一种用于头部放射治疗设备的防碰触装置的制作方法

本发明属于放射源拆装器械领域，具体涉及一种用于头部放射治疗设备的防碰触装置。

背景技术：

恶性肿瘤是我国居民主要死亡原因之一。目前人类对恶性肿瘤还没有特效治疗方法，放射治疗、化学药物治疗和手术治疗是现阶段治疗肿瘤的三大手段。大约70％的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗，约有40％的癌症可以用放疗根治。放射治疗设备通常分为头部肿瘤放疗设备及体部肿瘤放疗设备两类。现有的头部肿瘤放疗设备大都采用球型腔或锥筒型腔的旋转准直体作为辐照治疗腔。治疗时，患者将身体仰卧于三维治疗床上并通过头架定位装置将患者头颅固定，三维治疗床按照设定的治疗计划及电气控制指令将病人(病灶)送至辐射焦点中心，以执行对颅内病变组织的定点照射治疗。通常在一次治疗过程中，通过三维治疗床的运动来更换不同的位置进行多靶点的照射治疗，即自动摆位，这样可以提高靶点的定位精度，减少治疗辅助时间。而当病人颅内病灶处于较偏的位置时，如规划治疗空间时的计算出现失误，或者因运动控制系统的出错等等，使得三维治疗床的实际运动距离超出了辐照治疗腔的空间，将导致患者头部定位装置误碰旋转准直体的治疗腔壁上，造成严重的后果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构合理而实用的用于头部放射治疗设备的防碰触装置，其在治疗准备阶段直至治疗过程中均能可靠的实现旋转准直体自身乃至旋转准直体相对患者头部的浮动保护目的。本发明可在出现患者头部误碰状况时，能够灵活且针对性的视碰撞位移幅度大小而提供在线警示或保护效果，最终确保其工作过程的安全性和可靠性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于头部放射治疗设备的防碰触装置，包括驱动轴以及同轴布置于驱动轴轴端处的罩状的旋转准直体，旋转准直体的罩背构成与驱动轴轴端的配合端；其特征在于；本装置还包括轮廓外形与旋转准直体的罩腔形状吻合的浮动罩，所述浮动罩套设在旋转准直体内且两者间存有可供浮动罩径向活动的配合间隙；在浮动罩与旋转准直体的配合间隙处设置机械式高精度微动开关，所述机械式高精度微动开关为两个以上且环绕旋转准直体的罩腔腔壁间隔均布，机械式高精度微动开关的开关端指向浮动罩外壁方向，该开关端与浮动罩外壁之间的径向间距与开关端动作行程之和构成浮动罩的径向允许活动距离。

由浮动罩的罩背处同轴的向旋转准直体的罩腔底面延伸有连接轴，旋转准直体的罩腔底面处相应同轴设置配合孔，该连接轴与该配合孔间以球面轴承形成轴承配合；浮动罩的罩口外壁处则周向环绕状的间隔均布有用于实现浮动罩径向弹性动作的弹簧销钉。

本装置还包括固定于放射机架上的固定环，所述固定环与上述旋转准直体以及浮动罩间同轴设置，固定环内径大于浮动罩的罩口外径且同轴套设在浮动罩的该罩口外；固定环上径向的贯穿布置安装通孔，套设有压缩弹簧的调整螺钉由外而内的螺纹配合于安装通孔内；调整螺钉长度小于压缩弹簧长度，且压缩弹簧一端抵靠于调整螺钉的螺帽处，另一端沿调整螺钉轴向延伸并抵靠在同轴设置的限位销上，限位销再与浮动罩罩口外壁间构成面抵靠配合。

本发明的有益效果在于：

1)、通过上述方案，本发明以内外套的设计结构，从而在作为内套的浮动罩具备相对作为外套的旋转准直体产生径向浮动动作的基础上，结合机械式高精度微动开关，最终实现旋转准直体自身乃至旋转准直体相对患者头部的浮动保护目的。此外，本发明还利用了机械式高精度微动开关自身所具有的耐辐射性、微小触点间隙、快速动作、高灵敏度和微小动作行程的特点，将其置于旋转准直体与浮动罩之间。这样，以浮动罩作为触动板，以机械式高精度微动开关的开关端为感应端，以机械式高精度微动开关自身的高精度重复性和长寿命特性来保证整个浮动设备的可靠稳定运行，最终实现了本发明所需的头部碰撞保护和在线警示效果。

综上，本发明通过浮动罩搭配机械式高精度微动开关的组合结构，可结合现有的控制软件，利用机械式高精度微动开关的高灵敏度，配合浮动罩相对旋转准直体的浮动性能，从而在治疗准备阶段直至治疗过程中，即可可靠的实现旋转准直体自身乃至旋转准直体相对患者头部的浮动保护目的。本发明可在出现患者头部误碰状况时，能够灵活且针对性的视碰撞位移幅度大小而执行如报警或自动停止设备等在线警示或保护动作，以最终确保其放疗过程的安全性和可靠性。

2)、至于浮动罩相对旋转准直体的动作构造，实际使用时或在两者配合间隙处布置弹性销或弹性垫等，只需能实现两者间的浮动配合功能即可。本发明优选采用浮动罩底端球形装配而罩口处设置弹性销钉结构，从而使得本装置具备了弹性销钉的径向弹性压缩和浮动罩底端处球面轴承的球面铰接两个动作形态；换言之，此时浮动罩被触碰时，所产生的应当是大方向为径向的铰接摆动动作。之所以采用上述结构，是在于当患者头部碰撞到浮动罩时，通常都是在滑移床平移过程中；此时患者头部相对浮动罩的撞击力必然不是标准的径向施力，而应当是与浮动罩的轴线呈现一定的相交状态。浮动罩罩底的球面轴承的球面铰动结构，使得浮动罩对患者头部的施力更为敏感，以进一步的提升机械式高精度微动开关的响应程度。浮动罩一旦产生铰接浮动且浮动程度达到一定值，其罩体外壁即会碰触位于旋转准直体的腔壁的机械式高精度微动开关的开关端，进而出现警示或设备自动停止操作，以自动起到可靠的保护患者及设备的目的。

3)、浮动罩罩口处的配合构造，优选以固定环作为外置装配件。在将固定环装配于放射机架上后，再间隔环绕固定环的环面而径向穿设安装通孔，以提供由调整螺钉、压缩弹簧及限位销所构成的弹簧销钉以安置基体，最终可靠的实现浮动罩基于固定环的径向浮动功能。

附图说明

图1为本发明的装配状态剖视图；

图2为图1的I部分局部放大图；

图3为图1所示结构的右视图；

图4为图3的I部分局部放大图。

附图中各标号与本发明的各部件名称对应关系如下：

10-驱动轴 20-旋转准直体 30-浮动罩 31-连接轴

40-机械式高精度微动开关 41-开关端

50-球面轴承 60-固定环

71-调整螺钉 72-压缩弹簧 73-限位销

具体实施方式

为便于理解，此处结合附图对本发明的具体实施结构及工作流程作以下描述：

本发明的具体实施结构参照图1-4所示，包括构成主体的驱动轴10以及旋转准直体20，旋转准直体20外形呈现图1所示的罩状或者说是圆桶状结构。旋转准直体20的罩背处，也即罩体外壁的底面处同轴连接上述驱动轴10，并以轴承单元来呈现简支梁状的可回转的固定于放射机架上。通过上述结构，放射设备工作时，以动力源带动驱动轴10转动，即可随之带动旋转准直体20产生回转动作，从而达到利用旋转准直体20罩腔内的放射源来实现照射治疗目的。

在上述结构下，在旋转准直体20的罩腔腔壁内同轴套设有一层“浮动壳”结构的浮动罩30。该浮动罩30外形与旋转准直体20的罩腔外形吻合，以呈现薄板形的罩体构造。浮动罩30的罩背，也即浮动罩30外壁的底面处以同轴的连接轴31通过球面轴承50来配合旋转准直体20的罩底，从而实现浮动罩30基于旋转准直体20的球形铰接状结构。同时，在浮动罩30的罩口处，以周向环绕设置的多个弹簧销钉来保证浮动罩30相对旋转准直体20乃至放射机架的浮动配合。弹簧销钉包括调整螺钉71、压缩弹簧72及限位销73，以搭配固接于放射机架上的固定环60，从而实现其相对浮动罩30罩口的径向弹性撑托功能。限位销73可考虑采用如图2所示的中段直径大而两端直径小的三段阶梯轴结构，以搭配阶梯孔状的安装通孔，从而以止口配合来限位限位销73由固定环60外向固定环60轴心方向的径向活动。在浮动罩30相对旋转准直体20的浮动结构完成后，通过在旋转准直体20的罩腔腔壁内周向的贴附有多个机械式高精度微动开关40，并将该微动开关的开关端41指向浮动罩30外壁处。此时，机械式高精度微动开关40的开关端41的动作行程加上该开关端41与浮动罩30外壁的径向间距，即为浮动罩30所允许的最大浮动距离。机械式高精度微动开关40可选用诸如霍尼韦尔微动开关等。

本发明具体使用时，疗时，患者将身体仰卧于三维治疗床上并通过头架定位装置将患者头颅与三维治疗床前端固定，三维治疗床按照设定的治疗计划及电气控制指令将病灶送至辐射焦点中心，以执行对颅内病变组织的定点照射治疗。一旦患者头部的定位头架碰到浮动罩30，而患者头部撞击力不强，进而导致浮动罩30浮动幅度不大时，也不会对放射设备本身产生过多影响，因此可继续执行放射治疗步骤。而当患者头部处定位头架相对浮动罩30的撞击力达到一定值，进而使得被碰撞的浮动罩30因外力作用而产生大方向为径向的铰接浮动，且该径向浮动量又超过指定的浮动罩30允许浮动范围时，浮动罩30外壁碰触圆周上任一组机械式高精度微动开关40的开关端41，直至将该开关端41压至触发点。此时，控制系统或触发警报来提示操作者，或直接控制放射设备停机，以保证患者人身安全，并有效避免医疗事故的发生。