聚焦头、准直器及伽玛刀的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种聚焦头、准直器及伽玛刀。

背景技术：

伽玛刀是一种以治疗颅脑疾病为主的大型医疗设备。伽玛刀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该靶点，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。

其中，聚焦头是伽玛刀的主要部件之一，请参考图1A，图1A是相关技术提供的一种聚焦头的结构示意图，该聚焦头可以包括：载源体01、准直器02和多个准直通道03，载源体01上承载有多个放射源011，该多个放射源011与多个准直通道03一一对应，准直器02可以包括多个准直孔组，每个准直孔组均包括多个准直孔021。请参考图1B，图1B是相关技术提供的一种准直器02的结构示意图，该准直器02可以包括：7个准直孔组，例如，该7个准直孔组分别为：准直孔组02a、准直孔组02b、准直孔组02c、准直孔组02d、准直孔组02e、准直孔组02f和准直孔组02g。每个准直孔组中准直孔021的数量相同，不同准直孔组中的准直孔021的直径不同，例如，属于不同准直孔组的准直孔021a与准直孔021c的直径不同。载源体01中的多个放射源011与准直器02中每个准直孔组中的多个准直孔021一一对应，每个放射源011产生射线依次经过对应的准直通道03和对应的准直孔021后形成聚焦野。该准直器02可以移动，使得准直器02上不同的准直孔组中的多个准直孔021与载源体01中的多个放射源011一一对应，此时，可以形成不同大小的聚焦野。

在实际使用伽玛刀治疗时，还需要计算出聚焦头中一个放射源从不同的准直孔组中的对应的准直孔出束时的射线剂量，该过程通常称为单源测试。目前在进行单源测试时，需要将准直器上的多个准直孔采用钨屏蔽棒封堵，只保留一个未封堵的准直孔，使得聚焦头存在一个放射源可以从该未封堵的准直孔出束，此时，可以计算出出束后的射线剂量。

但是，通常准直器上的准直孔的数量较多，需要钨屏蔽棒的数量也较多，且安装钨屏蔽棒的过程均是人工手动操作的，因此，目前对聚焦头进行单源测试的效率较低。另一方面，在采用屏蔽棒进行屏蔽时，很难将射线完全屏蔽，测试人员仍然会受到多余的低剂量照射。且若因屏蔽棒固定不牢等原因造成屏蔽棒掉落，辐射剂量非常高，难以保证测试人员的安全。

技术实现要素：

本申请提供了一种聚焦头、准直器及伽玛刀，可以解决现有的对聚焦头进行单源测试的效率较低问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种聚焦头，包括：

载源体和准直器；

所述载源体用于承载多个放射源；

所述准直器包括辐射屏蔽区和过孔区，所述过孔区包括测试孔组和多个准直孔组，每个所述准直孔组包括多个准直孔，所述多个放射源发出的射线经过任一所述准直孔组中的多个准直孔后出束，所述测试孔组包括多个测试孔；

至少一个准直孔为目标准直孔，每个所述目标准直孔与所述测试孔组中的至少一个测试孔对应，每个所述目标准直孔的尺寸和延伸方向与对应的所述测试孔的尺寸和延伸方向相同；

且当与所述目标准直孔对应的目标放射源发出的射线经过对应的所述测试孔时，所述载源体中除所述目标放射源之外的放射源能够被屏蔽。

可选的，每个所述准直孔组的至少一个准直孔为目标准直孔。

可选的，多个所述目标准直孔与所述多个测试孔一一对应。

可选的，当与所述目标准直孔对应的目标放射源发出的射线经过对应的所述测试孔时，所述载源体中除所述目标放射源之外的放射源能够被所述辐射屏蔽区屏蔽。

可选的，所述多个测试孔分布在所述辐射屏蔽区周围。

可选的，所述多个准直孔组分布在所述辐射屏蔽区周围，所述多个测试孔相对于所述多个准直孔组靠近所述辐射屏蔽区。

可选的，所述辐射屏蔽区的外围依次排布有：与第一准直孔组中的目标准直孔对应的测试孔，以及所述第一准直孔组，所述第一准直孔组为所述多个准直孔组中任一准直孔组。

可选的，所述聚焦头还包括：两个驱动组件，所述准直器为板状结构；

所述两个驱动组件中每个驱动组件均与所述准直器固定连接，所述两个驱动组件中的一个驱动组件用于带动所述准直器沿第一方向移动，另一个驱动组件用于带动所述准直器沿第二方向移动，所述第一方向和所述第二方向相交，所述第一方向和所述第二方向平行于所述准直器。

第二方面，提供了一种准直器，包括：

辐射屏蔽区和过孔区，所述过孔区包括测试孔组和多个准直孔组，每个所述准直孔组包括多个准直孔，所述测试孔组包括多个测试孔；

至少一个准直孔为目标准直孔，每个所述目标准直孔与所述测试孔组中的至少一个测试孔对应，每个所述目标准直孔的尺寸和延伸方向与对应的所述测试孔的尺寸和延伸方向相同。

第三方面，提供了一种伽玛刀，包括：摆动组件和聚焦头，所述聚焦头为第一方面所述的聚集头，所述聚焦头与所述摆动组件活动连接，所述摆动组件用于带动所述聚焦头摆动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的聚焦头、准直器及伽玛刀，该聚焦头包括：载源体和聚焦头，该聚焦头辐射屏蔽区和过孔区，该过孔区包括多个准直孔和多个测试孔，该多个准直孔中至少一个准直孔为目标准直孔，每个目标准直孔与至少一个测试孔对应，每个目标准直孔的尺寸与对应的测试孔的尺寸相同，且每个目标准直孔的延伸方向与对应的测试孔的延伸方向平行。当聚焦头需要进行单源测试时，移动准直器以改变该准直器与载源体的相对位置，使得与目标准直孔对应的目标放射源发出的射线经过对应的测试孔，此时，该载源体中除目标放射源之外的放射源能够被屏蔽，该载源体中仅有目标放射源发出的光线从测试孔中出束，进而可以计算出出束后的射线剂量，因此，该聚焦头无需采用钨屏蔽棒封堵准直孔，且仅需要改变准直器与载源体的相对位置，便可以实现聚焦头的单源测试，进而有效的提高了聚焦头的单源测试的效率。进一步的，避免了制造钨屏蔽棒的难度较大的问题，同时也避免了操作人员容易受到放射源的辐射的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是相关技术提供的一种聚焦头的结构示意图；

图1B是相关技术提供的一种准直器的结构示意图；

图1C是图1A示出的聚焦头处于关源状态的效果图；

图1D是图1A示出的聚焦头进行单源测试的效果图；

图2是本发明实施例提供的一种聚焦头的结构示意图；

图3是图2示出的聚焦头的仰视图；

图4是本发明实施例提供的一种聚焦头在焦平面上形成聚焦野的效果图；

图5A是本发明实施例提供的一种聚焦头进行单源测试时的效果图；

图5B是本发明实施例提供的另一种聚焦头进行单源测试时的效果图；

图6是本发明实施例提供的一种准直器的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种准直器的结构示意图；

图8所本发明实施例提供的另一种聚焦头的仰视图；

图9是本发明实施例提供的又一种聚焦头的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种伽玛刀的结构示意图；

图11A是本发明实施例提供的又一种聚焦头进行单源测试时的效果图；

图11B是本发明实施例提供的载一种聚焦头进行单源测试时的效果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

相关技术中的聚焦头在进行单源测试前，需要让载源体处于关源状态，例如，请参考图1C，图1C是图1A示出的聚焦头处于关源状态的效果图，该载源体01为滚筒结构，能够绕转动轴L转动，当载源体01需要处于关源状态时，该载源体01绕转动轴L转动180°，使得载源体01中的多个放射源011发出的射线无法通过准直通道03。在载源体01处于关源状态后，采用钨屏蔽棒04封堵准直孔021，并且保留一个未封堵的准直孔021d，再让载源体01处于开源状态。

此时，请参考图1D，图1D是图1A示出的聚焦头进行单源测试的效果图，载源体01处于开源状体后，载源体01中的多个放射源011中仅存在一个放射源发出的射线可以从未封堵的准直孔021d出束，进而可以计算出出束后的射线剂量。

但是，通常准直器上的准直孔的数量较多，需要钨屏蔽棒的数量也较多，安装钨屏蔽棒的过程均是人工手动操作的，因此，目前对聚焦头进行单源测试的效率较低。并且，在单源测试前还需让载源体处于关源状态，进一步的降低了单源测试的效率。

请参考图2，图2是本发明实施例提供的一种聚焦头的结构示意图，该聚焦头可以包括：

载源体10和准直器20。

该载源体10用于承载多个放射源11。

为了清楚的看出准直器20的结构，请参考图3，图3是图2示出的聚焦头的仰视图，准直器20包括辐射屏蔽区21和过孔区22，该过孔区22包括测试孔组22a和多个准直孔组22b，每个准直孔组22b与测试孔组22a均不重叠，每个准直孔组22b包括多个准直孔221，该测试孔组22a包括多个测试孔222。载源体10上承载的多个放射源11发出的射线经过任一准直孔组22b中的多个准直孔221出束。在本发明实施例中，载源体10上承载的多个放射源11可以与任一准直孔组22b中的多个准直孔221一一对应，此时，每个放射源11可以经过对应的准直孔221出束。

准直器20上设置的多个准直孔中的至少一个准直孔为目标准直孔221a，每个目标准直孔221a与测试孔组22a中的至少一个测试孔222对应，例如，目标准直孔a1可以与测试孔组22a中的测试孔b1对应，目标准直孔a1还可以至少与测试孔组22a中的测试孔b2对应。每个目标准直孔221a与对应的测试孔222的尺寸相同，且每个目标准直孔221a的延伸方向(即目标准直孔221a的中心线所在方向)与测试孔222的延伸方向(即测试孔222的中心线所在方向)相同。实际应用中，每个准直孔组22b中的多个准直孔221均为锥形孔，每个准直孔221的尺寸均不相同，通常情况下，相同的准直孔组22b中任意两个准直孔221的尺寸差在0.05毫米内，也即是，任意两个准直孔221中的射线入口的直径差在0.05毫米内，任意两个准直孔221中的射线出口的直径差在0.05毫米内；每个目标准直孔221a与对应的测试孔222的尺寸相同，也即是，每个目标准直孔221a中的射线入口的直径与对应的测试孔222的射线入口的直径相同，每个目标准直孔221a中的射线出口的直径与对应的测试孔222的射线出口的直径相同。

且当与目标准直孔221a对应的目标放射源发出的射线经过对应的测试孔222时，载源体21中除目标放射源之外的放射源能够被屏蔽。可选的，当与目标准直孔221a对应的目标放射源发出的射线经过对应的测试孔222时，该载源体21中除目标放射源之外的放射源能够被辐射屏蔽区21屏蔽。

示例的，当需要通过聚焦头进行治疗时，如图2所示，移动准直器20以改变该准直器20与载源体10的相对位置，使得该载源体10中的多个放射源11与准直器20上一个准直孔组22b中的多个准直孔221一一对应，进而使得每个放射源11经过对应的准直孔221出束，从而可以在焦平面上形成聚焦野。例如，请参考图4，图4是本发明实施例提供的一种聚焦头在焦平面上形成聚焦野的效果图，该焦平面S为经过等中心焦点O，且垂直于聚焦头的重力方向所在的平面，该等中线焦点为O为载源体中多个放射源发出的射线所汇聚的点，该等中心焦点O到每个放射源的距离基本相同，当载源体中的多个放射源发出的射线经过一个准直孔组时，该准直孔组中的多个准直孔的出口面到等中心焦点O的距离近似一致，该多个放射源可以在焦平面S上形成聚焦野A，等中心焦点O也为聚焦野A的中心。需要说明的是，图2仅是示意性的画出多个放射源11，实际应用中，为了保证焦点为O到每个放射源的距离基本相同，该多个放射源11需要排布在预设的圆球弧面上，该预设的圆球弧面的圆心即为等中线焦点O。

示例的，当聚焦头需要单源测试时，请参考图5A和5B，图5A是本发明实施例提供的一种聚焦头进行单源测试时的效果图，图5B是本发明实施例提供的另一种聚焦头进行单源测试时的效果图，移动准直器20以改变该准直器20与载源体10的相对位置，使得与目标准直孔221a对应的目标放射源11a发出的射线经过对应的测试孔222，此时，该载源体10中除目标放射源11a之外的放射源均被辐射屏蔽区21屏蔽，载源体10中仅有目标放射源11a发出的光线从测试孔222中出束，进而可以计算出出束后的射线剂量，完成对聚焦头进行单源测试的过程。

在相关技术中，为了实现钨屏蔽棒能够有效的封堵准直孔，需要保证该钨屏蔽棒的精度较高，又由于准直器中多个准直孔组中的准直孔的直径不同，因此钨屏蔽棒也需要不同的尺寸，进而导致制造钨屏蔽棒的难度较大。并且，相关技术中的聚焦头进行单源测试时，均是通过人工手动安装钨屏蔽棒的，操作人员容易受到放射源的辐射。

而在本发明实施例中，无需采用钨屏蔽棒封堵准直孔，便可以实现对聚焦头的单源测试，因此，避免了制造钨屏蔽棒的难度较大的问题，同时也避免了操作人员容易受到放射源的辐射的问题。

综上所述，本发明实施例提供的聚焦头，包括：载源体和聚焦头，该聚焦头辐射屏蔽区和过孔区，该过孔区包括多个准直孔和多个测试孔，该多个准直孔中至少一个准直孔为目标准直孔，每个目标准直孔与至少一个测试孔对应，每个目标准直孔的尺寸与对应的测试孔的尺寸相同，且每个目标准直孔的延伸方向与对应的测试孔的延伸方向平行。当聚焦头需要进行单源测试时，移动准直器以改变该准直器与载源体的相对位置，使得与目标准直孔对应的目标放射源发出的射线经过对应的测试孔，此时，该载源体中除目标放射源之外的放射源能够被屏蔽，该载源体中仅有目标放射源发出的光线从测试孔中出束，进而可以计算出出束后的射线剂量，因此，该聚焦头无需采用钨屏蔽棒封堵准直孔，且仅需要改变准直器与载源体的相对位置，便可以实现聚焦头的单源测试，进而有效的提高了聚焦头的单源测试的效率。进一步的，避免了制造钨屏蔽棒的难度较大的问题，同时也避免了操作人员容易受到放射源的辐射的问题。

实际应用中，载源体上承载的多个放射源发出的射线分别经过多个准直孔组时，在焦平面上形成聚焦野的大小不同，为了得到不同大小的聚焦野射线剂量，需要对每个准直孔组进行单源测试。请参考图6，图6是本发明实施例提供的一种准直器20的结构示意图，每个准直孔组22b中的至少一个准直孔为目标准直孔221a，由于每个目标准直孔221a均对应至少一个测试孔222，且每个目标准直孔221a的尺寸与对应的测试孔222的尺寸及延伸方向均相同，因此可以通过改变准直器20与载源体10的相对位置，可以完成对不同准直孔组的单源测试。

可选的，如图6所示，多个目标准直孔221a与多个测试孔222一一对应，此时在不影响对不同的准直孔组进行单源测试的情况下，有效的减小了过孔区22的面积，从而减小了准直器20的尺寸。

在本发明实施例中，如图6所示，为了保证在单源测试时，辐射屏蔽区21能够有效的屏蔽除目标放射源之外的放射源发出的射线，过孔区22中的多个测试孔222分布在辐射屏蔽区21周围。

可选的，如图7所示，图7是本发明实施例提供的另一种准直器的结构示意图，过孔区22中的多个准直孔组22b分布在辐射屏蔽区21周围，且多个测试孔222相对于多个准直孔组22b靠近辐射屏蔽区21，此时，准直器20的面积较小，并且，在需要通过移动准直器20来改变该准直器20与载源体10的相对位置时，准直器20的需要移动的范围较小，有效的提高了改变准直器20与载源体10的位置关系的效率。

在本发明实施例中，如图7所示，辐射屏蔽区21的外围依次排布有：与第一准直孔组中的目标准直孔对应的测试孔222，以及该第一准直孔组，该第一准直孔组为多个准直孔组22b中任一准直孔组。例如，与准直孔组A1中的目标准直孔a2对应的测试孔b3，以及准直孔组A1依次排布在辐射屏蔽区21的外围。此时，在单源测试时，能够快速的找到与需要测试的准直孔组对应的测试孔，从而减少了测试耗时，提高了单源测试效率。实际应用中，为了能够在单源测试时，辐射屏蔽区21有效的屏蔽不相关的放射源发出的射线，该每个准直孔组21b中的目标准直孔通常为多个准直孔221相对于辐射屏蔽区21距离较远的一个准直孔。例如，在准直孔组A2中，目标准直孔为准直孔a3；在准直孔组A3，目标准直孔为准直孔a4。

可选的，为了便于移动准直器以改变准直器与载源体的相对位置，如图8所述，图8所本发明实施例提供的另一种聚焦头的仰视图，该聚焦头还可以包括：两个驱动组件30，该两个驱动组件30中每个驱动组件30均与准直器20固定连接，该两个驱动组件30中的一个驱动组件用于带动准直器20沿第一方向x移动，另一个驱动组件用于带动准直器20沿第二方向y移动，该第一方向x和第二方向y相交。该准直器20可以为板状结构，该第一方向x和第二方向y均平行于准直器20，例如，该第一方向x和第二方向y均平行于准直器20设置有准直孔221的平面。

示例的，如图8所示，每个驱动组件30可以包括：驱动电机31、丝杆32和螺母33，该螺母33与准直器20固定连接，丝杆32与螺母31活动连接，驱动电机31与丝杆32的一端固定连接，该驱动电机31用于驱动丝杆32转动，在丝杆32转动时，螺母31沿丝杆32的延伸方向移动，进而可以带动准直器20沿该丝杆32的延伸方向平行。该两个驱动组件30中的两个丝杆32的延伸方向分别为第一方向x与第二方向y。可选的，每个驱动组件30还包括：支撑轴承34，该支撑轴承34与丝杆32的另一端活动连接，该支撑轴承34可以在丝杆32转动时，对该丝杆32起到支撑作用，进而可以使得丝杆32能够平稳的转动。

实际应用中，如图8所示，两个驱动组件30中的两个丝杆32的延伸方向垂直，也即是，第一方向x与第二方向y垂直。通常情况下，准直器20可以为矩形的板状结构，该第一方向x可以与准直器20相邻的两个边缘中的一个边缘平行，该第二方向y可以与准直器20该相邻的两个边缘中的另一个边缘平行。在本发明实施例中，可以控制两个驱动组件30中的电机31工作，进而可以实现自动调整准直器20与载源体相对的位置关系，从而实现聚焦头对不同的准直孔组进行单源测试，以及通过该聚焦头进行治疗。

可选的，如图9所示，图9是本发明实施例提供的又一种聚焦头的结构示意图，该聚焦头还可以包括：多个准直通道40，该多个准直通道40与多个放射源11一一对应，每个放射源11发出的射线依次经过对应的准直通道40和对应的准直孔221后出束。

综上所述，本发明实施例提供的聚焦头，包括：载源体和聚焦头，该聚焦头辐射屏蔽区和过孔区，该过孔区包括多个准直孔和多个测试孔，该多个准直孔中至少一个准直孔为目标准直孔，每个目标准直孔与至少一个测试孔对应，每个目标准直孔的尺寸与对应的测试孔的尺寸相同，且每个目标准直孔的延伸方向与对应的测试孔的延伸方向平行。当聚焦头需要进行单源测试时，移动准直器以改变该准直器与载源体的相对位置，使得与目标准直孔对应的目标放射源发出的射线经过对应的测试孔，此时，该载源体中除目标放射源之外的放射源能够被屏蔽，该载源体中仅有目标放射源发出的光线从测试孔中出束，进而可以计算出出束后的射线剂量，因此，该聚焦头无需采用钨屏蔽棒封堵准直孔，且仅需要改变准直器与载源体的相对位置，便可以实现聚焦头的单源测试，进而有效的提高了聚焦头的单源测试的效率。进一步的，避免了制造钨屏蔽棒的难度较大的问题，同时也避免了操作人员容易受到放射源的辐射的问题。

本发明实施例还提供了一种准直器，该准直器包括：辐射屏蔽区和过孔区，该过孔区包括测试孔组和多个准直孔组，每个准直孔组包括多个准直孔，测试孔组包括多个测试孔；至少一个准直孔为目标准直孔，每个目标准直孔与测试孔组中的至少一个测试孔对应，每个目标准直孔的尺寸和延伸方向与对应的测试孔的尺寸和延伸方向相同。需要说明的是，该准直器的结构可以参考图6或图7示出的准直器。

可选的，每个准直孔组的至少一个准直孔为目标准直孔。

可选的，多个目标准直孔与多个测试孔一一对应。

可选的，多个测试孔分布在辐射屏蔽区周围。

可选的，多个准直孔组分布在辐射屏蔽区周围，多个测试孔相对于多个准直孔组靠近辐射屏蔽区。

可选的，辐射屏蔽区的外围依次排布有：与第一准直孔组中的目标准直孔对应的测试孔，以及第一准直孔组，第一准直孔组为多个准直孔组中任一准直孔组。

通常对聚焦头进行单源测试有如下条件：

(1)、单源测试时，在准直器中存储一个准直孔的几何尺寸与放射源经过的测试孔的几何尺寸一致；

(2)、准直器中每个过孔区中的多个准直孔的源焦距一致，也即是，每个放射源到等中心焦点的距离一致；

(3)、准直器中每个过孔区中的多个准直孔的出口面到等中心焦点的距离近似一致；

(4)、单源测试时，经过测试孔的放射源发出的射线与焦平面垂直。

对于上述条件(1)～(3)，本发明实施例提供的聚焦头可以满足这三个条件，请参考上述对聚焦头结构描述的实施例，在此不再赘述。

对于上述条件(4)，本发明实施例还提供了一种伽玛刀，请参考图10，该伽玛刀可以包括：摆动组件100和聚焦头200，该聚焦头200可以为图2或图8示出的聚焦头。该聚焦头200与摆动组件100活动连接，该摆动组件100用于带动聚焦头100摆动，例如，该摆动组件100可以带动聚焦头沿方向a进行摆动，以实现非共面照射。

示例的，如图10所述，该摆动组件100可以包括：圆弧导轨101和齿轮(图9中未示出)，该圆弧导轨101与聚焦头200活动连接，该圆弧导轨101与伽玛刀的支架300固定连接；该聚焦头200上还设置有圆弧齿条201，该齿轮与圆弧齿条201配合，该齿轮用于带动圆弧齿条201移动，以带动聚焦头200在圆弧导轨101上移动，从而实现了聚焦头200沿方向a摆动，通常情况下，摆动的角度α的范围为[0，35]度。

实际应用中，该聚焦头200设置在滚筒(图10中未画出)上，该滚筒与伽玛刀的支架300活动连接，通过该滚筒可以控制聚焦头200沿滚筒的轴线圆周旋转。

在本发明实施例中，通过摆动组件与滚筒的配合可以而实现了在单源测试时，经过测试孔的放射源发出的射线与焦平面垂直。例如，请参考图11A与图11B，经过测试孔的放射源发出的射线与焦平面S垂直，进而可以计算出出束后的射线剂量，完成对聚焦头进行单源测试的过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。