度大于输出口界面而形成的钴粒自屏蔽，有效提高钴源利用效率，使用较低的装源活度获得更高的输出剂量，有利于节约成本，便于废源回收处理，有利于环保。本发明能够对于有多个病灶的病人，实行多靶点不同辐射野尺寸的治疗规划，通过旋转准直体203选择不同孔径的内准直器204，从而，变换放射源射束的束径，即改变辐射野尺寸，实现对多个不同病灶连续、有效地放射治疗。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是本发明治疗状态的整体结构示意图。

图4是本发明非治疗状态的整体结构示意图。

图5是本发明的另一个实施例的整体结构示意图。

图6是本发明的源体结构示意图。

图7是本发明的控制装置示意图。

图8是本发明所述的放射治疗装置的治疗流程图。

图中1.辐射焦点，2.辐射装置，3.回转轴线，4.治疗床，20.辐射装置，101.回转支架，102.回转支承环，103.回转环，104.平衡体，200.放射源，201.可旋转屏蔽体，202.源体，203.准直体，204.内准直器，205.外准直器，206.可直线移动屏蔽体，207.支撑座，210.驱动装置I，211.驱动装置II，212.传动装置，213.驱动装置III。

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。

如图1、图2和图7所示，在本发明的一个实施例中，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、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、辐射装置2的驱动装置III213、准直体203的驱动装置I210、主机控制系统、检测反馈系统。其中，辐射装置2内设置可旋转屏蔽体201，可旋转屏蔽体201中央设有可转动的圆柱形准直体203，准直体203中心设有源体202，源体202内装有多个直线排列的放射源，可旋转屏蔽体201上设有可拆卸的外准直器205；辐射装置2的驱动装置III213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；准直体203的驱动装置I210可以安装在可旋转屏蔽体201上、或回转支架101上、或回转支承环102上；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I210包括：驱动器I、电机I、编码器I、联轴器或齿轮；驱动装置III213包括：驱动器III、电机III、编码器III、联轴器或齿轮。

固定在准直体203内的源体202可以是圆柱体或多面体，并可从准直体203内拆卸取出，源体202内定位固定多个放射源200，放射源200可以是圆柱体、多面体或十字形，放射源200内腔填充放射性的钴粒，从放射源200内腔的周向均布延伸出多个射束出口，该出口与源体202内的射束通道入口相对应，圆柱形准直体203上设有若干组不同孔径的内准直器204，内准直器204的入口对准源体202内的射束通道出口，每一组的内准直器204的孔径相同，而且其分布规律与放射源200射束出口的分布规律相同，可旋转屏蔽体201上设有一组与放射源200射束出口的分布规律相同的通孔，该通孔内设有可拆卸的外准直器205；其中，内准直器204的射束通道孔径大于或等于外准直器205的射束通道孔径，小于可旋转屏蔽体201上的射束通道通孔的孔径。治疗需要小的辐射野时，多个放射源200的射束通过源体202内的射束通道、内准直器204和外准直器205组成的放射源200射束通道，聚焦在回转轴线3上的辐射焦点1上；治疗需要大的辐射野时，应卸下可旋转屏蔽体201上的外准直器205，多个放射源200射束通过准直体203上的内准直器204射束通道和可旋转屏蔽体201上的通孔，聚焦在辐射焦点1上；设备进行核物理检测如杂散泄露辐射时，可旋转屏蔽体201上的通孔内安装重金属的屏蔽棒，以避免透过内准直器204射束通道的辐射泄漏影响测量结果。

在本实施例中，圆柱形准直体203上均布四组不同孔径的内准直器204，旋转圆柱形准直体203，使一组内准直器204的出口对准可旋转屏蔽体201上外准直器205的入口，源体202的放射源200射束聚焦在辐射焦点1上，将圆柱形准直体203继续旋转45度，使可旋转屏蔽体201屏蔽了源体202的放射源200的射束，辐射焦点1上无射束聚焦，放射治疗装置处于安全的非治疗状态，治疗过程中，通过旋转圆柱形准直体203，可改变放射源200射束束径的大小，从而改变辐射焦点1的辐射野尺寸，实现对多个不同病灶连续、有效地放射治疗。

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和源体202同步自转，本发明的单层、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103内的范围，治疗时扩大了回转环103内治疗床4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。辐射装置2中源体和准直体一体化的设计，简化了机械结构和驱动系统、提高了运动精度，便于辐射安全屏蔽，一体化的源体便于装源和精确准直；多个射束出口的放射源200可以减少现有钴60放射治疗设备的源活性区，长度大于输出口界面而形成的钴粒自屏蔽，有效提高钴源利用效率，使用较低的装源活度获得更高的输出剂量，有利于节约成本，便于废源回收处理，有利于环保。

如图8所示，结合本发明所述的放射治疗装置的治疗流程图，详细说明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III213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和源体202同步自转至屏蔽位置；

准直体203的驱动装置I210接受主机控制系统的指令，驱动可旋转的圆柱形准直体203和源体202同步自转至屏蔽位置，使准直体203上的内准直器204出口之间的位置遮挡住可旋转屏蔽体201上通孔入口，源体202内放射源200射束通过准直体203上的内准直器204射束通道，被可旋转屏蔽体201遮挡，辐射焦点1上没有射束聚焦，放射治疗装置处于安全的非治疗状态，即屏蔽状态。

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的辐射焦点1上，主机控制系统向辐射装置2的驱动装置III213发出指令，使辐射装置2转到放射治疗的起点。

5.准直体203和源体202同步自转至选定位置；

根据治疗规划系统给出的选定内准直器204的数据，主机控制系统再向准直体203的驱动装置I210发出指令，驱动准直体203和源体202同步自转至选定位置，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，使选定的一组内准直器204出口对准可旋转屏蔽体201上通孔的入口，源体202内放射源200射束通过内准直器204射束通道和可旋转屏蔽体201上的射束通道，聚焦在回转轴线3的辐射焦点1上。

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III213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内准直器；

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，需要选择另一组内准直器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和源体202同步自转至屏蔽位置；

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。

本发明能够对于多个病灶的病人，实行多靶点不同辐射野尺寸的治疗规划，通过旋转准直体203选择不同孔径的内准直器204，从而，变换放射源射束的束径，即改变辐射野尺寸，实现对多个不同病灶连续、有效地放射治疗。

如图3、图4所示，在本发明的又一个实施例中，放射治疗装置的屏蔽体包括：可旋转屏蔽体201、可直线移动屏蔽体206，两者之间的结合面为曲面，如：阶梯形或锯齿形，可旋转屏蔽体201固定在回转环103之间，可直线移动屏蔽体206与固定在回转支架101上的直线导向装置相连接，在非治疗状态下，可旋转屏蔽体201和可直线移动屏蔽体206在阶梯形或锯齿形结合面处合并，进入治疗状态时，可直线移动屏蔽体206沿直线导向装置平移至脱离可旋转屏蔽体201的位置，可旋转屏蔽体201在主机控制器的控制下，与回转环103一起转动，治疗结束后，可旋转屏蔽体201转回起始位置，可直线移动屏蔽体206沿直线导向装置平移至与可旋转屏蔽体201合并的位置；可直线移动屏蔽体206位于回转环103侧边时，直线导向装置为水平设置的直线导轨，可直线移动屏蔽体206位于回转环103下方时，直线导向装置为垂直设置的丝杠；可分离式屏蔽体既可以减轻治疗状态下辐射装置2和平衡体104的重量、体积，又使非治疗状态下的安全防护得到保障。

如图5所示，在本发明的另一个实施例中，放射治疗装置还包括：固定在回转支架101上的支撑座207、可绕支撑座207滑动或滚动水平旋转的辐射装置20、固定在回转支架101或支撑座207上的传动装置212、驱动装置II211，其中，驱动装置II211包括：电机II、编码器II、联轴器或齿轮，驱动装置II211与主机控制系统相连接，辐射装置20内的放射源200射束通过准直通道，聚焦在辐射焦点1上，与辐射装置2内的放射源200射束聚焦点重合。

Claims (9)

1.一种放射治疗装置，包括：主机控制器、驱动器、辐射装置(2)、治疗床(4)、回转支架(101)、回转支承环(102)、回转环(103)，所述治疗床(4)穿设于回转环(103)，所述辐射装置(2)上设有可旋转屏蔽体(201)，可旋转屏蔽体(201)上设有一组与放射源的分布规律相同的通孔，回转支架(101)的两端固定有回转支承环(102)，回转支承环(102)轴向定位转动配合有回转环(103)，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)的可旋转屏蔽体(201)中央设有可转动的圆柱形准直体(203)，准直体(203)中心设有源体(202)，源体(202)内装有多个直线排列的放射源。

2.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)之间设有与辐射装置(2)配重的平衡体(104)。

3.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：准直体(203)的驱动器I(210)安装在可旋转屏蔽体(201)上、或回转支架(10)上、或回转支承环(102)上，所述驱动器I(210)与主机控制器相连接，驱动器I(210)包括电机、编码器、联轴器或齿轮。

4.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述放射源的射束聚焦在回转轴线(3)上的辐射焦点(1)。

5.根据权利要求4所述的放射治疗装置，其特征在于：所述源体(202)内设有可装卸的源匣，源匣内定位固定多个放射源，放射源内腔的周向均布延伸出多个射束出口，每个放射源周围均布的多个射束出口与源体(202)内的射束通道入口相对应。

6.根据权利要求4所述的放射治疗装置，其特征在于：准直体(203)上设有不同孔径的内准直器(204)，内准直器(204)的入口对准源体(202)内的放射源射束出口，每一组的内准直器(204)的孔径相同，而且其分布规律与放射源孔径的分布规律相同，源体(202)的放射源通过射束通道，对准位于回转轴线(3)上的辐射焦点(1)上。

7.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述回转支架(101)上设有可直线移动屏蔽体(206)，可旋转屏蔽体(201)与可直线移动屏蔽体(206)两者之间的结合面为曲面。

8.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述回转支架(101)上固定一支撑座(207)，支撑座(207)上设有可绕其滑动或滚动的水平旋转的另一辐射装置(20)，该另一辐射装置(20)内的放射源射束通过准直通道，聚焦在辐射焦点(1)上，与辐射装置(2)内的放射源射束的辐射焦点(1)重合。

9.根据权利要求1所述的放射治疗装置，其特征在于：所述可旋转屏蔽体(201)的通孔内设有可拆卸的外准直器(205)。

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