WO2016061877A1 - 放射治疗系统 - Google Patents

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WO2016061877A1
WO2016061877A1 PCT/CN2014/093215 CN2014093215W WO2016061877A1 WO 2016061877 A1 WO2016061877 A1 WO 2016061877A1 CN 2014093215 W CN2014093215 W CN 2014093215W WO 2016061877 A1 WO2016061877 A1 WO 2016061877A1
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WO
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radiation therapy
arm
sliding
disposed
power unit
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PCT/CN2014/093215
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Inventor
孙立宁
张峰峰
匡绍龙
Original Assignee
苏州大学张家港工业技术研究院
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1081—Rotating beam systems with a specific mechanical construction, e.g. gantries
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    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1069—Target adjustment, e.g. moving the patient support

Definitions

  • the present invention relates to a radiation therapy medical device, and more particularly to a radiation therapy system.
  • Tumors are one of the major diseases that endanger human health. At present, there are three main methods for treating tumors: surgery, radiation and drug therapy. Among them, the use of radiation to destroy the lesions is a widely used method in radiology. The World Health Organization reports that 45% of tumors can be cured, of which radiation therapy can be cured. The tumor reached 18%. Equipment using high-energy electromagnetic radiation (X-radiation, gamma radiation) or particle radiation (electrons, protons, carbon ions) is used for this purpose.
  • X-radiation, gamma radiation high-energy electromagnetic radiation
  • particle radiation electros, protons, carbon ions
  • Cida Patent Application No. CN200710005399.2 discloses a radiation therapy system including a flip drive unit, an O-ring, a mobile gantry, a head sway device, and an illuminating device, wherein the illuminating device is in radiotherapy
  • the therapeutic radiation is irradiated under the control of the device controller, and the therapeutic radiation can be irradiated to the isocenter from any direction by movement and rotation;
  • the inversion driving unit supports the 0 ring on the base support, so that the 0 ring can rotate around the rotating axis, and the radiation
  • the treatment device further includes a mobile drive unit that rotates the mobile gantry about the axis of rotation under the control of the radiation therapy device controller; however, such a radiation therapy system has more controllable degrees of freedom in the radiotherapy process, but The quality of the ring is usually large.
  • the G-arm slide is installed in the track, the track is installed on the sky rail or the ground on the ceiling of the treatment room, the G-arm can be used for lifting movement, and the G-arm slide can guide the two groups of X.
  • the ray source and the X-ray dynamic flat panel detector do more than 90 degrees of motion.
  • the G-shaped arm can rotate ⁇ 90° around the G-arm axis and can swing ⁇ 15° back and forth around the G-arm pitch axis.
  • G The image of the arm-shaped image system is usually large but installed on the ceiling. It not only imposes high requirements on the support capacity of the ceiling, but also is inconvenient to install and disassemble. At the same time, the upper support makes the G-arm easy to appear during the rotation process. A large degree of shaking affects the accuracy of radiotherapy.
  • the range of the field is limited, and the maximum field range is usually 40cm. Actually, some patients need radiotherapy to have a long strip shape with a length of 60 cm (such as spinal cord cancer). For lesions that exceed the maximum field range of the device, It can be treated step by step by means of field segmentation, but inevitably there will be overlapping areas of the field or some areas of the disease are not irradiated, affecting the efficacy, and the efficiency is very low, the existing radiotherapy bed is difficult to achieve large
  • the location of the tumor is randomly distributed, and it is very likely to be blocked by other organs. It is necessary to adjust the posture of the treatment bed to match the treatment of the treatment head to achieve the best. Therapeutic effect, to avoid damage to healthy tissue, and the existing radiotherapy bed is difficult to achieve a wide range of angles, posture adjustment
  • the technical problem to be solved by the present invention is to solve the problem that no instrument in the prior art can realize the five-degree-of-freedom control radiotherapy process, the control precision is high and the stability is high, and the space posture of the radiotherapy bed is flexible. The problem of high positioning accuracy.
  • the present invention provides a radiation therapy system including a five-degree-of-freedom 0-arm radiation therapy system and a six-degree-of-freedom parallel radiation therapy bed, wherein
  • the five-degree-of-freedom 0-arm radiation therapy system includes a 0-arm motion mechanism, a linear accelerator device, a radiation dose detecting device, and a dual X-ray image positioning mechanism
  • the 0-arm motion mechanism includes a 0-arm , an accelerator displacement device, a rotational displacement device, a reverse displacement device, a horizontal lateral displacement device, and a horizontal longitudinal displacement device
  • the horizontal longitudinal displacement device includes a first sliding rail disposed on both sides of the 0-shaped arm, a first sliding seat, And a first power unit that drives the first sliding seat to slide relative to each other on the first sliding rail, the first sliding rail and the first sliding seat are two groups
  • the horizontal lateral displacement device comprises a first sliding seat a second sliding rail, a second sliding seat, and a second power unit that drives the second sliding seat to slide relative to each other on the second sliding rail, wherein the second sliding rail and the second sliding bracket are two groups, the second The sliding seat and the sliding direction of the first sliding seat are perpendicular to each other;
  • the six-degree-of-freedom parallel radiation therapy bed includes a base assembly, a link assembly, and a bed assembly, wherein the base assembly includes a base, a plurality of slide rails disposed side by side on the base, and is fixed on the base a power unit; a connecting rod assembly, comprising a sliding seat and a connecting rod, wherein the sliding seat is relatively slid on the sliding rail under the driving of the power unit, and the bottom end of the connecting rod is connected to the sliding seat
  • the bed board assembly includes a main bed board, and a top end of the connecting rod is rotatably connected to the main bed board.
  • a side surface of the 0-shaped arm is provided with a plurality of annular sliding slots, and both sides of the front and rear ends of the flipping seat are fixed with a limiting plate, and the inner side of the limiting plate is provided with a card.
  • a slider that slides in the chute and slides relative to each other.
  • the first power unit includes a first servo motor, a first screw rod and a first screw sleeve, and the first screw rod is disposed at an output end of the first servo motor, and
  • the first sliding rails are parallel to each other, the first screw sleeve is fixed at the bottom of the first sliding seat, and the first screw sleeve is relatively rotated on the first screw.
  • the second power unit includes a second servo motor, a second screw rod and a second screw sleeve, and the second screw rod is disposed at an output end of the second servo motor, and
  • the second sliding rails are parallel to each other, the second screw sleeve is fixed at the bottom of the second sliding seat, and the second screw sleeve is relatively rotated on the second screw.
  • the third power unit includes a third servo motor fixed on the second sliding seat, and the turning seat is fixed at an output end of the third servo motor.
  • the fourth power unit includes a fourth servo motor fixed on the flip seat, and a driving gear disposed at the output end of the fourth servo motor, and the outer side of the 0-arm is provided with a timing belt.
  • the fourth servo motor drives the relative displacement of the 0-shaped arm on the flip seat by the cooperation of the driving gear and the timing belt.
  • the accelerator displacement device includes a seat plate fixed on the 0-shaped arm, a fifth servo motor fixed on the seat plate, a plurality of third screw rods vertically fixed at the bottom of the seat plate, and fixed to the linear accelerator a plurality of third screw sleeves on the device, the third screw sleeves relatively rotating on the third screw rods.
  • the slide rails are six, wherein three slide rails are disposed in parallel on the front side top surface of the base, and the other three slide rails are disposed in parallel on the rear side top surface of the base, and the connecting rod assembly
  • the six sets, and the six sets of the sliders of the link assembly slide relative to each other on the corresponding slide rails.
  • the base assembly further includes a bearing support disposed on the front side and the rear top surface of the base, and a screw disposed parallel to the slide rail, wherein the top surface of the base is located at the slide rail end Set between the parts a power unit, one end of the screw rod is disposed on the bearing support through a bearing, and the other end of the screw rod is connected to the power unit; the bottom of the sliding seat is provided with a silk sleeve, the wire The female sleeve rotates relative to the lead screw.
  • the bottom of the connecting rod is rotatably connected to the sliding seat through a first cross shaft, and the bottom of the connecting rod is rotatably connected to the bottom of the main bed board through a second cross shaft.
  • first cross shaft and the bottom of the connecting rod, between the first cross shaft and the sliding seat, between the second cross shaft and the top of the connecting rod, and the second cross shaft and the main bed board Bearings are provided between the bottom Hook hinges.
  • the connecting rod includes an upper link and a lower link, a thrust bearing is disposed between a top end of the lower link and a bottom end of the upper link, and a bottom end of the lower link is further disposed There is an end cover for limiting the relative position of the upper link and the lower link, and a copper sleeve matching the bottom of the upper link is further disposed outside the top end of the lower link.
  • the bed assembly further includes an intermediate bed plate, the intermediate bed plate is fixedly connected to the main bed plate, the main bed plate is a metal main bed plate, and the intermediate bed plate is a carbon fiber intermediate bed plate.
  • the bed board assembly further includes an additional bed board, and the additional bed board is fixed to an end of the intermediate bed board by a suspension fixing member.
  • the present invention has at least the following advantages: In the five-degree-of-freedom 0-arm radiotherapy system, the first power unit drives the displacement of the 0-arm in the horizontal longitudinal direction, and the second power unit drives the 0-arm along the horizontal level.
  • the omnidirectional multi-angle radiation therapy process can be realized, and the control precision is high and the stability is high; the double X-ray image positioning mechanism is used in the kilovolt (kV) by the X-ray imaging method.
  • the radiation in the energy range is performed, and the radiation used in the radiation therapy by the linear accelerator device and the radiation dose detecting device is in the energy range of megavolts (MV).
  • the six-degree-of-freedom parallel radiotherapy bed overcomes the defects of the inflexible spatial position, low positioning accuracy and poor carrying capacity of the existing radiotherapy bed, and the radiation therapy system of the invention has flexible posture, high positioning precision and bearing Strong ability to meet the requirements of precision radiotherapy. .
  • FIG. 1 is a front elevational view of a radiation therapy system of the present invention
  • FIG. 2 is a rear elevational view of the radiation therapy system of the present invention
  • Figure 3 is a side elevational view of the radiation therapy system of the present invention.
  • Figure 4 is a partial enlarged view of a portion A of Figure 1;
  • Figure 5 is a partial enlarged view of a portion B of Figure 2;
  • FIG. 6 is a partial enlarged view of a portion C of FIG. 3; [0030] FIG.
  • FIG. 7 is a schematic structural view of a six-degree-of-freedom parallel radiotherapy bed in the radiation therapy system of the present invention.
  • Figure 8 is a side elevational view of a six degree of freedom parallel radiotherapy bed in a radiation therapy system of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic structural view of a link assembly in a radiation therapy system of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic structural view of a connection between an upper link and a lower link in the radiation therapy system of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic structural view of a junction between an intermediate bed plate and an additional bed plate in the radiation therapy system of the present invention.
  • first and second are used for descriptive purposes only, and are not to be construed as indicating or implying a relative importance or implicitly indicating the number of technical features indicated.
  • features defining “first” and “second” may explicitly or implicitly include one or more of the features.
  • the meaning of “plurality” is two or more, unless specifically defined otherwise.
  • the "first" or “under” of the second feature may include direct contact of the first and second features, and may also include the first sum, unless otherwise specifically defined and defined.
  • the second feature is not in direct contact but through additional features between them.
  • the first feature “above”, “above” and “above” the second feature includes the first feature directly above and above the second feature, or merely indicating that the first feature level is higher than the second feature.
  • the first feature “below”, “below” and “below” the second feature includes the first feature directly below and below the second feature, or merely indicates that the first feature level is less than the second feature
  • the radiation therapy system of the present invention comprises a five-degree-of-freedom 0-arm radiation therapy system and a six-degree-of-freedom parallel radiation therapy bed, wherein the five-degree-of-freedom 0-arm radiation therapy system includes 0 Arm movement mechanism, linear accelerator device 101, radiation dose detecting device 102 and dual X-ray image positioning mechanism, 0-arm movement mechanism including 0-arm 201, accelerator displacement device, rotational displacement device, flipping displacement device, horizontal lateral displacement The device, and the horizontal longitudinal displacement device.
  • the horizontal longitudinal displacement device includes a first sliding rail 211 disposed on both sides of the 0-shaped arm, a first sliding seat 212, and a first power unit that drives the first sliding seat 212 to slide relative to each other on the first sliding rail 211 213, the first sliding rail 21 1 and the first sliding seat 212 are two groups;
  • the first power unit is implemented in various manners, for example, 1) using a hydraulic cylinder pushing manner, the first power unit is a hydraulic cylinder, the first sliding The seat is arranged at the output end of the hydraulic cylinder, and the relative sliding of the first sliding seat is pushed by the hydraulic cylinder; 2) the tooth is engaged by the tooth, the first power unit is a motor, and the output end of the motor is provided with a gear, the first sliding seat a tooth that cooperates with the gear is provided, and the relative sliding of the first sliding seat is driven by the rotation of the gear; 3) the first power unit comprises a first servo motor, a first screw rod 214 and a first wire by means of a screw rod rod
  • the above is only a preferred embodiment of the first power unit, and is not intended to limit the present invention. It should be noted that The first power unit that drives the first sliding seat to slide relative to each other on the first sliding rail should fall within the protection scope of the present invention. In addition, since the first power unit is provided by the horizontal longitudinal displacement device on one side of the 0-arm, the first power unit is set to one or two groups.
  • the horizontal lateral displacement device includes a second sliding rail 221 disposed on the first sliding seat 212, a second sliding seat 222, and a second power driving the second sliding seat 222 to slide relative to each other on the second sliding rail 221
  • the unit 223, the second sliding rail 221 and the second sliding seat 222 are two groups, and the sliding directions of the second sliding seat 222 and the second sliding seat 212 are perpendicular to each other;
  • the second power unit is implemented in various ways, for example, 1)
  • the hydraulic cylinder is driven by the second power unit being a hydraulic cylinder, the second sliding seat is disposed at the output end of the hydraulic cylinder, and the second sliding seat is driven by the hydraulic cylinder; 2) the tooth is engaged, the second power is
  • the unit is a motor, the output end of the motor is provided with a gear, the second sliding seat is provided with a tooth that cooperates with the gear, and the relative sliding of the second sliding seat is driven by the rotation of the gear; 3) the method of using the screw rod, the second The power
  • the second lead screw 224 is disposed at an output end of the second servo motor and parallel to the second slide rail 221
  • the second lead screw sleeve is fixed to the bottom of the second sliding seat 222, and the second screw sleeve is relatively rotated on the second screw rod 224.
  • the above is only a preferred embodiment of the second power unit, and is not intended to limit the present invention. It should be noted that any first power unit capable of driving the first sliding seat to slide relative to the first sliding rail should fall. The scope of protection of the present invention.
  • the second power unit is provided by the horizontal lateral displacement means of one side of the 0-arm, the second power unit is set to one or two groups.
  • the inversion displacement device includes a third power unit 231 disposed on the second sliding seat 222 and used to invert the rotational displacement device, and the turning plane of the rotating displacement device and the sliding direction of the second sliding seat 222 are perpendicular to each other;
  • the implementation manner is various, for example, connecting the driven gear on the rotary displacement device, and setting the driving gear at the output end of the third power unit, and controlling by gear meshing; relatively simple, controlling by rotating the motor
  • the third power unit includes a third servo motor fixed to the second carriage, and the flip seat is fixed to the output end of the third servo motor.
  • the third power unit is provided by the reverse power displacement device on one side of the 0-arm, the third power unit is set to one or two groups.
  • the rotational displacement device includes a flip seat 241 disposed at an output end of the third power unit 231, and a fourth power unit 242, the 0-arm 201 is disposed between the two sets of flip seats 241, and the fourth power unit 242 is used for driving The relative displacement of the 0-arm 201 on the flipping seat 241; the rotational displacement device has a plurality of implementations for the rotational driving of the 0-arm, which is relatively simple and stable, and the fourth power unit includes a fourth servo fixed to the flipping seat 241.
  • the motor, and the driving gear 243 disposed at the output end of the fourth servo motor, the outer side of the 0-arm 201 is provided with a timing belt 244.
  • the fourth servo motor cooperates with the timing belt 244 by the driving gear 243 to drive the 0-arm 201.
  • the relative displacement on the flip 241 is reversed.
  • the above is only a preferred embodiment of the rotational displacement device, and is not intended to limit the present invention. It should be noted that any rotational displacement device capable of driving the rotation of the 0-arm is intended to fall within the scope of the present invention.
  • the five-degree-of-freedom 0-arm radiotherapy system of the present invention has a plurality of annular chutes 245 disposed on the side of the 0-arm 201, and the flip seat
  • the limiting plate 246 is fixed on both sides of the front and rear ends of the 241, and the inner side of the limiting plate 246 is provided with a slider that is fitted in the sliding groove and relatively slid.
  • the fourth power unit since the fourth power unit is provided by the rotational displacement device on one side of the 0-arm, the fourth power unit can be set to one or two groups.
  • the linear accelerator device 101 is mounted on the 0-arm 201 by an accelerator displacement device for driving the relative displacement of the linear accelerator device 101 toward the center position of the 0-arm 201, and the radiation dose detecting device 102 is disposed at the 0-arm.
  • the dual X-ray image positioning mechanism includes an X-ray emitter 103 disposed on the 0-arm 201, and an X-ray emitter 103 disposed on the 0-arm 201
  • the side X-ray receiver 104, the X-ray emitter 103 and the X-ray receiver 104 are two groups.
  • the accelerator displacement device has various implementations and is relatively simple and stable.
  • the accelerator displacement device includes a seat plate 251 fixed on the 0-shaped arm, a fifth servo motor 252 fixed on the seat plate, and a plurality of first fixed vertically on the bottom of the seat plate.
  • the above is only a preferred embodiment of the accelerator displacement device, and is not intended to limit the present invention. It should be noted that any accelerator displacement device capable of driving the relative displacement of the linear accelerator device should fall within the scope of the present invention.
  • a six-degree-of-freedom parallel radiotherapy bed in a radiation therapy system of the present invention includes a base assembly 3, a link assembly 4, and a bed assembly 5, wherein the base assembly 3 includes a base 301, side by side. a plurality of slide rails 302 disposed on the base, and a power unit 303 fixed to the base; the linkage assembly 4 includes The sliding block 401 and the connecting rod 402, the sliding block 401 are relatively slid on the sliding rail 302 under the driving of the power unit 303, and the bottom end of the connecting rod 402 is rotatably connected with the sliding seat 401; the bed board assembly 5 includes a main bed board 501, and the connecting rod 402 The top end is rotatably connected to the main bed 501; in order to achieve six degrees of freedom and multiple postures, the slide rails 302 are six, three of the slide rails 302 are arranged in parallel on the front side of the base 301, and the other three slides 302 are arranged in parallel. On the rear side top surface
  • the base assembly has various implementations, and any base assembly capable of driving the sliding slide relative to the sliding rail should fall within the protection scope of the present invention; for example, the power unit is set to be a cylinder or a hydraulic pressure. a cylinder, and connecting the output end of the cylinder and the hydraulic cylinder to the sliding seat; for the stability and precision of the control, the radiotherapy system of the present invention, the base assembly 3 further includes bearings disposed on the front side and the rear side of the base 301 The support 304 and the screw 305 disposed parallel to the slide rail 302, the slide rail 302 and the bearing support 304 are mounted on the boss of the top surface of the base 301, and the top surface of the base 301 is located at the middle of the top surface of the base 301 and is disposed between the ends of the slide rail 302.
  • the power unit 303 has one end of the lead screw 305 disposed on the bearing support through a bearing, and the other end of the lead screw 305 is drivingly connected to the power unit 303.
  • the power unit is relatively simply set as a servo motor; the bottom of the slide base 401 is provided with a silk mother a sleeve (not shown), the thread sleeve and the screw rod 305 are relatively rotated, and the servo motor is controlled to rotate forward or reverse by a computer system, and the control wire is controlled. Rotation, movement of the moving link and the hoist.
  • the bottom of the link 402 is rotatably connected to the slide 401 via the first cross shaft 403, and the bottom of the link 402 is passed.
  • the second cross shaft 404 is rotatably connected with the Hooke hinge 407 at the bottom of the main bed 501; at the same time, between the first cross shaft 403 and the bottom of the connecting rod 402, between the first cross shaft 403 and the sliding seat 401, and the second cross A bearing 408 is disposed between the shaft 404 and the top of the link 402, and between the second cross shaft 404 and the bottom hinge of the main bed 501.
  • the link 402 includes an upper link 405 and a lower link 406, and a thrust bearing 409 is disposed between the top end of the lower link 406 and the bottom end of the upper link 405, and the lower link 405
  • the bottom end of the lower link 405 is further provided with an end cover 410 for restricting the relative position of the upper link 405 and the lower link 406.
  • the outer side of the top end of the lower link 405 is further provided with a copper sleeve 411 matched with the bottom of the upper link 405; The circumferential position of the upper link is used to realize the axial positioning of the upper link by the thrust bearing, and the fastening of the upper link and the lower link by the end cover.
  • the bed assembly 5 further includes an intermediate bed plate 502 and an additional bed plate 503.
  • the intermediate bed plate is fixedly connected to the main bed plate, and the additional bed plate is fixed to the end of the intermediate bed plate by a suspension fixing member.
  • the bed plate is a metal main bed plate, and the middle bed plate is a carbon fiber intermediate bed plate; after the treatment head is irradiated, there is no metal material between the treatment head and the receiver below it, and the metal material affects the imaging in the receiver, in order to save carbon fiber material.
  • the bed plate is designed as a three-stage structure.
  • the main bed board is made of metal material
  • the middle bed board is made of carbon fiber material. The first two sections of the bed are connected by screws.
  • the workflow of the present invention is: 1) data acquisition and modeling: adjusting the 0-arm and the radiation therapy bed, acquiring multi-mode images through the X-ray double X-ray image positioning mechanism X-ray; establishing a mathematical model; The definition and scale of the positioning coordinate system are used to collect the physical dose parameters of the radiotherapy system; 2) Pre-treatment before radiotherapy: Multi-mode images and mathematical models are registered for multi-mode images, and then combined with the coordinate system to establish the model and Three-dimensional dynamic display, and then combined with the physical dose parameters of the radiotherapy system to design a radiotherapy program, according to the radiotherapy program and three-dimensional dynamic display to dynamically simulate the whole process of treatment; 3) treatment in radiotherapy: adjust the 0-arm, and then with the model and 3D dynamics The results of the display and the actual dose verification are combined to obtain the three-dimensional image localization and registration of the target in the treatment, intervention and correction during the treatment, and the correction is returned to the design of the radiotherapy plan; the intervention and correction during the treatment The whole process of dynamic simulation

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Abstract

本发明涉及一种放射治疗医用器械，尤其涉及一种放射治疗系统，包括五自由度O型臂放射治疗系统和六自由度并联放射治疗床，其中，五自由度O型臂放射治疗系统包括O型臂运动机构、直线加速器装置、辐射剂量检测装置及双X光机影像定位机构，O型臂运动机构包括O型臂、加速器位移装置、旋转位移装置、翻转位移装置、水平横向位移装置、以及水平纵向位移装置；双X光机影像定位机构包括X射线发射器和X射线接收器；六自由度并联放射治疗床包括底座组件、连杆组件、以及床板组件；本发明的放射治疗系统实现五自由度控制放射治疗过程、控制精度较高且稳定程度较高、放射治疗床空间位姿较为灵活且定位精度高。

Description

放射治疗系统
[0001] 本申请要求了申请日为 2014年 10月 20日， 申请号为 201410557823.4， 发明名称 为"放射治疗系统"的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请 中。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种放射治疗医用器械， 尤其涉及一种放射治疗系统。
背景技术
[0003] 肿瘤是危害人类健康的主要疾病之一。 目前治疗肿瘤的主要手段有三个： 手术 、 放射和药物治疗， 其中使用放射来破坏病变的组织是放射医学中广泛使用的 方法， 世界卫生组织报告有 45%的肿瘤可以治愈， 其中放射治疗可以治愈的肿瘤 达到 18%。 为此使用了利用高能电磁辐射 （X辐射、 伽马辐射） 或粒子辐射 （电 子、 质子、 碳离子） 的设备。 在放射治疗的过程中， 要求对患者精确定位以保 证使待照射的身体区域特别是待照射的肿瘤受到足够高的辐射剂量， 但同吋尽 可能少地损害患者的健康组织， 这一般地通过 X射线成像方法使用在千伏 （kV) 能量范围内的辐射来进行， 特别地通过计算机断层成像进行， 随后放射治疗中 使用的辐射则典型地位于兆伏 （MV) 的能量范围。
[0004] 中国专利申请号为 CN200710005399.2的发明专利， 公幵了一种放射治疗系统， 包括翻转驱动单元、 0环、 移动构台、 头摇摆装置以及照射装置， 其中， 照射装 置在放射治疗设备控制器的控制下照射治疗放射线， 该治疗放射线能够利用移 动和旋转从任一方向照射到等中心； 翻转驱动单元在基底支撑上支撑 0环， 使 0 环能绕着旋转轴进行旋转， 放射治疗设备还包括移动驱动单元， 该移动驱动单 元在放射治疗设备控制器的控制下围绕旋转轴旋转移动构台； 然而这种放射治 疗系统， 其放射治疗过程的可控自由度较多， 但是 0环的质量通常较大， 用于支 撑 0环的翻转驱动单元难以准确控制 0环的旋转， 再加上移动构台的旋转将导致 0环左右侧的质量分布不均， 控制精度难以得到有效的保证。 中国专利申请号为 CN201310115139.6的发明专利， 公幵了一种机器人无创放射治疗系统， 六自由 度 G形臂实吋影像系统由 G形臂、 G臂滑轨、 G臂转轴、 G臂俯仰轴和 G臂滑座依 次连接， X射线源和 X射线动态平板探测器为一组， 两组对应安装在 G形臂上， G 臂滑座安装在轨道中， 轨道安装在治疗室天花板上的天轨或地面上， G形臂可做 升降运动， G臂滑轨可弓 I导两组 X射线源和 X射线动态平板探测器做大于 90度的 运动， G形臂可绕 G臂转轴 ±90°转动， 可绕 G臂俯仰轴前后摆动 ±15°; 然而这种 放射治疗系统中， G形臂实吋影像系统质量通常较大却安装在天花板上， 不仅对 天花板的支撑能力提出较高要求、 且安装拆卸较为不便， 同吋， 上部支撑的方 式使得 G形臂在旋转过程中容易出现较大程度上的晃动， 影响放射治疗的精度。
[0005] 现有的放射治疗系统如上所述， 通常仅对照射装置进行设计， 使其具有多自由 度移动的特点， 而与放射治疗头配套使用的放射治疗床通常为固定或仅具有单 向移动的功能， 中国专利公告号为 CN202876109U的发明专利， 即公幵了一种这 样的放射治疗系统的治疗床， 包括纵向滑动床板、 纵向滑动导轨、 纵向滑动滑 块、 横向滑动床板、 检测探头、 升降床板、 基座， 纵向滑动床板位于纵向滑动 滑块的上方， 纵向滑动导轨与纵向滑动滑块滑动连接， 横向滑动床板位于纵向 滑动导轨的下方， 检测探头固定在横向滑动床板的一端， 升降床板位于横向滑 动床板的下方， 基座位于升降床板的下方； 然而现有的放射治疗床在使用过程 中存在多种问题： 1) 临床常规放疗装置如 X线机、 钻_60治疗机、 电子感应加 速器、 电子直线加速器、 回旋加速器等， 其射野范围有限， 最大射野范围通常 为 40cm， 实际有些病人需要放疗的病变区域呈长条形， 长度可达 60 cm (如脊髓 癌） ， 对于超出设备最大射野范围的病变区域虽然能用射野分段的方法逐段治 疗， 但不可避免地会有射野区域重叠或有些病变区域未能受到照射的现象， 影 响疗效， 而且效率很低， 现有的放射治疗床难以实现大范围位移的调节， 以满 足射野范围的要求； 2) 肿瘤所在的位置随机分布， 极有可能被其他的器官所遮 挡， 需要通过调整治疗床的位姿以配合治疗头治疗来达到最佳的治疗效果， 避 免健康组织受到破坏， 而现有的放射治疗床难以实现大范围角度、 位姿的调节
[0006] 有鉴于上述的缺陷， 本设计人， 积极加以研究创新， 以期创设一种新型结构的 放射治疗系统， 使其更具有产业上的利用价值。 技术问题
[0007] 本发明要解决的技术问题是解决现有技术中没有任何一种仪器可以实现五自由 度控制放射治疗过程、 控制精度较高且稳定程度较高、 放射治疗床空间位姿较 为灵活且定位精度高的问题。
问题的解决方案
技术解决方案
[0008] 为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种放射治疗系统， 包括五自由度 0型 臂放射治疗系统和六自由度并联放射治疗床， 其中，
[0009] 所述五自由度 0型臂放射治疗系统， 包括 0型臂运动机构、 直线加速器装置、 辐射剂量检测装置及双 X光机影像定位机构， 所述 0型臂运动机构包括 0型臂、 加速器位移装置、 旋转位移装置、 翻转位移装置、 水平横向位移装置、 以及水 平纵向位移装置； 所述水平纵向位移装置， 包括设置在 0型臂两侧的第一滑轨、 第一滑座、 以及驱动第一滑座在第一滑轨上相对滑动的第一动力单元， 所述第 一滑轨和第一滑座为两组； 所述水平横向位移装置， 包括设置在第一滑座上的 第二滑轨、 第二滑座、 以及驱动第二滑座在第二滑轨上相对滑动的第二动力单 元， 所述第二滑轨和第二滑座为两组， 所述第二滑座与第一滑座的滑动方向相 互垂直； 所述翻转位移装置， 包括设置在第二滑座上并用于翻转所述旋转位移 装置的第三动力单元， 所述旋转位移装置的翻转平面与所述第二滑座的滑动方 向相互垂直； 所述旋转位移装置， 包括设置在第三动力单元输出端的翻转座、 以及第四动力单元， 所述 0型臂设置在两组所述翻转座之间， 所述第四动力单元 用于驱动所述 0型臂在所述翻转座上的相对位移； 所述直线加速器装置通过所述 加速器位移装置安装在所述 0型臂上， 所述加速器位移装置用于驱动所述直线加 速器装置朝向所述 0型臂中心位置的相对位移， 所述辐射剂量检测装置设置在 0 型臂上相对所述直线加速器装置的另一侧； 所述双 X光机影像定位机构包括设置 在 0型臂上的 X射线发射器、 以及设置在 0型臂上相对 X射线发射器另一侧的 X射 线接收器， 所述 X射线发射器和 X射线接收器为两组，
[0010] 所述六自由度并联放射治疗床， 包括底座组件、 连杆组件、 以及床板组件， 其 中， 底座组件， 包括底座、 并排设置在底座上的多条滑轨、 以及固定在底座上 的动力单元； 连杆组件， 包括滑座以及连杆， 所述滑座在所述动力单元的驱动 下在所述滑轨上相对滑动， 所述连杆的底端与所述滑座转动相连； 床板组件， 包括主床板， 所述连杆的顶端与所述主床板转动相连。
[0011] 进一步的， 所述 0型臂的侧面设置有多个环形的滑槽， 所述翻转座的前后两端 的两侧均固定有限位板， 所述限位板的内侧设置有卡装在滑槽内并相对滑动的 滑块。
[0012] 进一步的， 所述第一动力单元包括第一伺服电机、 第一丝杆以及第一丝杆套， 所述第一丝杆设置在所述第一伺服电机的输出端、 并与所述第一滑轨相互平行 ， 所述第一丝杆套固定在第一滑座的底部， 所述第一丝杆套在第一丝杆上相对 转动。
[0013] 进一步的， 所述第二动力单元包括第二伺服电机、 第二丝杆以及第二丝杆套， 所述第二丝杆设置在所述第二伺服电机的输出端、 并与所述第二滑轨相互平行 ， 所述第二丝杆套固定在第二滑座的底部， 所述第二丝杆套在第二丝杆上相对 转动。
[0014] 进一步的， 所述第三动力单元包括固定在第二滑座上的第三伺服电机， 所述翻 转座固定在所述第三伺服电机的输出端。
[0015] 进一步的， 所述第四动力单元包括固定在翻转座上的第四伺服电机、 以及设置 在第四伺服电机输出端的主动齿轮， 所述 0型臂的外侧面设置有同步带， 所述第 四伺服电机通过主动齿轮与同步带的相互配合、 驱动所述 0型臂在翻转座上的相 对位移。
[0016] 进一步的， 所述加速器位移装置包括固定在 0型臂上的座板、 固定在座板上的 第五伺服电机、 垂直固定在座板底部的多个第三丝杆、 以及固定在直线加速器 装置上的多个第三丝杆套， 所述第三丝杆套在第三丝杆上相对转动。
[0017] 进一步的， 所述滑轨为六条， 其中三条滑轨平行设置在所述底座的前侧顶面， 另外三条滑轨平行设置在所述底座的后侧顶面， 所述连杆组件为六组， 并且六 组所述连杆组件的滑座在相应的滑轨上相对滑动。
[0018] 进一步的， 所述底座组件还包括设置在底座前侧与后侧顶面的轴承支座以及与 滑轨平行设置的丝杆， 所述底座的顶面中部并位于所述滑轨端部之间设置所述 动力单元， 所述丝杆的一端通过轴承设置在所述轴承支座上， 所述丝杆的另一 端与所述动力单元传动相连； 所述滑座的底部设置有丝母套， 所述丝母套与所 述丝杆相对转动。
[0019] 进一步的， 所述连杆的底部通过第一十字轴与所述滑座转动相连， 所述连杆的 底部通过第二十字轴与所述主床板底部的虎克铰转动相连。
[0020] 具体的， 所述第一十字轴与所述连杆底部之间、 第一十字轴与滑座之间、 第二 十字轴与连杆顶部之间、 以及第二十字轴与主床板底部虎克铰之间均设置有轴 承。
[0021] 进一步的， 所述连杆包括上连杆和下连杆， 所述下连杆的顶端与上连杆底端之 间设置有推力轴承， 并且所述下连杆的底端还设置有用于限制上连杆与下连杆 相对位置的端盖， 所述下连杆顶端外侧还设置有与上连杆底部相配合的铜套。
[0022] 进一步的， 所述床板组件还包括中间床板， 所述中间床板与所述主床板固定相 连， 所述主床板为金属主床板， 所述中间床板为碳纤维中间床板。
[0023] 进一步的， 所述床板组件还包括附加床板， 所述附加床板通过悬挂固定件固定 在所述中间床板的端部。
发明的有益效果
有益效果
[0024] 借由上述方案， 本发明至少具有以下优点： 五自由度 0型臂放射治疗系统中第 一动力单元驱动 0型臂沿水平纵向方向的位移， 第二动力单元驱动 0型臂沿水平 横向方向的位移， 第三动力单元驱动 0型臂实现翻转运动， 第四动力单元驱动 0 型臂实现沿中心位置的转动， 加速器位移装置驱动直线加速器装置沿朝向 0型臂 中心位置的相对移动， 这样， 通过五自由度的调节， 可以实现全方位多角度的 放射治疗过程， 控制精度较高且稳定程度较高； 双 X光机影像定位机构， 通过 X 射线成像方法使用在千伏 （kV) 能量范围内的辐射来进行， 直线加速器装置和 辐射剂量检测装置在放射治疗中使用的辐射位于兆伏 （MV) 的能量范围。 与此 同吋， 六自由度并联放射治疗床克服现有放射治疗床空间位姿不灵活、 定位精 度低、 承载能力差的缺陷， 本发明的放射治疗系统， 位姿灵活、 定位精度高、 承载能力强， 能够满足精确放射治疗的要求。 。 对附图的简要说明
附图说明
[0025] 图 1是本发明放射治疗系统的主视图；
[0026] 图 2是本发明放射治疗系统的后视图；
[0027] 图 3是本发明放射治疗系统的侧视图；
[0028] 图 4是图 1中 A部的局部放大图；
[0029] 图 5是图 2中 B部的局部放大图；
[0030] 图 6是图 3中 C部的局部放大图；
[0031] 图 7是本发明放射治疗系统中六自由度并联放射治疗床的结构示意图；
[0032] 图 8是本发明放射治疗系统中六自由度并联放射治疗床的侧视图；
[0033] 图 9是本发明放射治疗系统中连杆组件的结构示意图；
[0034] 图 10是本发明放射治疗系统中上连杆与下连杆连接处的结构示意图；
[0035] 图 11是本发明放射治疗系统中中间床板与附加床板连接处的结构示意图。
本发明的实施方式
[0036] 下面结合附图和实施例， 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实 施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。
[0037] 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语"中心"、 "纵向"、 "横向"、 "长度"、 " 宽度"、 "厚度"、 "上"、 "下"、 "前"、 "后"、 "左"、 "右"、 "竖直"、 "水平"、 "顶" 、 "底 ""内"、 "外"、 "顺吋针"、 "逆吋针"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， 仅是为了便于描述本发明和简化描述， 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 能理解为对本发明的限制。
[0038] 此外， 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。 在本发明的描述中， "多个" 的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。
[0039] 在本发明中， 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， 或成 一体； 可以是机械连接， 也可以是电连接； 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或两个元件的相互作用关系。 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发明中的具 体含义。
[0040] 在本发明中， 除非另有明确的规定和限定， 第一特征在第二特征之"上"或之" 下"可以包括第一和第二特征直接接触， 也可以包括第一和第二特征不是直接接 触而是通过它们之间的另外的特征接触。 而且， 第一特征在第二特征 "之上"、 " 上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方， 或仅仅表示第一特征 水平高度高于第二特征。 第一特征在第二特征 "之下"、 "下方 "和"下面"包括第一 特征在第二特征正下方和斜下方， 或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征
[0041] 参见图 1至图 6， 本发明的放射治疗系统， 包括五自由度 0型臂放射治疗系统和 六自由度并联放射治疗床， 其中， 五自由度 0型臂放射治疗系统， 包括 0型臂运 动机构、 直线加速器装置 101、 辐射剂量检测装置 102及双 X光机影像定位机构， 0型臂运动机构包括 0型臂 201、 加速器位移装置、 旋转位移装置、 翻转位移装置 、 水平横向位移装置、 以及水平纵向位移装置。
[0042] 水平纵向位移装置， 包括设置在 0型臂两侧的第一滑轨 211、 第一滑座 212、 以 及驱动第一滑座 212在第一滑轨 211上相对滑动的第一动力单元 213， 第一滑轨 21 1和第一滑座 212为两组； 第一动力单元的实现方式多种， 例如， 1) 采用液压油 缸推动的方式， 第一动力单元为液压油缸， 第一滑座设置在液压油缸的输出端 ， 通过液压油缸推动第一滑座的相对滑动； 2) 采用齿牙咬合的方式， 第一动力 单元为电机， 电机的输出端设置有齿轮， 第一滑座上设置有与齿轮相配合的齿 牙， 通过齿轮的转动带动第一滑座的相对滑动； 3) 采用丝杆的方式， 第一动力 单元包括第一伺服电机、 第一丝杆 214以及第一丝杆套 （未示出） ， 第一丝杆 21 4设置在第一伺服电机的输出端、 并与第一滑轨 211相互平行， 第一丝杆套固定 在第一滑座 212的底部， 第一丝杆套在第一丝杆 214上相对转动。 以上仅为第一 动力单元的优选实施方式， 并不用于限制本发明， 应当指出的是， 凡是能够实 现驱动第一滑座在第一滑轨上相对滑动的第一动力单元， 均应落入本发明的保 护范围。 另外， 由于 0型臂其中一侧的水平纵向位移装置， 设置第一动力单元即 可实现上述功能， 因而第一动力单元设置为一组或两组。
[0043] 水平横向位移装置， 包括设置在第一滑座 212上的第二滑轨 221、 第二滑座 222 、 以及驱动第二滑座 222在第二滑轨 221上相对滑动的第二动力单元 223， 第二滑 轨 221和第二滑座 222为两组， 第二滑座 222与第二滑座 212的滑动方向相互垂直 ； 第二动力单元的实现方式多种， 例如， 1) 采用液压油缸推动的方式， 第二动 力单元为液压油缸， 第二滑座设置在液压油缸的输出端， 通过液压油缸推动第 二滑座的相对滑动； 2) 采用齿牙咬合的方式， 第二动力单元为电机， 电机的输 出端设置有齿轮， 第二滑座上设置有与齿轮相配合的齿牙， 通过齿轮的转动带 动第二滑座的相对滑动； 3) 采用丝杆的方式， 第二动力单元包括第二伺服电机 、 第二丝杆 224以及第二丝杆套 （未示出） ， 第二丝杆 224设置在第二伺服电机 的输出端、 并与第二滑轨 221相互平行， 第二丝杆套固定在第二滑座 222的底部 ， 第二丝杆套在第二丝杆 224上相对转动。 以上仅为第二动力单元的优选实施方 式， 并不用于限制本发明， 应当指出的是， 凡是能够实现驱动第一滑座在第一 滑轨上相对滑动的第一动力单元， 均应落入本发明的保护范围。 另外， 由于 0型 臂其中一侧的水平横向位移装置， 设置第二动力单元即可实现上述功能， 因而 第二动力单元设置为一组或两组。
[0044] 翻转位移装置， 包括设置在第二滑座 222上并用于翻转旋转位移装置的第三动 力单元 231， 旋转位移装置的翻转平面与第二滑座 222的滑动方向相互垂直； 翻 转位移装置的实现方式多种， 例如， 在旋转位移装置上连接从动齿轮， 并在第 三动力单元的输出端设置主动齿轮， 通过齿轮啮合的方式进行控制； 较为简单 的， 通过电机转动的方式进行控制， 即， 第三动力单元包括固定在第二滑座上 的第三伺服电机， 翻转座固定在第三伺服电机的输出端。 以上仅为翻转位移装 置的优选实施方式， 并不用于限制本发明， 应当指出的是， 凡是能够实现驱动 翻转旋转位移装置的翻转位移装置， 均应落入本发明的保护范围。 另外， 由于 0 型臂其中一侧的翻转位移装置， 设置第三动力单元即可实现上述功能， 因而第 三动力单元设置为一组或两组。 [0045] 旋转位移装置， 包括设置在第三动力单元 231输出端的翻转座 241、 以及第四动 力单元 242， 0型臂 201设置在两组翻转座 241之间， 第四动力单元 242用于驱动 0 型臂 201在翻转座 241上的相对位移； 旋转位移装置对于 0型臂的旋转驱动， 实现 方式具有多种， 较为简单稳定的， 第四动力单元包括固定在翻转座 241上的第四 伺服电机、 以及设置在第四伺服电机输出端的主动齿轮 243， 0型臂 201的外侧面 设置有同步带 244， 第四伺服电机通过主动齿轮 243与同步带 244的相互配合、 驱 动 0型臂 201在翻转座 241上的相对位移。 以上仅为旋转位移装置的优选实施方式 ， 并不用于限制本发明， 应当指出的是， 凡是能够实现驱动 0型臂旋转的旋转位 移装置， 均应落入本发明的保护范围。 为了有效稳定 0型臂 201在翻转座 241上的 滑动、 以便准确控制， 本发明的五自由度 0型臂放射治疗系统， 0型臂 201的侧面 设置有多个环形的滑槽 245， 翻转座 241的前后两端的两侧均固定有限位板 246， 限位板 246的内侧设置有卡装在滑槽内并相对滑动的滑块。 另外， 由于 0型臂其 中一侧的旋转位移装置， 设置第四动力单元即可实现上述功能， 因而第四动力 单元设置为一组或两组。
[0046] 直线加速器装置 101通过加速器位移装置安装在 0型臂 201上， 加速器位移装置 用于驱动直线加速器装置 101朝向 0型臂 201中心位置的相对位移， 辐射剂量检测 装置 102设置在 0型臂 201上相对直线加速器装置 101的另一侧； 双 X光机影像定位 机构包括设置在 0型臂 201上的 X射线发射器 103、 以及设置在 0型臂 201上相对 X 射线发射器 103另一侧的 X射线接收器 104， X射线发射器 103和 X射线接收器 104 为两组。 加速器位移装置的实现方式具有多种， 较为简单稳定的， 加速器位移 装置包括固定在 0型臂上的座板 251、 固定在座板上的第五伺服电机 252、 垂直固 定在座板底部的多个第三丝杆 253、 以及固定在直线加速器装置上的多个第三丝 杆套 254， 第三丝杆套 254在第三丝杆 253上相对转动。 以上仅为加速器位移装置 的优选实施方式， 并不用于限制本发明， 应当指出的是， 凡是能够实现驱动直 线加速器装置相对位移的加速器位移装置， 均应落入本发明的保护范围。
[0047] 参见图 7至图 11， 本发明的放射治疗系统中六自由度并联放射治疗床， 包括底 座组件 3、 连杆组件 4、 以及床板组件 5， 其中， 底座组件 3包括底座 301、 并排设 置在底座上的多条滑轨 302、 以及固定在底座上的动力单元 303; 连杆组件 4包括 滑座 401以及连杆 402， 滑座 401在动力单元 303的驱动下在滑轨 302上相对滑动， 连杆 402的底端与滑座 401转动相连； 床板组件 5包括主床板 501， 连杆 402的顶端 与主床板 501转动相连； 为了实现六自由度、 多位姿灵活调整， 滑轨 302为六条 ， 其中三条滑轨 302平行设置在底座 301的前侧顶面， 另外三条滑轨 302平行设置 在底座的后侧顶面， 连杆组件 4为六组， 并且六组连杆组件 4的滑座 401在相应的 滑轨 302上相对滑动。
[0048] 应当说明的是， 底座组件的实施方式多样， 凡是能够实现驱动滑座在滑轨上相 对滑动的底座组件， 均应落入本发明的保护范围； 例如， 动力单元设置为气缸 或液压油缸， 并将气缸与液压油缸的输出端与滑座相连； 为了控制的稳定性和 精确度， 本发明的放射治疗系统， 底座组件 3还包括设置在底座 301前侧与后侧 顶面的轴承支座 304以及与滑轨 302平行设置的丝杆 305， 滑轨 302和轴承支座 304 安装在底座 301顶面的凸台上， 底座 301的顶面中部并位于滑轨 302端部之间设置 动力单元 303， 丝杆 305的一端通过轴承设置在轴承支座上， 丝杆 305的另一端与 动力单元 303传动相连， 动力单元较为简单的设置为伺服电机； 滑座 401的底部 设置有丝母套 （未示出） ， 丝母套与丝杆 305相对转动， 通过计算机系统控制不 同的伺服电机正转或反转， 控制丝杆的转动， 进而移动连杆的升降运动。
[0049] 为了实现连杆与滑座和主床板之间的自由转动， 本发明的放射治疗系统， 连杆 402的底部通过第一十字轴 403与滑座 401转动相连， 连杆 402的底部通过第二十 字轴 404与主床板 501底部的虎克铰 407转动相连； 同吋， 在第一十字轴 403与连 杆 402底部之间、 第一十字轴 403与滑座 401之间、 第二十字轴 404与连杆 402顶部 之间、 以及第二十字轴 404与主床板 501底部虎克铰之间均设置有轴承 408。
[0050] 本发明的放射治疗系统， 连杆 402包括上连杆 405和下连杆 406， 下连杆 406的顶 端与上连杆 405底端之间设置有推力轴承 409， 并且下连杆 405的底端还设置有用 于限制上连杆 405与下连杆 406相对位置的端盖 410， 下连杆 405顶端外侧还设置 有与上连杆 405底部相配合的铜套 411 ; 利用铜套实现上连杆的周向定位， 利用 推力轴承实现上连杆的轴向定位， 利用端盖实现上连杆、 下连杆的紧固。
[0051] 本发明的放射治疗系统， 床板组件 5还包括中间床板 502和附加床板 503， 中间 床板与主床板固定相连， 附加床板通过悬挂固定件固定在中间床板的端部， 主 床板为金属主床板， 中间床板为碳纤维中间床板； 在治疗头进行放射治疗吋， 治疗头与其下面的接收器之间不能有金属材料， 金属材料会影响在接收器内的 成像， 为了节省碳纤维材料， 将床板设计为三段结构。 主床板为金属材料， 中 间床板为碳纤维材料， 前两段床板通过螺钉连接在一起， 当治疗头部吋， 只需 要这两段床板即可。 当需要治疗胸腹部吋， 将附加床板安装吋， 由于不能采用 金属材料， 故通过类似卡扣结构连接两者， 安装和拆卸均旋转一定的角度即可 完成。
[0052] 本发明的工作流程为： 1) 数据采集和建立模型： 调整 0型臂以及放射治疗床， 通过 0型臂双 X光机影像定位机构 X线采集多模图像； 建立数学模型； 以定位坐 标系的定义和刻度， 进行放射治疗系统物理剂量参数的采集； 2) 放射治疗前的 预处理： 将多模图像和数学模型进行多模图像的配准， 再与坐标系结合建立模 型和三维动态显示， 然后结合放射治疗系统物理剂量参数设计制定放疗方案， 根据放疗方案和三维动态显示来动态模拟治疗全过程； 3) 放射治疗中的处理： 调整 0型臂， 再与模型和三维动态显示、 实吋剂量验证的结果相结合得到治疗中 靶区三维图像定位与配准， 进行治疗过程中的干预与修正， 并将修正情况返回 放疗方案设计制定步骤； 治疗过程中的干预与修正与动态模拟治疗全过程共同 控制进行自动跟踪定位照射。
[0053] 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 并不用于限制本发明， 应当指出， 对于 本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以 做出若干改进和变型， 这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种放射治疗系统， 其特征在于： 包括五自由度 0型臂放射治疗系 统和六自由度并联放射治疗床， 其中，
所述五自由度 0型臂放射治疗系统， 包括 0型臂运动机构、 直线加 速器装置、 辐射剂量检测装置及双 X光机影像定位机构， 所述 0型 臂运动机构包括 0型臂、 加速器位移装置、 旋转位移装置、 翻转位 移装置、 水平横向位移装置、 以及水平纵向位移装置； 所述水平 纵向位移装置， 包括设置在 0型臂两侧的第一滑轨、 第一滑座、 以 及驱动第一滑座在第一滑轨上相对滑动的第一动力单元， 所述第 一滑轨和第一滑座为两组； 所述水平横向位移装置， 包括设置在 第一滑座上的第二滑轨、 第二滑座、 以及驱动第二滑座在第二滑 轨上相对滑动的第二动力单元， 所述第二滑轨和第二滑座为两组 ， 所述第二滑座与第一滑座的滑动方向相互垂直； 所述翻转位移 装置， 包括设置在第二滑座上并用于翻转所述旋转位移装置的第 三动力单元， 所述旋转位移装置的翻转平面与所述第二滑座的滑 动方向相互垂直； 所述旋转位移装置， 包括设置在第三动力单元 输出端的翻转座、 以及第四动力单元， 所述 0型臂设置在两组所述 翻转座之间， 所述第四动力单元用于驱动所述 0型臂在所述翻转座 上的相对位移； 所述直线加速器装置通过所述加速器位移装置安 装在所述 0型臂上， 所述加速器位移装置用于驱动所述直线加速器 装置朝向所述 0型臂中心位置的相对位移， 所述辐射剂量检测装置 设置在 0型臂上相对所述直线加速器装置的另一侧； 所述双 X光机 影像定位机构包括设置在 0型臂上的 X射线发射器、 以及设置在 0 型臂上相对 X射线发射器另一侧的 X射线接收器， 所述 X射线发射 器和 X射线接收器为两组，
所述六自由度并联放射治疗床， 包括底座组件、 连杆组件、 以及 床板组件， 其中， 底座组件， 包括底座、 并排设置在底座上的多 条滑轨、 以及固定在底座上的动力单元； 连杆组件， 包括滑座以 及连杆， 所述滑座在所述动力单元的驱动下在所述滑轨上相对滑 动， 所述连杆的底端与所述滑座转动相连； 床板组件， 包括主床 板， 所述连杆的顶端与所述主床板转动相连。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述 0型臂的 侧面设置有多个环形的滑槽， 所述翻转座的前后两端的两侧均固 定有限位板， 所述限位板的内侧设置有卡装在滑槽内并相对滑动 的滑块。
[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述第一动力 单元包括第一伺服电机、 第一丝杆以及第一丝杆套， 所述第一丝 杆设置在所述第一伺服电机的输出端、 并与所述第一滑轨相互平 行， 所述第一丝杆套固定在第一滑座的底部， 所述第一丝杆套在 第一丝杆上相对转动； 所述第二动力单元包括第二伺服电机、 第 二丝杆以及第二丝杆套， 所述第二丝杆设置在所述第二伺服电机 的输出端、 并与所述第二滑轨相互平行， 所述第二丝杆套固定在 第二滑座的底部， 所述第二丝杆套在第二丝杆上相对转动。
[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述第三动力 单元包括固定在第二滑座上的第三伺服电机， 所述翻转座固定在 所述第三伺服电机的输出端。
[权利要求 5] 根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述第四动力 单元包括固定在翻转座上的第四伺服电机、 以及设置在第四伺服 电机输出端的主动齿轮， 所述 0型臂的外侧面设置有同步带， 所述 第四伺服电机通过主动齿轮与同步带的相互配合、 驱动所述 0型臂 在翻转座上的相对位移。
[权利要求 6] 根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述加速器位 移装置包括固定在 0型臂上的座板、 固定在座板上的第五伺服电机 、 垂直固定在座板底部的多个第三丝杆、 以及固定在直线加速器 装置上的多个第三丝杆套， 所述第三丝杆套在第三丝杆上相对转 动。 根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述滑轨为六 条， 其中三条滑轨平行设置在所述底座的前侧顶面， 另外三条滑 轨平行设置在所述底座的后侧顶面， 所述连杆组件为六组， 并且 六组所述连杆组件的滑座在相应的滑轨上相对滑动； 所述底座组 件还包括设置在底座前侧与后侧顶面的轴承支座以及与滑轨平行 设置的丝杆， 所述底座的顶面中部并位于所述滑轨端部之间设置 所述动力单元， 所述丝杆的一端通过轴承设置在所述轴承支座上 ， 所述丝杆的另一端与所述动力单元传动相连； 所述滑座的底部 设置有丝母套， 所述丝母套与所述丝杆相对转动。
根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述连杆的底 部通过第一十字轴与所述滑座转动相连， 所述连杆的底部通过第 二十字轴与所述主床板底部的虎克铰转动相连。 根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述连杆包括 上连杆和下连杆， 所述下连杆的顶端与上连杆底端之间设置有推 力轴承， 并且所述下连杆的底端还设置有用于限制上连杆与下连 杆相对位置的端盖， 所述下连杆顶端外侧还设置有与上连杆底部 相配合的铜套。
根据权利要求 1所述的放射治疗系统， 其特征在于： 所述床板组件 还包括中间床板和附加床板， 所述中间床板与所述主床板固定相 连， 所述附加床板通过悬挂固定件固定在所述中间床板的端部， 所述主床板为金属主床板， 所述中间床板为碳纤维中间床。
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