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1、(10)授权公告号 CN 202538185 U (45)授权公告日 2012.11.21 CN 202538185 U *CN202538185U* (21)申请号 201220117477.4 (22)申请日 2012.03.26 A61N 5/10(2006.01) (73)专利权人 华中科技大学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037 号 (72)发明人 邵新宇 邓建春 (74)专利代理机构 华中科技大学专利中心 42201 代理人 朱仁玲 (54) 实用新型名称 一种用于伽玛刀的自动换源设备 (57) 摘要 本实用新型公开了一种用于伽玛刀的自动换 源设备, 该设备包括。
2、放射源防护塞移动装置和六 自由度机械手, 其中防护塞移动装置包括用于将 放射源防护塞予以支撑的托板 (3)、 彼此相连通 并构成 T 型导轨的 X 轴导轨 (7) 和 Y 轴导轨 (4), 以及用于将防护塞顶紧定位及牢固连接后经由 T 型导轨拉出伽玛刀主机的牵引机构 (1), 六自由 度机械手(15)用于对放射源予以取出和更换。 按 照本实用新型, 防护塞在移动过程中能够保持精 确的定位以便重新安装, 自动化执行换源操作并 随时进行人工干预, 此外能解决人工换源造成辐 射伤害的问题。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 。
3、2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种用于伽玛刀的自动换源设备, 该设备包括放射源防护塞移动装置和六自由度 机械手, 其特征在于 : 所述放射源防护塞移动装置包括托板 (3) 、 X 轴导轨 (7) 、 Y 轴导轨 (4) 和牵引机构 (1) , 其中 : 所述托板 (3) 上具有多个可上下调节的支撑螺钉 (18) , 用于将放射源防护塞 (2) 在托 板上予以支撑 ; 所述牵引机构 (1) 上具有成对设置的顶紧螺栓 (19) 和连接螺栓 (20) , 所述顶紧螺栓 (19) 用于将被所述。
4、支撑螺钉 (18) 升起的放射源防护塞 (2) 相对于伽玛刀主机顶紧定位, 所 述连接螺栓 (20) 用于将被顶紧螺栓 (19) 顶紧定位后的放射源防护塞 (2) 与所述牵引机构 (1) 牢固连接在一起 ; 所述 X 轴导轨和 Y 轴导轨相连通并构成 T 型导轨结构, 当放射源防护塞通过所述连接 螺栓 (20) 完成与牵引机构 (1) 之间的连接并拆掉防护塞与伽玛刀主机 (14) 之间的连接之 后, 所述牵引机构 (1) 经所述 X 轴导轨 (7) 将放射源防护塞拖出伽玛刀主机, 然后经所述 Y 轴导轨 (4) 移动到主机一侧以便执行换源操作, 并在换源操作完毕后原路返回, 以便将放射 源防护。
5、罩牵引至初始位置 ; 所述六自由度机械手 (15) 用于按照预先设定的轨迹移动到伽玛刀主机用于放置放射 源的源孔处, 将源孔内的放射源予以取出和更换。 2. 如权利要求 1 所述的用于伽玛刀的自动换源设备, 其特征在于, 所述托板 (3) 上的 支撑螺钉 (18) 为对称设置在托板底面四角处的四个支撑螺钉, 所述牵引机构上的顶紧螺栓 (19) 和连接螺栓 (20) 分别为三对。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的用于伽玛刀的自动换源设备, 其特征在于, 所述六自由度 机械手 (15) 具有气动三点式气爪, 通过该气动三点式气爪来执行对放射源的抓取和释放操 作。 4. 如权利要求 3 所述的用。
6、于伽玛刀的自动换源设备, 其特征在于, 所述气动三点式气 爪沿其本体圆周方向均布有三个 T 型槽 (8) , 所述 T 型槽 (8) 中分别安装有用于对整个换源 操作进行监控显示的摄像装置 (9) 。 权 利 要 求 书 CN 202538185 U 2 1/3 页 3 一种用于伽玛刀的自动换源设备 技术领域 0001 本实用新型属于放射线设备领域, 更具体地, 涉及一种用于伽玛刀的自动换源设 备。 背景技术 0002 伽玛刀是一种用于治疗癌症的非介入式放射治疗设备, 其根据立体几何定向原 理, 将颅内或体内的病变组织选择性地确定为靶点, 使用钴 -60 产生的 射线进行一次性 大剂量聚焦照射。
7、, 使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病的目的。它具有靶点 准确, 剂量率高、 治疗时间短以及肿瘤控制率高等优点, 因此近年来国内外获得了较为广泛 的运用。但由于作为放射源的钴 -60 会随着时间逐渐衰减, 每经过 5.27 年其剂量即会降低 一半, 因此, 需要定期进行换源工作, 以保证治疗时对剂量率的要求。 0003 目前, 在实践中使用的常规换源方式通常为人工取盖的方式, 需要采用专门的工 具在热室内进行操作, 取下放射源的防护盖, 将旧源取出放入钴源倒运容器, 再将新源从钴 源倒运容器里取出装入伽玛刀主机。 这种操作过程复杂, 需要好几天完成, 而且由于通过人 的操作来完成换源。
8、过程, 定位精度不够, 操作要求高, 此外还容易对换源技术人员造成辐射 危害。 0004 此外, 另外一种换源方式是将装有放射源的治疗头整体取出, 运输至换源厂家再 执行换源, 但是该方式由于不能在设备现场进行换源, 必须由专业厂家来完成, 相应会造成 操作上的极大不便及成本上的提高。 实用新型内容 0005 针对现有技术的以上缺陷, 本实用新型的目的在于提供一种伽玛刀的自动换源设 备, 由此可实现自动化操作、 定位精度高, 并可以随时进行人工干预操作, 避免人工换源造 成辐射伤害等多方面的技术效果。 0006 按照本实用新型的一个方面, 提供了一种用于伽玛刀的自动换源设备, 该设备包 括放射。
9、源防护塞移动装置和六自由度机械手, 其特征在于 : 0007 所述放射源防护塞移动装置包括托板、 X 轴导轨、 Y 轴导轨和牵引机构, 其中 : 0008 所述托板上具有多个可上下调节的支撑螺钉, 用于将放射源防护塞在托板上予以 支撑 ; 0009 所述牵引机构上具有成对设置的顶紧螺栓和连接螺栓, 所述顶紧螺栓用于将被所 述支撑螺钉支撑的放射源防护塞相对于用于伽玛刀主机顶紧定位, 所述连接螺栓用于将被 顶紧螺栓顶紧定位后的放射源防护塞与所述牵引机构牢固连接在一起 ; 0010 所述 X 轴导轨和 Y 轴导轨相连通并构成 T 型导轨结构, 当放射源防护塞通过所述 连接螺栓完成与牵引机构之间的连接。
10、并拆掉防护塞与伽玛刀主机之间的连接之后, 所述牵 引机构经所述 X 轴导轨将放射源防护塞拖出伽玛刀主机, 然后经所述 Y 轴导轨移动到主机 一侧以便执行换源操作, 并在换源操作完毕后原路返回, 以便将放射源防护罩牵引至初始 说 明 书 CN 202538185 U 3 2/3 页 4 位置 ; 0011 所述六自由度机械手用于按照预先设定的轨迹移动到伽玛刀主机用于放置放射 源的源孔处, 将源孔内的放射源予以取出和更换。 0012 作为进一步优选地, 所述托板上的支撑螺钉为对称设置在托板底面四角处的四个 支撑螺钉, 所述牵引机构上的顶紧螺栓和连接螺栓分别为三对。 0013 作为进一步优选地, 所。
11、述六自由度机械手具有气动三点式气爪, 通过该气动三点 式气爪来执行对放射源的抓取和释放操作。 0014 作为进一步优选地, 所述气动三点式气爪沿其本体圆周方向均布有三个 T 型槽, 所述 T 型槽中分别安装有用于对整个换源操作进行监控显示的摄像装置。 0015 通过按照本实用新型的以上构思, 由于通过放射源防护塞移动装置来执行对放射 源防护塞的拆卸及移动操作, 防护塞在整个移动过程中能够始终保持精确的定位, 由此在 完成换源工作后重新安装到伽玛刀主机时能够保证其与主机的定位及配合精度 ; X 轴导轨 和 Y 轴导轨共同构成的 T 型直线导轨, 使得操作人员便于执行放射源防护塞的移动和后续 处理。
12、 ; 此外, 通过采用配备有摄像头和气动三点式气爪的六自由度机械手来执行换源, 整个 换源工作能够自动化进行并可以随时进行人工干预操作, 并能解决人工换源造成辐射伤害 的问题。 附图说明 0016 图 1a 是按照本实用新型的放射源防护塞移动装置的整体结构示意图 ; 0017 图 1b 是按照本实用新型的放射源防护塞移动装置的俯视图 ; 0018 图 2 是按照本实用新型的用于伽玛刀的自动换源设备的整体结构示意图 ; 0019 图 3 是按照本实用新型的配备有摄像头的气动三点式气爪的结构示意图。 0020 在所有附图中, 相同的附图标记用来表示相同的元件或结构, 其中 : 0021 1 牵引机。
13、构 2 放射源防护塞 3 托板 4X 轴导轨 5 气缸 6 气缸 7Y 轴导轨 8T 型槽 9 摄 像装置 10-11 夹具本体结构 12 源孔 13 源体台 14 伽玛刀主机 15 六自由度机械手 16 气动 三点式气爪 17 摄像头 18 支撑螺钉 19 顶紧螺栓 20 拉紧螺栓 具体实施方式 0022 为了使本实用新型的目的、 技术方案及优点更加清楚明白, 以下结合附图及实施 例, 对本实用新型进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型, 并不用于限定本实用新型。 0023 图 1a 是按照本实用新型的放射源防护塞移动装置的整体结构示意图, 图 1b。
14、 是按 照本实用新型的放射源防护塞移动装置的俯视图。对伽玛刀执行换源开始之前, 首先要拆 掉伽玛刀主机塞子底部的护板, 然后将放射源防护塞移出伽玛刀主机以便执行换源操作。 在整个移动过程中, 有必要使放射源防护塞保持稳定及定位准确, 由此在换源工作完毕后 重新安装到伽玛刀主机上时能够保证其与主机的定位及配合精度。为此, 本实用新型构思 了放射源防护塞移动装置以实现上述功能。 0024 如图 1a 和图 1b 中所示, 按照本实用新型一个优选实施例的放射源防护塞移动装 置包括牵引机构 1、 托板 3, 以及彼此相连通并构成 T 型直线导轨的 X 轴导轨 7 和 Y 轴导轨 说 明 书 CN 20。
15、2538185 U 4 3/3 页 5 4。托板 3 的底面上譬如在其四角位置分别设置有支撑螺钉 18, 这些支撑螺钉可以上下调 节, 用于将放射源防护塞 2 在托板 3 上予以支撑。牵引机构 1 上具有多个成对设置的顶紧 螺栓 19 和连接螺栓 20, 其数量譬如为 3 对。当放射源防护塞 2 在托板上被升起后, 牵引机 构 1 上的顶紧螺栓 19 用于将放射源防护塞 2 相对于伽玛刀主机顶紧定位, 连接螺栓 20 用 于将被顶紧螺栓 19 顶紧定位后的放射源防护塞 2 与牵引机构 1 牢固连接在一起, 由此保 证了防护塞的整个移动过程中的稳定和定位准确。X 轴导轨 7 和 Y 轴导轨 4 。
16、分别为直线导 轨, 它们彼此相连通并构成 T 型导轨结构, 当牵引机构 1 与放射源防护塞 2 完成连接之后, 拆掉放射源防护塞与伽玛刀主机之间的连接件, 牵引机构 1 可以譬如通过气缸 6 的驱动经 由 X 轴导轨 7 将放射源防护塞 2 拖出伽玛刀主机, 然后譬如通过气缸 5 的驱动经由 Y 轴导 轨 4 将放射源防护塞 2 移至侧边, 由此做好预备换源操作的准备工作。 0025 图 2 是按照本实用新型的用于伽玛刀的自动换源设备的整体结构示意图。当放射 源防护塞 2 由按照本实用新型的移动装置拖出伽玛刀主机并移至一边之后, 按照本实用新 型采用了六自由度机械手来具体执行换源操作过程。六自。
17、由度机械手 15 首先按照预定轨 迹运动至伽玛刀主机 14 用于放置放射源的射源体源孔 12 处, 将源孔 12 内的放射源取出, 然后按照预定轨迹返回至用于放置放射源的源体台 13 处放下。接着, 六自由度机械手 15 抓取源体台上的新源, 按照预定轨迹运动至伽玛刀主机的源孔 12 处, 待源孔 12 内的卡盘 牢固夹紧放射源之后, 机械手 15 松开放射源并原路返回置初始位置, 至此完成一次换源过 程。在存在多个换源对象的情况下, 以同样方式操控六自由度机械手来执行对其他所有放 射源的换源操作, 然后通过防护塞移动装置将放射源防护塞牵引返回至伽玛刀主机并固紧 其护板, 由此完成整个换源工作。
18、。本实用新型中由于采用了六自由度机械手来自动化执行 换源操作, 便于进行精密操控, 提高工作效率, 并能较大程度解决以往换源方式造成辐射的 问题。 0026 在整个换源操作过程中, 往往需要针对复杂情况进行人工干预操作, 为此, 本实用 新型对六自由度机械手的具体构造进行了进一步改进。图 3 是按照本实用新型的配备有摄 像头的气动三点式气爪的结构示意图。如图 3 中所示, 按照本实用新型一个优选实施例中 的六自由度机械手具有气动三点式气爪 16, 通过该气动三点式气爪来执行对放射源的抓取 和释放操作。六自由度机械手的夹具本体结构 10、 11 通过螺钉连接将气爪 16 与机械手末 端紧凑牢固相。
19、连。在气爪本体圆周方向上, 均匀设置有 3 个 T 型槽 8。在 T 型槽 8 中, 分别 安装有包括摄像头 17 的摄像装置 9, 用于对整个换源操作进行监控及显示。由于采用了气 爪来执行对放射源的抓取和释放操作, 相应能获得对放射源的夹紧力大, 相应速度快, 稳定 可靠, 附加装置少以及占用空间小的特点。 此外, 多个摄像头可以实时将监控画面反馈给操 作人员, 以便随时进行人工干预, 由此提高操作的灵活性和便利性。 0027 本领域的技术人员容易理解, 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已, 并不 用以限制本实用新型, 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改 进等, 均应包含在本实用新型的保护范围之内。 说 明 书 CN 202538185 U 5 1/2 页 6 图 1a 图 1b 图 2 说 明 书 附 图 CN 202538185 U 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 202538185 U 7 。