CN209828004U - 一种新型立体定向放射治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种新型立体定向放射治疗系统，增加射线的入射角度范围，提升了焦皮比和焦点剂量率，而且机头两侧重量负载平衡，提高机头旋转精度，减小设备磨损；采用的技术方案为：旋转滚筒活动设置在底座上，且旋转滚筒能随自身中心轴线在底座上做圆周运动，转盘套装在托盘上，转盘在自身驱动机构作用下能在托盘进行自转，两个治疗头机架对称设置在转盘上，治疗头机架的下端均活动设置有治疗头，治疗头通过调节结构设置在治疗头机架上，调节结构用于确保治疗头的射线一直聚集在旋转滚筒中心轴线和转盘自转轴线的交汇处，并能调整治疗头射线与转盘自转轴线之间的夹角；本实用新型可广泛应用于放射治疗领域。
Description
技术领域
本实用新型一种新型立体定向放射治疗系统，属于放疗治疗技术领域。
背景技术
放射治疗（简称放疗）是肿瘤治疗方法中重要的一种，精准放疗是放疗领域的重要发展方向。而立体定向放射治疗（SRS／SBRT）是精准放疗的一个重要组成部分，包括对肿瘤靶区及正常或危机器官的精确定位，和高剂量少分次的照射技术。越来越多的临床证明立体定向放射治疗的好处。根据RTOG临床研究数据，预计未来10年，立体定向放射治疗技术在脑癌中的利用率将增加108%；在体部肿瘤中的利用率将增加144% 。
目前实现立体定向放射治疗技术的常用方法为：1）伽马刀技术；2）基于直线加速器的立体定向放疗设备；3）质子或重离子线放疗。其中，由于伽马刀具有技术简单成熟，故障率极低，维护简单，操作简单，国产化程度高等优点，在我国得到了广泛的应用。
陀螺刀的硬件主体结构主要有滚筒、机头、治疗床三部分组成。滚筒可绕设备等中心进行360°旋转，通常称为公转。机头安装在滚筒上，可通过马达驱动进行旋转，通常称为自转。机头的一侧安装有钴60治疗头，通过调整治疗头的安装角度，实现治疗头输出的射线束与机头自驱动机构线成一固定角度。设备工作时，机头随滚筒进行旋转的同时，治疗头也随机头进行旋转，即陀螺旋转。
经过长期实际应用发现，目前陀螺刀存在以下不足：1、由于治疗头的陀螺旋转角度为固定角度，导致照射路径可调节范围小，不能根据实际临床要求来调节入射角度；2、由于机头旋转速度恒定，当滚筒旋转速度较快时，治疗头陀螺旋转的步进间隙会比较大，不利于减小周围正常组织剂量，不利于提升焦皮比；3、治疗头安装在机头的一侧，由于治疗头使用钨和铀等高密度金属，导致治疗头质量很大，所以机头两侧重量负载不平衡，机头旋转精度不足，磨损较大。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种新型立体定向放射治疗系统，增加射线的入射角度范围，提升了焦皮比和焦点剂量率，而且机头两侧重量负载平衡，提高机头旋转精度，减小设备磨损。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种新型立体定向放射治疗系统，包括底座、旋转滚筒、托盘、转盘、治疗头机架和治疗头，所述旋转滚筒活动设置在底座上，且所述旋转滚筒能随自身中心轴线在底座上做圆周运动，所述托盘呈“土”字型固定设置在旋转滚筒内侧壁上，且所述托盘的平面与旋转滚筒中心轴线平行，所述转盘套装在托盘上，且位于托盘的两个托板之间，且所述转盘的自转轴线与旋转滚筒中心轴在一个平面上且相互垂直，所述转盘在自身驱动机构作用下能在托盘进行自转，两个所述治疗头机架对称设置在转盘上，且所述治疗头机架的下端位于托盘的下端面下方，所述治疗头机架的下端均活动设置有治疗头，所述治疗头通过调节结构设置在治疗头机架上，所述调节结构用于确保治疗头的射线一直聚集在旋转滚筒中心轴线和转盘自转轴线的交汇处，并能调整治疗头射线与转盘自转轴线之间的夹角。
所述调节结构的结构包括弧形导轨、齿轮、驱动器、导向块和架体，所述弧形导轨固定设置在治疗头机架内，所述弧形导轨的弧度与旋转滚筒的弧度相等，且所述弧形导轨的圆心与旋转滚筒在弧形导轨所在截面的圆心重合，所述弧形导轨的内侧设置有弧形齿条，所述齿轮匹配的啮合在弧形齿条上，所述架体活动设置在治疗头机架上，所述架体用于将齿轮限定在弧形齿条上，且所述架体的一端通过弧形的导向块活动设置在弧形导轨的后侧，所述架体的另一端设置治疗头，所述架体设置有驱动器，所述驱动器与齿轮连接，用于驱动齿轮沿弧形齿条移动。
所述驱动器为步进电机或伺服电机，所述步进电机或伺服电机与控制模块电连接，通过控制模块控制步进电机或伺服电机精准动作，实现对治疗头的实时精准转动。
两个所述治疗头均通过各自的步进电机或伺服电机同步或非同步对治疗头射线与转盘自转轴线之间的夹角进行调整，以实现该角度在一定范围内的任意调节。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：本实用新型将现有的单治疗头升级为双治疗头，将治疗头在机头上的安装方式由固定式改为可移动式，通过驱动电机，实现治疗头的陀螺旋转角度在一定范围内任意调节，增加射线的入射角度范围，更好地满足临床治疗要求；由于机头旋转速度恒定，当滚筒旋转速度较快时，由于机头上按照有双治疗头，治疗头陀螺旋转的步进间隙会缩小一半，有利于减小周围正常组织剂量，有助于提升焦皮比；在机头两侧对称地安装两个治疗头，在不增加钴源装源量的前提下，增加了准直孔的数量，降低了放射源柱的高度，由于放射源高度与放射源的自吸收成指数关系，所以可大大减小放射源柱的自吸收，提高了焦点剂量率；机头两侧重量负载平衡，提高机头旋转精度，减小设备磨损。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中调节结构的示意图。
图中：1为底座、2为旋转滚筒、3为托盘、4为转盘、5为治疗头机架、6为治疗头、7为调节结构、71为弧形导轨、72为齿轮、73为驱动器、74为导向块、75为架体、76为弧形齿条。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型一种新型立体定向放射治疗系统，包括底座1、旋转滚筒2、托盘3、转盘4、治疗头机架5和治疗头6，所述旋转滚筒2活动设置在底座1上，且所述旋转滚筒2能随自身中心轴线在底座1上做圆周运动，所述托盘3呈“土”字型固定设置在旋转滚筒2内侧壁上，且所述托盘3的平面与旋转滚筒2中心轴线平行，所述转盘4套装在托盘3上，且位于托盘3的两个托板之间，且所述转盘4的自转轴线与旋转滚筒2中心轴在一个平面上且相互垂直，所述转盘4在自身驱动机构作用下能在托盘3进行自转，两个所述治疗头机架5对称设置在转盘4上，且所述治疗头机架5的下端位于托盘3的下端面下方，所述治疗头机架5的下端均活动设置有治疗头6，所述治疗头6通过调节结构7设置在治疗头机架5上，所述调节结构7用于确保治疗头6的射线一直聚集在旋转滚筒2中心轴线和转盘4自转轴线的交汇处，并能调整治疗头6射线与转盘4自转轴线之间的夹角。
所述调节结构7的结构包括弧形导轨71、齿轮72、驱动器73、导向块74和架体75，所述弧形导轨71固定设置在治疗头机架5内，所述弧形导轨71的弧度与旋转滚筒2的弧度相等，且所述弧形导轨71的圆心与旋转滚筒2在弧形导轨71所在截面的圆心重合，所述弧形导轨71的内侧设置有弧形齿条76，所述齿轮72匹配的啮合在弧形齿条76上，所述架体75活动设置在治疗头机架5上，所述架体75用于将齿轮72限定在弧形齿条76上，且所述架体75的一端通过弧形的导向块74活动设置在弧形导轨71的后侧，所述架体75的另一端设置治疗头6，所述架体75设置有驱动器73，所述驱动器73与齿轮72连接，用于驱动齿轮72沿弧形齿条76移动。
所述驱动器73为步进电机或伺服电机，所述步进电机或伺服电机与控制模块电连接，通过控制模块控制步进电机或伺服电机精准动作，实现对治疗头6的实时精准转动。
两个所述治疗头6均通过各自的步进电机或伺服电机同步或非同步对治疗头6射线与转盘4自转轴线之间的夹角进行调整，以实现该角度在一定范围内的任意调节。
本实用新型在保持目前的滚筒结构不变，在机头两侧对称地安装两个治疗头，两个治疗头通过丝杠和导轨安装在机头上。通过马达可驱动两个治疗头同步调整治疗头射线与机头自驱动机构线所成的角度，以实现该角度在一定范围内任意调节。
本实用新型将现有的单治疗头升级为双治疗头，将治疗头在机头上的安装方式由固定式改为可移动式，通过驱动电机，实现治疗头的陀螺旋转角度在一定范围内任意调节，增加射线的入射角度范围，更好地满足临床治疗要求；由于机头旋转速度恒定，当滚筒旋转速度较快时，由于机头上按照有双治疗头，治疗头陀螺旋转的步进间隙会缩小一半，有利于减小周围正常组织剂量，有助于提升焦皮比；在机头两侧对称地安装两个治疗头，在不增加钴源装源量的前提下，增加了准直孔的数量，降低了放射源柱的高度，由于放射源高度与放射源的自吸收成指数关系，所以可大大减小放射源柱的自吸收，提高了焦点剂量率；机头两侧重量负载平衡，提高机头旋转精度，减小设备磨损。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种新型立体定向放射治疗系统，其特征在于，包括底座（1）、旋转滚筒（2）、托盘（3）、转盘（4）、治疗头机架（5）和治疗头（6），所述旋转滚筒（2）活动设置在底座（1）上，且所述旋转滚筒（2）能随自身中心轴线在底座（1）上做圆周运动，所述托盘（3）呈“土”字型固定设置在旋转滚筒（2）内侧壁上，且所述托盘（3）的平面与旋转滚筒（2）中心轴线平行，所述转盘（4）套装在托盘（3）上，且位于托盘（3）的两个托板之间，且所述转盘（4）的自转轴线与旋转滚筒（2）中心轴在一个平面上且相互垂直，所述转盘（4）在自身驱动机构作用下能在托盘（3）进行自转，两个所述治疗头机架（5）对称设置在转盘（4）上，且所述治疗头机架（5）的下端位于托盘（3）的下端面下方，所述治疗头机架（5）的下端均活动设置有治疗头（6），所述治疗头（6）通过调节结构（7）设置在治疗头机架（5）上，所述调节结构（7）用于确保治疗头（6）的射线一直聚集在旋转滚筒（2）中心轴线和转盘（4）自转轴线的交汇处，并能调整治疗头（6）射线与转盘（4）自转轴线之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种新型立体定向放射治疗系统，其特征在于，所述调节结构（7）的结构包括弧形导轨（71）、齿轮（72）、驱动器（73）、导向块（74）和架体（75），所述弧形导轨（71）固定设置在治疗头机架（5）内，所述弧形导轨（71）的弧度与旋转滚筒（2）的弧度相等，且所述弧形导轨（71）的圆心与旋转滚筒（2）在弧形导轨（71）所在截面的圆心重合，所述弧形导轨（71）的内侧设置有弧形齿条（76），所述齿轮（72）匹配的啮合在弧形齿条（76）上，所述架体（75）活动设置在治疗头机架（5）上，所述架体（75）用于将齿轮（72）限定在弧形齿条（76）上，且所述架体（75）的一端通过弧形的导向块（74）活动设置在弧形导轨（71）的后侧，所述架体（75）的另一端设置治疗头（6），所述架体（75）设置有驱动器（73），所述驱动器（73）与齿轮（72）连接，用于驱动齿轮（72）沿弧形齿条（76）移动。
3.根据权利要求2所述的一种新型立体定向放射治疗系统，其特征在于，所述驱动器（73）为步进电机或伺服电机，所述步进电机或伺服电机与控制模块电连接，通过控制模块控制步进电机或伺服电机精准动作，实现对治疗头（6）的实时精准转动。
4.根据权利要求3所述的一种新型立体定向放射治疗系统，其特征在于，两个所述治疗头（6）均通过各自的步进电机或伺服电机同步或非同步对治疗头（6）射线与转盘（4）自转轴线之间的夹角进行调整，以实现该角度在一定范围内的任意调节。
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| CN117679665A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-03-12 | 中国科学院近代物理研究所 | 多角度共用旋转放射治疗头系统及治疗终端 |
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2019
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