CN110353796A - 肿瘤治疗设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及肿瘤治疗设备，公开了一种肿瘤治疗设备及其使用方法。本发明中，肿瘤治疗设备包括：电子束发射装置发射电子束；束流针，与电子束发射装置连接，将电子束发射装置发射的电子束打在人体内的肿瘤病灶部位上，对肿瘤进行消融；输送装置，带动束流针进行直线运动，将束流针引入人体内的肿瘤病灶部位，还用于在束流针将电子束打在肿瘤病灶部位后，将束流针引出至人体外。与现有技术相比，可以准确杀死器官上的肿瘤，且不会对正常组织造成伤害，减少对人体的伤害。

Description

肿瘤治疗设备及其使用方法

技术领域

本发明实施例涉及肿瘤治疗设备，具体的说是一种肿瘤治疗设备及其使用方法。

背景技术

肿瘤，作为一种危害人类生命的首要疾病，其治疗方法主要依赖手术、化疗和放疗。但是，无论是采用哪种方法都会给患者带来极大的痛苦。例如，当采用手术治疗时，不但治疗成本高，而且具有较高的风险，治疗难度较大，患者在术后还需要经历较长的伤口愈合期和回复期。而由于X射线的穿透能力强，在治疗的时候由身体外照射，X射线会穿过人体，因此会在肿瘤病灶部位的前后的正常组织沉积很多的能量，对人体造成伤害。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种肿瘤治疗设备及其使用方法，可以准确杀死器官上的肿瘤，且不会对正常组织造成伤害，减少对人体的伤害。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种肿瘤治疗设备，包括：

电子束发射装置，用于发射电子束；

束流针，与所述电子束发射装置连接，用于将所述电子束发射装置发射的电子束打在人体内的肿瘤病灶部位上，对肿瘤进行消融；

输送装置，用于带动所述束流针进行直线运动，将所述束流针通过预设在人体上的套管针引入至人体内的肿瘤病灶部位，还用于在所述束流针将电子束打在肿瘤病灶部位后，将所述束流针通过预设在人体上的套管针引出至人体外。

本发明还提供了一种肿瘤治疗设备的使用方法，使用上述的肿瘤治疗设备，包括如下步骤：

采用所述输送装置将所述束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引入至人体内的肿瘤病灶部位；

打开所述电子束发射装置，将预设剂量的电子束通过所述束流针打在肿瘤病灶部位；

采用所述输送装置将所述束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引出至人体外。

本发明的实施方式相对于现有技术而言，由于整个肿瘤治疗设备包括了电子束发射装置、束流针和输送装置，在实际应用时，可先通过输送装置带动束流针直线运动，将束流针通过预设在人体上的套管针引入至人体内的肿瘤病灶部位，电子束发射装置发射电子束，并由束流针将电子束打在肿瘤病灶部位，对肿瘤进行消融。且当电子束被打在肿瘤病灶部位后，可继续通过输送装置将束流针通过套管针引出至人体外，从而可避免束流针定位不准而造成电子束打偏的现象，另外由于电子束的穿透能力较弱，因此不会在肿瘤病灶部位前后的正常组织上沉淀较高的能量，可避免电子束在消融肿瘤时，对正常细胞组织造成伤害，从而减少对人体的伤害。

另外，所述输送装置包括：

滑轨，沿所述束流针的运动方向设置；所述电子束发射装置可滑动地设置在所述滑轨上；

驱动件，设置在所述滑轨上，并与所述电子束发射装置连接，用于驱动所述电子束发射装置沿所述滑轨进行滑动；

其中，所述电子束发射装置用于在滑动时，带动所述束流针进行直线运动。通过驱动件驱动电子束发设装置，使电子束发射装置沿滑轨滑动，从而使得束流针可准确快速的通过套管针进入人体内。

另外，所述肿瘤治疗设备还包括：

夹具，设置在所述输送装置上，用于夹住或松开所述套管针。通过夹具对套管针的夹持，使束流针在通过套管针引入人体内时，套管针不会因晃动对束流针造成干涉。

另外，所述肿瘤治疗设备还包括：

机械臂，与所述输送装置固定连接，用于在预设的区域内带动所述输送装置运动至任意位置。由此可知，输送装置可在机械臂的带动下，覆盖到人体的任何部位，从而可轻松实现对人体不同部位的肿瘤进行消融。

另外，所述肿瘤治疗设备还包括：

视觉系统，用于采集所述套管针的中心位置，并根据所采集到的所述套管针的中心位置，得出所述输送装置的工作位置：所述视觉系统还用于控制所述机械臂带动所述输送装置运动至所述工作位置；

其中，所述束流针还用于在所述输送装置运动至所述工作位置时与所述套管针同轴设置。通过视觉系统对套管针位置的采集，可实现对套管针的准确定位，使机械臂可迅速带动输送装置运动至工作位置。

另外，所述视觉系统还用于在采集所述套管针的中心位置之前采集套管针在人体上的预设位置，并根据所采集到的所述套管针在人体上的预设位置，得出所述输送装置的基准位置；

其中，所述视觉系统还用于控制所述机械臂带动所述输送装置运动至所述基准位置，所述束流针还用于在所述输送装置运动至所述基准位置时位于所述套管针的上方。从而通过初步对套管针基准位置的判断，方便视觉系统后期对套管针中心位的判断，简化对套管针位置判断的计算量，降低对视觉系统硬件需求。

另外，所述肿瘤治疗设备还包括：

横梁，相对于人体设置；

行车，可滑动地设置在所述横梁上，并与所述机械臂固定连接，用于带动所述机械臂沿所述横梁进行运动。通过行车在横梁上的行走，可进一步扩大输送装置运动的范围。

另外，所述电子束发射装置包括：

电子枪，用于发射电子束；

加速管，设置在所述输送装置上，并与所述束流针连接，用于接收所述电子枪所射出的电子束；

其中，所述加速管还用于对所述电子束进行加速。

另外，所述加速管的两端分别为用于接收电子枪所发射的电子束的进口、用于向所述束流针排出电子束的出口；

所述加速管上还开设用于向管内输送微波的微波输入口。

另外，所述加速管X波段加速管或者C波段加速管。

另外，所述X波段加速管的中心频率为9.3GHz或11.424GHz；

所述C波段加速管的中心频率为5712MHz。

另外，在所述束流针引入至人体内的肿瘤病灶部位时，所述束流针的前端靠近所述肿瘤，或插入所述肿瘤内部。

另外，所述电子发射装置所射出的电子束的剂量与肿瘤的大小呈预设比例。

另外，所述电子束的能量范围为1MeV～100MeV。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式中肿瘤治疗设备的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式中电子束发射装置和束流针进入肿瘤病灶部位机构结构示意图；

图3是本发明第一实施方式中输送装置设置在固定架上的结构示意图；

图4是本发明第一实施方式中发射电子束过程产生的模拟高亮度电子束的参数图；

图5是本发明第二实施方式中无行车的肿瘤治疗设备的结构示意图；

图6是本发明第二实施方式中有行车的肿瘤治疗设备的结构示意图；

图7是图5中肿瘤治疗设备的电路模块图；

图8是图6中肿瘤治疗设备的电路模块图；

图9是从本发明第三实施方式肿瘤治疗设备的结构示意图；

图10是从本发明第四实施方式中肿瘤治疗设备的使用方法流程图；

图11是本发明第五实施方式中肿瘤治疗设备的使用方法流程图；

图12是本发明第五实施方式中无行车的肿瘤治疗设备的结构示意图；

图13是本发明第五实施方式中有行车的肿瘤治疗设备的结构示意图；

图14是本发明第六实施方式中肿瘤治疗设备的使用方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种肿瘤治疗设备，如图1和图2所示，包括电子束发射装置1、束流针2和输送装置3。其中，输送装置3用于带动束流针2进行直线运动，使束流针2可通过预设在人体上的套管针4引入至人体内的肿瘤病灶部位8。而电子束发射装置1与束流针2连接，并且电子束发射装置1可用于在被输送装置3送达工作位之后发射电子束，通过束流针2将电子束打在人体内的肿瘤病灶部位8上，对肿瘤进行消融。另外，束流针2将电子束打在肿瘤病灶部位8后，继续通过输送装置3将束流针2从套管针4引出至人体外。

由此不难发现，由于整个肿瘤治疗设备包括了电子束发射装置1、束流针2和输送装置3，在实际应用时，可先通过输送装置3带动束流针2直线运动，将束流针2通过预设在人体上的套管针4引入至人体内的肿瘤病灶部位，电子束发射装置1发射电子束，并由束流针2将电子束打在肿瘤病灶部位，对肿瘤进行消融。且当电子束被打在肿瘤病灶部位后，可继续通过输送装置3将束流针2通过套管针4引出至人体外，从而可将电子束准确的打入跟随器官活动的肿瘤上，避免因束流针定位不准而造成电子束打偏的现象。另外，由于电子束的穿透能力较弱，因此不会在肿瘤病灶部位8前后的正常组织上沉淀较高的能量，可避免电子束在消融肿瘤时，对正常组织造成伤害，从而减少了对人体的伤害，降低人体治疗过程中的痛苦。

在本实施方式中，如图1所示，电子束发射装置1包括电子枪11和加速管12，加速管12为X波段加速管，也可以是C波段加速管。X波段加速管的中心频率为9.3GHz或11.424GHz，C波段加速管的中心频率为5712MHz。加速管12一端为电子束的进口5与电子枪11相连，另一端为电子束的出口6与束流针2相连。电子枪11发射电子束，电子束从加速管12的进口5进入，加速管12对进入其中的电子束进行加速，再从出口6处进入束流针2。在加速管12上还开设用于向管内输送微波的微波输入口7，电子枪11发射电子束的同时，可由微波输入口7同步向加速管12内输入微波，实现对电子束的加速，增大电子束的能量。

根据本实施方式中的肿瘤治疗设备，下面对该设备能够消融肿瘤进行具体解析：

1.高亮度电子束的产生

在本实施方式中，高亮度电子束是指归一化发射度不大于10毫米毫弧度，能量范围为1～100MeV的电子束。亮度足够高的电子束才能在直径不大于2毫米的束流针2内无损传输，顺利到达肿瘤病灶位置。高亮度电子束的产生包括电子束发射和电子束加速两个过程，每一个过程对于最终电子束的引出都至关重要。

(1)高亮度电子束的发射

电子枪11有很高的加速梯度，能够有效地拟制空间电荷效应，是加速器领域产生高亮度电子束的常用设备。按照发射方式的不同，电子枪11的阴极可分为光阴极、热阴极和场致发射阴极三种。光阴极用激光在阴极上打出电子，具有峰值流强高，发射度低的优势。现在此技术非常成熟，但目前还没有在医学上的应用。世界上，包括中国在内，已经成功研制了几十个此类电子枪11，并成功运行使用在各类科学装置中。热阴极将阴极加热发射电子，其平均流强高，发射度较低，现在已经在国际上广泛使用。场致发射阴极依靠阴极表面的强电场将阴极的电子拉出，电子束发射度较低，平均流强较高，然而这种阴极对材料要求苛刻。

总之，现有技术已经可以完全满足我们的需求，现阶段的实验证明，具有三种阴极中任意一种的电子枪11均可用于产生符合本实施方式要求的高亮度电子束。在不久的将来，更加深入研究三种阴极的电子枪11，综合考虑电子束发射度、阴极寿命以及设备成本等因素，可以找出电子发射的最佳方案。

(2)高亮度电子束的加速

由于现有的加速管12可以产生能量范围在1～10MeV的电子束，基本可以满足医学上的要求。具体参数可以根据实际需求进行优化，不过通常所需的加速器件都有成熟的供应商供应。我们在此仅讨论一种技术已经很成熟的方案(X波段方案)：

国际上很多大型加速管的电子枪都能产生高亮度电子束，例如同步辐射、自由电子激光等。相关技术已经非常成熟，X波段方案将基于这些已有的高亮度电子束产生方法。在本实施方式的研制过程中，发明人设计了能量范围在2～10MeV的多腔电子枪，并具有小于1毫米毫弧度的发射度。

图4所示是在实验室中，加速场为200MV～400MV的情况下，X波段(11.424GHz)加速管产生的模拟高亮度电子束的束斑及发射度参数图，其具体数值可以参见表1。图中显示出光阴极射频枪发射的携带200pC电荷的调整良好的电子束可以在小型真空管(即束流针2)中行进较长的距离，例如为10～40厘米。该加速管12具有X波段加速管12，X波段加速管12的电子束出口设置有用于对高亮度电子束进行部分截取的栅栏结构。另外，在小型真空管(即束流针)的末端，可以连接少量电子束散射的薄而低原子序数的材料(例如钛或铍)。通过在束流针的前端设置钛窗或铍窗或钢窗作为出射窗口，可以将高亮度电子束更好地从束流针引出。

表1X波段加速管设计产生的电子束参数

C波段(5712MHz)加速管和X波段(9.3GHz)的加速管在电子束的发射度可以做到与上述X波段(11.424GHz)的情况相同。不同之处在于加速管的尺寸和所用的功率源不同。我们已经作过相关的设计和计算：C波段加速管的设计用3个聚束腔和10个光速腔就可以产生6MeV的电子束，输入功率需要2MW，加速器梯度为22MV/m。X波段(9.3GHz)用4个聚束腔和7个光速腔可以产生4MeV的电子束，输入功率需要1.6MW，加速梯度为25MV/m。

以上数据都是实验上已经得到结果，对现有加速器的设计进行调整即可得到其他想要的能量。

2.电子束的传输

由于紧凑型加速管12的横向尺寸较小，使得外加聚焦磁铁变得非常容易，从而可以很好地将发射度小于1毫米毫弧度的电子束聚焦并传输超过50厘米的距离而无丢失。电子束被加速管12(X波段加速管或C波段加速管)加速到足够的能量后，其计量将高达10～100Gy/min，最后被真空低损地传输至病灶部位。

束流针2用于对高亮度电子束进行真空低损传输。它使用钛窗或铍窗作为高亮度电子束的出射窗口。束流针2的直径为毫米级，长度可以在1～100厘米之间。电子束管道要求有足够的刚性且无磁性，真空对接部分需要可重复拆卸。这些技术可以参考已有的高能物理和医疗器械技术实现，在此不予赘述。电子束从束流针2真空低损甚至无损传输到外界，现有的钛窗技术和铍窗技术等基本满足要求。

此外，在高亮度电子束的传输过程中，有时还需要使用对高亮度电子束进行聚焦或方向引导的磁铁。例如，被加速的高亮度电子束经聚焦磁铁聚焦后进入束流针，或者进入束流针2内部的电子束在磁铁的引导下进行方向调整。

3.高亮度电子束的消融能力

在上述实施例中，采用X波段(11.424GHz)加速器，由电子枪11产生携带200pC电荷的高亮度电子束，可以进入一个细长的束流针2中(长度在10～40厘米之间)，在束流针2的末端连接一个低原子序数的具有极低束流针2电子散射的铍管或钛管(也称为钛窗或铍窗)，用于向肿瘤处引出高亮度电子束。一般情况下，对于一个可以产生200pC的4MeV、重复频率为100Hz的紧凑型加速管12，每秒可以产生80J的能量。假设所有能量沉积到1立方厘米的体积中，产生的剂量约为80Gy/s，这肯定可以杀死几乎任意的癌变组织，也就是说一个患病部位理论上在一秒之内就可以达到处方剂量，完成肿瘤治疗。

4.辐射防护

本实施方式中，只需要使用紧凑型加速管12就能实现所要求的技术效果，这使得辐射防护变得非常容易。根据估算，3厘米厚的铅板足以屏蔽电子产生的辐射，从而不再需要非常昂贵的治疗室。通过对整个仪器进行蒙特卡洛模拟，系统分析剂量的分布并在实验上验证，可以采用局部屏蔽的方法对本设备进行辐射防护，从而尽可能减少屏蔽材料的重量，最终可以使整个设备的重量控制在20公斤以内。此外，整个设备无需要在隔离室中运行，在不需要额外屏蔽的同时，能保证医护人员免受辐射的威胁。

而为了满足输送装置3能够快速的带动束流针2进行运动，如图3所示，该输送装置3具体包括：滑轨31和驱动件(图中未标示)。其中，滑轨31沿束流针2的运动方向设置，电子束发射装置1的加速管12可滑动地设置在滑轨31上。驱动件设置在滑轨31上，并与加速管12连接，用于驱动加速管12沿滑轨31进行直线滑动。加速管12在滑动时，带动束流针2进行直线运动。在实际实施中，如图1所示，可设置一固定架16对输送装置3的滑轨31进行固定。而患者可相对于输送装置3进行平躺或侧躺，例如图1所示的，输送装置3与患者可处于上下的位置关系。在实际应用过程中，驱动件可采用气缸通过气缸直接推动加速管12的方式，也可以采用电机结合丝杠的方式带动加速管12进行上下运动，当驱动件(图中未标示)在驱动加速管12朝向人体的方向进行运动时，加速管12可利用滑轨31的导向性，快速的带动束流针2通过预设在人体上的套管针4进入人体内的肿瘤病灶部位8，而当驱动件在驱动加速管12朝远离人体的方向进行运动时，将束流针2从套管针4中引出，从而即可实现束流针2的快速运动。

并且，作为优选的方案，本实施方式的肿瘤治疗设备还包括：设置在输送装置3上的夹具32。具体的说，该夹具32设置在输送装置3的滑轨31的底部，用于夹住预设在人体上的套管针4，因此通过夹具32夹持住套管针4，使束流针2在通过套管针4引入人体内时，套管针4不会因晃动对束流针2造成干涉。

本发明的第二实施方式涉及一种肿瘤治疗设备，与第一实施方式相比，本实施方式中，如图5所示，本实施方式的肿瘤治疗设备还包括：与输送装置3的滑轨31固定连接的机械臂13，该机械臂13可用于带动整个输送装置3在预设区域内进行运动。

另外，作为优选的方案，如图6所示，本实施方式的肿瘤治疗设备还包括横梁9和行车10，横梁9相对于人体设置，横梁9两侧通过支架支撑，行车10可滑动地设置在横梁9上，并与机械臂13固定连接，可带动机械臂13沿横梁9进行运动，通过行车10在横梁9上的行走，可进一步扩大输送装置3运动的范围。

另外，如图5和图6所示，本实施方式的肿瘤治疗设备还包括视觉系统，该视觉系统用于采集所述套管针4的中心位置，并根据所采集到的套管针4的中心位置，得出输送装置3的工作位置。具体的说，该视觉系统包括第一摄像装置15、与第一摄像装置15进行通讯的主控设备，该主控设备与机械臂13电性连接，用于控制机械臂13进行运动。而为了保证摄像装置可以准确的从套管针4的顶部拍摄到套管针4的中心位置，该摄像装置优选的应设置在输送装置的滑轨31上。在实际应用的过程中，可先由第一摄像装置15获取预设区域内的图像，并将该图像上报至主控设备，主控设备可采用如计算机、工控机等。主控设备在图像中获取套管针4中心区域的颜色信息，以计算出套管针4的中心位置。并且本实施方式所提到的预设区域为机械臂13在活动时所能覆盖到的范围，而预设在人体上的套管针4可位于该区域内的任何位置，主控设备直接根据该中心位置，计算出输送装置的工作位置，控制机械臂13带动输送装置3运动至该位置，夹具32夹持住套管针4。并且，束流针2用于在输送装置3运动至工作位置时，与套管针4同轴设置，以保证束流针2可被输送装置3顺利的从套管针4引入至人体内的肿瘤病灶部位。同时，如图6和图8所示，主控设备也可与行车10通讯连接，主控设备通过控制行车10运动，带动机械臂13，再配合机械臂13的运动，使输送装置3运动至工作位置。此时，输送装置3运动的范围进一步得到扩大。

本发明的第三实施方式涉及一种肿瘤治疗设备，与第二实施方式相比，本实施方式中，如图9所示，额外增加了第二摄像装置14，通过第二摄像装置14可预先对套管针4在人体上的预设位置进行定位，并根据所采集到的套管针4在人体上的预设位置，得出输送装置3的基准位置。并且由于主控设备是通过获取套管针4的颜色计算出套管针4的位置，使得该第二摄像装置14可采用一组分辨率较低的摄像头，该第二摄像装置14中的摄像头分别设置在横梁9两侧通过支架上，拍摄出套管针4的图像，且该图像为像素较低的图像，主控设备获取图像只要通过颜色分析出套管针4的位置，并把该位置作为基准位置，主控设备根据分析出的位置，控制机械臂13带动输送装置3到该位置。或是主控设备控制行车10带动机械臂13运动到一定位置后，在控制机械臂13运动。从而在这过程中，由于不需要主控设备一次性分析出套管针4的基准位和中心，而只需要对分辨率不高的图像进行分析，且只要通过颜色确定套管针的基准位置就行，对图像的运算分析也就较为简单，对于主控设备的硬件要求和运算要求也就较低，可以采用性价比较高的主控设备便可完成分析工作，降低主控设备的成本。

本发明第四实施方式涉及一种肿瘤治疗设备的使用方法，该肿瘤治疗设备为上述第一实施方式中的肿瘤治疗设备，如图10所示，该设备的使用方法包括如下步骤：

步骤1020采用输送装置将束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引入至人体内的肿瘤病灶部位。

步骤1030打开电子束发射装置，将预设剂量的电子束通过束流针打在肿瘤病灶部位；

步骤1040采用输送装置将束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引出至人体外；

由此可知，通过输送装置带动束流针直线运动，将束流针通过预设在人体上的套管针引入至人体内的肿瘤病灶部位，电子束发射装置发射电子束，并由束流针将电子束打在肿瘤病灶部位，对肿瘤进行消融。且当电子束被打在肿瘤病灶部位后，可继续通过输送装置将束流针通过套管针引出至人体外，从而可避免束流针定位不准而造成电子束打偏的现象，另外由于电子束的穿透能力较弱，因此不会在肿瘤病灶部位前后的正常组织上沉淀较高的能量，可避免电子束在消融肿瘤时，对正常细胞组织造成伤害，从而减少对人体的伤害。

具体的说，该方法中电子发射装置所射出的电子束的剂量与肿瘤的大小呈预设比例。电子束的能量范围为1MeV～100MeV。

需要说明的是，通过本实施方式中的肿瘤治疗设备对肿瘤进行消融，该设备在对肿瘤进行消融时不同于现有的技术中放射设备的治疗效果，也不同于常规加速器电子束外照射。它和其他肿瘤消融方法的比较参见表2。

表2束流针与其他肿瘤消融方法的比较

其中，术中放射治疗是指在手术创口区照射残存肿瘤细胞或组织，通常作为手术后的补充照射使用。常规加速管的电子束外照射是使电子束穿过正常组织到达肿瘤，路径中会对正常组织造成损伤，同时照射深度有限。手术切除损伤大，护理麻烦。氩氦刀针较粗，损伤大，给患者带来痛苦也大，同时受血管、肠管等影响，多针插入，患者难以承受。射频针也较粗，热效应损伤大，温度控制困难，容易复发，同时需要避开血管、肠管。激光消融的创口大，损伤范围有限，患者痛苦大。

与它们不同的是，使用本实施方式中的肿瘤治疗设备，通过细长的束流针将经过加速和聚焦的高亮度电子束直接传输到肿瘤处进行消融。它可以直接将电子沉积到肿瘤处，直接消融身体浅表和深部的肿瘤。经过单次或多次照射，可以达到类似外科切除的治疗效果。使用本实施方式中的肿瘤治疗设备对肿瘤进行精确消融，消融次数少，单次剂量高，损毁直接；并且，在整个传输路径上电子不与正常组织发生相互作用，能量损失非常小，同时电子直接与肿瘤直接相互作用，射线利用率高。在本实施方式所提供的肿瘤治疗设备中，用于传输高亮度电子束的管道很细，只有几个毫米，经皮穿刺对组织的损伤非常小。除了上述优点外，采用上述肿瘤治疗设备对肿瘤进行消融时还具有占用空间小、不需要带有防护的机房、不产生伽马射线等优点。

同时，作为优选的方案，为了使得束流针可准确快速的通过套管针进入人体内，在采用输送装置将束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引入人至体内的肿瘤病灶部位之前还包括如下步骤：

步骤1010夹住套管针，对套管针进行定位。

通过上述内容不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种肿瘤治疗设备的使用方法，该方法是在第四实施方式的基础上作了进一步改进其主要改进在于：如图11所示，在采用输送装置将束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引入人至体内的肿瘤病灶部位之前还包括如下步骤：

步骤1110采集套管针的中心位置。并且，套管针的中心位置可采用如下方式获得：

可先在预设区域内，获取套管针在人体上的图像。具体的说，在本实施方式中，可采用如图12和图13中的第一摄像装置15拍摄预设区域内的图像，并且该预设区域为机械臂13运动时可覆盖的范围。同时，需要注意的是，在拍摄图像前，需保证预设在人体上的套管针4位于该区域内，但可以位于该区域的任何位置。而为了保证摄像装置可以准确的从套管针4的顶部拍摄到套管针4的中心位置，该摄像装置优选的应设置在输送装置3的滑轨31上。

根据所获得的图像中，找出套管针4的中心位置，具体的说，在本实施方式中，可采用例如计算机、工控机等相应的主控设备在图像中获取套管针中心区域的颜色信息，以计算出套管针4的中心位置。

步骤1120根据套管针的中心位置，计算输送装置的工作位置。

具体的说，当主控设备采集到套管针的中心位置后，可直接根据中心位置，计算出输送装置的工作位置。

步骤1130根据计算出的工作位置，将输送装置带动至该位置。并且，束流针2用于在输送装置3运动至工作位置时，与套管针4同轴设置。以保证在夹具32准确的夹住套管针4，束流针2可被输送装置3顺利的从套管针4引入至人体内的肿瘤病灶部位。

具体的说，可采用一机械臂13与输送装置3的滑轨31固定连接，同时还可将该机械臂13与主控设备电性连接实现通讯，因此当主控设备计算出输送装置3的工作位置后可直接通过控制机械臂13带动输送装置运动至该位置。

本发明的第六实施方式涉及一种肿瘤治疗设备的使用方法，第六实施方式是在第五实施方式的基础上作了进一步改进，主要改进在于：如图14所示，

在步骤1110之前还包括如下步骤：

步骤1107，采集套管针在人体上的预设位置。并且，套管针在人体上的预设位置可采用如下方式获得：

可先在预设区域内，获取套管针在人体上的图像。具体的说，在本实施方式中，可额外增加一个摄像装置，通过摄像装置拍摄预设区域内的图像。

根据所获得的图像中，找出套管针在图像中的位置，具体的说，在本实施方式中，采用主控设备在图像中获取套管针的颜色信息，以计算出套管针在人体上的预设位置。

步骤1108，根据套管针在人体上的预设位置，计算输送装置的基准位置。具体的说，当主控设备采集到套管针在人体上的预设位置后，可直接根据预设位置，计算出输送装置的基准位置。

步骤1109，根据计算出的基准位置，将输送装置带动至该位置。其中，束流针还用于在输送装置运动至基准位置时位于套管针的上方。具体的说，当主控设备计算出输送装置的基准位置后可直接通过控制机械臂带动输送装置运动至该位置，也可通过控制行车带动机械臂后，载控制机械臂运动。

通过上述内容可知，由于本实施方式额外增加了摄像装置，通过摄像装置可预先对套管针在人体上的预设位置进行定位，并且由于主控设备是通过获取套管针的颜色计算出套管针的位置，使得该摄像组可采用一组分辨率较低的摄像头，拍摄出套管针的图像，且该图像也为像素较低的图像，主控设备获取图像只要通过颜色分析出套管针的位置，并把该位置作为基准位置，主控设备根据分析出的位置，控制机械臂带动输送装置到该位置。从而在这过程中，由于不需要主控设备一次性分析出套管针的基准位和中心，而只需要对像素不高的图像进行分析，且只要通过颜色确定套管针的基准位置就行，对图像的运算分析也就较为简单，对于主控设备的硬件要求和运算要求也就较低，可以采用性价比较高的主控设备便可完成分析工作，降低主控设备的成本。

通过上述内容不难发现，本实施方式为与第三实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种肿瘤治疗设备，其特征在于：包括：

电子束发射装置，用于发射电子束；

束流针，与所述电子束发射装置连接，用于将所述电子束发射装置发射的电子束打在人体内的肿瘤病灶部位，对肿瘤进行消融；

输送装置，用于带动所述束流针进行直线运动，将所述束流针通过预设在人体上的套管针引入至人体内的肿瘤病灶部位，还用于在所述束流针将电子束打在肿瘤病灶部位后，将所述束流针通过预设在人体上的套管针引出至人体外。

2.根据权利要求1所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述输送装置包括：

滑轨，沿所述束流针的运动方向设置；所述电子束发射装置可滑动地设置在所述滑轨上；

驱动件，设置在所述滑轨上，并与所述电子束发射装置连接，用于驱动所述电子束发射装置沿所述滑轨进行滑动；

其中，所述电子束发射装置用于在滑动时，带动所述束流针进行直线运动。

3.根据权利要求1所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述肿瘤治疗设备还包括：

夹具，设置在所述输送装置上，用于夹住或松开所述套管针。

4.根据权利要求1所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述肿瘤治疗设备还包括：

机械臂，与所述输送装置固定连接，用于在预设的区域内带动所述输送装置运动至任意位置。

5.根据权利要求4所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述肿瘤治疗设备还包括：

视觉系统，用于采集所述套管针的中心位置，并根据所采集到的所述套管针的中心位置，得出所述输送装置的工作位置：所述视觉系统还用于控制所述机械臂带动所述输送装置运动至所述工作位置；

其中，所述束流针还用于在所述输送装置运动至所述工作位置时与所述套管针同轴设置。

6.根据权利要求5所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述视觉系统还用于在采集所述套管针的中心位置之前采集套管针在人体上的预设位置，并根据所采集到的所述套管针在人体上的预设位置，得出所述输送装置的基准位置；

其中，所述视觉系统还用于控制所述机械臂带动所述输送装置运动至所述基准位置，所述束流针还用于在所述输送装置运动至所述基准位置时位于所述套管针的上方。

7.根据权利要求4所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述肿瘤治疗设备还包括：

横梁，相对于人体设置；

行车，可滑动地设置在所述横梁上，并与所述机械臂固定连接，用于带动所述机械臂沿所述横梁进行运动。

8.根据权利要求1所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述电子束发射装置包括：

电子枪，用于发射电子束；

加速管，设置在所述输送装置上，并与所述束流针连接，用于接收所述电子枪所射出的电子束；

其中，所述加速管还用于对所述电子束进行加速。

9.根据权利要求8所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述加速管的两端分别为用于接收电子枪所发射的电子束的进口、用于向所述束流针排出电子束的出口；

所述加速管上还开设用于向管内输送微波的微波输入口。

10.根据权利要求8所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：所述加速管为X波段加速管或C波段加速管。

11.根据权利要求10所述的肿瘤治疗设备，其特征在于：

所述X波段加速管的中心频率为9.3GHz或11.424GHz；

所述C波段加速管的中心频率为5712MHz。

12.一种如权利要求1所述的肿瘤治疗设备的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

采用所述输送装置将所述束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引入至人体内的肿瘤病灶部位；

打开所述电子束发射装置，将预设剂量的电子束通过所述束流针打在肿瘤病灶部位；

采用所述输送装置将所述束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引出至人体外。

13.根据权利要求12所述的肿瘤治疗设备的使用方法，其特征在于：

在采用所述输送装置将所述束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引入人至体内的肿瘤病灶部位之前还包括如下步骤：

夹住所述套管针，对所述套管针进行定位。

14.根据权利要求12所述的肿瘤治疗设备的使用方法，其特征在于：在采用所述输送装置将所述束流针沿直线方向通过预设在人体上的套管针引入人至体内的肿瘤病灶部位之前还包括如下步骤：

采集所述套管针的中心位置；

根据所述套管针的位置，计算所述输送装置的工作位置；

根据计算出的所述工作位置，将所述输送装置带动至该位置；

其中，所述束流针用于在所述输送装置运动至所述工作位置时，与所述套管针同轴设置。

15.根据权利要求13所述的肿瘤治疗设备的使用方法，其特征在于：在采集所述套管针的中心位置之前，还包括如下步骤：

采集所述套管针在人体上的预设位置；

根据所述套管针在人体上的预设位置，计算所述输送装置的基准位置；

根据计算出的所述基准位置，将所述输送装置带动至该位置；

其中，所述束流针还用于在所述输送装置运动至所述基准位置时位于所述套管针的上方。

16.根据权利要求12所述的肿瘤治疗设备的使用方法，其特征在于：在所述束流针引入至人体内的肿瘤病灶部位时，所述束流针的前端靠近所述肿瘤，或插入所述肿瘤内部。

17.根据权利要求12所述的肿瘤治疗设备的使用方法，其特征在于：所述电子发射装置所射出的电子束的剂量与肿瘤的大小呈预设比例。

18.根据权利要求12所述的肿瘤治疗设备的使用方法，其特征在于：所述电子束的能量范围为1MeV～100MeV。