一种束流调制设备适配装置及束流调制系统

摘要

本发明涉及一种束流调制设备适配装置及束流调制系统。束流调制设备适配装置包括：壳体组件，其壳体内包括若干层平行设置的支撑板，壳体组件在与所述支撑板垂直的方向设有束流孔，所述束流孔穿透所述壳体组件；导向组件，所述导向组件包括固定部分和移动部分，所述固定部分与所述支撑板连接，所述移动部分与所述固定部分可移动连接；安装组件，所述安装组件与所述移动部分连接，所述安装组件被配置为安装所述束流调制设备；驱动组件，所述驱动组件被配置为驱动所述安装组件沿移近或远离所述束流孔的导向方向运动。本发明能够对设备组件如束流调整设备进行快速安装、快速选择与使用，节约了设备更换时间，提高了效率，且调节准确、可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种束流调制设备适配装置及束流调制系统。

背景技术

作为目前世界上较为理想的癌症治疗手段，粒子放疗能够对粒子束流能量和粒子束照射位置进行精准控制，利用粒子进入人体后在射程终端形成的最大剂量峰值，即，形成布拉格峰(Bragg Peak)，使高剂量粒子集中照射在目标肿瘤靶区内，而同时将目标肿瘤周围的正常组织和正常器官受到的照射剂量降到最低，从而提供比常规射线放疗更加适形的剂量分布，提高癌症的治疗效果，且副作用小。

实际使用时，需要利用粒子照射装置将粒子加速器产生束流的束斑大小扩展到目标肿瘤靶区大小，并且还需要照射不同能量的粒子束流，以将原束流的布拉格峰扩展到目标肿瘤靶区沿照射方向的厚度相当的宽度，从而实现在目标肿瘤靶区形成三维适形的剂量分布。

脊型过滤器和降能器是常用的束流调制设备。脊型过滤器是布拉格峰展宽装置，能够影响目标肿瘤深度方向的剂量分布形成，使其在目标肿瘤靶区形成一覆盖靶区深度方向的展宽布拉格峰，使得束流在纵向的展宽更加均匀。一般地，脊型过滤器上束流通过区域为锯齿形结构。因此，粒子束在通过脊型过滤器之前，粒子束直接来自于粒子加速器，其能量较为单一，并且形成的布拉格峰在相同射程深度上。当粒子束经过脊型过滤器后，由于束流通过的锯齿形结构具有不同的厚度，所以粒子束将具有不同的能量，且出射后具有一定的角度，所以在空气中经过足够的路程后，不同能量的粒子在肿瘤深度方向上交叠，则形成在目标肿瘤靶区深度方向的展宽布拉格峰。因此，在治疗时，需要根据目标肿瘤的需要选择合适的脊型过滤器，即，需要根据不同目标肿瘤靶区的厚度来调整脊型过滤器本身的厚度。

降能器的作用是降低束流的能量，可以满足照射深度较浅的目标肿瘤靶体的需要，即，可以改变束流在人体内的照射深度。

一般地，当需要更换不同厚度的脊型过滤器时，常常采用人工方式进行更换，因此，耗时长，降低了束流的有效利用率，影响正常治疗进度，经济效益低；人工更换设备精度低、可靠性、稳定性差，并且还需要考虑操作人员的辐射安全问题，操作不便。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种能够快速更换设备和方便使用的束流调制设备适配装置及束流调制系统。

本发明首先提出一种束流调制设备适配装置，所述装置包括：

壳体组件，所述壳体组件的壳体内包括若干层平行设置的支撑板，所述壳体组件在与所述支撑板垂直的方向设有束流孔，所述束流孔穿透所述壳体组件；

导向组件，所述导向组件包括固定部分和移动部分，所述固定部分与所述支撑板连接，所述移动部分与所述固定部分可移动连接；

安装组件，所述安装组件与所述移动部分连接，所述安装组件被配置为安装所述束流调制设备；

驱动组件，所述驱动组件被配置为驱动所述安装组件沿移近或远离所述束流孔的导向方向运动。

根据本发明的一种实施方式，所述安装组件设有安装槽，该安装槽被配置为安放所述束流调制设备，所述安装槽的边距可调；优选地，所述安装槽的边距弹性可调。

根据本发明的一种实施方式，所述安装组件包括第一定位部和第二定位部，所述第一定位部和所述第二定位部分别设于所述安装槽的两侧，所述第一定位部距离所述第二定位部的距离可调。

根据本发明的一种实施方式，所述第一定位部包括第一定位条、张紧弹簧和张紧条，所述张紧弹簧的两端分别连接所述第一定位条和所述张紧条，所述张紧条的内侧形成所述安装槽的一侧边。

根据本发明的一种实施方式，所述第一定位条与所述张紧条通过销轴连接，所述张紧条在所述销轴位置设置有长孔。

根据本发明的一种实施方式，所述第二定位部包括第二定位条和卡扣组件，所述第二定位条的内侧形成所述安装槽的另一侧边，所述卡扣组件被配置为卡紧所述束流调制设备与所述第二定位条。

根据本发明的一种实施方式，所述卡扣组件包括卡扣、弹簧定位销、销轴和旋转销轴；弹簧定位销一端与所述第二定位条固定，另一端插入到所述设备组件对应的卡槽中；所述卡扣设置有长条孔，所述销轴穿入所述长条孔连接所述卡扣与所述弹簧定位销；所述旋转销轴将所述卡扣以可旋转的方式连接于所述第二定位条；优选地，所述安装组件还包括连接部，所述连接部包括连接板和定位块，所述第一定位部和所述第二定位部的一端均与所述连接板连接，所述定位块与所述连接板连接并位于所述安装槽的槽底。

根据本发明的一种实施方式，所述装置还包括电缆保护链，所述电缆保护链设于所述壳体组件内的一侧，被配置为保护连接所述束流调制设备的电缆；优选地，所述驱动组件包括驱动元件、前固定座、传动部分和后固定座，所述前固定座与所述壳体组件固定连接，所述后固定座与所述安装组件固定连接，所述传动部分在所述驱动元件的驱动下带动所述后固定座运动，优选地，所述传动部分为丝杠螺母传动件；优选地，所述导向组件的固定部分为导轨，所述移动部分为滑块；优选地，所述安装组件包括若干组，该若干组平行设置；优选地，所述驱动组件包括若干组，分别驱动不同的安装组件；所述安装组件还包括位置传感器，以检测所述安装组件的运动位置或所述束流调制设备的安装位置。

本发明还提出一种束流调制系统，所述系统包括束流调制设备和所述的束流调制设备适配装置。

根据本发明的一种实施方式，所述束流调制设备包括脊型过滤器组件和/或降能器组件，优选地，所述束流调制设备包括不同厚度的脊型过滤器组件和不同的降能器组件。

本发明能够对设备组件如束流调整设备进行快速安装，能够同时安装多个备用设备，能够对设备进行快速选择与使用，节约了设备更换时间，提高了效率，且调节准确、可靠。

本发明的结构简单、易实现，操作方便，结构紧凑，能够较好地解决人员的辐射安全问题。

附图说明

图1为本发明一实施例束流调制系统的轴测结构示意图；

图2为本发明一实施例拆去上板、前面板及左侧板的轴测结构示意图；

图3为本发明一实施拆去前面板的正视结构示意图；

图4为本发明一实施拆去上板的俯视结构示意图；

图5为本发明一实施例壳体组件的结构示意图；

图6a为本发明一实施例安装组件的结构示意图；

图6b为本发明一实施例设备组件与安装组件装配结构示意图；

图6c为图6b局部放大的结构示意图；

图6d为图6b局部放大的结构示意图；

图7为本发明一实施例导向组件的结构示意图；

附图标号：

1壳体组件，11上板，12右侧板，13前面板，14支撑板，15左侧板，16后面板；

2功能组件，20安装组件，201第一定位部，202第二定位部，203定位块，21连接板，22第一定位条，23张紧弹簧，24张紧条，241长孔，25设备组件，26卡扣组件，27第二定位条，28传感器组件，29安装槽；

3驱动组件，31驱动电机，32联轴器，33前固定座，34滚珠丝杠，35后固定座；

4电缆保护链；

5导向组件，导轨51，滑块52。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

本发明首先提出一种束流调制设备适配装置，所述装置包括：

壳体组件，所述壳体组件的壳体内包括若干层平行设置的支撑板，所述壳体组件在与所述支撑板垂直的方向设有束流孔，所述束流孔穿透所述壳体组件；

导向组件，所述导向组件包括固定部分和移动部分，所述固定部分与所述支撑板连接，所述移动部分与所述固定部分可移动连接；

安装组件，所述安装组件与所述移动部分连接，所述安装组件被配置为安装所述束流调制设备；

驱动组件，所述驱动组件被配置为驱动所述安装组件沿移近或远离所述束流孔的导向方向运动。

上述装置能够安装一组束流调制设备，该组设备按照需要被驱动组件在保护壳体内沿导向路径驱动来回运动，以便能够使得所要求的设备准确定位在束流孔内，而且方便通过安装组件更换与安装，操作时无需人员手动将其置于束流处，解决了人员辐射的安全问题。

根据本发明的一种实施方式，如图6a所示，所述安装组件20设有安装槽29，该安装槽29被配置为安放所述束流调制设备，所述安装槽29的槽口两侧边距可调；优选地，所述安装槽29的边距弹性可调。

根据本发明的一种实施方式，所述安装组件20包括第一定位部201和第二定位部202，所述第一定位部201和所述第二定位部202分别设于所述安装槽29的两侧，所述第一定位部201距所述第二定位部202的距离可调。

根据本发明的一种实施方式，所述第一定位部201包括第一定位条22、张紧弹簧23和张紧条24，所述张紧弹簧23的两端分别连接所述第一定位条22和所述张紧条24，所述张紧条24的内侧形成所述安装槽29的一侧边。张紧弹簧的轴向垂直束流调制设备的插入方向。

优选地，所述张紧弹簧23为一组，该组张紧弹簧23间隔设置。

如图6b、6c所示，根据本发明的一种实施方式，所述第一定位条22与所述张紧条24通过销轴连接，所述张紧条24在所述销轴位置设置有长孔241。长孔的设置使得张紧条24能够沿张紧弹簧的轴向方向平行移动。

根据本发明的一种实施方式，所述第二定位部202包括第二定位条27和卡扣组件26，所述第二定位条27的内侧形成所述安装槽29的另一侧边，所述卡扣组件26被配置为卡紧所述束流调制设备。

根据本发明的一种实施方式，如图6d所示，所述卡扣组件26包括卡扣261、弹簧定位销262、销轴263和旋转销轴264；弹簧定位销262一端与第二定位条27固定，另一端插入到设备组件25对应的卡槽中。卡扣261设置有长条孔，并利用销轴263连接卡扣261和弹簧定位销262；利用旋转销轴264将卡扣261固定在第二定位条27上并使其能够旋转；拨动卡扣261，使其在旋转销轴264的固定下相对于第二定位条27进行旋转，再通过销轴263，实现弹簧定位销262沿弹簧力作用方向(即弹簧定位销262的轴向)的来回移动，进而实现弹簧定位销262对设备组件25的卡紧或松开功能。

优选地，所述安装组件20还包括连接部，所述连接部包括连接板21和定位块203，所述第一定位部201和所述第二定位部202的一端均与所述连接板21连接，所述定位块203与所述连接板21连接并位于所述安装槽29的槽底。

根据本发明的一种实施方式，所述装置还包括电缆保护链4，所述电缆保护链4设于所述壳体组件内的一侧，被配置为保护连接所述束流调制设备的电缆。电缆保护链4可采用现有的柔性链结构保护电缆。

优选地，所述驱动组件3包括驱动元件、前固定座、传动部分和后固定座，所述前固定座与所述壳体组件1固定连接，所述后固定座与所述安装组件20固定连接，所述传动部分在所述驱动元件的驱动下带动所述后固定座运动。

驱动元件可为电机、液压缸等常规驱动部件，优选为电机。

优选地，所述传动部分为丝杠螺母传动件。当然传动部分也可根据驱动元件的不同采用其他结构。

优选地，如图7所示，所述导向组件5的固定部分为导轨51，所述移动部分为滑块52。滑块52可设置一组。如图3所示，导轨51可与壳体组件固定连接，滑块52可与安装组件固定连接。

当然，导向组件5也可设置为滑槽结构或滚轮结构等其他导向结构。

优选地，如图2、图3所示，所述安装组件20包括若干组，该若干组平行设置，分别安装于壳体组件对应的支撑板处。

优选地，如图2、图3所示，所述驱动组件3包括若干组，分别驱动不同的安装组件。

所述安装组件20还可包括位置传感器，以检测所述安装组件的运动位置或所述束流调制设备的安装位置。

本发明还提出一种束流调制系统，所述系统包括束流调制设备和所述的束流调制设备适配装置。

根据本发明的一种实施方式，所述束流调制设备包括脊型过滤器组件和/或降能器组件，优选地，所述束流调制设备包括不同厚度的脊型过滤器组件和不同的降能器组件。

在一些实施方式中，安装组件20可设置为多个，每个安装组件20中安装的设备组件25(如束流调整设备)不同；多个设备组件25中，可以包括不同厚度的脊型过滤器组件和不同的降能器组件，因此可以根据不同患者的目标肿瘤靶区，实现对脊型过滤器和降能器的快速适配，进而提高治疗效率。

另外，安装组件20可设置多个传感器组件28，用于限位和设备识别。例如，可设置传感器组件28，当安装组件20在壳体组件1中快速运动并到达指定位置后，传感器28组件开始工作并发出信号使得驱动组件3停止工作，从而达到准确限位的作用；同时，传感器28组件还具有编码功能，不同的安装组件20会形成具有唯一的设备标识，进而用以识别不同的脊型过滤器和降能器；同样地，可设置另一传感器组件(图中未示出)，当设备组件25插入到位后，该另一传感器组件开始工作，以表示设备组件25已安装到位；且该另一传感器组件具有编码功能，当不同的设备组件25安装到位后，会对应每个设备组件25形成唯一的设备识别码。

另外，也可在壳体组件1和安装组件20上设置1个或多个机械限位保护装置(图中未示出)，以保证安装组件20在运动时的安全性。

本发明能够对设备组件如束流调整设备进行快速安装，快速选择与使用，节约了设备更换时间，提高了效率，且调节准确、可靠。

本发明的结构简单、易实现，操作方便，结构紧凑，能够较好地解决人员的辐射安全问题。

实施例

如图1、图2所示，一种束流调制系统，主要包括壳体组件1、功能组件2、驱动组件3、电缆保护链4和导向组件5。

如图5所示，壳体组件1包括上板11、右侧板12、前面板13、支撑板14、左侧板15和后面板16；壳体组件1的各部分之间由螺钉连接，后面板16上设置有与驱动组件3连接的孔位；设置有3层支撑板14，每层支撑板14均与导轨51连接；右侧板12与电缆保护链4的一端连接。上板11和支撑板14的后端均设置有方形孔，便于束流通过。

如图6a、6b所示，功能组件2主要包括连接板21、第一定位条22、张紧弹簧23、张紧条24、设备组件25、卡扣组件26和第二定位条27。其中，连接板21、第一定位条22、张紧弹簧23、张紧条24、卡扣组件26和第二定位条27构成所述的安装组件20。

连接板21上分别设置有第一定位条22和第二定位条27，连接板21的底面与滑块52固定连接(如图3所示)，后端设置有用于设备组件25的限位块203(如图6a所示)。

如图6b、6c所示，第一定位条22上设置有2个张紧弹簧23，并使用销轴固定张紧条24。张紧弹簧23的一端与张紧条24相接触，另一端与第一定位条22相接触，张紧条24在销轴位置设置为长条形孔，以便张紧条24沿张紧弹簧23的轴向可调。

如图6b、6d所示，设备组件25设置于第一定位条22、张紧条24和第二定位条27形成的安装槽29中，前端设置有手握空间；第二定位条27与连接板21之间设置有卡扣组件26，且在设备组件25的对应位置设置有卡槽，卡扣组件26的一端能插入卡槽中起定位作用；第二定位条27上还设置有与驱动组件3连接的螺钉孔(如图2所示)。因此，对于设备组件25而言，后端有连接板21上的限位块203，右侧有在张紧弹簧23作用力下的张紧条24限位，左侧有第二定位条27限位和卡扣组件26对前、后方向和左侧的限位。当需要取出设备组件25时，拨动卡扣组件26，使其一端从设备组件25的卡槽中脱离即可实现。

在实际使用中，功能组件2可设置为3个，除设备组件25外其余组成部分均相同，3个设备组件25中，1个为降能器组件，其余2个为不同厚度的脊型过滤器组件。该结构便于对设备组件25的更换，方便拔插，且稳定、可靠。

如图2、图4所示，驱动组件3包括驱动电机31、联轴器32、前固定座33、滚珠丝杠34和后固定座35。前固定座33与后面板16固定连接，后固定座35的一端与第二定位条27固定连接，另一端为螺母，套在滚珠丝杠34上。当驱动电机31工作时，驱动联轴器32和滚珠丝杠34旋转，由于驱动电机31和联轴器32与壳体组件1相对固定，故会带动功能组件2沿着导轨51进行运动，使其进入壳体组件1方形孔位置，即进入束流位置。因此，可实现功能组件2的快速调整。在实际使用中，可设置3个驱动组件3，一端均与壳体组件1相对固定，另一端分别与3个功能组件2连接，可使1个降能器组件和2个脊型过滤器组件快速进入束流位置。

电缆保护链4的一端固定在壳体组件1上，另一端固定在功能组件2上，以便保护功能组件2的所有线缆。电缆保护链4可采用现有的柔性链结构保护电缆。

需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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系统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；诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

此外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。