旋轉式伽瑪射線輻射單元的製作方法

2023-06-05 08:33:26 3

專利名稱：旋轉式伽瑪射線輻射單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫用伽瑪射線輻射單元，尤其是具有多個放射源的旋轉式伽瑪射線輻射單元。
旋轉式伽瑪射線輻射單元採用的是旋轉聚焦的工作原理，使裝在旋轉式源體上的多個放射源繞病灶中心做錐面旋轉聚焦運動，從而殺死病灶組織，而健康組織只受到瞬時的，無傷害的照射。專利文獻WO94/2 3795就公開了一種旋轉式伽瑪射線輻射單元，它包括輻射屏蔽體和安置在輻射屏蔽體內的源體；源體上有多個放射源及其射線通道，這些放射源的伽瑪射線通過射線通道，從徑向對準一個公共焦點，公共焦點位於輻射單元的中軸線上；在輻射單元的中軸線上有一個可旋轉的中心軸，源體固定在中心軸上，放射源分布在位於中軸線30°以外的範圍，即分布緯度在0°～60°，當源體做動態旋轉時，放射線即形成以公共焦點為共同頂點的多個圓錐面；公共焦點周圍是一個可容納病人頭部的空腔。由於放射源的分布緯度較低，公共焦點落在源體的截平面上，公共焦點周圍的空腔較小，只能進行對病人頭部的照射。
本發明的目的是通過採用一種新的放射源布置方案，提供一種新型的旋轉式伽瑪射線輻射單元，從而擴大公共焦點周圍的空間，實現對身體的任何部位的照射。
為了實現上述目的，本發明採用了以下的技術方案一種旋轉式伽瑪射線輻射單元，包括輻射屏蔽體和安置在輻射屏蔽體內的源體；源體上有多個放射源及其射線通道，這些放射源的伽瑪射線通過射線通道，從徑向對準一個公共焦點，公共焦點位於輻射單元的中軸線上；在輻射單元的中軸線上有一個可旋轉的中心軸，中心軸以傳動機構與源體聯接，放射源的分布緯度在45°～90°，公共焦點落在源體的截平面以外，公共焦點周圍的空間可以容納整個人體。
本發明的優點是，由於放射源的分布緯度在45°～90°，公共焦點落在源體的截平面以外，公共焦點周圍的空間可以容納整個人體，因此大大拓展了可照射的對象範圍，不僅可以治療頭部腫瘤，還可以治療身體其它部位的腫瘤。
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細的描述。


圖1是本發明旋轉式伽瑪射線輻射單元的一個實施例的示意圖；圖2是圖1所示的旋轉式伽瑪射線輻射單元的放射源分布示意圖3是圖1所示的旋轉式伽瑪射線輻射單元的一個束通道的示意圖。
參照圖1、圖2可知，在本實施例中，旋轉式伽瑪射線輻射單元包括具有公共中軸線的輻射屏蔽體1、源體2和準直體3，以及沿中軸線的可旋轉的中心軸6。
輻射屏蔽體1採用球墨鑄鐵為製作材料，輻射屏蔽體1包括兩個部分，上半部分為球冠狀屏蔽體，形狀為空心的球冠，下半部分為兩扇半圓柱體形狀的屏蔽門。屏蔽門和球冠狀屏蔽體之間裝有滾珠絲槓傳動機構，以及直線導軌導向聯結機構，兩扇屏蔽門之間以階梯縫互相嚙合。滾珠絲槓的螺母固定在球冠狀屏蔽體上，絲槓固定在屏蔽門上，在動力機構驅動下，滾珠絲槓的螺母固定，而絲槓可以轉動並移動。治療時，馬達正轉，驅動絲槓，屏蔽門沿水平方向打開。治療完畢，馬達反轉，屏蔽門再次緊密閉合。
源體2安置在輻射屏蔽體1的內部，源體2採用球墨鑄鐵為製作材料，源體2為空心球冠狀，其外表面與輻射屏蔽體1的內表面吻合，間隙為1～2mm，其內表面為凹球面。源體2上附有27個放射源裝載腔11及相應的預準直器12，預準直器12中間為射線通道15。射線通道15從徑向對準一個公共焦點4，公共焦點4位於中軸線上。預準直器12用屏蔽材料，如鎢合金製成。放射源14選用60Co源，60Co源密封於源包殼，並放置在放射源裝載腔11中。60Co源的分布緯度應在45°～90°，其目的是為了使公共焦點4落在源體的截平面7以外。在本實施例中，60Co源的分布緯度在46.4°～72.5°。60Co源呈螺旋線分布，這樣，每個60Co源所處的緯度都不同，在旋轉治療時，各個單束放射線的掃描軌跡不會重合。
準直體3安置在源體2的內部，準直體3採用球墨鑄鐵為製作材料，準直體3為空心球冠狀，其外表面與源體2的內表面吻合，間隙為1～2mm，其內表面為凹球面。準直體3上分布了一組屏蔽棒和三組終準直器13，屏蔽棒和每組終準直器13的分布規律和60Co源的分布規律相同，而在同一緯度上，相鄰的兩組在經度上相差90°，即共有27個屏蔽棒和3×27個終準直器13。屏蔽棒和終準直器13都用屏蔽材料，如鎢合金製成。非治療時，使屏蔽棒與預準直器12對接，從而實現對放射線的屏蔽；三組終準直器13的中間為射線通道15，孔徑分別為3mm，6mm和10mm，治療時，通過選擇不同孔徑的終準直器13與預準直器12對接，從而可以得到不同尺寸的照射野。
參照圖3可知，每個束通道包括放射源裝載腔11、預準直器12、終準直器13及其中間的射線通道15，射線通道15從徑向對準公共焦點4。
為了使公共焦點周圍的空間足以容納整個人體8，源體2和準直體3的體積應做得較小而同時又要保證足夠的屏蔽，因此，源體2和準直體3的靠近截平面7的部分16使用屏蔽性較好的材料，如鉛，作為製作材料。
沿中軸線裝有一個可旋轉的中心軸6，中心軸6的下端固定在準直體3上，上端與電機相連。中心軸6外有一個套筒9，套筒9的下端固定在源體2上。在中心軸6上部裝有棘輪棘爪機構5，棘輪固定在中心軸6上，棘爪固定在套筒9的上端。這樣，電機正轉時，通過棘輪棘爪機構5，準直體3和源體2向一個方向同步低速旋轉，其中，準直體3主動旋轉，源體2從動旋轉；當電機反向旋轉時，準直體3旋轉，而源體2不動，從而可以實現對終準直器13的孔徑選擇。採用棘輪棘爪機構5的好處是結構簡單、性能可靠。
整個旋轉式伽瑪射線輻射單元用兩個支架10支撐，中軸線垂直於地面。這樣，旋轉治療時，相對於中軸線平行於地面的情形，不會產生相對於理想焦點的撓度，從而可以提高治療精度；穿過人體8的的放射線可以被地面吸收，對周圍環境的汙染較小；而且整個裝置穩固可靠。
權利要求
1.一種旋轉式伽瑪射線輻射單元，包括輻射屏蔽體(1)和安置在輻射屏蔽體(1)內的源體(2)；源體(2)上有多個放射源(14)及其射線通道(15)，這些放射源(14)的伽瑪射線通過射線通道(15)，從徑向對準一個公共焦點(4)，公共焦點(4)位於輻射單元的中軸線上；在輻射單元的中軸線上有一個可旋轉的中心軸(6)，中心軸(6)以傳動機構與源體(2)聯接，其特徵在於放射源(14)的分布緯度在45°～90°，公共焦點(4)落在源體(2)的截平面(7)以外；公共焦點(4)周圍的空間可以容納整個人體。
2.根據權利要求1所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於放射源(14)的分布呈螺旋線狀，每個放射源(14)分布在不同的緯度上。
3.根據權利要求1或2所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於所述的中心軸(6)與地面垂直。
4.根據權利要求1或2所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於在源體(2)的內部還包括一個準直體(3)，準直體(3)上有若干組具有與放射源(14)相同的分布規律的終準直器(13)，終準直器(13)的中間為射線通道(15)；準直體(3)的一端固定在中心軸(6)上，另一端以傳動機構與源體(2)聯接。
5.根據權利要求4所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於所述的準直體(3)與源體(2)之間的傳動機構為棘輪棘爪機構(5)。
6.根據權利要求4所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於準直體(3)和源體(2)的靠近截平面(7)的部分(16)選用鉛為製作材料。
7.根據權利要求3所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於在源體(2)的內部還包括一個準直體(3)，準直體(3)上有若干組具有與放射源(14)相同的分布規律的終準直器(13)，終準直器(13)的中間為射線通道(15)；準直體(3)的一端固定在中心軸(6)上，另一端以傳動機構與源體(2)聯接。
8.根據權利要求7所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於所述的準直體(3)與源體(2)之間的傳動機構為棘輪棘爪機構(5)。
9.根據權利要求7所述的旋轉式伽瑪射線輻射單元，其特徵在於準直體(3)和源體(2)的靠近截平面(7)的部分(16)選用鉛為製作材料。
全文摘要
本發明提供了一種旋轉式伽瑪射線輻射單元，包括輻射屏蔽體1和安置在輻射屏蔽體內的源體2；源體2上有多個放射源及其射線通道，這些放射源的伽瑪射線通過射線通道，從徑向對準一個公共焦點4，公共焦點4位於輻射單元的中軸線上；在輻射單元的中軸線上有一個可旋轉的中心軸6，中心軸6以傳動機構與源體2聯接，放射源的分布緯度在45°～90°，公共焦點4落在源體的截平面7以外，公共焦點4周圍的空間可以容納整個人體8，從而可以實現對身體任何部位的放射治療。
文檔編號A61N5/00GK1163155SQ96117370
公開日1997年10月29日 申請日期1996年12月17日 優先權日1996年12月17日
發明者蘇以翔, 呂鳳華, 周定嶸 申請人:深圳奧沃國際科技發展有限公司