(10)申请公布号 CN 102614594 A
(43)申请公布日 2012.08.01C N 102614594 A
*CN102614594A*
(21)申请号 201210082346.1
(22)申请日 2012.03.26
A61N 5/10(2006.01)
(71)申请人华中科技大学
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)发明名称
伽玛刀的自动换源设备及其方法
(57)摘要
和六自由度机械手，其中防护塞移动装置包括支
撑放射源防护塞的托板(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。按照本发
明，防护塞在移动过程中能够保持精确的定位以
工干预，此外能解决人工换源造成辐射伤害的问
题。
(51)Int.Cl.
权利要求书2页 说明书4页 附图2页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页
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)支撑在托板上；
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)用于将被所述支撑螺钉(18)支撑的放射源防护塞(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，以便将放射源防护塞牵引至初始位置；
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)分别譬如为三对。
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1-3任意一项所述的用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)。
5.一种使用如权利要求1-3任意一项所述的自动化换源设备执行伽玛刀换源的方法，该方法包括下列步骤：
拆掉伽玛刀主机(14)的放射源防护塞(2)底部的护板，然后驱动放射源防护塞移动装置的牵引机构(1)，经Y轴导轨(4)和X轴导轨(7)移动到放射源防护塞处；
通过托板(3)的所述支撑螺钉(18)将放射源防护塞(2)支撑在托板上，接着通过所述顶紧螺栓(19)将放射源防护塞相对于伽玛刀主机顶紧定位，然后通过所述连接螺栓(20)将放射源防护塞与所述牵引机构(1)牢固连接在一起，并拆掉防护塞与伽玛刀主机之间的连接元件；
驱动所述牵引机构(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；
将六自由度机械手(15)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，然后机械手返回初始位置，由此完成一次换源过程；
以同样方式操控六自由度机械手(15)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(2)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。
6.如权利要求5所述的执行伽玛刀换源的方法，其特征在于，在整个换源操作过程中，通过设置在六自由度机械手上的摄像装置进行显示和监控。
伽玛刀的自动换源设备及其方法
技术领域
[0001] 本发明属于放射线技术领域，更具体地，涉及一种用于伽玛刀的自动换源设备及其方法。
背景技术
[0002] 伽玛刀是一种用于癌症的非介入式放射设备，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γ射线进行一次性大剂量聚焦照射，使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到疾病的目的。它具有靶点准确，剂量率高、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。
发明内容
[0005] 针对现有技术的以上缺陷，本发明的目的在于提供一种伽玛刀的自动换源设备及其方法，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] 按照本发明的一个方面，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支撑在托板上；
[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
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] 按照本发明的另一方面，还提供了相应地用于伽玛刀的自动化换源方法，该方法包括下列步骤：
[0016] 拆掉伽玛刀主机的放射源防护塞底部的护板，然后驱动放射源防护塞移动装置的牵引机构，经Y轴导轨和X轴导轨移动到放射源防护塞处；
[0017] 通过托板的所述支撑螺钉将放射源防护塞支撑在托板上，接着通过所述顶紧螺栓将放射源防护塞相对于伽玛刀主机顶紧定位，然后通过所述连接螺栓将放射源防护塞与所述牵引机构牢固连接在一起，并拆掉防护塞与伽玛刀主机之间的连接元件；
[0018] 驱动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；
[0019] 将六自由度机械手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，然后机械手返回初始位置，由此完成一次换源过程；
[0020] 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。
[0021] 作为进一步优选地，在整个换源操作过程中，通过设置在六自由度机械手上的摄像装置进行显示和监控。
[0022] 通过按照本发明的以上构思，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；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
[0023] 图1a是按照本发明的放射源防护塞移动装置的整体结构示意图；
[0024] 图1b是按照本发明的放射源防护塞移动装置的俯视图；
[0025] 图2是按照本发明的用于伽玛刀的自动换源设备的整体结构示意图；
[0026] 图3是按照本发明的配备有摄像头的气动三点式气爪的结构示意图。
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