专利名称：一种立体定向放射治疗系统剂量测量水箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立体定向放射治疗系统(X刀)中所用到的剂量测量水箱，它主要用于剂量的测量以及分析和校正，保障病人得到合适的剂量，从而获得良好的治疗效果。
背景技术：
1951年瑞典Leksell首创立体定向放射外科学(SRS)，它以立体定向框架、准直器及放射源为基础，在CT、MRI和DSA等影像辅助下，能准确有效地治疗颅内及体内各种器质性病变及功能性疾患，SRS技术特点是在照射时高剂量集中靶区，靶外剂量递减十分陡峭，具有刀的特征，因此靶外正常组织和要害器官得到保护。这是二十世纪医学史上重大的进步，其杰出代表就是X刀。
X刀是利用直线加速器产生的高能X射线，通过加速器机架的旋转，照射野的二次准直和治疗床的角度变化来实现对肿瘤靶区的大剂量非共面多弧聚焦照射。由于靶心已通过立体定向设备准确牢固地定位在等中心处，所以实际上在整个照射过程中，射束始终是对准靶心，使靶心接受高剂量X射线，同时使在靶区周围的X线放射剂量呈锐减性分布，从而取得与外科手术刀切除病灶类似的理想治疗效果。即对肿瘤给予足够的放射剂量，使肿瘤细胞受到最大的杀伤，抑制其发展，以达到治愈目的。同时又要使肿瘤周边的正常组织接受尽可能少的放射性剂量，以减少并发症。
从肿瘤治疗的最佳剂量与正常组织损伤的相互关系示意图(图1)可知，在放射治疗中准确测量放射剂量是治愈肿瘤病灶的基本保证之一。因而用于测量立体定向放射外科治疗系统(X刀)放射剂量的设备——剂量测试水箱的质量好坏和使用的方便，就显得十分重要。
三维水箱扫描系统是用于直线加速器定量测量模拟人体模型中射线剂量分布的设备，可全自动连续扫描辐射吸收剂。用于测量立体定向放射外科治疗系统(X刀)也是非常合适和准确的。但三维水箱扫描系统主要依赖进口，价格昂贵。
目前国内各大医院根据临床实际应用需要，采用结构简单但能实现主要功能的成本低廉的剂量测量水箱，又称标准水箱或标准水模，其结构如图2所示。
由于在实际测量中要针对每个规格的二次圆筒准直器特定深度处(0-20cm)的吸收剂放疗剂量进行测量，也就是要使剂量检测探头(电离室)上的水面的高度不断变化。标准水箱设计了一个放水阀门(水龙头)，通过控制水龙头放水至水桶里，实现水深度的减少。如果需要水深度的增加，就采用水杯从水桶舀水至水箱中。
在实际测量中，这种工作模式存在以下不足1)效率极低，工作人员劳动强度大；2)水面控制不精确，因为当水面不够高度时舀水至水箱引起水面波动，从而干扰水面高度的读数，每次要等数分钟水面才能静止，极大地增加了测量时间；3)在测量中在加水和放水过程中容易把水泼至加速器上，对电路及机器有不安全的隐患。
实用新型内容本实用新型的目的，就是提供一种在测量中水在水箱内部实现移动，不用再通过人工反复加减水，且测量中水面的上升与下降平稳，能实现主要功能、成本低廉的剂量测量水箱。
为实现上述发明目的，本实用新型的剂量测量水箱，包括原有安装电离室的主水箱，其特征是增设辅助水箱，两者通过水泵和连接管连通。
在上述基础上，本实用新型还可有如下的变型所述的主水箱和辅助水箱为一矩形水箱当中以隔板间隔。
所述的主水箱和辅助水箱为内外两层结构，内层为主水箱，外层为辅助水箱。
所述的水泵有主潜水泵及辅助潜水泵，分别装在主、辅助水箱内；所述的连接管从隔板上方跨过或是从两水箱侧壁穿进，分接主潜水泵及辅助潜水泵的出水口。
所述的水泵为双向水泵，装在连接管的当中。
本新型的有益效果(1)测量中不用再通过人工反复加减水，而代替于水泵，大大地降低了劳动强度。
(2)测量中水面的上升与下降平稳，无人工加水时产生的水面波动，避免了等待的时间，提高了水面读数的精度，也大大地提高了测量效率。
(3)水在水箱内部实现移动，不会损伤加速器电路和硬件，极大地提高了测量中的安全性。
(4)用简单的配置实现了国外百万元级的昂贵的剂量测量水箱的主要功能，它充分利用了其他放疗设备的精确定位的功能，极大地降低了成本，进而有利于剂量测量水箱的推广使用，保证肿瘤放射治疗的效果。
图1为实施例1结构的剖视示意图(沿图2的A-A线)。
图2为图1的俯视示意图。
图3为图1的左视示意图。
图4为本实用新型实施例2结构的剖视示意图(沿图5的B-B线)。
图5为图4的俯视示意图。
图6为图4的左视示意图。
图7为实施例3结构的俯视示意图。
图8为实施例4结构的剖视示意图。
图9为实施例5结构的俯视示意图。
图中1主水箱，2水平调节旋钮，3底部十字线，4主潜水泵，5辅助潜水泵，6辅助水箱，7连接管，8电离室防水鞘，9高度指示刻线，10双向水泵，11隔板。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详述。
如图1至图3所示，本实用新型实施例1(新型水箱I型)的立体定向放射治疗系统(X刀)中所用到的剂量测量水箱，在一矩形水箱当中以隔板11间隔成主水箱1和辅助水箱6，矩形水箱下装有水平调节旋钮2，主水箱1安装成电离室，用于测量吸收剂量，其内装电离室防水鞘8，底面上刻有底部十字线3，侧壁及隔板上刻有高度指示刻线9；辅助水箱6用于为主水箱提供和储存水；主水箱和辅助水箱两者通过水泵和连接管7连通，实现主水箱的水位控制。所述的水泵分为主潜水泵4及辅助潜水泵5，分别装在主、辅助水箱内；连接管7则从隔板11上方跨过分接主潜水泵4及辅助潜水泵5的出水口。从电路上保证主潜水泵4及辅助潜水泵5不同时工作，当主潜水泵4抽水时其出水通过辅助潜水泵5的进水口出，反之一样。
图4至图6所示的本实用新型实施例2(新型水箱II型)，与例1不同之处在于主水箱1和辅助水箱6为内外两层结构，内层为主水箱，外层为辅助水箱。
图7所示的实施例3，与例1区别在于所述的连接管7从两水箱侧壁穿进，分接主潜水泵及辅助潜水泵的出水口。
图8、图9所示的实施例4、实施例5，所述的水泵双向水泵，装在连接管的当中，所述的连接管两端口分别从隔板上方跨过或是从两水箱侧壁穿进。
这种“分一为二或大中有小”的设计有效地提高了使用的方便性，使其能更好地应用于临床实践。
本新型水箱可方便地用于放疗机输出量的常规检测。
由于水箱体底部安装了水平调整旋纽，可在0～10mm范围内调整，，以保证测量时水箱处于水平状态。电离室防水鞘拆装方便，既适用于电离室方法测量，又适用于热释光方法测量。
根据临床实际应用需要，简化其设备但能实现主要的功能的成本低廉的剂量测量水箱，比起它之前的版本有了创新性的改进，使得它使用起来更方便和实用。
由此，该新型水箱特别适合国内中小医院在剂量测量中使用，以很低的支出实现国外百万级价格的设备的主要功能，具有很好的经济和社会效益。
对于实施例的制作要求有1)确定剂量测量水箱的材料为有机玻璃板。其大小，形状，厚度均匀，取1cm厚度。
2)水箱底部四角有水平调整旋纽，水平调整旋纽采用轻金属铝。底面刻有100mm×100mm射野重合十字框线。
3)选定有机玻璃板的强力粘合剂，使水箱能坚固密封，经久耐用。水箱对称两壁刻有距电离室中心高度为0～200mm，间隔10mm的水深刻度线。
4)电离室防水鞘是由有机玻璃棒做成，电离室插孔与电离室配合，防水鞘可以拆卸，可在水模深100mm处水平放置。拆卸后须用替代堵头塞住。
5)选定型号合适的抽水泵和与其配套的输水管，这一点非常重要，它直接关系到水的流速，水面高度的控制，影响着剂量测量的最终结果。
6)按剂量测量水箱的整体设计方案，安装固定潜水泵，并连接好水管。安装连接好水泵的控制电路。
放射治疗是目前治疗恶性肿瘤的主要手段之一。据统计，在国内约有70％以上的恶性肿瘤病人需要用放射治疗。为了保证和提高疗效，减少治疗中正常组织并发症，通过物理方法，十分精确地确定区域内的治疗剂量，为临床提供可靠依据，具有相当重要的意义。本实用新型发明者提出用几何和物理的方法，对放射治疗中吸收剂量标准测量水箱作独特的改进，旨在于更好地利用有限的测量设备和条件，方便地实现治疗剂量的精确、快速测定。
本发明的新型水箱I结构参数主水箱测量范围300×300×300mm3。
辅助水箱测量范围300×300×300mm3。
壁厚/材料10mm/丙烯酸(有机玻璃)。
潜水泵额定电压220-255V，频率50HZ，额定功率7.5-8.5W。
流量6升/分，扬程0.5M。
潜水泵尺寸35×35×30mm3。
其工作流程为1)将放射治疗设备(直线加速器、X刀设备、第一个二次圆筒准直器)调试安装好后，将该水箱水平放置在治疗床板上，利用主水箱底部调节旋纽调节水箱水平后，在加速器激光灯指示下调整床高度使等中心平面和主水箱0刻度线重合，机头射野十字线和主水箱底部十字线重合。
2)将准备好的水(与加速器房室温一致)倒至主水箱中，高度最大可至20cm，将标准电离室插入水箱防水鞘中(插至尽头)，此时电离室探头中心刚好位于十字中心(水平位置)。这时就可以测量该深度下的吸收剂量。
3)测量读数后，开启主水箱的潜水泵A，将主水箱的水抽至辅助水箱，待主水箱的水面降低至下一刻度(比如15cm)时，关闭潜水泵A。若关闭过晚，水面已低过15cm，可开启辅助水箱的潜水泵B，将辅助水箱的水抽回主水箱，使水面升高到指定刻度后关闭潜水泵B。这时就可以测量第二深度下的吸收剂量。
4)同理，依次将主水箱的水面调节到指定刻度(一般是20cm、15cm、12cm、10cm、9cm、8cm、7cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1.5cm、1cm)，最后是0.5cm，依次读取剂量数据。
5)更换第二个X刀二次圆筒准直器，这时水面高度不变，先测量0.5cm深度下的剂量，然后开启外辅助箱的潜水泵B，依次加水至主水箱，使主水箱的水面逐步升高到(1cm、1.5cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、12cm、15cm、20cm)测量高度。依次完成第二个准直器的各个深度的测量。
6)同理，完成所有X刀二次圆筒准直器的测量。
本发明的新型水箱II结构参数水箱测量范围300×300×300mm3。
小箱内部尺寸300×300×300mm3。
小箱外部尺寸320×320×300mm3。
大箱内部尺寸500×500×300mm3。
大箱外部尺寸520×520×300mm3。
小水箱近似容积27升。
大水箱近似容积70升。
壁厚/材料10mm/丙烯酸(有机玻璃)。
潜水泵额定电压220-255V，频率50HZ，额定功率7.5-8.5W。
流量6升/分，扬程0.5M。
潜水泵尺寸35×35×30mm3。
其工作流程为1)放射治疗设备(直线加速器、X刀设备、第一个二次圆筒准直器)调试安装好后，将该水箱水平放置在治疗床板上，利用水箱底部调节旋纽调节水箱水平后，在加速器激光灯指示下调整床高度使等中心平面和水箱0刻度线重合，机头射野十字线和水箱底部十字线重合。
2)将准备好的水倒至小水箱中，高度最大可至20cm，将标准电离室插入水箱防水鞘中(插至尽头)，此时电离室探头中心刚好位于十字中心。这时就可以测量该深度下的吸收剂量。
3)测量读数后，开启内水箱的潜水泵A，将小水箱的水抽至大水箱，待到达下一刻度(比如15cm)时，关闭潜水泵A。若关闭晚水面已低过15cm，可开启外水箱的潜水泵B，将大水箱的水抽至小水箱，使水面升高到指定刻度后关闭潜水泵B。这时就可以测量第二深度下的吸收剂量。
4)同理，依次将水面调节到指定刻度(一般是20cm、15cm、12cm、10cm、9cm、8cm、7cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1.5cm、1cm、0.5cm)，依次读取剂量数据。
5)更换第二个X刀二次圆筒准直器，这时先测量0.5cm深度下的剂量，然后开启外水箱的潜水泵B，依次加水至小水箱，使水面逐步升高到以上测量高度。依次完成第二个准直器的各个深度的测量。
6)同理，完成所有X刀二次圆筒准直器的测量。
权利要求1.一种立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，包括原安装电离室的主水箱(1)，其特征是增设辅助水箱(6)，两者通过水泵和连接管(7)连通。
2.根据权利要求1所述的立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其特征是所述的主水箱(1)和辅助水箱(6)为一矩形水箱当中以隔板(11)间隔成。
3.根据权利要求1所述的立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其特征是所述的主水箱(1)和辅助水箱(6)为内外两层结构，内层为主水箱(1)，外层为辅助水箱(6)。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其特征是所述的水泵有主潜水泵(4)及辅助潜水泵(5)，分别装在主、辅助水箱(6)内；所述的连接管(7)从隔板(11)上方跨过，分接主潜水泵(4)及辅助潜水泵(5)的出水口。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其特征是所述的水泵有主潜水泵(4)及辅助潜水泵(5)，分别装在主、辅助水箱(6)内；所述的连接管(7)从两水箱侧壁穿进，分接主潜水泵(4)及辅助潜水泵(5)的出水口。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其特征是所述的水泵为双向水泵(10)，装在连接管(7)的当中。
7.根据权利要求6所述的立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其特征是所述的连接管(7)从隔板(11)上方跨过。
8.根据权利要求6所述的立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其特征是所述的连接管(7)从两水箱侧壁穿进。
专利摘要一种立体定向放射治疗系统剂量测量水箱，其在原安装电离室的主水箱外增设辅助水箱，如在一矩形水箱当中以隔板间隔、或是内主外辅的内外两层结构，两者通过水泵和连接管连通，水泵有主潜水泵及辅助潜水泵，分别装在主、辅助水箱内；连接管从隔板上方跨过。如此测量中不用再通过人工反复加减水，而代替于水泵，大大地降低了劳动强度；测量时水面的上升与下降平稳无波动，避免了等待的时间，提高了水面读数的精度，也大大地提高了测量效率；且水在水箱内部实现流动，不会损伤加速器电路和硬件，极大地提高了测量中的安全性。本新型用简单的配置实现了国外百万元级的昂贵的剂量测量水箱的主要功能，充分利用了其他放疗设备的精确定位的功能，极大地降低了成本，进而有利于剂量测量水箱的推广使用，保证肿瘤放射治疗的效果。
文档编号G01T1/14GK2932411SQ20062005443
公开日2007年8月8日 申请日期2006年1月25日 优先权日2006年1月25日
发明者陈超敏, 童蕾, 周凌宏, 吕庆文 申请人:南方医科大学