伽玛刀放射治疗设备放射源安全装换装置的制作方法

本实用新型涉及γ射线治疗法或粒子照射疗法设备装置的结构改进技术，尤其是伽玛刀放射治疗设备放射源安全装换装置。

背景技术：

伽玛刀(Gamma Knife)是立体定向放射外科(Stereotactic Radiosurgery)的主要治疗手段，是根据立体几何定向原理，将颅内的正常组织或病变组织选择性地确定为靶点，使用钴-60产生的伽玛射线进行一次性大剂量地聚焦照射，使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病的目的。

现有的伽玛刀放射治疗系统的放射源装源结构、原理和过程包括以下几种：

A、在机房内搭建屏蔽热室，如附图1和2所示，将放射源9从运源铅罐10内的置源架6取下后，再用机械手3逐一装入设备11，使用这种装换源工装的设备有：1) 玛西普SRRS型；2)深圳OUR的头部伽马刀RGS；3)深圳OUR的头部伽马刀AimRay；4) 瑞典医科达B型头部伽马刀；

B、随着国产设备的问世，逐渐出现了如附图3所示解决方案和设备结构，将放射源9装入治疗头14后，再用具有箱盖13的运输箱12将装有放射源的治疗头14整体运输到医院后，再整体安装到设备11上，整体运输，再在现场将治疗头14安装入设备，使用这种装、换源方式的设备有：1)深圳一体的月亮神；2)上海伽马星的陀螺刀；由于这几款设备的放射源安装在一个小型的源匣里，在10多年前设计时，是按照整体治疗头装入包装箱运输的，随着环保部的政策变化及监管，这种没有经过认证的包装箱是不允许运输放射性物质的，所以设计专用的运输容器就变为必须的事，为此深圳一体就不得不找专业有资质的设计单位设计有认证的包装运输容器，这种容器设计、生产时间长，且认证费用高，持续时间约需2年及200多万的认证费。

C、随着设备的发展，为了方便装换源，出现小型热室技术方案，如附图4和 5所示，它是在小型热室内，在通过观察孔17观察下，先操作取屏蔽塞杆15打开屏蔽热室8内屏蔽保护结构；通过配合拔杆18和取源杆19操作，将放射源9从储源铅罐16一个一个的取出后，再用取源架7和机械手3将放射源9一个一个的装入设备11，这种装源的方式本质与第一种屏蔽热室一样，只不过是将屏蔽热室小型化。使用这种装换源工装的设备有：瑞典医科达(Elekta)的头部伽玛刀Perfexion；医科达Perfexion；医科达 Perfexion；2)Icon；3)国产设备有：玛西普的头部伽玛刀SRRS型及Infin；玛西普Infin。

在现有技术中，如视图1和2所示的热室装换源时，现场要人工搭建20多吨的铁块热室，同时再逐个将放射源9装入设备11，由于是人操控机械手3，就有可能将放射源9掉到热室里，由于放射源9具有放射性，处理起来就有很大风险。

按照如视图3所示方式装换源时，虽然运输时方便、安全，但现场将治疗头 14装入设备，并恢复治疗头14的安装精度比较困难，同时，该运输箱12体需要特殊认证，认证费加制造费用用昂贵且耗时。

如视图4和5所示，该种方式装换源时，现场不需要人工搭建热室，会比视图 1的方式好，但也需要逐个将放射源9再装入设备，由于是人操控机械手3，就有可能将放射源掉到热室里，由于放射源9具有放射性，处理起来就有很大风险。

以上设备的放射源9都是装在伽马刀设备球体上，且放射源9在球面上均匀布局，所以要通过转动源体，之后一颗一颗的用机械手3将放射源9安装在源体上。但在装放射源9前，必须要搭建一个屏蔽热室8，这样，当放射源9从置源架6上取下时，处于热室外面的操作者处于安全状态。而一般为了节省成本及可加工性，屏蔽热室8一般采用铸铁，所以整个屏蔽热室总共有20多吨，搭建及拆卸很费工时及人力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供伽玛刀放射治疗设备放射源安全装换装置，解决上述装换源的问题，减轻现场人员工作量，提高装、换源的安全性，降低成本。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括上铅塞子、下铅塞子、取换源工装、支架、取铅塞子工装、工装抽屉、工装盖和屏蔽体；支架上方放置取铅塞子工装，取铅塞子工装上方中部放置工装盖或取换源工装；其中，取铅塞子工装中部向一侧边缘开发的有上下端面直通的安装槽且其中滑动安置工装抽屉，取换源工装中部Z轴方向有垂直通道，该垂直通道上段为轴孔，该垂直通道上段为轴孔横向截面积小于中下段，该垂直通道中段与X轴向滑槽正交垂直连通，该垂直通道下段与X轴向或Y轴向的滑轨连通，其中，X轴向滑槽一端开放一端封闭，在X轴向滑槽中安置屏蔽体，而在滑轨中安置下铅塞子，而且在X轴向滑槽位于开放端口内段与一平行于Y轴向的导轨垂直相交连通，在该导轨中安置上铅塞子；在Z轴方向上，上铅塞子及导轨高于下铅塞子及滑轨；在下铅塞子滑动到里端时Z轴方向垂直通道下端关闭，上铅塞子滑动到导轨里端时X轴向滑槽开放端关闭。

尤其是，换装方法包括：首先，先在支架上安装取铅塞子工装，将运源铅罐的源罐铅塞移出后将源罐铅塞和对应工装盖一起移除，在这一过程中，操作工装抽屉启闭保持运源铅罐封闭安全；其次，在有效防护的已移除源罐铅塞的运源铅罐以及其上侧的取铅塞子工装上方更换安置取换源工装；再次，相应次序打开下铅塞子的换装铅塞，从运源铅罐中将钴源匣提升入取换源工装内并与屏蔽体结合，并关闭下铅塞子；再次，将包含钴源匣的取换源工装搬移至伽马刀设备对应位置；最后，打开上铅塞子，操作钴源推拉机构将钴源匣顶推安装至设备中的目标位置。

尤其是，支架包括顶部平台和下部边缘支撑结构，在下部边缘支撑结构围合的中部区域内安置运源铅罐，运源铅罐中部内腔安置钴源匣，钴源匣中有放射源，该内腔的上端安装有源罐铅塞。

尤其是，工装盖下部有中腔，而且该中腔的顶部与工装盖上部中Z轴方向的垂直孔连通。

尤其是，上铅塞子和下铅塞子后端分别连接出对应的塞子拉杆。屏蔽体后端连接出钴源推拉机构，钴源推拉机构穿过屏蔽体后部安装在取换源工装上X轴向滑槽后端的封闭板。工装抽屉后端连接安装抽屉拉座。

尤其是，上铅塞子滑动轨迹及导轨与下铅塞子滑动轨迹及滑轨平行。

尤其是，上铅塞子滑动轨迹及导轨与下铅塞子滑动轨迹及滑轨垂直即呈90°夹角布局。

尤其是，屏蔽体前端面有安装槽，在安装槽壁上弹性嵌装弹珠，钴源匣上在与弹珠相应的位置有圆柱浅孔，当两者对准后，钴源匣可以可靠地卡入屏蔽体固定，同时，钴源匣与屏蔽体之间以螺杆旋转连接拉紧。

尤其是，换装方法包括：

ⅰ)将运源铅罐放入支架内，将取铅塞子工装置于支架上表面并定位。

ⅱ)将取铅塞子工装的工装抽屉拉开，使通道畅通。

ⅲ)将源罐铅塞提拉至工装盖内的中腔顶部，直至不能拉动，此时关闭工装抽屉。

ⅳ)将源罐铅塞和工装盖移除。

ⅴ)将装入屏蔽体的取换源工装置于步骤ⅳ工装之上，此时，取换源工装的上铅塞子、下铅塞子处于关闭状态。

ⅵ)将主拉杆从取换源工装顶端插入，并依次通过对应的塞子拉杆打开下铅塞子，通过抽屉拉座拉出工装抽屉，直至主拉杆下端与钴源匣连接。

ⅶ)以主拉杆将钴源匣向上提拉至取换源工装内Z轴方向垂直通道中段顶端后，关闭下铅塞子。

ⅷ)将屏蔽体与钴源匣对接，由于屏蔽体上装有一定数量的弹珠，钴源匣20 上在与弹珠相应的位置有圆柱浅孔，当两者对准后，钴源匣可以可靠地卡入屏蔽体，同时有一根可旋转的螺杆拉紧钴源匣与屏蔽体。

ⅸ)将主拉杆卸下，上铅塞子打开，并将屏蔽体与钴源匣整体推入设备。

本实用新型的优点和效果：设计取换源工装与取铅塞子工装结合多重复合快捷防护结构，在钴源匣没有有效屏蔽厚度时，操作人员可安全的打开运源铅罐的铅塞子，以便后续对带有放射源的钴源匣进行装换源操作。解决现有装、换源的问题，减轻现场人员工作量，降低成本，提高装、换源的安全性。设备整体体积小，整体重量变小。有效提高治疗控制和治疗床的到位精度，完善了体部伽玛刀的质控。

附图说明

图1和图2为现有在机房内搭建屏蔽热室进行伽玛刀系统放射源装源示意图。

图3为现有将放射源装入治疗头后再用运输箱载运结构示意图。

图4和图5为现有利用小型热室装换放射源结构示意图。

图6为实施例1中取铅塞子工装及工装抽屉和工装盖安装结构示意图。

图7为实施例1中上铅塞子和下铅塞子与取换源工装的结构示意图。

图8为实施例1中取铅塞子工装安置在运源铅罐上的结构示意图。

图9为实施例1中工装抽屉移开以及主拉杆下端连接中铅塞子示意图。

图10为实施例1中中铅塞子拉起并关闭工装抽屉的结构示意图。

图11为实施例1中移除工装盖和中铅塞子后结构示意图。

图12为实施例1中在移除中铅塞子后取铅塞子工装上安置取换源工装示意图。

图13为实施例1中拉开工装抽屉以及主拉杆下端连接钴源匣结构示意图。

图14为实施例1中钴源匣拉升至上位并关闭下铅塞子结构示意图。

图15为实施例1中屏蔽体横向移动结合钴源匣示意图。

图16为实施例1中屏蔽体前移推动钴源匣20装入设备示意图。

图17、18为实施例1安装在伽马刀设备上结构示意图。

图19为实施例1安装在设备上并工作时结构示意图。

附图标记包括：

吊装装置1、主拉杆2、机械手3、取块机4、观察窗5、置源架6、取源架7、屏蔽热室8、放射源9、运源铅罐10、设备11、运输箱12、箱盖13、治疗头14、取屏蔽塞杆15、储源铅罐16、观察孔17、拔杆18、取源杆19、钴源匣20、钴源推拉机构21、源罐铅塞22、上铅塞子23、下铅塞子24、塞子拉杆25、取换源工装26、支架27、抽屉拉座28、取铅塞子工装29、工装抽屉30、工装盖31、屏蔽体32、γ射线 33、聚焦点34、IGRT球管射线35、源初始位置36、源安装到位置37。

具体实施方式

本实用新型原理在于，根据装换源全程保护需要，研发无缝衔接的多段保护装换源方法，并进一步根据该方法设计制备对应的工装，既要便于标准操作，快捷换装，又要安全方便稳妥；首先，先在支架27上安装取铅塞子工装29，将运源铅罐10的源罐铅塞 22移出后将源罐铅塞22和对应工装盖31一起移除，在这一过程中，操作工装抽屉30启闭保持运源铅罐10封闭安全；其次，在有效防护的已移除源罐铅塞22的运源铅罐10以及其上侧的取铅塞子工装29上方更换安置取换源工装26；再次，相应次序打开下铅塞子 24的换装铅塞，从运源铅罐10中将钴源匣20提升入取换源工装26内并与屏蔽体32结合，并关闭下铅塞子24；再次，将包含钴源匣的20的取换源工装26搬移至伽马刀设备11对应位置；最后，打开上铅塞子23，操作钴源推拉机构21将钴源匣20顶推安装至设备11 中的目标位置。在整个过程中，支架27、工装盖31、取铅塞子工装29以及主拉杆2等辅助工装方便维护反复使用。这样也就合理降低了取换源工装的尺寸和自重。

本实用新型包括：上铅塞子23、下铅塞子24、取换源工装26、支架27、取铅塞子工装29、工装抽屉30、工装盖31和屏蔽体32。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，支架27上方放置取铅塞子工装29，取铅塞子工装 29上方中部放置工装盖31或取换源工装26；其中，取铅塞子工装29中部向一侧边缘开发的有上下端面直通的安装槽且其中滑动安置工装抽屉30，取换源工装26中部Z轴方向有垂直通道，该垂直通道上段为轴孔，该垂直通道上段为轴孔横向截面积小于中下段，该垂直通道中段与X轴向滑槽正交垂直连通，该垂直通道下段与X轴向或Y轴向的滑轨连通，其中，X轴向滑槽一端开放一端封闭，在X轴向滑槽中安置屏蔽体32，而在滑轨中安置下铅塞子24，而且在X轴向滑槽位于开放端口内段与一平行于Y轴向的导轨垂直相交连通，在该导轨中安置上铅塞子23；在Z轴方向上，上铅塞子23及导轨高于下铅塞子24及滑轨；在下铅塞子24滑动到里端时Z轴方向垂直通道下端关闭，上铅塞子23滑动到导轨里端时 X轴向滑槽开放端关闭。

前述中，支架27包括顶部平台和下部边缘支撑结构，在下部边缘支撑结构围合的中部区域内安置运源铅罐10，运源铅罐10中部内腔安置钴源匣20，钴源匣20中有放射源9，该内腔的上端安装有源罐铅塞22。

前述中，工装盖31下部有中腔，而且该中腔的顶部与工装盖31上部中Z轴方向的垂直孔连通。

前述中，上铅塞子23和下铅塞子24后端分别连接出对应的塞子拉杆25；屏蔽体32后端连接出钴源推拉机构21，钴源推拉机构21穿过屏蔽体32后部安装在取换源工装26上X轴向滑槽后端的封闭板；工装抽屉30后端连接安装抽屉拉座28。

前述中，上铅塞子23滑动轨迹及导轨与下铅塞子24滑动轨迹及滑轨平行。

前述中，上铅塞子23滑动轨迹及导轨与下铅塞子24滑动轨迹及滑轨垂直即呈 90°夹角布局。

前述中，屏蔽体32前端面有安装槽，在安装槽壁上弹性嵌装弹珠，钴源匣20 上在与弹珠相应的位置有圆柱浅孔，当两者对准后，钴源匣20可以可靠地卡入屏蔽体32 固定，同时，钴源匣20与屏蔽体32之间以螺杆旋转连接拉紧。

本实用新型实施例中，由工装盖31中部侧Z轴方向的垂直孔或取换源工装26 中部Z轴方向有垂直通道向下插入主拉杆2，在工装抽屉30打开时，主拉杆2下端直达源罐铅塞22；在源罐铅塞22移除后，主拉杆2下端直达原安置于运源铅罐10内的钴源匣 20。

本实用新型实施例中，取铅塞子工装29部分结构如图6所示，取铅塞子工装 29结构包含：主拉杆2、工装盖31、工装抽屉30及抽屉拉座28等部件组成。该工装方便在钴源匣20没有有效屏蔽厚度时，操作人员可安全的打开运源铅罐10的源罐铅塞22，以便后续对带有放射源9的钴源匣20进行装换源操作。

本实用新型实施例中，取换源工装26部分结构如图7所示，取换源工装26结构包含：主拉杆2、钴源推拉机构21、上铅塞子23、下铅塞子24及塞子拉杆25等部分组成。通过依次拉开下铅塞子24后，将钴源匣20提拉入工装后，再关闭下铅塞子24，之后用钴源推拉机构21将屏蔽体32与钴源匣20对接，之后，工装与设备对接，将上铅塞子 23拉开，将屏蔽体32与钴源匣20的装配体一起推入设备11内完成整个取、换源过程。

本实用新型实施例中，完整装、换源过程包括：

ⅰ)如图8所示，将运源铅罐10放入支架27内，将取铅塞子工装29置于支架27上表面并定位。

ⅱ)如图9所示，将取铅塞子工装29的工装抽屉30拉开，使通道畅通。

ⅲ)如图10所示；将源罐铅塞22提拉至工装盖31内的中腔顶部，直至不能拉动，此时关闭工装抽屉30。

ⅳ)如图11所示，将源罐铅塞22和工装盖31移除。

ⅴ)如图12所示；将装入屏蔽体32的取换源工装26置于步骤ⅳ工装之上，此时，取换源工装26的上铅塞子23、下铅塞子24处于关闭状态。

ⅵ)如图13所示；将主拉杆2从取换源工装26顶端插入，并依次通过对应的塞子拉杆25打开下铅塞子24，通过抽屉拉座28拉出工装抽屉30，直至主拉杆2下端与钴源匣20连接。

ⅶ)如图14所示；以主拉杆2将钴源匣20向上提拉至取换源工装26内Z轴方向垂直通道中段顶端后，关闭下铅塞子24。

ⅷ)如图15所示；将屏蔽体32与钴源匣20对接，由于屏蔽体32上装有一定数量的弹珠，钴源匣20上在与弹珠相应的位置有圆柱浅孔，当两者对准后，钴源匣20可以可靠地卡入屏蔽体32，同时有一根可旋转的螺杆拉紧钴源匣20与屏蔽体32。

ⅸ)如图16所示；将主拉杆2卸下，上铅塞子23打开，并将屏蔽体32与钴源匣20整体推入设备11。

本实用新型实施例如图17和18所示，安装在伽马刀设备上IGRT球管射线35 对应位置的设备11上，保持γ射线33汇聚到聚焦点34上，滚筒转90°后，将取换源工装26与设备11治疗头对接，之后如图19所示；将源体整体由源初始位置36移动到源安装到位置37推入设备11后固定，完成装、换源工作。