本發(fā)明涉及一種用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺。

背景技術(shù)：

4D放療是在3D放療技術(shù)的基礎(chǔ)上植入了時間因子，充分考慮各類影響放療劑量分布的因素，如呼吸運動、腸蠕動、擺位誤差、靶區(qū)收縮等。在病人定位時，跟蹤其體外標(biāo)記以獲得病人各個呼吸時相的影像資料，設(shè)計4D放療計劃，各個呼吸時相有其對應(yīng)的放療計劃，計劃執(zhí)行過程中實時監(jiān)控體外標(biāo)記，不同時相載入對應(yīng)的放療計劃，使照射野緊緊“追隨”靶區(qū)，達(dá)到實時精確治療的目的。為確保4D計劃安全實施，治療前需對計劃進(jìn)行驗證，驗證合格的計劃方可作為最終治療計劃。目前三維劑量驗證是基于靜態(tài)體模下進(jìn)行，無法模擬呼吸運動對劑量分布的影響，測量結(jié)果與實際受照射劑量有較大差異。

因此，劑量測量時需創(chuàng)造一個模擬呼吸運動的條件，呼吸運動平臺便是基于這個需要而誕生。呼吸運動平臺能夠承載三維劑量驗證設(shè)備進(jìn)行4D劑量驗證，評估4D計劃的精確性，確保放療計劃能夠安全有效地執(zhí)行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺，以解決上述技術(shù)問題的至少一個方面。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明公開了一種用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺，包括底板、殼體、設(shè)在殼體上方的蓋體，殼體設(shè)有空腔，空腔中設(shè)有垂直推動裝置和水平推動裝置，垂直推動裝置推動蓋體上下運動，水平推動裝置推動殼體水平運動。

本發(fā)明中，通過垂直推動裝置可以推動蓋體上下運動，蓋體則可以帶動放置在蓋體上的放療劑量測量裝置上下運動，模擬人體呼吸時的胸部腫瘤運動的上下分解運動，同理，通過水平推動裝置可以推動殼體水平運動，殼體則可以帶動放療劑量測量裝置水平運動，從而模擬人體呼吸時的胸腔腫瘤運動的水平分解運動。

因而，本發(fā)明可以輔助放療劑量測量裝置實現(xiàn)三維動態(tài)劑量測量，即4D放療計劃驗證，獲得腫瘤靶區(qū)的實際劑量分布。

進(jìn)一步，垂直推動裝置有兩個，兩個垂直推動裝置同步運動，一同推動蓋體上下運動。由此，兩個推動裝置可以容易的推動蓋體上下運動，蓋體則可以帶動放療劑量測量裝置(放療劑量測量裝置放置在蓋體上)上下運動。

在一些實施方式中，垂直推動裝置包括第一電機、與第一電機相連的第一齒輪、與第一齒輪相嚙合的第二齒輪、與第二齒輪相嚙合的第三齒輪、與第三齒輪相連的凸輪結(jié)構(gòu)和與凸輪結(jié)構(gòu)相連接的推桿，其中一個垂直推動裝置的第二齒輪通過連接桿與另一個垂直推動裝置的第二齒輪相連，第一電機帶動第一齒輪轉(zhuǎn)動，第一齒輪依次帶動第二齒輪、第三齒輪、凸輪結(jié)構(gòu)和推桿運動，推桿帶動蓋體上下運動。由此，通過上述的各個結(jié)構(gòu)，最終可以使得蓋體上下運動，蓋體則帶動放療劑量測量裝置上下運動，從而模擬人體呼吸時的胸腔腫瘤運動的上下分解運動。

在一些實施方式中，殼體的空腔設(shè)有支撐臺，第一電機、第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪均設(shè)在支撐臺上。由此，通過支撐臺可以將垂直推動裝置集合在一起，方便操作。

進(jìn)一步，水平推動裝置包括設(shè)在底板上的第二電機、與第二電機輸出軸相連的轉(zhuǎn)盤和固定在殼體上的限定框架，轉(zhuǎn)盤上設(shè)有限位桿，限定框架上設(shè)有兩個相互垂直的限位槽，限位桿用于插入限位槽中。

在一些實施方式中，水平推動裝置還包括設(shè)在底板上的左右運動限定塊和前后運動限定塊，殼體的底部設(shè)有槽體，左右運動限定塊和前后運動限定塊均穿過槽體并伸出槽體。由此，通過左右運動限定塊可以限定殼體的左右運動，通過前后運動限定塊可以限定殼體的前后運動。

在一些實施方式中，還包括一體連接件，一體連接件有兩個，一體連接件將底板、殼體以及蓋體連接起來。由此，一體連接件可以將底板和殼體以及蓋體連接起來，方便攜帶。

在一些實施方式中，殼體的側(cè)面上設(shè)有門體，門體與殼體的側(cè)面相鉸接以打開殼體的空腔。由此，打開門體后，可以對殼體空腔中的部件進(jìn)行調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施方式的用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實施方式的用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺隱藏一體連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺隱藏蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1所示用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺的垂直推動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1所示用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺的水平推動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5所示水平推動裝置中轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖1所示用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺的左右運動限定塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1～圖7示意性的顯示了本發(fā)明一種實施方式的用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺的結(jié)構(gòu)。

如圖1～圖7所示，一種用于4D放療計劃驗證的呼吸運動平臺，該設(shè)備主要包括底板1、位于底板1上方的殼體2、放置在殼體2上方的蓋體3(當(dāng)使用時，放療劑量測量裝置可以放置在蓋體3上)。同時，為了讓本發(fā)明能夠模擬人體的呼吸運動(人體呼吸運動時，胸腔會進(jìn)行上下、左右、前后運動)，需要通過蓋體3或者殼體2與蓋體3一同帶動外部的放療劑量測量裝置上下運動或者左右運動或者前后運動。因此，需要以下部件和裝置來實現(xiàn)上述功能。

如圖3所示，殼體2有開口，且殼體2有底部，底部位于底板1上方，底板1與殼體2不是固定連接的(即底板1與殼體2之間可以相互運動)，殼體2成型有空腔，空腔中安裝有垂直推動裝置5和水平推動裝置6，垂直推動裝置5推動蓋體3上下運動，而蓋體3可以帶動放置在蓋體3上的外部放療劑量測量裝置上下運動，水平推動裝置6推動殼體2水平運動，殼體2則帶動蓋體3和外部放療劑量測量裝置也一起水平運動，此處所述的水平運動包括圖1所示的前后運動和左右運動。

下面將垂直推動裝置5具體結(jié)構(gòu)和工作原理作如下描述：

具體而言，如圖3和4所示，垂直推動裝置5有兩個，兩個垂直推動裝置5同步運動，一同推動蓋體3上下運動。但是兩個垂直推動裝置5的結(jié)構(gòu)略有不同。

其中一個垂直推動裝置5的具體結(jié)構(gòu)如下(圖4所示的垂直推動裝置5)：在殼體2的空腔中用螺釘安裝有支撐臺21(支撐臺21固定在殼體2的底部上)，而垂直推動裝置5包括固定安裝(可以是螺釘連接等常規(guī)固定連接方式)在支撐臺21上的第一電機51、與第一電機51的輸出軸相連的第一齒輪52、與第一齒輪52相嚙合的第二齒輪53、與第二齒輪53相嚙合的第三齒輪54、與第三齒輪54同軸連接的凸輪結(jié)構(gòu)55和與凸輪結(jié)構(gòu)55相連接的推桿56。

如圖4所示，第一電機51固定安裝在支撐臺21上，當(dāng)?shù)谝浑姍C51開啟時，第一電機51通過輸出軸帶動第一齒輪52開始轉(zhuǎn)動，然后依次帶動第二齒輪53、第三齒輪54轉(zhuǎn)動，第三齒輪54轉(zhuǎn)動時，由于第三齒輪54由于與凸輪結(jié)構(gòu)55軸連接，因此可以帶動凸輪結(jié)構(gòu)55轉(zhuǎn)動，凸輪結(jié)構(gòu)55轉(zhuǎn)動時，則可以使得推桿56上下運動。

如圖5所示，凸輪結(jié)構(gòu)55具體帶動推桿56上下運動的原理如下：凸輪結(jié)構(gòu)55呈圓柱形，圓柱形中間設(shè)有通孔，通過通孔與第三齒輪54同軸連接，而凸輪結(jié)構(gòu)55的一側(cè)上成型有凸起551，凸起551偏離該凸輪結(jié)構(gòu)55的圓心，該凸起551卡入到推桿56(的通孔)上，并與推桿56固定在一起，因此，當(dāng)凸輪結(jié)構(gòu)55轉(zhuǎn)動時，凸起551可以帶動推桿56上下往復(fù)式運動。而推桿56上下往復(fù)式運動時，則可以帶動蓋體3上下運動，從而模擬人體平躺呼吸時的上下運動，放置在蓋體3上的放療劑量測量裝置可以隨著蓋體3一同上下往復(fù)運動，從而模擬人體呼吸時的胸腔腫瘤運動的上下分解運動。

上述描述的是其中一個垂直推動裝置5的具體結(jié)構(gòu)，而另一個垂直推動裝置5的具體結(jié)構(gòu)與上述垂直推動裝置5的具體結(jié)構(gòu)不同處在于，另一個垂直推動裝置5不包括第一電機51和第一齒輪52(其余結(jié)構(gòu)均完全一致，此處不在贅述)，該另一個垂直推動裝置5是通過連桿57來進(jìn)行正常運動的(相當(dāng)于有包含有第一電機51和第一齒輪52的垂直推動裝置5是其動力裝置)，連桿57將兩個垂直推動裝置5的第二齒輪53連接起來，當(dāng)包含有第一電機51的垂直推動裝置5中的第二齒輪53轉(zhuǎn)動時，通過連桿57可以帶動另一個垂直推動裝置5的第二齒輪53轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)行后續(xù)的運動，即最終使得推桿56上下往復(fù)式運動。

上述主要描述了兩個垂直推動裝置5的具體結(jié)構(gòu)，下面對水平推動裝置6的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。

如圖5和圖6所示，水平推動裝置6可以推動殼體2左右運動或者推動殼體2前后運動，水平推動裝置6的具體結(jié)構(gòu)如下：水平推動裝置6包括固定(如：焊接，螺釘固定等方式)在底板1上的第二電機61(第二電機61的下端固定在底板1，上端則穿過殼體2底部，并深入到殼體2的空腔中)、與第二電機61輸出軸相連的轉(zhuǎn)盤62和固定在殼體2上的限定框架63，限定框架63通過螺釘固定在殼體2的腔體中，也即是限定框架63與殼體2固定在一起且共同運動。

為了讓轉(zhuǎn)盤62能夠帶動殼體2往復(fù)式水平運動(水平運動包括左右運動和前后運動)，在轉(zhuǎn)盤62上面安裝有限位桿621，如圖7所示，轉(zhuǎn)盤62上有一排第一卡齒622，而限位桿621的一端也成型有與轉(zhuǎn)盤62上卡齒相配合的第二卡齒，第二卡齒卡入第一卡齒622中，限位桿621不會與轉(zhuǎn)盤62發(fā)生位移，即限位桿621與轉(zhuǎn)盤62一同運動。同時，在限定框架63上成型有兩條垂直的限位槽631(通槽)，限位桿621的上端可以伸出任一個限位槽631，因此，第二電機61啟動時，第二電機61通過輸出軸帶動轉(zhuǎn)盤62轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤62轉(zhuǎn)動時，可以帶動限位桿621一同轉(zhuǎn)動，而限位桿621卡在限位槽631中，因此，限位桿621可以帶動限位槽631(即：限位槽631是限定框架63的一部分，而限定框架63則固定在殼體2中)運動，而最終使得殼體2在平面內(nèi)運動(此時底板1是不運動的)。此時的運動包括前后運動和左右運動。從而模擬人體呼吸時的胸腔腫瘤運動的前后分解運動和左右分解運動。

為了限定水平往復(fù)式運動的距離，可以通過改變限位桿621在轉(zhuǎn)盤62上的位置實現(xiàn)，當(dāng)限位桿621距離轉(zhuǎn)盤62的圓心更近時，水平往復(fù)式運動的距離則越小，反之，則越大，當(dāng)然為了能夠精確確定距離的大小，可以在限位槽631上安裝一個卡尺64，卡尺64卡在限位槽631上，可以測量限位桿621距離轉(zhuǎn)盤62的圓心的具體位置。

為了限定殼體2在某一時間段只能前后運動或者左右運動，需要增加左右運動限定塊22和前后運動限定塊23，左右運動限定塊22和前后運動限定塊23的結(jié)構(gòu)相同，只是安裝的位置不同，左右運動限定塊22和前后運動限定塊23的具體結(jié)構(gòu)如下：下面以前后運動限定塊23來進(jìn)行說明。

如圖4和圖7所示，左右運動限定塊22包括基座221和運動桿222，基座221固定在殼體2的底部上，而運動桿222則插入基座221中，并可以沿著基座221上下運動，在底板1上的相應(yīng)位置成型有滑槽11(滑槽11的方向與左右運動的方向一致)，當(dāng)需要使得殼體2無法前后運動時，則將左右運動限定塊22上的運動桿222插入到滑槽11中，由于滑槽11的方向與左右運動的方向一致且運動桿222插入到滑槽11中，因而殼體2只能相對于底板1左右運動，此時的限位桿621如圖6所示的插入在限位槽631上。

同理，前后運動限定塊23上的運動桿222插入到滑槽11中時，則殼體2只能相對于底板1前后運動。此時，此時的限位桿621應(yīng)該插入到另一限位槽631上。

如圖1和圖2所示，在殼體2上還安裝有插座，通過插座可以與外部的電源連接，從而為兩個電機提供電能。同時，可以利用一體連接件7將底板1、殼體2和蓋體3固定為一體，如圖1所示，一體連接件7有兩個，一體連接件7將的下端可以通過螺釘與底板1固定起來，上端可以卡入到蓋體3上。從而，一體連接件7可以方便本發(fā)明整體的拿放。

如圖1、2和圖3所示，在殼體2上還安裝有門體24，門體24以鉸接的方式與殼體2相連，打開門體24時，可以調(diào)節(jié)左右運動限定塊22和前后運動限定塊23中的運動桿222。同時在在殼體2的頂端上面還安裝有一個可以打開的板25，當(dāng)將該板25打開時，可以調(diào)節(jié)限位桿621在限位槽631上的位置，同時還能夠改變調(diào)節(jié)限位桿621插入在哪個限位槽631上。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。