CN107744624A - 一种放射治疗质量控制用运动模体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种放射治疗质量控制用运动模体，它解决了现有技术中放射治疗呼吸门控质量控制模体仅能测量计划剂量精度的问题，具有能够实现对运动靶区的计划剂量精度测量和照射野位置精度的测量；可以对水平面和矢状面进行照射野位置精度测量；其技术方案为：包括模体测量单元和驱动单元，驱动单元具有方向转换机构并连接插板，通过方向转换机构改变插板方向实现对水平面、矢状面上的照射野位置精度测量；驱动单元上设置可升降的红外线发射平台，模拟人体胸廓的起伏运动；驱动单元带动插板在模体测量单元中运动，以实现在运动过程中对计划剂量精度和照射野位置精度的测量。

Description

一种放射治疗质量控制用运动模体
技术领域
本发明涉及放射治疗技术领域，尤其涉及一种放射治疗质量控制用运动模体。
背景技术
呼吸运动不但会使肺部的组织发生位移，而且还会波及上腹部脏器，也就是说肺部、胰腺、肝脏和其它胸腹部器官的肿瘤，均可随呼吸运动产生位移。一些呼吸引起位移的研究表明，肿瘤的运动最大可达到3cm。因此，为了在运动中连续照射靶组织，就需要对运动进行控制、追踪。
呼吸门控是通过呼吸监测设备，对呼吸运动进行监测；同时通过拍摄固定在患者体表或植入体内的金属标记物的X射线影像，识别出靶区位置的运动状态。将呼吸运动与靶区位置二者之间建立起曲线关系，通过计算机控制使治疗射束仅在预先设定的位置开启，以达到在运动中连续照射靶组织的目的。
近年来，呼吸门控技术在临床上的应用越来越普遍。研制本模体旨在对放射治疗实践中的呼吸门控技术进行质量控制工作。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种放射治疗质量控制用运动模体，其具有能够实现对运动靶区的计划剂量精度测量和照射野位置精度的测量；可以在水平面和矢状面对照射野位置精度进行测量。
本发明采用下述技术方案：
一种放射治疗质量控制用运动模体，包括模体测量单元和驱动单元，驱动单元具有方向转换机构并连接插板，通过方向转换机构改变插板方向实现对水平面、矢状面上的照射野位置精度测量；驱动单元上设置可升降的红外线发射平台，模拟人体胸廓的起伏运动；驱动单元带动插板在模体测量单元中运动，以实现在运动过程中对计划剂量精度和照射野位置精度的测量。
进一步的，所述模体测量单元上设有贯穿其内部的与所述插板相适配的插板槽。
进一步的，所述插板为电离室插板，电离室插板的内部设有电离室中心插孔和电离室偏心插孔，所述电离室偏心插孔在插板内部的延伸长度大于中心插孔的延伸长度。
进一步的，所述插板为胶片暗盒插板，胶片暗盒插板的中心位置设有中心定位孔，在中心定位孔的周向沿对角线方向设有周向定位孔。
进一步的，所述驱动单元包括横杆、内箱体和设置于内箱体中的驱动电机、方向转换机构，驱动电机通过方向转换机构与横杆相连，所述方向转换机构与内箱体之间设有复位弹簧。
进一步的，所述方向转换机构包括导向杆和旋转部，所述导向杆的一端设有凸起，凸起的两侧设置凹槽；所述旋转部上设有与凹槽相配合的椭圆弧形凸起。
进一步的，所述导向杆的两侧设有多个滑轮，内箱体的两侧设有与滑轮相配合的滑槽。
进一步的，所述红外线发射平台通过交叉铰接的升降杆与横杆相连，红外线发射平台的侧面设有滑槽。
进一步的，所述横杆的端部沿径向设有多个螺纹孔，相邻螺纹孔的夹角为90°。
进一步的，所述驱动单元和红外线发射平台设于外箱体内部，所述外箱体的底部设有调节螺栓，外箱体的顶部设有控制按钮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的插板分为电离室插板和胶片暗盒插板，通过变换模体测量单元中的插板，可实现对运动靶区的计划剂量精度测量和照射野位置精度的测量；
(2)本发明的驱动单元设置方向转换机构，能够将电机的旋转运动转换成水平运动，从而带动插板在模体测量单元中插板槽中的运动；红外线发射平台同时上下运动，模拟人体胸廓的起伏运动；实现运动过程中对水平面和矢状面上的照射野位置精度的测量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的驱动单元内部结构示意图；
图3为本发明的驱动单元俯视图；
图4为本发明的驱动单元整体结构示意图；
图5为本发明的模体测量单元结构示意图；
图6为本发明的模体测量单元剖视图；
图7为本发明的胶片暗盒插板结构示意图；
图8为本发明的电离室插板结构示意图；
图9为本发明的插板与横杆拆分连接示意图；
图10为本发明的横杆剖视图；
其中，1-模体测量单元，2-升降滑槽，3-红外线发射平台，4-外箱体，5-内箱体，6-导向滑槽，7-调节螺栓，8-升降杆，9-横杆，10-插板槽，11-驱动电机，12-复位弹簧，13-导向杆，14-方向转换机构，15-中心定位孔，16-控制按钮，17-胶片暗盒插板，18-螺纹孔，19-插板，20-偏心插孔，21-中心插孔，22-电离室插板，23-电离室插孔，24-周向定位孔，25-螺栓。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在放射治疗呼吸门控质量控制模体仅能测量计划剂量精度、不能检测照射野位置精度的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种放射治疗质量控制用运动模体。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图10所示，提供了一种放射治疗质量控制用运动模体，包括模体测量单元1和驱动单元，驱动单元连接插板19，通过驱动单元控制插板19在模体测量单元1中运动，模拟探测肿瘤随呼吸运动产生的位移。
如图2-图4所示，驱动单元包括外箱体4、横杆9、红外线发射平台3、驱动电机11和方向转换机构14，驱动电机11的电机轴与方向转换机构14相连且二者设置于内箱体5中，方向转换机构11与内箱体5的侧壁之间设置复位弹簧12，所述驱动电机11通过方向转换机构14、复位弹簧12和横杆9相连，方向转换机构14将电机轴的旋转运动转换成横杆9的水平运动，复位弹簧12实现横杆9的复位运动。
如图2所示，在内箱体5的两侧设有导向滑槽6；所述方向转换机构14包括导向杆13和旋转部，所述导向杆13的一端设有凸起，凸起的两侧设置凹槽，导向杆13的另一端与横杆9相连；所述旋转部固定在驱动电机11的电机轴上，旋转部的端部设有与凹槽相配合的椭圆弧形凸起；驱动电机11带动旋转部旋转时，椭圆弧形凸起间隔与导向杆的凹槽、凸起接触，完成旋转运动到水平运动的转换。
所述导向杆13的两侧分别设有多个滑轮，所述滑轮设于内箱体5两侧的导向滑槽6中，导向滑槽6起到对导向杆13的支撑作用。
所述红外线发射平台3通过两组交叉连接的升降杆8与横杆9相连，红外线发射平台3的两侧分别设有升降滑槽2，一个升降杆8的一端通过滑轮设于升降滑槽2中，另一与此升降杆8交叉铰接的升降杆8的一端交接于红外线发射平台3的侧面；升降杆8的两一端铰接于横杆9上；通过横杆9的复位运动带动红外线发射平台3的升降运动；可升降的红外线发射平台3，用于模拟人体胸廓的起伏运动。
容纳红外线发射平台3的外箱体4顶部部分高出容纳驱动电机11部分，所外箱体4容纳红外线发射平台3部分的顶部设有开槽，使红外线发射平台3可运动至外箱体4的外侧，但并不完全超出外箱体4顶部，避免红外线发射平台3两侧的升降杆8造成操作过程中人员的夹伤。
所述外箱体4的底部设有调节螺栓7，通过调节螺栓7调整驱动单元的高度，使其与模体测量单元上1的插板槽10相对应；外箱体容纳驱动电机11部分的顶部设有控制按钮16，通过控制按钮16控制驱动电机11的启停。
如图9-图10所示，所述横杆9与插板19通过螺栓25相连，在横杆9的端部沿其径向设有4个螺纹孔18，相邻螺纹孔18之间的夹角为90°；通过方向转换机构14变换横杆上与插板19相对于的螺纹孔18，实现对水平面、矢状面上的计划剂量精度测量和照射野位置精度的测量。
所述插板19包括探测部和连接部，探测部为长方体结构，连接部为圆柱体结构，所述连接部固定在探测部的一端并与探测部连接为一体；所述连接部与横杆9相配合，横杆9的一端设有与横杆9尺寸相匹配的凹槽，连接部插入凹槽中并通过螺栓25相连。
所述插板19分为胶片暗盒插板17和电离室插板22，胶片暗盒插板17内部放置胶片，胶片暗盒插板17上的中心位置设有中心定位孔15，在中心定位孔15的周向沿对角线方向设有周向定位孔24；胶片暗盒插板17中嵌入4颗非共面的金标，通过测量胶片暗盒插板17上的金标设计，还可将本模体应用于对射波刀金标追踪技术的计划剂量精度测量和照射野位置精度的测量。
所述电离室插板22的内部设置电离室插孔23，所述电离室插孔23包括中心插孔21和偏心插孔20；沿轴向中心设有中心插孔21，在中心插孔21的一侧设有偏心插孔20，所述偏心插孔20在插板内部的延伸长度大于中心插孔21的延伸长度。通过变换模体测量单元中的插板19，可实现对运动靶区的计划剂量精度测量和照射野位置精度的测量。
所述模体测量单元1上设有贯穿其内部的与插板19相适配的插板槽10，模体测量单元1的截面呈椭圆弧形，其底面为平面。
如图5和图6所示，模体测量单元1的截面为底面截去一部分的椭圆形，椭圆形的长轴长度为280mm，短轴长度为230mm，截去部分的长度为30mm，因此，模体测量单元1的底面距顶部最高点的距离为200mm；插板槽10中设置的电离室插板23，其偏心插孔20与中心插孔21的距离为35mm，偏心插孔20比中心插孔21的长度大35mm；所述模体测量单元1的总长度为200mm。
胶片暗盒插板17和电离室插板22的长度为30cm，宽度为18cm，高度为2cm；插板长度大于模体长度，使插板在模体内运动时，模体内不会产生“空腔”。
横杆9端部的螺纹孔尺寸为外径6cm，内径4cm，深度4cm。
上述尺寸的模体测量单元1根据仿真人体模型尺寸而定。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，包括模体测量单元和驱动单元，驱动单元具有方向转换机构并连接插板，通过方向转换机构改变插板方向实现对水平面、矢状面上的照射野位置精度测量；驱动单元上设置可升降的红外线发射平台，模拟人体胸廓的起伏运动；驱动单元带动插板在模体测量单元中运动，以实现在运动过程中对计划剂量精度和照射野位置精度的测量。
2.根据权利要求1所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述模体测量单元上设有贯穿其内部的与所述插板相适配的插板槽。
3.根据权利要求1所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述插板为电离室插板，电离室插板的内部设有电离室中心插孔和电离室偏心插孔，所述电离室偏心插孔在插板内部的延伸长度大于中心插孔的延伸长度。
4.根据权利要求1所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述插板为胶片暗盒插板，胶片暗盒插板的中心位置设有中心定位孔，在中心定位孔的周向沿对角线方向设有周向定位孔。
5.根据权利要求1所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述驱动单元包括横杆、内箱体和设置于内箱体中的驱动电机、方向转换机构，驱动电机通过方向转换机构与横杆相连，所述方向转换机构与内箱体之间设有复位弹簧。
6.根据权利要求1或5所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述方向转换机构包括导向杆和旋转部，所述导向杆的一端设有凸起，凸起的两侧设置凹槽；所述旋转部上设有与凹槽相配合的椭圆弧形凸起。
7.根据权利要求6所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述导向杆的两侧设有多个滑轮，内箱体的两侧设有与滑轮相配合的滑槽。
8.根据权利要求5所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述红外线发射平台通过交叉铰接的升降杆与横杆相连，红外线发射平台的侧面设有滑槽。
9.根据权利要求1所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述横杆的端部沿径向设有多个螺纹孔，相邻螺纹孔的夹角为90°。
10.根据权利要求1所述的一种放射治疗质量控制用运动模体，其特征在于，所述驱动单元和红外线发射平台设于外箱体内部，所述外箱体的底部设有调节螺栓，外箱体的顶部设有控制按钮。
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