伽马刀三维治疗床设备的研发

摘要

伽马刀放射治疗作为肿瘤治疗的重要方式之一。本团队之前设计的乳腺癌伽马刀治疗专机由于其只能治疗乳腺癌，治疗范围太窄，设备利用率不高。所以有必要在此基础上对设备进行改进，扩大肿瘤治疗范围，降低治疗成本，缩短治疗周期，做到既能治疗乳腺癌又能治疗头部肿瘤的复合治疗设备。本文针对这一目标，改进了三维治疗床的结构。
　　本文首先介绍了伽马刀治疗设备的总体方案以及治疗系统的工作过程，然后介绍了伽马刀放射治疗设备的组成以及各部分的结构形式。通过对CT扫描仪、三维治疗床、伽马刀放射治疗设备进行合理的布局规划，提出了三维治疗床的设计依据，包括三个移动方向上的行程、床体的基本尺寸等，使后期三维治疗床的设计有所依据。
　　然后详细介绍了三维治疗床各个部件的结构，并且对驱动部件的各个零件做了计算与校核，包括电机负载惯量的计算，负载转矩的计算，导轨滑块的选型与校核，齿轮的计算与校核等。
　　由于治疗床体处于悬臂状态，其变形量对治疗精度有很大影响，最后本文对治疗床体进行了结构优化设计，对各种影响治疗床体刚度的因素一一进行了分析，并且运用了误差检测补偿办法对实际变形误差进行补偿，从而得出了比较合理的床体结构。此外，运用了三角形相似原理对各个方向影响治疗位置精度的误差进行了分析，验算了设计误差是否满足精度要求。