CN219090891U - 一种旋转束立式放疗装置 - Google Patents

Abstract

一种旋转束立式放疗装置，属于医疗器械技术领域。束流发生组件的束流源通过束流传输装置与束流偏转组件连接，治疗头能够滑动地设置在束流偏转组件上，立式支撑摆位组件布置在束流偏转组件的对侧，束流偏转组件上布置有用于治疗头上下滑动的弧形滑轨，弧形滑轨的圆心与旋转束立式放疗装置的机械中心重合，致动器能够将动力通过传动机构传递给驱动轮，驱动轮相对弧形滑轨转动，带动治疗头绕立式支撑摆位组件的上下摆动。通过束流偏转组件和立式支撑摆位组件相互配合，在实现大立体角度照射范围的同时，显著简化放疗设备结构，进而大幅降低放疗设备成本和设备机房空间,并可实现多种放射治疗照射技术。

Description

一种旋转束立式放疗装置

技术领域

本实用新型涉及一种旋转束立式放疗装置，属于医疗器械技术领域。

背景技术

放射治疗作为肿瘤治疗的重要手段之一，在肿瘤治疗领域占有重要地位，据测算有60～70％的恶性肿瘤治疗时都需要用到放射治疗。目前放射治疗中最为广泛使用的是基于直线加速器技术的光子和电子线放疗，而基于同步或回旋加速器技术的质子、重离子射线放疗也开始得到逐步应用。在基于直线加速器技术的放射治疗过程中，患者一般平躺于治疗床上，使用热塑网或热塑膜等摆位附件对肿瘤所在的部位进行固定，然后通过旋转机架来实现围绕靶区的多角度固定野或连续角度旋转照射，达到剂量集中于靶区和降低周边危及器官受量的目的，若进一步配合治疗床的旋转，还可实现立体角度照射，使射线入射路径更大程度地避开正常组织到达肿瘤，但受限于机架和治疗床存在的碰撞风险，常规医用直线加速器可实现的立体角度照射范围较小。基于同步或回旋加速器技术的放疗设备旋转机架重量达到数百吨，以目前的技术实现机架精确转动会非常复杂和困难，成本极高昂，且同样存在立体角度照射范围小的问题。

为了克服旋转机架造成的问题，行业人员提出多个立式固定摆位装置，如专利“一种立式姿态的人体固定摆位装置”(专利号：202021538734.2)、“一种人体固定支撑装置”(专利号：201921379096.1)和专利“放射治疗装置和方法”(申请号：200880100273.6)等，患者以站立或坐立方式固定在摆位装置上，通过摆位装置在水平面内的旋转实现共面照射，并通过侧倾实现非共面照射。但侧倾可能会造成患者不适，而且取得的非共面照射角度范围较小。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种旋转束立式放疗装置。

一种旋转束立式放疗装置，包括束流发生组件、束流偏转组件、治疗头及立式支撑摆位组件，束流发生组件通过束流传输装置与束流偏转组件连接，治疗头能够滑动地设置在束流偏转组件上，立式支撑摆位组件布置在束流偏转组件的对侧，束流偏转组件上布置有用于治疗头上下滑动的弧形滑轨，弧形滑轨的圆心与旋转束立式放疗装置的机械中心重合，治疗头上设置有和束流偏转组件上的弧形滑轨相配合的滑块，以及驱动滑块相对弧形滑轨滑动的致动器、传动机构和驱动轮，致动器能够将动力通过传动机构传递给驱动轮，驱动轮相对弧形滑轨转动，带动治疗头绕立式支撑摆位组件的上下摆动，治疗头内部包括束流调制模块、束流监测模块、束流准直模块，束流调制模块、束流监测模块、束流准直模块固定在治疗头内部，立式支撑摆位组件包括支撑底座、多自由度运动平台和立式支撑架，多自由度运动平台安装在支撑底座上，立式支撑架固连在多自由度运动平台上，立式支撑架通过发泡胶、热塑膜、真空垫或绑带方式将站立或坐立的患者固定在立式支撑架上。

传动机构能够采用齿轮齿条传动、带传动、链传动或连杆传动方式，致动器是电动、液压或气动,束流发生组件产生的束流经束流传输装置进入转环及旋转机架，旋转机架内有若干偏转磁铁，治疗头固定安装在旋转机架的一端，旋转机架连接转环，旋转机架的圆心与旋转束立式放疗装置的机械中心重合,转环相对基座旋转角度，带动治疗头绕立式支撑摆位组件的上下摆动。

本实用新型的有益效果在于通过束流偏转组件和立式支撑摆位组件相互配合，在实现大立体角度照射范围的同时，显著简化放疗设备结构，进而大幅降低放疗设备成本和设备机房空间,并可实现多种放射治疗照射技术。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，如图其中：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的机械旋转方式结构示意图。

图3是本实用新型的磁偏转方式结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接(焊接、铆接及螺栓连接)，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间器件间接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对实用新型实施例的限定。

实施例1：如图1、图2及图3所示，一种旋转束立式放疗装置，包括：束流发生组件10、束流偏转组件20、治疗头30、立式支撑摆位组件40，其中束流发生组件10通过束流传输装置12与束流偏转组件20连接，治疗头30可滑动地设置在束流偏转组件20上，立式支撑摆位组件40布置在束流偏转组件20的对侧。

束流发生组件10包括束流源11、束流传输装置12，束流源11通过束流传输装置12与束流偏转组件20连接，束流源11是加速到一定能量的带电粒子束(如质子和碳离子束)。

束流发生组件10为现有技术产品，如美国瓦里安公司的回旋加速器AC250Superconducting Cyclotron，或者日本三菱公司的250MeV同步加速器。

束流偏转组件20通过机械旋转方式或磁偏转方式将束流源11产生的束流在上下方向偏转一定角度，机械方式可通过旋转机架实现束流偏转，磁偏转方式可通过普通磁体或超导磁体实现束流偏转。

机械旋转方式如图2所示(俯视)，束流13由束流发生组件10产生，经束流传输装置12进入转环22及旋转机架23，旋转机架23内有若干偏转磁铁24，使束流经治疗头30照射患者，治疗头30固定安装在旋转机架23的一端。旋转机架23连接转环22，转环22可相对基座旋转一定角度，从而带动治疗头30绕立式支撑摆位组件40的上下摆动。

旋转机架23可以采用现有技术产品的由HITACHI Proton Therapy System、IBAProteus PLUS及Varian ProBeam生产的装置。

磁偏转方式如图3所示，束流13由束流发生组件10产生，经束流传输装置12进入束流偏转组件20，束流偏转组件20内部固定安装有偏转磁铁25，可使束流13在一定角度范围内上下偏转，治疗头30可根据束流偏转角度沿弧形滑轨滑动至一定位置，使偏转后的束流13穿过治疗头轴线。

磁偏转方式可以采用美国专利11026320B1的结构。

如图1所示，旋转束立式放疗装置的机械等中心60为治疗头轴线与立式支撑摆位组件40旋转轴线的交点，束流偏转组件20上布置有用于治疗头30上下滑动的弧形滑轨21，弧形滑轨21的圆心与旋转束立式放疗装置的机械等中心60重合。治疗头30上设置有和束流偏转组件20上的弧形滑轨21相配合的滑块31，以及驱动滑块31相对弧形滑轨21滑动的致动器32、传动机构33和驱动轮34，致动器32可将动力通过传动机构33传递给驱动轮34，驱动轮相对弧形滑轨转动，从而实现治疗头相对弧形滑轨的滑动。传动机构33可采用齿轮齿条传动、带传动、链传动或连杆传动等方式，致动器32可以是电动、液压或气动等。

治疗头30内部包括束流调制模块35、束流监测模块36、束流准直模块37，三个模块固定在治疗头30内部，束流调制模块35可利用磁场使束流偏摆一定角度，束流监测模块36可利用电离室监测束流剂量，束流调制模块35、束流监测模块36、束流准直模块37以串联方式安装在治疗头30内部，束流调制模块35用于调整束流能量、流强、截面、位置等参数，束流监测模块36用于监测射野剂量、位置等参数，束流准直模块37用于确定射野的形状。

束流准直模块37、束流监测模块36及束流调制模块35与常规质子放疗设备的结构相同。

通过治疗头30和束流偏转组件20的配合，可以实现束流在垂直平面内绕机械等中心60的旋转。

立式支撑摆位组件40包括支撑底座41、多自由度运动平台42和立式支撑架43，其中多自由度运动平台42安装在支撑底座41上，立式支撑架43固连在多自由度运动平台42上，立式支撑架43通过发泡胶、热塑膜、真空垫或绑带等方式将站立或坐立的患者固定在立式支撑架上(图1和图2)，多运动自由度的支撑底座4可带动立式支撑架43进行升降、旋转、平移等运动，从而实现患者摆位，使机械等中心60位于肿瘤靶区内。当束流位于水平方向时，旋转患者，可以从不同角度共面照射肿瘤靶区，即实现共面照射技术；当束流从水平方向往上或往下旋转，再旋转患者，就可以实现对患者肿瘤靶区的非共面照射技术。

多运动自由度的支撑底座4可以采用现有技术中的多自由度并联平台、串联机械臂或滑台和转台结合的结构，现有技术中的结构都可以采用。

实施例2：如图1、图2及图3所示，一种旋转束立式放疗装置，包括束流发生组件、束流偏转组件、治疗头、立式支撑摆位组件，其中束流发生组件与束流偏转组件连接，治疗头可滑动地设置在束流偏转组件上，立式支撑摆位组件布置在束流偏转组件的对侧。

一种旋转束立式放疗装置，包括：束流发生组件、束流偏转组件、治疗头、立式支撑摆位组件，其中束流发生组件与束流偏转组件连接，治疗头可滑动地设置在束流偏转组件上，立式支撑摆位组件布置在束流偏转组件的对侧。

束流发生组件包括束流源、束流传输装置，所述束流源通过束流传输装置与束流偏转组件连接；所述束流源是加速到一定能量的带电粒子束(如质子和碳离子)。

束流偏转组件可通过机械旋转方式或磁偏转方式将束流源产生的束流偏转一定角度；所述束流偏转组件上布置有用于治疗头滑动的弧形滑轨，弧形滑轨的圆心与旋转束立式放疗装置的机械等中心重合。

旋转束立式放疗装置的机械等中心为治疗头轴线与立式支撑摆位组件轴线的交点。

治疗头上设置有和束流偏转组件上的滑轨相配合的滑块，以及驱动滑块相对滑轨滑动的驱动机构，所述驱动机构可采用齿轮齿条传动、带传动、链传动或连杆传动等方式，所述驱动机构的制动方式可以是电动、液压或气动等；所述治疗头内部至少包括束流准直模块、束流监测模块、束流调制模块等，各模块以串联方式安装在治疗头内部。

立式支撑摆位组件包括支撑底座、多自由度运动平台和立式支撑摆位架，其中多自由度运动平台安装在支撑底座上，立式支撑架固连在多自由度运动平台上，所述多自由度运动平台可带动立式支撑架进行升降、旋转、平移等运动。

如图1所示，一种旋转束立式放疗装置，包括：束流发生组件10、束流偏转组件20、治疗头30、立式支撑摆位组件40，其中束流发生组件10与束流偏转组件20连接，治疗头30可滑动地设置在束流偏转组件20上，立式支撑摆位组件40布置在束流偏转组件20的对侧。

束流发生组件10包括束流源11、束流传输装置12，束流源通过束流传输装置12与束流偏转组件20连接；束流源是加速到一定能量的带电粒子束(如质子和碳离子束)。

束流偏转组件20可通过机械旋转方式或磁偏转方式将束流源产生的束流在上下方向偏转一定角度，机械方式可通过旋转机架实现束流偏转，磁偏转方式可通过普通磁体或超导磁体实现束流偏转；束流偏转组件20上布置有用于治疗头上下滑动的弧形滑轨21，弧形滑轨的圆心与旋转束立式放疗装置的机械等中心60重合。

如图1所示，旋转束立式放疗装置的机械等中心60为治疗头轴线与立式支撑摆位组件40旋转轴线的交点。

治疗头30上设置有和束流偏转组件20上的滑轨相配合的滑块31，以及驱动滑块31相对滑轨滑动的驱动机构32，驱动机构32可采用齿轮齿条传动、带传动、链传动或连杆传动等方式，驱动机构32的制动方式可以是电动、液压或气动等；治疗头30内部至少包括束流准直模块37、束流监测模块36、束流调制模块35等，各模块以串联方式安装在治疗头30内部，束流准直模块37用于确定射野的尺寸，束流监测模块36用于监测射野剂量，束流调制模块35用于确定射野形状。

通过治疗头30和束流偏转组件20的配合，可以实现束流在垂直平面内绕机械等中心60的旋转。

立式支撑摆位组件40包括支撑底座41、多自由度运动平台42和立式支撑摆位架43，其中多自由度运动平台42安装在支撑底座上，立式支撑架43固连在多自由度运动平台42上，可通过发泡胶、热塑膜、真空垫或绑带等方式将站立或坐立的患者固定在立式支撑架上(图1)，多运动自由度底座可带动立式支撑架进行升降、旋转、平移等运动，从而实现患者摆位，使机械等中心60位于肿瘤靶区内。当束流位于水平方向时，旋转患者，可以从不同角度共面照射肿瘤靶区，即实现共面照射技术；当束流从水平方向往上或往下旋转，再旋转患者，就可以实现对患者肿瘤靶区的非共面照射技术。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种旋转束立式放疗装置，本系统主要应用于放射治疗时对处于站立或坐立姿态下的患者进行大立体角度范围照射。该系统利用束流偏转组件20实现束流角度控制，利用立式支撑摆位组件40旋转患者，在获得大立体角度照射范围的前提下，显著简化现有放射治疗设备的结构，进而大幅降低放射治疗设备成本和设备机房空间。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

如上，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种旋转束立式放疗装置，其特征在于,包括束流发生组件、束流偏转组件、治疗头及立式支撑摆位组件，

束流发生组件通过束流传输装置与束流偏转组件连接，治疗头能够滑动地设置在束流偏转组件上，立式支撑摆位组件布置在束流偏转组件的对侧，

束流偏转组件上布置有用于治疗头上下滑动的弧形滑轨，弧形滑轨的圆心与旋转束立式放疗装置的机械中心重合，治疗头上设置有和束流偏转组件上的弧形滑轨相配合的滑块，以及驱动滑块相对弧形滑轨滑动的致动器、传动机构和驱动轮，致动器能够将动力通过传动机构传递给驱动轮，驱动轮相对弧形滑轨转动，带动治疗头绕立式支撑摆位组件的上下摆动，

治疗头内部包括束流调制模块、束流监测模块、束流准直模块，束流调制模块、束流监测模块、束流准直模块固定在治疗头内部，

立式支撑摆位组件包括支撑底座、多自由度运动平台和立式支撑架，多自由度运动平台安装在支撑底座上，立式支撑架固连在多自由度运动平台上，立式支撑架通过发泡胶、热塑膜、真空垫或绑带方式将站立或坐立的患者固定在立式支撑架上。

2.根据权利要求1所述的一种旋转束立式放疗装置，其特征在于,传动机构能够采用齿轮齿条传动、带传动、链传动或连杆传动方式，致动器是电动、液压或气动。

3.根据权利要求1所述的一种旋转束立式放疗装置，其特征在于,束流发生组件产生的束流经束流传输装置进入转环及旋转机架，旋转机架内有若干偏转磁铁，治疗头固定安装在旋转机架的一端，旋转机架连接转环，旋转机架的圆心与旋转束立式放疗装置的机械中心重合。

4.根据权利要求3所述的一种旋转束立式放疗装置，其特征在于,转环相对基座旋转角度，带动治疗头绕立式支撑摆位组件的上下摆动。

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