CN215741438U - 验证模体 - Google Patents

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CN215741438U CN202120664881.2U CN202120664881U CN215741438U CN 215741438 U CN215741438 U CN 215741438U CN 202120664881 U CN202120664881 U CN 202120664881U CN 215741438 U CN215741438 U CN 215741438U
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张鹏飞
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Abstract

本申请提供一种验证模体,涉及医疗器械技术领域,能够通过同一个验证模体对放射治疗设备进行多种不同方式和需求的验证和配准,不必反复更换模体,提高验证和配准的准确性。验证模体包括呈六面体的模体本体,模体本体的几何中心设置有第一标记物;在模体本体的第一表面向模体本体内垂直形成有第一插入槽和第二插入槽,第一插入槽和第二插入槽垂直相交,第一插入槽和第二插入槽垂直相交的交线偏离模体本体的几何中心。

Description

验证模体
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域,具体涉及一种验证模体。
背景技术
伽玛刀(Gamma Knife)作为放射治疗设备的一种,是立体定向放射外科(Stereotactic Radiosurgery)的主要治疗手段之一,伽玛刀采用钴-60放射源发出的伽玛射线,以围绕等中心点旋转的方式使伽玛射线从各个方向穿越正常组织聚焦于病灶所在的靶点位置进行照射,靶点位置聚焦的射线具有高强度,高强度的伽玛射线可以像手术刀一样准确地一次性摧毁体内靶点位置的病灶,而非靶点的位置的射线强度较低,使得采用伽玛刀进行的手术几乎为穿透性的无创操作,对于穿透的皮肤位置不会造成创伤,手术的过程迅速、可靠且大大的减轻了患者的手术痛苦。
由于放射治疗设备中用于治疗的射线在聚焦的治疗等中心的射线强度高,伤害性巨大,因此,为了有效的保证放射治疗设备的准确性,作为治疗总评的一种重要手段,肿瘤放射治疗要达到四个精确,即:精确定位、精确计划、精确摆位、精确治疗。图像引导放射治疗(IGRT)是提高放射治疗精度、保证与控制放疗质量的重要手段,机械旋转等中心与治疗等中心重合是放射治疗质量保证的一个重要体现。同时在质量保证的前提下,需要对放射治疗设备进行校准、标定;为了验证治疗前的摆位精度,也需要有相应的模体来验证摆位精度。
相关技术中,对于放射治疗设备的验证模体功能单一,通常只能针对前述的某一项或某几项进行验证,导致验证模体的成本高,当需要进行多项验证时,需要反复更换不同的验证模体,使得整个验证过程耗时较长,且反复更换验证模体的过程,还可能引入更多的二次误差,从而影响放射治疗设备的使用安全性和治疗精确性。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种验证模体,能够通过同一个验证模体对放射治疗设备进行多种验证,不必反复更换模体,提高验证的准确性。
本申请实施例的一方面,提供了一种验证模体,包括模体本体,模体本体的几何中心设置有第一标记物;在模体本体的第一表面向模体本体内垂直形成有第一插入槽和第二插入槽,第一插入槽和第二插入槽垂直相交,第一插入槽和第二插入槽垂直相交的交线偏离模体本体的几何中心。
可选地,模体本体呈正六面体。
可选地,第一插入槽与模体本体的第二表面和第四表面平行,第一插入槽与第二表面的距离小于或等于第一插入槽与第四表面的距离;第二插入槽与模体本体的第三表面和第五表面平行,第二插入槽与第三表面的距离小于或等于第二插入槽与第五表面的距离;其中,第一插入槽与第二表面的距离等于第二插入槽与第三表面的距离。
可选地,在模体本体的第一表面形成有抽取凹槽,抽取凹槽至少位于第一插入槽与第二插入槽在第一表面形成的开口的交界位置。
可选地,还包括分别穿过模体本体的第二表面和第三表面且垂直相交的第一针孔和第二针孔;第一针孔与第一插入槽连通,第二针孔与第二插入槽连通;第一针孔和第二针孔垂直相交的交点偏离模体本体的几何中心。
可选地,本申请实施例的验证模体还包括:在模体本体的第一表面设置有连接口,连接口可与第一连接柱可拆卸连接,在第一连接柱端部设置有电离室探头,和/或,连接口可与第二连接柱可拆卸连接,在第二连接柱端部设置有钨珠。
可选地,连接口内周壁形成有内螺纹,第一连接柱和第二连接柱上分别设置有外螺纹,第一连接柱和第二连接柱与连接口分别通过螺纹连接。
可选地,模体本体上还设置有与连接口连通的贯通通道,贯通通道的内径小于等于连接口的内径。
可选地,在模体本体的表面形成有十字划线。
可选地,十字划线为红色十字划线,或者,十字划线为白色十字划线,或者,十字划线为黑色十字划线。
可选地,本申请实施例的验证模体还包括设置在模体本体内的第二标记物,第二标记物偏离模体本体的几何中心。
可选地,第二标记物包括至少三个,至少三个第二标记物以第一标记物为圆心、以相同的预设半径分布于模体本体内,且第一标记物分别与任意两个第二标记物形成的平面之间不共面。
可选地,任意两个第二标记物之间的距离相等。
可选地,模体本体呈正六面体,模体本体的棱长为a,任意两个第二标记物之间的距离等于
Figure BDA0003002533270000031
每一个第二标记物与第一标记物的距离为
Figure BDA0003002533270000032
可选地,在模体本体内还设置有空心标记物,空心标记物与第一标记物分别和任意两个第二标记物形成的平面均不共面。
可选地,在模体本体上相邻两表面连接的棱上固定设置有条形标记物。
可选地,在模体本体的至少一个表面还形成有标记槽。
可选的,在模体本体的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面分别设置有标记槽,第一表面、第二表面、第三表面和第四表面设置的标记槽的直径不相同。
可选地,模体本体为有机玻璃材料。
可选地,模体本体为黑色有机玻璃材料,或者,模体本体为透明有机玻璃材料。
可选地,在模体本体上连接设置有用于与治疗床连接的连接架,模体本体与连接架之间转动连接,模体本体与连接架之间的转动角度小于等于45°。
本申请实施例的另一方面,提供了一种放射治疗设备,包括前述任意一项的验证模体。
本申请实施例提供的验证模体及放射治疗设备,验证模体本体的几何中心设置有第一标记物;在模体本体的第一表面向模体本体内垂直形成有第一插入槽和第二插入槽,第一插入槽和第二插入槽垂直相交,第一插入槽和第二插入槽垂直相交的交线偏离模体本体的几何中心。采用本申请实施例的验证模体对放射治疗设备进行校准验证,由于在模体本体上设置有作为中心的第一标记物,能够对放射治疗设备进行机械标定及等中心和几何参数进行标定、验证图像引导的精度以及验证核物理等中心,因此该验证模体可以一体实现多种验证功能,相对于相关技术中仅能实现单一功能的验证模体,本申请实施例提供的验证模体的功能更为丰富。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例提供的一种验证模体的结构示意图之一;
图2是本申请实施例提供的一种验证模体的结构示意图之二;
图3是本申请实施例提供的一种验证模体的结构示意图之三;
图4是本申请实施例提供的一种验证模体的结构示意图之四;
图5是本申请实施例提供的一种验证模体的结构示意图之五;
图6是本申请实施例提供的一种验证模体的结构示意图之六;
图7是本申请实施例提供的一种验证模体的结构示意图之七。
图标:10-模体本体;101-第一表面;1011-连接口;102-第二表面;103-第三表面;104-第四表面;105-第五表面;11-第一标记物;12-第二标记物;13-空心标记物;21-第一插入槽;22-第二插入槽;31-第一针孔;32-第二针孔;40-第一连接柱;41-电离室探头;50-第二连接柱;51-钨珠;60-连接架;70-抽取凹槽;80-贯通通道;90-十字划线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”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,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
随着时代的进步,人们的生活水平越来越高,但由于人们不良的生活习惯,以及生活环境的污染,导致人们患癌的几率也越来越大。目前的医疗手段中,针对癌症肿瘤的治疗方式包括手术治疗、化疗以及放疗三大治疗方向。
放疗,又叫放射治疗,指的是利用放射线对肿瘤进行局部治疗的方法,相较于手术治疗需要患者具备能够进行手术的较为严苛的身体条件,以及化疗对于患者身体内所有细胞的无差别攻击造成的身体伤害,大约70%的癌症患者在治疗癌症的过程中需要采用并主动选择放射治疗,而且,有治疗数据表明,约有40%的癌症可以用放疗的方式实现根治。放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出,已经成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。尤其是随着近些年医疗设备的研发进步,现在的放疗技术已经由二维放疗发展到三维放疗、四维放疗,放疗剂量分配也由点剂量发展到体积剂量分配,以及体积剂量分配中的剂量调强。以常见的放射治疗设备伽玛刀为例,伽玛刀属于立体定向放射治疗设备,它要求准确的空间立体定位精度,以及要求放射线在靶区之外的剂量较快衰减等,这些要求都是为了在采用伽玛刀进行肿瘤治疗的过程中,保证靶区内的肿瘤治疗效果的同时,降低对身体其他良好部位的不良影响。
以下继续以伽玛刀作为举例,对放射治疗设备以及采用放射治疗设备进行治疗的工作过程进行具体的说明。
伽玛刀包括工作主机以及至少部分伸入工作主机内的三维治疗床。以头部治疗的伽玛刀设备为例,治疗床的前端(用于承载和固定患者头部的部分)伸入主机内,主机呈半球结构,在主机的半球形结构内,在多重屏蔽保护下设置有放射源,放射源在取消屏蔽的状态(即开源状态)下均朝向靶区的方向出射射束并聚焦于靶点处。在伽玛刀的实际手术过程中,为了避免射束长时间经过在人体皮肤的某一固定位置,导致该位置处的皮肤发生烧伤,主机通过驱动形成放射源匀速旋转,这样一来,射束就会以放射治疗设备的机械等中心点进行旋转,避免射束始终透过皮肤上的一个固定位置或者一个较小的固定区域聚焦至靶点,这样也就最大限度的保护了患者的其他健康部位不受到大强度的射束的伤害。
但是,由于设备安装和调试以及使用过程中的反复操作等原因,往往难以保证主机的机械旋转等中心点与治疗等中心点重合,而若是二者不能重合,则无法保证高强度射线聚焦于靶点进行治疗,射束的中心为了对患处进行治疗或者切割,通常具有超高的射线强度,暴露于超高的射线强度下的身体组织会受到严重的破坏,因此,为了治疗的准确和患者的安全,需要在治疗前通过各种方式对放射治疗设备进行几何校准以及机械旋转等中心点和治疗等中心点的偏差验证,并通过验证图像来引导摆位精度,标定放射治疗设备的几何参数等。
本申请实施例提供了一种验证模体,图1是本申请实施例的验证模体的结构示意图之一,如图1所示,验证模体包括呈六面体的模体本体10,模体本体10为实体模体,模体本体10的几何中心设置有第一标记物11;在模体本体10的第一表面101向模体本体10内垂直形成有第一插入槽21和第二插入槽22,第一插入槽21和第二插入槽22在模体本体10内垂直相交,第一插入槽21和第二插入槽22垂直相交的交线偏离模体本体10的几何中心。
本申请实施例提供的验证模体,其模体本体10的几何中心上设置有作为中心的第一标记物11,通过第一标记物11能够对放射治疗设备的机械等中心点进行校准,在对机械等中心点进行校准之后,还可以对IGRT系统进行几何标定,例如标定平板、球管的偏移量,标定球管到平板的距离、标定球管到旋转轴的距离等等。除此,在模体本体10上设置的垂直的第一插入槽21和第二插入槽22,通过分别插入第一插入槽21和第二插入槽22的胶片,放射源的射束打胶片之后,在胶片中心形成焦斑,通过分析焦斑中心能够确定出核物理等中心点(即放射源的射束焦点)坐标的偏差,从而验证核物理等中心点是否与放疗设备机械等中心点重合。
综上所述,本申请实施例的验证模体能够一体对放射治疗设备进行机械等中心点校准、对IGRT系统进行几何标定、物理等中心点的偏差验证等,因此该验证模体可以一体实现多种验证功能,相对于相关技术中仅能实现单一功能的验证模体,本申请实施例提供的验证模体的功能更为丰富。
可选的,如图1所示,模体本体10可以呈正六面体,即立方体结构,即模体本体10的每一个表面均为正方形,这样一来,便于验证模体的整体结构设计,规则的正六面体内设置的第一标记物11,使得正六面体每个表面与第一标记物11的距离均相等,即可在立体空间内更为准确的检测放射治疗设备的几何参数,并对检测的安装误差,进行准确的修正,以及提高图像引导摆位的精度。以下,所有描述以及附图均以模体本体10为正六面体进行说明。
可选地,如图1所示,第一插入槽21与模体本体10的第二表面102和第四表面104平行,第一插入槽21与第二表面102的距离小于或等于第一插入槽21与第四表面104的距离;第二插入槽22与模体本体10的第三表面103和第五表面105平行,第二插入槽22与第三表面103的距离小于或等于第二插入槽22与第五表面105的距离;其中,第一插入槽21与第二表面102的距离等于第二插入槽22与第三表面103的距离。
为了避免第一插入槽21和第二插入槽22与第一标记物11之间相互干涉,第一插入槽21和第二插入槽22垂直相交的交线偏离模体本体10的几何中心,模体本体10的第二表面102和第四表面104是模体本体10上相对的两个表面,第一插入槽21平行于第二表面102设置,第一插入槽21相对靠近第二表面102,同理的,模体本体10的第三表面103和第五表面105也是模体本体10上相对的两个表面,第二插入槽22平行于第三表面103设置,第二插入槽22相对靠近第三表面103,而且,第一插入槽21与第二表面102的距离等于第二插入槽22与第三表面103的距离。在对插入第一插入槽21的胶片进行放射源照射时,可以采用由第二表面102或者第四表面104的方向进行照射,也可以采用旋转依次经过第二表面102、第三表面103、第四表面104和第五表面105的方式进行照射,使得后续扫描图像以及图像比对分析时尽可能规避其他的外界影响,提高比对分析的准确性。
可选地,如图1所示,在模体本体10的第一表面101形成有抽取凹槽70,抽取凹槽70至少位于第一插入槽21与第二插入槽22在第一表面101形成的开口的交界位置。
在本申请实施例中,如图1所示,用于插入第一插入槽21或者第二插入槽22内的胶片,通常经过预先的尺寸裁剪匹配,以使胶片插入第一插入槽21或者第二插入槽22内形状匹配且位置稳定,以便于验证治疗等中心点与机械旋转等中心点的偏差时的可靠性。当核物理打胶片后需要取出胶片时,在验证模体上往往难以形成准确的抓手,因此,在模体本体10的第一表面101设置有抽取凹槽70,抽取凹槽70朝向模体本体10的内部凹陷形成,抽取凹槽70至少位于第一插入槽21与第二插入槽22在第一表面101形成的开口的交界位置,这样一来,仅通过一个抽取凹槽70,就能够露出插入第一插入槽21和插入第二插入槽22中的胶片。
其中,本申请实施例中对于抽取凹槽70的形状和深度等不做具体限定,只要在第一表面101上对应于第一插入槽21和第二插入槽22的抽取位置均形成有插入胶片后便于定位抽取的结构即可,例如,抽取凹槽70可以为矩形槽,可以为弧形槽等等。另外,本申请实施例中对于插入的胶片也不做特殊限定,例如,插入的胶片可以为自显影免洗胶片,胶片的尺寸与第一插入槽21或第二插入槽22的尺寸相匹配,或者,胶片的形状也可以与第一插入槽21和第二插入槽22组成的整体形状相匹配,胶片可以为由相互垂直且相交的两个子胶片组成的一张胶片。
可选地,如图1所示,还包括分别穿过模体本体10的第二表面102和第三表面103且垂直相交的第一针孔31和第二针孔32;第一针孔31与第一插入槽21连通,第二针孔32与第二插入槽22连通。可选的,第一针孔31和第二针孔32垂直相交的交点偏离模体本体10的几何中心。
在对插入第一插入槽21或者第二插入槽22的胶片进行物理等中心点的偏差验证时,在放射源的射束打胶片之后,需要在插入第一插入槽21或者第二插入槽22的胶片上根据预先计算的点位扎针以形成基准位置标记,标记的基准位置也就是标记理论上的焦点中心,示例的,在穿过模体本体10的第二表面102设置第一针孔31,在穿过模体本体10的第三表面103设置第二针孔32,第一针孔31和第二针孔32的孔径通道垂直相交,而且,第一针孔31与第一插入槽21连通,通过第一针孔31伸入的扎针或记号笔可直接在插入第一插入槽21的胶片上形成基准位置标记,同样,第二针孔32与第二插入槽22连通,通过第二针孔32伸入的扎针或记号笔可直接在插入第二插入槽22的胶片上形成基准位置标记。再通过扫描仪分析得到两张胶片中焦斑的实际中心点,即实际核物理等中心点,由于验证模体的中心点(即第一标记物11的中心)与机械旋转等中心点是重合的,因此胶片上的基准位置标记即可以作为理论的核物理等中心,这样一来,通过基准位置标记可以验证实际核物理等中心点与理论的核物理等中心点的偏差,提高确定偏差的精度和效率。
需要说明的是,本申请实施例中并不限定第一针孔31和第二针孔32必须由模体本体10的第二表面102和第三表面103穿入,要保证第一针孔31和第二针孔32的孔径通道垂直相交,只要使得第一针孔31和第二针孔32的穿入面为模体本体10上的相邻表面即可。以第一针孔31为例,第一针孔31也可以为在模体本体10的第二表面102穿入并由对侧的第四表面104穿出的贯通孔,这样一来,在进行扎针标记时,操作人员可以灵活选择由第二表面102或者第四表面104对胶片进行标记。当第一插入槽21与模体本体10的第二表面102和第四表面104平行,第一插入槽21与第二表面102的距离小于或等于第一插入槽21与第四表面104的距离;第二插入槽22与模体本体10的第三表面103和第五表面105平行,第二插入槽22与第三表面103的距离小于或等于第二插入槽22与第五表面105的距离;而且,第一插入槽21与第二表面102的距离等于第二插入槽22与第三表面103的距离时,第一针孔31由模体本体10的第二表面102穿入,第二针孔32由模体本体10的第三表面103穿入,一方面,使得通过第一针孔31和通过第二针孔32分别对胶片进行扎针标记时,穿入深度尽可能小,而且第一针孔31和第二针孔32穿入的深度相等,方便操作,也尽可能减少标记操作中的操作误差。
可选地,本申请实施例的验证模体还包括:第一连接柱40和/或第二连接柱50;如图3所示,在模体本体10的第一表面101设置有连接口1011,结合图2所示,连接口1011可与第一连接柱40可拆卸连接,在第一连接柱40端部设置有电离室探头41;或者,结合图4所示,连接口1011还可与第二连接柱50可拆卸连接,在第二连接柱50端部设置有钨珠51。
示例的,如图2所示,在模体本体10的第一表面101设置的连接口1011可用于可拆卸连接设置第一连接柱40,在第一连接柱40的端部设置有电离室探头41,电离室探头41可用于对预设位置例如治疗焦点位置(治疗等中心点)的射线剂量进行探测和验证,以确定预设位置的射线剂量是否在理论剂量值要求的范围。
可选地,如图4所示,在模体本体10的第一表面101设置的连接口1011,还可用于可拆卸连接第二连接柱50,在第二连接柱50端部设置有钨珠51。在使用本申请实施例的验证模体时,可以将钨珠51设置于机械等中心点,使用放射源在不同角度对钨珠51进行照射,从与放射源相对设置的探测器,例如EPID平板或EPID探测器获取投影数据并生成图像,通过分析EPID平板或EPID探测器获取的图像中的光斑中心和暗影中心对机械等中心点与治疗等中心点进行偏差验证。
此外,为了避免各个方向的射线照射至钨珠51所通过的实体结构的厚度不同,导致成像时各个方向的射线的衰减程度不一致的问题,也可以设置第二连接柱50为内部中空,从而避免由于成像时不同方向的射线在照射到钨珠51处时射线衰减程度不一致,导致的图像亮度不均匀,后期分析图像时较为困难的问题。
可选的,连接口1011内周壁形成有内螺纹,第一连接柱40和第二连接柱50上分别设置有外螺纹,第一连接柱40和第二连接柱50与连接口1011分别通过螺纹连接。采用这种方式可拆卸的替换设置第一连接柱40或第二连接柱50,拆卸和安装均较为方便,且在连接后能够保证连接的牢固性和准确性。
可选的,如图3所示,在模体本体10上还设置有与连接口1011连通的贯通通道80,贯通通道80的内径小于等于连接口1011的内径。当贯通通道80的内径等于连接口1011的内径时,第一连接柱40或者第二连接柱50与连接口1011之间进行可拆卸安装时,即可通过贯通通道80调整第一连接柱40或者第二连接柱50与模体本体10之间的位置关系。当贯通通道80的内径小于连接口1011的内径时,能够保证安装拆卸的便利性,及时在贯通通道80内安装连接结构。
需要说明的是,电离室是利用电离辐射的电离效应测量电离辐射的探测器,又称离子室,电离室探头41需要通过导线与测量结果显示设备连接,为了使得对于射线剂量的探测更为易于在验证模体上实施和设置,并且,若导线暴露于大剂量的射线环境下也容易受到损坏,因此,可以在模体本体10内设置贯通通道80,同时,第一连接柱40也设置为内部中空,这样一来,如图3所示,设置电离室探头41的时候,可以从模体后部通过贯通通道80将电离室探头41直接送入连接在连接口1011上的第一连接柱40的端部,从而避免导线在放射治疗设备内需要绕设,也避免导线暴露于大剂量的射线环境下而导致损坏。
可选地,如图1所示,在模体本体10的表面形成有十字划线90。
在模体本体10的至少三个表面(例如第二表面102、第三表面103、以及第五表面105)上均形成有十字划线90,每一个表面上的十字划线90的十字中心都设置为这一侧表面的目标点位置,这样一来,可以调整模体本体10的位置,以使每一侧表面的十字划线90与激光灯发出的十字形激光线重合,从而实现对验证模体的摆位。
可选地,十字划线90为红色十字划线,或者,十字划线90为白色十字划线,或者,十字划线90为黑色十字划线。
在模体本体10表面设置的十字划线90可以为红色十字划线、白色十字划线或者黑色十字划线,红色十字划线、白色十字划线或黑色十字划线在模体本体10表面的显示较为清晰,便于激光灯发出的十字形射线与红色十字划线或白色十字划线或黑色十字划线的对准操作。
可选地,如图5所示,本申请实施例的验证模体还包括设置在模体本体10内的第二标记物12,第二标记物12偏离模体本体10的几何中心。
可选地,如图5所示,第二标记物12包括至少四个,至少四个第二标记物12以第一标记物11为圆心、以相同的预设半径分布于模体本体10内,且第一标记物11分别与任意两个第二标记物12形成的平面之间不共面。任意两个第二标记物12之间的距离相等。
模体本体10呈正六面体结构,第一标记物11设置在模体本体10的几何中心,每一个第二标记物12与第一标记物11的距离均相等,第二标记物12是以相同的预设半径设置在第一标记物11的不同方向,第一标记物11和任意两个第二标记物12能够形成一个平面,不同的第二标记物12形成的平面不共面,示例的,可以使得至少三个第二标记物12分别在以模体本体10为中心的三维坐标系中的X、Y、Z方向。
可选地,模体本体10为正六面体,模体本体10的棱长为a,任意两个第二标记物12之间的距离等于模体本体10的棱长
Figure BDA0003002533270000121
每一个第二标记物12与第一标记物11的距离为
Figure BDA0003002533270000122
伽玛刀根据对患者身体的治疗区域的不同,分为头部伽玛刀和体部伽玛刀两种,通常情况下,头部伽玛刀的靶区为50mm的球形区域,体部伽玛刀的靶区为100mm的球形区域,设置模体本体10为棱长a等于60mm的立方体,任意两个第二标记物12之间的直线距离与模体本体10的棱长a相等,也为
Figure BDA0003002533270000131
而且,每一个第二标记物12与第一标记物11的直线距离为
Figure BDA0003002533270000132
也为
Figure BDA0003002533270000133
这样一来,一方面,每一个第二标记物12与第一标记物11之间形成固定的相互关系,以使得对于模体本体10中第一标记物11和第二标记物12的加工制备能够根据相互关系进行,设置精度易于控制,另一方面,设置棱长为60mm的立方体结构的模体本体10的验证模体,既可满足对于靶区为100mm的球形区域的体部伽玛刀的图像引导摆位,也可用于靶区为50mm的球形区域的头部伽玛刀的图像引导摆位,能够充分利用伽玛刀主机内部的空间,而且对于头部伽玛刀和体部伽玛刀的验证均可适用。
需要说明的是,为了避免第一标记物11和第二标记物12对放射治疗产生不良的影响,通常,对于第一标记物11和第二标记物12的材料,选用与人体的骨骼密度相近的密度的材料。示例的,可以采用铝、特氟龙、玻璃或陶瓷中的至少一种。而且,为了便于设置和成像的识别,第一标记物11和第二标记物12均为小球结构。
可选地,如图5所示,在模体本体10内还设置有空心标记物13,空心标记物13与第一标记物11分别和任意两个第二标记物12形成的平面均不共面。
空心球体的内部为空气,不必单独填充其他特殊气体,射束照射本申请实施例的验证模体,探测器接收的图像中,空心标记物13处会呈现为光点,特别是当模体本体10为正方体时,在将验证模体放置在治疗床上进行验证过程中,由于验证模体的各个表面从外观上并没有设置明确的区分,往往容易混淆验证模体的各个表面的朝向,预先确定空心标记物13的设置位置(空心标记物13并不处于正方体的几何中心,例如,可以设置空心标记物13位于靠近模体本体10的第一表面101的一侧),那么通过在探测器接收的图像中确定光点的位置,即可准确且快速的判断得知验证模体在治疗床上放置的头脚方向。
而且,空心标记物13与第一标记物11分别和任意两个第二标记物12形成的平面均不共面,即空心标记物13在模体本体10内的设置满足第二标记物12的设置条件要求,那么,在通过验证模体进行几何标定时,空心标记物13也可作为第二标记物12在形成的图像中对偏差进行体现,第二标记物12的数量越多,形成的图像中对于偏差的体现才维度更多,对于偏差的识别数据和配准信息更为丰富。
可选地,在模体本体10上相邻两表面连接的棱上固定设置有条形标记物。又例如,在模体本体10的第一表面101还形成有标记槽,标记槽的横截面形状为轴对称图形或中心对称图形。
在模体本体10的侧棱上固定设置条形标记物,示例的,可以为采用粘贴的方式固定在侧棱上的铝条,还可以在模体本体10的第一表面101设置标记槽,标记槽的横截面形状为轴对称图形或者中心对称图形,例如,标记槽呈矩形槽,或者三角形槽等等。在模体本体10上设置的各种标记结构,在射线照射验证模体并由探测器接收后传输至影像服务器中的多角度的多张图像分析时,各种标记结构在图像中均可对应呈现,从而通过各种标记特征能够使得本申请实施例的验证模体对于放射治疗设备的治疗中心点与机械旋转等中心点验证信息的丰富,进一步提高验证的准确性。
其中,如图6所示,标记槽可以设置为环形凹槽,可以将模体本体10的四个不同表面上(第二表面102、第三表面103、第四表面104以及第五表面105)设置的环形凹槽设置为不同的大小尺寸,其中,上表面(第二表面102)和下表面(第四表面104)对应,模体本体10上表面的环形凹槽的直径小于下表面的环形凹槽的直径,其中,当环形凹槽为如图6中所示的圆环形时,圆环的宽度和深度预先设置,并且设置的环形凹槽与模体本体10内的第一标记物11、第二标记物12、空心标记物13以及钨珠51相互位置避让,这样一来,在使用本申请实施例的验证模体进行几何标定时,一方面能够增加形成的图像中体现偏差的配准信息更为丰富,另一方面,通过设置大小不同的环形凹槽,在形成图像时也能够直观的对于验证模体的方向和放置状态进行判断,同理,模体本体10的左表面(第三表面103)的环形凹槽的直径小于右表面(第五表面105)的环形凹槽的直径,其中,当环形凹槽为如图6中所示的圆环形时,圆环的宽度和深度预先设置,并且设置的环形凹槽与模体本体10内的第一标记物11、第二标记物12、空心标记物13以及钨珠51相互设置避让,这就使得模体本体10的六个外侧面中,两两相对的设置有两对大小相区别的环形凹槽,还有一个相对的两表面(第一表面101以及第一表面101对侧的背面)未设置环形凹槽,根据这些设置结构,就能够便于操作人员通过图像即可直观准确的确认出验证模体在放射治疗设备中的设置位置和设置状态。
可选地,模体本体10为有机玻璃材料。示例的,模体本体10为黑色有机玻璃材料,或者,模体本体10为透明有机玻璃材料。
模体本体10采用有机玻璃材料制备,有机玻璃材料对于激光射线以及放射源发出的射束均具有较好的透过性,不会影响激光射线或者放射源射束的传输和成像。示例的,可以采用黑色有机玻璃材料制备模体本体10,或者,也可以使用透明有机玻璃材料制作模体本体10,采用透明有机玻璃材料制作的模体本体10本身呈透明状,对于模体本体10内的如第一标记物11、第二标记物12、第一插入槽21、第二插入槽22等结构都能够清楚直观的看到,便于验证模体使用时的设置。
可选的,如图7所示,在模体本体10上连接设置有用于与治疗床连接的连接架60。
在此基础上,连接架60可以设置为可旋转的安装结构,以使得通过连接架60的调节,可以使得模体本体10与治疗床或者其他安装位置之间旋转调节,调节角度可以设置为45°范围内。
对于不同的放射治疗设备,其自身的设备结构以及验证模体的放置要求都不尽相同,为了能够使得验证模体在放射治疗设备上的固定,以及使得验证模体在不同的放射治疗设备上能够尽可能适应性的匹配安装,在模体本体10背离第一表面101的一侧表面连接设置连接架60,通过连接架60与放射治疗设备的治疗床之间进行连接。
仍以伽玛刀为例,当使用本申请实施例的验证模体应用于头部伽玛刀时,将头部伽玛刀的治疗床固定位置的U型架与连接架60连接,从而将本申请实施例的验证模体固定与头部伽玛刀的治疗床上。当使用本申请实施例的验证模体应用于体部伽玛刀时,在连接架60上连接设置底板,并通过底板将本申请实施例的验证模体平放于治疗床上。这样一来,通过连接架60的设置,在不破坏和影响本申请实施例的验证模体的基础上,能够将本申请实施例的验证模体应用于各种放射治疗设备的验证、配准和摆位中,提高了本申请实施例的验证模体在各种不同类型、不同型号、不同治疗位置的放射治疗设备中的通用性。
本申请实施例的另一方面,提供了一种放射治疗设备,包括前述任意一项的验证模体。
放射治疗设备用于以患者确定的患处为靶区进行放射治疗,通常包括设置有放射源的主机,以及用于患者躺卧并对患者进行固定的治疗床。在对患者进行放射治疗前,还需要通过验证模体对放射治疗设备进行机械旋转等中心点与射线聚焦的靶点之间的偏差验证、标定几何参数以及验证图像引导摆位的精度等验证工作,以保证治疗时的射线治疗精度。根据精度验证的需要,放射治疗设备还可以包括用于采集影像的探测器,探测器用于采集放射源照射的图像,以及球管照射的图像,在此基础上,还可以包括主机、服务器等辅助控制和分析计算的部件。
当放射治疗设备还包括控制器和服务器时,前述的各个验证过程和几何标定中得到的图像,可以发送至服务器中进行分析处理,分析得到的摆位数据还可以在控制器中存储,用来对设备长期的精度和误差情况进行分析等。并且,控制器中可以在进行偏差验证、几何参数标定以及引导摆位等工作结束后,将制定的治疗程序存储于控制器中,并通过控制器机进行治疗过程的控制和监控。
本申请实施例提供的放射治疗设备,包括前述任意一项的验证模体。在采用验证模体对放射治疗设备进行配准验证,模体本体10呈六面体的实体结构,由于在模体本体10的几何中心设置第一标记物11,能够对放射治疗设备进行几何标定,验证放射治疗设备中机械旋转等中心点与射线聚焦的治疗等中心点之间的偏差,在模体本体10上设置的垂直的第一插入槽21和第二插入槽22,分别用于插入胶片,插入第一插入槽21和第二插入槽22内的胶片核物理打胶片以在胶片的中心形成焦斑,通过验证胶片中的焦斑中心与预设焦点的重合情况或者空间差距,即可计算核物理等中心坐标的偏差。本申请实施例的放射治疗设备能够通过放射线和球管发出射线,并通过探测器接收透过验证模体的图像,从而对放射治疗设备进行机械旋转等中心点与治疗等中心点之间的偏差验证、标定几何参数以及验证图像引导摆位的精度,该验证模体可以一体实现对于放射治疗设备的多种验证功能,功能更为丰富。
在前述对于验证模体的描述中,已经对于采用验证模体对放射治疗设备进行各种验证的结构和工作过程进行了详细的说明,此处不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种验证模体,其特征在于,包括模体本体,所述模体本体的几何中心设置有第一标记物;在所述模体本体的第一表面向所述模体本体内垂直形成有第一插入槽和第二插入槽,所述第一插入槽和所述第二插入槽垂直相交,所述第一插入槽和所述第二插入槽垂直相交的交线偏离所述模体本体的几何中心。
2.根据权利要求1所述的验证模体,其特征在于,所述第一插入槽与所述模体本体的第二表面和第四表面平行,所述第一插入槽与所述第二表面的距离小于或等于所述第一插入槽与所述第四表面的距离;所述第二插入槽与所述模体本体的第三表面和第五表面平行,所述第二插入槽与所述第三表面的距离小于或等于所述第二插入槽与所述第五表面的距离;其中,所述第一插入槽与所述第二表面的距离等于所述第二插入槽与所述第三表面的距离。
3.根据权利要求1所述的验证模体,其特征在于,在所述模体本体的第一表面形成有抽取凹槽,所述抽取凹槽至少位于所述第一插入槽与所述第二插入槽在所述第一表面形成的开口的交界位置。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的验证模体,其特征在于,还包括分别穿过所述模体本体的第二表面和第三表面且垂直相交的第一针孔和第二针孔;所述第一针孔与所述第一插入槽连通,所述第二针孔与所述第二插入槽连通;所述第一针孔和所述第二针孔垂直相交的交点偏离所述模体本体的几何中心。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的验证模体,其特征在于,在所述模体本体的第一表面设置有连接口,所述连接口可与第一连接柱可拆卸连接,在所述第一连接柱端部设置有电离室探头;和/或,
所述连接口可与第二连接柱可拆卸连接,在所述第二连接柱端部设置有钨珠。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的验证模体,其特征在于,还包括设置在所述模体本体内的第二标记物,所述第二标记物偏离所述模体本体的几何中心。
7.根据权利要求6所述的验证模体,其特征在于,所述第二标记物包括至少三个,至少三个所述第二标记物以所述第一标记物为圆心、以相同的预设半径分布于所述模体本体内,且所述第一标记物分别与任意两个第二标记物形成的平面之间不共面。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的验证模体,其特征在于,在所述模体本体上相邻两表面连接的棱上固定设置有条形标记物。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的验证模体,其特征在于,在所述模体本体的至少一个表面还形成有标记槽。
10.根据权利要求9所述的验证模体,其特征在于,在所述模体本体的第一表面、第二表面、第三表面和第四表面分别设置有标记槽,所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面设置的标记槽的直径不相同。
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