CN117679666A - 一种患者放疗辅助摆位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及放疗辅助设备技术领域,具体涉及一种患者放疗辅助摆位装置,包括底板,所述底板沿其长度方向的两侧壁均固定设有侧板,两个侧板的两端均设有挡板;两个挡板之间设有平动机构,平动机构位于侧板正下方处,侧板位于平动机构正上方位置开有条形的通槽;底板沿其宽度方向的侧壁上设有一个U形支架一,U形支架一的侧壁上设有伺服电机,伺服电机的输出端设有锥形齿轮一;U形支架一与底板之间设有两个传动机构,传动机构的一端与锥形齿轮一啮合,传动机构的另一端与平动机构啮合;传动机构用于将伺服电机的动力传递到平动机构上。该摆位装置可以对患者的头部和身体任意部位进行准确地定位,提高了放疗的准确性。
Description
技术领域
本发明专利涉及放疗辅助设备技术领域,具体而言,涉及一种患者放疗辅助摆位装置。
背景技术
肿瘤放射治疗是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。其所采用的放射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其他粒子束等。大约70%的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗,约有40%的癌症可以用放疗根治。放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出,已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。
在放疗前需要模拟定位,该过程是为了给患者找到一个治疗效果最佳、舒服且重复性高的体位,然后将热塑体模体固定好。在后续放疗过程中,患者需要保持模拟定位时的体位,所以为了保证放疗的准确性,现有技术中出现了放疗辅助摆位装置。放疗辅助摆位装置的主要作用是将患者的体位进行微调,使得体位能够与模拟定位时的体位相同。比如,中国发明专利(CN113616940A)公开的一种辅助肿瘤放射治疗摆位的装置,该装置通过在底板的两侧沿其长度方向设置多个固定的推动机构,通过推动机构辅助患者的推动,对患者体位定位。
再比如中国发明专利(CN116870372A)公开的一种患者放疗辅助摆位装置,该装置是通过调整第一板段和第二板端之间的角度,从而来调节患者身体部位的体位,同时设置头部支撑板,头部支撑板也可进行摆动,从而对患者的头部进行角度调整。
上述两个装置虽然都达到了辅助调整的效果,但是其调节并不准确。比如中国发明专利(CN113616940A)采用底板两侧的推动机构来患者,但是由于每一位患者身高体型不同,同时多个推动机构是固定在底板侧面,这样对于不同身高体型的患者,会导致推动机构不能对指定部位的定位进行调整;而中国发明专利(CN116870372A)采用两个板端来调整体位角度,仅仅只能对患者腰部和头部的角度进行微调,而对于其他部位,并不能实现准确的定位调整。
所以,针对上述技术问题,申请人发明了一种智能的并且能够准确进行定位调整的患者放疗辅助摆位装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种患者放疗辅助摆位装置,该摆位装置可以对患者的头部和身体任意部位进行准确地定位,提高了放疗的准确性。
本发明是这样实现的,一种患者放疗辅助摆位装置,包括底板,所述底板沿其长度方向的两侧壁均固定设有侧板,两个所述侧板的两端均设有挡板;两个所述挡板之间设有平动机构,所述平动机构位于侧板正下方处,所述侧板位于平动机构正上方位置开有条形的通槽;所述底板沿其宽度方向的侧壁上设有一个U形支架一,所述U形支架一的侧壁上设有伺服电机,所述伺服电机的输出端设有锥形齿轮一;所述U形支架一与底板之间设有两个传动机构,所述传动机构的一端与锥形齿轮一啮合,所述传动机构的另一端与平动机构啮合;所述传动机构用于将伺服电机的动力传递到平动机构上;
所述平动机构上套接有至多两个滑块一,两个所述滑块一的顶部均穿过通槽并固定设有平动块;所述平动杆块内设有电动伸缩杆,所述电动伸缩杆的固定端嵌设在平动块内部,所述电动伸缩杆的伸缩端设有弧形推板,所述弧形推板的两侧位于同一水平高度上均设有凸块,所述凸块的侧壁上设有激光距离传感器,所述激光距离传感器的发射端和接收端分别固定设置于两个凸块的侧壁上;
所述传动机构包括两个锥形齿轮二和一个传动轴,所述传动轴的两端分别与两个锥形齿轮二的轴心处固定连接,其中一个锥形齿轮二与锥形齿轮一啮合,另一个所述锥形齿轮二与平动机构啮合;
两个所述侧板的顶面之间设有倒置的U形支架二,所述U形支架二水平段的底部设有头部定位机构。
进一步,所述平动机构包括螺纹杆一和锥形齿轮三,所述螺纹杆一的一端与远离U形支架一的挡板转动连接,所述螺纹杆一的另一端穿过另个一挡板并与锥形齿轮三的轴心处固定连接,所述锥形齿轮三与锥形齿轮二啮合;所述螺纹杆一由两段反向的螺纹段组成,所述滑块一数量为两个,两个所述滑块一分别套接在螺纹杆一的两段反向的螺纹段上并且沿着以螺纹杆一的中心处对称分布。
进一步,所述平动机构包括螺纹杆四和锥形齿轮四,所述螺纹杆四的一端与远离U形支架一的挡板转动连接,所述螺纹杆四的另一端穿过另个一挡板并与锥形齿轮四的轴心处固定连接,所述锥形齿轮四与锥形齿轮二啮合;所述螺纹杆四由一段螺纹段组成,所述滑块一数量为一个,所述滑块一套接在螺纹杆四上。
进一步,所述头部定位机构包括水平滑动机构、步进电机二、螺纹杆三、套筒、万向球和固定螺栓;所述步进电机二嵌设在水平滑动机构的底部,所述步进电机二的输出端与螺纹杆三的顶部固定连接,所述套筒套接在螺纹杆三上,所述套筒的底部与万向球的顶部固定连接,所述万向球的转动侧壁设有牙模。
进一步,所述水平滑动机构包括两个固定块、步进电机一、滑块二和螺纹杆二;两个所述固定块固定安装于U形支架二的水平段底部,所述步进电机一固定安装于固定块的侧壁上,所述步进电机一的输出端与螺纹杆二的端部固定连接,所述螺纹杆二远离步进电机一的端部与另一个固定块转动连接,所述滑块二活动套接在螺纹杆二上,所述步进电机二固定安装于滑块二的底部。
进一步,所述头部定位机构包括连接杆、步进电机三、U形转动块、连接块、步进电机四、控制箱体和水平转动机构,所述连接杆的顶部与U形支架二的水平段底部固定连接,所述步进电机固定安装于靠近连接杆底部的侧壁上;所述U形转动块固定套接在步进电机三的输出轴上,所述步进电机四固定安装于U形转动块的外侧壁上,所述连接块插入U形转动块内并固定套接在步进电机四的输出轴上,所述步进电机四与步进电机三的输出方向垂直;所述控制箱体的顶部与连接块的底部固定连接,所述水平转动机构安装于控制箱体内,所述水平转动机构的输出端与设有牙模,所述水平转动机构用于驱动牙膜沿着水平方向自转。
进一步,所述水平转动机构包括步进电机五、齿轮一、齿轮二和转轴;所述步进电机固定安装于控制箱体内侧壁中,所述步进电机的输出端与齿轮一的轴心处固定连接;所述转轴的顶部与控制箱体内侧顶部转动连接,所述转轴的底部穿过控制箱体并与牙模的顶部固定连接,所述齿轮二固定套接在转轴上并与齿轮一啮合。
进一步,所述弧形推板的凹面贴合有软垫。
本发明还提供一种患者放疗辅助摆位装置的摆位控制系统,包括PLC控制器、激光距离传感器、数据存储装置、伺服电机和多个电动伸缩杆;所述激光距离传感器、伺服电机和多个电动伸缩杆均以权利要求1所示的方式安装;
当模拟定位时,所述PLC控制器控制多个电动伸缩杆收缩到最短状态,并将该状态记录为初始状态,所述PLC控制器控制伺服电机转动的同时控制激光距离传感器工作;所述激光距离传感器用于实时测量人体皮肤与测量点之间的距离,并将距离信息实时发送至PLC控制器中,PLC控制器根据人体两侧在每一时刻所测量出的距离值以及对应的伺服电机的转动步数,自动绘制人体轮廓,并将人体轮廓信息发送数据存储装置中存储;
当放疗时,所述PLC控制器控制伺服电机转动,同时控制激光距离传感器实时监测人体皮肤与测量点之间的距离,所述激光距离传感器在移动时实时检测到皮肤之间的距离,所述PLC控制器实时将伺服电机的步数所对应的距离与模拟定位时的距离进行对比,当存在偏差时,所述PLC控制器控制电动伸缩杆伸长来推动患者,对患者位置进行微调。
进一步,还包括步进电机一和步进电机二;
当模拟定位时,所述PLC控制器调节步进电机一以及步进电机二转动,当患者在舒适位置咬住牙模后,则定位完成,所述PLC控制器将步进电机一和步进电机二的转动步数发送至数据存储装置中存储;
当放疗时,所述PLC控制器调用数据存储装置中存储的模拟定位时的步进电机一以及步进电机二的转动步数,然后控制步进电机一以及步进电机二转动到指定步数,患者咬住牙膜即完成对患者的头部定位。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、在底板的两侧均设置螺纹杆一或螺纹杆四,将滑块套接在螺纹杆上,同时在滑块顶部设置了可以推动弧形推板的电动伸缩杆,同时在弧形推板的侧壁上设置了安装激光距离传感器的凸块,这样,在模拟定位时,激光距离传感器在沿着底板长度方向移动的同时感应其到人体皮肤之间的距离,这样可以对人体的轮廓以及人体的轮廓位置进行扫描;此外,在放疗定位时,可以通过之前模拟定位时的轮廓信息来对患者的体位进行微调,实现了对人体任意部位进行位置调整,提高了放疗定位的准确性;
2、将步进电机二安装在水平滑动机构上,将套筒套接在与伺服电机二输出端连接的螺纹杆三上,同时,套筒与牙模之间固定安装了万向球,万向球的侧壁上设置了固定螺栓,这样通过在患者合适体位下来咬住牙模,从而实现对患者的头部进行定位,当放疗时,只需要将步进电机一、步进电机二以及万向球的方向调到模拟定位时的状态,即实现了患者的头部位置进行定位;
3、螺纹杆一由两段反向螺纹段组成,同时两段方向螺纹段上分别设置了一个滑块一,在滑块一的顶面设置固定电动伸缩杆的平动块,这样当伺服电机转动时,两个平动块所对应的激光距离传感器朝着相反的方向平移,这样提高了人体轮廓扫描的效率;
4、在弧形推板的侧壁上贴有软垫,当弧形推板在推动人体部位时,使其与皮肤之间具有一定的缓冲作用,提高了摆位过程中的舒适性。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种患者放疗辅助摆位装置的俯视图;
图2是图1中A-A处的截面图;
图3是图1中B处的放大图;
图4是本发明实施例1提供的一种患者放疗辅助摆位装置的正面剖视图;
图5是图4中A处的放大图;
图6是本发明实施例2提供的一种患者放疗辅助摆位装置的俯视图;
图7是本发明实施例3提供的一种患者放疗辅助摆位装置的摆位控制系统的结构示意图;
图8是本发明实施例4提供的头部定位装置的正面剖视图;
图9是本发明实施例5提供的一种患者放疗辅助摆位装置的摆位控制系统的结构示意图。
上述附图中涉及的附图标记:
1、底板;2、电动伸缩杆;3、侧板;4、通槽;5、挡板;6、螺纹杆一;7、平动块;8、弧形推板;9、U形支架二;10、锥形齿轮三;11、传动轴;12、锥形齿轮一;13、伺服电机;14、U形支架一;15、弹簧;16、拉杆;17、连接板;18、滑块一;19、软垫;20、固定夹板;21、锥形齿轮二;22、活动夹板;23、激光距离传感器;24、凸块;25、连接底座;26、PLC控制器;27、螺纹杆二;28、滑块二;29、固定块;30、步进电机一;31、步进电机二;32、牙模;33、万向球;34、螺纹杆三;35、套筒;36、固定螺栓;37、螺纹杆四;38、锥形齿轮四;39、步进电机三;40、U形转动块;41、步进电机五;42、齿轮一;43、转轴;44、齿轮二;45、控制箱体;46、步进电机四;47、连接块;48、连接杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1-8所示,为本发明提供的较佳实施例。
实施例1:一种患者放疗辅助摆位装置,包括底板1,在底板1的底部固定安装了PLC控制器26,如图1所示,在底板1沿其长度方向的两侧壁固定安装两个侧板3,两个侧板3的顶面与底板1顶面平齐,两个侧板3的两端均固定安装一个挡板5;两个挡板5之间安装有平动机构,平动机构位于侧板3正下方处,侧板3位于平动机构正上方位置开有条形的通槽4;底板1沿其宽度方向的侧壁上固定安装一个U形支架一14,U形支架一14远离底板1的侧壁上固定安装一个伺服电机13,安装位置位于U形支架一14的中轴线处;伺服电机13的输出端固定连接一个锥形齿轮一12;U形支架一14与底板1之间安装有两个传动机构,传动机构包括两个锥形齿轮二21和一个传动轴11,传动轴11的两端分别与两个锥形齿轮二21的轴心处固定连接,其中一个锥形齿轮二21与锥形齿轮一12啮合,另一个锥形齿轮二21与平动机构啮合,两个传动机构对称分布于伺服电机13的两侧;传动机构将伺服电机13的动力传递到平动机构上,使得平动机构转动;如图4所示,底板1的底部固定安装了四个连接底座25,连接底座25可以通过螺栓的方式固定安装在床体上。
本实施例优选的,平动机构包括螺纹杆一6和锥形齿轮三10,螺纹杆一6的一端与远离U形支架一14的挡板5采用轴承的方式连接,螺纹杆一6的另一端穿过另个一挡板5并与锥形齿轮三10的轴心处固定连接,锥形齿轮三10与锥形齿轮二21啮合;同时,螺纹杆一6由两段反向的螺纹段组成,两个滑块一18分别套接在螺纹杆一6的两段反向螺纹段上,并且以两段螺纹段的连接处对称分布;这样,当螺纹杆一6转动时,滑两个滑块一18朝着相反方向移动。两个滑块一18的顶部均穿过通槽4,在滑块一18的顶部固定安装有平动块7;在平动杆块内固定安装有电动伸缩杆2,电动伸缩杆2的固定端嵌设在平动块7内部,电动伸缩杆2的伸缩端固定安装一个弧形推板8,弧形推板8的凸面与电动伸缩杆2的伸缩端固定连接,弧形推板8的凹面贴有一层软垫19。使得弧形推板8在推动过程中提高患者的舒适度。弧形推板8的两侧位于同一水平高度上均固定安装凸块24,凸块24的侧壁上安装有激光距离传感器23,激光距离传感器23的发射端和接收端分别固定设置于两个凸块24的侧壁上,这样就能实时检测弧形推板8与患者侧面皮肤之间的距离。
在本实施例中,如图2和图3所示,在平动块7的顶部固定安装一个连接板17和一个固定夹板20,连接板17和固定夹板20之间通过导向杆连接,在导向杆上滑动套接一个活动夹板22,同时在导向杆上还套接一个弹簧15,弹簧15的两端分别与连接板17和活动夹板22之间连接,为了方便医护人员拉动活动夹板22,在活动夹板22靠近弹簧15的侧壁上固定安装一个拉杆16。通过上述结构,活动夹板22通过弹簧15的弹力作用与固定夹板20接触;这样可以将热塑体膜体夹紧。
两个侧板3的顶面之间固定安装有倒置的U形支架二9,U形支架二9水平段的底部固定安装头部定位机构。
在本实施例中,如图4所示,头部定位机构包括水平滑动机构、步进电机二31、螺纹杆三34、套筒35、万向球33和固定螺栓36;步进电机二31嵌设在水平滑动机构的底部,步进电机二31的输出端与螺纹杆三34的顶部固定连接,套筒35套接在螺纹杆三34上,套筒35的底部与万向球33的顶部固定连接,万向球33的转动侧壁固定安装有牙模32,如图5所示,在万向球33的固定壳体上设了螺纹孔,固定螺栓36穿过螺纹孔通过抵触的方式对万向球33内的转动球体进行固定。初始状态时,套筒35全部套接在螺纹杆三34上,通过计算步进电机二31的步数来记录牙模32在竖直方向上的位置;
在本实施例中,水平滑动机构包括两个固定块29、步进电机一30、滑块二28和螺纹杆二27;如图4所示,两个固定块29固定安装于U形支架二9的水平段底部,步进电机一30固定安装于固定块29的侧壁上,步进电机一30的输出端与螺纹杆二27的端部固定连接,螺纹杆二27远离步进电机一30的端部与另一个固定块29采用轴承的方式连接,滑块二28活动套接在螺纹杆二27上,步进电机二31固定安装于滑块二28的底部。在初始状态下,滑块二28位于螺纹杆二27的最左端或最右端,PLC控制器26通过记录步进电机一30的步数来获得牙模32的水平位置。
实施例2:一种患者放疗辅助摆位装置,本实施例的摆位装置与实施例的区别在于平动机构的结构不同,本实施例的平动机构包括螺纹杆四37和锥形齿轮四38,螺纹杆四37的一端与远离U形支架一14的挡板5采用轴承的方式连接,螺纹杆四37的另一端穿过另个一挡板5并与锥形齿轮四38的轴心处固定连接,锥形齿轮四38与锥形齿轮二21啮合;本实施例中,螺纹杆四37由一段螺纹段组成,滑块一18数量为一个,滑块一18套接在螺纹杆四37上,这样在底板1两侧就是各一个激光距离传感器23,在获得患者轮廓过程中,需要将滑块一18从患者的肩部位置移动到脚部位置,相比于实施例的平动机构,虽然该摆位装置形成患者轮廓的效率较低,但是对于螺纹杆一6中部位置仍然可以进行距离检测,检测效果更好。
实施例3:一种患者放疗辅助摆位装置的摆位控制系统,如图7所示,包括PLC控制器26、激光距离传感器23、数据存储装置、伺服电机13、4个电动伸缩杆2、步进电机一30和步进电机二31。上述装置都以实施例1或实施例2的方式安装;
当模拟定位时,PLC控制器26控制4个电动伸缩杆2收缩到最短位置,滑块二28位于螺纹杆二27的最左端位置,套筒35位于最顶端位置,PLC控制器26将该状态记录为初始状态,PLC控制器26控制伺服电机13转动的同时控制激光距离传感器23工作;激光距离传感器23用于实时测量人体皮肤与测量点之间的距离,并将距离信息实时发送至PLC控制器26中,PLC控制器26根据人体两侧的激光距离传感器23所测量出的距离值以及对应的伺服电机13的转动步数,自动绘制人体轮廓,并将人体轮廓信息发送数据存储装置中存储;其绘制原理如图6所示,由于患者两侧的电动伸缩杆2均为收缩状态,此时两个激光距离传感器23之间的距离(也是两个弧形推板8之间的距离)为固定值W,而在弧形推板8沿着底板1长度方向移动时,激光距离传感器23实时感应至患者侧面皮肤位置的距离为a,这样可以确定两侧的具体位置,同时通过公式W-2A计算出患者两侧之间的宽度,这样就可以绘制出患者的每一个部位的位置和轮廓;需要说明的是,本控制系统在检测之前,患者躺在底板1上需要将手脚并拢,这样才能保证模拟定位与放疗时的定位统一。
在放料时,PLC控制器26控制伺服电机13转动,同时控制激光距离传感器23实时监测人体皮肤与测量点之间的距离,激光距离传感器23在移动时实时检测到皮肤之间的距离,PLC控制器26实时将伺服电机13的步数所对应的距离与模拟定位时的距离进行对比,当存在偏差时,PLC控制器26控制电动伸缩杆2伸长来推动患者,对患者位置进行微调,这样就能将患者的指定部位进行准确的调整。
此外,在模拟定位过程中,如果是对头部进行定位,PLC控制器26调节步进电机一30以及步进电机二31转动,当患者在舒适位置咬住牙模32后,则定位完成,PLC控制器26将步进电机一30和步进电机二31的转动步数发送至数据存储装置中存储;
当放疗时,PLC控制器26调用数据存储装置中存储的模拟定位时的步进电机一30以及步进电机二31的转动步数,然后控制步进电机一30以及步进电机二31转动到指定步数,患者咬住牙膜即完成对患者的头部定位。
实施例4:一种患者放疗辅助摆位装置,如图8所示,本实施例与实施例1以及实施例2的区别在于头部定位机构的结构不同,在本实施例中,头部定位机构包括连接杆48、步进电机三39、U形转动块40、连接块47、步进电机四46、控制箱体45和水平转动机构,连接杆48的顶部与U形支架二9的水平段底部固定连接,步进电机固定安装于靠近连接杆48底部的侧壁上;U形转动块40固定套接在步进电机三39的输出轴上,步进电机四46固定安装于U形转动块40的外侧壁上,连接块47插入U形转动块40内并固定套接在步进电机四46的输出轴上,步进电机四46与步进电机三39的输出方向垂直;控制箱体45的顶部与连接块47的底部固定连接,水平转动机构安装于控制箱体45内,水平转动机构的输出端与设有牙模32,水平转动机构用于驱动牙膜沿着水平方向自转。
在本实施例中,水平转动机构包括步进电机五41、齿轮一42、齿轮二44和转轴43;步进电机固定安装于控制箱体45内侧壁中,步进电机的输出端与齿轮一42的轴心处固定连接;转轴43的顶部与控制箱体45内侧顶部转动连接,转轴43的底部穿过控制箱体45并与牙模32的顶部固定连接,齿轮二44固定套接在转轴43上并与齿轮一42啮合。
采用本实施例的技术方案,牙模32整体的调节全部通过电动控制,这样相比于实施例1的方式,调节会更加准确。
实施例5:一种患者放疗辅助摆位装置的摆位控制系统,包括包括PLC控制器26、激光距离传感器23、数据存储装置、伺服电机13、4个电动伸缩杆2、步进电机三39、步进电机四46和步进电机五41。上述电性元件以实施例4的安装方式进行安装,其控制逻辑与实施例3相同,其区别仅仅在于对于患者头部定位时,是分别记录步进电机三39、步进电机四46和步进电机五41的步数,然后在放疗时分别将三个步进电机的步数调节到指定位置,然后患者转动头部咬住牙膜即可实现对患者的头部定位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,包括底板(1),所述底板(1)沿其长度方向的两侧壁均固定设有侧板(3),两个所述侧板(3)的两端均设有挡板(5);两个所述挡板(5)之间设有平动机构,所述平动机构位于侧板(3)正下方处,所述侧板(3)位于平动机构正上方位置开有条形的通槽(4);所述底板(1)沿其宽度方向的侧壁上设有一个U形支架一(14),所述U形支架一(14)的侧壁上设有伺服电机(13),所述伺服电机(13)的输出端设有锥形齿轮一(12);所述U形支架一(14)与底板(1)之间设有两个传动机构,所述传动机构的一端与锥形齿轮一(12)啮合,所述传动机构的另一端与平动机构啮合;所述传动机构用于将伺服电机(13)的动力传递到平动机构上;
所述平动机构上套接有至多两个滑块一(18),两个所述滑块一(18)的顶部均穿过通槽(4)并固定设有平动块(7);所述平动杆块内设有电动伸缩杆(2),所述电动伸缩杆(2)的固定端嵌设在平动块(7)内部,所述电动伸缩杆(2)的伸缩端设有弧形推板(8),所述弧形推板(8)的两侧位于同一水平高度上均设有凸块(24),所述凸块(24)的侧壁上设有激光距离传感器(23),所述激光距离传感器(23)的发射端和接收端分别固定设置于两个凸块(24)的侧壁上;
所述传动机构包括两个锥形齿轮二(21)和一个传动轴(11),所述传动轴(11)的两端分别与两个锥形齿轮二(21)的轴心处固定连接,其中一个锥形齿轮二(21)与锥形齿轮一(12)啮合,另一个所述锥形齿轮二(21)与平动机构啮合;
两个所述侧板(3)的顶面之间设有倒置的U形支架二(9),所述U形支架二(9)水平段的底部设有头部定位机构。
2.根据权利要求1所述的一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,所述平动机构包括螺纹杆一(6)和锥形齿轮三(10),所述螺纹杆一(6)的一端与远离U形支架一(14)的挡板(5)转动连接,所述螺纹杆一(6)的另一端穿过另个一挡板(5)并与锥形齿轮三(10)的轴心处固定连接,所述锥形齿轮三(10)与锥形齿轮二(21)啮合;所述螺纹杆一(6)由两段反向的螺纹段组成,所述滑块一(18)数量为两个,两个所述滑块一(18)分别套接在螺纹杆一(6)的两段反向的螺纹段上并且沿着以螺纹杆一(6)的中心处对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,所述平动机构包括螺纹杆四(37)和锥形齿轮四(38),所述螺纹杆四(37)的一端与远离U形支架一(14)的挡板(5)转动连接,所述螺纹杆四(37)的另一端穿过另个一挡板(5)并与锥形齿轮四(38)的轴心处固定连接,所述锥形齿轮四(38)与锥形齿轮二(21)啮合;所述螺纹杆四(37)由一段螺纹段组成,所述滑块一(18)数量为一个,所述滑块一(18)套接在螺纹杆四(37)上。
4.根据权利要求1所述的一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,所述头部定位机构包括水平滑动机构、步进电机二(31)、螺纹杆三(34)、套筒(35)、万向球(33)和固定螺栓(36);所述步进电机二(31)嵌设在水平滑动机构的底部,所述步进电机二(31)的输出端与螺纹杆三(34)的顶部固定连接,所述套筒(35)套接在螺纹杆三(34)上,所述套筒(35)的底部与万向球(33)的顶部固定连接,所述万向球(33)的转动侧壁设有牙模(32)。
5.根据权利要求4所述的一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,所述水平滑动机构包括两个固定块(29)、步进电机一(30)、滑块二(28)和螺纹杆二(27);两个所述固定块(29)固定安装于U形支架二(9)的水平段底部,所述步进电机一(30)固定安装于固定块(29)的侧壁上,所述步进电机一(30)的输出端与螺纹杆二(27)的端部固定连接,所述螺纹杆二(27)远离步进电机一(30)的端部与另一个固定块(29)转动连接,所述滑块二(28)活动套接在螺纹杆二(27)上,所述步进电机二(31)固定安装于滑块二(28)的底部。
6.根据权利要求1所述的一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,所述头部定位机构包括连接杆(48)、步进电机三(39)、U形转动块(40)、连接块(47)、步进电机四(46)、控制箱体(45)和水平转动机构,所述连接杆(48)的顶部与U形支架二(9)的水平段底部固定连接,所述步进电机固定安装于靠近连接杆(48)底部的侧壁上;所述U形转动块(40)固定套接在步进电机三(39)的输出轴上,所述步进电机四(46)固定安装于U形转动块(40)的外侧壁上,所述连接块(47)插入U形转动块(40)内并固定套接在步进电机四(46)的输出轴上,所述步进电机四(46)与步进电机三(39)的输出方向垂直;所述控制箱体(45)的顶部与连接块(47)的底部固定连接,所述水平转动机构安装于控制箱体(45)内,所述水平转动机构的输出端与设有牙模(32),所述水平转动机构用于驱动牙膜沿着水平方向自转。
7.根据权利要求6所述的一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,所述水平转动机构包括步进电机五(41)、齿轮一(42)、齿轮二(44)和转轴(43);所述步进电机固定安装于控制箱体(45)内侧壁中,所述步进电机的输出端与齿轮一(42)的轴心处固定连接;所述转轴(43)的顶部与控制箱体(45)内侧顶部转动连接,所述转轴(43)的底部穿过控制箱体(45)并与牙模(32)的顶部固定连接,所述齿轮二(44)固定套接在转轴(43)上并与齿轮一(42)啮合。
8.根据权利要求1所述的一种患者放疗辅助摆位装置,其特征在于,所述弧形推板(8)的凹面贴合有软垫(19)。
9.一种患者放疗辅助摆位装置的摆位控制系统,其特征在于,包括PLC控制器(26)、激光距离传感器(23)、数据存储装置、伺服电机(13)和多个电动伸缩杆(2);所述激光距离传感器(23)、伺服电机(13)和多个电动伸缩杆(2)均以权利要求1所示的方式安装;
当模拟定位时,所述PLC控制器(26)控制多个电动伸缩杆(2)收缩到最短状态,并将该状态记录为初始状态,所述PLC控制器(26)控制伺服电机(13)转动的同时控制激光距离传感器(23)工作;所述激光距离传感器(23)用于实时测量人体皮肤与测量点之间的距离,并将距离信息实时发送至PLC控制器(26)中,PLC控制器(26)根据人体两侧在每一时刻所测量出的距离值以及对应的伺服电机(13)的转动步数,自动绘制人体轮廓,并将人体轮廓信息发送数据存储装置中存储;
当放疗时,所述PLC控制器(26)控制伺服电机(13)转动,同时控制激光距离传感器(23)实时监测人体皮肤与测量点之间的距离,所述激光距离传感器(23)在移动时实时检测到皮肤之间的距离,所述PLC控制器(26)实时将伺服电机(13)的步数所对应的距离与模拟定位时的距离进行对比,当存在偏差时,所述PLC控制器(26)控制电动伸缩杆(2)伸长来推动患者,对患者位置进行微调。
10.根据权利要求9所示的一种患者放疗辅助摆位装置的摆位控制系统,其特征在于,还包括步进电机一(30)和步进电机二(31);
当模拟定位时,所述PLC控制器(26)调节步进电机一(30)以及步进电机二(31)转动,当患者在舒适位置咬住牙模(32)后,则定位完成,所述PLC控制器(26)将步进电机一(30)和步进电机二(31)的转动步数发送至数据存储装置中存储;
当放疗时,所述PLC控制器(26)调用数据存储装置中存储的模拟定位时的步进电机一(30)以及步进电机二(31)的转动步数,然后控制步进电机一(30)以及步进电机二(31)转动到指定步数,患者咬住牙膜即完成对患者的头部定位。
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