CN113058167A - 一种机器人放疗*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人放疗***，包括控制模块以及与控制模块连接的机器人模块、电子加速器模块、准直器模块以及剂量监控模块；电子加速器模块包括脉冲高压组件、微波组件、加速管组件、充气组件以及水冷却组件；脉冲高压组件与微波组件电性连接，微波组件分别与加速管组件、充气组件以及水冷却组件连接；控制模块用于控制机器人放疗***工作，机器人模块用于改变电子加速器模块的角度与位置，准直器模块用于对准放疗部位，剂量监控模块用于剂量监控。本发明提供的一种机器人放疗***，提高了辐射能量利用效率，实现了放疗头的自动定位以及减小了整个***的体积。

Description

一种机器人放疗***
技术领域
本发明属于机械领域，具体涉及一种机器人放疗***。
背景技术
在现有技术中，采用S波段加速管作为电子加速器件，加速管、环形器、传输波导等器件体积大，因加速管体积大，其外部的铅屏蔽罩体积大，重量大。现有技术基本都采用C型臂加旋转结构，配合多轴运动治疗床，患者放疗前的定摆位工序较困难，且因定摆位问题影响治疗效果。现有技术X射线从加速管靶点发出，经过加速器内部器件进行准直、均整、调整射野后，穿过设备外壳，并在空气中传播一定距离才抵达患者体表，辐射能量利用率低，因为辐射剂量率与距离的平方成反比。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种机器人放疗***解决了现有技术中辐射利用率低、摆位工序困难以及体积较大的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种机器人放疗***，包括控制模块以及与控制模块连接的机器人模块、电子加速器模块、准直器模块以及剂量监控模块；
所述电子加速器模块包括脉冲高压组件、微波组件、加速管组件、充气组件以及水冷却组件；所述脉冲高压组件与微波组件电性连接，所述微波组件分别与加速管组件、充气组件以及水冷却组件连接；
所述控制模块用于控制机器人放疗***工作，所述机器人模块用于改变电子加速器模块的角度与位置，所述准直器模块用于将放疗射线准直为所需尺寸，所述剂量监控模块用于剂量监控。
进一步地，所述机器人模块采用的型号为KR300 R2500。
进一步地，所述电子加速器模块通过安装在其安装背板上的转接法兰与机器人模块连接。
进一步地，所述电子加速器模块包括充气弯波导、安装背板、环形器、弯波导、枪灯丝电源、钛泵电源、钨屏蔽筒、加速管、电子枪脉冲变压器、磁控管固定座、匹配电阻组件以及磁控管；
所述安装背板的一面设置有转接法兰，其另一面的上部设置有磁控管固定座，所述磁控管安装于磁控管固定座之上，且其通过充气弯波导连接至环形器，所述环形器通过弯波导连接至加速管，所述加速管与钨屏蔽筒连接，所述钨屏蔽筒与准直器模块连接，所述安装背板的另一面上还设置有枪灯丝电源、钛泵电源、电子枪脉冲变压器以及匹配电阻组件。
进一步地，所述加速管包括钛泵、耦合窗、耦合波导、靶组件、加速腔链以及电子枪；所述耦合波导分别与耦合窗、钛泵以及加速腔链连接，所述加速腔链分别与靶组件以及电子枪连接。
进一步地，所述枪灯丝电源为电子枪脉冲变压器供电，所述电子枪脉冲变压器与加速管中电子枪连接以用于供电，所述钛泵电源为加速管中钛泵供电，所述匹配电阻组件与磁控管连接。
进一步地，所述磁控管所采用的型号为VE2093或VMX3095。
本发明的有益效果为：
(1)本发明采用X波段加速管作为电子加速器件，加速管、环形器、传输波导等器件体积小，因加速管体积小，其外部采用钨屏蔽体，体积小，重量轻。
(2)本发明采用机器人***作为运动机构，并设置有准直器模块，患者仅需按标准***躺在治疗床上，由机器人***完成自动定位。
(3)本发明采用机器人***可以将小型化的加速器治疗头尽量贴近患者体表，减小加速管靶点到患者病灶的距离，提高了辐射能量利用效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种机器人放疗***框图。
图2为本发明提出的一种机器人放疗***结构图。
图3为本发明中电子加速器模块示意图。
图4为本发明中电子加速器模块正视和右视图。
图5为本发明中电子加速器模块构成示意图。
其中，1-电子加速器模块、2-机器人模块、3-转接法兰、4-准直器模块、101- 充气弯波导、102-安装背板、103-环形器、104-弯波导、105-枪灯丝电源、106- 钛泵电源、107-钨屏蔽筒、108-加速管、109-电子枪脉冲变压器、110-磁控管固定座、111-匹配电阻组件、112-磁控管。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1和图2共同所示，一种机器人放疗***，包括控制模块以及与控制模块连接的机器人模块2、电子加速器模块1、准直器模块4以及剂量监控模块；
所述电子加速器模块1包括脉冲高压组件、微波组件、加速管组件、充气组件以及水冷却组件；所述脉冲高压组件与微波组件电性连接，所述微波组件分别与加速管组件、充气组件以及水冷却组件连接；
所述控制模块用于控制机器人放疗***工作，所述机器人模块2用于改变电子加速器模块的角度与位置，所述准直器模块4用于将放疗射线准直为所需尺寸，所述剂量监控模块用于剂量监控。
所述机器人模块2采用的型号为KR300 R2500。
所述电子加速器模块1通过安装在其安装背板102上的转接法兰3与机器人模块2连接。
如图3-5共同所示，所述电子加速器模块1包括充气弯波导101、安装背板 102、环形器103、弯波导104、枪灯丝电源105、钛泵电源106、钨屏蔽筒107、加速管108、电子枪脉冲变压器109、磁控管固定座110、匹配电阻组件111以及磁控管112；
所述安装背板102的一面设置有转接法兰3，其另一面的上部设置有磁控管固定座110，所述磁控管112安装于磁控管固定座110之上，且其通过充气弯波导101连接至环形器103，所述环形器103通过弯波导104连接至加速管108，所述加速管108与钨屏蔽筒107连接，所述钨屏蔽筒107与准直器模块4连接，所述安装背板102的另一面上还设置有枪灯丝电源105、钛泵电源106、电子枪脉冲变压器109以及匹配电阻组件111。
所述加速管108包括钛泵、耦合窗、耦合波导、靶组件、加速腔链以及电子枪；所述耦合波导分别与耦合窗、钛泵以及加速腔链连接，所述加速腔链分别与靶组件以及电子枪连接。
所述枪灯丝电源105为电子枪脉冲变压器109供电及控制，所述电子枪脉冲变压器109与加速管108中电子枪连接以用于供电，所述钛泵电源106为加速管108中钛泵供电，所述匹配电阻组件111与磁控管112连接。
环形器型号为P384-1S，加速管型号为RX-6/1250，磁控管产生微波，通过环形器和传输波导，再通过加速管上的耦合窗进入加速腔链，形成驻波电场。由电子枪发射出的电子束在此电场内加速，最后轰击在靶组件的靶片上，产生X 射线。
加速管上的钛泵，其作用是保持加速管内部的高真空环境。
所述磁控管112所采用的型号为VE2093或VMX3095。
本发明的有益效果为：
(1)本发明采用X波段加速管作为电子加速器件，加速管、环形器、传输波导等器件体积小，因加速管体积小，其外部采用钨屏蔽体，体积小，重量轻。
(2)本发明采用机器人***作为运动机构，并设置有准直器模块，患者仅需按标准***躺在治疗床上，由机器人***完成自动定位。
(3)本发明采用机器人***可以将小型化的加速器治疗头尽量贴近患者体表，减小加速管靶点到患者病灶的距离，提高了辐射能量利用效率。
本发明的工作原理为：由机器人模块2夹持小型化的电子加速器模块对患者病灶进行治疗。控制模块配合机器人模块2可以根据患者病灶位置，进行自动定位，使X射线以最佳角度进行照射。电子加速器模块产生X射线，经过准直器模块4准直成所需尺寸。通过剂量监控模块对X射线剂量进行实时监控及反馈控制。
电子加速器模块1的工作原理：磁控管112产生微波，通过环形器103和传输波导，再通过加速管108上的耦合窗进入加速腔链，形成驻波电场。由电子枪发射出的电子束在此电场内加速，最后轰击在靶组件的靶片上，产生X射线。X射线经过准直器模块后，被准直成所需尺寸，穿透设备外壳，对患者病灶进行放射治疗。

Claims (7)

1.一种机器人放疗***，其特征在于，包括控制模块以及与控制模块连接的机器人模块(2)、电子加速器模块(1)、准直器模块(4)以及剂量监控模块；
所述电子加速器模块(1)包括脉冲高压组件、微波组件、加速管组件、充气组件以及水冷却组件；所述脉冲高压组件与微波组件电性连接，所述微波组件分别与加速管组件、充气组件以及水冷却组件连接；
所述控制模块用于控制机器人放疗***工作，所述机器人模块(2)用于改变电子加速器模块的角度与位置，所述准直器模块(4)用于将放疗射线准直为所需尺寸，所述剂量监控模块用于剂量监控。
2.根据权利要求1所述的机器人放疗***，其特征在于，所述机器人模块(2)采用的型号为KR300 R2500。
3.根据权利要求2所述的机器人放疗***，其特征在于，所述电子加速器模块(1)通过安装在其安装背板(102)上的转接法兰(3)与机器人模块(2)连接。
4.根据权利要求3所述的机器人放疗***，其特征在于，所述电子加速器模块(1)包括充气弯波导(101)、安装背板(102)、环形器(103)、弯波导(104)、枪灯丝电源(105)、钛泵电源(106)、钨屏蔽筒(107)、加速管(108)、电子枪脉冲变压器(109)、磁控管固定座(110)、匹配电阻组件(111)以及磁控管(112)；
所述安装背板(102)的一面设置有转接法兰(3)，其另一面的上部设置有磁控管固定座(110)，所述磁控管(112)安装于磁控管固定座(110)之上，且其通过充气弯波导管(101)连接至环形器(103)，所述环形器(103)通过弯波导(104)连接至加速管(108)，所述加速管(108)与钨屏蔽筒(107)连接，所述钨屏蔽筒(107)与准直器模块(4)连接，所述安装背板(102)的另一面上还设置有枪灯丝电源(105)、钛泵电源(106)、电子枪脉冲变压器(109)以及匹配电阻组件(111)。
5.根据权利要求4所述的机器人放疗***，其特征在于，所述加速管(108)包括钛泵、耦合窗、耦合波导、靶组件、加速腔链以及电子枪；所述耦合波导分别与耦合窗、钛泵以及加速腔链连接，所述加速腔链分别与靶组件以及电子枪连接。
6.根据权利要求5所述的机器人放疗***，其特征在于，所述枪灯丝电源(105)为电子枪脉冲变压器(109)供电，所述电子枪脉冲变压器(109)与加速管(108)中电子枪连接以用于供电，所述钛泵电源(106)为加速管(108)中钛泵供电，所述匹配电阻组件(111)与磁控管(112)连接。
7.根据权利要求4所述的机器人放疗***，其特征在于，所述磁控管(112)所采用的型号为VE2093或VMX3095。
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