CN109621235A - 准直器组件及放射医疗设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种准直器组件及放射医疗设备，用于对射线源发射的射线进行准直，准直器组件包括初级准直器及二级准直器，所述初级准直器对射线进行一次准直；所述二级准直器对自初级准直器出射的射线进行二次准直，所述二级准直器包括毛细管，所述毛细管对初级准直器出射的射线进行全反射，形成平行射线。本申请中，通过初级准直器及二级准直器对射线进行直线准直，保证适量的平行射线自二级准直器射出，调节更加简单，有利于提高光野与辐射野的一致性，减少使用者的调节时间。

Description

准直器组件及放射医疗设备

技术领域

本申请涉及医疗设备领域，尤其涉及一种准直器组件及放射医疗设备。

背景技术

放射治疗设备的准直器组件用来对射线进行轮廓形状准直，来满足不同的临床使用要求，实现适型治疗或调强治疗，达到精确治疗肿瘤的目的，提高肿瘤治疗效果，降低患者不必要的电离辐射损害。例如，医用电子直线加速器中使用的准直器组件，可以将射线轮廓准直成圆形、方形、椭圆等等来满足临床应用。

发明内容

本申请提供一种定位精确且结构简单的准直器组件及放射医疗设备。

本申请提供一种准直器组件，用于对射线源发射的射线进行准直，其包括初级准直器及二级准直器，所述初级准直器对射线进行一次准直；所述二级准直器对自初级准直器出射的射线进行二次准直，所述二级准直器包括毛细管，所述毛细管对初级准直器出射的射线进行全反射，形成平行射线。

进一步的，所述毛细管的材质为玻璃。

本申请还提供一种放射医疗设备，其包括射线源、光野灯及如前所述的准直器组件，所述射线源用于发射射线；所述光野灯用于发出平行光线，获得与射线的辐射野一致的光野。

进一步的，所述光野灯在形成光野时与二级准直器在径向上对齐。

进一步的，所述放射医疗设备包括驱动光野灯作直线运动的第一驱动机构，所述光野灯的运动方向垂直于射线自二级准直器射出的方向。

进一步的，所述第一驱动机构为气缸或直线马达。

进一步的，所述放射医疗设备包括直动准直器及第二驱动机构，所述直动准直器对射线的辐射野进行调整，所述直动准直器包括第一直动准直器及第二直动准直器，所述第二驱动机构驱动第一直动准直器及第二直动准直器中的至少一个做直线运动。

进一步的，述第一直动准直器及第二直动准直器包括光阑或光栅。

进一步的，所述放射医疗设备包括成像装置，所述成像装置与二级准直器分别位于放射医疗设备的等中心平面的两侧。

进一步的，所述射线的辐射野在成像装置上的投影与成像装置重合。

本申请中，通过初级准直器及二级准直器对射线进行直线准直，保证适量的平行射线自二级准直器射出，调节更加简单，有利于提高光野与辐射野的一致性，减少使用者的调节时间。

附图说明

图1所示为本申请放射医疗设备的一个实施例的结构示意图，其中平面光源位于第一位置；

图2所示为图1所示的放射医疗设备的毛细管准直器的结构示意图，其中第一驱动机构及第二驱动机构未图示；

图3所示为图1所示的放射医疗设备的平面光源的结构示意图；

图4所示为本申请放射医疗设备的一个实施例的结构示意图，其中平面光源位于第二位置；

图5所示为本申请放射医疗设备的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参照图1及图2所示，本申请实施例的放射医疗设备包括电子枪、微波功率源、波导管、真空系统、辐射系统、治疗床、控制台等结构，本实施例中主要对辐射系统的结构进行阐述。

所述辐射系统包括射线源1、过滤器3、准直器组件、光野灯5、第一驱动机构6及第二驱动机构9。所述射线源1，例如为X射线源，可发出X射线，X射线经过过滤器3及准直器组件进行准直，用于切除患者的肿瘤等病变。本实施例中，各部件例如沿上下方向排布，需要注意是，排布的方向并不影响产品的实际结构。

所述准直器组件包括初级准直器2、二级准直器4及直动准直器。

所述初级准直器2用于对射线进行一次准直，将射线源1发出的发散的射线转化为具有一定辐射野的射线，以免射线照射到病变以外的区域，譬如患者的其他部位。初级准直器2大致呈倒置的“凸”字形，其由上下两个直径不等的圆柱组成，且下侧圆柱直径较小。初级准直器2包括侧壁，侧壁围成初级准直孔21，侧壁22用于决定射线的最大辐射野范围。在一个实施例中，初级准直孔21为圆锥形孔，射线通过初级准直器，形成圆形的辐射野。

所述过滤器3设于初级准直器2内，可选的，所述过滤器3设于准直孔21的末端。过滤器3用于对射线剂量进行过滤优化，达到安全使用标准。

在一个实施例中，所述二级准直器4为毛细管准直器，用于对自初级准直器2出射的射线进行二次准直，形成平行射线，平行射线垂直于成像装置，因而二次准直也可称为直射准直。所述二级准直器4大致呈圆柱形，二级准直器4的直径与初级准直器2的下侧圆柱的直径大致相等，且在径向上与初级准直器2的下侧圆柱对齐。径向为圆柱的半径方向，其垂直于上下方向。二级准直器4包括多个对射线进行全反射的毛细管41，二级准直器4通过全反射实现直射准直。可选的，毛细管41的材料可选择玻璃，这里的玻璃可以是有机玻璃，也可以是普通玻璃。

请结合图2，二级准直器4利用全反射原理，对初级准直器2射出的射线进行准直。二级准直器4具有全反射临界角α，当射线的入射角小于α时，射线在毛细管41中发生全反射，并以平行射线自二级准直器4的另一端射出；当射线的入射角大于α时，射线被散射或吸收。由于初级准直器2已对射线源的射线进行一次准直，使出射的射线接近于平行射线，因而自初级准直器出射的射线进入二级准直器4的入射角较小，甚至接近于0，而小于临界角α，这样可保证绝大部分自初级准直器2出射的射线均可在二级准直器4的毛细管内进行全反射，进而转化为平行射线，从而保证了足够的辐射能量。如无初级准直器2，入射角大于α的射线则会被直接散射或吸收，这样可能导致最终用于治疗的射线偏少，无法获得预期的治疗效果，另外也会造成辐射污染。因而初级准直器2能够过滤多余的射线，同时也保证有足够的有用射线自二级准直器4射出，即保证了适量的射线自二级准直器4射出，从而改善治疗效果。

请结合图1、图3及图4，光野灯5，例如可选择直射型的平面光源，可发出垂直于成像装置的平行可见光，穿过直动准直器后形成可见的光野A。平面光源大致呈圆柱形，平面光源的直径与二级准直器4的直径大致相等。如图1所示，平面光源(此时位于第一位置)和二级准直器4在径向上对齐，从而确保平面光源产生的光线的光野与二级准直器射出的射线的辐射野一致。本实施例中，平面光源包括多个点光源51、反射壁52及透镜53，反射壁52设置于点光源51周围，用于对点光源的部分光线进行反射，所述透镜53用于对反射光线及点电源51直接发射的光线进行折射，形成平行光线，透镜53的下表面作为光线的出射面。由于平面光源为直射型光源，发出的光线与二级准直器4的出射射线的路径一致，从而达到光野A与辐射野B一致的要求，减少使用者的调节时间，同时也对半影(尤其是穿射半影)进行改善。

所述平面光源具有第一位置及第二位置。所述第一驱动机构6驱动平面光源在第一位置和第二位置之间作直线运动，所述平面光源的运动方向垂直于射线自二级准直器射出的方向。由于是直线运动，定位更为精准，且由于运动方向垂直于射线的方向，相对于其他形式的运动(例如转动、复合运动等)来说，运动轨迹所占据的空间较小，有利于降低辐射系统的轴向尺寸(本实施例中为上下方向的尺寸)。而传统的光野灯为点光源，为形成光野需要形成折射光路，折射光路上不能有遮挡，即折射光路占据较大的空间，而平面光源无需折射光路，直射光路所占用的空间相对较小，因而能够进一步降低辐射系统的轴向尺寸，从而增大患者的治疗空间，亦即辐射系统与治疗床之间的空间。

所述第一驱动机构6可以包括直线马达或气缸，直线马达或气缸直接驱动平面光源在第一位置和第二位置之间作直线运动。第一驱动机构6也可以包括马达和传动结构，马达通过传动机构将动力传递给平面光源，从而实现直线运动，传动机构例如为曲柄连杆结构、齿轮齿条结构、蜗轮蜗杆结构等，用于将马达的转动转化为直线运动。

当平面光源位于第一位置时，用于形成光野A，即平面光源在形成光野A时与二级准直器4在径向上对齐；调节直动准直器形成光野A后，第一驱动机构6驱动平面光源运动至第二位置，以避免平面光源遮挡射线。

请结合图4，所述直动准直器形成用于治疗的射线的辐射野B，该辐射野B与光野A一致，辐射野B和光野A在放射治疗设备的等中心平面L上的投影为矩形。所述直动准直器包括第一直动准直器7及第二直动准直器8，第一直动准直器7与第二直动准直器8沿上下方向排列，本实施例中，第一直动准直器7及第二直动准直器8可以是单块的光阑挡块或者是多块的多叶光栅。第二驱动机构9驱动第一直动准直器7和第二直动准直器8中的至少一个作直线运动，使第一直动准直器7和第二直动准直器8相对运动形成辐射野边界及光野边界，从而获得具有一定辐射野B(例如轮廓为圆形、方形、椭圆等)的射线，该辐射野与患者的病变区域一致。第二驱动机构9的结构与第一驱动结构6类似。例如，第二驱动机构9可包括两个直线马达或气缸，分别驱动第一直动准直器7和第二直动准直器8作直线运动，也可以是一个马达通过两个传动机构分别驱动第一直动准直器7和第二直动准直器8作直线运动。直线运动的轨迹相对于传统的准直器的圆弧形的运动轨迹，所占据的空间更小，有利于进一步降低辐射系统的尺寸，且直线运动的定位也更加准确。

请结合图5，在一个实施例中，所述放射医疗设备还包括成像装置10，成像装置10例如为电子照射影像仪(Electrical Portal Imaging Device，EPID)。所述成像装置10与二级准直器4分别位于放射医疗设备的等中心平面L的两侧。

EPID的物理几何尺寸通常为40cm*40cm，传统准直结构上的射线是锥形束准直，EPID的物理尺寸远远小于锥形束的成像区域(在EPID所在平面上的投影)，这时当进行拍片成像验证(即拍摄辐射野的验证片与基准进行比较)时EPID需要平面移动，定位不精准。而本实施例中对射线准直是上下方向的准直(射线垂直于EPID)，准直区域与EPID物理几何尺寸相匹配，即射线辐射野在成像装置上的投影与成像装置重合。当进行拍片成像验证时EPID不需要平面移动，减少了运动机构，因无需移动而使定位也更加精准；另一方面，在进行剂量验证(测量患者受照的实际剂量和预设值比较是否相符)时，不需要将EPID(或者说成像装置)移动到等中心平面L，进一步减少了运动机构，确保定位更加精准。

本申请中，通过初级准直器及二级准直器对射线进行直线准直，保证适量的平行射线自二级准直器射出，调节更加简单，有利于提高光野与辐射野的一致性，减少使用者的调节时间。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种准直器组件，用于对射线源发射的射线进行准直，其特征在于：其包括：

初级准直器，对射线进行一次准直；

二级准直器，对自初级准直器出射的射线进行二次准直，所述二级准直器包括毛细管，所述毛细管对初级准直器出射的射线进行全反射，形成平行射线。

2.如权利要求1所述的准直器组件，其特征在于：所述毛细管的材质为玻璃。

3.一种放射医疗设备，其特征在于，其包括：

射线源，用于发射射线；

如权利要求1至2中任一项所述的准直器组件；

光野灯，用于发出平行光线，获得与射线的辐射野一致的光野。

4.如权利要求3所述的放射医疗设备，其特征在于：所述光野灯在形成光野时与二级准直器在径向上对齐。

5.如权利要求3所述的放射医疗设备，其特征在于：所述放射医疗设备包括驱动光野灯作直线运动的第一驱动机构，所述光野灯的运动方向垂直于射线自二级准直器射出的方向。

6.如权利要求5所述的放射医疗设备，其特征在于：所述第一驱动机构包括气缸或直线马达。

7.如权利要求3所述的放射医疗设备，其特征在于：所述放射医疗设备包括直动准直器及第二驱动机构，所述直动准直器对射线的辐射野进行调整，所述直动准直器包括第一直动准直器及第二直动准直器，所述第二驱动机构驱动第一直动准直器及第二直动准直器中的至少一个作直线运动。

8.如权利要求7所述的放射医疗设备，其特征在于：所述第一直动准直器及第二直动准直器包括光阑或光栅。

9.如权利要求3所述的放射医疗设备，其特征在于：所述放射医疗设备包括成像装置，所述成像装置与二级准直器分别位于放射医疗设备的等中心平面的两侧。

10.如权利要求9所述的放射医疗设备，其特征在于：所述射线的辐射野在成像装置上的投影与成像装置重合。