專利名稱：旋轉(zhuǎn)錐面聚焦式伽瑪射線輻射單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種可旋轉(zhuǎn)的伽瑪射線幅射單元，屬于醫(yī)用放射源幅射裝置，特別是伽瑪?shù)断到y(tǒng)的幅射單元。
現(xiàn)有的伽瑪射線幅射單元，作為醫(yī)用核物理治療裝置-伽瑪?shù)断到y(tǒng)的核心部件，其結(jié)構(gòu)包括由許多放射源組成的源體，源體被安裝在一個防幅射保護框內(nèi)，其射線通道從徑向方向?qū)室粋€公共焦點，如專利文獻EP-248774所述。由于伽瑪?shù)恫捎枚鄠€放射源，且每個放射源只有較小的放射劑量，只在公共焦點處形成最大的放射能量，因此可有效地殺傷焦點處的病變組織，而在一定時間內(nèi)不會對其周圍的健康組織造成傷害?；谶@種考慮，現(xiàn)有的伽瑪射線幅射單元具有盡可能多的放射源，例如瑞典ELEKTA公司生產(chǎn)的leksell伽瑪?shù)?，具?01個放射源，沿一個半球體規(guī)則排列。由于放射源的增加，相應(yīng)的還需增加重金屬屏蔽保護材料的使用，因此重量和體積都很龐大。而且從生產(chǎn)制造方面來看，在一個直徑相當大的半球體上規(guī)則精確地打出數(shù)百個具有公共焦點的孔眼，對加工的技術(shù)手段和工藝裝備要求相當高，從而使產(chǎn)品的造價十分昂貴。
本發(fā)明的任務(wù)是要提供一種改進的旋轉(zhuǎn)錐面聚焦式伽瑪射線幅射單元，它具有簡化的結(jié)構(gòu)和較少的放射源，就可保證有效的放射線幅射，又不致于造成對健康組織的傷害。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的旋轉(zhuǎn)錐面聚焦式伽瑪射線幅射單元的源體是一個沿幅射單元中軸線對稱的板狀幾何體，若干放射源及射線通道安裝在源體內(nèi)，從徑向方面對準保護框內(nèi)的一個公共焦點，在公共焦點的周圍是至少可容納人體大腦的一個空間。在防幅射保護框上裝有一個可旋轉(zhuǎn)的中心軸，中心軸位于幅射單元的中軸線上，一端固定在源體上，另一端與一個動力驅(qū)動機構(gòu)相聯(lián)接。由于源體固定在可旋轉(zhuǎn)的中心軸上，在動力驅(qū)動下，源體可在防幅射保護框內(nèi)作360°旋轉(zhuǎn)。在工作狀態(tài)下，其放射源射線的掃描軌跡就形成若干以公共焦點為共同頂點的圓錐曲面，當所有射線通道均不以中心軸對稱，則每個放射源射線的掃描軌跡都會形成一個獨立的旋轉(zhuǎn)錐面，如果用垂直于轉(zhuǎn)軸的任意個平面去截這些旋轉(zhuǎn)錐面，那么在平面上的軌跡就是一些以公共焦點為圓心的半徑不同的同心圓。由此可見，對于公共焦點而言，無論源體處于靜止還是動態(tài)旋轉(zhuǎn)中，其所受的放射線幅射都是連續(xù)不變的，為保證公共焦點處的有效幅射，當源體的形狀改變減少了放射源的數(shù)量時，必須相應(yīng)增加每個放射源的放射劑量保證放射源的總能量，然而由于源體的旋轉(zhuǎn)運動，使公共焦點以外的放射源射線的掃描點都屬于動態(tài)掃描點，這些點均不重合，每一點只受到斷續(xù)的瞬時幅射，因此在實際治療過程中，既可有效地殺傷焦點處的病變組織，又可保證在一定時間內(nèi)不造成對焦點外健康組織的傷害。
本發(fā)明的幅射單元采用動態(tài)聚焦方式取代現(xiàn)有的靜態(tài)聚焦方式，它的著眼點不在于增加放射源分散放射劑量來減少對健康組織的傷害，而是將現(xiàn)有的每束射線的單點連續(xù)幅射改變?yōu)槎帱c的斷續(xù)幅射，從而減少了單點的幅射時間，提高了治療過程中健康組織的安全性;而源體做成板狀體，減少了放射源的數(shù)量，簡化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使制造工藝大為簡單，也使產(chǎn)品的重量和體積有相應(yīng)地減小，減少了重金屬材料的使用，降低了生產(chǎn)制造成本。
以下結(jié)合附圖和實施例作進一步說明。


圖1是本發(fā)明幅射單元實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖參照圖1，防幅射保護框(1)為一空心半球體結(jié)構(gòu)整體采用鑄鐵或鑄鋼材料制造以保證其良好的屏蔽性，中心軸(4)位于幅射單元的中軸線上，它與防幅射保護框(1)采用動配合，為保證中心軸高精度回轉(zhuǎn)，本實施例中的保護框(1)與中心軸(4)的聯(lián)接方式推薦使用滑動軸承或滑動軸承與滾動軸承配合使用;中心軸(4)的外端聯(lián)接了動力驅(qū)動機構(gòu)(3)，動力驅(qū)動機構(gòu)(3)可直接安裝在保護框(1)的外殼上，本發(fā)明對傳動的要求在于保證有足夠的起動力矩和勻速傳動，源體通常在低速狀態(tài)下回轉(zhuǎn)就可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)聚焦的功能，本實施例的動力傳動機構(gòu)選用直流電動機和齒輪變速傳動，中心軸的轉(zhuǎn)速為每分鐘15-30轉(zhuǎn)。中心軸(4)與源體(2)采用過盈配合安裝，中心軸(4)和源體(2)軸孔的中心線對準公共焦點(7)。源體(2)整體采用鑄鐵或鑄鋼材料鑄造而成，本實施例中的源體(2)做成一個扇形體，它的外圓與保護框(1)的內(nèi)圓只留有很小的間隙以確保屏蔽的效果，它的內(nèi)圓所留的空間要保證其回轉(zhuǎn)時足夠容納人體的大腦。在源體(2)內(nèi)鉆有用于安裝放射源(5)及射線通道(6)的安裝孔，對這些安裝孔的加工要求是，首先所有孔的中心延長線必須準確地交會，在公共焦點0上;其次這些孔均不以中軸線對稱，以保證各單束射線的掃描軌跡不會生重合;第三從源體(2)的徑向平面看去安裝孔分布在中心軸(4)兩側(cè)30°以外的區(qū)間里，其目的是避免放射源(5)及射線通道(6)過于靠近中心軸(4)，從而回轉(zhuǎn)半徑過小形成近似于靜態(tài)幅射。源體(2)是具有一定厚度的板狀體，在源體(2)內(nèi)，這些用于安裝放射源(5)及射線通道(6)的安裝孔可以是在一個與公共焦點0相切的平面上徑向排列，也可以是從徑向方向?qū)使步裹c0多層次排列，為保證安裝孔的加工精度及分布要求，可采用數(shù)控機床進行加工。射線通道(6)是用重金屬材料制成的細長軸套，上端有用于裝填放射源(5)的容腔，采用過渡配合把射線通道(6)鑲?cè)朐大w(2)的安裝孔中。放射源(5)的數(shù)量是根據(jù)焦點0殺傷病變組織所需的最小放射能量與回轉(zhuǎn)條件下單個放射源不會對健康組織造成傷害的最大裝填劑量的關(guān)系來確定。本實施例中，放射源的數(shù)量為25個，每個放射源的劑量為250居里。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用伽瑪射線幅射單元，包括由若干放射源(5)組成的源體(2)，源體(2)被安裝在一個防幅射保護框(1)內(nèi)，源體(2)內(nèi)的放射源(5)通過其射線通道(6)以徑向方向?qū)时Ｗo框(1)內(nèi)的一個公共焦點(0)，在公共焦點(0)的周圍是至少可容納人體大腦的一個空間，其特征在于所述的源體(2)是一個沿幅射單元中軸線對稱的板狀幾何體，在防幅射保護框(1)上裝有一個可旋轉(zhuǎn)的中心軸(4)，中心軸(4)位于軸射單元的中軸線上，它的一端固定在源體(2)上，另一端與一個動力傳動機構(gòu)(3)相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幅射單元，其特征在于源體(2)是一個扇形體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的幅射單元，其特征在于源體(2)內(nèi)的放射源(5)及射線通道(6)的分布位于中心軸(4)兩側(cè)30°以外的區(qū)間里。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的幅射單元，其特征在于源體(2)內(nèi)的放射源(5)及射線通道(6)均不以幅射單元中軸線對稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的幅射單元，其特征在于源體(2)內(nèi)的放射源(5)及射線通道(6)在一個與公共焦點O相切的平面上徑向排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的幅射單元，其特征在于源體(2)內(nèi)的放射源(5)及射線通道(6)從徑向方向?qū)使步裹cO多層次排列。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種可旋轉(zhuǎn)的伽瑪射線輻射單元，特別適用于醫(yī)用伽瑪?shù)断到y(tǒng)。它的載有放射源的源體可在防輻射保護框內(nèi)作360°旋轉(zhuǎn)，放射線軌跡形成了若干以公共焦點為共同頂點的旋轉(zhuǎn)錐面，將現(xiàn)有靜態(tài)聚焦方式的單點連續(xù)輻射改變?yōu)槎帱c斷續(xù)輻射，從而減少了放射源的數(shù)量，簡化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，既可保證有效地殺傷焦點處的病變組織，又在一定時間內(nèi)不會造成對焦點外健康組織的傷害。
文檔編號A61N5/01GK1087551SQ93103858
公開日1994年6月8日 申請日期1993年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月13日
發(fā)明者宋世鵬, 蘇以翔, 杜毅 申請人:宋世鵬, 蘇以翔, 杜毅