CN104795121B - 分体式初级准直器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式初级准直器，分体式初级准直器，包括具有一个第一通孔的固定部和具有多个第二通孔的活动部，所述第一通孔和第二通孔相匹配，组合后形成供射线束通过的限束孔。本发明提供的分体式初级准直器，通过将初级准直器上下分开划分为上半固定部和下半活动部，初级准直器的上半固定部是通用的，配以不同的下半活动部，完成治疗时对初级准直器和均整射线束的不同要求，从而能够大大提高屏蔽效果，节省制作材料，且易于调节切换，更好地满足初级准直器对不同放疗模式的支持。

Description

分体式初级准直器

技术领域

本发明涉及一种辐射头准直器，尤其涉及一种分体式初级准直器。

背景技术

医用电子直线加速器的辐射头位于加速管的下方，它提供满足一定均匀性和对称性要求的辐射束流，并将辐射束流限制在一定的区域内，得到临床需要的不同尺寸的辐射野。如图1所示，典型的辐射头由初级准直器1、束流均整过滤组件、电离室2、辐射野光学模拟系统（模拟灯和反射镜）、上准直器3、下准直器4和多叶光栅5组成，束流均整过滤组件主要为均整器6，可以内置设于初级准直器1中。如西门子采用将均整器内置到初级准直器的设计，可以增大机头与病人的距离，得到更大的治疗空间，增加病人在治疗过程中的舒适度。

初级准直器在放疗设备中是治疗头的一部分，安装的时候紧挨着靶7，其最主要功能是起限束作用，也就是屏蔽，让治疗时的最大视野范围内的射线自由通过，挡掉最大视野范围外的射线，所以初级准直器都是用高密度的材料加工而成，一般大都采用钨。为了尽量减少治疗束中的散射射线，初级准直器内径的弧度要设计成沿着射线束的方向。初级准直器要求定位要有一定的准确性，在机头进行旋转的时候具有良好的稳定性，现有的初级准直器设计（西门子，瓦里安，医科达等）都是采用一体式设计。

一般的加速器，需要有几个不同的模式。根据机器的治疗模式不同，初级准直器需要有相应不同的档位进行自动的切换。以一个中高能机为例，需要有未均整的光子治疗模式（用于IMRT模式），高能均整光子治疗模式，低能均整光子治疗模式，电子治疗模式，成像系统模式，如图1所示，从左至右依次为高能均整器模式（初级准直器内置低能均整器），供6MV光子线治疗时使用；低能均整器模式（初级准直器内置高能均整器）供15MV光子线治疗时使用；无均整器模式，供电子线治疗，成像以及非均整光子束治疗时使用。

在治疗头的设计当中，其中一个关键的技术是屏蔽14的设计，屏蔽14是保证放疗机器能正常使用，并减少对病人危害的重要手段。一个比较好的屏蔽设计包含如下方面：1、治疗仪器的整体漏射要符合相关标准，这是强制性的要求；2、整体的质量在达到同样屏蔽效果的条件下，相对较小；3、整体的体积在达到同样屏蔽效果的条件下，相对较小，因为治疗头的设计应尽量紧凑，增大病床与治疗头之间的空间，以增加病人治疗过程中的舒适度；4、尽量减少缝间漏射，即在设计的过程当中，尽量避免缝隙。

但是以上的要求很难全部满足，因为在治疗头内可用空间很小的情况下，很难保证小的漏射率，为了减小质量，应该尽量使屏蔽靠近主放射源（靶附近），但是，靶附近很少有整块的空间放置屏蔽14。如图2所示，对于具有三种工作模式的中高能机，初级准直器1上至少形成有3个限束孔10，射线穿过不同的限束孔10，大大影响了屏蔽效果。专利公开号为CN103285526A的专利文献公开了一种直线加速器，由若干层组成，每层可以移动，虽然节省了空间，方便互换，但是屏蔽的问题仍然没有解决，并增加了对准难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分体式初级准直器，能够提高屏蔽效果，节省制作材料，且易于调节切换，更好地满足初级准直器对不同放疗模式的支持。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种分体式初级准直器，包括具有一个第一通孔的固定部和具有多个第二通孔的活动部，所述第一通孔和第二通孔相匹配，组合后形成供射线束通过的限束孔。

上述的分体式初级准直器，其中，所述第二通孔为空孔、内设均整器、次级散射箔、金属补偿板或\和用于成像校正的十字金属叉丝。

上述的分体式初级准直器，所述第二通孔的数量至少为2个，其中一个第二通孔为空孔，另一第二通孔内设置有均整器。

上述的分体式初级准直器，其中，所述第二通孔的数量为3个以上，其中一个第二通孔为空孔，至少两个第二通孔内分别设置有不同能量的均整器。

上述的分体式初级准直器，其中，所述活动部为一立方体或长方体或梯形台，所述多个第二通孔横向分布在活动部上。

上述的分体式初级准直器，其中，所述活动部为一旋转转盘，所述多个第二通孔沿圆周方向分布在转盘上。

上述的分体式初级准直器，其中，所述活动部的下方设置有移动装置，所述移动装置上设置有次级散射箔、金属补偿板或/和用于成像校正的十字金属叉丝。

上述的分体式初级准直器，其中，所述第二通孔的数量至少为5个,其中一个第二通孔为空孔,其余第二通孔分别设置有均整器、次级散射箔、金属补偿板或/和用于成像校正的十字金属叉丝。

上述的分体式初级准直器，其中，所述第一通孔和第二通孔均为圆锥形孔，所述第一通孔和第二通孔匹配组合后形成圆锥形限束孔。

上述的分体式初级准直器，其中，所述第二通孔的高度高于均整器的高度。

上述的分体式初级准直器，其中，所述固定部和活动部均由钨或铅材料制成。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的分体式初级准直器，通过将初级准直器上下分开划分为固定部和活动部，上下部分划分的高度依据均整器的高度而定，初级准直器的上半固定部是通用的，且只有一个第一通孔，可以省出空间放置屏蔽，再配以多个第二通孔的下半活动部，可以将其中一个第二通孔设置为空孔，其他第二通孔放置不同功率的均整器，还可以在活动部下方的移动装置上或是在为空孔的第二通孔放置次级散射箔、金属补偿板或用于成像校正的十字金属叉丝，完成治疗时对初级准直器和均整射线束的不同要求，在切换的过程中，先移动下半活动部然后再定位，可以帮助将下半活动部固定在准确的位置，防止治疗时机头旋转带来的移动，从而能够大大提高屏蔽效果，节省制作材料，且易于调节切换，更好地满足初级准直器对不同放疗模式的支持。

附图说明

图1为医用辐射头结构示意图；

图2为现有的一体式初级准直器结构及射线路径示意图；

图3为本发明分体式初级准直器结构及射线路径示意图；

图4为本发明实施例中滑动分体式初级准直器结构示意图；

图5为本发明实施例中旋转分体式初级准直器结构示意图；

图6为本发明实施例中旋转分体式初级准直器的转盘结构示意图。

图中：

1初级准直器 2电离室 3上准直器

4下准直器 5多叶光栅 6均整器

7靶 8散射箔 9金属补偿板

10限束孔 11固定部 12活动部

13移动装置 14屏蔽

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图3为本发明分体式初级准直器结构及射线路径示意图。

请参见图3，本发明提供的分体式初级准直器将初级准直器的上半部分与下半部分分开，划分为具有一个第一通孔101的固定部11和具有多个第二通孔102的活动部12，所述第二通孔102为空孔或设置有均整器6；上下部分划分的高度依据均整器6的高度而定，活动部12的高度应高于均整器6的高度。第一通孔101和第二通孔102相匹配，组合后形成供射线束通过的限束孔10。较佳地，第一通孔101和第二通孔102均为圆锥形孔，第一通孔101和第二通孔102匹配组合后形成圆锥形限束孔10。固定部11和活动部12均由钨或铅材料制成。

初级准直器的固定部11可以通用，活动部12可以设置成立方体、长方体或梯形台，多个第二通孔102横向分布在活动部12上，固定部11和活动部12可以进行直线运动转换。该设计的直线运动转换还可采用旋转转盘式，即将活动部12设置为一旋转转盘，如图5和图6所示，多个第二通孔102沿圆周方向分布在转盘上。

以中高能机为例，较佳地，第二通孔102的数量至少为3个，其中一个第二通孔102为空孔，其余的第二通孔102内设置有不同能量的均整器6，并在活动部12的下方设置一移动装置13，移动装置13设置有次级散射箔8、金属补偿板9或/和用于成像校正的十字金属叉丝；也可以不用移动装置13，增加第二通孔102的数量，直接将次级散射箔8、金属补偿板9或/和用于成像校正的十字金属叉丝分别装在第二通孔102内。特别对于旋转转盘结构的活动部12，可以增加第二通孔102的孔数，并且将次级散射箔8和金属补偿板9直接装在孔内，即在转盘中安装：均整器，空的孔，次级散射箔和金属补偿板等；因此，可以不用设置移动装置13。用于成像校正的十字金属叉丝也可以装在转盘的第二通孔102中，这样，就完成了金属叉丝的自动转换，而不再需要手动的安装拆卸，这是本发明的又一大亮点。

图4为本发明实施例中滑动分体式初级准直器结构示意图。

以一个中高能机为例，请参见图4，初级准直器的活动部12设置有4个第二通孔102，从左至右依次为：前三个是不同能量均整器模式（初级准直器内置低能均整器），供光子治疗时使用，无均整器模式，供电子线治疗，成像以及非均整光子束治疗时使用。在下边的可移动装置上安装次级散射箔（供电子治疗时使用），金属补偿板（FFF模式下使用）。在使用过程中，通过切换，定位活动部12及驱动装置，达到初级准直器对不同放疗模式的支持。

对于低能机，可以将电子线治疗时需要使用的散射箔8，安装在第二通孔102中，这样节省了空间，也方便使用。对于高能机，优选将散射箔8安装在下边的可移动装置上，在不占太多空间的前提下，方便调试。现有设计是将初级散射箔置于靶平面，次级散射箔置于电离室的上表面，这样一方面加大了电离室的加工难度，另一方面电离室需要更换的时候，散射箔也要跟着更换，调试，加大了后期维护的难度。

综上，本发明提供的分体式初级准直器，将初级准直器的上半部分与下半部分分开，划分为固定部11和活动部12两部分。初级准直器的固定部11是可以通用的，固定部11上第一通孔101配以不同的活动部12上的第二通孔102，通过滑动活动部12，完成治疗时对初级准直器和均整射线束的不同要求，在切换的过程中，先移动活动部12然后再定位，将活动部12固定在准确的位置，防止治疗时机头旋转带来的移动。并将不需要初级准直器作为基底的部分（电子散射箔8，非均整模式需要的金属补偿板9）单独作为一个新的可移动部件（移动装置13），这种新的设计使定位更加精确，稳定，更方便屏蔽的设计，大大提高了仪器的安全性。另外,也节约了钨的材料，从而节约了成本。具体来说，具有以下优势：

1、屏蔽是放疗仪器的最重要的安全保障，治疗头的空间极其有限，由于上准直器只有一个孔，更多的空间可以用来设置屏蔽14，并且，减少了孔间的漏射线。因此，使射线的漏射量大大降低，增加了产品的安全性。图3与图2比较，本发明通过对上部分的固定部件11设置一个第一通孔101的结构，增强了对屏蔽的改善，如图所示，直线表示其中一条射线的路径，在该方向射线穿透的路径上，本发明相对现有技术大大增加了射线的穿过厚度，因此，本发明提供的分体式初级准直器增加了屏蔽。

2、由于本发明大大的减少了需要移动切换部分的质量，基于这个特点，具有以下优势：

a.延长了导轨和驱动设备的使用寿命；

b.提高了切换速度，提升了治疗的流畅性；

c.需要定位的元件重量更少，定位更稳定。

3、定位更加准确：由于固定部11是固定的，可以作为定位的基准。因此，大大提升了定位的精度，更容易定位。

4、节省钨的材料，节约成本：钨材料的成本越来越高，新的设计节约了钨的材料和加工成本。

5、将不需要准直器，并且厚度较薄的次级准直器，金属补偿板安装在初级准直器的下端，而不是增加下端孔数，节省了加工成本和空间。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (11)

1.一种用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，包括只有一个第一通孔(101)的固定部(11)，省出空间放置屏蔽，和具有多个第二通孔(102)的活动部，所述第一通孔(101)和不同的第二通孔(102)相匹配，组合后形成供射线束通过的限束孔(10)。

2.如权利要求1所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述第二通孔(102)为空孔、内设均整器(6)、次级散射箔(8)、金属补偿板(9)或\和用于成像校正的十字金属叉丝。

3.如权利要求2所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述第二通孔(102)的数量至少为2个，其中一个第二通孔(102)为空孔，至少另一第二通孔(102)内设置有均整器(6)。

4.如权利要求2所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述第二通孔(102)的数量至少为3个，其中一个第二通孔(102)为空孔，至少两个第二通孔(102)内分别设置有不同能量的均整器(6)。

5.如权利要求1-4任一项所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述活动部(12)为一立方体或长方体或梯形台，所述多个第二通孔(102)横向分布在活动部(12)上。

6.如权利要求1-4任一项所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述活动部(12)为一旋转转盘，所述多个第二通孔(102)沿圆周方向分布在转盘上。

7.如权利要求3所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述活动部(12)的下方设置有移动装置(13)，所述移动装置(13)上设置有次级散射箔(8)、金属补偿板(9)或/和用于成像校正的十字金属叉丝。

8.如权利要求6所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述第二通孔(102)的数量至少为5个，其中一个第二通孔(102)为空孔，其余第二通孔(102)分别设置有均整器(6)、次级散射箔(8)、金属补偿板(9)或/和用于成像校正的十字金属叉丝。

9.如权利要求1所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述第一通孔(101)和第二通孔(102)均为圆锥形孔，所述第一通孔(101)和第二通孔(102)匹配组合后形成圆锥形限束孔(10)。

10.如权利要求1所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，至少一个第二通孔内设均整器，所述至少一个第二通孔(102)的高度高于均整器(6)的高度。

11.如权利要求1所述的用于医用电子直线加速器的辐射头的分体式初级准直器，其特征在于，所述固定部(11)和活动部(12)均由钨或铅材料制成。