专利名称：五轴联动精密数控放射治疗系统的制作方法
技术领城本发明涉及放射治疗装置，尤其涉及一种五轴联动精密数控放射治疗系统。
背景技术：
采用关节机器人操作直线加速器的放射治疗设备(X刀)至今已有十年。伽玛刀相对直线加速器而言，结构简单，维护保养容易，使用成本低，有一定优势。但是，伽玛刀源部件至少重1000kg以上，是直线加速器的10倍，关节机器人无法承受。此外，关节机器人的工作范围有限，主要是上部空间无法实施对穿辐照。关节机器人是一种串联机构，六轴运动误差积累，悬伸亦大，所以必需在固定的等中心点上用示数方式固化程序，才能保证重复定位精度在亚毫米以内，缺少灵活性，精度提高余地不大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种五轴联动精密数控放射治疗系统，系统中的B、C、X、Y、Z五轴由计算机控制，作五轴联动方式的复合运动，使治疗头始终围绕放射源的聚焦点作球面运动。更接近于精密装配的机器人，转动灵活、重复定位精度提高。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括1)“C”形放射源头架上端装有治疗头，第一电机经第一同步带、第一带轮、第二同步带、第二带轮带动装在B轴上的治疗头作220度回转；2)“C”形放射源头架底面装在转台上，转台装在前床身上，第二电机经第三同步带、蜗杆、蜗轮带动装在C轴转台上的“C”形头架作220度回转；3)第三电机经第四同步带带动第三带轮转动，第三带轮带动第一丝杆实现转台在前床身的X向导轨上沿X轴作X方向移动；4)第四电机通过第五同步带带动第四带轮转动，第四带轮带动第二丝杆实现治疗床在治疗床体的Y向导轨上沿Y轴作Y方向移动；5)第五电机通过第六同步带带动第五带轮转动，第五带轮带动第三丝杆实现治疗床体在Z轴底座的Z向导轨上沿Z轴作Z方向升降。
6)五轴联动精密数控放射治疗系统的B、C、X、Y、Z五轴由计算机控制，围绕放射源的聚焦点作单独运动或五轴联动的复合运动。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是本发明采用五轴由计算机控制，应用数控机床技术，便治疗头始终围绕放射源的聚焦点作四轴联动或五轴联动的复合运动，更接近于精密装配的机器人，也类似于卧式加工中心，有足够的精度和刚性，带动重达1300kg的放射源实现上、下、左、右、前五个方向的治疗需要，同时可以直接编程，无需示教程序，实现用等中心点找病灶的开放式的治疗空间。病人放射治疗时处于一种全开放式的治疗空间，上部和左右没有任何障碍物。本发明更适合用于需要准确、安全、动作平缓的治疗性医疗器械，而且精度提高的余地很大。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构原理示意图；图2是本发明的放射源头架回转结构原理示意图；图3是本发明的放射源头架沿X轴作X方向运动结构原理示意图；图4是本发明的治疗床沿Y轴作Y方向运动和治疗床体沿Z轴作Z方向运动结构原理示意图；图5是图4的K向视图；图6是本发明复合运动后，病人到位进行由上向下照射示意图；图7是本发明复合运动后，病人到位进行由下向上照射示意图；图8是本发明复合运动后，病人到位进行由前向后照射示意图；图9是本发明复合运动后，病人到位进行由左向右照射示意图；图10是本发明复合运动后，病人到位进行由右向左照射示意图。
图中1.放射源头架、2.治疗头、3.转台、4.前床身、5.治疗床体、6.治疗床、7.后床身、8.Z轴底座、9.X向导轨、10.Y向导轨、11.Z向导轨、12.第一带轮、13.第二同步带、14.第二带轮、15.第一同步带、16.第一电机、17.第二电机、18.第三同步带、19.带动蜗杆、20.蜗轮、21.第三带轮、22.第四同步带、23.第三电机、24第一丝杆、25.第五同步带、26.第四电机、27.第四带轮、28.第二丝杆、29.第五电机、30.第六同步带、31.第五带轮、32.第三丝杆。
具体实施例方式
一种五轴联动精密数控放射治疗系统，包括1)如图1、2所示，“C”形放射源头架1上端装有治疗头2，第一电机16经第一同步带15、第一带轮14、第二同步带13、第二带轮12带动装在B轴上的治疗头2作220度回转；
2)如图1、2所示，“C”形放射源头架1底面装在转台3上，转台3装在前床身4上，第二电机17经第三同步带18、蜗杆19、蜗轮20带动装在C轴转台3上的“C”形放射源头架1作220度回转；3)如图1、3所示，第三电机23经第四同步带22带动第三带轮21转动，第三带轮带动第一丝杆24实现转台3在前床身4的X向导轨9上沿X轴作X方向移动；4)如图1、4、5所示，第四电机26通过第五同步带25带动第四带轮27转动，第四带轮带动第二丝杆28实现治疗床6在治疗床体5的Y向导轨10上沿Y轴作Y方向移动；5)如图1、4所示，第五电机29通过第六同步带30带动第五带轮31转动，第五带轮带动第三丝杆32实现治疗床体5在Z轴底座8的Z向导轨11上沿Z轴作Z方向升降。
6)如图6、7、8、9、10所示，五轴联动精密数控放射治疗系统的B、C、X、Y、Z五轴由计算机控制，医生编制治疗计划数据输入计算机，计算机给治疗终端发出指令，治疗终端将治疗计划数据指令转化后发送到数控系统，数控系统根据运动程序发出运动指令，传送到五个运动轴的驱动单元，驱动单元分别控制五轴伺服电机运动，实现B、X、Y、Z四轴联动方式的复合运动或B、C、X、Y、Z五轴联动方式的复合运动，使治疗头2始终围绕放射源的聚焦点作球面运动。病人到位后，分别进行由上向下、由下向上、由前向后、由左向右、由右向左的放射治疗照射。照射时，病人处于一种全开放式的治疗空间，病人上部和左右没有任何障碍物。
权利要求
1.一种五轴联动精密数控放射治疗系统，其特征在于包括1)“C”形放射源头架(1)上端装有治疗头(2)，第一电机(16)经第一同步带(15)、第一带轮(14)、第二同步带(13)、第二带轮(12)带动装在B轴上的治疗头(2)作220度回转；2)“C”形放射源头架(1)底面装在转台(3)上，转台(3)装在前床身(4)上，第二电机(17)经第三同步带(18)、蜗杆(19)、蜗轮(20)带动装在C轴转台(3)上的“C”形放射源头架(1)作220度回转；3)第三电机(23)经第四同步带(22)带动第三带轮(21)转动，第三带轮带动第一丝杆(24)实现转台(3)在前床身(4)的X向导轨(9)上沿X轴作X方向移动；4)第四电机(26)通过第五同步带(25)带动第四带轮(27)转动，第四带轮带动第二丝杆(28)实现治疗床(6)在治疗床体(5)的Y向导轨(10)上沿Y轴作Y方向移动；5)第五电机(29)通过第六同步带(30)带动第五带轮(31)转动，第五带轮带动第三丝杆(32)实现治疗床体(5)在Z轴底座(8)的Z向导轨(11)上沿Z轴作Z方向升降。
2.根据权利要求1所述的一种五轴联动精密数控放射治疗系统，其特征在于五轴联动精密数控放射治疗系统的B、C、X、Y、Z五轴由计算机控制，围绕放射源的聚焦点作单独运动或五轴联动的复合运动。
全文摘要
本发明公开了一种五轴联动精密数控放射治疗系统。包括“C”形放射源头架上端装有治疗头，电机带动带轮使治疗头作B轴回转；头架底面装在前床身的转台上，电机经蜗轮副带动头架作C轴回转；电机带动带轮、丝杆实现转台在前床身上的X向移动；电机带动带轮、丝杆实现治疗床在床体上的Y向移动；电机通过带轮、丝杆实现床体在底座上的Z向升降。五轴由计算机控制围绕放射源的焦点作五轴联动的复合运动，病人到位分别进行向下、向上、向后、向右、向左的放射治疗照射，治疗空间全开放式。本发明更接近于精密装配的机器人，也类似于卧式加工中心，有足够的精度和刚性带动1300kg的放射源运动，还可直接编程，实现用等中心点找病灶的开放式治疗。
文档编号A61N5/00GK1562410SQ20041001762
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者沈洪, 杜陀, 张千护 申请人:杭州华源伽玛医疗设备投资有限公司