具有射野边界标识功能的放射治疗设备的制作方法

本发明涉及加速器治疗装置，具体涉及一种放射治疗的具有射野边界标识功能的放射治疗设备。

背景技术：

随着肿瘤放射学与材料科学的发展，作为治疗癌症的一种重要手段，放疗逐步迈入精确定位、精确计划、精确治疗的“三精”时代。其中，在治疗前需要确认射野的形状及其位置，以便病患摆位及调整射野调整装置(如准直器等)，现有技术中，采用一个光源，向一个反光系统照射，反射光穿过准直器或限光筒等射野控制装置，在病患身上或模体上投射出射野的轮廓，同时也确定了射野的位置。如cn103212164a公开了一种医用电子直线加速器辐射野/模拟光野的一致性校准方法，利用治疗头精密定位装置的模拟光源与模拟灯反射镜组件中的模拟光源组合使用，实现对辐射野/模拟光野进行模拟和校准。首先将模拟灯反射镜组件中的模拟光源打开，在目标上产生模拟辐射野，对模拟辐射野进行位置的标定；移开模拟灯反射镜组件，再将精密定位装置上的光源移动至辐射头的位置，打开光源后再次产生照射在目标上的模拟辐射野，将前后两次生成的模拟辐射野进行比对，如果互相重合，则证明模拟灯反射镜组件精度符合要求；如果不重合，则重复上述过程直至两个模拟辐射野位置完全重合。该方案占用空间较大，使用繁琐。cn104166206a公开了一种光反射投影装置，其光投影方向和光源位置可以进行精确调整，匹配实际的照射野。其先进性在于调整方法简单易行、结果准确、调试效率高。但是其依然采用光反射投影装置，占用空间较大。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有射野边界标识功能的放射治疗设备，具有小体积简单易用的射野边界标识装置。

放射治疗设备包括加速器与射野形成装置，其中，射野形成装置主要有限光筒、叶片式光栅准直器等。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种具有射野边界标识功能的放射治疗设备，还包括加速器和射野形成装置，包括射野边界标识装置，所述射野边界标识装置包括光源、以及设置于加速器与射野形成装置之间的透镜组件，所述光源发出的光经透镜组件改变方向后向射野形成装置方向出射。

本发明采用透镜组件取代反光装置，这样外置光源就可以选择小直径光束的光源，例如激光光源及led点光源等，透镜组件可以具有扩束的作用，且尺寸可以做到比现有技术中的反光装置小很多，从而有效的节省反光装置所占用的空间。

进一步的，所述透镜组件反射光束为一圆锥形，该圆锥的包络线与加速器射线的包络线平行。

进一步的，所述透镜组件包括一块波导，所述波导的下表面设有衍射光栅组。

进一步的，所述衍射光栅等效为一个扩束镜。

进一步的，所述透镜组件安装于一支架的一顶端，所述支架的另一端设有转轴，所述支架可绕该转轴转动。

进一步的，所述波导的一个侧面为与光源对应的入射面，所述入射面与上表面呈锐角或钝角。

进一步的，所述波导上与入射面相对的另一个侧面为二次全反射面。

本发明还提供一种放射治疗设备射野边界标识的方法，包括以下步骤：

采用激光光源或者led点光源以缩小光源光束的步骤；

采用透镜组件替代反光板以缩小尺寸的步骤。

进一步的，还包括采用波导及光栅进行多次全反射后出射以提高反射效率的步骤。

进一步的，还包括利用光栅的透镜效果使光束包络线与放射治疗设备生成的加速器射线的包络线一致的步骤。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2-3是本发明透镜组件的两种示例的示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、主机架；2、加速器；3、射野形成装置；31、射野窗口；32、射野边界标识；41、光源；42、透镜组件；421、耦合端面；422、衍射光栅组；423、二次全反射面；43、扩束镜；5治疗床。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的目的在于提供一种具有射野边界标识功能的放射治疗设备，具有小体积简单易用的射野边界标识装置。

放射治疗设备包括加速器与射野形成装置，其中，射野形成装置主要有限光筒、叶片式光栅准直器等。

如图1所示，为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种具有射野边界标识功能的放射治疗设备，包括主机架1、加速器2和射野形成装置3，还包括射野边界标识装置，所述射野边界标识装置包括光源41、以及设置于加速器2与射野形成装置3之间的透镜组件42，所述光源41发出的光经透镜组件42改变方向后向射野形成装置3方向出射。通过射野窗口31后在，在治疗床5上投射出射野窗口的边界，形成射野边界标识32(如果病患躺在该治疗床上，则是投影在该病患身体表面)。

本发明采用透镜组件取代反光装置，这样外置光源就可以选择小直径光束的光源，例如激光光源及led点光源等，透镜组件可以具有扩束的作用，且尺寸可以做到比现有技术中的反光装置小很多，从而有效的节省反光装置所占用的空间。

进一步的，所述透镜组件42反射光束为一圆锥形，该圆锥的包络线与加速器射线的包络线平行。这样，使得透镜组件42反射的光束穿过射野窗口31在病患身体表面形成的射野边界标识32和加速器射束穿过射野窗口31照射到病患身体表面上的实际区域的形状及大小一致，为医生提供了准确和直观的射野边界可视标识。

在一些实施例中，所述透镜组件42包括一块波导，所述波导的下表面设有衍射光栅组422。光源41发出的较小直径的光束经过波导的耦合端面421耦合入波导中，经过波导的全反射传播，最终经衍射光栅组422耦出波导，通过对衍射光栅组422的设计，可以使得出射的光束被扩束，并且还可以调整光束的外包络线形状为圆锥柱形，使其和加速器2出射的射线的包络线一致。如图2所示。这样，使得透镜组件42反射的光束穿过射野窗口31在病患身体表面形成的射野边界标识32和加速器射束穿过射野窗口31照射到病患身体表面上的实际区域的形状及大小一致，为医生提供了准确和直观的射野边界可视标识。

因此，通过设计，可以使所述衍射光栅422等效为一个扩束镜。

在一些实施例中，所述透镜组件42安装于一支架的一顶端，所述支架的另一端设有转轴，所述支架可绕该转轴转动。这样，在需要的时候，可以使透镜组件42离开加速器射线通过的路径。

在图2的示例中，为了便于设置光源41的位置，所述波导的一个侧面为与光源对应的入射面，即耦合端面421，所述入射面与上表面呈锐角或钝角，即设计为一个斜面。

在图2的示例中，为了提高光束传播的效率，所述波导上与入射面相对的另一个侧面为二次全反射面423。这样，通过衍射光栅422后未被耦出的光束最终经二次全反射面423再一次反射回衍射光栅422，并被耦出，从而使得光束的耦出率得到有效提高。

在图3的示例中，透镜组件为一波导和一个扩束镜组成，光源41出射的光束经过波导全反射传播后改变出射的方向，射向扩束镜43，经扩束镜43扩束后，其出射光束的的外包络线形状为圆锥柱形，使其和加速器2出射的射线的包络线一致。这样，使得透镜组件42反射的光束穿过射野窗口31在病患身体表面形成的射野边界标识32和加速器射束穿过射野窗口31照射到病患身体表面上的实际区域的形状及大小一致，为医生提供了准确和直观的射野边界可视标识。

上述透镜组件42还可以采取现有技术中的其它各种透镜组来构建，只要满足透镜组件42反射的光束穿过射野窗口31在病患身体表面形成的射野边界标识32和加速器射束穿过射野窗口31照射到病患身体表面上的实际区域的形状及大小一致，为医生提供了准确和直观的射野边界可视标识即可。

本发明还提供一种放射治疗设备射野边界标识的方法，包括以下步骤：

采用激光光源或者led点光源以缩小光源光束的步骤；

采用透镜组件替代反光板以缩小尺寸的步骤。

进一步的，还包括采用波导及光栅进行多次全反射后出射以提高反射效率的步骤。

进一步的，还包括利用光栅的透镜效果使光束包络线与放射治疗设备生成的加速器射线的包络线一致的步骤。

在一些实施例中，波导设置在一个驱动装置上，该驱动装置包括一个u的旋转环，可做持续的旋转，旋转环u形的两个顶端之间设置有一连杆，该连杆可做往复转动，所述波导设置于连杆的中间，连杆的往复转动用以调整波导的出射角度，其工作原理是，如果波导处于零角度位置，那么旋转环旋转后，波导出射的光线的出射方向不变。如果此时连杆转动到某一角度，波导的角度发生变化，此时光线形成一个圆锥形的扫描路径，光斑是一个圆形或椭圆形，如果连杆持续的不停的往复转动，波导的角度不断变化，理论上光线的光斑落点可以形成任意闭合曲线，因此，利用预知的射野窗口边界信息，控制波导出射的光线的落点(光斑)沿射野边界循环移动，可以完成对射野边界的扫描照明，利用眼睛的视觉暂留现象，人眼就能看到完整的射野窗口边界的形状及位置。同时，需要将光源与波导的耦合面随动设置，确保波导在旋转及角度变化的过程中，光源出射的光束始终耦入波导。

在上述实施例中，连杆上可以设置一个微型无刷电机，连杆和无刷电机的定子固定连接(定子设置在电机的中心)，转子是一环状结构，定子穿设于转子中，通电后，可控制转子往复转动，波导固定在转子上，这样，也可以实现波导出射角度的持续调整。

在光源与透镜组件之间，也可以采用光纤来引导及传播光束。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。