TW202415419A - 載置台定位系統及載置台定位方法 - Google Patents
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Abstract
一種載置台定位系統,包括載置台、載置台定位裝置、載置台轉運裝置以及連接裝置,載置台用於承載患者,載置台定位裝置用於移動並定位載置台,載置台轉運裝置用於支撐和移動載置台,連接裝置用於鎖緊載置台與載置台定位裝置,通過設置連接裝置,使得載置台定位裝置能夠快速與載置台進行鎖緊固定,節省了治療時非必要的定位步驟;一種載置台定位方法,包括轉動第一連接組件至夾持位置,使得第一連接組件與第二連接組件鎖緊,移動所述載置台定位裝置,對所述載置台進行定位,載置台定位裝置與載置台之間的鎖緊動作一步到位且操作簡單方便,極大地節省了載置台整體的定位時間。
Description
本發明涉及一種治療定位系統及方法,特別是涉及一種載置台定位系統及載置台定位方法。
隨著原子科學的發展,例如鈷六十、直線加速器、電子射束等放射線治療已成為癌症治療的主要手段之一,然後傳統光子或電子治療受到放射線本身物理條件的限制,在殺死腫瘤細胞的同時,也會對射束途徑上大量的正常組織造成傷害;另外由於腫瘤細胞對放射線敏感程度的不同,傳統放射治療對於較具抗輻射性的惡性腫瘤的治療成效往往不佳。
為了減少腫瘤周邊正常組織的輻射傷害,化學治療中的標靶治療改變便被應用於放射線治療中,而針對高抗輻射性的腫瘤細胞,目前也積極發展具有高相對生物效應的輻射源,如質子治療、重粒子治療、中子捕獲治療等,其中,中子捕獲治療便是結合上述兩種概念,如硼中子捕獲治療,借由硼藥物在腫瘤細胞的特異性聚集,配合精準的中子射束照射,提供比傳統放射線更好的癌症治療選擇。
為了實現精準的中子束照射,在模擬定位室內,需要透過CT影像等結合激光定位系統對患者的腫瘤位置進行精確定位並作標記,在治療室內,需要透過激光定位系統結合在模擬定位室中做的標記對患者進行定位,從而使得中子束對準腫瘤進行照射,其中激光定位系統採用激光發射器,由於激光發射器固定安裝於模擬定位室和治療室的牆壁和天花板上,因此需要定位裝置驅動載置台同時對其進行快速精準定位,在中子捕獲治療過程中,如何快速準確地對載置台和定位裝置之間進行鎖緊固定從而獲取精準的定位,是中子射束能否精準實施治療的關鍵一步。
因此,提出一種載置台定位系統及載置台定位方法來解決上述問題。
基於此,為解決傳統技術中載置台與定位裝置之間如何快速鎖緊固定以獲取精準的定位標記的問題,本發明一方面提供一種載置台定位系統,包括載置台、載置台定位裝置、載置台轉運裝置以及連接裝置,載置台用於承載患者,載置台定位裝置用於移動並定位載置台,載置台轉運裝置用於支撐和移動載置台,連接裝置,具有鎖緊載置台和載置台定位裝置的夾持位置和使得載置台和載置台定位裝置脫離的釋放位置,連接裝置包括相互配合的第一連接組件和第二連接組件,其中,第一連接組件和第二連接組件相對設置在載置台和載置台定位裝置上。透過載置台轉運裝置將載置台以及患者轉移至載置台定位裝置處,連接裝置能夠對載置台和載置台定位裝置之間進行快速夾持鎖緊,減少定位時間,其一:在模擬定位室內透過設置連接裝置,結合載置台定位裝置能夠對載置台快速定位以獲得精準的定位標記,從而節約在治療室內進行照射治療前對患者模擬定位的工作時間,其二:在治療室內透過設置連接裝置,結合載置台定位裝置能夠根據模擬定位室中獲取的定位標記對載置台以及患者進行快速精準地定位,能夠有效地避免治療室中患者以及醫護人員非必要的粒子照射劑量。
在其中一個實施例中,第一連接組件包括安裝台以及設於安裝台上的鎖緊件,安裝台開設有用於與第二連接組件進行對準匹配的槽口,鎖緊件轉動預設角度後能夠與穿過槽口的第二連接組件卡緊連接。透過安裝台對整個第一連接組件進行安裝,鎖緊件分佈在安裝台上,當安裝台與第二連接組件對準後,第二連接組件的一部分能夠穿過安裝台上的槽口使得第一連接組件與第二連接組件緊密貼合,此時轉動鎖緊件至夾持位置即可完成鎖緊,鎖緊動作一步到位且操作簡單方便,極大地節省了載置台整體的定位時間。
在其中一個實施例中,鎖緊件包括相對於安裝台活動連接的驅動部、鎖緊部以及設於安裝台上的限位部,驅動部用於驅動鎖緊部轉動至與第二連接組件鎖緊的夾持位置或與第二連接組件脫離的釋放位置,限位部具有用於限位驅動部的限位端。驅動部透過人工驅動使其轉動,驅動部轉動的同時帶動鎖緊部轉動,鎖緊部的初始狀態是遠離槽口的,不會阻礙第一連接組件與第二連接組件的對準貼合,鎖緊部的轉動鎖緊過程是逐漸向兩側槽口靠近的過程,直至鎖緊部與第二連接組件穿過槽口的部分卡合,此時鎖緊件與第二連接組件鎖緊,實現載置台定位裝置與載置台之間的鎖緊固定,便於後續載置台定位裝置對載置台的移動和定位,限位部用於限制驅動部的轉動幅度,當驅動部轉動至限位部第一限位端的時候,鎖緊部與第二連接組件之間脫離,實現二者之間的釋放解鎖,此時載置台定位裝置能夠脫離載置台,當驅動部轉動至限位部第二限位端的時候,鎖緊部與第二連接組件之間連接結合,實現二者之間的鎖緊固定,此時載置台定位裝置與載置台之間能夠鎖緊固定。
在其中一個實施例中,限位端朝向驅動部的一側設有止擋,驅動部設置有對應於止擋的被止擋,鎖緊部位於夾持位置時,被止擋與止擋連接,鎖定驅動部與鎖緊部的位置。止擋以及被止擋用於實現驅動部的卡位,當驅動部轉動至被止擋與止擋相連接的位置時,驅動部被卡緊從而停止運動,由此鎖緊部隨著驅動部轉動至夾持位置或釋放位置時也停止運動,即當驅動部轉動至被止擋與止擋連接的止擋位置時,鎖緊部也轉動到位。
在其中一個實施例中,第二連接組件包括能夠穿過槽口的卡位件以及限位安裝台的限位件,卡位件的一側設置有卡位部,限位件設有多個。卡位件可以穿過槽口使得第二連接組件一側與第一連接組件一側相貼合,從而實現載置台與載置台定位裝置的結合。卡位部用於夾持並卡位鎖緊部,當驅動部轉動至第二限位端的止擋與被止擋卡接的位置時,鎖緊部同步轉動至其端部嵌入卡位部,此時止擋與被止擋可以使得鎖緊部不會發生偏移,透過止擋與被止擋對驅動部以及鎖緊部的限位,以及透過鎖緊部與卡位部的卡合,實現載置台與載置台定位裝置的固定鎖緊。
在其中一個實施例中,載置台轉運裝置包括腳輪以及設於腳輪上的緩衝組件,緩衝組件包括下支座、上支座以及配置於上支座與下支座之間的緩衝件,上支座與下支座活動連接,上支座能夠相對於下支座進行轉動。載置台在進行定位之前置於載置台轉運裝置上,載置台轉運裝置透過其底部設置的腳輪進行移動,能夠移動載置台至指定位置,當出現意外情況,載置台轉運裝置受到向下的壓力時,緩衝組件能夠緩衝外界壓力對載置台轉運裝置的支撐結構和腳輪的衝擊力影響,起到保護載置台轉運裝置的作用。下支座以及上支座之間容納以及安裝有緩衝件,當載置台轉運裝置受到下壓的外力時,外力傳遞至上支座使得上支座能夠發生轉動,並將壓力傳導至緩衝件形成緩衝,保護腳輪避免其受損。
在其中一個實施例中,載置台轉運裝置上設有定位件,定位件用於載置台轉運裝置與載置台定位裝置進行相對位置的定位。載置台轉運裝置透過定位件與載置台定位裝置進行貼合定位,實現對載置台轉運裝置的初步定位,由此第一連接組件和第二連接組件在後續操作中能夠更加迅速地結合,有利於後續載置台定位裝置對載置台的定位工作。
在其中一個實施例中,載置台轉運裝置上設有開口,開口用於容納夾持組件。載置台上設置的第一連接組件或者第二連接組件位於開口處,使得第一連接組件能夠在開口處與第二連接組件對準匹配。
本發明的另一方面提供一種載置台定位方法,包括移動載置台轉運裝置至與載置台定位裝置對位的預設位置,其中,載置台放置於載置台轉運裝置上,載置台及載置台定位裝置上相對設置第一連接組件和第二連接組件,移動載置台轉運裝置至預設位置的作用是將載置台轉運裝置進行初步定位;移動載置台定位裝置,使得第一連接組件與第二連接組件對準匹配,即移動載置台定位裝置使得第一連接組件和第二連接組件處於貼合狀態;轉動第一連接組件至夾持位置,使得第一連接組件與第二連接組件鎖緊,透過第一連接組件和第二連接組件的鎖緊,實現載置台定位裝置與載置台之間的固定;移動載置台定位裝置,對載置台進行坐標位置定位,即載置台定位裝置將載置台從初始位置移動到設定的坐標位置從而實現載置台的定位。
在其中一個實施例中,載置台轉運裝置設有定位件和開口,移動載置台轉運裝置至與載置台定位裝置對位的預設位置包括,載置台轉運裝置透過定位件與載置台定位裝置一側貼合,第一連接組件與第二連接組件在開口處對準貼合。定位件起到將載置台轉運裝置相對於載置台定位裝置初步定位的作用,開口起到便於載置台定位裝置上下移動的作用,使得第一連接組件能夠穿過開口與第二連接組件相匹配。
在其中一個實施例中,第一連接組件包括驅動部、鎖緊部以及限位部,限位部設置有止擋,驅動部設置有對應於止擋的被止擋,第二連接組件包括卡位部,轉動第一連接組件至夾持位置使得第一連接組件與第二連接組件鎖緊包括,轉動驅動部至止擋與被止擋之間卡緊,同時鎖緊部被轉動至卡位部實現鎖緊。轉動驅動部,同時鎖緊部也會隨著驅動部轉動,止擋與被止擋的結合用於限制驅動部的運動,使得驅動部以及鎖緊部轉動到位後停止轉動且不會發生偏移,增強鎖緊件的穩定性。
本發明一方面提供的載置台定位系統,透過設置連接裝置,使得載置台定位裝置能夠快速與載置台進行鎖緊固定,節省了治療時非必要的定位步驟,而後透過載置台定位裝置為病患提供快速精準的坐標位置定位,節省了定位前的操作時間,從而有效地避免了非必要的粒子照射劑量。
本發明另一方面提供的載置台定位方法,載置台定位裝置透過該方法步驟對載置台進行定位,其中載置台定位裝置與載置台之間的鎖緊動作一步到位且操作簡單方便,極大地節省了載置台整體的定位時間,使得載置台的照射定位更佳方便、快捷、準確。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂,下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進,因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係,僅是為了便於描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
此外,術語“第一”、“第二”僅用於描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中,“多個”的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以透過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係,除非另有明確的限定。對於本領域具通常知識者而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,第一特徵在第二特徵“上”或“下”可以是第一和第二特徵直接接觸,或第一和第二特徵透過中間媒介間接接觸。而且,第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方,或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方,或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
需要說明的是,當元件被稱為“固定於”或“設置於”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,並不表示是唯一的實施方式。
參閱圖1,圖1示出了本發明一實施例中放射線照射系統優選為硼中子捕獲治療系統100,包括中子產生裝置10、射束整形體20、準直器30和載置台40。中子產生裝置10包括加速器11和靶材T,加速器11對帶電粒子(如質子、氘核等)進行加速,產生如質子線的帶電粒子線P,帶電粒子線P照射到靶材T並與靶材T作用產生中子線(中子束)N,靶材T優選為金屬靶材。依據所需的中子產率與能量、可提供的加速帶電粒子能量與電流大小、金屬靶材的物化性等特性來挑選合適的核反應,常被討論的核反應有
7Li(p,n)
7Be及
9Be(p,n)
9B,這兩種反應皆為吸熱反應。兩種核反應的能量閾值分別為1.881MeV和2.055MeV,由於硼中子捕獲治療的理想中子源為keV能量等級的超熱中子,理論上若使用能量僅稍高於閾值的質子轟擊金屬鋰靶材,可產生相對低能的中子,不須太多的緩速處理便可用於臨床,然而鋰金屬(Li)和鈹金屬(Be)兩種靶材與閾值能量的質子作用截面不高,為產生足夠大的中子通量,通常選用較高能量的質子來引發核反應。理想的靶材應具備高中子產率、產生的中子能量分佈接近超熱中子能區(將在下文詳細描述)、無太多強穿輻射產生、安全便宜易於操作且耐高溫等特性,但實際上並無法找到符合所有要求的核反應,本發明的實施例中採用鋰金屬製成的靶材。但是本領域技術人員熟知的,靶材T的材料也可以由鋰、鈹之外的金屬材料製成,例如由鉭( Ta )或鎢( W )等形成;靶材T可以為圓板狀,也可以為其他固體形狀,也可以使用液狀物(液體金屬)。加速器11可以是直線加速器、回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器,中子產生裝置10也可以是核反應堆而不採用加速器和靶材。無論硼中子捕獲治療的中子源來自核反應堆或加速器帶電粒子與靶材的核反應,產生的實際上皆為混合輻射場,即射束包含了低能至高能的中子、光子。對於深部腫瘤的硼中子捕獲治療,除了超熱中子外,其餘的輻射線含量越多,造成正常組織非選擇性劑量沉積的比例越大,因此這些會造成不必要劑量的輻射應儘量降低。另外,對於被照射體的正常組織來說,各種輻射線應避免過多,同樣造成不必要的劑量沉積。
中子產生裝置10產生的中子束N依次透過射束整形體20和準直器30照射向載置台40上的被照射體200。射束整形體20能夠調整中子產生裝置10產生的中子束N的射束品質,準直器30用以彙聚中子束N,使中子束N在進行治療的過程中具有較高的靶向性。載置台40及被照射體200的位置也可以進行調整,使射束對準被照射體200體內的腫瘤細胞M,這些調整可以人工手動操作的,也可以是透過一系列控制機構自動實現的(下文詳述)。可以理解,本發明也可以不具有準直器,射束從射束整形體20出來後直接照射向載置台40上的被照射體200。
射束整形體20進一步包括反射體21、緩速體22、熱中子吸收體23、輻射屏蔽體24和射束出口25,中子產生裝置10生成的中子由於能譜很廣,除了超熱中子滿足治療需要以外,需要盡可能的減少其他種類的中子及光子含量以避免對操作人員或被照射體造成傷害,因此從中子產生裝置10出來的中子需要經過緩速體22將其中的快中子能量(>40keV)調整到超熱中子能區(0.5eV-40keV)並盡可能減少熱中子(<0.5eV),緩速體22由與快中子作用截面大、超熱中子作用截面小的材料製成,作為一種優選實施例,緩速體22由D
2O、AlF
3、Fluental
TM、CaF
2、Li
2CO
3、MgF
2和Al
2O
3中的至少一種製成;反射體21包圍緩速體22,並將穿過緩速體22向四周擴散的中子反射回中子射束N以提高中子的利用率,由具有中子反射能力強的材料製成,作為一種優選實施例,反射體21由Pb或Ni中的至少一種製成;緩速體22後部有一個熱中子吸收體23,由與熱中子作用截面大的材料製成,作為一種優選實施例,熱中子吸收體23由Li-6製成,熱中子吸收體23用於吸收穿過緩速體22的熱中子以減少中子束N中熱中子的含量,避免治療時與淺層正常組織造成過多劑量,可以理解,熱中子吸收體也可以是和緩速體一體的,緩速體的材料中含有Li-6;輻射屏蔽體24用於屏蔽從射束出口25以外部分滲漏的中子和光子,輻射屏蔽體24的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一種,作為一種優選實施例,輻射屏蔽體24的材料包括光子屏蔽材料鉛(Pb)和中子屏蔽材料聚乙烯(PE)。準直器30設置在射束出口25後部,從準直器30出來的超熱中子束向被照射體200照射,經淺層正常組織後被緩速為熱中子到達腫瘤細胞M。可以理解,射束整形體20還可以有其他的構造,只要能夠獲得治療所需超熱中子束即可;為描述方便,當設置有準直器30時,準直器30的出口也可以看做是下文所述的射束出口25。
被照射體200服用或注射含硼(B-10)藥物後,含硼藥物選擇性地聚集在腫瘤細胞M中,然後利用含硼(B-10)藥物對熱中子具有高捕獲截面的特性,借由
10B(n, α)
7Li中子捕獲及核***反應產生
4He和
7Li兩個重荷電粒子。兩荷電粒子的平均能量約為2.33MeV,具有高線性轉移(Linear Energy Transfer, LET)、短射程特徵,α粒子的線性能量轉移與射程分別為150 keV/μm、8μm,而
7Li 重荷粒子則為 175 keV/μm、5μm,兩粒子的總射程約相當於一個細胞大小,因此對於生物體造成的輻射傷害能局限在細胞層級,便能在不對正常組織造成太大傷害的前提下,達到局部殺死腫瘤細胞的目的。
本實施例中,被照射體200和射束出口25之間還設置了輻射屏蔽裝置50,屏蔽從射束出口25出來的射束對被照射體正常組織的輻射,可以理解,也可以不設置輻射屏蔽裝置50。硼中子捕獲治療系統100整體容納在混凝土構造的建築物中,具體來說,硼中子捕獲治療系統100還包括照射室101和帶電粒子束生成室102,載置台40上的被照射體200在照射室101中進行中子束N照射的治療,帶電粒子束生成室102至少部分容納加速器11,射束整形體20至少部分容納在照射室101和帶電粒子束生成室102的分隔壁103內。可以理解,分隔壁103可以是將照射室101和帶電粒子束生成室102完全隔開的;也可以是照射室101和帶電粒子束生成室102之間的部分隔斷,照射室101和帶電粒子束生成室102是相通的。靶材T可以有一個或多個,帶電粒子線P可選擇地與其中一個或幾個靶材T作用或同時與多個靶材T作用,以生成一個或多個治療用中子束N。與靶材T的個數相應,射束整形體20、準直器30、載置台40也可以為一個或多個;多個載置台可以設置在同一個照射室內,也可以為每個載置台設置一個單獨的照射室。照射室101和帶電粒子束生成室102為混凝土壁W(包括分隔壁103)包圍形成的空間,混凝土結構可以屏蔽硼中子捕獲治療系統100工作過程中洩露的中子及其他輻射線。硼中子捕獲治療系統100還可以包括準備室、控制室和其他用於輔助治療的空間(圖未示)。每一個照射室可以配置一個準備室,用於進行照射治療前注射硼藥、治療計劃模擬等準備工作。控制室用於控制加速器、射束傳輸部、載置台定位裝置等,對整個照射過程進行控制和管理,管理人員在控制室內還可以同時監控多個照射室。硼中子捕獲治療系統100還可以包括模擬定位室104(下文詳述),用於進行照射治療前被照射體200的模擬定位,模擬定位室104內設置有與射束出口25相同的模擬射束出口25’,節省在照射室101進行被照射體200定位的時間,增加照射室101的利用率,可以理解,模擬定位室也可以用作準備室。
中子捕獲治療系統100還包括載置台定位系統,參閱圖2,圖2示出了本發明一實施例中載置台定位系統的整體結構示意圖,載置台定位系統包括載置台40、載置台定位裝置60、載置台轉運裝置401以及連接裝置300,載置台40用於承載患者(被照射體);載置台定位裝置60用於移動並定位載置台40,以及在移動定位時對載置台40進行支撐;載置台轉運裝置401用於轉運載置台40時對其進行支撐;連接裝置300具有鎖緊載置台40和載置台定位裝置60的夾持位置和使得載置台40和載置台定位裝置60脫離的釋放位置,連接裝置300包括相互配合的第一連接組件500和第二連接組件700,其中,第一連接組件500和第二連接組件700相對設置在載置台40和載置台定位裝置60上。
參閱圖3,圖3示出了本發明一實施例中載置台定位系統中的連接裝置300的結構示意圖,連接裝置300用於鎖緊和釋放載置台40以及載置台定位裝置60,第一連接組件500可以設置在載置台40上也可以設置在載置台定位裝置60上,相對應地第二連接組件700可以設置在載置台定位裝置60上也可以設置在載置台40上,位於夾持位置時(參見圖5),第一連接組件500和第二連接組件700被鎖緊固定,使得載置台40和載置台定位裝置60之間固定,便於移動載置台定位裝置60對載置台40進行定位,位於釋放位置時(參見圖6),第一連接組件500和第二連接組件700可以分離,使得載置台40和載置台定位裝置60之間也可以互相分離,從而使得載置台40從載置台定位裝置60上脫離。
參閱圖4,圖4示出了本發明一實施例中載置台定位系統中的第一連接組件的結構示意圖,第一連接組件500包括安裝台501以及設於安裝台501上的鎖緊件502,安裝台501開設有用於與第二連接組件700進行對準匹配的槽口503,鎖緊件502轉動預設角度後能夠與穿過槽口503的第二連接組件700連接。本實施例中將第一連接組件500設置在載置台定位裝置60上,安裝台501用於佈設鎖緊件502以及第一連接組件500的安裝,安裝台501的一側表面設有法蘭連接件510,透過法蘭連接件510將安裝台501安裝在載置台定位裝置60的機械臂612上,安裝台501為具有一定厚度的板/塊狀,鎖緊件502設置在安裝台501上,鎖緊件502與法蘭連接件510設置在安裝台501的同一側面,鎖緊件502的數量不限,本實施例中安裝台501上設置兩個鎖緊件502,每個鎖緊件502對應設有兩個槽口503,槽口503位於鎖緊件502的兩側,槽口503可供第二連接組件700的一部分穿過,進而轉動鎖緊件502進行鎖緊操作,實現載置台定位裝置60和載置台40的固定鎖緊。
在一些實施例中,鎖緊件502包括相對於安裝台501活動連接的驅動部504、鎖緊部505以及設於安裝台501上的限位部506,驅動部504用於驅動鎖緊部的505轉動第二連接組件,限位部506具有用於限制驅動部504位移的限位端507。驅動部504呈把手/杆狀,驅動部504作為整個鎖緊件502操作轉動的部位,驅動部504與鎖緊部505之間透過銷軸固定連接,銷軸與安裝台501轉動連接,當驅動部504轉動時,鎖緊部505也隨之轉動,鎖緊部505為塊/板狀,鎖緊部505具有兩個工作狀態,其一是被轉動至遠離槽口503的位置,即垂直於同組兩個槽口503的連線,此時第二連接組件鎖緊部505處於釋放位置,不會阻擋第二連接組件700的移動;其二是被轉動至靠近槽口503的位置,即平行於同組兩個槽口503的連線,此時第二連接組件鎖緊部505處於夾持位置,可以限制第二連接組件700的移動,使得第一連接組件500與第二連接組件700緊緊貼合,從而將載置台定位裝置60與載置台40固定連接。限位部506呈弧形,其弧形開口朝向驅動部504,限位部506的兩端均為限位端507,限位端507用於限制驅動部504的運動,兩個限位端507限定了驅動部504的兩個工作位置,其一是驅動部504被轉動至第一個限位端507時,此時對應鎖緊部505為釋放狀態,參閱圖6,其二是驅動部504被轉動至第二個限位端507時,此時對應鎖緊部505為鎖緊狀態,參閱圖5。
參閱圖5和圖6,圖5示出了本發明一實施例中載置台定位系統中連接裝置處於夾持位置的狀態示意圖,圖6示出了本發明一實施例中載置台定位系統中連接裝置處於釋放位置的狀態示意圖,限位端507朝向驅動部504的一側設有止擋508,驅動部504設置有對應於止擋508的被止擋509,鎖緊部505位於夾持位置時,被止擋509與止擋508連接,實現鎖緊部505與第二連接組件700的鎖緊。止擋508以及被止擋509用於將驅動部504鎖緊在限位端507,止擋508外凸於限位端507的內側,可以為一個凸起,被止擋509內陷於驅動部504的一端,可以為一個凹槽,止擋508與被止擋509之間互相配合,驅動部504的一端在限位部506的內側可以任意滑動,而當驅動部504繞著銷軸至其一端的被止擋509與止擋508卡接住的時候,此時驅動部504被限制轉動,當驅動部504被轉動至第一個限位端的止擋508與被止擋509卡接時,此時對應鎖緊部505被轉動至釋放位置,當驅動部504被轉動至第二個限位端的止擋508與被止擋509卡接時,此時對應鎖緊部505被轉動至夾持位置。
參閱圖7,圖7示出了本發明一實施例中載置台定位系統中的第二連接組件的結構示意圖,第二連接組件700包括能夠穿過槽口503的卡位件701以及限位安裝台501的限位件703,卡位件701的一側設置有用於容納鎖緊件502的卡位部702,限位件703設有多個。本實施例中第二連接組件700設置在載置台40的背面,卡位件701的數量為四個,分別對應四個槽口503,卡位件701為具有一定高度厚度的條/柱狀,當卡位件701穿過槽口503之後,卡位件701上設有卡位部702的部分突出於安裝台501,卡位部702具體為一個凹槽,鎖緊部505被轉動至夾持位置時,鎖緊部505卡接在兩個相對的卡位部702內,實現鎖緊部505的鎖緊。
參閱圖8,圖8示出了本發明一實施例中載置台定位系統中的限位件703與安裝台501的匹配示意圖,限位件703呈柱狀,限位件703固定在第二夾持件700的側邊,限位件703可以設置多個,所包圍形成的區域用於容納安裝台501,限位件703對應於安裝台501的外沿形狀設置,具體的,安裝台501的橫截面為矩形,多個限位件703也包圍形成矩形,用於限位安裝台501,當第一連接組件500由機械臂移動至第二連接組件700的下方時,透過限位件703限位並輔助安裝台501上的槽口503快速對準卡位件701進行插接。限位件703朝向安裝台501的一側被構造為斜面,該斜面為向遠離第二連接組件700的方向傾斜的斜面,連接裝置300的裝配過程中,安裝台501剛接觸到限位件703時,由於斜面的設置,安裝台501與第二連接組件700之間留有預設的調整距離,優選為1-5mm的調整距離,使得安裝台501上槽口503的位置更準確地對準卡位件701的位置,從而起到輔助第一連接組件500和第二連接組件700快速對準的功能。
參閱圖9,圖9示出了本發明一實施例中載置台定位系統中的載置台轉運裝置的結構示意圖,載置台轉運裝置401包括用於移動的腳輪404以及設於腳輪404上的緩衝組件800,以及參閱圖10,圖10示出了本發明一實施例中載置台定位系統中的緩衝組件的結構示意圖,緩衝組件800包括下支座801、上支座802以及配置於上支座802與下支座801之間的緩衝件803,上支座802與下支座801活動連接,上支座802能夠相對於下支座801進行轉動,可以理解的是,上支座與下支座之間也可以不進行接觸連接,上支座與下支座分別固定在緩衝組件的上下兩端。載置台轉運裝置401具體為轉運車、治療床推車等,載置台轉運裝置 401透過腳輪404移動轉運載置台40,緩衝組件800用於緩衝腳輪404承受的壓力,保護腳輪404,下支座801為平板狀,下支座801固定在腳輪404上,下支座801上一側設置有凸塊804,上支座802縱截面呈倒L型,上支座802和下支座801整體組合呈C型,下支座801底部中間位置開設有槽口,槽口與凸塊804位置對應,上支座802的底部透過銷軸805與下支座801轉動連接,上支座802的頂部與轉運車401的支撐杆806連接,緩衝件803起到緩衝作用,緩衝件803具體為矩形彈簧,在上支座802一側和下支座801的一側均設置有導向杆,緩衝件803環繞導向杆設置,同時兩個導向杆不會阻礙上支座802朝向下支座801的方向轉動。在載置台定位裝置60移動載置台40時,若出現操作失誤,如機械臂612應該抬升但***作為下壓,或者其他意外情況,導致轉運車401突然受到向下的壓力,壓力透過支撐杆806傳導至上支座802,上支座802受力後繞銷軸805轉動,並將力傳導至緩衝件803,緩衝件803發生壓縮形變,進而對向下的力的作用形成緩衝,起到保護腳輪404的作用。
參閱圖11,圖11示出了一實施例中載置台定位系統中的載置台轉運裝置與載置台定位裝置在預設位置對位的狀態示意圖,載置台轉運裝置401上設有定位件4011,定位件4011用於載置台轉運裝置401與載置台定位裝置60進行相對位置的定位。具體參閱圖22的放大圖,定位件4011呈L型,定位件4011設置在載置台轉運裝置401的支撐杆806上,載置台定位裝置60的機械臂612透過法蘭連接件510與安裝台501連接,透過定位件4011與安裝台501的側面緊靠貼合的方式得到載置台轉運裝置401的初步位置。
在一些實施例中,載置台轉運裝置401上設有開口4012,開口4012用於容納連接裝置300。當載置台40放置在載置台轉運裝置401上時,第二連接組件700位於開口4012處,第一連接組件500能夠穿過開口4012,並在開口4012的位置與第二連接組件700進行配合,當載置台轉運裝置401透過定位件4011進行初步定位後,載置台定位裝置60以及第一連接組件500快速移動至開口4012的位置,使得第一連接組件500和第二連接組件700對準貼合。
本領域技術人員知道的是,本發明的一實施例提供的一種載置台定位方法是上述載置台定位裝置和載置台鎖定的具體方法:
S11:移動載置台轉運裝置401至與載置台定位裝置60對位的預設位置,其中,載置台轉運裝置401上放置有載置台40,載置台40及載置台定位裝置60上相對設置第一連接組件500及第二連接組件700;
具體地,參見圖11和圖12,載置台轉運裝置401設有定位件4011和開口4012,定位件4011為L型,機械臂612透過法蘭連接件510與安裝台501連接,安裝台501為矩形,利用L型的定位件4011與載置台定位裝置60上連接的安裝台501的直角側邊緊靠貼合,此時是載置台定位裝置60與載置台轉運裝置401的初步定位,使得載置台定位裝置60可以快速移動至開口4012的位置,並穿過開口4012使第一連接組件500靠近第二連接組件700,實現載置台定位裝置60帶動第一連接組件500快速地靠近第二連接組件700的功能。
S12:移動載置台定位裝置60,第一連接組件500與第二連接組件700進行對準貼合;
具體地,參見圖8,第一連接組件500包括安裝台501,安裝台501上開設有槽口503,第二連接組件700包括卡位件701,載置台轉運裝置401被初步定位後靜止不動,隨後載置台定位裝置60移動至開口4012處,第二連接組件700側邊設置有多個限位件703,機械臂612抬升,將安裝台501移動到限位件703包圍形成的區域內,卡位件701穿過槽口503,機械臂612繼續抬升,使得第一連接組件500逐漸向第二連接組件700靠攏,直到貼合。
S13:轉動第一連接組件500至夾持位置,使得第一連接組件500與第二連接組件70鎖緊;
具體地,參見圖8,第一連接組件500包括驅動部504、鎖緊部505以及限位部506,限位部506配置有止擋508,驅動部504設置有對應於止擋508的被止擋509,第二連接組件700包括卡位件701,卡位件701上開設有卡位部702,轉動驅動部504,鎖緊部505也隨之轉動,驅動部504被轉動至止擋508與被止擋509之間卡緊,同時鎖緊部505被轉動至卡位部702之間實現鎖緊。
S14:移動載置台定位裝置60,對載置台40進行坐標位置定位;
具體地,參見圖13,在照射室中,透過控制裝置70根據模擬定位確定的坐標位置控制機械臂612將載置台40運動到模擬定位位置,移動到位後即確定照射位置,隨後對患者200進行照射。
S15:轉動第一連接組件500至釋放位置,使得第一連接組件500與第二連接組件700脫離;
具體地,參見圖6,照射完畢後,透過控制裝置70控制載置台定位裝置60將載置台40移動到載置台轉運裝置401上,反向轉動驅動部504,鎖緊部505也隨之轉動,驅動部504被轉動直至限位部506另一端的止擋508與驅動部504上的被止擋509之間卡緊,同時鎖緊部505被轉動至遠離卡位部702的位置實現脫離。
結合圖14,中子捕獲治療系統100還包括控制裝置70,載置台40及載置台40上的被照射體200由載置台定位裝置60支撐,控制裝置70與載置台定位裝置60連接並能夠控制載置台定位裝置60,控制裝置70還可以與中子產生裝置10連接並能夠控制中子產生裝置10向載置台40上的被照射體200照射中子束N。本實施例中,照射室101和模擬定位室104內分別設置有相同的載置台定位裝置60、60’並與射束出口25和模擬射束出口25’具有相同的位置關係,即在照射室101和模擬定位室104內定義了相同的載置台40及載置台定位裝置60、60’的運行坐標系XYZ並以沿中子束N方向距離射束出口25、模擬射束出口25’中心一定距離處的參考點作為坐標原點,透過載置台定位裝置60、60’分別進行載置台40及載置台40上的被照射體200的模擬定位和照射定位,採用相同的載置台定位裝置,使得照射定位更加方便、快捷、準確。為描述方便,以下僅具體介紹照射室101內的載置台定位裝置60的構造。
如圖15-圖17所示,在一實施例中,載置台定位裝置60包括定位機構61,定位機構61包括線性軸611和機械臂612,機械臂612設置在線性軸611和載置台40之間,將載置台40透過機械臂612連接到線性軸611並能夠使載置台40和機械臂612一同沿線性軸611平移。本實施例中線性軸611安裝到照射室101的天花板1011,機械臂612整體上朝向照射室101的地板1012延伸,可以理解,線性軸611也可以安裝到其他表面,如牆壁或地板;線性軸611構造為固定到天花板1011的滑軌6111和與機械臂612連接的支座6112,支座6112沿滑軌6111滑動,可以理解,也可以為其他構造。線性軸直接固定在天花板1011上,不額外設置線性軸固定機構如鋼結構龍門架,減少照射室內的鋼的用量,避免固定機構被中子活化造成二次輻射。機械臂612為連接支座6112和載置台40的多軸機械臂,載置台定位裝置60還包括驅動機構62來驅動線性軸611及機械臂612的運動,控制裝置70控制驅動機構62。線性軸611的延伸方向6113與從射束出口25出來照射到該載置台40上的被照射體的中子束N方向平行,從而在載置台定位過程中,機械臂612整體沿與中子束N方向平行的方向平移,機械臂大部分位於滑軌和中子束出口之間的空間,降低機械臂各個部件被中子活化產生的放射性及引起的壽命縮短。滑軌6111與支座6112的滑動表面S到射束出口25的中心在垂直於滑動表面S方向的距離H1小於2米,為載置台定位裝置60提供足夠的操作空間,將載置台40相對於射束出口40定位在所需的位置。本實施例中,滑動表面S平行於天花板所在的平面,可以理解,載置台定位裝置60還可以有其他的設置,如不包括線性軸611,載置台40與機械臂612連接並由機械臂612支撐;或機械臂612包括更多或更少的臂。
載置台40或載置台定位裝置60上可以設置傳感器80,如圖17所示,傳感器80設置在定位機構61和載置台40上,在一實施例中,傳感器80為設置在載置台40及機械臂612上的防碰撞傳感器,當載置台或機械臂邊緣接觸到其他物體或有其他物體到達傳感器設定範圍時便觸發傳感器發出訊號並傳輸到控制裝置70,控制裝置70控制驅動機構62停止驅動定位機構61的運動,即控制載置台40停止運動。防碰撞傳感器可以是機械傳感器、光電傳感器、雷達傳感器、超聲波傳感器、激光測距儀等;可以理解,防碰撞傳感器還可以發出人體感知訊號,操作者根據感知到的訊號可以手動控制驅動機構停止驅動;也可以不是控制載置台停止運動,而是執行其他的安全操作,如進行碰撞前的逆運動。
控制裝置70包括至少一個用戶界面71,允許操作者交互參與控制載置台定位裝置60。控制裝置70還包括系統控制模組72和定位控制模組73,用戶界面71與系統控制模組72連接,系統控制模組72與定位控制模組73連接,定位控制模組73與驅動機構62連接並控制驅動機構62。當系統控制模組72接收到用戶界面71發出的指令後,系統控制模組72將指令傳輸到定位控制模組73,並由定位控制模組73自動控制定位機構61的運動,定位機構61的位置訊息透過定位控制模組73可以反饋到系統控制模組72並傳輸到用戶界面71進行狀態指示。驅動機構62的運行狀態或數據也會透過定位控制模組73反饋到系統控制模組72,系統控制模組72或定位控制模組73根據這些訊息控制驅動機構62,系統控制模組72也可以將這些訊息傳輸到用戶界面71進行狀態指示。傳感器80也連接到系統控制模組72,系統控制模組72接收到傳感器80的訊號後發送指令到定位控制模組73控制載置台定位裝置60的運動,並將傳感器80的訊號傳輸到用戶界面71進行狀態指示。可以理解,系統控制模組72和定位控制模組73可以是集成在一起的,也可以有其他的硬件設置。
中子捕獲治療系統100還包括治療計劃裝置90,治療計劃裝置90根據中子產生裝置10產生的治療用中子束N的參數和被照射部位的醫學影像數據進行劑量模擬計算並生成治療計劃(如透過蒙特卡羅模擬程序),治療計劃能夠確定被照射部位在照射治療時相對於中子產生裝置10的位置及相應的照射時間。控制裝置70(系統控制模組71)與治療計劃裝置90連接並接收治療計劃數據,從而根據治療計劃數據控制載置台定位裝置60、60’的運動及中子產生裝置10產生的中子束N。
開始照射治療前,先在模擬定位室104內根據治療計劃裝置90預先制定的治療計劃對被照射體200進行模擬定位。首先,將載置台定位裝置60’與載置台40連接,如圖18,本實施例中將載置台40放置在載置台轉運裝置401上,轉運車401在模擬定位室104(照射室101)內透過轉運車定位機構402進行定位,在模擬定位室104(照射室101)的地面設置至少2個孔4021(圖未示),轉運車401上對應設置至少2個銷4022,將銷4022***孔4021中進行定位,可以理解,也可以透過其他方式對轉運車401進行定位。載置台40放置在轉運車401上的相對位置也是確定的,如透過限位機構403(例如設置在轉運車上的凸台)對載置台40的位置進行限定,因此,載置台40放置在定位好後的轉運車401上時,相對於模擬定位室104(照射室101)的位置就是確定的。此時,載置台40在模擬定位室104內置於初始位置A(具有與照射室101相同的位置關係),控制裝置70控制模擬定位室104內的載置台定位裝置60’運動到能夠與載置台40連接的位置,並使得連接裝置300將載置台定位裝置60’與載置台40鎖定,具體參閱圖11、圖12,透過設置在支撐杆806上的定位件4011,實現載置台定位裝置60’與載置台40的定位,載置台定位裝置60’運動到安裝台501的側面與定位件4011緊靠貼合,此時載置台定位裝置60’能夠與載置台快速連接。
然後,將被照射體200放置到載置台40上,根據預先制定的治療計劃確定的被照射部位在照射治療時相對於中子產生裝置10的位置對被照射體200進行擺位固定,治療計劃裝置90或控制裝置70根據此時的擺位計算治療計劃確定的載置台40的坐標位置,可以透過CT、光學掃描等對擺位後的被照射體和載置台進行掃描確定被照射體和載置台的相對位置,從而根據治療計劃確定的被照射部位在照射治療時相對於中子產生裝置10的位置計算治療計劃確定的載置台的坐標,可以理解,也可以透過其他方式進行載置台40的坐標位置的計算。
控制裝置70根據計算的坐標自動控制載置台定位裝置60’將載置台40從初始位置A運動到坐標位置(治療計劃位置B)。載置台40運動到坐標位置(治療計劃位置B)後,根據需要操作者還可以透過用戶界面71再進一步調節即確定模擬定位位置C;當載置台40及載置台定位裝置60’運動過程中出現錯誤,則返回重新計算載置台定位裝置60’的運動路徑或返回重新生成治療計劃。透過自動計算載置台的治療計劃位置的坐標,並透過載置台定位裝置自動控制載置台運動到治療計劃位置,使得定位準確度高、速度快。
接著,透過用戶界面71發送模擬定位完成的指令,控制裝置70記錄此時的坐標位置(模擬定位位置C),並控制載置台定位裝置60使載置台40回到初始位置A(載置台40正好放置在定位好後的轉運車401上);控制裝置70控制連接裝置300解鎖,釋放載置台40,並控制載置台定位裝置60運動到與治療床40分離的位置;釋放轉運車定位機構402,用轉運車401將載置台40及被照射體200運送到照射室101。
到照射室101後開始進行照射定位,轉運車401在照射室101內設置有與模擬定位室104內相同的轉運車定位機構402,即轉運車401在照射室內能夠按照與模擬定位室104內相同的固定位置透過轉運車定位機構402進行定位,然後控制照射室101內的載置台定位裝置60運動到能夠與載置台40連接的位置(初始位置A),並控制連接裝置300將載置台定位裝置60與載置台40鎖定。控制裝置70根據模擬定位確定的坐標位置控制載置台40運動到模擬定位位置C,根據需要還可以透過用戶界面71進一步調節,調整到位後即確定照射位置D,操作者退出照射室101並釋放轉運車定位機構402將轉運車401移出。模擬定位室104內的模擬定位節約了在照射室101內進行照射治療前對被照射體200定位的工作時間,在進行模擬定位的同時還可以對另一被照射體進行照射治療,增加了設備的利用率。一實施例中,當載置台定位裝置60、60’與載置台40鎖定連接後,載置台40需從初始位置A運動時,可以是控制載置台定位裝置60、60’先將載置台40抬高,然後釋放轉運車定位機構402將轉運車401移出後再控制載置台定位裝置60、60’進一步運動,防止載置台定位裝置60、60’與轉運車401產生位置干涉。
在一些實施例中,照射室101和模擬定位室104內均設置相同的且具有同樣的位置關係的激光定位裝置601、601’,操作者可以根據激光定位裝置產生的激光打到被照射體200上的位置在被照射體200上做標記,並根據做好的標記調整或驗證被照射體200在模擬定位室104和照射室101的位置,以確保被照射體200在模擬定位室104和照射室101具有相同的位置。設置激光定位裝置,使定位更加方便和快捷。
激光定位裝置601、601’產生的激光還可以確定與射束出口25、25’的中心軸線X、X’一致的位置,如圖14中所示,即激光定位裝置60、60’產生的激光打到被照射體200上的位置代表了射束出口25、25’出來的射束中心軸線入射到被照射體200上的位置,根據治療計劃模擬的射束中心軸線在體素假體組織模型的入射點在被照射體200上做標記,使得模擬定位和照射治療時確定的射束入射位置更加準確。
照射室101和模擬定位室104內還可以設置相同的且具有同樣的位置關係的光學驗證裝置602、602’對載置台40位置和被照射體200圖像進行採集,將數據傳輸到系統控制模組72,與治療計劃等訊息進行比較,並根據結果進行調整或執行其他治療控制。系統控制模組72還可以接收其他數據訊息,如中子產生裝置的數據、被照射體訊息等,並對中子產生裝置等其他裝置進行控制。
載置台40及被照射體200的位置調整好後,此時載置台40具有照射位置D,操作者透過用戶界面71發送開始照射的指令,系統控制模組72在判斷達到開始照射的條件後,控制中子產生裝置10開始產生中子束N對載置台40上的被照射體200進行照射治療。到達預先確定的照射時間(如治療計劃數據確定的照射時間)後,系統控制模組72控制中子產生裝置10停止對載置台40上的被照射體200照射中子束N,並將訊息傳輸到用戶界面71中進行治療結束的狀態指示,系統控制模組72在治療結束後發送指令到定位控制模組73控制載置台定位裝置60將載置台40從照射位置D移動到結束位置E,載置台40遠離射束出口25。停止照射中子束N後射束出口25仍會有較多的輻射線殘留,將載置台40移動到遠離射束出口25的位置可以避免被照射體200治療結束後繼續受到殘餘輻射線的照射,降低不必要的輻射劑量。參閱圖19-圖21,為治療結束後,載置台40及載置台定位裝置60在不同位置的狀態示意圖。治療結束後,首先,控制線性軸611使載置台40沿平行於線性軸611的延伸方向6113從照射位置D遠離射束出口25移動到第一中間位置F,以實現載置台40快速遠離射束出口25,最大程度地避免治療結束後被照射體200繼續受到殘餘的輻射線照射;其次,控制機械臂612使載置台40運動到載置台40的延伸方向41基本平行於線性軸611的延伸方向6113的第二中間位置G,防止載置台40等在結束位置E與轉運床等出現位置干涉或擋住照射室101的屏蔽門出口,為之後的被照射體200離開照射室101提供便利;最後,控制機械臂612使載置台40靠近地面從第二中間位置G移動到結束位置E,靠近地面便於被照射體200從照射室101離開。被照射體200離開後,還可以控制連接裝置300解鎖,將載置台40送回模擬定位室104;或者先控制連接裝置300解鎖,將被照射體200與載置台40一起送出照射室101,待被照射體200從載置台40離開後,再將載置台40送回模擬定位室104,如透過轉運車401,此時,結束位置E可以與初始位置A相同,轉運車401在照射室101中也透過轉運車定位機構402定位,機械臂612將載置台40移動到載置台40正好置於轉運車401上的初始位置A(結束位置E)。在結束位置E,載置台40到射束出口25的中心所在的垂直於中子束N方向的平面的最小距離H2不小於2500mm,確保不會受到大劑量的殘餘輻射線照射;在結束位置E,載置台40的承載面42距離地面的高度H3不大於600mm,方便被照射體200或載置台40的轉移。
治療結束後,可以是系統控制模組72根據到達照射時間的訊號或停止照射中子束N的訊號自動控制載置台40遠離射束出口25;也可以是操作人員根據用戶界面71的治療結束的狀態指示在用戶界面71輸入載置台遠離射束出口的指令,如透過點擊人機交互控制界面713中相應的按鍵,然後系統控制模組72根據該指令控制載置台40遠離射束出口25。
如圖22,簡單來說,本實施例的載置台控制方法,包括:
S10:在模擬定位室104內將模擬定位室104內的載置台定位裝置60’連接到載置台40並與載置台40鎖定,並將被照射體200在載置台40上根據治療計劃數據進行擺位固定,然後根據治療計劃數據和被照射體200的擺位計算載置台40的治療計劃坐標,即治療計劃位置B的坐標;
S20:根據治療計劃坐標控制載置台定位裝置60’將載置台40移動到治療計劃位置B,根據需要再進一步調節到模擬定位位置C,記錄模擬定位位置C的坐標,可以理解,也可以是模擬定位位置C就是治療計劃位置B;
S30:將載置台定位裝置60’與載置台40解鎖,並將載置台40及載置台40上的被照射體200移動到照射室101,將照射室101內的載置台定位裝置60連接到載置台40並與載置台40鎖定;
S40:根據模擬定位位置C的坐標控制載置台定位裝置60將載置台40移動到模擬定位位置C,根據需要再進一步調節到照射位置D,然後開始對被照射體200照射中子束N的治療,可以理解,也可以是照射位置D就是模擬定位位置C;
S50:在治療結束後,即停止對被照射體200照射中子束N後,控制載置台定位裝置60使載置台40移動到結束位置E,即控制載置台40遠離射束出口25。
可以理解,步驟S20中還可以包括,當載置台40移動到治療計劃位置B的過程中出現錯誤,則返回重新計算載置台定位裝置60’的運動路徑或返回重新生成治療計劃。
如圖23,具體地,步驟S50中控制載置台40遠離射束出口25的方法進一步包括:
S51:控制線性軸611使載置台40沿平行於線性軸611的延伸方向6113從照射位置D遠離射束出口25移動到第一中間位置F;
S52:控制機械臂612使載置台40運動到載置台40的延伸方向41基本平行於線性軸611的延伸方向6113的第二中間位置G;
S53:控制機械臂612使載置台40靠近地面從第二中間位置G移動到結束位置E。
在用戶界面71輸入的載置台遠離射束出口的指令,可以是透過一個按鍵實現步驟S51-S53自動連續進行或者透過與步驟S51-S53分別相應的三個按鍵分步執行步驟S51-S53,也可以有其他的設置方式。可以理解,步驟S51和S53也可以是先控制機械臂612使載置台40靠近地面移動,再控制線性軸611使載置台40沿平行於線性軸611的延伸方向6113遠離射束出口25移動,步驟S52也可以在S53之後;或者同時控制線性軸611和機械臂612使載置台40移動到結束位置E。可以理解,根據具體需求,結束位置E時載置台相對於地面的高度也可以是與照射位置D時載置台相對於地面的高度相比有變化的其他位置。
上述位置A-G均以載置台40上預設的參考點為標準,可以理解,也可以不設置轉運車,模擬定位室和照射室內分別設置有相同的載置台,並將被照射體在模擬定位室和照射室內進行相同的擺位(如透過設置在載置台上的定位機構),並確定相同的初始位置(如透過激光定位裝置)。
本實施例中的混凝土壁為厚度1m以上、密度3g/c.c.的含硼重晶石混凝土制壁,含硼的混凝土具有更好的中子吸收性能,除了增強混凝土的輻射屏蔽效果,還可降低混凝土中金屬材料受到的中子曝露量。可以理解,也可以具有其他厚度或密度或替換為其他材料,不同部分的混凝土壁厚度、密度或材料也可以不同。可以理解,本發明還可以應用於其他類型的中子照射系統;也可以應用於其他放射線照射系統,如質子治療系統、重離子治療系統等,此時中子產生裝置可以替換為其他放射線產生裝置,混凝土的材料可以根據需要進行替換;載置台也可以為其他被照射體的載置台。
以上實施例的各技術特徵可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術特徵的組合不存在矛盾,都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上實施例僅表達了本發明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是,對於本領域具通常知識者來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬於本發明的保護範圍。因此,本發明專利的保護範圍應以所附申請專利範圍為準。
100:中子捕獲治療系統
101:照射室
102:帶電粒子束生成室
103:分隔壁
104:模擬定位室
1011:天花板
1012:地板
10:中子產生裝置
11:加速器
20:射束整形體
21:反射體
22:緩速體
23:熱中子吸收體
24:輻射屏蔽體
25:射束出口
30:準直器
40:載置台
50:輻射屏蔽裝置
200:患者
401:載置台轉運裝置
404:腳輪
300:連接裝置
500:第一連接組件
501:安裝台
502:鎖緊件
503:槽口
504:驅動部
505:鎖緊部
506:限位部
507:限位端
508:止擋
509:被止擋
510:法蘭連接件
700:第二連接組件
701:卡位件
702:卡位部
703:限位件
800:緩衝組件
801:下支座
802:上支座
803:緩衝件
804:凸塊
805:銷軸
806:支撐杆
4011:定位件
4012:開口
402:轉運車定位機構
4021:孔
4022:銷
60:載置台定位裝置
61:定位機構
62:驅動機構
601:激光定位裝置
611:線性軸
612:機械臂
6111:滑軌
6112:支座
70:控制裝置
71:用戶界面
72:系統控制模組
73:定位控制模組
80:傳感器
90:治療計劃裝置
圖1為一實施例的中子捕獲治療系統的結構示意圖;
圖2為一實施例的載置台定位系統的整體結構示意圖;
圖3為一實施例中載置台定位系統中的連接裝置的結構示意圖;
圖4為一實施例中載置台定位系統中的第一連接組件的結構示意圖;
圖5為一實施例中載置台定位系統中連接裝置處於夾持位置的狀態示意圖;
圖6為一實施例中載置台定位系統中連接裝置處於釋放位置的狀態示意圖;
圖7為一實施例中載置台定位系統中的第二連接組件的結構示意圖;
圖8為一實施例中載置台定位系統中的限位件與安裝台的匹配示意圖;
圖9為一實施例中載置台定位系統中的載置台轉運裝置的結構示意圖;
圖10為一實施例中載置台定位系統中的緩衝組件的結構示意圖;
圖11為一實施例中載置台定位系統中的載置台轉運裝置與載置台定位裝置在預設位置對位的狀態示意圖;
圖12為圖11中的局部放大圖;
圖13為一實施例中載置台定位方法中的載置台定位裝置對載置台定位的狀態示意圖;
圖14為一實施例中中子捕獲治療系統的載置台定位的示意圖;
圖15為一實施例中中子捕獲治療系統的載置台定位裝置的結構示意圖;
圖16為圖15在另一方向的示意圖;
圖17為一實施例中中子捕獲治療系統的模組示意圖;
圖18為一實施例中中子捕獲治療系統的載置台轉運裝置及轉運車定位機構的示意圖;
圖19為一實施例中中子捕獲治療系統的載置台定位裝置在不同位置的狀態示意圖;
圖20為圖19在平行於地面方向的俯視圖;
圖21為圖20在OO平面的剖視圖;
圖22為一實施例中中子捕獲治療系統的載置台控制方法的流程圖;
圖23為一實施例中中子捕獲治療系統的控制載置台遠離射束出口的方法流程圖。
40:載置台
60:載置台定位裝置
300:連接裝置
401:載置台轉運裝置
Claims (11)
- 一種載置台定位系統,其特徵在於,包括:載置台,用於承載患者;載置台定位裝置,移動並定位所述載置台;載置台轉運裝置,支撐和移動所述載置台;以及連接裝置,具有鎖緊所述載置台和所述載置台定位裝置的夾持位置和使得所述載置台和所述載置台定位裝置脫離的釋放位置,所述連接裝置包括相互配合的第一連接組件和第二連接組件,其中,所述第一連接組件和第二連接組件相對設置在所述載置台和所述載置台定位裝置上。
- 如請求項1所述的載置台定位系統,其特徵在於,所述第一連接組件包括安裝台以及設於所述安裝台上的鎖緊件,所述安裝台開設有用於與所述第二連接組件進行對準匹配的槽口。
- 如請求項2所述的載置台定位系統,其特徵在於,所述鎖緊件包括相對於所述安裝台活動連接的驅動部、鎖緊部以及設於所述安裝台上的限位部,所述驅動部用於驅動所述鎖緊部的轉動,所述限位部具有用於限位所述驅動部的限位端。
- 如請求項3所述的載置台定位系統,其特徵在於,所述限位端朝向所述驅動部的一側設有止擋,所述驅動部設置有對應於所述止擋的被止擋,所述鎖緊部位於所述夾持位置時,所述被止擋與所述止擋連接。
- 如請求項2所述的載置台定位系統,其特徵在於,所述第二連接組件包括能夠穿過所述槽口的卡位件以及限位所述安裝台的限位件,所述卡位件的一側設置有卡位部,所述限位件設有多個。
- 如請求項1所述的載置台定位系統,其特徵在於,所述載置台轉運裝置包括腳輪以及設於所述腳輪上的緩衝組件,所述緩衝組件包括下支座、上支座以及配置於所述上支座與下支座之間的緩衝件,所述上支座與所述下支座活動連接,所述上支座能夠相對於所述下支座進行轉動。
- 如請求項1所述的載置台定位系統,其特徵在於,所述載置台轉運裝置上設有定位件,所述定位件用於所述載置台轉運裝置與所述載置台定位裝置進行相對位置的定位。
- 如請求項1所述的載置台定位系統,其特徵在於,所述載置台轉運裝置上設有開口,所述開口用於容納連接裝置。
- 一種採用如請求項1至8之任一項所述的載置台定位系統的載置台定位方法,其特徵在於,所述方法包括:移動所述載置台轉運裝置至與所述載置台定位裝置對位的預設位置,其中,所述載置台轉運裝置上放置有載置台,所述載置台及所述載置台定位裝置上相對設置第一連接組件及第二連接組件; 移動所述載置台定位裝置,使得所述第一連接組件與所述第二連接組件對準貼合;轉動所述第一連接組件至夾持位置,使得所述第一連接組件與所述第二連接組件鎖緊;移動所述載置台定位裝置,對所述載置台進行坐標位置定位。
- 如請求項9所述的載置台定位方法,其特徵在於,所述載置台轉運裝置設有定位件和開口,所述移動所述載置台轉運裝置至與所述載置台定位裝置對位的預設位置包括:所述載置台轉運裝置透過所述定位件與所述載置台定位裝置一側貼合,所述第一連接組件與所述第二連接組件在開口處對準貼合。
- 如請求項9所述的載置台定位方法,其特徵在於,所述第一連接組件包括驅動部、鎖緊部以及限位部,所述限位部設置有止擋,所述驅動部設置有對應於所述止擋的被止擋,所述第二連接組件包括卡位部;所述轉動所述第一連接組件至夾持位置,使得所述第一連接組件與所述第二連接組件鎖緊包括:轉動所述驅動部,直至所述止擋與被止擋之間卡緊,同時所述鎖緊部被轉動至所述卡位部實現鎖緊。
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