放射治療設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射治療設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]放射治療設(shè)備的許多設(shè)計采用安裝在臺架臂上的輻射源，所述臺架臂圍繞患者支承件是可旋轉(zhuǎn)的，患者可被放置在患者支承件上以進行治療。用于此的通常幾何結(jié)構(gòu)是提供圓形截面的可旋轉(zhuǎn)的鼓，其取向在豎直面中，即其旋轉(zhuǎn)和對稱軸線處于水平面中，并且將臺架臂安裝到鼓上，與軸線錯位。源然后安裝在臺架臂的端部處，取向成使得它產(chǎn)生的射束被引導向所述軸線。射束的中心與軸線相交的點被稱作“等中心”。因此，隨著鼓旋轉(zhuǎn)，射束從豎直面內(nèi)的所有角度方向到達等中心。這是放射治療療法的一個重要方面，因為它允許足夠的劑量被輸送至目標體積，同時使被輸送至周圍健康組織的劑量最小化。
[0003]通常，旋轉(zhuǎn)鼓被支承在鼓下的四個主輪上，其配置為兩個有角度偏移的對，一對處于鼓的前邊緣，并且一對處于后邊緣。鼓和臺架臂通常是用以支承安裝在臂中并處于其端部處的輻射源的重量的實質(zhì)物件。盡管如此，在臺架臂中將具有一些小程度的撓曲，導致“下垂”效果，即等中心的非故意移動。在臺架處于鼓的頂部(被定義為0°旋轉(zhuǎn))時，等中心沿著軸線朝鼓移動，而在臺架處于鼓的底部時的180°旋轉(zhuǎn)處，等中心沿著軸線移動離開鼓。盡管這是可在治療期間被計劃和補償?shù)囊阎?、可測量的效果，但是附加地有利的是在可能的情況下使該效果最小化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]如果該移動可以被減小，則可以改善輻射劑量的輸送準確度。迄今，這被看作是通過強化鼓和臺架臂來解決的機械問題，但是這通常導致移動部分的重量增加。
[0005]我們提出不同的途徑，根據(jù)該途徑，基于臺架的旋轉(zhuǎn)取向向臺架施加可變的傾斜。該傾斜可反作用于下垂，并使輻射源返回其正確的位置和取向。
[0006]該傾斜可以通過多種方式之一實現(xiàn)。一種處于所述鼓內(nèi)或它在其上旋轉(zhuǎn)的所述輪下的機械致動器，可以響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)傳感器被驅(qū)動，以便傾斜所述臺架和/或所述鼓。鼓自身可以在由輪支承的至少一部分區(qū)域中做成非圓形的，使得旋轉(zhuǎn)不是完全平滑的，而是使鼓在其旋轉(zhuǎn)時傾斜。替代地，輪可配置成隨鼓旋轉(zhuǎn)而升高和/或下降。
[0007]輪內(nèi)的機構(gòu)可以使用偏心機構(gòu)以便在輪旋轉(zhuǎn)時調(diào)節(jié)輪的位置。一般來說，輪將具有比鼓小得多的半徑，因此為了使輪的移動與鼓的旋轉(zhuǎn)同步化，可采用比如周轉(zhuǎn)齒輪等傳動裝置機構(gòu)。周轉(zhuǎn)齒輪可包括偏心底座。
[0008]周轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)本質(zhì)上包括太陽輪、行星齒輪和環(huán)帶，并且在該實施方式中，所述太陽輪可被固定地附接至所述輪的承載表面，所述行星齒輪偏心地安裝在支承基部上，并且所述環(huán)帶被保持為與所述支承基部處于不旋轉(zhuǎn)關(guān)系。
[0009]再一可能性是將旋轉(zhuǎn)鼓其由被支承在輪上的一個或多個周向承載表面中的至少一個做成非圓形。
【附圖說明】
[0010]現(xiàn)在將參考附圖通過示例方式描述本發(fā)明的實施例，附圖中:
圖1示出了放射治療設(shè)備的縱截面，以示意形式示出；
圖2a-2d示出了臺架臂用以修正下垂所需的調(diào)節(jié)；
圖3和4分別示出了在本發(fā)明中使用的用于支承輪的周轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)的側(cè)視圖和前視圖，圖4為示意形式；
圖5和6示出了本發(fā)明的第三實施例；
圖7示出了本發(fā)明的第四實施例；并且圖8示出了本發(fā)明的第五實施例。
【具體實施方式】
[0011]參考圖1，放射治療設(shè)備包括輻射源10，其沿著射束軸線12發(fā)出輻射射束。源10安裝在臺架臂14上，其自身被可旋轉(zhuǎn)的鼓16支承。鼓豎直地配置，即其具有旋轉(zhuǎn)對稱性的軸線18大致水平，并且能夠圍繞其軸線18旋轉(zhuǎn)，隨之帶著臺架臂14和源10。設(shè)置有電驅(qū)動器電動機(未示出)，以便在所需時并沿所需方向驅(qū)動鼓16旋轉(zhuǎn)。臂14安裝至鼓16，以便在與旋轉(zhuǎn)軸線18錯位的位置處支承源10，但是指向旋轉(zhuǎn)軸線18。處于射束軸線12與旋轉(zhuǎn)軸線18的交點處的位置20被稱為“等中心”20。因此，隨著鼓16旋轉(zhuǎn)，源圍繞等中心旋轉(zhuǎn)，從而將射束連續(xù)地引導向該等中心。這在治療期間是有用的，因為劑量可被施加至位于等中心處的目標體積，且僅短暫或有限地照射周圍組織。
[0012]鼓16在其旋轉(zhuǎn)期間由輪支承。它們(在本示例中)配置為一組的四個輪，兩個輪22支承鼓16的前邊緣，兩個輪24支承鼓16的后邊緣。每對中的輪位于鼓16的最低點的兩側(cè)，因此限定出矩形模式并支承鼓16。輪安裝在適當剛性的基部26上，通常能夠自由移動(但是對于某些實施例見后)。
[0013]圖2示出了臺架14和源10的位置如何能經(jīng)由支承輪的調(diào)節(jié)而得到調(diào)節(jié)。臺架和源兩者當然會受到重力的影響，因此隨著源10旋轉(zhuǎn)，重力將由于源10的可觀重量而使臺架14彈性變形。圖2示出了在支承輪上的上升和下降作用如何可用于提供對等中心位置的修正；在圖2(b)和2(d)中的每個情況下，修正通過將設(shè)備從實線示出的位置移動至虛線示出的位置而進行操作。
[0014]圖2(a)和2(c)分別示出了處于270°和90°的源。臺架臂14的一些變形在這些角度是清楚的，大體具有朝地面下降射束等中心的效果。其效果不與0°和180°位置處的變形一樣大，因此在該階段，實施例注重于改善后者。90°和270°變形可以受益于將來的類似治療。
[0015]圖2(b)示出了源處于0°位置，即處于其最高點處并被大致豎直地向下引導。在該位置，臺架臂14的彈性變形將趨于使源10 “下垂”，導致源10略微指向鼓16 (下垂被夸大以為清楚起見)。射束軸線12的該調(diào)節(jié)趨于將等中心略微拉向鼓16。這可通過以下方式得到抵消:如圖2(b)中所示略微上升前輪(或下降后輪)，使整個設(shè)備外斜離開實線示出的鼓位置到虛線示出的鼓位置，并使等中心向外移動。
[0016]相反地，在源如圖2(d)中所示處于180°位置時，臺架臂14的彈性變形趨于向外傾斜源10，使得射束軸線略微偏離鼓16。這因此會使等中心略微移動離開鼓16，并且可通過如圖所示略微上升前輪(或通過下降后輪)而得到抵消，以便使射束更趨向鼓。
[0017]因此，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，修正下垂效果的一種方法是經(jīng)由輪22、24調(diào)節(jié)鼓16的位置。向上調(diào)節(jié)前輪22或向下調(diào)節(jié)后輪24將趨于調(diào)節(jié)等中心位置離開鼓16，并且反之亦然(即下降前輪或上升后輪會朝鼓調(diào)節(jié)等中心位置)。因此，這可用于微調(diào)等中心位置，并抵消重力的影響。
[0018]可以經(jīng)由例如輪支座內(nèi)的凸輪表面或通過任何適當?shù)臋C構(gòu)，來調(diào)節(jié)輪22、24的高度。我們的優(yōu)選機構(gòu)在圖3和4中示出，并且包括處于輪自身內(nèi)的周轉(zhuǎn)齒輪系。圖3以截面示出了齒輪系，其安裝在剛性短軸50上。行星齒輪架52偏心地安裝在短軸50上，并且承載一組四個行星齒輪54，其各自與行星齒輪架52的偏心中心56等距地間隔開?？梢栽O(shè)置更多的行星齒輪54，比如5或6個，以給予更平穩(wěn)的動作。替代地，可以設(shè)置更少的齒輪，比如2或3個，以降低裝置的重量和復雜性。該選擇還可能受齒輪比的影響，因為較小的行星齒輪組可以允許并受益于較大數(shù)量的齒輪。行星齒輪54與太陽輪58接合，所述太陽輪58徑向地位于行星齒輪54內(nèi)，并被支承以在一組軸承60上圍繞行星齒輪架52自由地旋轉(zhuǎn)。環(huán)狀的環(huán)形齒輪62圍繞行星齒輪54設(shè)置并與行星齒輪54接合；這通過銷64在狹縫66中的接合而被防止旋轉(zhuǎn)，所述狹縫66形成在短軸50設(shè)置于其上的基部中。
[0019]太陽齒輪58包括凸緣部段，其具有兩個部段，第一部段68沿徑向向外延伸、沿軸向與行星齒輪54、行星齒輪架52和環(huán)狀的環(huán)形齒輪62間隔開，并且第二部段70沿軸向延伸離開第一部段68的外端，以圍繞周轉(zhuǎn)齒輪機構(gòu)提供周向覆蓋物。第二部段70的周向外部表面限定出輪的外部承載表面。
[0020]因此，隨著鼓16旋轉(zhuǎn)，它將經(jīng)由第二部段70的外表面驅(qū)動輪，從而驅(qū)動太陽齒輪58。這進而將驅(qū)動環(huán)帶(annulus)62內(nèi)的行星齒輪54轉(zhuǎn)動。隨著行星齒輪架52移動，其在短軸50上的偏心底座(mounting)將使它振蕩，隨之帶著太陽齒輪從而帶著輪承載表面。環(huán)狀的環(huán)形