CN117838172A - 准直装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种准直装置，包括X向调整组件和Y向调整组件，所述X向调整组件安装在所述Y向调整组件上，所述X向调整组件包括两沿Y向延伸的第一挡板，两第一挡板可沿X向相向运动或背向运动，所述Y向调整组件包括两沿X向延伸的第二挡板，两第二挡板可沿Y向相向运动或背向运动，两第一挡板和两第二挡板共同限定一个尺寸可调的准直孔。本发明的准直装置，通过两第一挡板的相向运动或背向运动和/或第二挡板的相向运动或背向运动，可以调整准直孔的尺寸，从而适应不同部位的X射线照射需求。

Description

准直装置

技术领域

本发明涉及质子放射治疗领域，更具体地涉及一种用于质子治疗装置的X射线管的准直装置。

背景技术

质子治疗装置的旋转机架上通常搭载有CBCT(锥形束电脑断层扫描)系统，其跟随旋转机架共同转动，并在转动的同时对治疗床上的病人进行X光拍摄，最终将若干张X光片通过软件重建3D组织影像。

如图1所示，CBCT系统包括X射线管20和平板探测器30，X射线管20用于发射X射线，平板探测器30用于接收X射线。X射线管20的出口处设有准直器10，准直器中心具有一个方孔11，用于限定X射线出射的大小，从而使其正好投影在远端的平板探测器上。

但是，现有的准直器10的方孔11的大小是固定的，无法适应不同部位的X射线照射需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准直装置，其方孔大小可根据需要进行调节，从而适应不同部位的X射线照射需求。

基于上述目的，本发明提供一种准直装置，包括X向调整组件和Y向调整组件，所述X向调整组件安装在所述Y向调整组件上，所述X向调整组件包括两沿Y向延伸的第一挡板，两第一挡板可沿X向相向运动或背向运动，所述Y向调整组件包括两沿X向延伸的第二挡板，两第二挡板可沿Y向相向运动或背向运动，两第一挡板和两第二挡板共同限定一个尺寸可调的准直孔。

进一步地，所述X向调整组件包括第一安装板，两第一挡板均与所述第一安装板滑动连接，并可在第一安装板上相向运动或背向运动；所述第一安装板上设有用于供X射线通过的第一通孔；所述Y向调整组件包括第二安装板，两第二挡板均与所述第二安装板滑动连接，并可在所述第二安装板上相向运动或背向运动；所述第二安装板上设有用于供X射线通过的第二通孔；两第一挡板和两第二挡板位于所述第一安装板和所述第二安装板之间且相互交叉，以限定所述准直孔；所述第二通孔、所述准直孔和所述第一通孔依次对齐。

进一步地，所述X向调整组件还包括X向驱动机构，用于驱动两第一挡板相向运动或背向运动。

进一步地，所述X向驱动机构包括第一电机、第一丝杆和两第一螺母，所述第一电机和所述第一丝杆均安装在所述第一安装板上，所述第一丝杆沿X向布置，所述第一丝杆具有正旋螺纹部和反旋螺纹部，两第一螺母分别与所述第一丝杆的正旋螺纹部和反旋螺纹部螺纹连接，所述第一电机与所述第一丝杆相连，两第一挡板中的一个与两第一螺母中的一个固定连接，两第一挡板中的另一个与两第一螺母中的另一个固定连接。

进一步地，所述第一挡板的一端与所述第一螺母固定连接，另一端则与所述第一安装板滑动连接。

进一步地，所述Y向调整组件还包括Y向驱动机构，用于驱动两第二挡板相向运动或背向运动。

进一步地，所述Y向驱动机构包括第二电机、第二丝杆和两第二螺母，所述第二电机和所述第二丝杆均安装在所述第二安装板上，所述第二丝杆沿Y向布置，所述第二丝杆具有正旋螺纹部和反旋螺纹部，两第二螺母分别与所述第二丝杆的正旋螺纹部和反旋螺纹部螺纹连接，所述第二电机与所述第二丝杆相连，两第二挡板中的一个与两第二螺母中的一个固定连接，两第二挡板中的另一个与两第二螺母中的另一个固定连接。

进一步地，所述第二挡板的一端与所述第二螺母固定连接，另一端则与所述第二安装板滑动连接。

进一步地，所述第一安装板上设有第一接近传感器，所述第一接近传感器与所述X向驱动机构电连接，以限定两第一挡板的运动范围；所述第二安装板上设有第二接近传感器，所述第二接近传感器与所述Y向驱动机构电连接，以限定两第二挡板的运动范围。

进一步地，准直装置还包括可见光源和反射镜，所述可见光源用于向所述反射镜发射可见光，所述反射镜用于将可见光反射，以使可见光照向所述准直孔，以便通过所述可见光调整所述准直孔的尺寸；和/或

还包括基座，所述Y向调整组件设于所述基座上。

本发明的准直装置，通过两第一挡板的相向运动或背向运动和/或第二挡板的相向运动或背向运动，可以调整准直孔的尺寸，从而适应不同部位的X射线照射需求；通过可见光调整组件可模拟X射线，从而可方便地调整准直孔的尺寸。

附图说明

图1为CBCT系统的原理图；

图2为根据本发明实施例的准直装置安装在X射线管上的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的准直装置的X向调整组件的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的准直装置的X向调整组件的第一安装板的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的准直装置的Y向调整组件的结构示意图；

图6为根据本发明实施例的准直装置的主视图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图2所示，本发明实施例提供一种准直装置100，其安装在X射线管200的出口210处，准直装置100包括X向调整组件110和Y向调整组件120，X向调整组件110安装在Y向调整组件120上，Y向调整组件120安装于X射线管200的出口210处，X向调整组件110包括两沿Y向延伸的第一挡板，两第一挡板可沿X向相向运动(即面对面运动)或背向运动(即背对背运动)；Y向调整组件120包括两沿X向延伸的第二挡板，两第二挡板可沿Y向相向运动或背向运动，两第一挡板和两第二挡板共同限定一个尺寸可调的方形准直孔，该准直孔位于X射线管200的出口210的正前方，X射线管200发射的X射线从出口210射出时，会经过准直孔，通过准直孔可将X射线的尺寸限制在期望大小。具体地，当两第一挡板相向运动时，两第一挡板会相互靠近，此时准直孔的尺寸会变小；反之，当两第一挡板背向运动时，两第一挡板会相互远离，此时准直孔的尺寸会变小；同理，两第二挡板相向运动时，准直孔的尺寸会变小，两第二挡板背向运动时，准直孔的尺寸会变大。

如图3所示，X向调整组件110包括第一安装板111，两第一挡板112均与第一安装板111滑动连接，并可在第一安装板111上相向运动或背向运动。如图4所示，第一安装板111上设有用于供X射线通过的第一通孔113。

如图5所示，Y向调整组件120包括第二安装板121，第二安装板121固定在X射线管200的出口210处，第一安装板111与第二安装板121固定连接，两第二挡板122均与第二安装板121滑动连接，并可在第二安装板121上相向运动或背向运动；两第一挡板112和两第二挡板122位于第一安装板111和第二安装板121之间且相互交叉，以限定准直孔130，第二安装板121上设有用于供X射线穿过的第二通孔，出口210、第二通孔、准直孔130和第一通孔依次沿Z向对齐，X射线管200发出的射线依次从出口210、第二通孔、准直孔130和第一通孔113射出，第一通孔113和第二通孔的尺寸均大于准直孔130，因此射出的X射线会被准直孔130限制形状和尺寸，通过使两第一挡板112相向运动或背向运动和/或使两第二挡板122相向运动或背向运动，可以改变准直孔130的尺寸，从而调节从准直装置出射的X射线的尺寸。

如图5所示，在一些实施例中，第一安装板111和第二安装板121之间可设有多根立柱160，每根立柱160的两端分别与第一安装板111和第二安装板121相连，从而使第一安装板111和第二安装板121相互连接且间隔一定距离，以使第一安装板111和第二安装板121之间形成足以容纳两第一挡板112和两第二挡板122的容纳空间。立柱160上可设有通孔，第一安装板111和第二安装板121上一螺栓依次穿过第一安装板111和第二安装板121，以使第一安装板111、立柱160和第二安装板121相互固定。

如图3所示，X向调整组件110还包括X向驱动机构，用于驱动两第一挡板112相向运动或背向运动。X向驱动机构包括第一电机114、第一丝杆115和两第一螺母116，第一电机114和第一丝杆115均安装在第一安装板111上，第一丝杆115沿X向布置，第一丝杆115具有正旋螺纹部和反旋螺纹部，两第一螺母116分别与第一丝杆115的正旋螺纹部和反旋螺纹部螺纹连接，第一电机114与第一丝杆115相连，第一电机114、第一丝杆115和两第一螺母116形成为滚珠丝杠结构；两第一挡板112中的一个与两第一螺母116中的一个固定连接，两第二挡板112中的另一个与两第一螺母116中的另一个固定连接；这样，当第一电机114启动时，会驱动第一丝杆115转动，第一丝杆115转动，则会驱动两第一螺母116沿第一丝杆115的轴向滑动，由于两第一螺母116分别与第一丝杆115的正旋螺纹部和反旋螺纹部相连，因此两第一螺母116的运动方向相反，即会相向运动或背向运动；由于两第一挡板112分别与两第一螺母116固定连接，因此两第一挡板112也会相向运动或背向运动。也就是说，通过第一电机114可以驱动两第一挡板112相向运动或背向运动。

在一些实施例中，第一挡板112的一端与第一螺母116固定连接，另一端则与第一安装板111滑动连接。例如，第一挡板112和第一安装板111的其中一个上可设有第一导轨117，另一个上可设有第一滑块，第一导轨117和第一滑块相互配合，以实现滑动连接。

可以理解的是，X向驱动机构还可以是其他驱动机构，例如气缸、液压伸缩装置等，只要能够驱动两第一挡板112相向运动和背向运动即可。

如图5所示，Y向调整组件120还包括Y向驱动机构，用于驱动两第二挡板122相向运动或背向运动。Y向驱动机构包括第二电机123、第二丝杆124和两第二螺母125，第二电机123和第二丝杆124均安装在第二安装板121上，第二丝杆124沿X向布置，第二丝杆124具有正旋螺纹部和反旋螺纹部，两第二螺母125分别与第二丝杆124的正旋螺纹部和反旋螺纹部螺纹连接，第二电机123与第二丝杆124相连，第二电机123、第二丝杆124和两第二螺母125形成为滚珠丝杠结构；两第二挡板122中的一个与两第二螺母125中的一个固定连接，两第二挡板122中的另一个与两第二螺母125中的另一个固定连接；这样，当第二电机123启动时，会驱动第二丝杆124转动，第二丝杆124转动，则会驱动两第二螺母125沿第二丝杆124的轴向滑动，由于两第二螺母125分别与第二丝杆124的正旋螺纹部和反旋螺纹部相连，因此两第二螺母125的运动方向相反，即会相向运动或背向运动；由于两第二挡板122分别与两第二螺母125固定连接，因此两第二挡板122也会相向运动或背向运动。也就是说，通过第二电机123可以驱动两第二挡板122相向运动或背向运动。

在一些实施例中，第二挡板122的一端与第二螺母125固定连接，另一端则与第二安装板121滑动连接。例如，第二挡板122和第二安装板121的其中一个上可设有第二导轨126，另一个上可设有第二滑块，第二导轨126和第二滑块相互配合，以实现滑动连接。

可以理解的是，X向驱动机构还可以是其他驱动机构，例如气缸、液压伸缩装置等，只要能够驱动两第一挡板112相向运动和背向运动即可。

第一安装板111上还可设有第一接近传感器118，第二安装板121上还可设有第二接近传感器127，第一接近传感器118与第一电机114电连接，用于限定两第一挡板112的运动范围，第二接近传感器127与第二电机123电连接，用于限定两第二挡板122的运动范围。具体地，当第一挡板112运动至第一接近传感器118处时，会触发(例如通过接触或光电感应或者其他方式)第一接近传感器118，第一接近传感器118将向第一电机114发送(例如通过控制装置发送)第一接近信号，以使第一电机114停止运行或者反向运行；当第二挡板122运动至第二接近传感器127处时，会触发(例如通过接触或光电感应或其他方式)第二接近传感器127，第二接近传感器127将向第二电机123发送(例如通过控制装置发送)第二接近信号，以使第二电机123停止运行或者反向运行。

Y向调整组件120上还可设有可见光调整组件，用于发射可见光，以使可见光通过准直孔后被限制尺寸，便于通过可见光来模拟X射线，以进行准直孔的尺寸调整，使其满足实际X射线照射需求。这样，在对准直孔的尺寸进行调整时，无需再打开X射线管200，而是通过可见光调整组件对准直孔的尺寸进行调整，调整好后，可将可见光调整组件拆除，然后可直接利用调整好的准直孔限制X射线的尺寸。

如图6所示，可见光调整组件包括可见光源141和反射镜142，可见光源141用于向反射镜142发射可见光，反射镜142用于将可见光反射，以使可见光照向准直孔130，使准直孔130限制其尺寸。可见光源141可安装在可见光源支架143上，反射镜142可安装在反射镜支架144上，可见光源支架143和反射镜支架144均安装在Y向调整组件120上，并可相对于Y向调整组件120移动，从而便于改变可见光源141和反射镜142的位置，使得可见光可以对准准直孔130，且可见光源的距离与X光源的的位置一致。例如，可见光源支架143和反射镜支架144均安装在第二安装板121上，且位于第二安装板121的下方，可见光经过反射镜142反射后，可依次通过第二通孔、准直孔130和第一通孔，然后照射在远处的调试板上，通过观察调试板上的光斑尺寸，可以确定准直孔130的尺寸是否合适，然后调整准直孔130的尺寸，使光斑尺寸满足预设要求即可。准直孔130的尺寸调整完成后，可将可见光调整组件拆除，然后用封堵板封住侧面，防止在使用过程中，X射线从侧面泄漏。

在一些实施例中，准直装置外侧还可设有防尘外壳，用于保护准直装置。

在一些实施例中，第一电机114、第二电机123均可与控制装置(图中未示出)相连，以便通过控制装置控制它们的运动，从而控制准直孔130尺寸的调整。

在一些实施例中，准直装置还可包括基座150，基座150固定在X射线管200的出口210处，基座150上设有用于供X射线通过的第三通孔(图中未示出)，出口210、第三通孔、第二通孔、准直孔130和第一通孔依次沿Z向对齐，以便于X射线通过；第二安装板121固定在基座150上，从而使准直装置通过基座150固定在X射线管200上。

本发明实施例的准直装置，通过两第一挡板112的相向运动或背向运动和/或第二挡板122的相向运动或背向运动，可以调整准直孔130的尺寸，从而适应不同部位的X射线照射需求；通过可见光调整组件可模拟X射线，从而可方便地调整准直孔的尺寸。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种准直装置，其特征在于，包括X向调整组件和Y向调整组件，所述X向调整组件安装在所述Y向调整组件上，所述X向调整组件包括两沿Y向延伸的第一挡板，两第一挡板可沿X向相向运动或背向运动，所述Y向调整组件包括两沿X向延伸的第二挡板，两第二挡板可沿Y向相向运动或背向运动，两第一挡板和两第二挡板共同限定一个尺寸可调的准直孔。

2.根据权利要求1所述的准直装置，其特征在于，所述X向调整组件包括第一安装板，两第一挡板均与所述第一安装板滑动连接，并可在第一安装板上相向运动或背向运动；所述第一安装板上设有用于供X射线通过的第一通孔；所述Y向调整组件包括第二安装板，两第二挡板均与所述第二安装板滑动连接，并可在所述第二安装板上相向运动或背向运动；所述第二安装板上设有用于供X射线通过的第二通孔；两第一挡板和两第二挡板位于所述第一安装板和所述第二安装板之间且相互交叉，以限定所述准直孔；所述第二通孔、所述准直孔和所述第一通孔依次对齐。

3.根据权利要求2所述的准直装置，其特征在于，所述X向调整组件还包括X向驱动机构，用于驱动两第一挡板相向运动或背向运动。

4.根据权利要求3所述的准直装置，其特征在于，所述X向驱动机构包括第一电机、第一丝杆和两第一螺母，所述第一电机和所述第一丝杆均安装在所述第一安装板上，所述第一丝杆沿X向布置，所述第一丝杆具有正旋螺纹部和反旋螺纹部，两第一螺母分别与所述第一丝杆的正旋螺纹部和反旋螺纹部螺纹连接，所述第一电机与所述第一丝杆相连，两第一挡板中的一个与两第一螺母中的一个固定连接，两第一挡板中的另一个与两第一螺母中的另一个固定连接。

5.根据权利要求4所述的准直装置，其特征在于，所述第一挡板的一端与所述第一螺母固定连接，另一端则与所述第一安装板滑动连接。

6.根据权利要求3所述的准直装置，其特征在于，所述Y向调整组件还包括Y向驱动机构，用于驱动两第二挡板相向运动或背向运动。

7.根据权利要求6所述的准直装置，其特征在于，所述Y向驱动机构包括第二电机、第二丝杆和两第二螺母，所述第二电机和所述第二丝杆均安装在所述第二安装板上，所述第二丝杆沿Y向布置，所述第二丝杆具有正旋螺纹部和反旋螺纹部，两第二螺母分别与所述第二丝杆的正旋螺纹部和反旋螺纹部螺纹连接，所述第二电机与所述第二丝杆相连，两第二挡板中的一个与两第二螺母中的一个固定连接，两第二挡板中的另一个与两第二螺母中的另一个固定连接。

8.根据权利要求7所述的准直装置，其特征在于，所述第二挡板的一端与所述第二螺母固定连接，另一端则与所述第二安装板滑动连接。

9.根据权利要求6所述的准直装置，其特征在于，所述第一安装板上设有第一接近传感器，所述第一接近传感器与所述X向驱动机构电连接，以限定两第一挡板的运动范围；所述第二安装板上设有第二接近传感器，所述第二接近传感器与所述Y向驱动机构电连接，以限定两第二挡板的运动范围。

10.根据权利要求1所述的准直装置，其特征在于，还包括可见光源和反射镜，所述可见光源用于向所述反射镜发射可见光，所述反射镜用于将可见光反射，以使可见光照向所述准直孔，以便通过所述可见光调整所述准直孔的尺寸；和/或

还包括基座，所述Y向调整组件设于所述基座上。