专利名称：伽玛刀的双向转动聚焦机构的制作方法
技术领域：
本实用新型提出一种伽玛刀的双向转动聚焦机构属机电自动控制技术领域。
现有的伽玛刀，例如瑞典ELEKTA公司生产的LEKSELL伽玛刀，用了201个源体，且源体是静止的，为静态聚焦方式，由于辐射源很多，无法安装通道阀。
另一种旋转锥面聚焦式伽玛刀，其源体是一个沿源体中轴线对称的几何体，若干辐射源及通道安装在源体内，从径向方向对准保护框内的一个公共焦点。在保护框上装有一个可旋转的中心轴，在动力机构的驱动下，源体可在保护框内作360°旋转。采用动态聚焦方式取代静态聚焦方式。但由于单一方向旋转运动，其头盔必须采用滑环供电。这不仅带来供电中的接触、磨损隐患和信息传递失真、失误，而且带来焦点向头盔表面内移，导致立体定向头架安装极为不便。
本实用新型的任务是提供一种新颖的伽玛刀的双向转动聚焦机构，保留了上述两种方式具有的长足之处，而摒弃了它们固有的先天之不足。可对头盔帽的通道遮档而不造成装置机构及其操作的繁杂，最重要的是采用拖线，即多芯电缆对头盔帽和头盔中的电器供电替代旋转式滑环供电方式，完全克服了单一方向旋转式滑环供电所造成的种种严重弊端。
完成上述任务的技术方案如下伽玛刀的双向转动聚焦机构，包括屏蔽体(4)、源体(5)，其中设有前准直器辐射源(6)、与屏蔽体(4)动配合联接的转动轴(3)，转动轴(3)与源体(5)的轴孔紧固连接；带有定位块(10)和通道阀的头盔帽(8)和设有后准直器的头盔(9)，其特征在于，转动轴(3)外端与双向转动的驱动机构连接，双向转动范围限止在正反转180°以内，还包括用于头盔帽(8)和头盔(9)的供电和电子指令传递的电缆。
如下图1是本实用新型实施例的剖面示意图(电缆在图中未示出)；图2是本实用新型另一实施例的简图；图3是本实用新型又一实施例的简以下结合附图和实施例作进一步说明图1是本实用新型伽玛刀的双向转动聚焦机构的实施例的剖面结构示意图。
伽玛刀的双向转动聚焦机构，包括屏蔽体(4)、源体(5)，其中设有前准直器辐射源(6)、与屏蔽体(4)动配合联接的转动轴(3)，转动轴(3)与源体(5)的轴孔紧固连接；带有定位块(10)和通道阀的头盔帽(8)和设有后准直器的头盔(9)，其特征在于，转动轴(3)外端与双向转动的驱动机构连接，双向转动范围限止在正反转180°以内，还包括用于头盔帽(8)和头盔(9)的供电和电子指令传递的电缆。
屏蔽体4为一个空心半球体结构，用最优组合的铸铁和铅等材料制成，以达到体积小，屏蔽良好和成本低的三者统一；双向转动轴3位于源体5的中轴线(O-A)，与屏蔽体4作动配合联接，例如滑动轴承，以便保证转动轴3作高精度双向小于360°的转动；双向驱动机构(1、2)安装在屏蔽体4的外壳上，并与转动轴3的外端相连。驱动机构要有足够的起动力矩和能低速均匀转动。可选用双向步进电机或直流电机和齿轮变速传动，作正/反双向转动，其转动轴的转速可为1转/分。源体5采用铸铁或不锈钢材制成，其轴孔与转动轴3采用过盈配合安装或其它类型紧固连接，轴孔中心线对准公共焦点O。源体5的内球面挖空，在其横截面上呈半圆形挖空。源体5内钻有安装辐射源6及前准直器7的与辐射源数量相同的安装孔。辐射源的数量最好是32个。前准直器7本体是用95％的钨合金制成的空心圆柱体，采用过渡配合置于准直器的安装孔内，其中中心轴的延长线汇聚于球心O，每条中心轴线与球心O的汇聚偏离度不超过0.1毫米，安装孔轴线从径向方向对准焦点0多层次排列，可由纬度8度均布到纬度46度。头盔9由不锈钢材制成，沿径向钻有4组每组32个孔，各组孔中分别安装不同规格型号后准直器，其轴线按组位与源体内的32个前准直器7的轴线分别对准。通过一个简单机构改变组位，可便捷地改变后准直器的规格型号。头盔帽8也由不锈钢材做成，沿径向钻有与辐射源数量相同的孔，例如32个孔，其轴线与源体的准直器轴线一致，头盔帽8孔内装有开关阀，即通道阀，由电子指令确定其是开或是关，可快速(0.2至0.3秒)切换，使通道实时地打开或遮挡。头盔9和头盔帽8由电缆供电并通过电缆与自动控制系统如控制计算机传递电子指令。
方案2，正、反角度(旋转)可由步进电机来控制。步进电机的运转计算机控制器来执行设计好的指令(图2)。步进电机1，蜗杆13，蜗轮12，源体5。
要求步进电机有足够的驱动功率，克服机械磨擦损耗力矩。电机由于要正反转，电机本身惯量要小。对机械系统要求尽量减少转动阻力，设法消除蜗轮付的耦合间隙。
方案3，驱动系统用普通交流电机或直流电机(低惯量电机)。双向转动的完成由置于源体上的接点行程开关来置定。传感器可以是光电型的、磁性的(霍尔元件)、红外型的和机械型的(微动开关)等等。传感器可设定不同的角度来达到限定双向转动角度范围的要求(图3)。
结构设计还要取决于选用器件来源方便与否、质量价格比、使用寿命和今后维修等诸因素作综合衡量后再行决定。
本实用新型的结构原理是将为数不多的辐射源，按一定的不重迭的经纬点阵模式分布在一个半球体上，沿径向安装准直器，使其经几何准直形成准直细线束，在半球球心处汇聚聚焦。通过一个机电装置实现装有辐射源的半球体绕球心至半球体顶点所连轴线正、反双向转动，使其各细线束在空间形成以球心为公共顶点而在空间又互不重叠的旋转锥面段或旋转锥面，导致在锥面或锥面段的公共顶点即球心处产生一个小体积高辐射场，离开这个小体积区其剂量变化速度迅速下降。
本实用新型采用双向转动式聚焦取代现有的静态聚焦方式和旋转聚焦方式，其着眼点在于，可以减少辐射源的数量，还可用拖线而不用滑环对头盔电器供电，不仅保证了供电质量，而且去掉了滑环占有空间，使“聚焦焦点”裸露在头盔外表面，以便立体定向头架的安装。
权利要求1.一种伽玛刀的双向转动聚焦机构，包括屏蔽体(4)、源体(5)、设有前准直器的辐射源(6)、与屏蔽体(4)动配合联接的转动轴(3)，转动轴(3)与源体(5)的轴孔紧固连接；带有定位块(10)和通道阀的头盔帽(8)和设有后准直器的头盔(9)，其特征在于，转动轴(3)外端与双向转动的驱动机构连接，双向转动范围限止在正反转180°以内，还包括用于头盔帽(8)和头盔(9)的供电和电子指令传递的电缆。
2.如权利要求1的伽玛刀的双向转动聚焦机构，其特征在于，双向转动的驱动机构是由双向步进电机和齿轮变速机构组成。
3.如权利要求1或2的伽玛刀的双向转动聚焦机构，其特征在于头盔(9)沿径向设有四组孔，内装有四组不同规格的后准直器。
专利摘要本实用新型为伽玛刀的双向转动聚焦机构，属机电自动控制技术领域。其包括屏蔽体4，源体5其中设有前准直器辐射源6、转动轴3、头盔帽8和头盔9，特点是转动轴3外端与双向转动驱动机构连接，双向转动范围限止在正反转180°以内，头盔帽和头盔的供电和电子指令传递用电缆。头盔沿径向设有四组孔，内装四组不同规格的后准直器，使用方便，克服单一方向旋转需滑环供电的缺陷，便于维修。
文档编号A61N5/10GK2244943SQ9521938
公开日1997年1月15日 申请日期1995年8月24日 优先权日1995年8月24日
发明者戴强 申请人:戴强