CN204864562U - 一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，该放疗设备包括：放射性治疗头，包括屏蔽体、载源体和准直体，屏蔽体包覆载源体和准直体，准直体贴合载源体；机械手，包括执行机构、驱动机构和控制机构，执行机构可拆分的连接屏蔽体，控制机构控制执行机构的运动，驱动机构驱动执行机构以带动放射性治疗头向任意方向转动或移动；治疗床，设置于放射性治疗头的下方；储源装置，在放疗设备结束工作状态时，收容放射性治疗头。通过上述方式，本实用新型能够利用机械手控制放射性治疗头按照治疗计划精确移动到病灶位置，治疗手段更加灵活，同时利于延长放疗设备使用寿命。

Description

一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备

技术领域

本实用新型涉及放射治疗领域，特别是涉及一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备。

背景技术

放射治疗作为肿瘤治疗的一种重要手段，它的智能化程度越来越高。而随着智能化进程的加快，现有的传统结构已不能满足治疗过程中治疗头的定位要求。

现有的治疗手段中，多采用滚筒式或者支架式来支撑并带动治疗头完成治疗过程，以上方式的放疗设备工作时回转半径较大，相应的整个设备体积庞大，使定位灵活性较差。并且，在前期开发时，设计人员需要将很大一部分精力用于外围结构的设计，如放射治疗头的配重等。也有采用机械手作为驱动来控制放射治疗头进行治疗的方式，但放射治疗头因其重量过大超出机械手抓举重量范围，这种方式也很难实现。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，能够利用机械手驱动控制放射性治疗头进行治疗，可定位到任意空间指定位置，同时便于存储放射性治疗头及保持机械手的精准度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，该放疗设备包括放射性治疗头、机械手、治疗床和储源装置，放射性治疗头包括屏蔽体、载源体和准直体，屏蔽体包覆载源体和准直体，准直体贴合载源体；机械手包括执行机构、驱动机构和控制机构，执行机构可拆分的连接屏蔽体，控制机构控制驱动机构的运动，使得执行机构带动放射性治疗头向任意方向转动或移动；治疗床设置于放射性治疗头的下方；储源装置在放疗设备处于不工作状态时，收容放射性治疗头。

其中，载源体上设置第一通孔，第一通孔内设置放射源体，准直体上设置第二通孔，第一通孔与第二通孔对准；屏蔽体包括上屏蔽半球和下屏蔽半球，其中，下屏蔽半球为内部空心的圆台结构，空心部位提供一放置载源体和准直体的容置空间。

其中，准直体远离载源体的表面上相邻的两个第二通孔边缘间距趋近于0，相邻的两个第二通孔的轴线的夹角趋近于0°。

其中，第一通孔与第二通孔对准后的延伸线汇聚于载源体的球心位置。

其中，放射性治疗头的载源体是一球面结构，且球面结构的弧度小于或等于120°。

其中，放疗设备包括一图像定位装置，机械手还包括驱动装置，图像定位装置连接驱动装置以控制机械手带动放射性治疗头的移动。

其中，放疗设备包括控制装置，连接图像定位装置，使机械手带动放射性治疗头按照预定的治疗计划设定移动。

其中，机械手和放射性治疗头连接的方式是夹持、托持、吸附和铰接中的任意一种。

其中，储源装置是密封盒体。

区别于现有技术，本实用新型的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备其放射性治疗头内部放射源的排序紧密，减小了放射性治疗头的体积和重量，使机械手能够控制放射性治疗头向空间任意指定位置移动，提高了放疗设备的灵活性，且在放疗设备不工作时利用储源装置妥善保存放射性治疗头，延长放射性治疗头和机械手的使用寿命，同时无需对机械手进行研发，使放疗设备的开发人员集中精力对放射性治疗头进行研发完善。

附图说明

图1是本实用新型提供的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备第一实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型提供的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备的放射性治疗头中载源体的顶面示意图；

图3是本实用新型提供的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备的放射性治疗头中载源体的截面示意图；

图4是本实用新型提供的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备第二实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

机械手是模仿人体手臂的某些动作功能，按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。但是机械手抓取物品时对所抓取的物品质量有所限制。将机械手应用到放疗设备上，利用机械手控制放疗设备的放射性治疗头，可以将放射性治疗头按照治疗计划移动到指定的任意位置，而无需像常规放疗设备是将患者送入放射性治疗头的聚焦位置，可提高放射性治疗的灵动性。但是现有放射性治疗头的构造复杂，重量和体积较大，超出了机械手可抓取的质量限制。因此需要提供质量在机械手抓取限制范围内的放射性治疗头配合机械手使用。

参阅图1、图2和图3，图1是本实用新型提供的一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备的结构示意图，图2是本实用新型提供的一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备的放射性治疗头中载源体的顶面示意图，图3是本实用新型一种放疗设备的放射性治疗头的截面示意图。放疗设备100包括：放射性治疗头110，机械手120，治疗床130和储源装置140。其中，放射性治疗头110连接机械手120，治疗床130放置于放射性治疗头110下方，储源装置140放置于治疗床130床体下方或侧面的任意位置。

更具体的，放射性治疗头110是发射放射线对患者进行放射性治疗的装置，包括：屏蔽体111，载源体112和准直体113。在本实用新型中，为使放射性治疗头110的重量在机械手120可抓取物品的重量范围内，则需要减小屏蔽体111、载源体112和准直体113的重量。可通过减小放射线治疗头110的体积以减小其质量。

载源体112上设置若干第一通孔1121，第一通孔1121呈螺旋状排列，其形状结构设置成如图2所述的结构。本实用新型的载源体112的结构为球面，具有一定厚度，且该球面结构的弧度值为小于或等于120°。载源体112上设置第一表面为1122和第二表面为1123，第一表面1122面积大于第二表面1123面积。在载源体112上设置若干第一通孔1121，呈螺旋状排列，如图2所示，第一通孔1121贯通载源体112。

准直体113贴附载源体112的第二表面1123，且载源体112和准直体113可进行相对转动。在准直体113上设置贯通的第二通孔1131，第二通孔1131在准直体113上同样呈螺旋状排列。为确保放射性治疗头110的重量在机械手120可抓取物品的重量范围内，准直体113上设置的任意相邻两个第二通孔1131边缘间距应尽可能小。在本实用新型中，任意相邻两个第二通孔1131边缘间距趋近于0，即在1132表面上相邻两个第二通孔1131是相切的，以此减小准直体113的体积和质量。第二通孔1131呈圆柱型设置，相邻的第二通孔1131的垂直轴线所在的直线间的夹角设置为趋近于0°，确保载源体112和准直体113的体积和质量尽可能小。第一通孔1121和第二通孔1131以相同的角度设置，当使载源体112和准直体113相对转动时，可实现第一通孔1121和第二通孔1131对齐，继续转动时，第一通孔1121和第二通孔1131相错。在载源体112的第一通孔1121内放置放射源体。当第一通孔1121和第二通孔1131对齐时，第一通孔1121和第二通孔1131连接处一条通道，放射线可通过该通道射出，最终依据治疗计划照射到患者病灶进行治疗；而第一通孔1121和第二通孔1131相错时，放射线的传播路线被准直体113阻挡，起到屏蔽作用。

进一步的，设定前述的准直体113上设置的呈螺旋状排列的第二通孔为第二通孔组(未标示)，在准直体113上可设置多组与第二通孔组排列方式相同的第二通孔组，各第二通孔组的孔径大小不同。当使载源体112和准直体113相对转动时，由于不同的第二通孔组所包含的第二通孔的孔径不同，载源体112上第一通孔1121会和不同的第二通孔组对齐时，射出的放射线的剂量也会不同。可按照医护人员制定的治疗计划，通过使载源体112上的第一通孔1121和准直体113上不同的第二通孔组对齐，切换准直体113，改变放射线照射的剂量。

屏蔽体111包覆载源体112和准直体113，在靠近准直体113使放射线射出的表面开口，从而放射线也能从屏蔽体射出。当所有第一通孔1121和相对第二通孔1131对齐时，所有的通孔延伸汇聚于载源体112球心位置，当向第一通孔1121放入放射源后，放射源发射放射线从所有第一通孔1121射出后经对应的第二通孔1131汇聚于载源体112球心位置。

机械手120包括执行机构121、驱动机构122和控制机构123，其中执行机构121可拆分的连接放射性治疗头110的屏蔽体113；驱动机构122通过控制执行机构121的移动以控制放射性治疗头110向指定位置移动；控制机构123通过编程等方式指定驱动机构122的移动或者转动方向及距离。

治疗床130放置于放射性治疗头110和机械手120的下方，用于承载病患以接受放射性治疗。

储能装置140放置于治疗床下方或侧面，可放置于指定任意位置。储能装置140是由屏蔽材料制成的密封盒体，包括盒盖141和盒体142。当放疗设备100不工作时，将放射性治疗头110与机械手120分离并放置于储能装置140中。可避免放射源体的放射线外溢，同时可解放机械手120，保护机械手120的精度。

其中，屏蔽体111包括上屏蔽半球1111和下屏蔽半球1112，下屏蔽半球1112为圆台结构，该圆台结构的内部设置为空心，上屏蔽半球1111封闭下屏蔽半球1111的第一侧(未标示)。在本实施方式中，空心部位是结构和下屏蔽半球1112相似甚至相同、体积小于下屏蔽半球1112的圆台。该空心部位贯通下屏蔽半球1112。源体112和准直体113放置于前述空心部位。

这样载源体112上第一通孔1121和准直体113上第二通孔1131排布密集，利于减小载源体112和准直体113的体积和质量。可使整个放射性治疗头200重量减轻到机械手(图未示)可抓取重量的限制范围内。

参阅图4，图4是本实用新型一种放疗设备第二实施方式的结构示意图。放疗设备300包括放射性治疗头310、机械手320、治疗床330、储源装置340和图像定位装置350。

其中，放射性治疗头310、机械手320、治疗床330和储源装置340的结构、功能及相互间连接方式与前述实施方式相同，不再赘述。

本实施方式中，图像定位装置350包括摄像装置351、分析装置352和图像生成装置353，摄像装置351设置于治疗床330上方，一般设置两个或两个以上。该摄像装置351是通过发出X射线拍照，获取病患体内病灶的位置和形状。分析装置352和图像生成装置353连接医务人员电脑，经过分析装置352分析和处理，由图像生成装置353合成图片并在医务人员电脑展示，供医生观察以制定治疗计划。待图像生成装置353生成病患的病灶的图片后，使机械手320的控制机构323控制执行机构321带动放射性治疗头310精确移动到病灶部位进行治疗。

机械手320的执行机构321与载源体311的上屏蔽半球(图未示)连接，连接方式是夹持、托持、吸附和粘接方式中的任意一种，或者也可以通过螺钉或销钉连接。在本实施方式中，为使放射性治疗头310在工作时与机械手320连接牢固，而在工作完成时又能快速与机械手320分离，采用螺钉的连接方式使放射性治疗头310和机械手320连接。

区别于现有技术，本实用新型的放疗设备通过改良治疗头内部结构使放射性治疗头内部放射源的排序更加紧密，减小了放射性治疗头的体积和重量，使机械手能够控制放射性治疗头向任意指定位置移动，提高了放疗设备灵活性，且在放疗设备不工作时妥善保存放射性治疗头，延长放射性治疗头和机械手的使用寿命和精度，同时无需对机械手进行研发，使放疗设备的开发人员集中精力对放射性治疗头进行研发完善。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，包括：

放射性治疗头，包括屏蔽体、载源体和准直体，所述屏蔽体包覆所述载源体和准直体，所述准直体贴合所述载源体；

机械手，包括执行机构、驱动机构和控制机构，所述执行机构可拆分的连接所述屏蔽体，所述控制机构控制所述执行机构的运动，所述驱动机构驱动所述执行机构以带动所述放射性治疗头向任意方向转动或移动；

治疗床，设置于所述放射性治疗头的下方；

储源装置，在所述放疗设备结束工作状态时，收容所述放射性治疗头。

2.根据权利要求1所述的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，所述载源体上设置多个第一通孔，所述第一通孔内设置放射源体，所述准直体上设置多个第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔对准；所述屏蔽体包括上屏蔽半球和下屏蔽半球，其中，所述下屏蔽半球为内部空心的圆台结构，所述空心部位提供一放置所述载源体和所述准直体的容置空间。

3.根据权利要求2所述的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，所述准直体远离所述载源体的表面上相邻的两个第二通孔边缘间距趋近于0，相邻的两个所述第二通孔的轴线的夹角趋近于0°。

4.根据权利要求2所述的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，所述第一通孔与所述第二通孔对准后的延伸线汇聚于所述载源体的球心位置。

5.根据权利要求1所述的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，所述放射性治疗头的载源体是一球面结构，且所述球面结构的弧度小于或等于120°。

6.根据权利要求1所述的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，所述放疗设备包括一图像定位装置，连接于所述机械手的控制机构，所述机械手根据所述图像定位装置得到的病灶位置移动所述放射性治疗头。

7.根据权利要求1所述的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，所述机械手和所述放射性治疗头连接的方式是夹持、托持、吸附和铰接中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的基于机械手移动放射性治疗头的放疗设备，其特征在于，所述储源装置是密封盒体。