專利名稱：一種立體定向放射治療系統劑量測量水箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種立體定向放射治療系統(X刀)中所用到的劑量測量水箱，它主要用于劑量的測量以及分析和校正，保障病人得到合適的劑量，從而獲得良好的治療效果。
背景技術：
1951年瑞典Leksell首創立體定向放射外科學(SRS)，它以立體定向框架、準直器及放射源為基礎，在CT、MRI和DSA等影像輔助下，能準確有效地治療顱內及體內各種器質性病變及功能性疾患，SRS技術特點是在照射時高劑量集中靶區，靶外劑量遞減十分陡峭，具有刀的特征，因此靶外正常組織和要害器官得到保護。這是二十世紀醫學史上重大的進步，其杰出代表就是X刀。
X刀是利用直線加速器產生的高能X射線，通過加速器機架的旋轉，照射野的二次準直和治療床的角度變化來實現對腫瘤靶區的大劑量非共面多弧聚焦照射。由于靶心已通過立體定向設備準確牢固地定位在等中心處，所以實際上在整個照射過程中，射束始終是對準靶心，使靶心接受高劑量X射線，同時使在靶區周圍的X線放射劑量呈銳減性分布，從而取得與外科手術刀切除病灶類似的理想治療效果。即對腫瘤給予足夠的放射劑量，使腫瘤細胞受到最大的殺傷，抑制其發展，以達到治愈目的。同時又要使腫瘤周邊的正常組織接受盡可能少的放射性劑量，以減少并發癥。
從腫瘤治療的最佳劑量與正常組織損傷的相互關系示意圖(圖1)可知，在放射治療中準確測量放射劑量是治愈腫瘤病灶的基本保證之一。因而用于測量立體定向放射外科治療系統(X刀)放射劑量的設備——劑量測試水箱的質量好壞和使用的方便，就顯得十分重要。
三維水箱掃描系統是用于直線加速器定量測量模擬人體模型中射線劑量分布的設備，可全自動連續掃描輻射吸收劑。用于測量立體定向放射外科治療系統(X刀)也是非常合適和準確的。但三維水箱掃描系統主要依賴進口，價格昂貴。
目前國內各大醫院根據臨床實際應用需要，采用結構簡單但能實現主要功能的成本低廉的劑量測量水箱，又稱標準水箱或標準水模，其結構如圖2所示。
由于在實際測量中要針對每個規格的二次圓筒準直器特定深度處(0-20cm)的吸收劑放療劑量進行測量，也就是要使劑量檢測探頭(電離室)上的水面的高度不斷變化。標準水箱設計了一個放水閥門(水龍頭)，通過控制水龍頭放水至水桶里，實現水深度的減少。如果需要水深度的增加，就采用水杯從水桶舀水至水箱中。
在實際測量中，這種工作模式存在以下不足1)效率極低，工作人員勞動強度大；2)水面控制不精確，因為當水面不夠高度時舀水至水箱引起水面波動，從而干擾水面高度的讀數，每次要等數分鐘水面才能靜止，極大地增加了測量時間；3)在測量中在加水和放水過程中容易把水潑至加速器上，對電路及機器有不安全的隱患。
實用新型內容本實用新型的目的，就是提供一種在測量中水在水箱內部實現移動，不用再通過人工反復加減水，且測量中水面的上升與下降平穩，能實現主要功能、成本低廉的劑量測量水箱。
為實現上述發明目的，本實用新型的劑量測量水箱，包括原有安裝電離室的主水箱，其特征是增設輔助水箱，兩者通過水泵和連接管連通。
在上述基礎上，本實用新型還可有如下的變型所述的主水箱和輔助水箱為一矩形水箱當中以隔板間隔。
所述的主水箱和輔助水箱為內外兩層結構，內層為主水箱，外層為輔助水箱。
所述的水泵有主潛水泵及輔助潛水泵，分別裝在主、輔助水箱內；所述的連接管從隔板上方跨過或是從兩水箱側壁穿進，分接主潛水泵及輔助潛水泵的出水口。
所述的水泵為雙向水泵，裝在連接管的當中。
本新型的有益效果(1)測量中不用再通過人工反復加減水，而代替于水泵，大大地降低了勞動強度。
(2)測量中水面的上升與下降平穩，無人工加水時產生的水面波動，避免了等待的時間，提高了水面讀數的精度，也大大地提高了測量效率。
(3)水在水箱內部實現移動，不會損傷加速器電路和硬件，極大地提高了測量中的安全性。
(4)用簡單的配置實現了國外百萬元級的昂貴的劑量測量水箱的主要功能，它充分利用了其他放療設備的精確定位的功能，極大地降低了成本，進而有利于劑量測量水箱的推廣使用，保證腫瘤放射治療的效果。


圖1為實施例1結構的剖視示意圖(沿圖2的A-A線)。
圖2為圖1的俯視示意圖。
圖3為圖1的左視示意圖。
圖4為本實用新型實施例2結構的剖視示意圖(沿圖5的B-B線)。
圖5為圖4的俯視示意圖。
圖6為圖4的左視示意圖。
圖7為實施例3結構的俯視示意圖。
圖8為實施例4結構的剖視示意圖。
圖9為實施例5結構的俯視示意圖。
圖中1主水箱，2水平調節旋鈕，3底部十字線，4主潛水泵，5輔助潛水泵，6輔助水箱，7連接管，8電離室防水鞘，9高度指示刻線，10雙向水泵，11隔板。
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳述。
如圖1至圖3所示，本實用新型實施例1(新型水箱I型)的立體定向放射治療系統(X刀)中所用到的劑量測量水箱，在一矩形水箱當中以隔板11間隔成主水箱1和輔助水箱6，矩形水箱下裝有水平調節旋鈕2，主水箱1安裝成電離室，用于測量吸收劑量，其內裝電離室防水鞘8，底面上刻有底部十字線3，側壁及隔板上刻有高度指示刻線9；輔助水箱6用于為主水箱提供和儲存水；主水箱和輔助水箱兩者通過水泵和連接管7連通，實現主水箱的水位控制。所述的水泵分為主潛水泵4及輔助潛水泵5，分別裝在主、輔助水箱內；連接管7則從隔板11上方跨過分接主潛水泵4及輔助潛水泵5的出水口。從電路上保證主潛水泵4及輔助潛水泵5不同時工作，當主潛水泵4抽水時其出水通過輔助潛水泵5的進水口出，反之一樣。
圖4至圖6所示的本實用新型實施例2(新型水箱II型)，與例1不同之處在于主水箱1和輔助水箱6為內外兩層結構，內層為主水箱，外層為輔助水箱。
圖7所示的實施例3，與例1區別在于所述的連接管7從兩水箱側壁穿進，分接主潛水泵及輔助潛水泵的出水口。
圖8、圖9所示的實施例4、實施例5，所述的水泵雙向水泵，裝在連接管的當中，所述的連接管兩端口分別從隔板上方跨過或是從兩水箱側壁穿進。
這種“分一為二或大中有小”的設計有效地提高了使用的方便性，使其能更好地應用于臨床實踐。
本新型水箱可方便地用于放療機輸出量的常規檢測。
由于水箱體底部安裝了水平調整旋紐，可在0～10mm范圍內調整，，以保證測量時水箱處于水平狀態。電離室防水鞘拆裝方便，既適用于電離室方法測量，又適用于熱釋光方法測量。
根據臨床實際應用需要，簡化其設備但能實現主要的功能的成本低廉的劑量測量水箱，比起它之前的版本有了創新性的改進，使得它使用起來更方便和實用。
由此，該新型水箱特別適合國內中小醫院在劑量測量中使用，以很低的支出實現國外百萬級價格的設備的主要功能，具有很好的經濟和社會效益。
對于實施例的制作要求有1)確定劑量測量水箱的材料為有機玻璃板。其大小，形狀，厚度均勻，取1cm厚度。
2)水箱底部四角有水平調整旋紐，水平調整旋紐采用輕金屬鋁。底面刻有100mm×100mm射野重合十字框線。
3)選定有機玻璃板的強力粘合劑，使水箱能堅固密封，經久耐用。水箱對稱兩壁刻有距電離室中心高度為0～200mm，間隔10mm的水深刻度線。
4)電離室防水鞘是由有機玻璃棒做成，電離室插孔與電離室配合，防水鞘可以拆卸，可在水模深100mm處水平放置。拆卸后須用替代堵頭塞住。
5)選定型號合適的抽水泵和與其配套的輸水管，這一點非常重要，它直接關系到水的流速，水面高度的控制，影響著劑量測量的最終結果。
6)按劑量測量水箱的整體設計方案，安裝固定潛水泵，并連接好水管。安裝連接好水泵的控制電路。
放射治療是目前治療惡性腫瘤的主要手段之一。據統計，在國內約有70％以上的惡性腫瘤病人需要用放射治療。為了保證和提高療效，減少治療中正常組織并發癥，通過物理方法，十分精確地確定區域內的治療劑量，為臨床提供可靠依據，具有相當重要的意義。本實用新型發明者提出用幾何和物理的方法，對放射治療中吸收劑量標準測量水箱作獨特的改進，旨在于更好地利用有限的測量設備和條件，方便地實現治療劑量的精確、快速測定。
本發明的新型水箱I結構參數主水箱測量范圍300×300×300mm3。
輔助水箱測量范圍300×300×300mm3。
壁厚/材料10mm/丙烯酸(有機玻璃)。
潛水泵額定電壓220-255V，頻率50HZ，額定功率7.5-8.5W。
流量6升/分，揚程0.5M。
潛水泵尺寸35×35×30mm3。
其工作流程為1)將放射治療設備(直線加速器、X刀設備、第一個二次圓筒準直器)調試安裝好后，將該水箱水平放置在治療床板上，利用主水箱底部調節旋紐調節水箱水平后，在加速器激光燈指示下調整床高度使等中心平面和主水箱0刻度線重合，機頭射野十字線和主水箱底部十字線重合。
2)將準備好的水(與加速器房室溫一致)倒至主水箱中，高度最大可至20cm，將標準電離室插入水箱防水鞘中(插至盡頭)，此時電離室探頭中心剛好位于十字中心(水平位置)。這時就可以測量該深度下的吸收劑量。
3)測量讀數后，開啟主水箱的潛水泵A，將主水箱的水抽至輔助水箱，待主水箱的水面降低至下一刻度(比如15cm)時，關閉潛水泵A。若關閉過晚，水面已低過15cm，可開啟輔助水箱的潛水泵B，將輔助水箱的水抽回主水箱，使水面升高到指定刻度后關閉潛水泵B。這時就可以測量第二深度下的吸收劑量。
4)同理，依次將主水箱的水面調節到指定刻度(一般是20cm、15cm、12cm、10cm、9cm、8cm、7cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1.5cm、1cm)，最后是0.5cm，依次讀取劑量數據。
5)更換第二個X刀二次圓筒準直器，這時水面高度不變，先測量0.5cm深度下的劑量，然后開啟外輔助箱的潛水泵B，依次加水至主水箱，使主水箱的水面逐步升高到(1cm、1.5cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、12cm、15cm、20cm)測量高度。依次完成第二個準直器的各個深度的測量。
6)同理，完成所有X刀二次圓筒準直器的測量。
本發明的新型水箱II結構參數水箱測量范圍300×300×300mm3。
小箱內部尺寸300×300×300mm3。
小箱外部尺寸320×320×300mm3。
大箱內部尺寸500×500×300mm3。
大箱外部尺寸520×520×300mm3。
小水箱近似容積27升。
大水箱近似容積70升。
壁厚/材料10mm/丙烯酸(有機玻璃)。
潛水泵額定電壓220-255V，頻率50HZ，額定功率7.5-8.5W。
流量6升/分，揚程0.5M。
潛水泵尺寸35×35×30mm3。
其工作流程為1)放射治療設備(直線加速器、X刀設備、第一個二次圓筒準直器)調試安裝好后，將該水箱水平放置在治療床板上，利用水箱底部調節旋紐調節水箱水平后，在加速器激光燈指示下調整床高度使等中心平面和水箱0刻度線重合，機頭射野十字線和水箱底部十字線重合。
2)將準備好的水倒至小水箱中，高度最大可至20cm，將標準電離室插入水箱防水鞘中(插至盡頭)，此時電離室探頭中心剛好位于十字中心。這時就可以測量該深度下的吸收劑量。
3)測量讀數后，開啟內水箱的潛水泵A，將小水箱的水抽至大水箱，待到達下一刻度(比如15cm)時，關閉潛水泵A。若關閉晚水面已低過15cm，可開啟外水箱的潛水泵B，將大水箱的水抽至小水箱，使水面升高到指定刻度后關閉潛水泵B。這時就可以測量第二深度下的吸收劑量。
4)同理，依次將水面調節到指定刻度(一般是20cm、15cm、12cm、10cm、9cm、8cm、7cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1.5cm、1cm、0.5cm)，依次讀取劑量數據。
5)更換第二個X刀二次圓筒準直器，這時先測量0.5cm深度下的劑量，然后開啟外水箱的潛水泵B，依次加水至小水箱，使水面逐步升高到以上測量高度。依次完成第二個準直器的各個深度的測量。
6)同理，完成所有X刀二次圓筒準直器的測量。
權利要求1.一種立體定向放射治療系統劑量測量水箱，包括原安裝電離室的主水箱(1)，其特征是增設輔助水箱(6)，兩者通過水泵和連接管(7)連通。
2.根據權利要求1所述的立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其特征是所述的主水箱(1)和輔助水箱(6)為一矩形水箱當中以隔板(11)間隔成。
3.根據權利要求1所述的立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其特征是所述的主水箱(1)和輔助水箱(6)為內外兩層結構，內層為主水箱(1)，外層為輔助水箱(6)。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其特征是所述的水泵有主潛水泵(4)及輔助潛水泵(5)，分別裝在主、輔助水箱(6)內；所述的連接管(7)從隔板(11)上方跨過，分接主潛水泵(4)及輔助潛水泵(5)的出水口。
5.根據權利要求1至3中任意一項所述的立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其特征是所述的水泵有主潛水泵(4)及輔助潛水泵(5)，分別裝在主、輔助水箱(6)內；所述的連接管(7)從兩水箱側壁穿進，分接主潛水泵(4)及輔助潛水泵(5)的出水口。
6.根據權利要求1至3中任意一項所述的立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其特征是所述的水泵為雙向水泵(10)，裝在連接管(7)的當中。
7.根據權利要求6所述的立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其特征是所述的連接管(7)從隔板(11)上方跨過。
8.根據權利要求6所述的立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其特征是所述的連接管(7)從兩水箱側壁穿進。
專利摘要一種立體定向放射治療系統劑量測量水箱，其在原安裝電離室的主水箱外增設輔助水箱，如在一矩形水箱當中以隔板間隔、或是內主外輔的內外兩層結構，兩者通過水泵和連接管連通，水泵有主潛水泵及輔助潛水泵，分別裝在主、輔助水箱內；連接管從隔板上方跨過。如此測量中不用再通過人工反復加減水，而代替于水泵，大大地降低了勞動強度；測量時水面的上升與下降平穩無波動，避免了等待的時間，提高了水面讀數的精度，也大大地提高了測量效率；且水在水箱內部實現流動，不會損傷加速器電路和硬件，極大地提高了測量中的安全性。本新型用簡單的配置實現了國外百萬元級的昂貴的劑量測量水箱的主要功能，充分利用了其他放療設備的精確定位的功能，極大地降低了成本，進而有利于劑量測量水箱的推廣使用，保證腫瘤放射治療的效果。
文檔編號G01T1/14GK2932411SQ20062005443
公開日2007年8月8日 申請日期2006年1月25日 優先權日2006年1月25日
發明者陳超敏, 童蕾, 周凌宏, 呂慶文 申請人:南方醫科大學