CN2590600Y - 一种旋转式伽玛射线辐射单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种医用旋转式伽玛射线辐射单元，包括射线屏蔽体、源体和准直体，源体上设有放射源和射线通道，放射源发出的射线通过射线通道，从径向对准一个公共焦点，在辐射单元的中轴线上还有一个可旋转的中心轴，源体上放射源设有多组，每组又含有多个，在纬度方向上分布在10°～50°之间，相邻两组相对应点的纬度呈等差数列分布，每组内相邻两点的纬度也呈等差数列分布；在经度方向上分布在0°～360°内，各组的排布方向与组内各点的排布方向相反，相邻两组相对应点的经度呈等差数列分布，每组内相邻两点的经度也呈等差数列分布。从而最大限度地实现放射源之间空间距离最大，在实现治疗的同时最大限度地保护健康组织。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种医用旋转式伽玛射线辐射单元，尤其是涉及具有多个固定分布规律放射源的可旋转式的伽玛射线辐射单元。
背景技术
现有的动态式伽玛射线辐射单元是在原先静态式辐射单元的基础上逐步改进而来的。医用伽玛射线辐射单元的工作原理是利用核辐射物质产生的大剂量射线对病变部位的病灶组织予以杀死，同时要保证病灶附近的健康组织不受伤害。为达到这一治疗目的，其结构上采用由一屏蔽体和安装在屏蔽体内的源体组成，源体上分布有多个放射源，每个放射源的射线通过其射线通道从径向方向对准一个公共焦点。原先的静态式辐射单元采用在源体上分布多个放射源，以便减少每个放射源的剂量，但位于焦点处的剂量却很大，足以杀死位于焦点出的病灶组织，而病灶附近的其他健康组织因受到的只是小剂量的辐射，在一定时间之内不会受到损害，这样既可达到治疗的目的又可以使健康组织不受损害。但静态式辐射单元体积大、加工成本高、造价昂贵。之后便出现了动态式的辐射单元，将静态的源体变为可以围绕源体中轴线作360°旋转的动态源体，采用旋转聚焦的工作原理，使装在旋转式源体上的多个放射源绕处于焦点的病灶中心作锥面旋转聚焦运动，每个放射源随源体旋转产生一个以公共焦点为顶点的旋转锥面，这样可以减少源体上放射源的数目，相应地每个放射源的剂量加大，使得处于焦点的病灶组织受到的是持续不断的大剂量照射，而通过调节源体的旋转速度使其他健康组织受到的只是断续的、瞬间的照射，从而既能达到治疗目的使健康组织不会受到损害，又大大减小了辐射单元的体积，使得辐射单元易于加工，大大降低了成本，易于推广应用。但同时又出现了另外的问题，若放射源布置不当将会造成部分放射源的回转半径过小或者造成两个或两个以上放射源旋转轨迹叠加或者部分叠加，必然造成健康组织受到近似于静态的持续的较大剂量照射而受到伤害；此外，因源体空间较小且焦点处于源体截平面内，因此只能局限于对头部的治疗。为克服这些缺点，中国专利CN1050062C公开了一种“旋转式伽玛射线辐射单元”，给出了源体上放射源的分布纬度在45°～90°之间，呈螺旋线状分布，且公共焦点落在源体的截平面以外，这样既改善了放射源的分布，也增大了焦点周围的空间，实现对身体任何部位的照射。但是该专利公开的方案只是给出了放射源分布的大概范围和原则性要求，而没有给出每个放射源的具体分布角度和具体定位尺寸，也没有给出螺旋线状分布是如何实现的。这样一方面增加了源体的加工难度和加工成本，而且不同批次源体上的放射源分布不够精确，不能实现互换；另一方面，其没有使放射源的分布实现最优化，不能使病灶组织得到治疗的同时使健康组织得到最好的保护。
发明内容
本实用新型就是为克服上述现有技术存在的上述缺陷，给出一种全新的、合理的放射源布置方案，从而实现放射源分布的最优化，使健康组织遭受最小的损害；
本实用新型的另一目的，给出每个放射源的具体定位角度，以简化源体加工、提高源体加工精度，实现不同批次源体间的互换，以减小加工成本。
本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：
一种旋转式伽玛射线辐射单元，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21和射线通道22，所述放射源装载腔21内装载有伽玛放射源4，伽玛放射源4发出的伽玛射线通过射线通道22，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8相联接，其特征在于：在源体2上设有多组放射源装载腔21，每组内又含有多个放射源装载腔21，在纬度方向上放射源装载腔分布在10°～50°之间，相邻两组相对应放射源装载腔的纬度呈等差数列分布，每组内相邻两个放射源装载腔的纬度也呈等差数列分布；在经度方向上放射源装载腔21分布在0°～360°内，组的排布方向与组内各放射源装载腔的排布方向相反，相邻两组相对应放射源装载腔的经度呈等差数列分布，每组内相邻两放射源装载腔的经度也呈等差数列分布。
所述的一种旋转式伽玛射线辐射单元，在所述的准直体3上设有与放射源装载腔21相同分布规律的若干组准直器31和一组屏蔽塞，准直器31的中间为射线通道32，不同组准直器射线通道的孔径各不相同。在中心轴6外套有一中心轴套7，中心轴6的下端与准直体3固定联接，上端与动力传动机构8相联接，中心轴套7下端与源体2固定联接，上端通过单向传动机构67与中心轴6相联接。
上述一种旋转式伽玛射线辐射单元，其放射源装载腔21的组数为2～15组，每组内又含有2～25个放射源装载腔，且放射源装载腔的总数为16～50间能被组数2～15整除的整数，相邻两组相对应放射源装载腔的纬度等差为0.8°～2.5°，每组内相邻两个放射源装载腔的纬度等差为1.6°～20°，相邻两组相对应放射源装载腔的经度等差为13.4°～179°，每组内相邻两放射源装载腔的经度等差为2°～25°，所述组间经度等差和组内经度等差，顺时针排列时等差为正值，逆时针排列时等差为负值。
上述一种旋转式伽玛射线辐射单元，所述的中心轴套7上端和中心轴6相联接的单向传动机构67为滚柱式定向离合器。准直体3上与放射源装载腔21相同分布规律的准直器31为4组，其孔径分别为3毫米、6毫米、10毫米和14毫米。
所述的一种旋转式伽玛射线辐射单元，优先选择其放射源装载腔(21)的组数为6，每组内又含有5个放射源装载腔，共有30个放射源装载腔，相邻两组相对应放射源装载腔的纬度等差为1°，每组内相邻两个放射源装载腔的纬度等差为6°；组按顺时针方向排列，组内各放射源装载腔(21)按逆时针排列，相邻两组相对应放射源装载腔的经度等差为59°，每组内相邻两放射源装载腔的经度等差为-6°。
本实用新型上述方案给出的放射源装载腔(即放射源)的定位分布规律，是申请人通过计算机优化设计并经过实践逐步摸索形成，采用本实用新型的上述技术方案，只要纬度和经度的等差选择得当，可以在有限的源体上最大限度地布置更多的放射源数目，每个放射源的活度更小，使得单束射线对正常组织损伤更小；还可以最大限度地实现相邻放射源之间的距离更大、更合理，使得相邻射线束之间的交叉部分更少，在实现对病灶组织有效治疗的同时，最大限度地保护健康组织。
因为本实用新型上述方案给出了每个放射源的具体定位角度，从而便于加工、实现互换性，进一步减小了加工成本。
附图说明
图1为本实用新型一种旋转式伽玛射线辐射单元一个实施例的结构示意图；
图2为图1所示旋转式伽玛射线辐射单元的放射源装载腔分布示意图；
图3为图1所示实施例一个放射源装载腔及其射线通道示意图；
图4为图1所示源体上每个放射源装载腔的具体定位角度列表。
具体实施方式
如图1、图2所示的实施例，一种旋转式伽玛射线辐射单元包括具有公共中轴线的屏蔽体1、源体2、准直体3和可沿中轴线作360°旋转的中心轴6。
屏蔽体1的形状为空心半球体，内部安装源体2，其内表面与源体2的外表面相配合，其作用在于防止源体2上的放射源4对环境的辐射。
源体2的形状也为空心半球体，源体2的外表面与屏蔽体1的内表面相吻合。源体2上按规律分布有30个放射源装载腔21及射线通道22，放射源装载腔内安装预准直器23，预准直器23中放有伽玛射线放射源4，伽玛射线放射源4发出的射线通过射线通道22对准一个公共焦点5，焦点5位于辐射单元的中轴线上。源体2上设有若干组放射源装载腔，每组内又含有若干个放射源装载腔，每相邻两组内相对应的放射源装载腔纬度和经度呈等差数列分布，每组内相邻两放射源装载腔纬度和经度也分布呈等差数列分布，且组的分布方向和组内各放射源装载腔的分布方向相反。考虑到源体体积、加工和源体上每个放射源剂量，以及放射源的回转半径和运行轨迹的要求，上述各组数、组内点数、纬度和经度等差比较优选的范围为：放射源装载腔(21)的组数为2～15组，每组内又含有2～25个放射源装载腔，且放射源装载腔的总数为16～50间能被组数2～15整除的整数，相邻两组相对应放射源装载腔的纬度等差为0.8°～2.5°，每组内相邻两个放射源装载腔的纬度等差为1.6°～20°，相邻两组相对应放射源装载腔的经度等差为13.4°～179°，每组内相邻两放射源装载腔的经度等差为2°～25°，所述组间经度等差和组内经度等差，顺时针排列时等差为正值，逆时针排列时等差为负值。这样源体2上最多分布有50个放射源，最少分布有16个放射源，在10°～50°的纬度范围内，组间相对应两点纬度等差最小为0.8°、最大为2.5°；每组内最少含有两个放射源、最多含有25个放射源，则每组内两相邻放射源间纬度等差最大为20°、最小为1.6°。源体2上分布放射源的组数最少为2、最多为25，则组间相邻两放射源经度等差绝对值最大为179°、最小为13.4°；组内每两相邻放射源的经度等差绝对值最小为2°、最大为25°。其中最优先的方案为：源体2上设有30个放射源装载腔，共分为6组，每组又含有5个放射源装载腔，放射源装载腔的编号从低纬度向高纬度按顺时针方向依次为1、2、…、30，各组按顺时针排布，组内各点从低纬度到高纬度按逆时针排布，相邻两组上相对应放射源装载腔纬度等差设定为1°、经度等差设定为+59°，则每组内相邻放射源装载腔纬度等差为为6°，经度等差为-6°。选取第一组第一点的起始纬度值为14°，则第二组第一点的纬度为14°+组间等差(+1°)＝15°，…，依次类推得出各组第一点的纬度值；第一组内第二点的纬度为14°+组内等差(+6°)＝20°，第二组第二点的纬度值为20°+组间等差(+1°)＝21°，或者为15°+组内等差(+6°)＝21°，…，依次类推即可得出各组各点的纬度值；6组放射源装载腔在经度方向分布在0°～360°内，选取第一组第一点经度值为90°，则依顺时针方向第二组第一点经度值为90°+组间等差(+59°)＝149°，…，依次类推得出各组第一点经度值；依逆时针方向，第一组第二点经度值为90°+组内等差(-6°)＝84°，则第二组第二点经度值为84°+组间等差(+59°)＝143°，或者为149°+组内等差(-6°)＝143°，…，依次类推得出各组各点经度值。按照上述分布规律得出图1、图2所示实施例的各放射源装载腔的定位角度如图4的列表。
准直体3安装在源体2的内部，在准直体上分布有与放射源装载腔21相同分布规律的准直器31共4组、屏蔽塞1组，准直器中间为射线通道32，其孔径分别为3mm、6mm、10mm和14mm，准直器的孔径根据不同的治疗需要来选择，当不用时选用屏蔽塞以防止射线对环境污染。
如图3所示，放射源装载腔21内安装有预准直器23，预准直器23内放置放射源4，该放射源可采用钴(Co)，钴放出的射线通过源体2上射线通道22和准直器31中间的射线通道32对准位于辐射单元中轴线上的焦点5，实现对病灶部位的治疗。
沿辐射单元中轴线装有一个可旋转的中心轴6，中心轴5外套有一个中心轴套6，中心轴5下端与准直体3固定联接，上端与动力传动机构8相联接，中心轴套6下端与源体2固定联接，中心轴套上端通过单向传动机构67与中心轴6相联接，单向传动机构67选用滚柱式定向离合器，该离合器的爪轮固定在中心轴6上，套筒与中心轴套固定联接，则中心轴顺时针旋转时，离合器接合带动套筒和中心轴套同步旋转，从而实现源体和准直体同步旋转；当中心轴逆时针旋转时，离合器分离，准直体旋转而源体不动，从而实现对准直器31孔径或者屏蔽塞的选择。
本实用新型上述实施例以纬度最低点为第一点，该点所在的组为第一组，然后按照顺时针方向依次为第二组、第三组、…；在每组中以纬度最低点为每组的第一点，然后按照纬度从低到高依次为一组内的第二点、第三点，…；相对应点是指不同组中编号相连的点。
上述实施例只在于对本实用新型的理解，不视为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的基础上作出的任何变通的、不经创造性劳动的方案均属于本实用新型的保护范围，本实用新型以权利要求所述的方案为准。
Claims (7)
1、一种旋转式伽玛射线辐射单元，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(21)和射线通道(22)，所述放射源装载腔(21)内装载有伽玛放射源(4)，伽玛放射源(4)发出的伽玛射线通过射线通道(22)，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(8)相联接，其特征在于：在源体(2)上设有多组放射源装载腔(21)，每组内又含有多个放射源装载腔(21)，在纬度方向上放射源装载腔分布在10°～50°之间，相邻两组相对应放射源装载腔的纬度呈等差数列分布，每组内相邻两个放射源装载腔的纬度也呈等差数列分布；在经度方向上放射源装载腔(21)分布在0°～360°内，组的排布方向与组内各放射源装载腔的排布方向相反，相邻两组相对应放射源装载腔的经度呈等差数列分布，每组内相邻两放射源装载腔的经度也呈等差数列分布。
2、根据权利要求1所述的一种旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：在所述的准直体(3)上设有与放射源装载腔(21)相同分布规律的若干组准直器(31)和一组屏蔽塞，准直器(31)的中间为射线通道(32)，不同组准直器射线通道的孔径各不相同。
3、根据权利要求2所述的一种旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：在中心轴(6)外套有一中心轴套(7)，中心轴(6)的下端与准直体(3)固定联接，上端与动力传动机构(8)相联接，中心轴套(7)下端与源体(2)固定联接，上端通过单向传动机构(67)与中心轴(6)相联接。
4、根据权利要求3所述一种旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：放射源装载腔(21)的组数为2～15组，每组内又含有2～25个放射源装载腔，且放射源装载腔的总数为16～50间能被组数2～15整除的整数，相邻两组相对应放射源装载腔的纬度等差为0.8°～2.5°，每组内相邻两个放射源装载腔的纬度等差为1.6°～20°，相邻两组相对应放射源装载腔的经度等差为13.4°～179°，每组内相邻两放射源装载腔的经度等差为2°～25°，所述组间经度等差和组内经度等差，顺时针排列时等差为正值，逆时针排列时等差为负值。
5、根据权利要求3所述一种旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：所述的中心轴套(7)上端和中心轴(6)相联接的单向传动机构(67)为滚柱式定向离合器。
6、、根据权利要求4所述一种旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：准直体(3)上与放射源装载腔(21)相同分布规律的准直器(31)为4组，其孔径分别为3毫米、6毫米、10毫米和14毫米。
7、根据权利要求4所述一种旋转式伽玛射线辐射单元，其特征在于：放射源装载腔(21)的组数为6，每组内又含有5个放射源装载腔，共有30个放射源装载腔，相邻两组相对应放射源装载腔的纬度等差为1°，每组内相邻两个放射源装载腔的纬度等差为6°；组按顺时针方向排列，组内各放射源装载腔(21)按逆时针排列，相邻两组相对应放射源装载腔的经度等差为59°，每组内相邻两放射源装载腔的经度等差为-6°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN CITY AOWO MEDICINE NEW TECHNOLOGY DEVELO Free format text: FORMER OWNER: AOWO INTERNATIONAL SCIECE + TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. SHENZHEN Effective date: 20070302 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20070302 Address after: 2203 room 30, electronic science and technology building, No. 518031 Shennan Road, Guangdong, Shenzhen Patentee after: Shenzhen Aowo Medical New Technology Development Co.,Ltd. Address before: 22 building A, building 518031, electronic science and technology building, Shennan Middle Road, Shenzhen, Guangdong Patentee before: Aowo International Science & Tech. Development Co., Ltd. Shenzhen City |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Guangdong city of Shenzhen province Futian District Honghua road Futian Free Trade Zone Changping Business Building Room 2515, zip code: 518038 Patentee after: Shenzhen Aowo Medical New Technology Development Co.,Ltd. Address before: Room 2203, electronic technology building, No. 30 Shennan Middle Road, Guangdong, Shenzhen Province, 518031 Patentee before: Shenzhen Aowo Medical New Technology Development Co.,Ltd. |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Nanshan District Shenzhen City, Guangdong Province, 518057 North Road No. 9116 Fu technology building block B 8 room 801-803805-811 Patentee after: Shenzhen Aowo Medical New Technology Development Co.,Ltd. Address before: 518038 Guangdong city of Shenzhen province Futian District Honghua road Futian Free Trade Zone Changping Business Building Room 2515 Patentee before: Shenzhen Aowo Medical New Technology Development Co.,Ltd. |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20121210 Granted publication date: 20031210 |