锥形束计算机断层扫描系统的制作方法

本技术涉及一种锥形束计算机断层扫描系统，属于放射治疗。

背景技术：

1、放射治疗用锥形束电子计算机断层扫描(cone beam computed tomography，cbct)是目前放射治疗领域应用最为广泛的影像引导技术。其原理是x线发生器以较低的射线量围绕投照体做环形数字式投照，然后将围绕投照体多次数字投照后交集中所获得的数据在计算机中重组后进而获得三维图像。主要用于放疗摆位时及放射治疗过程中的位置验证，以精确定位病灶区的位置，反馈给治疗系统，进而由治疗端根据确定的位置发射出质子束流，进行患者的治疗，承担着质子医疗治疗过程病灶区的定位功能，因此为了保证质子治疗的准确性，cbct三维成像机构具有重要作用。

2、在应用中，都是将待检测对象放置在系统的旋转中心，然后x射线球管和探测平板围绕旋转中心进行旋转，同时采集各角度的投影图像，进行三维重建。然而这种做法存在一些弊端，比如诊疗中，要同时满足不同体型或同一体型不同位置的扫描要求，在这种应用场景下，现有的x射线探测板固定，不便于操控者灵活使用，检测对象的投影图与探测平板的尺寸有时不能做到很好的匹配，在射线发生器和目标成像物体(通常为病人)在对不同部位照射成像时，针对具体病人，调整幅度有限，不能达到最佳状态，探测平板不能充分发挥检测精度的优势。

3、此外，目前的图像引导系统占用空间大、使用资源多，加上旋转治疗室的图像引导系统需同治疗头一同借助筒式旋转机架进行旋转，影像设备对治疗流程的影响较大。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足,本实用新型提供了一种锥形束计算机断层扫描系统。

2、本实用新型所采用的技术方案是：设计一种锥形束计算机断层扫描系统，包括治疗室和与治疗室配套使用的治疗床，治疗床通过一个具有6自由度的机械臂安装于治疗室所在底面，所述治疗室内旋转设置有旋转机架(360°旋转)，所述旋转机架上安装有可随旋转机架旋转的治疗头和x射线源，使用时治疗头和x射线源保持相对静止，所述旋转机架后端的中部滑动连接有正对x射线源的承载板，所述承载板上设置有x射线探测板，x射线探测板最大有效探测范围43x43cm2，所述x射线源和x射线探测板之间形成成像x射线，x射线为在40kv-150kv之间可调的kv级x射线，锥束角度约8°，所述旋转机架后端内部设置有控制承载板运动的直线模组，控制承载板伸出机架和收回机架，所述直线模组包括导轨、丝杆、电机和滑块等，由于是现有技术，在旋转机架内部的导轨、丝杆、电机等不在附图中示出，其与旋转机架内部的连接安装结构根据本领域技术人员能采用的常规技术手段实行，在此不做赘述，只需要能控制承载板在指定位置来回伸缩滑动即可。

3、进一步，所述旋转机架上安装有两个x射线源，所述旋转机架后端的中部对应设置有两块承载板，两个x射线源与对应的承载板上的x射线探测板之间形成的x射线相交，相交图像优势在于所提供的解剖图像可以简单、精确和安全的验证患者靶区位置，并且一次就能获取两幅二维图像，便于锥形束电子计算机断层扫描快速形成三维影像，缩短配准时间。

4、进一步，两个所述x射线源安装于治疗头的左右两侧，x射线源发出的x射线与治疗头发出的质子射束夹角为45°，两个x射线源发出的x射线形成正交结构，通过对称安装且互相呈90度角的两组x射线，能够对靶区进行精准照射，具有定位精确、操作简单、调整方便、成像精度高、多功能模式成像等优点，保证了质子治疗的准确性。为治疗头的放疗提供实时准确的影像指导。x射线源发出的x射线与治疗头发出的质子射束夹角成45°角设置，方便成像组件的安装，同时保证生成的x射线能较好的穿过患者靶区。

5、进一步，所述旋转机架后端的中部开设有用于容纳承载板的中空的矩形滑道,方便设置，矩形滑道方便连接外设设备，所述承载板滑动设置于矩形滑道内，滑动平顺稳定。

6、进一步，所述承载板为矩形板，与滑道配合，其上侧面中部设置有两条加强条，提升承载板的结构强度，防止其伸出一定程度后变形，两端分别设置有限位条，限位条与加强条一方面与滑道贴合以给承载板限位，防止伸缩过程中由于滑动尺寸大于承载板尺寸而发生晃动，另一方面通过设置限位条与加强条减少承载板与滑道之间的摩擦，避免承载板磨损，与承载板左右侧面分别设置的助滑条一起提高承载板的光滑性，滑动顺畅减少损坏维护，限位条、加强条和助滑条皆与承载板通过螺栓连接，维护时更换限位条、加强条和助滑条中对应磨损的即可，更换方便快捷，承载板下侧固定设置直线模组的滑块，滑块与直线模组的丝杆螺纹连接。

7、进一步，所述x射线探测板设置于承载板前端的上侧面，所述加强条和限位条皆一端和承载板后端对齐，另一端和x射线探测板间隙设置，不干扰x射线探测板的拆装连接，所述助滑条前后两端分别和承载板前后两端对齐，保证整个承载板板身的滑动平稳。

8、进一步，所述承载板的外端设置密合板，所述旋转机架后端的中部对应矩形滑道的前端位置设置有密合槽，密合板与密合槽嵌套，防止灰尘进入污染x射线探测板。

9、进一步，所述密合槽为矩形结构槽，且四侧槽壁向外倾斜设置，所述密合板为与密合槽贴合的矩形结构板，且密合板对应密合槽槽壁的四侧倾斜设置以于密合槽贴合，提高密封性。

10、进一步，所述密合板的厚度大于密合槽的深度，使得承载板在旋转机架上的位置显眼，便于医疗人员识别和操作，且密合板突出密合槽的部分四侧设置成斜面结构，防止灰尘堆积。

11、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是：

12、1、本实用新型通过将x射线探测板安装于滑动设置的承载板上，诊疗中，可以同时满足不同体型或同一体型不同位置的扫描微调要求，x射线探测板活动设置，便于操控者灵活使用，使得检测对象的投影图与x射线探测板的尺寸能做到很好的匹配，在x射线源和目标成像物体(通常为病人)在对不同部位照射成像时，针对具体病人，调整幅度范围增大，以调整达到最佳状态，x射线探测板能充分发挥检测精度的优势；

13、2、此外，将x射线探测板安装于滑动设置的承载板上，承载板可以带动x射线探测板收纳于旋转机架后部，减小图像引导系统的占用空间和使用资源，影像设备对治疗流程的影响较小；

14、3、本实用新型在旋转机架组件中整合x射线源与x射线探测板的设计可以使影像设备对治疗流程的影响降到最小；

15、4、本实用新型在承载板上安装限位条、加强条和助滑条使得承载板的滑动平稳，使得x射线探测板的伸出、静止和收回过程无位移误差，保证定位和成像精度；操控简单安全、机械强度高、成像精度高；

16、5、本实用新型提供的锥形束计算机断层扫描系统使得传统质子医疗设备中的大型旋转机架内部结构简化，结构紧凑，旋转干扰减轻，使治疗端设备轻型化。

技术特征：

1.锥形束计算机断层扫描系统，包括治疗室和与治疗室配套使用的治疗床(1)，所述治疗室内旋转设置有旋转机架(2)，所述旋转机架(2)上安装有治疗头(3)和x射线源(4)，其特征在于：所述旋转机架(2)后端的中部滑动连接有正对x射线源(4)的承载板(5)，所述承载板(5)上设置有x射线探测板(6)，所述旋转机架(2)后端内部设置有控制承载板(5)运动的直线模组。

2.根据权利要求1所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：所述旋转机架(2)上安装有两个x射线源(4)，所述旋转机架(2)后端的中部对应设置有两块承载板(5)，两个x射线源(4)与对应的承载板(5)上的x射线探测板(6)之间形成的x射线相交。

3.根据权利要求2所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：两个所述x射线源(4)安装于治疗头(3)的左右两侧，x射线源(4)发出的x射线与治疗头(3)发出的质子射束夹角为45°。

4.根据权利要求1-3任一所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：所述旋转机架(2)后端的中部开设有用于容纳承载板(5)的中空的矩形滑道，所述承载板(5)滑动设置于矩形滑道内。

5.根据权利要求4所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：所述承载板(5)为矩形板，其上侧面中部设置有两条加强条(51)，两端分别设置有限位条(52)，其左右侧面分别设置有助滑条(53)，承载板(5)下侧固定设置直线模组的滑块(7)。

6.根据权利要求5所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：所述x射线探测板(6)设置于承载板(5)前端的上侧面，所述加强条(51)和限位条(52)皆一端和承载板(5)后端对齐，另一端和x射线探测板(6)间隙设置，所述助滑条(53)前后两端分别和承载板(5)前后两端对齐。

7.根据权利要求6所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：所述承载板(5)的外端设置密合板(8)，所述旋转机架(2)后端的中部对应矩形滑道的前端位置设置有密合槽(9)。

8.根据权利要求7所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：所述密合槽(9)为矩形结构槽，且四侧槽壁向外倾斜设置，所述密合板(8)为与密合槽(9)贴合的矩形结构板，且密合板(8)对应密合槽(9)槽壁的四侧倾斜设置以于密合槽(9)贴合。

9.根据权利要求8所述的锥形束计算机断层扫描系统，其特征在于：所述密合板(8)的厚度大于密合槽(9)的深度，且密合板(8)突出密合槽(9)的部分四侧设置成斜面结构。

技术总结
本技术公开了一种锥形束计算机断层扫描系统，属于放射治疗技术领域；包括治疗室和与治疗室配套使用的治疗床，所述治疗室内旋转设置有旋转机架，所述旋转机架上安装有治疗头和X射线源，所述旋转机架后端的中部滑动连接有正对X射线源的承载板，所述承载板上设置有X射线探测板，所述旋转机架后端内部设置有控制承载板运动的直线模组；本技术能够对患者靶区进行精准照射，具有定位精确、操作简单、调整方便、成像精度高、多功能模式成像等优点，保证了质子治疗的准确性，对癌症患者的治疗具有重要意义。

技术研发人员：刘旭,白鹤,汤洋,段卫胜,张小虎,王慧亮,钟铭,薛术,杨跃明,伍家香
受保护的技术使用者：中广核医疗科技（绵阳）有限公司
技术研发日：20221114
技术公布日：2024/1/12