專利名稱：五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)城本發(fā)明涉及放射治療裝置，尤其涉及一種五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
采用關(guān)節(jié)機器人操作直線加速器的放射治療設(shè)備(X刀)至今已有十年。伽瑪?shù)断鄬χ本€加速器而言，結(jié)構(gòu)簡單，維護保養(yǎng)容易，使用成本低，有一定優(yōu)勢。但是，伽瑪?shù)对床考辽僦?000kg以上，是直線加速器的10倍，關(guān)節(jié)機器人無法承受。此外，關(guān)節(jié)機器人的工作范圍有限，主要是上部空間無法實施對穿輻照。關(guān)節(jié)機器人是一種串聯(lián)機構(gòu)，六軸運動誤差積累，懸伸亦大，所以必需在固定的等中心點上用示數(shù)方式固化程序，才能保證重復(fù)定位精度在亞毫米以內(nèi)，缺少靈活性，精度提高余地不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)，系統(tǒng)中的B、C、X、Y、Z五軸由計算機控制，作五軸聯(lián)動方式的復(fù)合運動，使治療頭始終圍繞放射源的聚焦點作球面運動。更接近于精密裝配的機器人，轉(zhuǎn)動靈活、重復(fù)定位精度提高。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括1)“C”形放射源頭架上端裝有治療頭，第一電機經(jīng)第一同步帶、第一帶輪、第二同步帶、第二帶輪帶動裝在B軸上的治療頭作220度回轉(zhuǎn)；2)“C”形放射源頭架底面裝在轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺裝在前床身上，第二電機經(jīng)第三同步帶、蝸桿、蝸輪帶動裝在C軸轉(zhuǎn)臺上的“C”形頭架作220度回轉(zhuǎn)；3)第三電機經(jīng)第四同步帶帶動第三帶輪轉(zhuǎn)動，第三帶輪帶動第一絲桿實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺在前床身的X向?qū)к壣涎豖軸作X方向移動；4)第四電機通過第五同步帶帶動第四帶輪轉(zhuǎn)動，第四帶輪帶動第二絲桿實現(xiàn)治療床在治療床體的Y向?qū)к壣涎豗軸作Y方向移動；5)第五電機通過第六同步帶帶動第五帶輪轉(zhuǎn)動，第五帶輪帶動第三絲桿實現(xiàn)治療床體在Z軸底座的Z向?qū)к壣涎豘軸作Z方向升降。
6)五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)的B、C、X、Y、Z五軸由計算機控制，圍繞放射源的聚焦點作單獨運動或五軸聯(lián)動的復(fù)合運動。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是本發(fā)明采用五軸由計算機控制，應(yīng)用數(shù)控機床技術(shù)，便治療頭始終圍繞放射源的聚焦點作四軸聯(lián)動或五軸聯(lián)動的復(fù)合運動，更接近于精密裝配的機器人，也類似于臥式加工中心，有足夠的精度和剛性，帶動重達1300kg的放射源實現(xiàn)上、下、左、右、前五個方向的治療需要，同時可以直接編程，無需示教程序，實現(xiàn)用等中心點找病灶的開放式的治療空間。病人放射治療時處于一種全開放式的治療空間，上部和左右沒有任何障礙物。本發(fā)明更適合用于需要準(zhǔn)確、安全、動作平緩的治療性醫(yī)療器械，而且精度提高的余地很大。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是本發(fā)明的放射源頭架回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3是本發(fā)明的放射源頭架沿X軸作X方向運動結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖4是本發(fā)明的治療床沿Y軸作Y方向運動和治療床體沿Z軸作Z方向運動結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖5是圖4的K向視圖；圖6是本發(fā)明復(fù)合運動后，病人到位進行由上向下照射示意圖；圖7是本發(fā)明復(fù)合運動后，病人到位進行由下向上照射示意圖；圖8是本發(fā)明復(fù)合運動后，病人到位進行由前向后照射示意圖；圖9是本發(fā)明復(fù)合運動后，病人到位進行由左向右照射示意圖；圖10是本發(fā)明復(fù)合運動后，病人到位進行由右向左照射示意圖。
圖中1.放射源頭架、2.治療頭、3.轉(zhuǎn)臺、4.前床身、5.治療床體、6.治療床、7.后床身、8.Z軸底座、9.X向?qū)к墶?0.Y向?qū)к墶?1.Z向?qū)к墶?2.第一帶輪、13.第二同步帶、14.第二帶輪、15.第一同步帶、16.第一電機、17.第二電機、18.第三同步帶、19.帶動蝸桿、20.蝸輪、21.第三帶輪、22.第四同步帶、23.第三電機、24第一絲桿、25.第五同步帶、26.第四電機、27.第四帶輪、28.第二絲桿、29.第五電機、30.第六同步帶、31.第五帶輪、32.第三絲桿。
具體實施例方式
一種五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)，包括1)如圖1、2所示，“C”形放射源頭架1上端裝有治療頭2，第一電機16經(jīng)第一同步帶15、第一帶輪14、第二同步帶13、第二帶輪12帶動裝在B軸上的治療頭2作220度回轉(zhuǎn)；
2)如圖1、2所示，“C”形放射源頭架1底面裝在轉(zhuǎn)臺3上，轉(zhuǎn)臺3裝在前床身4上，第二電機17經(jīng)第三同步帶18、蝸桿19、蝸輪20帶動裝在C軸轉(zhuǎn)臺3上的“C”形放射源頭架1作220度回轉(zhuǎn)；3)如圖1、3所示，第三電機23經(jīng)第四同步帶22帶動第三帶輪21轉(zhuǎn)動，第三帶輪帶動第一絲桿24實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺3在前床身4的X向?qū)к?上沿X軸作X方向移動；4)如圖1、4、5所示，第四電機26通過第五同步帶25帶動第四帶輪27轉(zhuǎn)動，第四帶輪帶動第二絲桿28實現(xiàn)治療床6在治療床體5的Y向?qū)к?0上沿Y軸作Y方向移動；5)如圖1、4所示，第五電機29通過第六同步帶30帶動第五帶輪31轉(zhuǎn)動，第五帶輪帶動第三絲桿32實現(xiàn)治療床體5在Z軸底座8的Z向?qū)к?1上沿Z軸作Z方向升降。
6)如圖6、7、8、9、10所示，五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)的B、C、X、Y、Z五軸由計算機控制，醫(yī)生編制治療計劃數(shù)據(jù)輸入計算機，計算機給治療終端發(fā)出指令，治療終端將治療計劃數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)化后發(fā)送到數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)運動程序發(fā)出運動指令，傳送到五個運動軸的驅(qū)動單元，驅(qū)動單元分別控制五軸伺服電機運動，實現(xiàn)B、X、Y、Z四軸聯(lián)動方式的復(fù)合運動或B、C、X、Y、Z五軸聯(lián)動方式的復(fù)合運動，使治療頭2始終圍繞放射源的聚焦點作球面運動。病人到位后，分別進行由上向下、由下向上、由前向后、由左向右、由右向左的放射治療照射。照射時，病人處于一種全開放式的治療空間，病人上部和左右沒有任何障礙物。
權(quán)利要求
1.一種五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)，其特征在于包括1)“C”形放射源頭架(1)上端裝有治療頭(2)，第一電機(16)經(jīng)第一同步帶(15)、第一帶輪(14)、第二同步帶(13)、第二帶輪(12)帶動裝在B軸上的治療頭(2)作220度回轉(zhuǎn)；2)“C”形放射源頭架(1)底面裝在轉(zhuǎn)臺(3)上，轉(zhuǎn)臺(3)裝在前床身(4)上，第二電機(17)經(jīng)第三同步帶(18)、蝸桿(19)、蝸輪(20)帶動裝在C軸轉(zhuǎn)臺(3)上的“C”形放射源頭架(1)作220度回轉(zhuǎn)；3)第三電機(23)經(jīng)第四同步帶(22)帶動第三帶輪(21)轉(zhuǎn)動，第三帶輪帶動第一絲桿(24)實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(3)在前床身(4)的X向?qū)к?9)上沿X軸作X方向移動；4)第四電機(26)通過第五同步帶(25)帶動第四帶輪(27)轉(zhuǎn)動，第四帶輪帶動第二絲桿(28)實現(xiàn)治療床(6)在治療床體(5)的Y向?qū)к?10)上沿Y軸作Y方向移動；5)第五電機(29)通過第六同步帶(30)帶動第五帶輪(31)轉(zhuǎn)動，第五帶輪帶動第三絲桿(32)實現(xiàn)治療床體(5)在Z軸底座(8)的Z向?qū)к?11)上沿Z軸作Z方向升降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)，其特征在于五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)的B、C、X、Y、Z五軸由計算機控制，圍繞放射源的聚焦點作單獨運動或五軸聯(lián)動的復(fù)合運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種五軸聯(lián)動精密數(shù)控放射治療系統(tǒng)。包括“C”形放射源頭架上端裝有治療頭，電機帶動帶輪使治療頭作B軸回轉(zhuǎn)；頭架底面裝在前床身的轉(zhuǎn)臺上，電機經(jīng)蝸輪副帶動頭架作C軸回轉(zhuǎn)；電機帶動帶輪、絲桿實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺在前床身上的X向移動；電機帶動帶輪、絲桿實現(xiàn)治療床在床體上的Y向移動；電機通過帶輪、絲桿實現(xiàn)床體在底座上的Z向升降。五軸由計算機控制圍繞放射源的焦點作五軸聯(lián)動的復(fù)合運動，病人到位分別進行向下、向上、向后、向右、向左的放射治療照射，治療空間全開放式。本發(fā)明更接近于精密裝配的機器人，也類似于臥式加工中心，有足夠的精度和剛性帶動1300kg的放射源運動，還可直接編程，實現(xiàn)用等中心點找病灶的開放式治療。
文檔編號A61N5/00GK1562410SQ20041001762
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者沈洪, 杜陀, 張千護 申請人:杭州華源伽瑪醫(yī)療設(shè)備投資有限公司