一种用于质子医疗系统CBCT三维成像机构的制作方法

本发明属于质子医疗系统领域，尤其涉及一种用于质子医疗系统cbct三维成像机构。

背景技术：

大型医用质子治疗系统目前在国内已开始使用，系统中cbct(图像引导定位系统)三维成像机构在肿瘤治疗领域中的图像精确定位具有重要意义，但该技术在国内还处于研发起步阶段。合肥离子医学中心对研制cbct(图像引导定位系统)三维成像机构做了大量的调研和实验工作。cbct(图像引导定位系统)三维成像机构主要用于精确定位肿瘤病灶区的位置，反馈给治疗系统，进而由治疗端根据确定的位置发射出质子束流，进行肿瘤患者的治疗，因此为了保证质子治疗的准确性，cbct三维成像机构具有重要作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种用于质子医疗系统cbct三维成像机构，可用于解决肿瘤治疗过程中图像定位的问题，为后期的精确治疗提供保障。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于质子医疗系统cbct三维成像机构，包括旋转机架，所述旋转机架一端安装有平板装置固定件，平板装置固定件左右两侧对称安装有两个平板装置，旋转机架另一端左右两侧对称安装有两个射线发射装置；

所述射线发射装置包括相互相连的高压发生器装置和射线管装置；

所述高压发生器装置包括发生器安装架、高压发生器、高压电缆，发生器安装架与旋转机架固定相连，发生器安装架上安装有高压发生器，高压发生器输出端通过高压电缆与射线管装置相连；

所述平板装置包括相互连接的平板探测装置和第一电缸。

进一步地，所述射线管装置包括底座，底座表面中间固定有第一导轨滑块组件，第一导轨滑块组件包括相互配合的第一线性导轨和第一滑块；底座表面一端安装有第一电机，第一电机输出端连接有丝杠螺母组件，丝杠螺母组件包括相互连接的第一丝杠和第一丝杠螺母，第一丝杠螺母与射线管安装架相连；

所述第一滑块与射线管安装架相连，射线管安装架上安装有射线管调节板，射线管调节板上通过射线管固定支架安装有x射线管，x射线管输入端与高压电缆相连，x射线管输出端通过准直器与滤过器组件。

进一步地，所述底座两端安装有行程开关，确保了运动机构安全。

进一步地，所述滤过器组件包括x射线滤过器，用于将光束中能量低的x射线进行屏蔽，保证射线光束的穿透性。

进一步地，所述平板探测装置包括平板安装板，平板安装板一侧两端分别安装有平板探测器和旋转轴；平板安装板另一侧安装有第二导轨滑块组件，第二导轨滑块组件包括相互配合的第二线性导轨和第二滑块，平板安装板与第二电缸相连。

进一步地，所述平板安装板两侧垂直设有两侧板，旋转轴穿过两侧板并与两侧板进行转动相连。

进一步地，所述射线管装置外包覆有罩壳。

进一步地，所述平板装置固定件上还安装有丝杆驱动装置、防护板，丝杆驱动装置包括第二电机、第二丝杠、第二丝杠螺母、第三线性导轨、第三滑块，第二电机输出端通过第二丝杠与第二丝杠螺母相连，防护板分别与第二丝杠螺母、第三线性导轨上的第三滑块配合相连。

本发明的有益效果是：

本发明通过对称安装且互相呈90度角的两个平板装置和两个射线发射装置，能够对肿瘤区进行精准照射，通过电气控制系统进行精确控制，具有定位精确、操作简单、调整方便、成像精度高、多功能模式成像等优点，保证了质子治疗的准确性，对肿瘤患者的治疗具有重要意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中射线发射装置的结构示意图；

图3是本发明中平板装置的结构示意图；

图4是本发明中射线管装置的结构示意图；

图5是本发明中射线管装置的结构示意图；

图6是本发明中平板探测装置的结构示意图；

图7是本发明中平板探测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种用于质子医疗系统cbct三维成像机构，包括旋转机架5，旋转机架5一端安装有平板装置固定件4，平板装置固定件4左右两侧对称安装有两个平板装置2，旋转机架5另一端左右两侧对称安装有两个射线发射装置6，其中，一套装置包括一个平板装置2和一个射线发射装置6，两套装置互呈90度且对称安装。

如图2所示，射线发射装置6包括相互相连的高压发生器装置3和射线管装置1；高压发生器装置3包括发生器安装架32、高压发生器31、高压电缆33，发生器安装架32与旋转机架5固定相连，发生器安装架32上安装有高压发生器31，高压发生器31输出端通过高压电缆33与射线管装置1相连，高压发生器31通电工作，使x射线管108达到要求供电电压后工作，进而发出x射线光束；射线管装置1外包覆有罩壳112。

如图3所示，平板装置2包括相互连接的平板探测装置21和第一电缸23；平板装置固定件4上还安装有丝杆驱动装置22、防护板24，丝杆驱动装置22包括第二电机、第二丝杠、第二丝杠螺母、第三线性导轨、第三滑块，第二电机输出端通过第二丝杠与第二丝杠螺母相连，防护板24分别与第二丝杠螺母、第三线性导轨上的第三滑块配合相连。

如图4和图5所示，射线管装置1包括底座101，底座101表面中间固定有第一导轨滑块组件102，第一导轨滑块组件102包括相互配合的第一线性导轨和第一滑块；底座101表面一端安装有第一电机103，第一电机103输出端连接有丝杠螺母组件104，丝杠螺母组件104包括相互连接的第一丝杠和第一丝杠螺母，第一丝杠螺母与射线管安装架105相连；第一滑块与射线管安装架105相连，射线管安装架105上安装有射线管调节板106，射线管调节板106上通过射线管固定支架107安装有x射线管108，x射线管108输入端与高压电缆33相连，x射线管108输出端通过准直器109与滤过器组件110，滤过器组件110包括x射线滤过器，用于将光束中能量低的x射线进行屏蔽，保证射线光束的穿透性；底座101两端安装有行程开关111，确保了运动机构安全；其中，滤过器组件110、准直器109、x射线管108、射线管固定支架107、射线管调节板106、射线管安装架105形成一个整体固定在第一导轨滑块组件102上，随着第一电机103、丝杠螺母组件104的运动，在电气控制系统的控制下，使工作时满足源像距和源轴距的要求；射线管调节板106和射线管固定支架107具有调整功能，并借助激光仪调试，使射线光束居中于平板探测器214接收面，并穿过旋转机架5中心轴。

如图6和图7所示，平板探测装置21包括平板安装板211，平板安装板211一侧两端分别安装有平板探测器214和旋转轴215，该平板探测器214为x射线传感器；平板安装板211另一侧安装有第二导轨滑块组件212，第二导轨滑块组件212包括相互配合的第二线性导轨和第二滑块，平板安装板211与第二电缸213相连；平板安装板211两侧垂直设有两侧板，旋转轴215穿过两侧板并与两侧板进行转动相连，旋转轴215其中一端与平板装置固定件4表面垂直固定相连；平板探测装置21主要功能是装置中的平板探测器接收射线管装置中x射线管108发出的x光束，进而转化成信号传输至计算机内；其中，第二电缸213驱动平板探测器214在第二线性导轨上移动，满足full-fan和half-fan两种模式成像功能，第一电缸23与平板安装板211相连并驱动平板安装板211绕旋转轴转动，使工作条件下平板探测器214接收面与x射线光束垂直；治疗状态下，第二电缸213驱动平板探测器214等收回，防护板24在第二电机、第二丝杠作用下运动至底部，进而保护平板探测器214免受质子损坏。

其中，该三维成像机构具有长源像距、竖直方向旋转成像、高精度多模式成像特点：

长源像距：工作状态下，源轴距——x射线管至旋转机架中心轴2000mm，平板探测器接收面至旋转机架中心轴1000mm，即源像距3000mm；

竖直方向旋转：所述系统均安装在旋转机架上，随旋转机架做±185°旋转，满足治疗患者360°范围全覆盖扫描；

高精度多模式成像：所述机构中射线管组件和平板组件机械结构件设计要求变形量≤0.1mm，配以激光跟踪仪装配，保证成像精度；同时，平板探测器随线性导轨移动，可满足full-fan和half-fan两种模式成像。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。