CN110152210A - 一种电子线放疗多页光栅装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子线放疗多页光栅装置。包括安装基板，所述安装基板上设置有辐射窗口，安装基板上还设置有控制单元、病灶区采集单元以及光栅单元，所述光栅单元包括对称布置的左光栅机构和右光栅机构，左光栅机构和右光栅机构均包括固定座和栅叶组，栅叶组包括顺次叠放布置的多个栅叶，固定座上设置有导向槽，各栅叶的外端均设置有推移机构，安装基板上还设置有支撑座，所述安装基板上还设置有用于支撑病灶区采集单元的支撑架，所述支撑架上设置有转动臂，支撑架上还设置有用于驱动转动臂摆动的驱动电机。本发明的电子线放疗多页光栅装置能够在辐射治疗前对患者的病灶区轮廓精确确定，提高了栅叶的调整效率和精准性。

Description

一种电子线放疗多页光栅装置

技术领域

本发明涉及放疗设备技术领域，尤其涉及一种电子线放疗多页光栅装置。

背景技术

癌症也被称为恶性肿瘤，近年来随着生态环境以及生活环境的日益复杂，癌症发病人群呈现出逐年上升的趋势。目前癌症的治疗方式主要有手术治疗、化学治疗、放射治疗、靶向治疗、中医中药治疗等。其中放射治疗主要是采用辐射线的方式杀死癌细胞，放疗的过程中辐射线会破坏癌细胞的遗传物质，从而阻止癌细胞的分裂并最终控制癌细胞的继续生长。

目前，放射治疗所采用的辐射线主要是X射线、电子线等，放射过程中为了减少对健康细胞的损害，通常需要将辐射线圈围在与病灶区域相吻合的形状范围内，传统的圈围做法是采用铅块拼搭的方式，现有的做法大都是采用多页光栅的方式进行圈围，圈围的过程中需要人工逐个推移对应的光叶，费事费力，此外，由于人工作业的精度得到不到保证，辐射线的形状范围会存在不能与病灶区域相吻合的情况，当形状范围大于病灶区域时会造成许多健康细胞的破坏，当形状范围小于病灶区域时会造成局部的癌细胞不能被辐射，从而影响治疗效果。

发明内容

本发明提供了一种电子线放疗多页光栅装置，用于解决现有技术中多页光栅所圈围辐射线的形状范围与病灶区域吻合精度较低的技术问题。

本发明的电子线放疗多页光栅装置采用如下的技术方案：

一种电子线放疗多页光栅装置包括安装基板，所述安装基板上设置有供辐射线穿过的辐射窗口，安装基板上还设置有控制单元、病灶区采集单元以及光栅单元，所述光栅单元包括对称布置的左光栅机构和右光栅机构，所述辐射窗口位于左光栅机构和右光栅机构之间，左光栅机构和右光栅机构均包括固定座和栅叶组，栅叶组包括顺次叠放布置的多个栅叶，固定座上设置有用于放置栅叶组的导向槽，所述栅叶组通过压板压装固定在所述导向槽内，各栅叶的外端均设置有推移机构，安装基板上还设置有用于支撑推移机构的支撑座，左光栅机构的各栅叶和右光栅机构的各栅叶具有相互靠拢、以将辐射窗口遮蔽的闭合位，还具有远离彼此以形成与患者病灶区轮廓相吻合的开口的开启位；

所述安装基板上还设置有用于支撑病灶区采集单元的支撑架，所述支撑架上设置有转动臂，支撑架上还设置有用于驱动转动臂摆动的驱动电机，所述转动臂在摆动过程中具有用于将病灶区采集单元摆动至辐射窗口上方的采集位，还具有在采集完成后用于将病灶区采集单元摆离辐射窗口上方的躲避位；

所述驱动电机以及各推移机构均与控制单元电连接，所述控制单元用于操控转动臂摆动，还用于接收和分析病灶区采集单元所采集的数据、并根据分析结果将对应的栅叶调整至开启位。

有益效果：通过采用本发明的电子线放疗多页光栅装置，使用时，控制单元会首先控制病灶区采集单元转至与辐射窗口相对应的位置处(即采集位)，此时病灶区采集单元会对患者的病灶区进行数据采集，采集的数据会传送至控制单元中，然后控制单元会对采集的数据进行分析并形成病灶区的大致轮廓，然后控制单元会根据得到的病灶区轮廓将对应的栅叶调至开启位，然后对患者辐射治疗即可。本发明的电子线放疗多页光栅装置能够在辐射治疗前对患者的病灶区轮廓精确确定，然后根据确定的病灶区轮廓将对应的栅叶自行调整到位，实现了对病灶区的精准定位，避免了现有技术中辐射线的辐射范围不能与病灶区轮廓精准吻合的情况，提高了栅叶的调整效率和精准性，一定程度上也有提高了对患者的治疗效果。

进一步的，所述病灶区采集单元为超声波成像装置或X光成像装置或CT成像装置。其有益效果是：能够清晰的确定病灶区的轮廓。

进一步的，所述导向槽的侧壁上嵌装有用于将栅叶组夹紧在导向槽内的弹性顶推件。其有益效果是：弹性顶推件的设置起到了将栅叶组夹紧在导向槽内的作用，提高了整体结构的稳定性。

进一步的，所述弹性顶推件用于与栅叶组接触的接触面为球面。其有益效果是：方便了栅叶组的推移，降低了栅叶组与弹性顶推件的接触面积，进而降低了摩擦力。

进一步的，任意相邻两个栅叶之间均设置有导向结构，所述导向结构包括设置其中一个栅叶上的导轨或导块以及设置在另一个栅叶上的引导槽。其有益效果是：一方面使得各栅叶连接为一个整体，另一方面还起到了较好的导向效果，此外还避免了辐射线从两个栅叶之间穿过的情况。

进一步的，所述导轨或导块的截面为燕尾型，所述引导槽也为燕尾型。其有益效果是：增强了导向效果且结构强度较高。

进一步的，所述推移机构为电动推杆。其有益效果是：机动性较高且设置方便。

进一步的，所述栅叶的材质为铜或铜合金或铅。

进一步的，所述控制单元为PLC控制系统。

进一步的，所述辐射线为电子线。

附图说明

图1是本发明的电子线放疗多页光栅装置的实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明的电子线放疗多页光栅装置的实施例1的栅叶组的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-安装基板，2-固定座，3-辐射窗口，4-支撑座，5-推移机构，6-栅叶，7-病灶区采集单元，8-驱动电机，9-支撑架，10-控制单元，11-压板，12-导向结构。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的电子线放疗多页光栅装置的实施例1：

如图1和图2所示，电子线放疗多页光栅装置包括安装基板1，所述安装基板1上设置有供辐射线穿过的辐射窗口3，安装基板1上还设置有控制单元10、病灶区采集单元7以及光栅单元，所述光栅单元包括对称布置的左光栅机构和右光栅机构，所述辐射窗口3位于左光栅机构和右光栅机构之间，左光栅机构和右光栅机构均包括固定座2和栅叶组，栅叶组包括顺次叠放布置的多个栅叶6，固定座2上设置有用于放置栅叶组的导向槽，所述栅叶组通过压板11压装固定在所述导向槽内，各栅叶6的外端均设置有推移机构5，安装基板1上还设置有用于支撑推移机构5的支撑座4，左光栅机构的各栅叶6和右光栅机构的各栅叶6具有相互靠拢、以将辐射窗口3遮蔽的闭合位，还具有远离彼此以形成与患者病灶区轮廓相吻合的开口的开启位；所述安装基板1上还设置有用于支撑病灶区采集单元7的支撑架9，所述支撑架9上设置有转动臂，支撑架9上还设置有用于驱动转动臂摆动的驱动电机8，所述转动臂在摆动过程中具有用于将病灶区采集单元7摆动至辐射窗口3上方的采集位，还具有在采集完成后用于将病灶区采集单元7摆离辐射窗口3上方的躲避位；所述驱动电机8以及各推移机构5均与控制单元10电连接，所述控制单元10用于操控转动臂摆动，还用于接收和分析病灶区采集单元7所采集的数据、并根据分析结果将对应的栅叶6调整至开启位。

具体而言，本实施例中，安装基板1为平板，安装基板1采用对辐射线有阻挡作用的材质制作而成，本实施例中安装基板1为单独的一块板，在其他实施例中安装基板1可以为加速适配器的外壳平板。安装基板1上设置有供辐射线穿过的辐射窗口3，本实施例中辐射窗口3为矩形，辐射线为电子线。

本实施例中左光栅机构和右光栅机构分别设置在辐射窗口3的两侧，左光栅机构和右光栅机构的结构相同，其区别仅在于，左光栅机构和右光栅机构的朝向相反，左光栅机构和右光栅机构可以看做彼此的镜像。以下仅以左光栅机构为例进行详细说明。

左光栅机构包括固定座2，本实施例中固定座2整体为长方体状，固定座2沿着辐射窗口3的左边沿延伸布置，固定座2的上方设置有导向槽，导向槽为矩形通槽，导向槽分别将固定座2左侧面和右侧面贯通。本实施例中左光栅机构的栅叶组即装配在导向槽中。栅叶组包括多个沿着前后方向依次叠放的栅叶6，各个栅叶6均为长方体状，各栅叶6均沿着导向槽的延伸方向进行延伸(即各栅叶6的均沿着左右方向延伸布置)。本实施例中各栅叶6的高度与导向槽的槽壁高度相等，本实施例中导向槽的槽口位置处还设置有压板11，压板11通过螺钉固定在固定座2上，压板11起到了限制栅叶组横向位移的作用，使得栅叶组只能够沿着导向槽的延伸方向(即左右方向)进行移动。为了实现各栅叶6的位移，本实施例中左光栅结构的各栅叶6左端均一一对应连接有推移机构5，具体的，本实施例中推移机构5为电动推杆，电动推杆的伸缩方向与各栅叶6的轴向位移方向相一致。本实施例中各电动推杆成线型布置，左光栅机构的各电动推杆均固定在支撑座4上，具体的支撑座4为一块立板，各电动推杆均固定在立板的顶面上。需要说明的是，本实施例中各栅叶6的材质均为铅，在其他实施例中也可以采用铜或铜合金。

本实施例中左光栅机构的各栅叶6和右光栅机构的各栅叶6能够在辐射窗口3的上方闭合，从而起到遮蔽辐射窗口3的作用。当需要打开辐射窗口3时，通过启动电动推杆将对应的栅叶6推移至相应的位置即可实现辐射窗口3的开启。

本实施例中病灶区采集单元7为超声波成像装置，超声波成像装置具体可以为彩超或“B”超，当患者躺在相应的位置处后，病灶区采集单元7会对患者的病灶区进行数据采集并生成相应的影像，控制单元10在接收到该影像后会分析患者病灶区轮廓，然后控制单元10会根据圈围的病灶区轮廓调整对应的电动推杆，本实施例中可以采用画平行线的方式将病灶区轮廓分隔成与左光栅机构(右光栅机构)数量相等的区块，各区块分别对应一个栅叶6和电动推杆，调整时只需要根据各区块内的病灶区轮廓驱动对应的电动推杆即可。

本实施例中病灶区采集单元7固定在支撑架9上，支撑架9包括立在安装基板1上的固定臂以及转动装配在固定臂顶端的转动臂，病灶区采集单元7即固定在转动臂的自由端，转动臂和固定臂的连接处设置有用于驱动转动臂摆动的驱动电机8，本实施例中驱动电机8为舵机。本实施例中控制单元10为PLC控制系统。

本实施例中同一栅叶组的各栅叶之间通过导向结构12导向连接，导向结构12包括引导槽和导轨，如图2所示，任意相邻两个栅叶的其中一个上设置有引导槽，另一个上设置有用于横向插入引导槽中的导轨，本实施例中引导槽为矩形槽，对应的导轨也为矩形导轨，引导槽和导轨均沿着对应栅叶的延伸方向延伸布置。

本发明的电子线放疗多页光栅装置在使用时，首先使患者躺在相应的位置，调整患者的姿势以使患者的病灶区正对辐射窗口3，然后启动控制单元10，控制单元10会控制驱动电机8转动以将病灶区采集单元7摆动至采集位(即辐射窗口3的正上方)，然后病灶区采集单元7会对患者的病灶区进行数据采集并将采集的数据传送给控制单元10，控制单元10会分析该数据并得出病灶区轮廓，然后控制单元10会根据判断出的病灶区轮廓调整对应的电动推杆，从而将对应的栅叶6调整至开启位，最后启动辐射装置，辐射线即会通过辐射窗口3和对应栅叶6所圈围的开口对癌细胞进行辐射。

在其他实施例中：引导槽可以为燕尾槽，对应的导轨为燕尾导轨；导轨也可以替换为间隔布置的导块。

以上实施例主要描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：包括安装基板(1)，所述安装基板(1)上设置有供辐射线穿过的辐射窗口(3)，安装基板(1)上还设置有控制单元(10)、病灶区采集单元(7)以及光栅单元，所述光栅单元包括对称布置的左光栅机构和右光栅机构，所述辐射窗口(3)位于左光栅机构和右光栅机构之间，左光栅机构和右光栅机构均包括固定座(2)和栅叶组，栅叶组包括顺次叠放布置的多个栅叶(6)，固定座(2)上设置有用于放置栅叶组的导向槽，所述栅叶组通过压板(11)压装固定在所述导向槽内，各栅叶(6)的外端均设置有推移机构(5)，安装基板(1)上还设置有用于支撑推移机构(5)的支撑座(4)，左光栅机构的各栅叶(6)和右光栅机构的各栅叶(6)具有相互靠拢、以将辐射窗口(3)遮蔽的闭合位，还具有远离彼此以形成与患者病灶区轮廓相吻合的开口的开启位；

所述安装基板(1)上还设置有用于支撑病灶区采集单元(7)的支撑架(9)，所述支撑架(9)上设置有转动臂，支撑架(9)上还设置有用于驱动转动臂摆动的驱动电机(8)，所述转动臂在摆动过程中具有用于将病灶区采集单元(7)摆动至辐射窗口(3)上方的采集位，还具有在采集完成后用于将病灶区采集单元(7)摆离辐射窗口(3)上方的躲避位；

所述驱动电机(8)以及各推移机构(5)均与控制单元(10)电连接，所述控制单元(10)用于操控转动臂摆动，还用于接收和分析病灶区采集单元(7)所采集的数据、并根据分析结果将对应的栅叶(6)调整至开启位。

2.根据权利要求1所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述病灶区采集单元(7)为超声波成像装置或X光成像装置或CT成像装置。

3.根据权利要求1所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述导向槽的侧壁上嵌装有用于将栅叶组夹紧在导向槽内的弹性顶推件。

4.根据权利要求3所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述弹性顶推件用于与栅叶组接触的接触面为球面。

5.根据权利要求1所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：任意相邻两个栅叶(6)之间均设置有导向结构(12)，所述导向结构(12)包括设置其中一个栅叶(6)上的导轨或导块以及设置在另一个栅叶(6)上的引导槽。

6.根据权利要求5所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述导轨或导块的截面为燕尾型，所述引导槽也为燕尾型。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述推移机构(5)为电动推杆。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述栅叶(6)的材质为铜或铜合金或铅。

9.根据权利要求1～6中任意一项所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述控制单元(10)为PLC控制系统。

10.根据权利要求1～6中任意一项所述的电子线放疗多页光栅装置，其特征在于：所述辐射线为电子线。