CN1047322C - 单源体变轨辐射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于放射治疗的单源体变轨辐射装置，它在摆动机架上装了一个用于安装源体的弧形轨道架，通过机架的摆动和源体在弧形轨道中的移动，形成源体相对于聚焦点的双向圆弧运动，使放射源射线以变化的路径辐射病变组织，减少了对健康组织的辐射损伤，直接提高了治疗效果。而且通过这种双向圆弧运动的放射线扫描，很容易形成与病灶形状一致的准确而均匀的辐射剂量场。

Description

单源体变轨辐射装置
本发明属于放射治疗设备，具体涉及利用单个放射源对病变组织实现聚焦辐射的装置。
现有的医用单源体辐射装置，包括同位素治疗机和医用电子加速器，都具有装载一个放射源的源体，对于同位素治疗机其放射源可以是钴60、铯137、铱等放射性元素，对于医用电子加速器则是产生放射线的电子枪。源体通常是装在一个可绕聚焦点水平轴线偏转的摆动机架上，源体射线通道从径向方向对准聚焦点，随机架按一定角度摆动，源体产生的单束射线经其射线通道准直后可依次通过位于病变组织的聚焦点，放射线的扫描轨迹成扇形面辐射焦点。这样相对于以单轨迹辐射焦点的固定式放射源射线，可以减少对健康组织的伤害。但是由于放射线是在一个固定和有限的扇形区域来回扫描，每次治疗过程中健康组织和病变组织所受的辐射剂量比差异并不是很大，还是对健康组织造成很大的辐射伤害。而且从焦点的上部看去，形成的辐射剂量场是一个直线形带状区域，难以做到实际治疗所需要的与病灶形状一致的辐射剂量场。
本发明的目的在于提供一种单源体变轨辐射装置，使源体产生的单束放射线可以不同路径不同角度辐射病变组织，既可减少对健康组织的损害，又能形成准确而均匀的辐射剂量场。
本发明的目的是这样实现的：在单源体变轨辐射装置的摆动机架的上端装有一个以聚焦点为圆心的弧形轨道架，源体安装在弧形轨道架中，且可沿弧形轨道运动，沿聚焦点看去，摆动机架的偏转径线分别与聚焦点的水平轴线和弧形轨道架的中心弧线相交并处在同一平面上，源体的射线通道从一球孤面的任一径向方向对准聚焦点。当摆动机架作钟摆运动时，装在弧形轨道架上的源体随之以聚焦点为圆心往复摆动，同时又可以聚焦点为圆心沿弧形轨道作相交于摆动方向的圆弧运动，这样源体的运动轨迹形成以聚焦点为球心的一个球弧面，源体的射线通道则始终指向聚焦点，放射线的辐射范围是在这个以聚焦点为顶点的锥体区域里。当人体的病变组织置于聚焦点时，由于源体的双向运动均以聚焦点为圆心，所以病变组织就会始终受到放射源射线的辐射，而源体的双向运动又使放射源射线不断改变对聚焦点的辐射方向，使健康组织所受到的辐射位置始终处在变化状态中。
本发明将一个安装源体的弧形轨道架装在摆动机架上，使源体可以通过双向圆弧运动，使放射源射线以不同路径辐射病灶，放射线的辐射范围从一个扇形面扩大到一个锥体区域，相对减少了每一辐射点健康区域所承受的辐照剂量，也就直接降低了对健康组织的辐射损伤。通过控制源体双向圆弧运动的时间和距离，就能有效地控制健康组织所受的辐照剂量在允许的范围内，使健康组织与病变组织形成较大的辐照剂量比差，直接提高治疗的效果，而且通过这种控制，容易在聚焦点形成与病灶形状一致的准确而均匀的辐射剂量场。
以下结合附图和实施例作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是图1的沿A-A向放大的结构剖视图。
参照图1、图2，摆动机架(1)是一钢结构承重件，沿聚焦点(0)的水平轴线(8)装有传动中心轴(10)，与双点划线位置所示的设备主体联接，随传动中心轴(10)的旋转，机架(1)可往复偏转。孤形轨道架(3)固定在摆动机架(1)上端突出的钢结构支架(11)上，对称于机架偏转径线(9)安装。这个用于固定弧形轨道架(3)的结构支架(11)可与摆动机架(1)铆焊联接，也可与摆动机架(1)是一个整体的钢结构件，以增加结构的稳定性和牢固性。考虑到结构的稳定，在摆动机架(1)下端应装有适当的配重，使摆动机架(1)能可靠而平稳的进行回转。弧形轨道架(3)由上下两组固定在结构支架(11)上的滚珠导轨组成，两组滚珠导轨分别以聚焦点为圆心取不同的圆弧半径，通过调整滚珠导轨与结构支架(11)的相对安装位置，可以校正源体(4)的位置误差。为保证源体(4)的聚焦精度及双向聚焦点的重合，在装配时应保证机架(1)的偏转径线(9)与焦点水平轴线(8)和弧形轨道架的中心弧线(6)相交，并处在同一个平面上。这样就使源体(4)无论是随机架(1)偏转，还是自身的圆弧运动，都始终与聚焦点(0)保持着恒定的距离。本发明实施例中所指的源体(4)，可以是装载放射性同位素的装载源体，也可以是电子加速器的电子枪，差别只是在具体的结构尺寸，但是可完全采用相同的装配形式。源体(4)是镶装在上下两组滚珠导轨之间，可保证安装位置的可靠性和装配精度，并能够自由的弧形滑动，使源体(4)端部的射线通道(7)始终对准聚焦点(0)。源体(4)的运动采用齿条和齿轮的传动来实现，在源体(4)上装有驱动电机(12)和与之固连的驱动齿轮(5)，沿弧形轨道架(3)上导轨或下导轨位置装有以聚焦点(O)为圆心取分度圆直径的弧形齿条(2)。本实施例中，孤形齿条(2)沿上导轨位置固定在结构支架(11)上，与驱动齿轮(5)内啮合，有相对较大的承载力。驱动电机(12)选用大扭矩步进电机，通过控制步进电机步距角的移动量，控制源体(4)在弧形轨道架(3)上的位移距离，调整放射源射线在相交于机架(1)摆动的圆弧方向射向聚焦点(O)的路径。在具体运作中，采取机架(1)连续摆动、源体(4)间隔移动的运行方式，控制双向圆弧运动的范围(即圆弧角的大小)，形成与病灶形状相吻合的放射线扫描区域，控制运行的速度，使每一辐照位置所承受的辐照剂量在允许的范围内，形成轨迹变化且不重复的放射线扫描。本实施例中，摆动机架偏转范围为270°、速度0.1～1rm，源体位移范围为90°、一次位移角3～8°。

Claims (1)

1、一种医用单源体变轨辐射装置，包括可绕聚焦点水平轴线(8)偏转的摆动机架(1)，在摆动机架(1)上装有可从径向方向对准聚焦点(O)的源体(4)及射线通道(7)，其特征在于：摆动机架还装有一个以聚焦点(O)为圆心的弧形轨道架(3)，弧形轨道架(3)由上下两组固定在结构支架(11)上的滚珠导轨组成，源体(4)安装在弧形轨道架(3)中且可沿弧形轨道运动，源体(4)上装有驱动电机(12)和与驱动电机(12)固定连接的驱动齿轮(5)，在驱动电机(12)的驱动下，驱动齿轮(5)与沿弧形轨道架(3)上导轨或下导轨位置安装的以聚焦点(O)为圆心取分度圆直径的弧形齿条(2)啮合传动：沿聚焦点(O)看去，摆动机架(1)的偏转径线(9)分别与聚焦点(O)的水平轴线(8)和弧形轨道架的中心弧线(6)相交并处在同一平面上，源体的射线通道(7)从一球弧面的任一径向方向对准聚焦点(O)。
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