专利名称：一种用于伽玛刀的自动换源设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于放射线设备领域，更具体地，涉及一种用于伽玛刀的自动换源设备。
背景技术：
伽玛刀是一种用于治疗癌症的非介入式放射治疗设备，其根据立体几何定向原理,将颅内或体内的病变组织选择性地确定为靶点，使用钴-60产生的Y射线进行一次性大剂量聚焦照射，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。它具有靶点准确，剂量率高、治疗时间短以及肿瘤控制率高等优点，因此近年来国内外获得了较为广泛的运用。但由于作为放射源的钴-60会随着时间逐渐衰减，每经过5. 27年其剂量即会降低一半，因此，需要定期进行换源工作，以保证治疗时对剂量率的要求。目前，在实践中使用的常规换源方式通常为人工取盖的方式，需要采用专门的工具在热室内进行操作，取下放射源的防护盖，将旧源取出放入钴源倒运容器，再将新源从钴源倒运容器里取出装入伽玛刀主机。这种操作过程复杂，需要好几天完成，而且由于通过人的操作来完成换源过程，定位精度不够，操作要求高，此外还容易对换源技术人员造成辐射危害。此外，另外一种换源方式是将装有放射源的治疗头整体取出，运输至换源厂家再执行换源，但是该方式由于不能在设备现场进行换源，必须由专业厂家来完成，相应会造成操作上的极大不便及成本上的提高。
实用新型内容针对现有技术的以上缺陷，本实用新型的目的在于提供一种伽玛刀的自动换源设备，由此可实现自动化操作、定位精度高，并可以随时进行人工干预操作，避免人工换源造成辐射伤害等多方面的技术效果。按照本实用新型的一个方面，提供了一种用于伽玛刀的自动换源设备，该设备包括放射源防护塞移动装置和六自由度机械手，其特征在于所述放射源防护塞移动装置包括托板、X轴导轨、Y轴导轨和牵引机构，其中所述托板上具有多个可上下调节的支撑螺钉，用于将放射源防护塞在托板上予以支撑；所述牵引机构上具有成对设置的顶紧螺栓和连接螺栓，所述顶紧螺栓用于将被所述支撑螺钉支撑的放射源防护塞相对于用于伽玛刀主机顶紧定位，所述连接螺栓用于将被顶紧螺栓顶紧定位后的放射源防护塞与所述牵引机构牢固连接在一起；所述X轴导轨和Y轴导轨相连通并构成T型导轨结构，当放射源防护塞通过所述连接螺栓完成与牵引机构之间的连接并拆掉防护塞与伽玛刀主机之间的连接之后，所述牵引机构经所述X轴导轨将放射源防护塞拖出伽玛刀主机，然后经所述Y轴导轨移动到主机一侧以便执行换源操作，并在换源操作完毕后原路返回，以便将放射源防护罩牵引至初始位置；所述六自由度机械手用于按照预先设定的轨迹移动到伽玛刀主机用于放置放射源的源孔处，将源孔内的放射源予以取出和更换。作为进一步优选地，所述托板上的支撑螺钉为对称设置在托板底面四角处的四个支撑螺钉，所述牵引机构上的顶紧螺栓和连接螺栓分别为三对。作为进一步优选地，所述六自由度机械手具有气动三点式气爪，通过该气动三点式气爪来执行对放射源的抓取和释放操作。作为进一步优选地，所述气动三点式气爪沿其本体圆周方向均布有三个T型槽，所述T型槽中分别安装有用于对整个换源操作进行监控显示的摄像装置。通过按照本实用新型的以上构思，由于通过放射源防护塞移动装置来执行对放射 源防护塞的拆卸及移动操作，防护塞在整个移动过程中能够始终保持精确的定位，由此在完成换源工作后重新安装到伽玛刀主机时能够保证其与主机的定位及配合精度；x轴导轨和Y轴导轨共同构成的T型直线导轨，使得操作人员便于执行放射源防护塞的移动和后续处理；此外，通过采用配备有摄像头和气动三点式气爪的六自由度机械手来执行换源，整个换源工作能够自动化进行并可以随时进行人工干预操作，并能解决人工换源造成辐射伤害的问题。
图Ia是按照本实用新型的放射源防护塞移动装置的整体结构示意图；图Ib是按照本实用新型的放射源防护塞移动装置的俯视图；图2是按照本实用新型的用于伽玛刀的自动换源设备的整体结构示意图；图3是按照本实用新型的配备有摄像头的气动三点式气爪的结构示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中I牵引机构2放射源防护塞3托板4X轴导轨5气缸6气缸7Y轴导轨8T型槽9摄像装置10-11夹具本体结构12源孔13源体台14伽玛刀主机15六自由度机械手16气动三点式气爪17摄像头18支撑螺钉19顶紧螺栓20拉紧螺栓
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图Ia是按照本实用新型的放射源防护塞移动装置的整体结构示意图，图Ib是按照本实用新型的放射源防护塞移动装置的俯视图。对伽玛刀执行换源开始之前，首先要拆掉伽玛刀主机塞子底部的护板，然后将放射源防护塞移出伽玛刀主机以便执行换源操作。在整个移动过程中，有必要使放射源防护塞保持稳定及定位准确，由此在换源工作完毕后重新安装到伽玛刀主机上时能够保证其与主机的定位及配合精度。为此，本实用新型构思了放射源防护塞移动装置以实现上述功能。如图Ia和图Ib中所示，按照本实用新型一个优选实施例的放射源防护塞移动装置包括牵引机构I、托板3，以及彼此相连通并构成T型直线导轨的X轴导轨7和Y轴导轨4。托板3的底面上譬如在其四角位置分别设置有支撑螺钉18，这些支撑螺钉可以上下调节，用于将放射源防护塞2在托板3上予以支撑。牵引机构I上具有多个成对设置的顶紧螺栓19和连接螺栓20，其数量譬如为3对。当放射源防护塞2在托板上被升起后，牵引机构I上的顶紧螺栓19用于将放射源防护塞2相对于伽玛刀主机顶紧定位，连接螺栓20用于将被顶紧螺栓19顶紧定位后的放射源防护塞2与牵引机构I牢固连接在一起，由此保证了防护塞的整个移动过程中的稳定和定位准确。X轴导轨7和Y轴导轨4分别为直线导轨，它们彼此相连通并构成T型导轨结构，当牵引机构I与放射源防护塞2完成连接之后，拆掉放射源防护塞与伽玛刀主机之间的连接件，牵引机构I可以譬如通过气缸6的驱动经由X轴导轨7将放射源防护塞2拖出伽玛刀主机，然后譬如通过气缸5的驱动经由Y轴导轨4将放射源防护塞2移至侧边，由此做好预备换源操作的准备工作。
图2是按照本实用新型的用于伽玛刀的自动换源设备的整体结构示意图。当放射源防护塞2由按照本实用新型的移动装置拖出伽玛刀主机并移至一边之后，按照本实用新型采用了六自由度机械手来具体执行换源操作过程。六自由度机械手15首先按照预定轨迹运动至伽玛刀主机14用于放置放射源的射源体源孔12处，将源孔12内的放射源取出，然后按照预定轨迹返回至用于放置放射源的源体台13处放下。接着，六自由度机械手15抓取源体台上的新源，按照预定轨迹运动至伽玛刀主机的源孔12处，待源孔12内的卡盘牢固夹紧放射源之后，机械手15松开放射源并原路返回置初始位置，至此完成一次换源过程。在存在多个换源对象的情况下，以同样方式操控六自由度机械手来执行对其他所有放射源的换源操作，然后通过防护塞移动装置将放射源防护塞牵引返回至伽玛刀主机并固紧其护板，由此完成整个换源工作。本实用新型中由于采用了六自由度机械手来自动化执行换源操作，便于进行精密操控，提高工作效率，并能较大程度解决以往换源方式造成辐射的问题。在整个换源操作过程中，往往需要针对复杂情况进行人工干预操作，为此，本实用新型对六自由度机械手的具体构造进行了进一步改进。图3是按照本实用新型的配备有摄像头的气动三点式气爪的结构示意图。如图3中所示，按照本实用新型一个优选实施例中的六自由度机械手具有气动三点式气爪16，通过该气动三点式气爪来执行对放射源的抓取和释放操作。六自由度机械手的夹具本体结构10、11通过螺钉连接将气爪16与机械手末端紧凑牢固相连。在气爪本体圆周方向上，均匀设置有3个T型槽8。在T型槽8中，分别安装有包括摄像头17的摄像装置9，用于对整个换源操作进行监控及显示。由于采用了气爪来执行对放射源的抓取和释放操作，相应能获得对放射源的夹紧力大，相应速度快，稳定可靠，附加装置少以及占用空间小的特点。此外，多个摄像头可以实时将监控画面反馈给操作人员，以便随时进行人工干预，由此提高操作的灵活性和便利性。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于伽玛刀的自动换源设备，该设备包括放射源防护塞移动装置和六自由度机械手，其特征在于 所述放射源防护塞移动装置包括托板(3)、X轴导轨(7)、Y轴导轨(4)和牵引机构(1)，其中 所述托板(3)上具有多个可上下调节的支撑螺钉(18)，用于将放射源防护塞(2)在托板上予以支撑； 所述牵引机构(I)上具有成对设置的顶紧螺栓(19)和连接螺栓(20)，所述顶紧螺栓 (19)用于将被所述支撑螺钉(18)升起的放射源防护塞(2)相对于伽玛刀主机顶紧定位，所述连接螺栓(20)用于将被顶紧螺栓(19)顶紧定位后的放射源防护塞(2)与所述牵引机构(I)牢固连接在一起； 所述X轴导轨和Y轴导轨相连通并构成T型导轨结构，当放射源防护塞通过所述连接螺栓(20)完成与牵引机构(I)之间的连接并拆掉防护塞与伽玛刀主机(14)之间的连接之后，所述牵引机构(I)经所述X轴导轨(7)将放射源防护塞拖出伽玛刀主机，然后经所述Y轴导轨(4)移动到主机一侧以便执行换源操作，并在换源操作完毕后原路返回，以便将放射源防护罩牵引至初始位置； 所述六自由度机械手(15)用于按照预先设定的轨迹移动到伽玛刀主机用于放置放射源的源孔处，将源孔内的放射源予以取出和更换。
2.如权利要求I所述的用于伽玛刀的自动换源设备，其特征在于，所述托板(3)上的支撑螺钉(18)为对称设置在托板底面四角处的四个支撑螺钉，所述牵引机构上的顶紧螺栓(19)和连接螺栓(20)分别为三对。
3.如权利要求I或2所述的用于伽玛刀的自动换源设备，其特征在于，所述六自由度机械手(15)具有气动三点式气爪，通过该气动三点式气爪来执行对放射源的抓取和释放操作。
4.如权利要求3所述的用于伽玛刀的自动换源设备，其特征在于，所述气动三点式气爪沿其本体圆周方向均布有三个T型槽(8)，所述T型槽(8)中分别安装有用于对整个换源操作进行监控显示的摄像装置(9 )。
专利摘要本实用新型公开了一种用于伽玛刀的自动换源设备，该设备包括放射源防护塞移动装置和六自由度机械手，其中防护塞移动装置包括用于将放射源防护塞予以支撑的托板(3)、彼此相连通并构成T型导轨的X轴导轨(7)和Y轴导轨(4)，以及用于将防护塞顶紧定位及牢固连接后经由T型导轨拉出伽玛刀主机的牵引机构(1)，六自由度机械手(15)用于对放射源予以取出和更换。按照本实用新型，防护塞在移动过程中能够保持精确的定位以便重新安装，自动化执行换源操作并随时进行人工干预，此外能解决人工换源造成辐射伤害的问题。
文档编号A61N5/10GK202538185SQ20122011747
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者邓建春, 邵新宇 申请人:华中科技大学