CN107823807A

CN107823807A - 治疗床系统及控制方法

Info

Publication number: CN107823807A
Application number: CN201711188984.0A
Authority: CN
Inventors: 邱清; 徐刚; 田力
Original assignee: Beijing New Nuclear Medical Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing New Nuclear Medical Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2018-03-23

Abstract

本发明提供了一种治疗床系统及控制方法，涉及医疗器械技术领域。该治疗床系统包括第一治疗床、第二治疗床、虚拟照射源和控制装置；所述第一治疗床、所述第二治疗床和所述虚拟照射源均与所述控制装置电连接。其中，所述虚拟照射源与第一治疗床均放置在准备室中，第二治疗床放置在治疗室中；患者首先在准备室中，第一治疗床运动直至虚拟照射源以最佳照射路径对准患者病灶，此时获得第二治疗床的运动参数；患者进入治疗室中，由于第二治疗床的运动参数已确定，因此，第二治疗床在控制装置的控制下进行运动，治疗室中的中子照射源直接对准患者病灶进行治疗，大大缩短了患者在治疗室中的治疗时间。

Description

治疗床系统及控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种治疗床系统及控制方法。

背景技术

现有的中子放射治疗系统是采用质子加速器照射靶件产生中子作为中子源，或者采用核反应堆作为中子源。从中子源射出的中子对准患者病灶位置进行放射治疗。

中子射出时经过的中子通道是刚性的，输出方向唯一，又因中子没有极性，所以无法转向。而病人的病灶可能位于不同位置，如胸部、腿部、头部等。现有技术中的治疗床系统一般都设置在治疗室中，病人需要进入到治疗室，并在治疗床系统上进行固定，然后通过调整治疗床系统来使射出的中子到达病人的病灶位置。病人进入到治疗室后再根据病灶位置调整治疗床系统的方式，使得病人在治疗室中进行处理的时间较长，病人病灶位置以外的地方也易受到辐射影响。

基于此，本发明提供了一种治疗床系统及控制方法以解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种治疗床系统，以解决现有技术中存在的患者在治疗室中接受治疗的时间较长，病人病灶位置意外的地方长时间处于辐射空间的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种治疗床系统控制方法,所述治疗床系统控制方法利用了上述治疗床系统，用于解决患者在治疗室中接受治疗的时间较长，病人病灶位置意外的地方长时间处于辐射空间的技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种治疗床系统，包括第一治疗床、第二治疗床、虚拟照射源和控制装置；

所述第一治疗床、所述第二治疗床和所述虚拟照射源均与所述控制装置电连接；

所述虚拟照射源，用于朝向病灶位置发射照射光线，并指示入射位置；

所述控制装置，用于根据所述入射位置与所述病灶位置计算出最佳照射路径；

所述第一治疗床，用于根据最佳照射路径进行六个自由度的运动，使照射光线以最佳路径对准病灶；

所述控制装置，还用于计算所述第一治疗床定位后位置参数；

所述第二治疗床，用于根据位置参数进行六个自由度的运动。

可选的，上述治疗床系统，所述第一治疗床和所述第二治疗床均包括床体和支撑运动平台；

所述支撑运动平台的输出端与所述床体连接，用于带动所述床体做六个自由度的运动。

可选的，上述治疗床系统，所述支撑运动装置包括X轴水平移动机构、Y轴水平移动机构、升降摆动机构和Z轴旋转机构；

所述床体设置在所述X轴水平移动机构的输出端；

所述升降摆动机构设置在所述X轴水平移动机构和所述Y轴水平移动机构之间，用于使所述床体做升降运动或沿X轴的摆动或沿Y轴的摆动；

所述Z轴旋转机构设置在所述Y轴水平移动机构的下方，用于使床体做沿Z轴的转动。

可选的，上述治疗床系统，所述X轴水平移动机构包括第一滑块、第一滑轨和第一支撑台；

所述第一滑块固定在所述床体的底面上；

所述第一滑轨固定在所述第一支撑台上；

所述第一滑块与所述第一滑轨配合形成移动副。

可选的，上述治疗床系统，所述升降摆动机构包括四个X轴摆动气缸和两个Y轴摆动气缸；

四个所述X轴摆动气缸的伸缩端分别与所述第一支撑台下表面靠近四个角的位置连接；

两个所述Y轴摆动气缸的伸缩端分别与所述第一支撑台下表面靠近两个短边的位置连接。

可选的，上述治疗床系统，所述Y轴移动机构包括滑移板、第二滑块、第二滑轨和第二支撑台；

四个所述X轴摆动气缸和两个所述Y轴摆动气缸远离伸缩端的一端均固定在所述滑移板上；

第二滑轨固定在所述第二支撑台上；

第二滑块与第二滑轨配合形成移动副。

可选的，上述治疗床系统，所述Z轴旋转机构包括转盘和旋转电机；

所述X轴水平移动机构、升降摆动机构和Y轴水平移动机构均设置在所述转盘上；

所述旋转电机用于驱动所述转盘转动。

可选的，上述治疗床系统，所述床体上设置有定位槽。

基于上述第二目的，本发明提供了一种治疗床系统控制方法,所述治疗床系统控制方法包括如下步骤：

步骤S1，利用虚拟照射源朝向病灶位置发射照射光线，并指示入射位置；

步骤S2，控制装置根据所述入射位置与所述病灶位置计算出最佳照射路径；

步骤S3，第一治疗床根据所述最佳照射路径进行六个自由度的运动，使照射光线以最佳路径对准病灶；

步骤S4，控制装置计算出所述第一治疗床定位后位置参数；

步骤S5，第二治疗床根据所述位置参数进行六个自由度的运动。

可选的，上述治疗床系统控制方法，在步骤S3后，还包括：

步骤X，重新确定入射位置，得到最佳入射位置；

步骤Y，在所述最佳入射位置做标记。

本发明提供的所述治疗床系统，包括第一治疗床、第二治疗床、虚拟照射源和控制装置；所述第一治疗床、所述第二治疗床和所述虚拟照射源均与所述控制装置电连接。其中，所述虚拟照射源与第一治疗床均放置在准备室中，第二治疗床放置在治疗室中；患者首先在准备室中，第一治疗床运动直至虚拟照射源以最佳照射路径对准患者病灶，此时获得第二治疗床的运动参数；患者进入治疗室中，由于第二治疗床的运动参数已确定，因此，第二治疗床在控制装置的控制下进行运动，治疗室中的中子照射源直接对准患者病灶进行治疗，大大缩短了患者在治疗室中的治疗时间。

本发明提供的所述治疗床系统控制方法，包括利用虚拟照射源朝向病灶位置发射照射光线，并指示入射位置；控制装置根据所述入射位置与所述病灶位置计算出最佳照射路径；第一治疗床根据所述最佳照射路径进行六个自由度的运动，使照射光线以最佳路径对准病灶；控制装置计算出所述第一治疗床定位后位置参数；第二治疗床根据所述位置参数进行六个自由度的运动。

基于此，本发明较之原有技术，具有提高治疗效率，减少患者受到不必要辐照的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的治疗床系统中第一治疗床的主视图；

图2为本发明实施例提供的治疗床系统中第一治疗床的左视图；

图3为本发明实施例提供的治疗床系统控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的治疗床系统控制方法做标记的流程图。

图标：1-床体；2-第一滑块；3-第一滑轨；4-第一支撑台；5-X轴摆动气缸；6-Y轴摆动气缸；7-滑移板；8-第二滑块；9-第二滑轨；10-第二支撑台；11-转盘；12-旋转电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供的治疗床系统中第一治疗床的主视图；图2为本发明实施例提供的治疗床系统中第一治疗床的左视图。

在本实施例中提供了一种治疗床系统，所述治疗床系统包括第一治疗床、第二治疗床、虚拟照射源和控制装置；

现有微型堆中子治疗使用的治疗床仅设置在治疗室中，患者需进入到治疗室并躺于治疗床上，医生根据患者的病灶位置手动调节治疗床，以使由辐照孔道射出的中子束流对准患者病灶进行治疗。整个调节治疗床的过程需要耗费大量时间，既降低了治疗效率，又增加了患者病灶以外位置遭受辐照的风险。

本发明提供的所述治疗床系统，包括了第一治疗床和第二治疗床；其中，第一治疗床设置在准备室中，第二治疗床设置在治疗室中；为增加患者在治疗室中的治疗效率，可在准备室中确定好病灶相对第一治疗床的位置；由于虚拟照射源是虚拟治疗室中的辐照孔道，因此，通过虚拟照射源确定病灶相对第一治疗床的位置，即确定了病灶相对第二治疗床的位置；控制装置根据病灶相对第二治疗床的位置调节第二治疗床，患者躺与第二治疗床上，由辐射孔道射出的中子束流直接对准病人的病灶进行治疗。由于事先已经确定病灶相对第二治疗床的位置，因此控制装置只需输入获得的位置参数，对第二治疗床的调整便一步到位，大大缩短了整个操作的时间，提高治疗的效率。

需要注意的是，第一治疗床与第二治疗床可完全相同，也可有所不同。当第一治疗床与第二治疗床完全相同时，控制装置计算出第一治疗床定位后的位置参数可为第一治疗床本身的位置参数，如旋转角度、X向和Y向的移动距离、升降高度等等；为进一步提高治疗效率，根据虚拟照射源和第一治疗床获得位置参数的过程中，第二治疗床可与第一治疗床联动，因此，第一治疗床定位后，第二治疗床也已根据其位置参数完成了定位，患者由准备室直接进入治疗室进行治疗，无需再操作第二治疗床，患者在治疗室中大部分的时间为治疗时间。当第一治疗床与第二治疗床有所不同时，则控制系统可根据第一治疗床与第二治疗床的结构差别，计算出位置参数，此时的位置参数是根据病灶相对虚拟照射源的距离以及病灶相对第一治疗床的位置坐标计算得出的转化为第二治疗床运动的参数，以保证最终辐照孔道射出的中子束流对准病灶。

基于此，本发明较之原有技术，具有能够提高治疗效率，以及减少患者受到不必要辐照的优点。

如图1和图2所示，本实施例的可选方案中，所述第一治疗床和所述第二治疗床均包括床体1和支撑运动平台；

所述支撑运动平台的输出端与所述床体1连接，用于带动所述床体1做六个自由度的运动。

六个自由度的支撑运动平台联动，能够有效提高治疗效率，缩短准备或操作的时间。

在上述技术方案中，进一步的，所述支撑运动装置包括X轴水平移动机构、Y轴水平移动机构、升降摆动机构和Z轴旋转机构；

所述床体1设置在所述X轴水平移动机构的输出端；

所述升降摆动机构设置在所述X轴水平移动机构和所述Y轴水平移动机构之间，用于使所述床体1做升降运动或沿X轴的摆动或沿Y轴的摆动；

所述Z轴旋转机构设置在所述Y轴水平移动机构的下方，用于使床体1做沿Z轴的转动。

在上述技术方案中，进一步的，所述X轴水平移动机构包括第一滑块2、第一滑轨3和第一支撑台4；

所述第一滑块2固定在所述床体1的底面上；

所述第一滑轨3固定在所述第一支撑台4上；

所述第一滑块2与所述第一滑轨3配合形成移动副。

在上述技术方案中，进一步的，所述升降摆动机构包括四个X轴摆动气缸5和两个Y轴摆动气缸6；

四个所述X轴摆动气缸5的伸缩端分别与所述第一支撑台4下表面靠近四个角的位置连接；

两个所述Y轴摆动气缸6的伸缩端分别与所述第一支撑台4下表面靠近两个短边的位置连接。

在上述技术方案中，进一步的，所述Y轴移动机构包括滑移板7、第二滑块8、第二滑轨9和第二支撑台10；

四个所述X轴摆动气缸5和两个所述Y轴摆动气缸6远离伸缩端的一端均固定在所述滑移板7上；

第二滑轨9固定在所述第二支撑台10上；

第二滑块8与第二滑轨9配合形成移动副。

本实施例的可选方案中，所述Z轴旋转机构包括转盘11和旋转电机12；

所述X轴水平移动机构、升降摆动机构和Y轴水平移动机构均设置在所述转盘11上；

所述旋转电机12用于驱动所述转盘11转动。

综合上述技术方案，如图1和图2所示，本实施例中，X轴水平移动机构和Y轴水平移动机构均采用滑轨滑块结构，保证了X向和Y向的移动精度。升降摆动机构采用四个X轴摆动气缸5和两个Y轴摆动气缸6；四个X轴摆动气缸5和两个Y轴摆动气缸6同时上升或同时下降时可实现带动床体1做升降运动；处于床体1其中一条长边上的两个X轴摆动气缸5同时上升，另一条长边上的两个X轴摆动气缸5同时下降时，可实现沿X轴的摆动；同理，两个Y轴摆动气缸6存在升降高度差时可实现沿Y轴的摆动。Z轴旋转机构通过旋转电机12带动转盘11转动，由于X轴水平移动机构、升降摆动机构和Y轴水平移动机构均设置在转盘11上，因此，床体1在旋转电机12的驱动下跟随转盘11转动。为减轻整个支撑运动平台的重量，所述的转盘11与所述第二支撑台10可根据结构需要合并为一个部件。

本实施例提供的治疗床系统，在第一治疗床和第二治疗床的床体1上还设置有定位槽，定位槽主要是用于定位患者，以进一步提高病灶定位的精准度。

实施例二

如图3所示，该实施例提供了一种治疗床系统控制方法，使用了实施例一中所述的治疗床系统，其中，第一治疗床设置在准备室中，第二治疗床设置在治疗室中。所述治疗床系统控制方法包括如下步骤：

患者躺入第一治疗床中，通过床体1上的定位槽定位。虚拟照射源朝向病灶位置发射照射光线，此时，照射光线由患者身体上的入射位置进入到病灶的路径并非最佳路径。

由于每个患者的病灶可能位于不同位置，如胸部、腿部或头部等，因此，根据病灶所在位置的不同，需设计最佳路径，以最大限度提高治疗效果，并降低对患者造成的损伤。

经过计算确定出最佳路径后，第一治疗床根据需要进行各个自由度的运动，以使照射光线以最佳路径对准病灶。

步骤S4，控制装置计算出所述第一治疗床定位后位置参数；

第一治疗床与第二治疗床可完全相同，也可有所不同。当第一治疗床与第二治疗床完全相同时，控制装置计算出第一治疗床定位后的位置参数可为第一治疗床本身的位置参数，如旋转角度、X向和Y向的移动距离、升降高度等等；为进一步提高治疗效率，根据虚拟照射源和第一治疗床获得位置参数的过程中，第二治疗床可与第一治疗床联动，因此，第一治疗床定位后，第二治疗床也已根据其位置参数完成了定位，患者由准备室直接进入治疗室进行治疗，无需再操作第二治疗床，患者在治疗室中大部分的时间为治疗时间。当第一治疗床与第二治疗床有所不同时，则控制系统可根据第一治疗床与第二治疗床的结构差别，计算出位置参数，此时的位置参数是根据病灶相对虚拟照射源的距离以及病灶相对第一治疗床的位置坐标计算得出的转化为第二治疗床运动的参数，以保证最终辐照孔道射出的中子束流对准病灶。

如图2所示，本实施例的可选方案中，在步骤S3后，还包括：

步骤X，重新确定入射位置，得到最佳入射位置；

步骤Y，在所述最佳入射位置做标记。

为进一步提高定位的精准度，可在准备室中先对最佳入射位置做标记，患者进入治疗室治疗时，可根据标记判断是否精准定位。若中子束流入射位置与标记重合则定位精准；若不重合，则需通过控制装置精调。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种治疗床系统，其特征在于，包括第一治疗床、第二治疗床、虚拟照射源和控制装置；

2.根据权利要求1所述的治疗床系统，其特征在于，所述第一治疗床和所述第二治疗床均包括床体和支撑运动平台；

3.根据权利要求2所述的治疗床系统，其特征在于，所述支撑运动装置包括X轴水平移动机构、Y轴水平移动机构、升降摆动机构和Z轴旋转机构；

所述床体设置在所述X轴水平移动机构的输出端；

4.根据权利要求3所述的治疗床系统，其特征在于，所述X轴水平移动机构包括第一滑块、第一滑轨和第一支撑台；

所述第一滑块固定在所述床体的底面上；

所述第一滑轨固定在所述第一支撑台上；

所述第一滑块与所述第一滑轨配合形成移动副。

5.根据权利要求4所述的治疗床系统，其特征在于，所述升降摆动机构包括四个X轴摆动气缸和两个Y轴摆动气缸；

6.根据权利要求5所述的治疗床系统，其特征在于，所述Y轴移动机构包括滑移板、第二滑块、第二滑轨和第二支撑台；

第二滑轨固定在所述第二支撑台上；

第二滑块与第二滑轨配合形成移动副。

7.根据权利要求3所述的治疗床系统，其特征在于，所述Z轴旋转机构包括转盘和旋转电机；

所述旋转电机用于驱动所述转盘转动。

8.根据权利要求2所述的治疗床系统，其特征在于，所述床体上设置有定位槽。

9.一种治疗床系统控制方法，其特征在于，所述治疗床系统控制方法包括如下步骤：

步骤S4，控制装置计算出所述第一治疗床定位后位置参数；

10.根据权利要求9所述的治疗床系统控制方法，其特征在于，在步骤S3后，还包括：

步骤X，重新确定入射位置，得到最佳入射位置；

步骤Y，在所述最佳入射位置做标记。