CN218220835U - 一种伽玛刀放疗系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种伽玛刀放疗系统，包括：滑环装置，所述滑环装置用于向所述放疗系统传输信号。伽玛刀放疗系统由于采用滑环装置来实现放疗系统的信号传输，不会发生线缆缠绕，因此，能够实现伽玛刀放疗系统连续360度自由旋转。

Description

一种伽玛刀放疗系统

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种伽玛刀放疗系统。

背景技术

放射治疗是肿瘤治疗的三种主要方式之一。现有的用于放射治疗的设备主要包括伽玛刀和加速器。目前伽玛刀主要用于头部肿瘤治疗，示例的，如图1、图2所示，伽玛刀包括屏蔽体1、安装在屏蔽体1内的可旋转的源体2、安装在源体2内的可旋转的准直体3，所述的屏蔽体1、源体2和准直体3均为中空的半球体，在源体2上设有若干个放射源装载腔和射线通道，所述放射源装载腔内装载有伽玛放射源，伽玛放射源发出的伽玛射线通过射线通道，从径向对准一个公共焦点5，公共焦点5位于辐射单元的中轴线上，在辐射单元中轴线上有一个可旋转的中心轴6，中心轴6以传动机构分别与源体2、准直体3和动力传动机构相联接，以沿中心轴6旋转。

伽玛刀放疗系统在进行供电、系统信号传输时，采用电缆、信号线等实现旋转体上的供电及各种信号(例如控制信号、通讯信号)的传输，而线缆在旋转体旋转过程中会发生缠绕，无法实现连续360度旋转。

发明内容

在本实施例中提供了一种伽玛刀放疗系统，可实现连续360度自由旋转。

在本实施例中提供了一种伽玛刀放疗系统，包括：滑环装置，所述滑环装置用于向所述放疗系统传输信号。

示例的，所述信号包括I/O信号和/或通讯信号。

示例的，还包括机架，所述机架包括固定机架和旋转机架，所述旋转机架能够相对于所述固定机架旋转；所述滑环装置包括定子和转子，所述定子设置在所述固定机架上，所述转子设置在所述旋转机架上。

示例的，还包括治疗头，所述治疗头设置在所述旋转机架上，所述治疗头上设置有电机，所述电机用于驱动所述治疗头开关源和/或切换准直孔；

所述放疗系统还包括电机控制器，所述电机控制器设置在所述旋转机架上，所述滑环装置用于向所述电机控制器传输信号。

示例的，还包括影像装置，所述影像装置包括相对设置在所述旋转机架上的球管和探测器，所述影像装置还包括高压发生器，所述高压发生器设置在所述旋转机架上，用于向所述球管供电；所述放疗系统还包括高压发生器控制器，所述高压发生器控制器设置在所述旋转机架上，所述滑环装置用于向所述高压发生器控制器传输信号。

示例的，所述影像装置还包括影像控制器，所述影像控制器设置在所述旋转机架上，所述滑环装置用于向所述影像控制器传输信号。

示例的，所述滑环装置还用于向所述放疗系统提供动力。

示例的，所述滑环装置包括第一滑环装置和第二滑环装置，其中，所述第一滑环装置用于至少向所述放疗系统提供动力；所述第二滑环装置用于至少向所述放疗系统传输信号。

示例的，所述第一滑环为导电滑环，所述第二滑环为工业总线滑环。

与相关技术相比，在本实施例中提供的一种伽玛刀放疗系统，包括：滑环装置，所述滑环装置用于向所述放疗系统传输信号。伽玛刀放疗系统由于采用滑环装置来实现放疗系统的信号传输，不会发生线缆缠绕，因此，能够实现伽玛刀放疗系统连续360度自由旋转。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有放疗设备的一种示意图；

图2为现有放疗设备的放射源装载示意图；

图3为本发明其中一个实施例提供的放疗系统示意图；

图4为本发明另一个实施例提供的放疗系统示意图；

图5为本发明另一个实施例提供的放疗系统示意图；

图6为本发明另一个实施例提供的放疗系统示意图；

图7为放疗系统治疗腔比对示意图；

图8为本发明另一个实施例提供的放疗系统结构框图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

本申请提供一种放疗系统100，如图3、图4所示，包括：旋转机架101，旋转机架101能够绕其旋转轴线Y旋转；设置在旋转机架101上的治疗头201，治疗头201包括多个放射源2011，所述多个放射源2011发出的射线汇聚于焦点O。

示例的，本申请实施例提供了一种旋转机架101，如图4所示，旋转机架101为锥形旋转机架。示例的，旋转机架101包括机架前端面和机架后端面，所述机架前端面直径大于所述机架后端面直径。如图4所示，以靠近治疗床的一侧为前端面，另一端为后端面。在相同开口的情况下，如图7所示，锥形滚筒机架的深度D2，大于如背景技术中半球形载源体的深度D1。因此锥形滚筒机架有更大的治疗腔深度，增大了放疗系统的治疗范围。

在一些实施例中，如图4所示，放疗系统100还包括固定机架102，旋转机架101可以是通过轴承与固定机架102旋转连接，以实现旋转。示例的，旋转机架可以是通过齿轮齿圈实现旋转驱动，或者，旋转机架还可以是通过摩擦轮实现旋转驱动。本申请对旋转机架的旋转连接方式和旋转驱动方式不作限定。

示例的，本申请提供了一种治疗头，如图3所示，治疗头201包括屏蔽箱体2012和准直器2013；多个放射源2011设置在屏蔽箱体2012内，准直器2013上设置有多个准直孔，多个放射源2011发出的射线穿过多个准直孔汇聚于焦点。

示例的，准直器上可以是设置有多组不同大小的准直孔组，每个准直孔组包括多个准直孔，多个准直孔的位置设置与多个放射源的设置对应，从而使得每个放射源发出的射线穿过准直孔。不同准直孔组的准直孔大小不同，准直器可以通过移动切换不同准直孔组，以实现在焦点位置处的射野大小不同。

本申请提供的一种放疗系统实施例中，多个放射源到焦点的距离可以相等也可以不相等。本申请说明书及附图以治疗头上多个放射源到焦点的距离相等为例进行示例说明。示例的，如图4所示，多个放射源分布在以焦点O为圆心的等半径圆弧上，从而多个放射源到焦点的距离相等。在一种实施方式中，多个放射源可以分成多组，多个放射源组沿垂直于旋转机架的旋转轴的轴线方向排布(也即：沿旋转机架的旋转方向分布)，每一组包括至少两个放射源，每一组的至少两个放射源沿旋转机架的旋转轴的轴线方向分布。

示例的，本申请提供了一种治疗头，如图3所示，还包括旋转体2014，旋转体2014设置在屏蔽箱体2012内，且能够相对于屏蔽箱体2012旋转，多个放射源2011设置在旋转体2014上，通过旋转体2014的旋转，实现治疗头的开关源。示例的，当旋转体旋转使得多个放射源位于图3所示位置，放射源发出的射线穿过准直孔汇聚于焦点，从而实现治疗头的开源。当旋转体旋转使得多个放射源位于图5所示位置，放射源发出的射线被屏蔽箱体屏蔽，从而实现治疗头的关源。示例的，放射源也可以安装在源匣上，再将源匣安装在旋转体上。从而可以在取换源的情况下，直接更换源匣，即可以实现一次更换放射源。避免多个放射源一颗一颗取换，不仅换源时间长，且放射源较小，换源难度大。

由于放射源其本身具有放射性，放射线对人体具有一定伤害。因此常见的放射性医疗设备的机房的墙壁及门等也需要特殊处理，以屏蔽放射性射线。本申请提供的治疗头为自屏蔽治疗头，屏蔽箱体可以实现治疗头的自屏蔽，实现治疗头在关源状态下无需额外屏蔽或需要最小额外屏蔽。本申请提供的一种自屏蔽治疗头，在关源状态下，可以不是完全实现放射源的屏蔽，但其可以屏蔽放射源发出的足够多的射线，以减少对机房或建筑的屏蔽要求。从而，降低对机房的要求，放疗系统可以安装的地方选择性更高。

传统放疗系统，治疗床在进入治疗腔前，需要打开屏蔽门。屏蔽门具有一定屏蔽作用，以实现在非治疗时，治疗室的辐射达到安全指标。本申请提供的自屏蔽治疗头，可以实现在关源状态下，放疗系统无屏蔽门的情况下，治疗腔内和治疗腔外的辐射剂量相当，均达到治疗腔外的辐射安全指标。例如在距离设备表面5公分处的辐射剂量小于200微西弗。

本申请提供的一种放疗系统，包括：锥形旋转机架，锥形旋转机架能够绕其旋转轴线旋转；自屏蔽治疗头，设置在锥形旋转机架上；自屏蔽治疗头中设置有多个放射源，多个放射源发出的射线汇聚于焦点，焦点位于所述旋转轴线上。由于锥形旋转滚筒放疗系统具有更大的治疗腔空间，从而可以增大放疗系统的治疗范围。同时相对现有放疗系统，自屏蔽治疗头简化了治疗头的结构，治疗头的重量大大降低。此外，自屏蔽治疗头可以实现在放疗系统无屏蔽门的情况下，治疗腔内和治疗腔外的辐射剂量相当，提高放疗系统的安全性。

在一些实施例中，屏蔽箱体包括固定屏蔽体和移动屏蔽体，其中移动屏蔽体在打开的情况下，可实现放射源的安装。

另外，在一些实施例中，屏蔽体由屏蔽材料制成。其中屏蔽材料可以被配置(例如具有某一材料密度、某一几何形状和/或某一厚度)为阻挡放射，以使得减少(衰减)从放射源的放射(例如，光子/荷电粒子，诸如电子、中子等)的至少98％，以及更优选地至少99.9％，以及甚至更优选地至少99.999％。

在一些实施例中，放疗系统还包括屏蔽层，该屏蔽层设置在机架的外侧，以进一步屏蔽治疗头的射线。从而放疗系统对机房的要求进一步降低，扩大放疗系统的安装范围。

本申请提供的放疗系统，示例的，如图4所示，治疗头201偏转安装在旋转机架101上。示例的，如图4所示，以使治疗头的下端面与锥形旋转滚筒的旋转轴线之间存在预设夹角α，治疗头偏转安装角度α小于90°。由于头部肿瘤治疗过程中，要避开眼睛(敏感组织，射线照射可能导致失明)，因此，将治疗头偏转安装在旋转机架上，可以避免射线照射眼睛等敏感组织，在放射治疗的同时，最大化保护正常器官。

在一些实施例中，如图6所示，放疗系统100包括两个治疗头201，两个治疗头201的焦点重合。放疗系统也可是包括一个治疗头，或者放疗系统包括三个及以上治疗头等，本申请对放疗系统包括的治疗头个数不作限定，仅以图6所示的两个为例进行示例说明。当放疗系统包括一个治疗头时，示例的，如图3所示，可以在相对的位置处设置配重块301，以使得放疗系统处于相对平衡的状态。

需要说明的是，当放疗系统包括多个治疗头时，多个治疗头可以是相同的，也可以是不同的。本实施例及附图以放疗系统包括两个相同的治疗头为例进行示例说明。多个治疗头不同，可以是发射的放射性射线不同(如一个发出伽玛射线，另外一个发出X射线)，也可以是结构不同，也可以是安装角度不同。

在一些实施例中，如图3所示，放疗系统还包括影像装置，影像装置包括相对设置在旋转机架上的球管401和探测器402，焦点O位于影像装置的成像区域内。影像装置可以通过球管发出射线，探测器采集穿过患者的射线后，生成患者的身体图像数据。以利用影像装置的患者身体的图像数据，在治疗前对患者进行摆位，或者在治疗过程中实现实时跟踪。本申请及实施例附图以影像装置包括一个球管和一个探测器为例，在一些实施例中，影像装置还可以是包括两个球管和两个探测器，该两个球管发出的射线相交，从而可以重建形成患者身体的三维图像数据。

本申请放疗系统的治疗头中设置的多个放射源可以为钴60放射源，且多个钴60放射源以聚焦方式设置在治疗头中，使多个放射源发出的射线汇聚于焦点。一般这种治疗头被称为聚焦治疗头，具有聚焦治疗头的放疗系统被称为伽玛刀放疗系统。

相关技术中，旋转式伽玛刀放疗系统在进行供电、系统信号传输时，采用电缆、信号线等实现旋转体上的供电及各种信号(例如控制信号、通讯信号)的传输，而线缆在旋转体旋转过程中会发生缠绕，无法实现连续360度旋转。

因此，本申请实施例还提供了一种伽玛刀放疗系统，该系统包括滑环装置，用于向伽玛刀放疗系统传输信号。该滑环传输的信号包括I/O信号(又称I/O联锁信号)和/或通讯信号(又称通讯协议)。

在本申请实施例中，滑环装置包括定子和转子，通过定子和转子之间的相对转动，利用定子和转子之间的滑动(或滚动)接触或静电(或电磁)耦合，实现向放疗系统中的旋转体传输信号。定子设置在放疗系统的固定机架上，转子设置在放疗系统的旋转机架上，通过旋转机架的旋转，实现旋转机架上放疗设备部件的信号传输。

在本申请实施例中，伽玛刀放疗系统由于采用滑环装置来实现放疗系统的信号传输，不会发生线缆缠绕，因此，能够实现伽玛刀放疗系统连续360度自由旋转。

在一些实施例中，本申请的治疗头201上还设置有电机，电机可以为多个，例如：可以设置有两个电机，其中一个电机可以用于驱动治疗头201上的旋转体2014转动，以实现治疗头201的开关源；另一个电机也可以用于驱动治疗头201中的准直器2013运动，以切换不同的准直孔；当然，电机也可以用于驱动治疗头201中的准直器2013运动，以实现治疗头201的开关源。

相应地，本申请实施例中的放疗系统还包括电机控制器，如图8所示，电机控制器设置在旋转机架上，滑环装置用于向电机控制器传输信号，例如可以传输联锁I/O信号、实时控制通讯信号等。

在一些实施例中，本申请的影像装置还包括高压发生器，高压发生器设置在旋转机架101上，用于向影像装置的球管401供电。

相应地，本申请实施例中的放疗系统还包括高压发生器控制器，如图8所示，高压发生器控制器设置在旋转机架上，滑环装置用于向高压发生器控制器传输信号，例如可以传输联锁I/O信号、实时控制通讯信号等。

在一些实施例中，本申请的影像装置还包括影像控制器，影像控制器包括影像服务器、曝光控制器，影像服务器用于采集图像并对图像进行处理，曝光控制器用于曝光控制。如图8所示，影像控制器设置在旋转机架101上，滑环装置用于向影像控制器传输信号，例如可以传输联锁I/O信号、实时控制通讯信号、影像图像相关的通讯信号等。

本申请实施例，通过将电机控制器、高压发生器控制器、影像控制器设置在旋转机架上，使得电机控制器、高压发生器控制器、影像控制器距离电机、高压发生器、影像装置更近，信号的干扰更小，信号传输更稳定。

在一些实施例中，滑环装置还可以用于向放疗系统提供动力。当滑环装置既可以向放疗系统提供动力，又可以向放疗系统传输信号时，可以采用一套滑环装置实现同时实现动力传输和信号传输，也可以采用两套滑环装置分别实现动力传输和信号传输。例如：本申请的滑环装置可以包括第一滑环装置和第二滑环装置，其中，第一滑环装置用于至少向放疗系统提供动力；第二滑环装置用于至少向放疗系统传输信号，特别是，向放疗系统传输通讯信号。第一滑环装置可以为导电滑环，第二滑环可以为工业总线滑环。

本申请实施例通过滑环装置向放疗系统传输信号，特别是通讯信号，在实现伽玛刀放疗系统连续360度自由旋转的同时，提高了通讯信号的传输可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种伽玛刀放疗系统，其特征在于，包括：机架和滑环装置，所述机架包括固定机架和旋转机架，所述旋转机架能够相对于所述固定机架旋转；所述滑环装置包括定子和转子，所述定子设置在所述固定机架上，所述转子设置在所述旋转机架上，所述滑环装置用于向所述放疗系统传输信号。

2.根据权利要求1所述的伽玛刀放疗系统，其特征在于，所述信号包括I/O信号和/或通讯信号。

3.根据权利要求1所述的伽玛刀放疗系统，其特征在于，还包括治疗头，所述治疗头设置在所述旋转机架上，所述治疗头上设置有电机，所述电机用于驱动所述治疗头开关源和/或切换准直孔；

所述放疗系统还包括电机控制器，所述电机控制器设置在所述旋转机架上，所述滑环装置用于向所述电机控制器传输信号。

4.根据权利要求1所述的伽玛刀放疗系统，其特征在于，还包括影像装置，所述影像装置包括相对设置在所述旋转机架上的球管和探测器，所述影像装置还包括高压发生器，所述高压发生器设置在所述旋转机架上，用于向所述球管供电；

所述放疗系统还包括高压发生器控制器，所述高压发生器控制器设置在所述旋转机架上，所述滑环装置用于向所述高压发生器控制器传输信号。

5.根据权利要求4所述的伽玛刀放疗系统，其特征在于，所述影像装置还包括影像控制器，所述影像控制器设置在所述旋转机架上，所述滑环装置用于向所述影像控制器传输信号。

6.根据权利要求1所述的伽玛刀放疗系统，其特征在于，所述滑环装置还用于向所述放疗系统提供动力。

7.根据权利要求6所述的伽玛刀放疗系统，其特征在于，所述滑环装置包括第一滑环装置和第二滑环装置，其中，

所述第一滑环装置用于至少向所述放疗系统提供动力；

所述第二滑环装置用于至少向所述放疗系统传输信号。

8.根据权利要求7所述的伽玛刀放疗系统，其特征在于，所述第一滑环为导电滑环，所述第二滑环为工业总线滑环。

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