CN108211140A - 石墨烯电加热放射治疗床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了石墨烯电加热放射治疗床，所述放射治疗床为放射治疗加速器床或放射治疗辅助床，包括床板、石墨烯发热膜、电源和控制开关，所述石墨烯发热膜植入所述床板内；所述石墨烯发热膜依次包括第一绝缘层、发热线、第二绝缘层，发热线两端均镀有电极；所述发热线通过将石墨烯导电油墨印刷于第一绝缘层上获得；所述电源通过所述控制开关连接两电极，用来给所述石墨烯发热膜提供电能，以使石墨烯发热膜发热。本发明加热均匀稳定，在放射治疗过程中可保持床板温度为37摄氏度～40摄氏度，从而可为肿瘤患者提供舒适安全的治疗体验；并且不会影响肿瘤患者在放射治疗过程中所接收的X射线剂量以及在线监测影像质量，从而保证了治疗效果。

Description

石墨烯电加热放射治疗床

技术领域

本发明属于放射治疗技术领域，尤其涉及石墨烯电加热放射治疗床。

背景技术

放射治疗是肿瘤治疗的三大手段之一，基于图像引导的放射治疗是现代精准治疗的关键技术，为保证在治疗过程中将高能X射线精准的投照到肿瘤靶区，同时最大限度保护正常组织，因此现代放疗设备利用X射线对治疗前和治疗中肿瘤患者的体位进行在线跟踪。治疗过程中，为保证治疗效果，肿瘤患者需脱掉衣物并躺于放射治疗床板上进行治疗。放射治疗床板通常为碳纤维床，具有良好的热传导性；而肿瘤患者一般体质虚弱，对温度敏感。所以，在较冷的季节，就算室内开有空调，大多肿瘤患者还是会感觉冷，甚至会身体打颤，严重影响治疗精度。

面对此种情况，多年来业内尝试过多种解决方法。例如，通过给肿瘤患者加盖薄毛毯，但保暖效果并不好，并且还可能影响治疗效果。或者，通过对放射治疗床板进行加热，但大多加热组件会影响X射线的照射剂量和/或干扰肿瘤患者体位在线跟踪的监测影像质量。目前，还没有一种对放射治疗效果基本无影响的放射治疗床板加热方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种不会影响X射线照射剂量、也不会干扰监测影像质量的石墨烯电加热放射治疗床。

本发明提供的石墨烯电加热放射治疗床，所述放射治疗床为放射治疗加速器床或放射治疗辅助固定体架，包括床板，其特点是：

还包括石墨烯发热膜、电源和控制开关，所述石墨烯发热膜植入所述床板内；

所述石墨烯发热膜依次包括第一绝缘层、发热线、第二绝缘层，发热线两端均镀有电极；所述发热线通过将石墨烯导电油墨印刷于第一绝缘层上获得；

所述电源通过所述控制开关连接两电极，用来给所述石墨烯发热膜提供电能，以使石墨烯发热膜发热。

进一步的，发热线呈折线型、波浪线型或S型，但不限于此。

进一步的，第一绝缘层和第二绝缘层采用PET、PP、PE、PVC或EVA材质。这里，PET为聚对苯二甲酸类塑料的简写，PP为聚丙烯的简写，PE为聚乙烯的简写，PVC为聚氯乙烯的简写，EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的简写。

进一步的，石墨烯发热膜包括多条分布于床板不同区域且相互不接触的发热线，各发热线的两端均镀有金属电极，各发热线相互并联或串联并由所述电源提供电能。

本发明提供的石墨烯电加热装置，用于放射治疗加速器床板或放射治疗辅助固定体架的加热，包括石墨烯发热膜、电源和控制开关；

所述石墨烯发热膜依次包括第一绝缘层、发热线、第二绝缘层，发热线两端均镀有电极；所述发热线通过将石墨烯导电油墨印刷于第一绝缘层上获得；

所述石墨烯发热膜上固定有可拆卸的固定件，当石墨烯发热膜铺设于所述放射治疗加速器床板或所述放射治疗辅助固定体架表面上时，固定件用来将石墨烯发热膜以可拆卸方式固定于放射治疗加速器床板或放射治疗辅助固定体架上；

所述电源通过控制开关连接两电极，用来给所述石墨烯发热膜提供电能，以使石墨烯发热膜发热。

进一步的，发热线呈折线型、波浪线型或S型，但不限于此。

进一步的，第一绝缘层和第二绝缘层采用PET、PP、PE、PVC或EVA材质。

进一步的，可拆卸的固定件为粘黏件，用来将石墨烯发热膜粘贴于放射治疗加速器床板或放射治疗辅助固定体架上。

进一步的，石墨烯发热膜包括多条分布于床板不同区域且相互不接触的发热线，各发热线的两端均镀有金属电极；各发热线相互并联或串联并由所述电源提供电能。

和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

由于目前放射治疗加速器床板以及放射治疗辅助固定体架通常为热传导性良好的碳纤维床板，加之进行放射治疗的肿瘤患者一般体质虚弱，所以在春秋冬季进行放射治疗，急需一种可加热床板的方法。若采用当前常规的加热组件对床板进行加热，均存在影响X射线照射剂量和/或干扰在线监测影像质量的问题，放射治疗加速器床板以及放射治疗辅助固定体架的加热问题成为了业内一直未能解决的技术难题。

发明人经过试验发现，石墨烯导电油墨对X射线的吸收几乎为零，且对在线监测影像几乎不存在干扰。因此，本发明提出利用石墨烯导电油墨作为发热材料，对放射治疗加速器床板以及放射治疗辅助固定体架进行加热。

经试验测试可知，本发明加热均匀稳定，在放射治疗过程中可保持床板温度为37摄氏度～40摄氏度，从而可为肿瘤患者提供舒适安全的治疗体验；并且不会影响肿瘤患者在放射治疗过程中所接收的X射线剂量以及在线监测影像质量，从而保证了治疗效果。

附图说明

图1为具体实施方式中所采用石墨烯发热膜的结构示意图；

图2为图1所示石墨烯发热膜的侧剖图；

图3为植入石墨烯发热膜的放射治疗加速器床板的影像检测结果；

图4为未植入石墨烯发热膜的放射治疗加速器床板的影像检测结果；

图5为胶片扫描图像，图中横线为标注线；

图6为胶片标注线上射线剂量的分布示意图。

图中，1-第一电极，2-第二电极，3-发热线，4-第一绝缘层。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

下面将结合图1进一步说明本发明所采用石墨烯发热膜的一种具体实施方式。

图1～2所示石墨烯发热膜，依次包括第一绝缘层4、印刷于第一绝缘层4上的发热线3、覆盖于发热线3上的第二绝缘层(未在图中画出)。发热线3通过将石墨烯导电油墨印刷于第一绝缘层4上获得。发热线3的形状和尺寸可根据待加热床板的形状、尺寸以及实际需求设计。为使待加热床板能发热均匀，发热线3一般可设计为折线型、波浪线型、S型等，但不限于此。发热线3两端均镀有金属电极，分别记为第一电极1和第二电极2。电源通过控制开关连接两电极，用来使发热线3电发热，控制开关用来控制回路的通和断。

本发明利用石墨烯发热膜，给放射治疗加速器床或放射治疗辅助固定体架的床板加热。具体的，可将石墨烯发热膜植入待加热床板内；或者，直接将石墨烯发热膜铺设于待加热床板上，并通过固定于石墨烯发热膜上的可拆卸固定件进行固定。本具体实施方式中，可拆卸固定件为粘黏件。

作为另一种具体实施方式，石墨烯发热膜包括多条分布于待加热床板不同区域的发热线，各发热线相互不接触。各发热线的两端均镀有金属电极，各发热线相互并联或串联并由所述电源提供电能。

本发明利用石墨烯发热膜加热放射治疗床，既不会影响放射治疗过程中的X射线照射剂量，也不会干扰监测影像质量，对放射治疗效果基本无影响。下面将通过试验测试来验证本发明的技术效果。

试验测试所采用的仪器和用品包括PTW剂量仪、PTW31010型0.125cm3指型防水电离室、GAFCHROMIC TM EBT3-1417型胶片、EPSON Expression 11000XL扫描仪。

试验1石墨烯发热膜对在线监测影像质量的影响试验

本试验采用MV能量级别的电子射野影像技术，分别对植入石墨烯发热膜和未植入石墨烯发热膜的放射治疗加速器床板进行影像学检测，利用ImageJ工具进行处理，所得影像检测结果分别见图3和图4，图中方框内区域表示加热区域。本试验中，是在加热情况下对植入石墨烯发热膜的放射治疗加速器床板进行影像学检测。从图3～4的对比中可看出，石墨烯发热膜的植入对在线监测影像几乎无影响。

试验2石墨烯发热膜对放射治疗射线剂量的影响试验

本试验为模拟放射治疗试验，在电离室内进行，温度为23.5℃，大气压为102.41kPa，放射源位于放射治疗加速器床板上方100cm，石墨烯发热膜距离放射治疗加速器床板上表面0.2cm。放射源发出6MV的X射线共200MU，分别透过植入石墨烯发热膜和未植入石墨烯发热膜的放射治疗加速器床板，设于放射治疗加速器床板背面的PTW剂量仪测量透过放射治疗加速器床板的射线剂量。

本试验进行了透过射线剂量的多次测量，所测量的透过射线剂量见表1，从表中可以看出，石墨烯发热膜的植入，对透过射线剂量影响不大。

表1透过射线剂量

试验3石墨烯发热膜对放射治疗射线均匀性的影响试验

本试验的试验条件同试验2，同样通过模拟放射治疗过程来验证石墨烯发热膜对放射治疗射线均匀性是否有影响。放射源发出6MV的X射线，透过植入石墨烯发热膜的放射治疗加速器床板，照射到设于放射治疗加速器床板背面的免冲洗胶片。采用扫描仪对胶片进行扫描，所得扫描图像见图5，图中横线为标注线。采用ImageJ工具分析胶片中标注线上的射线剂量分布，见图6。从图6可以看出，石墨烯发热膜对透过射线均匀性没有影响。

上述实施例所述是用以具体说明本发明，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本发明的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本发明的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。

Claims (9)

1.石墨烯电加热放射治疗床，所述放射治疗床为放射治疗加速器床或放射治疗辅助固定体架，包括床板，其特征是：

还包括石墨烯发热膜、电源和控制开关，所述石墨烯发热膜植入所述床板内；

所述石墨烯发热膜依次包括第一绝缘层、发热线、第二绝缘层，发热线两端均镀有电极；所述发热线通过将石墨烯导电油墨印刷于第一绝缘层上获得；

所述电源通过所述控制开关连接两电极，用来给所述石墨烯发热膜提供电能，以使石墨烯发热膜发热。

2.如权利要求1所述的石墨烯电加热放射治疗床，其特征是：

所述发热线呈折线型、波浪线型或S型。

3.如权利要求1所述的石墨烯电加热放射治疗床，其特征是：

所述第一绝缘和所述第二绝缘层为PET、PP、PE、PVC或EVA材质。

4.如权利要求1所述的石墨烯电加热放射治疗加速器床，其特征是：

所述石墨烯发热膜包括多条分布于床板不同区域且相互不接触的发热线，各发热线的两端均镀有金属电极；各发热线相互并联或串联并由所述电源提供电能。

5.石墨烯电加热装置，用于放射治疗加速器床板或放射治疗辅助固定体架的加热，其特征是：

包括石墨烯发热膜、电源和控制开关；

所述石墨烯发热膜依次包括第一绝缘层、发热线、第二绝缘层，发热线两端均镀有电极；所述发热线通过将石墨烯导电油墨印刷于第一绝缘层上获得；

所述石墨烯发热膜上固定有可拆卸的固定件，当石墨烯发热膜铺设于所述放射治疗加速器床板或所述放射治疗辅助固定体架表面上时，固定件用来将石墨烯发热膜以可拆卸方式固定于放射治疗加速器床板或放射治疗辅助固定体架上；

所述电源通过所述控制开关连接两电极，用来给所述石墨烯发热膜提供电能，以使石墨烯发热膜发热。

6.如权利要求5所述的石墨烯电加热装置，其特征是：

所述发热线呈折线型、波浪线型或S型。

7.如权利要求5所述的石墨烯电加热装置，其特征是：

所述第一绝缘和所述第二绝缘层为PET、PP、PE、PVC或EVA材质。

8.如权利要求5所述的石墨烯电加热装置，其特征是：

所述可拆卸的固定件为粘黏件，用来将石墨烯发热膜粘贴于放射治疗加速器床板或放射治疗辅助固定体架上。

9.如权利要求5所述的石墨烯电加热装置，其特征是：

所述石墨烯发热膜包括多条分布于床板不同区域且相互不接触的发热线，各发热线的两端均镀有金属电极；各发热线相互并联或串联并由所述电源提供电能。