CN1050062C - 旋转式伽玛射线辐射单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种旋转式伽玛射线辐射单元，包括辐射屏蔽体1和安置在辐射屏蔽体内的源体2；源体2上有多个放射源及其射线通道，这些放射源的伽玛射线通过射线通道，从径向对准一个公共焦点4，公共焦点4位于辐射单元的中轴线上；在辐射单元的中轴线上有一个可旋转的中心轴6，中心轴6以传动机构与源体2联接，放射源的分布纬度在45°～90°，公共焦点4落在源体的截平面7以外，公共焦点4周围的空间可以容纳整个人体8，从而可以实现对身体任何部位的放射治疗。

Description

旋转式伽玛射线辐射单元
本发明涉及医用伽玛射线辐射单元，尤其是具有多个放射源的旋转式伽玛射线辐射单元。
旋转式伽玛射线辐射单元采用的是旋转聚焦的工作原理，使装在旋转式源体上的多个放射源绕病灶中心做锥面旋转聚焦运动，从而杀死病灶组织，而健康组织只受到瞬时的，无伤害的照射。专利文献WO94/23795就公开了一种旋转式伽玛射线辐射单元，它包括辐射屏蔽体和安置在辐射屏蔽体内的源体；源体上有多个放射源及其射线通道，这些放射源的伽玛射线通过射线通道，从径向对准一个公共焦点，公共焦点位于辐射单元的中轴线上；在辐射单元的中轴线上有一个可旋转的中心轴，源体固定在中心轴上，放射源分布在位于中轴线30°以外的范围，即分布纬度在0°～60°，当源体做动态旋转时，放射线即形成以公共焦点为共同顶点的多个圆锥面；公共焦点周围是一个可容纳病人头部的空腔。由于放射源的分布纬度较低，公共焦点落在源体的截平面上，公共焦点周围的空腔较小，只能进行对病人头部的照射。
本发明的目的是通过采用一种新的放射源布置方案，提供一种新型的旋转式伽玛射线辐射单元，从而扩大公共焦点周围的空间，实现对身体的任何部位的照射。
为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种旋转式伽玛射线辐射单元，包括辐射屏蔽体和安置在辐射屏蔽体内的源体；源体上有多个放射源及其射线通道，这些放射源的伽玛射线通过射线通道，从径向对准一个公共焦点，公共焦点位于辐射单元的中轴线上；在辐射单元的中轴线上有一个可旋转的中心轴，中心轴以传动机构与源体联接，放射源的分布纬度在45°～90°，公共焦点落在源体的截平面以外，公共焦点周围的空间可以容纳整个人体。
本发明的优点是，由于放射源的分布纬度在45°～90°，公共焦点落在源体的截平面以外，公共焦点周围的空间可以容纳整个人体，因此大大拓展了可照射的对象范围，不仅可以治疗头部肿瘤，还可以治疗身体其它部位的肿瘤。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的描述。
图1是本发明旋转式伽玛射线辐射单元的一个实施例的示意图；
图2是图1所示的旋转式伽玛射线辐射单元的放射源分布示意图；
图3是图1所示的旋转式伽玛射线辐射单元的一个束通道的示意图。
参照图1、图2可知，在本实施例中，旋转式伽玛射线辐射单元包括具有公共中轴线的辐射屏蔽体1、源体2和准直体3，以及沿中轴线的可旋转的中心轴6。
辐射屏蔽体1采用球墨铸铁为制作材料，辐射屏蔽体1包括两个部分，上半部分为球冠状屏蔽体，形状为空心的球冠，下半部分为两扇半圆柱体形状的屏蔽门。屏蔽门和球冠状屏蔽体之间装有滚珠丝杠传动机构，以及直线导轨导向联结机构，两扇屏蔽门之间以阶梯缝互相啮合。滚珠丝杠的螺母固定在球冠状屏蔽体上，丝杠固定在屏蔽门上，在动力机构驱动下，滚珠丝杠的螺母固定，而丝杠可以转动并移动。治疗时，马达正转，驱动丝杠，屏蔽门沿水平方向打开。治疗完毕，马达反转，屏蔽门再次紧密闭合。
源体2安置在辐射屏蔽体1的内部，源体2采用球墨铸铁为制作材料，源体2为空心球冠状，其外表面与辐射屏蔽体1的内表面吻合，间隙为1～2mm，其内表面为凹球面。源体2上附有27个放射源装载腔11及相应的预准直器12，预准直器12中间为射线通道15。射线通道15从径向对准一个公共焦点4，公共焦点4位于中轴线上。预准直器12用屏蔽材料，如钨合金制成。放射源14选用60Co源，60Co源密封于源包壳，并放置在放射源装载腔11中。60Co源的分布纬度应在45°～90°，其目的是为了使公共焦点4落在源体的截平面7以外。在本实施例中，60Co源的分布纬度在46.4°～72.5°。60Co源呈螺旋线分布，这样，每个60Co源所处的纬度都不同，在旋转治疗时，各个单束放射线的扫描轨迹不会重合。
准直体3安置在源体2的内部，准直体3采用球墨铸铁为制作材料，准直体3为空心球冠状，其外表面与源体2的内表面吻合，间隙为1～2mm，其内表面为凹球面。准直体3上分布了一组屏蔽棒和三组终准直器13，屏蔽棒和每组终准直器13的分布规律和60Co源的分布规律相同，而在同一纬度上，相邻的两组在经度上相差90°，即共有27个屏蔽棒和3×27个终准直器13。屏蔽棒和终准直器13都用屏蔽材料，如钨合金制成。非治疗时，使屏蔽棒与预准直器12对接，从而实现对放射线的屏蔽；三组终准直器13的中间为射线通道15，孔径分别为3mm，6mm和10mm，治疗时，通过选择不同孔径的终准直器13与预准直器12对接，从而可以得到不同尺寸的照射野。
参照图3可知，每个束通道包括放射源装载腔11、预准直器12、终准直器13及其中间的射线通道15，射线通道15从径向对准公共焦点4。
为了使公共焦点周围的空间足以容纳整个人体8，源体2和准直体3的体积应做得较小而同时又要保证足够的屏蔽，因此，源体2和准直体3的靠近截平面7的部分16使用屏蔽性较好的材料，如铅，作为制作材料。
沿中轴线装有一个可旋转的中心轴6，中心轴6的下端固定在准直体3上，上端与电机相连。中心轴6外有一个套筒9，套筒9的下端固定在源体2上。在中心轴6上部装有棘轮棘爪机构5，棘轮固定在中心轴6上，棘爪固定在套筒9的上端。这样，电机正转时，通过棘轮棘爪机构5，准直体3和源体2向一个方向同步低速旋转，其中，准直体3主动旋转，源体2从动旋转；当电机反向旋转时，准直体3旋转，而源体2不动，从而可以实现对终准直器13的孔径选择。采用棘轮棘爪机构5的好处是结构简单、性能可靠。
整个旋转式伽玛射线辐射单元用两个支架10支撑，中轴线垂直于地面。这样，旋转治疗时，相对于中轴线平行于地面的情形，不会产生相对于理想焦点的挠度，从而可以提高治疗精度；穿过人体8的放射线可以被地面吸收，对周围环境的污染较小；而且整个装置稳固可靠。

Claims (9)

1.一种旋转式伽玛射线辐射单元，包括辐射屏蔽体(1)和安置在辐射屏蔽体(1)内的源体(2)；源体(2)上有多个放射源(14)及其射线通道(15)，这些放射源(14)的伽玛射线通过射线通道(15)，从径向对准一个公共焦点(4)，公共焦点(4)位于辐射单元的中轴线上；在辐射单元的中轴线上有一个可旋转的中心轴(6)，中心轴(6)以传动机构与源体(2)联接，其特征在于：放射源(14)的分布纬度在45°～90°，公共焦点(4)落在源体(2)的截平面(7)以外；公共焦点(4)周围的空间可以容纳整个人体。
2.根据权利要求1所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：放射源(14)的分布呈螺旋线状，每个放射源(14)分布在不同的纬度上。
3.根据权利要求1或2所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：所述的中心轴(6)与地面垂直。
4.根据权利要求1或2所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：在源体(2)的内部还包括一个准直体(3)，准直体(3)上有若干组具有与放射源(14)相同的分布规律的终准直器(13)，终准直器(13)的中间为射线通道(15)；准直体(3)的一端固定在中心轴(6)上，另一端以传动机构与源体(2)联接。
5.根据权利要求4所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：所述的准直体(3)与源体(2)之间的传动机构为棘轮棘爪机构(5)。
6.根据权利要求4所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：准直体(3)和源体(2)的靠近截平面(7)的部分(16)选用铅为制作材料。
7.根据权利要求3所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：在源体(2)的内部还包括一个准直体(3)，准直体(3)上有若干组具有与放射源(14)相同的分布规律的终准直器(13)，终准直器(13)的中间为射线通道(15)；准直体(3)的一端固定在中心轴(6)上，另一端以传动机构与源体(2)联接。
8.根据权利要求7所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：所述的准直体(3)与源体(2)之间的传动机构为棘轮棘爪机构(5)。
9.根据权利要求7所述的旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：准直体(3)和源体(2)的靠近截平面(7)的部分(16)选用铅为制作材料。
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