CN204307225U - 一种用于医用加速器的准确调位治疗床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于医用加速器的准确调位治疗床，包括以Z轴为中心设置的基座，与基座连接并可绕Z轴公转的底架，安装在底架上的升降机构，设置于升降机构上部并可沿X和Y轴方向移动的纵横移机构，以及安装在纵横移机构上的床面机构，还包括可在YZ平面转动的旋转修正机构。本实用新型在现有医用加速器治疗床基础上增加可沿X轴平行方向转动的旋转修正机构用于调整床面在YZ平面的转动位置，弥补了现有治疗床的不足，使现有加速器配合治疗床能够实现六自由度的调整，保证了在应用过程中照射野和靶区实现完美重合，使IGRT的治疗精度更高，而且其结构简单，改造简易，使用便捷，可充分利用已有设施，利用效率高，具有广泛的应用前景。

Description

一种用于医用加速器的准确调位治疗床

技术领域

本实用新型涉及一种医疗设备，具体地讲，是涉及一种用于医用加速器的准确调位治疗床。

背景技术

近年来，医用电子直线加速器（Linear Accelerator，LINAC）的发展日新月异，多叶准直器（Multi-leaf Collimator，MLC）、图像引导发射治疗（Image Guided Radiotherapy，IGRT）等众多新技术的应用，使放射治疗技术有了质的飞跃。

医用电子直线加速器，简称医用加速器，是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置。其利用具有一定能量的高能电子（速度达到亚光速）与大功率微波的微波电场相互作用，从而获得更高的能量，这时电子的速度增加不大，主要是质量不断变大，电子直接引出，可作电子线治疗。电子打击重金属靶，产生韧致辐射，发射X射线，作X线治疗。按照微波传输的特点分为行波和驻波两类，其基本结构和系统包括电子枪、微波功率源（磁控管或者速调管）、波导管〔隔离器、RF（射频微波源）监测器、移相器、RF吸收负载、RF窗等〕、DC直流电源（射频发生器、脉冲调制器、电子枪发射延时电路等）、真空系统〔真空泵（钛泵）〕、伺服系统（聚焦线圈、对中线圈）、偏转系统（偏转室、偏转磁铁）、剂量监测系统、均整系统、射野形成系统等，分别安装于治疗头、固定机架、旋转机架、治疗床、控制台等处。

图像引导放射治疗（IGRT）是指在患者进行治疗前、治疗中利用加速器自带的影像设备对肿瘤及正常器官进行实时的监控，并能根据器官位置的变化调整，使照射野和靶区完全重合，达到所谓的精确治疗目的。该技术是在三维放疗技术（IMGT）的基础上充分考虑由于各种因素造成的位移误差，并给予修正。通常是以照射野和靶区重合的点为原点，其所在竖直线为固定的Z轴，现有的治疗床能够绕该Z轴公转，并以治疗床在进退方向为Y轴，对应的横移方向为X轴，以及治疗床在Z轴方向上的升降，再配合加速器大机头绕Y轴的旋转调位，可使治疗床在较为宽广的范围调整，以满足照射野和靶区完全重合的精确治疗目的。从理论上讲，要具有全方位调节能力才能使照射野和靶区达到完美重合的效果，全方位调节需要6个方向的自由度，即X轴、Y轴、Z轴、绕X轴旋、绕Y轴旋、绕Z轴旋，现有的加速器配合治疗床一共也只能达到五个方向（X、Y、Z、绕Z、绕Y）的自由度，并不完美；而且发明人在实践中也发现到在某些位置的肿瘤并不能达到照射野和靶区完美重合的效果。

实用新型内容

为克服现有技术存在的问题，本实用新型提供一种结构相对简单、使用方便、能够全方位调节自由度的用于医用加速器的准确调位治疗床。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于医用加速器的准确调位治疗床，包括以Z轴为中心设置的基座，与基座连接并可绕Z轴公转的底架，安装在底架上的升降机构，设置于升降机构上部并可沿X和Y轴方向移动的纵横移机构，以及安装在纵横移机构上的床面机构，还包括可在YZ平面转动的旋转修正机构。该旋转修正机构可设置在两个位置，其一是在所述升降机构与纵横移机构之间，能够使纵横移机构和床面机构在YZ平面转动，其二是在所述纵横移机构与床面机构之间，能够使床面机构在YZ平面转动。

具体地，所述旋转修正机构包括外架体，设置在外架体前后方向一端的并通过铰轴匹配连接的上铰支座和下铰支座，以及设置在外架体前后方向另一端的顶升装置，其中，铰轴轴线与X轴平行，外架体前后方向为Y轴方向。即铰支座和顶升装置可分别设置于外架体前后方向两端，包含有铰支座在前、顶升装置在后和铰支座在后、顶升装置在前两种位置设置方案。顶升装置也具有多种形式，如剪叉式、直顶式等等，均应属于本实用新型的范围，本实用新型中具体以下述两种作为说明之用。

其一，所述顶升装置包括在外架体上对应位置设置的下导槽，其下端安装在外架体上并与下导槽匹配的剪叉，安装在剪叉上端并带有与之匹配的上导槽的支撑架，以及安装在外架体上并与剪叉连接的顶升器。

为了稳定支撑，所述顶升装置为2个，并沿X方向并排设置。

作为优选，所述顶升器为电机或液压杆。

其二，所述顶升装置包括与外架体连接的顶升电机，与顶升电机的输出轴连接的顶升丝杆，以及通过丝杆螺套与顶升丝杆匹配的支撑架。

为了稳定支撑，所述顶升装置上还连接有用于限定升降位置的限位机构，该限位机构包括转动连接于外架体内顶升电机旁的且其轴线沿X轴方向设置的限位联动轴，安装于限位联动轴上并与顶升丝杆啮合的联动齿轮，与限位联动轴两端分别螺旋连接的下限位块，以及与下限位块通过斜面匹配限位的上限位块，其中，下限位块通过沿X轴方向走向的导轨与外架体连接。

作为另一种优选，所述顶升电机为双轴电机，其另一输出轴连接有蜗杆，所述联动齿轮为与该蜗杆匹配的蜗轮。

为了便于安装，当所述旋转修正机构位于升降机构与纵横移机构之间时，所述上铰支座、支撑架、上限位块连接于纵横移机构的底部，外架体连接于升降机构顶部。当所述旋转修正机构位于纵横移机构与床面机构之间时，所述上铰支座、支撑架、上限位块连接于床面机构的底部，外架体连接于纵横移机构顶部。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型在现有医用加速器治疗床基础上增加可沿X轴平行方向转动的旋转修正机构用于调整床面在YZ平面的转动位置，弥补了现有治疗床的不足，使现有加速器配合治疗床能够实现六自由度的调整，保证了在应用过程中照射野和靶区实现完美重合，使IGRT的治疗精度更高，具有实质性特点和进步，而且其结构简单，改造简易，使用便捷，可充分利用已有设施，利用效率高，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

（2）本实用新型利用顶升装置配合铰支座实现床面的旋转修正调节，能够绕铰轴转动幅度达到±15°，而旋转调整后发生的等中心点偏移也可以通过床面的升降和其Y轴运动进行补偿，简单巧妙；并且利用了顶升装置平稳和较慢的顶升速度以保证床面动作的稳定性。

（3）本实用新型的治疗床结构简单，充分利用了加速器现行治疗床X、Y、Z位移及Z轴旋转，特别是有效利用了加速器大机架旋转功能代替Y轴向旋转功能，只需对常规治疗床简单改造，成本低，易实现。

（4）本实用新型的治疗床易于使用，效率高，除了对治疗床有简单改造之外，没有附加其他设备，因而除了在每个病人治疗结束后治疗床面回归标准位外，不必做其他多余的操作。

（5）本实用新型的治疗床适用范围广，只要能扫CT，就可以利用其做六维配准，没有其他限制。

附图说明

图1为本实用新型-实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型-实施例2的结构示意图。

图3为顶升装置的一种结构示意图。

图4为顶升装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1所示，该准确调位治疗床，主要在用于配合医用加速器实现X轴、Y轴、Z轴、绕X轴旋、绕Y轴旋、绕Z轴旋等六个自由度的精确调整，以便于提高IGRT的定位精度，保证其照射野和靶区的完美重合。涉及的外部构造包括可旋转的大机架1，主要实现绕Y轴旋方向的调整；该治疗床具体包括以Z轴为中心设置的基座2，与基座连接并可绕Z轴公转的底架3，安装在底架上的升降机构4，设置于升降机构上部并可沿X和Y轴方向移动的纵横移机构5，安装在纵横移机构上的床面机构6，以及还包括设置于升降机构与纵横移机构之间的能够使纵横移机构和床面机构在YZ平面转动的旋转修正机构。本实用新型的主要改进点在于该旋转修正机构，如下具体说明其构造，其他部分均为现有技术，不再赘述。

该旋转修正机构包括外架体7、上铰支座8、下铰支座9和顶升装置10等部件。其中，外架体主要起支撑、连接和保护作用，其形状和槽孔等安装点可根据实际空间位置具体匹配设计，其前后方向为Y轴方向；本实施例中，下铰支座安装在外架体前部，通过铰轴与上铰支座匹配连接，上铰支座连接于纵横移机构底部，铰轴轴线与X轴平行，在具体设计中，可根据铰接点的位置（即铰轴位置）将上铰支座与纵横移机构底部融为一体，此时铰接点位置在纵横移机构底部处，或将下铰支座与外架体融为一体，此时铰接点位置在外架体下部位置处；顶升装置设置在外架体后部，支撑架安装在纵横移机构底板与顶升装置对应的位置，可通过多点连接以保证支撑的稳定性，该连接点采用可转动的连接。

如图3所示，该顶升装置10包括下导槽11、剪叉12、支撑架13、上导槽14和顶升器15等部件。其中，一对下导槽设置在外架体后部位置，并沿Y轴方向走向，且沿X轴方向并排；支撑架设置在纵横移机构底部后部，一对上导槽沿Y轴方向走向且沿X轴方向并排设置于支撑架上，并与下导槽位置匹配，在具体设计中，可将该支撑架与纵横移机构底部融为一体；一对剪叉分别与一组上下导槽匹配安装，剪叉下端前部滑动连接于下导槽内，下端后部铰接于该下导槽外的外架体上对应位置，剪叉上端前部滑动连接于上导槽内，上端后部铰接于该上导槽外的支撑架上对应位置；一对顶升器均采用电机或液压杆，安装在外架体内，其活动端分别与其对应的剪叉的一支杆连接，利用顶升器操控剪叉的两端收拢或张开来调节该端床面的高度，从而使床面能够沿销轴位置转动实现床面在YZ平面内的位置旋转修正。

作为另一种实施方式，该顶升装置10的构造还可采用如图4所示的构造，包括安装在外架体上的顶升电机21，连接于顶升电机输出轴上的顶升丝杆22，以及通过丝杠螺套与顶升丝杆匹配连接的支撑架13，其中支撑架安装在纵横移机构底部后部，该顶升电机具体可用单轴步进电机，安装在外架体后部内，连接点采用可转动的连接。作为近似方案，该顶升电机还可采用双轴电机，其另一个输出轴上则连接蜗杆。为了保证其动作的稳定性，外架体内还设有与顶升装置连接的限位机构。具体地，该限位机构包括联动齿轮23、限位联动轴24、下限位块25和上限位块26。其中，限位联动轴的轴线沿X轴方向，并安装于外架体后部内的顶升电机旁，与外架体上设置的连接部分转动连接，该转动连接可采用轴承和轴承座，其中部安装联动齿轮，两端设置螺旋，用于与下限位块连接；联动齿轮与顶升丝杆匹配啮合，当顶升电机采用双轴电机时，该联动齿轮则采用与蜗杆匹配的蜗轮；下限位块与限位联动轴端部的螺旋连接，并与外架体通过沿X轴方向走向的导轨连接，当联动齿轮转动带动限位联动轴转动时，下限位块被螺旋带动沿导轨移动；上限位块与下限位块之间通过斜面匹配限位，两个下限位块的斜面设置于其相对的内侧，也可设置在其相对的外侧，其斜面均朝向水平面上方，两个上限位块固定在纵横移机构底部的对应位置，其斜面和位置与下限位块位置配合。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于所述旋转修正机构设置于纵横移机构与床面机构之间，并能够使床面机构在YZ平面转动。该旋转修正机构的构造与实施例1相同，其中上铰支座、支撑架、上限位块连接于床面机构的底部，外架体连接于纵横移机构顶部。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于医用加速器的准确调位治疗床，包括以Z轴为中心设置的基座，与基座连接并可绕Z轴公转的底架，安装在底架上的升降机构，设置于升降机构上部并可沿X和Y轴方向移动的纵横移机构，以及安装在纵横移机构上的床面机构，其特征在于，在所述升降机构与纵横移机构之间设有使纵横移机构和床面机构在YZ平面转动的旋转修正机构，或在所述纵横移机构与床面机构之间设有使床面机构在YZ平面转动的旋转修正机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，所述旋转修正机构包括外架体，设置在外架体前后方向一端的并通过铰轴匹配连接的上铰支座和下铰支座，以及设置在外架体前后方向另一端的顶升装置，其中，铰轴轴线与X轴平行，外架体前后方向为Y轴方向。

3.根据权利要求2所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，所述顶升装置包括在外架体上对应位置设置的下导槽，其下端安装在外架体上并与下导槽匹配的剪叉，安装在剪叉上端并带有与之匹配的上导槽的支撑架，以及安装在外架体上并与剪叉连接的顶升器。

4.根据权利要求3所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，所述顶升装置为2个，并沿X方向并排设置。

5.根据权利要求3所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，所述顶升器为电机或液压杆。

6.根据权利要求2所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，所述顶升装置包括与外架体连接的顶升电机，与顶升电机的输出轴连接的顶升丝杆，以及通过丝杆螺套与顶升丝杆匹配的支撑架。

7.根据权利要求6所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，所述顶升装置上还连接有用于限定升降位置的限位机构，该限位机构包括转动连接于外架体内顶升电机旁的且其轴线沿X轴方向设置的限位联动轴，安装于限位联动轴上并与顶升丝杆啮合的联动齿轮，与限位联动轴两端分别螺旋连接的下限位块，以及与下限位块通过斜面匹配限位的上限位块，其中，下限位块通过沿X轴方向走向的导轨与外架体连接。

8.根据权利要求3~7任一项所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，当所述旋转修正机构位于升降机构与纵横移机构之间时，所述上铰支座、支撑架、上限位块连接于纵横移机构的底部，外架体连接于升降机构顶部。

9.根据权利要求3~7任一项所述的一种用于医用加速器的准确调位治疗床，其特征在于，当所述旋转修正机构位于纵横移机构与床面机构之间时，所述上铰支座、支撑架、上限位块连接于床面机构的底部，外架体连接于纵横移机构顶部。