CN109011223B - 一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光引导技术领域，公开了一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，包括支撑机构、动力机构和转动机构，所述动力机构和转动机构均连接于支撑机构，动力机构带动转动机构沿着支撑机构转动。本发明设置了转动机构，使得激光引导具有了角度调节功能，同时在角度调节结束后，能够将角度保持，方便使用者后续处理。
Description
技术领域
本发明属于激光引导技术领域，具体涉及一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置。
背景技术
粒子植入全称为"放射性粒子植入治疗技术"，是一种将放射源植入肿瘤内部，让其以摧毁肿瘤的治疗手段。粒子植入治疗技术涉及放射源，其核心是放射粒子。现在临床运用的是一种被称为碘125的物质。每个碘125粒子就像一个小太阳，其中心附近的射线最强，可最大限度降低对正常组织的损伤。粒子植入治疗可以追溯到上世纪初。目前，放射性粒子植入治疗早期前列腺癌在美国等国家已成为标准治疗手段，在国内其治疗理念也渐渐得到认可。
现有的粒子植入装置需要激光进行引导定位，但在使用激光引导时依然存在以下问题：
1、激光引导定位的角度很难调整。
2、在调整好角度后很难保持角度不变。
中国发明CN201320410677.3一种新型植入剂植药针本发明公开一种植药针，包括有针管、针座、针芯、推杆、游标五部分组成。针座内有一锥型槽孔(tanθ＝0.06)，槽孔内可匹配相应的植入剂包装管、注射器或者适配装置；针芯和推杆可分别插入针管内；游标可固定在针管外。使用时，先将针芯插入针管内，缓慢进针达患者的病灶或相关组织部位；抽出针芯，可根据需要在针座尾部装配相应的器材，以实施积水、腹水的抽除，植入剂的装药，或者是液体药物的注入；可直接用推杆将植入剂从植入剂包装管内推进针管内完成装药，然后一边后退针管，一边继续推进推杆，即可实现植入剂的体内植入。但由于没有激光引导，使得插入的角度很难保持一定。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，通过改变激光引导的设备，从而解决了激光引导设备角度调节困难的问题。同时，通过齿轮齿条，使得整个激光引导装置的角度偏移更加方便，更加精准。
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明所采用的技术方案为：
一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，包括：支撑机构、动力机构和转动机构，所述转动机构连接有激光发射器。
所述支撑机构包括固定组件和限位组件，所述固定组件通过限位组件连接有转动机构，所述限位组件的中部向固定组件凸起，限位组件的纵截面为圆弧状，所述动力机构带动转动机构沿着限位组件移动。
进一步的，所述限位组件包括固定架、齿条和滑轨，所述齿条和滑轨均通过固定架连接于固定组件，所述滑轨的纵截面和齿条的纵截面均为圆弧状，滑轨的中部和齿条的中部均向设有固定组件的一侧凸起，齿条凸起的一侧设有啮合齿。
进一步的，所述固定组件包括固定板、连接块和固定块，所述连接块为圆柱体，连接块的轴线竖直设置，连接块的上端连接有固定板，连接块的下端连接有固定块。
进一步的，所述固定架包括第一固定架和第二固定架，所述第二固定架连接于固定块远离连接块的一端，所述第一固定架连接于第二固定架远离固定块的一侧，第二固定架连接有齿条，第一固定架连接有滑轨。
进一步的，所述转动机构包括连接组件、齿轮和滑块，所述齿轮和滑块均连接于连接组件，齿轮啮合于齿条，所述滑块卡合于滑轨，当齿轮沿着齿条转动时，滑块沿着滑轨移动。
进一步的，所述动力机构为正反转电机，正反转电机的壳体连接于连接组件，正反转电机的轴端连接于齿轮。
进一步的，所述连接组件包括齿轮挡板、滑轨挡板和连接板，所述滑轨挡板靠近齿轮的一端连接有齿轮挡板，滑轨挡板远离齿轮的一端连接有连接板，滑轨挡板靠近滑轨的一侧连接有滑块，所述齿轮挡板和滑轨挡板平行设置，齿轮挡板远离齿轮的一侧连接有正反转电机的壳体，所述正反转电机的轴端穿过齿轮挡板并连接于齿轮。
进一步的，所述连接组件为一体成型结构。
进一步的，所述滑轨挡板与齿轮挡板相邻的两端分别连接有一个辅助挡板，所述辅助挡板和连接板平行设置。
进一步的，所述连接板远离固定架的一侧连接有激光发射器，所述激光发射器的轴线垂直于连接板。
本发明的有益效果为：
(1)本发明设置了转动机构，使得激光引导具有了角度调节功能，同时在角度调节结束后，能够将角度保持，方便使用者后续处理。
(2)本发明通过设置齿轮齿条和滑轨滑块，激光引导通过滑块和滑轨进行预定路线的限定，齿轮和齿条为激光引导的转动传递动力，保证激光引导的转动精度。
(3)本发明将滑轨和齿条均做成圆弧状，使得激光引导在不同角度时，尽量垂直与中心，方便使用者后续的扎针。
(4)本发明通过转动机构整体的转动，使得激光引导的精度大大提高，同时滑轨挡板和齿轮挡板能够更好的保护滑块和齿轮，提高转动精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的内部结构示意图。
图中：1-固定板；2-连接块；3-齿轮挡板；4-滑轨挡板；5-连接板；6-激光发射器；7-辅助挡板；8-齿条；9-第一固定架；10-滑轨；11-滑块；12-齿轮；13-固定块；14-第二固定架。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
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。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1：
如图1和2所示，一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，包括：支撑机构、动力机构和转动机构，所述转动机构连接有激光发射器6。
所述支撑机构包括固定组件和限位组件，所述固定组件通过限位组件连接有转动机构，所述限位组件的中部向固定组件凸起，限位组件的纵截面为圆弧状，所述动力机构带动转动机构沿着限位组件移动。
本发明设置了转动机构，使得激光引导具有了角度调节功能，同时在角度调节结束后，能够将角度保持，方便使用者后续处理。
实施例2：
如图1和2所示，一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，包括：支撑机构、动力机构和转动机构，所述转动机构连接有激光发射器6。
所述支撑机构包括固定组件和限位组件，所述固定组件通过限位组件连接有转动机构，所述限位组件的中部向固定组件凸起，限位组件的纵截面为圆弧状，所述动力机构带动转动机构沿着限位组件移动。
所述限位组件包括固定架、齿条8和滑轨10，所述齿条8和滑轨10均通过固定架连接于固定组件，所述滑轨10的纵截面和齿条8的纵截面均为圆弧状，滑轨10的中部和齿条8的中部均向设有固定组件的一侧凸起，齿条8凸起的一侧设有啮合齿。
所述固定组件包括固定板1、连接块2和固定块13，所述连接块2为圆柱体，连接块2的轴线竖直设置，连接块2的上端连接有固定板1，连接块2的下端连接有固定块13。
所述固定架包括第一固定架9和第二固定架14，所述第二固定架14连接于固定块13远离连接块2的一端，所述第一固定架9连接于第二固定架14远离固定块13的一侧，第二固定架14连接有齿条8，第一固定架9连接有滑轨10。
所述转动机构包括连接组件、齿轮12和滑块11，所述齿轮12和滑块11均连接于连接组件，齿轮12啮合于齿条8，所述滑块11卡合于滑轨10，当齿轮12沿着齿条8转动时，滑块11沿着滑轨10移动。
所述动力机构为正反转电机，正反转电机的壳体连接于连接组件，正反转电机的轴端连接于齿轮12。
本发明设置了转动机构，使得激光引导具有了角度调节功能，同时在角度调节结束后，能够将角度保持，方便使用者后续处理。
本发明通过设置齿轮12齿条8和滑轨10滑块11，激光引导通过滑块11和滑轨10进行预定路线的限定，齿轮12和齿条8为激光发射器6的转动传递动力，保证激光引导的转动精度。
实施例3：
如图1和2所示，一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，包括：支撑机构、动力机构和转动机构，所述转动机构连接有激光发射器6。
所述支撑机构包括固定组件和限位组件，所述固定组件通过限位组件连接有转动机构，所述限位组件的中部向固定组件凸起，限位组件的纵截面为圆弧状，所述动力机构带动转动机构沿着限位组件移动。
所述限位组件包括固定架、齿条8和滑轨10，所述齿条8和滑轨10均通过固定架连接于固定组件，所述滑轨10的纵截面和齿条8的纵截面均为圆弧状，滑轨10的中部和齿条8的中部均向设有固定组件的一侧凸起，齿条8凸起的一侧设有啮合齿。
所述固定组件包括固定板1、连接块2和固定块13，所述连接块2为圆柱体，连接块2的轴线竖直设置，连接块2的上端连接有固定板1，连接块2的下端连接有固定块13。
所述固定架包括第一固定架9和第二固定架14，所述第二固定架14连接于固定块13远离连接块2的一端，所述第一固定架9连接于第二固定架14远离固定块13的一侧，第二固定架14连接有齿条8，第一固定架9连接有滑轨10。
所述转动机构包括连接组件、齿轮12和滑块11，所述齿轮12和滑块11均连接于连接组件，齿轮12啮合于齿条8，所述滑块11卡合于滑轨10，当齿轮12沿着齿条8转动时，滑块11沿着滑轨10移动。
所述动力机构为正反转电机，正反转电机的壳体连接于连接组件，正反转电机的轴端连接于齿轮12。
所述连接组件包括齿轮挡板3、滑轨挡板4和连接板5，所述滑轨挡板4靠近齿轮12的一端连接有齿轮挡板3，滑轨挡板4远离齿轮12的一端连接有连接板5，滑轨挡板4靠近滑轨10的一侧连接有滑块11，所述齿轮挡板3和滑轨挡板4平行设置，齿轮挡板3远离齿轮12的一侧连接有正反转电机的壳体，所述正反转电机的轴端穿过齿轮挡板3并连接于齿轮12。
所述连接组件为一体成型结构。
所述滑轨挡板4与齿轮挡板3相邻的两端分别连接有一个辅助挡板7，所述辅助挡板7和连接板5平行设置。
所述连接板5远离固定架的一侧连接有激光发射器6，所述激光发射器6的轴线垂直于连接板5。
本发明设置了转动机构，使得激光引导具有了角度调节功能，同时在角度调节结束后，能够将角度保持，方便使用者后续处理。
本发明通过设置齿轮12齿条8和滑轨10滑块11，激光引导通过滑块11和滑轨10进行预定路线的限定，齿轮12和齿条8为激光发射器6的转动传递动力，保证激光引导的转动精度。
本发明将滑轨10和齿条8均做成圆弧状，使得激光引导在不同角度时，尽量垂直与中心，方便使用者后续的扎针。
本发明通过转动机构整体的转动，使得激光引导的精度大大提高，同时滑轨挡板4和齿轮挡板3能够更好的保护滑块11和齿轮12，提高转动精度。
该装置工作原理，在对粒子进行植入时，如何将粒子精准的植入到预定区域是最需解决的问题，因此，在实际扎针之前，需要对下针的路线进行规划、模拟，从而制定出一套最佳的下针路线，其次，实际扎针时要保证植入针按预设的路线进行扎针，为此，我们通过可见激光进行定位，在下针时只要保证植入针沿着可见激光的光线进行扎针，即可使得扎针的路线与预定路线相同，使用时，先通过核磁或CT扫描肿瘤，得到肿瘤的形状以及位置的断层扫描图，并将多张断层扫描图的数据包转入到医学建模软件中，例如Mimics。然后通过Mimics系统将所有断层扫描图的数据三维建模，得到患者肿瘤靶区的3D结构图。该结构图可编辑且包含有完整的人体表面结构，从而便于在人体表面确定定位点建立坐标系。然后将建好的三维模型数据包传输到TPS系统中进行粒子布局。在TPS系统中通过在三维模型的人体表面确定定位点并制作坐标系，同时确定总的粒子剂量，并得到粒子布局数量和位置。其中所述位置信息是在建立的坐标系中的坐标值，在再针对其粒子数量和位置确定针道。最后将tps系统中得到的所有粒子位置数据和针道数据输出到控制该角度偏移装置的控制系统中。在实际操作中，会在对应的患者人体皮肤表面找到已经确定的定位点，并通过划线确定坐标轴，一般以竖直方向的垂线为Z轴，从而控制系统将输入的位置坐标转化为控制电机转动的时间，从而进行激光引导路线，在需要对激光引导进行角度调节时，开启正反转电机，正反转电机带动齿轮12转动，由于齿轮12和齿条8啮合，齿轮12转动的同时沿着齿条8移动，由于齿轮12和滑块11均连接于连接组件，因此滑块11沿着滑轨10移动，滑块11对连接组件进行限位和支撑，当连接组件移动到合适的角度后，正反转电机停止转动，并打开激光发射器6，在扎针时，使植入针沿着激光发射器6发射的可见激光进行扎针即可。
其中，所述所有伺服电机均通过型号为Link_AMC4030控制系统并进行预先编程控制其运动，其部分控制代码如下：
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，其特征在于：包括支撑机构、动力机构和转动机构，所述转动机构连接有激光发射器(6)；
所述支撑机构包括固定组件和限位组件，所述固定组件通过限位组件连接有转动机构，所述限位组件的中部向固定组件凸起，限位组件的纵截面为圆弧状，所述动力机构带动转动机构沿着限位组件移动；
所述限位组件包括固定架、齿条(8)和滑轨(10)，所述齿条(8)和滑轨(10)均通过固定架连接于固定组件，所述滑轨(10)的纵截面和齿条(8)的纵截面均为圆弧状，滑轨(10)的中部和齿条(8)的中部均向设有固定组件的一侧凸起，齿条(8)凸起的一侧设有啮合齿；所述固定组件包括固定板(1)、连接块(2)和固定块(13)，所述连接块(2)为圆柱体，连接块(2)的轴线竖直设置，连接块(2)的上端连接有固定板(1)，连接块(2)的下端连接有固定块(13)；所述固定架包括第一固定架(9)和第二固定架(14)，所述第二固定架(14)连接于固定块(13)远离连接块(2)的一端，所述第一固定架(9)连接于第二固定架(14)远离固定块(13)的一侧，第二固定架(14)连接有齿条(8)，第一固定架(9)连接有滑轨(10)；所述转动机构包括连接组件、齿轮(12)和滑块(11)，所述齿轮(12)和滑块(11)均连接于连接组件，齿轮(12)啮合于齿条(8)，所述滑块(11)卡合于滑轨(10)，当齿轮(12)沿着齿条(8)转动时，滑块(11)沿着滑轨(10)移动；所述动力机构为正反转电机，正反转电机的壳体连接于连接组件，正反转电机的轴端连接于齿轮(12)。
2.根据权利要求1所述的一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，其特征在于：所述连接组件包括齿轮挡板(3)、滑轨挡板(4)和连接板(5)，所述滑轨挡板(4)靠近齿轮(12)的一端连接有齿轮挡板(3)，滑轨挡板(4)远离齿轮(12)的一端连接有连接板(5)，滑轨挡板(4)靠近滑轨(10)的一侧连接有滑块(11)，所述齿轮挡板(3)和滑轨挡板(4)平行设置，齿轮挡板(3)远离齿轮(12)的一侧连接有正反转电机的壳体，所述正反转电机的轴端穿过齿轮挡板(3)并连接于齿轮(12)。
3.根据权利要求1所述的一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，其特征在于：所述连接组件为一体成型结构。
4.根据权利要求2所述的一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，其特征在于：所述滑轨挡板(4)与齿轮挡板(3)相邻的两端分别连接有一个辅助挡板(7)，所述辅助挡板(7)和连接板(5)平行设置。
5.根据权利要求2所述的一种用于单点激光引导照射的角度偏移装置，其特征在于：所述连接板(5)远离固定架的一侧连接有激光发射器(6)，所述激光发射器(6)的轴线垂直于连接板(5)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 610000 No.804, floor 8, unit 1, building 6, Zone D, West Zhigu, No.166, Wuxing Fourth Road, Wuhou New Town Management Committee, Wuhou District, Chengdu City, Sichuan Province Applicant after: CHENGDU ZHENSHI WEIDU TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant after: AFFILIATED ZHONGSHAN HOSPITAL OF DALIAN University Address before: 610000 No. 801, Building 8, Building 6, Unit 1, West Zhigu D District, 166 Wuxing Road, Wuhou New Town Management Committee, Chengdu, Sichuan Province Applicant before: CHENGDU ZHENSHI WEIDU TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant before: Affiliated Zhongshan Hospital of Dalian University |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |