用于束流阻挡器的定位机构和放疗设备的制作方法

1.本实用新型涉及医疗设备技术领域，具体地涉及一种用于束流阻挡器的定位机构和放疗设备。


背景技术：

2.在放疗过程中，外科医生用手术刀将病人体内的肿瘤进行切除后，放疗医生设定治疗装置的能量与照射野范围，用治疗射线(如电子束)对瘤床进行单次照射，照射完成后的残余治疗射线对人体有辐射危害，因此为了降低手术室楼下的环境辐射剂量，会把束流阻挡器放在手术床下，屏蔽穿过人体的残余治疗射线。束流阻挡器具体的摆放位置对残余治疗射线的屏蔽效果有直接影响，若束流阻挡器的摆放位置距离治疗射线的束轴的穿过位置较远，则束流阻挡器不能起到良好的屏蔽作用，导致手术室楼下的环境辐射剂量上升，影响医护人员和患者的身体健康。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了提供用于束流阻挡器的定位机构和放疗设备，该用于束流阻挡器的定位机构和放疗设备能够将束流阻挡器的位置调整到治疗射线发射方向相对应的位置处，能够提升束流阻挡器的屏蔽效率，降低手术室楼下的环境辐射剂量。
4.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种用于束流阻挡器的定位机构，束流阻挡器应用于放疗设备并设置在病床的下方，放疗设备包括设置在病床上方并用于发射治疗射线的治疗装置，定位机构包括：
5.位置测量机构，用于测量束流阻挡器的实际位置，位置测量机构包括结构光源和图像采集设备，结构光源设置在束流阻挡器的一侧，图像采集设备设置在结构光源的同一侧；
6.位置调整机构，用于调整束流阻挡器的位置，位置调整机构可移动地设置在束流阻挡器的下方；
7.控制机构，用于移动控制束流阻挡器以将束流阻挡器调整到与治疗射线的发射方向相对应的位置处，控制机构和治疗装置、结构光源、图像采集设备以及位置调整机构电连接。
8.在本实用新型的实施例中，图像采集设备包括第一摄像头和第二摄像头，第一摄像头和第二摄像头平行间隔设置；结构光源可上下转动地设置在第一摄像头和第二摄像头之间的中心位置处。
9.在本实用新型的实施例中，结构光源与束流阻挡器在水平面上的距离范围为0.2m-2m。
10.在本实用新型的实施例中，结构光源发出的结构光的形式至少包括激光条纹或格雷码中的一种。
11.在本实用新型的实施例中，定位机构还包括补光模块，补光模块包括亮度传感器
和补光灯，亮度传感器和控制机构电连接；补光灯可移动地设置在束流阻挡器的一侧并和控制机构电连接，用于根据环境亮度和/或第一摄像头、第二摄像头所采集的图像进行补光。
12.在本实用新型的实施例中，位置测量机构还包括定位桩，定位桩设置在束流阻挡器顶面的中心位置处。
13.在本实用新型的实施例中，定位桩呈圆柱状。
14.在本实用新型的实施例中，位置调整机构包括移动基架、控制模块以及通信模块，移动基架设置在束流阻挡器的下方，通信模块和控制机构通信连接，控制模块和移动基架、控制模块电连接。
15.本实用新型第二方面提供一种放疗设备，包括上述的用于束流阻挡器的定位机构。
16.在本实用新型的实施例中，放疗设备包括：
17.基座，设置在病床的一侧；
18.机械臂，可活动地设置在基座的上方，机械臂的末端和治疗装置连接在一起；
19.限束装置，与患者的病灶位置对齐，治疗装置的治疗头的轴线和限束装置的轴线重合。
20.通过上述技术方案，在束流阻挡器的一侧设置位置测量机构来测量束流阻挡器的位置，并设置和治疗装置、位置调整机构以及位置测量机构电连接的控制机构，使得控制机构能够获取到治疗装置的实际位置和束流阻挡机构的实际位置并根据其来将束流阻挡器调整到与治疗射线发射方向相对应的位置处，能够提升束流阻挡器对残余治疗射线的屏蔽效果，降低手术室楼下的环境辐射剂量。
附图说明
21.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
22.图1是本实用新型实施例中用于束流阻挡器的定位机构各部件的第一视角位置示意图；
23.图2是本实用新型实施例中用于束流阻挡器的定位机构各部件的第二视角位置示意图；
24.图3是本实用新型实施例中放疗设备结构示意图。
25.附图标记说明
[0026]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
束流阻挡器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
治疗装置
[0027]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
位置测量机构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
301
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
结构光源
[0028]
302
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
图像采集设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3021
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一摄像头
[0029]
3022
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二摄像头
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
303
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位桩
[0030]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
位置调整机构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基座
[0031]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机械臂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限束装置
具体实施方式
[0032]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0033]
本实用新型的实施例中提供了一种新型的用于束流阻挡器的定位机构，该用于束流阻挡器的定位机构属于医疗设备技术领域。在本实施例中，如图1-3所示，束流阻挡器1应用于放疗设备并设置在病床的下方，放疗设备包括设置在病床上方并用于发射治疗射线的治疗装置2。进一步地，治疗射线沿着治疗装置2的治疗头的轴向发射，即治疗射线发射后形成的束轴的轴线和治疗装置2的治疗头的轴线重合，其中，治疗射线为电子束。该用于束流阻挡器的定位机构能够在放疗手术完成后，将束流阻挡器1的位置调整到与治疗射线发射方向相对应的位置处对残余治疗射线进行屏蔽。该定位机构包括位置测量机构3、位置调整机构4和控制机构，位置测量机构3用于测量束流阻挡器1的实际位置，位置测量机构3包括结构光源301和图像采集设备302，结构光源301设置在束流阻挡器1的一侧，用于发射覆盖束流阻挡器1的结构光；图像采集设备302设置在结构光源301的同一侧，用于采集覆盖结构光后的束流阻挡器1的图像；位置调整机构4用于调整束流阻挡器1的位置，位置调整机构4可移动地设置在束流阻挡器1的下方；控制机构用于移动控制束流阻挡器1以将束流阻挡器1调整到与治疗射线的发射方向相对应的位置处，控制机构和治疗装置2、结构光源301、图像采集设备302以及位置调整机构4电连接。即在手术完成后束流阻挡器1的摆放位置能够根据实际情况进行调整，使其被摆放到最适宜处对手术室楼下的环境辐射剂量实现最大幅度降低，避免对医护人员和患者的身体健康造成不良影响。
[0034]
具体地，在对束流阻挡器1的位置进行调整前，位置测量机构3先对束流阻挡器1的实际位置进行测量，在束流阻挡器1实际位置测量完成后，位置测量机构3再将测量结果传送给控制机构；由于治疗装置2和控制机构电连接，因此控制机构能够根据治疗装置2所在的机械系统获取到治疗装置2的实际位置，在此基础上，控制机构根据治疗装置2的实际位置计算出束流阻挡器1的目标位置，再根据束流阻挡器1的目标位置和束流阻挡器1的实际位置来计算束流阻挡器1的移动距离(移动距离包括沿水平面x轴方向的距离和沿水平面y轴方向的距离)，本实施例中，治疗射线的束轴和束流阻挡器1的顶面所在的水平面存在交点，而束流阻挡器1的目标位置即为使得束流阻挡器1的顶面的中心点和交点重合的位置处。最后，控制机构根据束流阻挡器1的移动距离将束流阻挡器1调整到目标位置处对残余治疗射线进行屏蔽，以便最大程度发挥束流阻挡器1的屏蔽作用，最大幅度降低手术室楼下的环境辐射剂量以减少对医护人员和患者的辐射伤害。
[0035]
在本实用新型的实施例中，图像采集设备302包括第一摄像头3021和第二摄像头3022，第一摄像头3021和第二摄像头3022平行间隔设置；结构光源301可上下转动地设置在第一摄像头3021和第二摄像头3022之间的中心位置处，使得结构光源301发射结构光的角度能够沿着竖直方向进行调整，进而使得结构光能尽可能多的被照射到束流阻挡器1上，以便增强位置测量的准确性。当结构光被覆盖到束流阻挡器1上以后，第一摄像头3021和第二摄像头3022能够分别从各自设置角度拍摄、采集到第一图像和第二图像，控制机构通过对第一图像和第二图像的分析、处理能获取到束流阻挡器1的实际位置。
[0036]
在本实用新型的实施例中，结构光源301与束流阻挡器1在水平面上的距离范围为0.2m-2m，该距离范围内对结构光的发射角度进行调整，能使得结构光源301发出的结构光
能完全覆盖到束流阻挡器1的表面，有利于进一步提升位置测量机构3对束流阻挡器1实际位置测量的准确性。
[0037]
在本实用新型的实施例中，结构光源301发出的结构光的形式至少包括激光条纹和格雷码中的一种。控制机构中有用于对图像进行处理的图像处理软件，第一摄像头3021和第二摄像头3022采集外表面覆盖有激光条纹或格雷码的束流阻挡器1的图像后，将其传送到控制机构的图像处理软件中进行处理，图像处理软件能根据第一图像和第二图像中的激光条纹或格雷码提取出图像特征并构建三维模型，再根据三维模型获取到束流阻挡机构的实际位置。结构光是经过编码后的光源，带有很多特征点或编码，当结构光被完全覆盖到束流阻挡器1的表面以后，第一摄像头3021和第二摄像头3022采集到的第一图像和第二图像均是被编码的光源投影到束流阻挡器1上且被束流阻挡器1的表面的深度调制过的图像，图像处理时不再需要使用束流阻挡器1本身具有的特征点，降低了图像处理的难度，控制机构在对第一图像和第二图像进行处理的过程中也能获得更好的特征匹配结果，还能使得第一图像和第二图像的图像处理结果更加准确。
[0038]
在本实用新型的实施例中，位置测量机构3还包括定位桩303，定位桩303设置在束流阻挡器1顶面的中心位置处，即定位桩303的中心和束流阻挡器1的中心重合，定位桩303的实际位置即代表了束流阻挡器1的实际位置，结构光覆盖在束流阻挡器1上的同时也覆盖在定位桩303上，图像处理软件对第一图像和第二图像处理后仅构建定位桩303的三维模型，再根据定位桩303的三维模型计算获取定位桩303的实际位置即可，而定位桩303的结构相对于束流阻挡器1的结构更加简单，能大幅度降低图像处理的难度，减少计算结果(即定位桩303的实际位置)获取所花费的时间，还提升了计算结果的准确性。
[0039]
在本实用新型的实施例中，定位桩303呈圆柱状，相对于其它棱柱状结构，该种圆柱状定位桩303的结构形状简单，且侧面的面积更大，结构光从其一侧照射过来以后能使得更多的激光条纹或格雷码覆盖到其外表面，有利于进一步提升定位桩303的实际位置测量准确地；且圆柱的三维模型构建参数较少，有利于进一步提升图像处理和三维模型构建的效率。
[0040]
在本实用新型的实施例中，定位机构还包括亮度传感器和补光灯，亮度传感器和控制机构电连接，亮度传感器能检测环境亮度并将检测结果传送给控制机构；补光灯可移动地设置在束流阻挡器1一侧并和控制机构电连接，用于根据环境亮度和/或第一摄像头3021、第二摄像头3022所采集的图像进行补光，控制机构在接收到环境亮度的检测结果后，可单独依据环境亮度的检测结果控制补光灯进行补光，便于第一摄像头3021、第二摄像头3022能采集到更清晰的束流阻挡器1和定位桩303上覆盖结构光的图像；或者控制机构在获取到第一图像和第二图像后对其清晰度进行判断，并在第一图像和第二图像的清晰度不合格的情况下控制补光灯进行补光，并在补光后重新采集图像；控制机构也可综合环境亮度的测量结果和第一图像和第二图像的清晰度来控制补光灯进行补光，并进一步根据两者的综合结果控制补光灯的补光强度，以便在最适宜的亮度下采集到第一图像和第二图像，进一步加强束流阻挡器1位置测量的准确性。
[0041]
在本实用新型的实施例中，位置调整机构4包括移动基架、控制模块以及通信模块，移动基架设置在束流阻挡器1的下方，移动基架能带动其上方的束流阻挡器1进行移动；通信模块和控制机构通信连接，控制模块和移动基架、控制模块电连接，控制机构根据计算
出的移动距离可远程控制移动基架进行移动，调整方式简单且提升了束流阻挡器1位置调整的准确性，使得束流阻挡器1能精确地到达目标位置最大幅度对残余治疗射线进行屏蔽，提升了束流阻挡器1的屏蔽效率。
[0042]
本实用新型第二方面提供一种放疗设备，如图3所示，包括上述的用于束流阻挡器的定位机构，使得该放疗设备具有对束流阻挡器1的定位功能，能够在放疗设备采用治疗射线对病人伤患处进行放疗治疗后，使得束流阻挡器1调整到最佳位置对残余治疗射线进行屏蔽。
[0043]
在本实用新型的实施例中，放疗设备包括基座5、机械臂6和限束装置7，具体地，基座5设置在病床的一侧，本实施例中，为便于对束流阻挡器1的实际位置进行测量，第一摄像头3021、第二摄像头3022以及结构光源301可以设置在基座5朝向束流阻挡器1的侧壁上；机械臂6可活动地设置在基座5的上方，机械臂6的末端和治疗装置2连接在一起，机械臂6中包括多个关节，通过控制机械臂6的多个关节的转动和/或平移使得治疗装置2能到达可以向病患发射治疗射线的位置；限束装置7与患者的病灶位置对齐，治疗装置2的治疗头的轴线和限束装置7的轴线重合，使得治疗射线的发射方向朝向限束装置7(此时治疗射线的发射方向也朝向患者的病灶位置处)，其中，病灶位置是指患者的身体发生病变的位置，限束装置7用于调整治疗射线的剂量分布，使得治疗装置2能准确地向患者的病灶位置发射适宜剂量的治疗射线来进行治疗。
[0044]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
[0045]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0046]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0047]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。