一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，包括底座系统，实现支撑成像系统和旋转系统，同时实现成像系统的往复运动；成像系统，实现图像引导定位功能，包括CBCT图像引导系统和二维成像系统的主要功能，同时具有激光定位功能；旋转系统，实现成像系统绕患者±180°匀速旋转。本发明专利技术提供的新型图像引导系统可代替传统质子/重离子医疗设备中的大型旋转机架及其旋转过程需求的大量电力，使治疗室微型化，使治疗端设备轻型化；可准确定位患者肿瘤位置，同时兼具二维成像系统功能，根据肿瘤类型及位置，可随时切换使用CBCT图像引导系统或者二维成像系统，将过去质子治疗设备中的CBCT图像引导系统和二维成像系统集成到一套系统中。

A new image guidance system for proton / heavy ion medical device system

The invention discloses a novel image guiding system for proton/heavy ion medical equipment system, which comprises a base system, a supporting imaging system and a rotating system, and a reciprocating motion of the imaging system; an imaging system, which realizes image guiding and positioning functions, including a CBCT image guiding system and a two-dimensional imaging system. The main function is laser positioning, and the rotating system can rotate the imaging system around the patient at a constant speed of 180 degrees. The novel image guiding system provided by the invention can replace the large rotating frame of the traditional proton/heavy ion medical equipment and the large amount of electric power required in the rotating process, miniaturize the treatment room and lighten the treatment equipment, accurately locate the tumor position of the patient, and simultaneously have the function of two-dimensional imaging system according to the tumor type. CBCT image guidance system or two-dimensional imaging system can be switched at any time to integrate CBCT image guidance system and two-dimensional imaging system in proton therapy equipment into a set of systems.

【技术实现步骤摘要】
一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统
本专利技术属于大型质子/重离子医疗设备领域，涉及一种图像引导系统，具体为一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，该专利技术解决传统质子/重离子治疗端设备种类多、占用空间大、使用资源多和结构复杂等问题；新型系统拥有目前先进的CBCT图像引导系统功能，同时兼具二维成像定位功能，使治疗端形成单一类型，在同等建筑规模及资金等资源条件下，可更多的设计出治疗室和新型图像引导系统。
技术介绍
大型医用质子治疗设备目前在国际上已趋于成熟，国内亦已开始使用，其治疗端在肿瘤治疗过程具有重要作用。治疗端的辅助设备——图像引导系统(如CBCT图像引导系统和二维成像系统)，承担着质子医疗治疗过程病灶区的定位功能，由于成像装置种类不一/功能相异，便需求医用质子治疗设备需要配备不少于两种的治疗室及图像引导系统，目前的图像引导系统占用空间大、使用资源多，同时旋转治疗室的图像引导系统需同治疗头一同借助筒式旋转机架进行旋转，在此背景下，本专利技术提供一种兼具CBCT图像引导系统和二维成像系统功能的新型系统，使治疗端图像引导系统单一化，取代传统筒式旋转机架。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，兼具CBCT图像引导系统和二维成像系统功能的新型系统，使治疗端图像引导系统单一化，取代传统筒式旋转机架。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，包括底座系统、成像系统和旋转系统；所述底座系统的底座斜面上安装有电机、丝杠、线轨，共同组成一套直线运动机构，用于驱动成像系统沿底座斜面上下运动；所述底座的顶部安装定滑轮，定滑轮上缠绕钢丝绳；所述钢丝绳一端固定成像系统，另一端安装配重；所述成像系统的框架安装在底座的斜面上；所述框架上安装旋转系统，旋转系统用于安装并带动X射源和平板探测器进行±180°往复匀速旋转；激光系统安装在旋转系统上；钢丝绳固定板固定连接钢丝绳一端；所述丝杠螺母支架固定于底座系统的丝杠自带丝杠螺母上；所述旋转系统的轴承座通过安装板安装在框架上；交叉滚子轴承为外圈带齿形式轴承，轴承内圈安装在轴承座上，小齿轮与交叉滚子轴承形成齿轮副，互相啮合；驱动电机及减速机用于驱动小齿轮，进而带动齿轮副工作。所述底座系统实现支撑成像系统和旋转系统，同时实现成像系统的往复运动；底座系统包括底座、电机、丝杠、线轨、定滑轮、钢丝绳、配重；所述底座为Q235A型材焊接而成，底座呈直角梯形形状，其斜面与地平面夹角为锐角，底座的底面安装在治疗室地面。所述底座的斜面上沿其长度方向设有相对的两个线轨，位于两个线轨之间的斜面上、下两端部分别设有底座板，两端部的底座板上通过分别设有的丝杠支撑座安装丝杠，位于上端部的底座板上安装有电机，丝杠平行于底座的斜面设置，电机输出轴连接丝杠。所述底座的顶部位于直角边一侧的位置上设有支撑柱，支撑柱上安装定滑轮；所述定滑轮、钢丝绳和配重共同组成一套配重部件。所述成像系统实现图像引导定位功能，包括CBCT图像引导系统和二维成像系统；成像系统包括框架、旋转系统、X射源、平板探测器、外壳、激光系统、钢丝绳固定板、丝杠螺母支架；所述框架采用Q235A型材焊接而成，框架呈直角三角形形状，框架安装在底座的斜面上；框架的竖直直角边上安装旋转系统。所述X射源是为通高压电可产生X射线的仪器，平板探测器为用于接收X射源发出的X射线，转换成信号传递给计算机图像引导系统，进行图像处理；所述X射源与平板探测器正交布局，源像距2800mm以上，源轴距1400mm以上。所述外壳安装在框架的竖直直角边上，旋转系统与激光系统位于外壳内；所述激光系统为定位成像系统至患者肿瘤位置的装置。所述钢丝绳固定板设在框架的底面直角边上；丝杠螺母支架设在框架的底面直角边上；所述成像系统内部空间直径Φ不小于2000mm。所述旋转系统实现成像系统绕患者±180°匀速旋转；旋转系统包括轴承座、安装板、交叉滚子轴承、小齿轮、驱动电机及减速机、电机支架；所述交叉滚子轴承下翼面安装成像系统中的X射源、平板探测器和激光系统，当驱动电机及减速机驱动齿轮副旋转时，X射源、平板探测器和激光系统即可实现匀速旋转。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的新型图像引导系统可代替传统质子/重离子医疗设备中的大型旋转机架及其旋转过程需求的大量电力，使治疗室微型化，使治疗端设备轻型化；新型图像引导系统具有以下特点：(1)本系统具有独立的CBCT图像引导系统，可准确定位患者肿瘤位置，同时兼具二维成像系统功能，根据肿瘤类型及位置，可随时切换使用CBCT图像引导系统或者二维成像系统，将过去质子治疗设备中的CBCT图像引导系统和二维成像系统集成到一套系统中；(2)本系统相较传统质子/重离子医疗设备配备的旋转治疗室和固定治疗室，具有结构紧凑，占用空间小，利用资源少等优点。a.传统质子/重离子医疗设备旋转治疗室中的治疗头和CBCT图像引导系统随筒式旋转机架一同旋转，本系统中新型图像引导系统仅要求治疗头固定在基建墙壁上，图像引导系统和治疗椅配合，使患者达到指定的区域，进行图像定位和后期的治疗，设备仅需要一种治疗室；b.新型图像引导系统中独立的成像装置满足CBCT图像引导系统功能，当成像装置固定(不旋转)时，可满足二维成像功能。当完成肿瘤定位后，患者在治疗椅上固定，新型图像引导系统的成像装置移动到顶部，预留出治疗空间，治疗头出束，便可以进行治疗。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术底座系统的结构示意图；图2为本专利技术底座系统中成像系统的受力分析图；图3为本专利技术成像系统的结构示意图；图4为本专利技术旋转系统的主视结构示意图；图5为本专利技术旋转系统的轴侧结构示意图；图6为本专利技术整体结构示意图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统,如图1-6所示，新型图像引导系统共有三个功能部件：底座系统、成像系统和旋转系统，各功能部件主要功能有：底座系统：实现支撑成像系统和旋转系统，同时实现成像系统的往复运动；成像系统：实现图像引导定位功能，包括CBCT图像引导系统和二维成像系统的主要功能，同时具有激光定位功能；旋转系统：实现成像系统绕患者±180°匀速旋转；所述功能部件可以通过以下技术方案实现：1.底座系统：如图1所示，底座系统主要零件有底座1.1、电机1.2、丝杠1.3、线轨1.4、定滑轮1.5、钢丝绳1.6、配重1.7；(1)所述底座1.1为Q235A型材焊接而成，底座1.1呈直角梯形形状，其斜面与地平面夹角为锐角，底座的底面安装在治疗室地面；(2)所述底座1.1的斜面上安装电机1.2、丝杠1.3、线轨1.4；电机1.2、丝杠1.3、线轨1.4共同组成一套直线运动机构，用于驱动成像系统沿底座斜面上下运动；具体为：底座1.1的斜面上沿其长度方向设有相对的两个线轨1.4，位于两个线轨1.4之间的斜面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，包括底座系统(1)、成像系统(2)和旋转系统(2.2)，其特征在于：所述底座系统(1)的底座(1.1)斜面上安装有电机(1.2)、丝杠(1.3)、线轨(1.4)，共同组成一套直线运动机构，用于驱动成像系统沿底座斜面上下运动；所述底座(1.1)的顶部安装定滑轮(1.5)，定滑轮(1.5)上缠绕钢丝绳(1.6)；所述钢丝绳(1.6)一端固定成像系统，另一端安装配重(1.7)；所述成像系统(2)的框架(2.1)安装在底座(1.1)的斜面上；所述框架(2.1)上安装旋转系统(2.2)，旋转系统(2.2)用于安装并带动X射源(2.3)和平板探测器(2.4)进行±180°往复匀速旋转；激光系统(2.6)安装在旋转系统(2.2)上；钢丝绳固定板(2.7)固定连接钢丝绳(1.6)一端；所述丝杠螺母支架(2.8)固定于底座系统的丝杠(1.3)自带丝杠螺母上；所述旋转系统(2.2)的轴承座(3.1)通过安装板(3.2)安装在框架(2.1)上；交叉滚子轴承(3.3)为外圈带齿形式轴承，轴承内圈安装在轴承座(3.1)上，小齿轮(3.4)与交叉滚子轴承(3.3)形成齿轮副，互相啮合；驱动电机及减速机(3.5)用于驱动小齿轮(3.4)，进而带动齿轮副工作。...

【技术特征摘要】
1.一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，包括底座系统(1)、成像系统(2)和旋转系统(2.2)，其特征在于：所述底座系统(1)的底座(1.1)斜面上安装有电机(1.2)、丝杠(1.3)、线轨(1.4)，共同组成一套直线运动机构，用于驱动成像系统沿底座斜面上下运动；所述底座(1.1)的顶部安装定滑轮(1.5)，定滑轮(1.5)上缠绕钢丝绳(1.6)；所述钢丝绳(1.6)一端固定成像系统，另一端安装配重(1.7)；所述成像系统(2)的框架(2.1)安装在底座(1.1)的斜面上；所述框架(2.1)上安装旋转系统(2.2)，旋转系统(2.2)用于安装并带动X射源(2.3)和平板探测器(2.4)进行±180°往复匀速旋转；激光系统(2.6)安装在旋转系统(2.2)上；钢丝绳固定板(2.7)固定连接钢丝绳(1.6)一端；所述丝杠螺母支架(2.8)固定于底座系统的丝杠(1.3)自带丝杠螺母上；所述旋转系统(2.2)的轴承座(3.1)通过安装板(3.2)安装在框架(2.1)上；交叉滚子轴承(3.3)为外圈带齿形式轴承，轴承内圈安装在轴承座(3.1)上，小齿轮(3.4)与交叉滚子轴承(3.3)形成齿轮副，互相啮合；驱动电机及减速机(3.5)用于驱动小齿轮(3.4)，进而带动齿轮副工作。2.根据权利要求1所述的一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，其特征在于：所述底座系统实现支撑成像系统和旋转系统，同时实现成像系统的往复运动；底座系统包括底座(1.1)、电机(1.2)、丝杠(1.3)、线轨(1.4)、定滑轮(1.5)、钢丝绳(1.6)、配重(1.7)；所述底座(1.1)呈直角梯形形状，其斜面与地平面夹角为锐角，底座的底面安装在治疗室地面。3.根据权利要求2所述的一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，其特征在于：所述底座(1.1)的斜面上沿其长度方向设有相对的两个线轨(1.4)，位于两个线轨(1.4)之间的斜面上、下两端部分别设有底座板，两端部的底座板上通过分别设有的丝杠支撑座安装丝杠(1.3)，位于上端部的底座板上安装有电机(1.2)，丝杠(1.3)平行于底座(1.1)的斜面设置，电机(1.2)输出轴连接丝杠(1.3)。4.根据权利要求3所述的一种用于质子/重离子医疗设备系统中的新型图像引导系统，其特征在于：所述底座(1.1)的顶部位于直角边一侧的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯汉升，李实，蒋茂余，杨洋，宋云涛，姚智鑫，许继伟，汪涛，
申请(专利权)人：合肥中科离子医学技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34