CN105194805B - 一种核素后装治疗机的放射源输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核素后装治疗机的放射源输送装置，其包括：真源驱动机构、假源驱动机构、贮源铅包、出源管、出源检测机构；外围设备为施源器；其中，真源驱动机构和假源驱动机构均包括：步进电机、驱动盘、驱动皮带、四个滑轮、钢丝绳、钢丝储贮管道、微动开关、接入导嘴、送出导嘴、钢丝尾部检测装置、通道受阻检测装置、皮带张紧装置；本发明的关键之处在于放射源钢丝绳始终处于储贮管道中，没有在驱动盘上多圈盘绕，不会发生卡源故障。而且本发明具有安全可靠、放射源安装方便，调试维修简单的特点。

Description

一种核素后装治疗机的放射源输送装置

技术领域

本发明属于内照射放疗设备技术领域，具体涉及一种核素后装治疗机的放射源输送装置。

背景技术

核素后装治疗机是根据计划系统的优化方案，在治疗室中利用计算机遥控，将放射源传送到患者施源管中相应的驻留位置上进行放疗的设备，具有近源处靶区局部剂量高，射程短，周边剂量迅速跌落的特点，可有效提高肿瘤局部照射剂量，保护周围正常组织和重要器官。

现有的核素后装治疗机的放射源输送机构的原理是将放射源钢丝绳的一端用压板压紧在源驱动轮上，然后将放射源钢丝绳通过导嘴后顺序地缠绕在源驱动轮的螺旋槽内，再用张紧带张紧，当源驱动轮逆时针转动并靠张紧带和源驱动轮的摩擦力带动放射源钢丝绳运动，从而将放射源送到预定位置进行照射，照射完毕，源驱动轮顺时针转动并带动放射源钢丝绳向后运动，将放射源收回到预定的贮存位置，同时放射源钢丝绳顺序地缠绕在源驱动轮的螺旋槽内，在放射源钢丝绳运动时，导嘴随着源驱动轮的转动沿螺旋槽上下运动。这种技术的不足在于：1、放射源钢丝绳在治疗完成收回时有时不能顺序地进入源驱动轮的螺旋槽内，导致在下一次使用时放射源钢丝绳卡在导嘴处，出现卡源事故；2、放射源钢丝绳在源驱动轮的螺旋槽内多圈盘绕是出现松动，导致出源精度下降；3、结构复杂，装配调试维修麻烦。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种核素后装治疗机的放射源输送装置，具有安全可靠、结构简单、使用方便的特点。

本发明的核素后装治疗机的放射源输送装置，其包括：真源驱动机构、假源驱动机构、贮源铅包、出源管、出源检测机构；外围设备为施源器；

其中，真源驱动机构和假源驱动机构均包括：步进电机、驱动盘、驱动皮带、四个滑轮、钢丝绳、钢丝储贮管道、微动开关、接入导嘴、送出导嘴、钢丝尾部检测装置、通道受阻检测装置、皮带张紧装置；

步进电机的输出轴与驱动盘连接；四个滑轮分布于驱动盘四周，驱动皮带包裹于四个滑轮和驱动盘的外圆周面上，且驱动皮带仅包裹驱动盘的四分之三周长；钢丝储贮管道一端与微动开关连接，钢丝储贮管道另一端与接入导嘴连接，接入导嘴与送出导嘴经固定座分别与驱动盘相贴，且接入导嘴与送出导嘴的内孔与所述驱动盘圆心均在同一高度上；送出导嘴与钢丝尾部检测装置连接，钢丝尾部检测装置与通道受阻检测装置连接；通道受阻检测装置与贮源铅包的钢丝入口相接，出源管两端分别与贮源铅包的钢丝出口、出源检测机构相接；

钢丝绳一端压紧微动开关，钢丝绳另一端从钢丝储贮管道穿过，从接入导嘴伸出后绕驱动盘的四分之三周长后进入送出导嘴，然后依次经钢丝尾部检测装置、通道受阻检测装置进入贮源铅包；且钢丝绳位于驱动盘与驱动皮带之间；

上述驱动皮带为张弛状态，紧压在四个滑轮和驱动盘上，从而将钢丝绳压紧在驱动盘上；

上述皮带张紧装置安装与某一滑轮上，该滑轮为远离钢丝储贮管道的两个滑轮中的任意一个，记为张紧轮，且在皮带张紧装置的作用下前后移动，控制驱动皮带的张紧力大小；

上述驱动盘、钢丝储贮管道、接入导嘴、送出导嘴、钢丝尾部检测装置、通道受阻检测装置、贮源铅包、出源管、出源检测机构构成真源或假源的传送通道；

真源驱动机构、假源驱动机构的钢丝绳均从贮源铅包的出口端进入出源管、出源检测机构，经施源器将真源驱动机构和假源驱动机构的钢丝绳上的真源或假源送达放射治疗位置，所述真源和假源均位于贮源铅包的中心处。

其中，四个滑轮与驱动盘的位置关系为：

张紧轮的圆心记为F，除张紧轮以外的三个滑轮圆心分别记为A、B、C，驱动盘的圆心为E，则A、B、C构成直角等边三角形⊿ABC，∠B为直角，设滑轮直径为d，驱动盘直径为D，且E与AC的中点重合，d为⊿ABC直角边边长的0.2倍，D为⊿ABC直角边边长的0.8倍，F位于BE的延长线上，BF长度大于AC长度；且张紧轮在BE的延长线上前后移动。

进一步的，接入导嘴连接杆上有开有直径0.8毫米的孔，用于安装槽型光耦，以检测钢丝绳的尾部是否穿过该孔，若穿过，则将钢丝绳收回，若未穿过，为正常工作状态。

进一步的，出源管上，有一个舌形的拨叉，用于更换真源或假源时，引导钢丝绳进入相应的传送通道。

本发明具有如下有益效果：

1、放射源钢丝绳始终处于储贮管道中，没有在驱动盘上多圈盘绕，不会发生卡源故障，安全可靠。

2、本发明中张紧轮、除张紧轮以外的三个滑轮以及驱动盘的位置设定，在保证了四分之三驱动盘上的钢丝绳紧贴不会出现松动，而且放射源安装方便、结构简单、装配调试维修简单。

附图说明

图1为本发明的核素后装治疗机的放射源输送装置示意图；

图2为本发明的滑轮与驱动轮安装示意图。

1-步进电机，2-驱动盘，3-驱动皮带，4-滑轮，5-钢丝绳，6-钢丝储贮管道，7-微动开关，8-接入导嘴，9-送出导嘴，10-钢丝尾部检测装置，11-通道受阻检测装置，12-皮带张紧装置，13-贮源铅包，14出源管，15出源检测机构。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明的核素后装治疗机的放射源输送装置，其包括：真源驱动机构、假源驱动机构、贮源铅包13、出源管14、出源检测机构15；外围设备为施源器；

其中，真源驱动机构和假源驱动机构均包括：步进电机1、驱动盘2、驱动皮带3、四个滑轮4、钢丝绳5、钢丝储贮管道6、微动开关7、接入导嘴8、送出导嘴9、钢丝尾部检测装置10、通道受阻检测装置11、皮带张紧装置12；

步进电机1的输出轴与驱动盘2连接；四个滑轮4分布于驱动盘2四周，驱动皮带3包裹于四个滑轮4和驱动盘2的外圆周面上，且驱动皮带3仅包裹驱动盘2的四分之三周长；钢丝储贮管道6一端与微动开关7连接，钢丝储贮管道6另一端与接入导嘴8连接，接入导嘴8与送出导嘴9经固定座分别与驱动盘2相贴，且接入导嘴8与送出导嘴9的内孔与所述驱动盘2圆心均在同一高度上；送出导嘴9与钢丝尾部检测装置10连接，钢丝尾部检测装置10与通道受阻检测装置11连接；通道受阻检测装置11与贮源铅包13的钢丝入口相接，出源管14两端分别与贮源铅包13的钢丝出口、出源检测机构15相接；

钢丝绳5一端压紧微动开关7，钢丝绳5另一端从钢丝储贮管道6穿过，从接入导嘴8伸出后绕驱动盘2的四分之三周长后进入送出导嘴9，然后依次经钢丝尾部检测装置10、通道受阻检测装置11进入贮源铅包13；且钢丝绳5位于驱动盘2与驱动皮带3之间；

上述驱动皮带3为张弛状态，紧压在四个滑轮4和驱动盘2上，从而将钢丝绳5压紧在驱动盘2上；

上述皮带张紧装置12安装与某一滑轮4上，该滑轮为远离钢丝储贮管道6的两个滑轮中的任意一个，记为张紧轮，且在皮带张紧装置12的作用下前后移动，控制驱动皮带3的张紧力大小；

上述驱动盘2、钢丝储贮管道6、接入导嘴8、送出导嘴9、钢丝尾部检测装置10、通道受阻检测装置11、贮源铅包13、出源管14、出源检测机构15构成真源或假源的传送通道；

真源驱动机构、假源驱动机构的钢丝绳5均从贮源铅包13的出口端进入出源管14、出源检测机构15，经施源器将真源驱动机构和假源驱动机构的钢丝绳5上的真源或假源送达放射治疗位置，所述真源和假源均位于贮源铅包13的中心处。

接入导嘴8连接杆上有开有直径0.8毫米的孔，用于安装槽型光耦，以检测钢丝绳5的尾部是否穿过该孔，若穿过，则将钢丝绳5收回，若未穿过，为正常工作状态。出源管14上，有一个舌形的拨叉，用于更换真源或假源时，引导钢丝绳5进入相应的传送通道。

如图2所示，四个滑轮4与驱动盘2的位置关系为：

张紧轮的圆心记为F，除张紧轮以外的三个滑轮4圆心分别记为A、B、C，驱动盘的圆心为E，则A、B、C构成直角等边三角形⊿ABC，∠B为直角，设滑轮直径为d，驱动盘直径为D，且E与AC的中点重合，d为⊿ABC直角边边长的0.2倍，D为⊿ABC直角边边长的0.8倍，F位于BE的延长线上，BF长度大于AC长度；且张紧轮在BE的延长线上前后移动。

工作内容如下：

核素后装治疗机未进行放射治疗时，真源钢丝绳5位于真源钢丝储贮管道6中，其尾部压紧真源微动开关7，真源位于贮源铅包13的中心处。

核素后装治疗机在进行放射治疗时，根据放射计划，计算机先控制假源步进电机1的转动步数，控制假源钢丝绳5的输出长度。随着假源驱动盘2的转动，假源钢丝绳5在假源钢丝储贮管道6、假源驱动盘2的半圆槽、假源接入导嘴8、假源送出导嘴9、假源钢丝尾部检测装置10、假源通道受阻检测装置11、贮源铅包13、出源管14和出源检测机构15中滑动，假源从贮源铅包13的中心处出发，经过出源管14、出源检测机构15和施源器到达计划放射治疗位置，模拟真源放射治疗。模拟放射治疗结束后，假源钢丝绳5收回，尾部压紧假源微动开关7，假源回到贮源铅包13的中心处。

假源钢丝绳5在模拟放射治疗过程中没有出现通道受阻、停留位置不准确、停留时间不准确等故障时，计算机再根据放射计划控制真源步进电机1的转动一定量的步数，控制真源钢丝绳5的输出长度。随着真源驱动盘2的转动，真源钢丝绳5在真源钢丝储贮管道6、真源驱动盘2的半圆槽、真源接入导嘴8、真源送出导嘴9、真源钢丝尾部检测装置10、真源通道受阻检测装置11、贮源铅包13、出源管14和出源检测机构15中滑动，真源从贮源铅包13的中心处出发，经过出源管14、出源检测机构15和施源器到达计划放射治疗位置，进行真源放射治疗。真源放射治疗结束后，真源钢丝绳5收回，尾部压紧真源微动开关7，真源回到贮源铅包13的中心处。

真源或假源微动开关7作为真源或假源回到贮源铅包13中心处的检测装置，并作为真源或假源回位的机械限位装置。

在真源或假源钢丝绳5的传送过程中，如果其尾部超过真源钢丝尾部检测装置10，控制计算机则出发出指令给真源或假源步进电机1，转动真源或假源驱动盘2将真源或假源钢丝绳5紧急收回到初始位置。

在真源或假源钢丝绳5的传送过程中，如果真源或假源钢丝绳5受到的阻力超出设定值，真源或假源通道受阻检测装置11则发送真源受阻信号给控制计算机，控制计算机则出发出指令给真源或假源步进电机1，转动真源或假源驱动盘2将真源或假源钢丝绳5紧急收回到初始位置。

当真源或假源从贮源铅包13中心处出发，经过出源管14后，通过出源检测机构15时，出源检测机构15则发送真源出源长度计量起点信号给控制计算机，控制计算机开始计量真源的出源长度。

当真源或假源经过出源管14时，自动打开真源或假源通道，同时关闭假源通道。

在安装真源时，通过人工控制，打开源通道，同时关闭假源通道，确保真源准确的进入真源传送通道。

在整个钢丝绳传动过程中，张紧装置始终保持稳定的张力，钢丝绳的传送力保持稳定，钢丝绳始终在单一的通道中运行，无交叉与复合动力，所以运行稳定，不会发生钢丝绳缠绕，保证放射源输送机构无卡源现象。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种核素后装治疗机的放射源输送装置，其特征在于，包括：真源驱动机构、假源驱动机构、贮源铅包(13)、出源管(14)、出源检测机构(15)；外围设备为施源器；

其中，真源驱动机构和假源驱动机构均包括：步进电机(1)、驱动盘(2)、驱动皮带(3)、四个滑轮(4)、钢丝绳(5)、钢丝储贮管道(6)、微动开关(7)、接入导嘴(8)、送出导嘴(9)、钢丝尾部检测装置(10)、通道受阻检测装置(11)、皮带张紧装置(12)；

步进电机(1)的输出轴与驱动盘(2)连接；四个滑轮(4)分布于驱动盘(2)四周，驱动皮带(3)包裹于四个滑轮(4)和驱动盘(2)的外圆周面上，且驱动皮带(3)仅包裹驱动盘(2)的四分之三周长；钢丝储贮管道(6)一端与微动开关(7)连接，钢丝储贮管道(6)另一端与接入导嘴(8)连接，接入导嘴(8)与送出导嘴(9)经固定座分别与驱动盘(2)相贴，且接入导嘴(8)与送出导嘴(9)的内孔与所述驱动盘(2)圆心均在同一高度上；送出导嘴(9)与钢丝尾部检测装置(10)连接，钢丝尾部检测装置(10)与通道受阻检测装置(11)连接；通道受阻检测装置(11)与贮源铅包(13)的钢丝入口相接，出源管(14)两端分别与贮源铅包(13)的钢丝出口、出源检测机构(15)相接；

钢丝绳(5)一端压紧微动开关(7)，钢丝绳(5)另一端从真源钢丝储贮管道(6)穿过，从接入导嘴(8)伸出后绕真源驱动盘(2)的四分之三周长后进入送出导嘴(9)，然后依次经钢丝尾部检测装置(10)、通道受阻检测装置(11)进入贮源铅包(13)；且钢丝绳(5)位于驱动盘(2)与驱动皮带(3)之间；

上述驱动皮带(3)为张弛状态，紧压在四个滑轮(4)和真源驱动盘(2)上，从而将钢丝绳(5)压紧在真源驱动盘(2)上；

上述皮带张紧装置(12)安装于某一滑轮(4)上，该滑轮为远离钢丝储贮管道(6)的两个滑轮中的任意一个，记为张紧轮，且在皮带张紧装置(12)的作用下前后移动，控制驱动皮带(3)的张紧力大小；

上述驱动盘(2)、钢丝储贮管道(6)、接入导嘴(8)、送出导嘴(9)、钢丝尾部检测装置(10)、通道受阻检测装置(11)、贮源铅包(13)、出源管(14)、出源检测机构(15)构成真源或假源的传送通道；

真源和假源的钢丝绳(5)均从贮源铅包(13)的出口端进入出源管(14)、出源检测机构(15)，经施源器将真源或假源送达放射治疗位置，所述真源和假源均位于贮源铅包(13)的中心处；

四个滑轮(4)与驱动盘(2)的位置关系为：

张紧轮的圆心记为F，除张紧轮以外的三个滑轮(4)圆心分别记为A、B、C，驱动盘的圆心为E，则A、B、C构成直角三角形⊿ABC，∠B为直角，设滑轮直径为d，驱动盘直径为D，且E与AC的中点重合，d为⊿ABC直角边边长的0.2倍，D为⊿ABC直角边边长的0.8倍，F位于BE的延长线上，BF长度大于AC长度；且张紧轮在BE的延长线上前后移动。

2.如权利要求1所述的核素后装治疗机的放射源输送装置，其特征在于，接入导嘴(8)连接杆上有开有直径0.8毫米的孔，用于安装槽型光耦，以检测钢丝绳(5)的尾部是否穿过该孔，若穿过，则将钢丝绳(5)收回，若未穿过，为正常工作状态。

3.如权利要求1所述的核素后装治疗机的放射源输送装置，其特征在于，出源管(14)上，有一个舌形的拨叉，用于更换真源或假源时，引导钢丝绳(5)进入相应的传送通道。