本發(fā)明涉及粒子放射治療設(shè)備，尤其涉及一種粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

1、質(zhì)子治療設(shè)備是一種采用高能粒子對(duì)患者體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞等靶向位置進(jìn)行破壞的一種放射治療設(shè)備。質(zhì)子治療設(shè)備中的高能粒子主要通過采用粒子加速器加速質(zhì)子以形成質(zhì)子束流，束流通過粒子加速器的出束口出束以對(duì)患者體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞等靶向位置進(jìn)行破壞。

2、質(zhì)子治療設(shè)備一般會(huì)在工廠加工出各種所需的部件并進(jìn)行部分組裝，之后在醫(yī)院將各種部件進(jìn)行最終組裝以得到質(zhì)子治療設(shè)備。由于質(zhì)子治療設(shè)備對(duì)于束流的出束方向要求較為嚴(yán)格，若束流的出束路徑發(fā)生偏移會(huì)導(dǎo)致束流無法準(zhǔn)確有效地對(duì)患者體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞等靶向位置進(jìn)行破壞，進(jìn)而影響治療效果。因此，質(zhì)子治療設(shè)備在醫(yī)院進(jìn)行建設(shè)時(shí)需要對(duì)質(zhì)子治療設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，尤其是對(duì)于質(zhì)子治療設(shè)備中用于產(chǎn)生束流的粒子加速器進(jìn)行調(diào)試，以確保粒子加速器產(chǎn)生的束流的出束路徑滿足需求。然而在醫(yī)院進(jìn)行質(zhì)子治療設(shè)備調(diào)試時(shí)，調(diào)試周期較長，進(jìn)而導(dǎo)致醫(yī)院內(nèi)安裝質(zhì)子治療設(shè)備的建設(shè)周期也會(huì)較長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法，用于對(duì)粒子加速器束流進(jìn)行預(yù)調(diào)試，縮減粒子加速器在醫(yī)院安裝時(shí)的調(diào)試周期。

2、本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：

4、支架組件，用于安裝于設(shè)有凹坑的地面上并用于提供驅(qū)動(dòng)力；

5、粒子加速器，設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸線及用于射出束流的出束口，且所述粒子加速器與所述支架組件直接或間接連接而相對(duì)地面的凹坑懸空設(shè)置，并在所述支架組件驅(qū)動(dòng)力的作用下能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；

6、校準(zhǔn)組件，安裝于所述粒子加速器上并能夠跟隨所述粒子加速器轉(zhuǎn)動(dòng)，用于粒子加速器出廠前進(jìn)行粒子加速器束流校準(zhǔn)；所述校準(zhǔn)組件設(shè)有前后貫通的延伸通道，所述延伸通道所在的直線與旋轉(zhuǎn)軸線不相交；所述校準(zhǔn)組件的一端能夠水平延伸至所述校準(zhǔn)系統(tǒng)的等中心點(diǎn)并形成指示部，另一端與出束口直接或間接對(duì)接而用于引導(dǎo)離開粒子加速器的束流沿著延伸通道運(yùn)動(dòng)，所述指示部用于粒子加速器轉(zhuǎn)動(dòng)過程中指示所述粒子加速器對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)位置；指示部上設(shè)有多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，當(dāng)粒子加速器轉(zhuǎn)動(dòng)后，通過多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)投影形成的交點(diǎn)指示粒子加速器對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)位置。

7、優(yōu)選地，所述校準(zhǔn)組件包括相互連接的安裝座以及延伸桿，所述安裝座安裝于所述粒子加速器，所述延伸桿的一端設(shè)置所述指示部。

8、優(yōu)選地，所述延伸桿還包括桿體部，所述指示部安裝于所述桿體部并能夠與所述桿體部在多個(gè)位置鎖止；

9、和/或，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括筒體，所述筒體與所述粒子加速器連接并可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于所述支架組件，以使所述粒子加速器能夠通過所述筒體相對(duì)于所述支架組件轉(zhuǎn)動(dòng)。

10、優(yōu)選地，所述指示部包括多個(gè)指示面，每個(gè)所述指示面分別設(shè)置有所述標(biāo)記點(diǎn)，多個(gè)所述標(biāo)記點(diǎn)共同投影于所述粒子加速器對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)，以指示所述粒子加速器對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)位置。

11、優(yōu)選地，所述指示面設(shè)置有十字刻度線，所述十字刻度線的交叉點(diǎn)形成所述標(biāo)記點(diǎn)；

12、所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括激光燈，所述激光燈用于產(chǎn)生十字激光，所述激光燈與所述指示面對(duì)應(yīng)設(shè)置，且所述激光燈的十字激光能夠與所述指示面的十字刻度線重合。

13、優(yōu)選地，還包括墻體，所述激光燈可調(diào)節(jié)地安裝于所述墻體；

14、所述粒子加速器設(shè)置有中心標(biāo)記線，至少一個(gè)所述激光燈產(chǎn)生的十字激光與所述中心標(biāo)記線重合。

15、一種粒子加速器束流校準(zhǔn)方法，應(yīng)用于上述任意一種的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)方法包括：

16、將粒子加速器安裝于支架組件并使粒子加速器旋轉(zhuǎn)至初始位置；

17、安裝校準(zhǔn)組件并對(duì)校準(zhǔn)組件位置進(jìn)行調(diào)整，以使所述校準(zhǔn)組件的指示部能夠指示所述粒子加速器對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)位置；

18、旋轉(zhuǎn)粒子加速器并使所述粒子加速器在多個(gè)角度進(jìn)行出束，并通過束流與指示部指示的等中心點(diǎn)的位置偏差判斷束流在多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下的偏移量；

19、調(diào)整所述粒子加速器以校正所述粒子加速器產(chǎn)生的束流的出束路徑。

20、優(yōu)選地，所述將粒子加速器安裝于所述支架組件并使粒子加速器旋轉(zhuǎn)至初始位置具體包括：將粒子加速器安裝于筒體并將筒體可轉(zhuǎn)到地安裝于所述支架組件，轉(zhuǎn)動(dòng)所述筒體以使粒子加速器轉(zhuǎn)動(dòng)至水平方向。

21、優(yōu)選地，所述安裝校準(zhǔn)組件并對(duì)校準(zhǔn)組件位置進(jìn)行調(diào)整具體包括：

22、安裝正對(duì)所述粒子加速器的出束口的第一激光燈，以及安裝位于所述粒子加速器兩側(cè)的第二激光燈；

23、安裝校準(zhǔn)組件并根據(jù)所述第一激光燈產(chǎn)生的激光對(duì)所述校準(zhǔn)組件的指示部進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；

24、調(diào)整第二激光燈的位置以使所述第二激光燈產(chǎn)生的激光與所述指示部對(duì)應(yīng)。

25、優(yōu)選地，所述安裝正對(duì)所述粒子加速器的出束口的第一激光燈具體包括：在粒子加速器產(chǎn)生的束流照射至墻體上的位置安裝第一激光燈，并使第一激光燈產(chǎn)生的激光與所述粒子加速器的中心標(biāo)記線重合；

26、所述安裝校準(zhǔn)組件并根據(jù)所述第一激光燈產(chǎn)生的激光對(duì)所述校準(zhǔn)組件的指示部進(jìn)行位置調(diào)節(jié)具體包括：調(diào)整所述指示部面向所述第一激光燈的指示面與第一激光燈之間的位置，以使面向所述第一激光燈的指示面的十字刻度線與所述第一激光燈產(chǎn)生的激光重合，鎖定校準(zhǔn)組件。

27、優(yōu)選地，所述調(diào)整所述粒子加速器以校準(zhǔn)所述粒子加速器產(chǎn)生的束流的出束路徑具體包括：

28、判斷束流在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下在第一方向上的偏移量是否超出閾值，若束流在第一方向上的偏移量超出閾值則對(duì)束流在第一方向上的路徑進(jìn)行調(diào)整；

29、獲取束流在多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下在第二方向上的偏移量，并根據(jù)束流在多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下在第二方向上的偏移量調(diào)整所述粒子加速器；

30、其中，第一方向與所述筒體的軸線平行，且所述第一方向和第二方向相互垂直。

31、優(yōu)選地，所述根據(jù)束流在多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下在第二方向上的偏移量調(diào)整所述粒子加速器具體包括：

32、計(jì)算所述粒子加速器的偏轉(zhuǎn)角度β，其中，偏轉(zhuǎn)角度β＝arctan?a/b，a為束流在第二方向上的多個(gè)偏移量中最大值與最小值的平均值，b為粒子加速器中粒子的源軸距；

33、根據(jù)所述粒子加速器的偏轉(zhuǎn)角度β，調(diào)整所述粒子加速器與筒體的相對(duì)位置。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果至少包括：

35、通過將粒子加速器設(shè)置為能夠繞其旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，可以在較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)粒子加速器在不同角度的出束；通過設(shè)置能夠跟隨粒子加速器轉(zhuǎn)動(dòng)的校準(zhǔn)組件，使得校準(zhǔn)組件可以實(shí)時(shí)指示粒子加速器對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子加速器在多個(gè)角度下束流偏移量的判斷，進(jìn)而可以對(duì)粒子加速器束流在工廠內(nèi)進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)試，縮減后期粒子加速器出廠后在醫(yī)院安裝時(shí)的調(diào)試周期。

技術(shù)特征：

1.一種粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述校準(zhǔn)組件(3)包括相互連接的安裝座(31)以及延伸桿(32)，所述安裝座(31)安裝于所述粒子加速器(2)，所述延伸桿(32)的一端設(shè)置所述指示部(323)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述延伸桿(32)還包括桿體部(322)，所述指示部(323)安裝于所述桿體部(322)并能夠與所述桿體部(322)在多個(gè)位置鎖止；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述指示部(323)包括多個(gè)指示面(3231)，每個(gè)所述指示面(3231)分別設(shè)置有所述標(biāo)記點(diǎn)(p)，多個(gè)所述標(biāo)記點(diǎn)(p)共同投影于所述粒子加速器(2)對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)，以指示所述粒子加速器(2)對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述指示面(3231)設(shè)置有十字刻度線，所述十字刻度線的交叉點(diǎn)形成所述標(biāo)記點(diǎn)(p)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括墻體，所述激光燈可調(diào)節(jié)地安裝于所述墻體；

7.一種粒子加速器束流校準(zhǔn)方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述校準(zhǔn)方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述將粒子加速器(2)安裝于所述支架組件(1)并使粒子加速器(2)旋轉(zhuǎn)至初始位置具體包括：將粒子加速器(2)安裝于筒體(4)并將筒體(4)可轉(zhuǎn)到地安裝于所述支架組件(1)，轉(zhuǎn)動(dòng)所述筒體(4)以使粒子加速器(2)轉(zhuǎn)動(dòng)至水平方向。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述安裝校準(zhǔn)組件(3)并對(duì)校準(zhǔn)組件(3)位置進(jìn)行調(diào)整具體包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述安裝正對(duì)所述粒子加速器(2)的出束口的第一激光燈(51)具體包括：在粒子加速器(2)產(chǎn)生的束流照射至墻體上的位置安裝第一激光燈(51)，并使第一激光燈(51)產(chǎn)生的激光與所述粒子加速器(2)的中心標(biāo)記線重合；

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述調(diào)整所述粒子加速器(2)以校準(zhǔn)所述粒子加速器(2)產(chǎn)生的束流的出束路徑具體包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的粒子加速器束流校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)束流在多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下在第二方向上的偏移量調(diào)整所述粒子加速器(2)具體包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法，其中，粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)包括支架組件、粒子加速器以及校準(zhǔn)組件；粒子加速器設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸線以及用于射出束流的出束口，且所述粒子加速器與所述支架組件連接并能夠在支架組件驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；校準(zhǔn)組件安裝于所述粒子加速器并能夠跟隨所述粒子加速器轉(zhuǎn)動(dòng)，所述校準(zhǔn)組件的一端能夠水平延伸至所述校準(zhǔn)系統(tǒng)的等中心點(diǎn)并形成指示部，所述指示部能夠指示所述粒子加速器對(duì)應(yīng)的等中心點(diǎn)位置。本發(fā)明的粒子加速器束流校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法用于對(duì)粒子加速器束流進(jìn)行預(yù)調(diào)試，縮減粒子加速器在醫(yī)院安裝時(shí)的調(diào)試周期，利于粒子加速器更快投入使用而造福于民。

技術(shù)研發(fā)人員：張謹(jǐn)亮,鄭志鴻,曾俊潔,韓志,馬帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：邁勝醫(yī)療設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18