一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 203790448 U (45)授权公告日 2014.08.27 CN 203790448 U (21)申请号 201420110622.5 (22)申请日 2014.03.12 A61N 5/00(2006.01) (73)专利权人 徐子海 地址 530021 广西壮族自治区南宁市植物路 52 号 303 医院放疗科 (72)发明人 徐子海 李博 王晓云 陈超敏 莫志海 (74)专利代理机构 广西南宁明智专利商标代理 有限责任公司 45106 代理人 黎明天 (54) 实用新型名称 一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的 模具 (57) 摘要 本实用新型公开了一种头。

2、颈胸腹部肿瘤放疗 模拟及检测结构的模具， 模具主要包括运动平台 支架、 运动平台、 控制盒、 人体表面模拟架。其中， 运动平台支架包括定位板、 固定钮、 托架、 支撑台， 支撑台、 调节支架 ； 运动平台包括滑台、 滑台支 架、 旋转支架、 模拟肿瘤物、 丝杆、 步进电机、 限位 器 ； 人体表面模拟架包括躯干部分和头颈部分。 本实用新型结构简单合理， 可以在临床肿瘤精确 放射治疗研究领域中， 分析研究头颈胸腹部肿瘤 的摆位误差， 对放疗设备多叶光栅的射野控制等 性能进行质量控制等。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 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。

3、 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)授权公告号 CN 203790448 U CN 203790448 U 1/1 页 2 1. 一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 模具主要包括运动平 台、 运动平台支架、 控制盒、 人体表面模拟架 ； 运动平台支架包括定位板 （3） 、 固定钮 （20） 、 托架 （21） 、 支撑台 （22） ， 支撑台 （22） 固定 在托架 （21） 上端左侧， 支撑台 （22） 上端固定设有调节支架 （2） ， 定位板 （3） 安装在调节支架 （2） 上端， 固定钮 （20） 安装在支撑台 （22） 的右侧面。

4、上 ； 运动平台包括滑台 （9） 、 滑台支架、 旋转支架、 模拟肿瘤物 （15） ， 滑台支架固定在定位 板 （3） 上， 滑台支架上固定设有丝杆 （8） ， 丝杆 （8） 连接滑台 （9） ， 使滑台 （9） 能在滑台支架 内滑动， 滑台支架左侧外部固定设有步进电机 （6） ， 步进电机 （6） 的旋转轴与丝杆 （8） 左端 头连接 ； 在滑台 （9） 顶端固定设有另一台步进电机 （10） ， 旋转支架一端连接步进电机 （10） ， 另一端连接肿瘤模拟物 （15） ， 在滑台支架两侧内部还设有限位器 （5） ； 人体表面模拟架包括躯干部分 （16）和头颈部分 （17） ， 头颈部分 （17。

5、）设在躯干部分 （16） 的右侧面， 躯干部分 （16） 安装在托架 （21） 上端左侧， 并通过固定钮 （20） 固定， 躯干部 分 （16） 内设有模拟脊椎骨 （18） 。 2. 根据权利要求 1 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 旋 转支架包括旋杆 （11） 和固定座 （12） ， 旋杆 （11） 一端与步进电机 （10） 的旋转轴连接， 另一端 垂直连接固定座 （12） ， 固定座 （12） 右端面开有 （5） 个接口 （13） ， 每个接口 （13） 依次对齐排 列， 且间距相等。 3. 根据权利要求 2 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其。

6、特征是 ： 所 述固定座 （12） 其中一个接口 （13） 上插接有一插杆 （14） ， 插杆 （14） 顶端固定设有一塑料小 球 （24） ， 塑料小球 （24） 一侧设有限位片 （23） 。 4. 根据权利要求 1 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 滑 台支架包括支撑座 （4） ， 支撑座 （4） 上端面两侧的垂直设有两支撑板 （7） ， 支撑板 （7） 上固定 连接丝杆 （8） 。 5. 根据权利要求 1 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 所 述肿瘤模拟物 （15） 为圆形球体， 球体中心位置开有通孔 （25） 。 6. 根据权利要。

7、求 1 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 所 述躯干部分 （16） 左端面为开口面， 上端面为可拆卸的。 7. 根据权利要求 1 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 所 述躯干部分 （16） 中设有相互垂直的三个标尺， 用于标记肿瘤模拟物 （15） 的 x,y,z 坐标值。 8. 根据权利要求 1 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 所 述模拟脊椎骨 （18） 由猪脊椎骨经消毒处理后制成。 9. 根据权利要求 1 所述的头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 所 述控制盒 （1） 主要包括电源模块、。

8、 单片机模块、 步进电机控制模块， 单片机模块和步进电机 控制模块均由电源模块供电， 单片机模块与步进电机控制模块连接， 电机控制模块再与步 进电机 （6、 10） 连接， 由单片机对步进电机 （6、 10） 进行控制 ； 单片机模块还与按键及显示模 块、 限位器、 蜂鸣器分别连接。 权 利 要 求 书 CN 203790448 U 2 1/4 页 3 一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具 技术领域 0001 本实用新型涉及一种医疗器械， 具体涉及一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结 构的模具。 背景技术 0002 随着精确放疗技术的发展 , 放射治疗在肿瘤综合治疗中的作用逐渐增大。而精 。

9、确放射治疗是放射治疗的发展目标， 它要求做到肿瘤的精确定位、 治疗计划的精确设计和 精确执行。它的应用可以减少靶区周围正常组织并发症概率， 提高肿瘤区照射剂量 , 增加 肿瘤控制率。然而越是精确放疗对照射体位和照射野的准确性要求更高。由于设备的不确 定因素、 技术员的摆位技术、 患者位置移动和体表标志点不准确等因素， 造成在整个治疗过 程中每次治疗时患者的摆位位置与模拟定位、 治疗计划的参考位置之间的差异都会有所变 化。靶区偏离最佳剂量 5就可能使部分肿瘤靶区得不到足够的剂量， 降低肿瘤的局部控 制率， 还可能使高剂量区移到危及器官的区域内， 造成严重的并发症和后遗症。 为了补偿摆 位误差所造。

10、成的靶区边缘剂量的不确定性， 在临床靶体积至计划靶体积之间应设置摆位扩 边。如果在制定治疗计划时设定过大的摆位扩边则可能危及器官的受照剂量 ； 如果设定的 摆位扩边过小， 则可能导致靶区的照射剂量不足。因此如何降低放射治疗摆位过程中的误 差成了放疗界关注的问题。所以需要就放射治疗中的摆位误差进行量化分析， 提供临床摆 位和 PTV 外放边界的参考依据， 进而制定治疗增益比较高的放疗治疗计划。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的是提供一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 模具 可以在临床肿瘤精确放射治疗中分析研究头颈胸腹部肿瘤的摆位误差， 及呼吸运动对摆位 误差的影响。 0004 。

11、本实用新型的技术方案是 ： 0005 一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具， 其特征是 ： 模具主要包括运动 平台支架、 运动平台、 控制盒、 人体表面模拟架。 0006 所述运动平台支架包括定位板、 固定钮、 托架、 支撑台， 支撑台固定在托架上端左 侧， 支撑台上端固定设有调节支架， 定位板安装在调节支架上端， 固定钮安装在支撑台的右 侧面上。 0007 所述运动平台包括滑台、 滑台支架、 旋转支架、 模拟肿瘤物， 滑台支架固定在定位 板上， 滑台支架上固定设有丝杆， 丝杆连接滑台， 使滑台能在滑台支架内滑动， 滑台支架左 侧外部固定设有步进电机， 步进电机的旋转轴与丝杆左端头连接 。

12、； 在滑台顶端固定设有另 一台步进电机， 旋转支架一端连接步进电机， 另一端连接肿瘤模拟物， 在滑台支架两侧内部 还设有限位器。 0008 所述人体表面模拟架包括躯干部分和头颈部分， 头颈部分设在躯干部分的右侧 面， 躯干部分安装在托架上端左侧， 并通过固定钮固定， 躯干部分内设有模拟脊椎骨。 说 明 书 CN 203790448 U 3 2/4 页 4 0009 所述旋转支架包括旋杆和固定座， 旋杆一端与步进电机的旋转轴连接， 另一端垂 直连接固定座， 固定座右端面开有 5 个接口， 每个接口依次对齐排列， 且间距相等。 0010 所述固定座其中一个接口上插接有一插杆， 插杆顶端固定设有一塑。

13、料小球， 塑料 小球一侧设有限位片。 0011 所述滑台支架包括支撑座， 支撑座上端面两侧的垂直设有两支撑板， 支撑板上固 定连接丝杆。 0012 所述肿瘤模拟物为圆形球体， 球体中心位置开有通孔。 0013 所述躯干部分左端面为开口面， 上端面为可拆卸的。 0014 所述躯干部分中设有相互垂直的三个标尺， 用于标记肿瘤模拟物的 x,y,z 坐标 值。 0015 所述模拟脊椎骨由猪脊椎骨经消毒处理后制成。 0016 所述控制盒主要包括电源模块、 单片机模块、 步进电机控制模块， 单片机模块和步 进电机控制模块均由电源模块供电， 单片机模块与步进电机控制模块连接， 电机控制模块 再与步进电机连接。

14、， 由单片机对步进电机进行控制 ； 单片机模块还与按键及显示模块、 限位 器、 蜂鸣器分别连接。 0017 本实用新型结构简单合理， 通过对单片机系统编程， 同时控制两步进电机使肿瘤 模拟物做不同频率和幅度的运动， 来模拟呼吸运动导致肿瘤在三维方向上的运动， 并对运 动进行多参数设定调节， 同时， 对肿瘤模拟物进行特定设计， 使其具有空间定点及射野几何 验证功能。 将肿瘤模拟物置于有机玻璃框架中， 可以分析摆位误差， 及呼吸运动对摆位误差 的影响。本模具可以在临床肿瘤精确放射治疗研究领域中， 分析研究头颈胸腹部肿瘤的摆 位误差， 对放疗设备多叶光栅的射野控制等性能进行质量控制等。 附图说明 0。

15、018 图 1 是本实用新型的立体结构示意图。 0019 图 2 是本实用新型肿瘤模拟物的结构示意图。 0020 图 3 是本实用新型的控制盒电路模块示意图。 0021 在图中， 控制盒1、 调节支架2、 定位板3、 支撑座4、 限位器5、 步进电机6， 支撑板7、 丝杆 8， 滑台 9、 步进电机 10， 旋杆 11， 固定座 12， 接口 13， 插杆 14， 肿瘤模拟物 15， 躯干部分 16， 头颈部分 17， 模拟脊椎骨 18， 螺栓 19， 固定钮 20， 托架 21， 支撑台 22， 限位片 23， 塑料小 球 24， 通孔 25。 具体实施方式 0022 如图 1 所示， 模具。

16、主要包括运动平台支架、 运动平台、 控制盒 1、 人体表面模拟架 ； 运动平台支架包括定位板 3、 固定钮 20、 托架 21、 支撑台 22， 支撑台 22 固定在托架 21 上端 左侧， 支撑台 22 上端固定设有调节支架 2 ； 定位板 3 安装在调节支架 2 上端， 并可在左右方 向上调节。固定钮 20 安装在支撑台 22 的右侧面上， 和托架 21 之间保留 0.5 厘米的空隙， 通过扭紧固定钮 20 上的螺栓 19 来固定人体表面模拟架。 0023 运动平台包括滑台 9、 滑台支架、 旋转支架、 模拟肿瘤物 15， 滑台支架固定在定位 板 3 上， 滑台支架包括支撑座 4， 支撑座。

17、 4 上端面两侧垂直设有两支撑板 7， 支撑板 7 上固定 说 明 书 CN 203790448 U 4 3/4 页 5 连接丝杆 8， 丝杆 8 连接滑台 9， 使滑台 9 固定在支撑座 4 上， 通过丝杆 8 使滑台 9 能在滑台 支架上滑动。 滑台支架左侧支撑板7的外部固定设有步进电机6， 步进电机6的旋转轴与丝 杆 8 左端头连接。在滑台 9 顶端固定设有另一台步进电机 10， 旋转支架一端连接步进电机 10， 另一端连接肿瘤模拟物 15。旋转支架包括旋杆 11 和固定座 12， 旋杆 11 一端与步进电 机 10 的旋转轴连接， 另一端垂直连接固定座 12， 固定座 12 右端面开有。

18、 5 个接口 13， 每个接 口 13 依次对齐排列， 且间距相等 ； 其中一个接口 13 上插接有一插杆 14， 插杆 14 顶端固定 有一塑料小球 24， 塑料小球 24 一侧还设有限位片 23。肿瘤模拟物 15 通过插杆 14 与旋转 支架的接口 13 连接， 可根据需要选择 5 个接口 13 的任意一个， 将肿瘤模拟物 15 连接在不 同的位置， 产生不同的旋转偏离值， 进而调节左右运动的幅度 ； 肿瘤模拟物 15 为圆形球体， 一般为木制的， 球体中心位置开有通孔 25， 插杆 14 伸入球体的通孔 25 内部， 由于限位片 23 限位， 使塑料小球 24 位于球体的中心位置。塑料小。

19、球 24 代表肿瘤模拟物 15 的中心， 当需 要观察中心时， 只需要肿瘤模拟物 15 拆下， 塑料小球 24 露出来后就可以观察了。在滑台支 架两侧内部还设有限位器 5， 当滑台 9 移动到滑台 9 两端时， 触发其工作， 停止电源， 起到保 护作用。 0024 人体表面模拟架包括躯干部分16和头颈部分17， 头颈部分17设在躯干部分16的 右侧面， 躯干部分 16 安装在托架 21 上端右侧， 并通过扭紧固定钮 20 上的螺栓 19 固定 ； 躯 干部分 16 左端面为开口面， 以便放置并固定在托架 21 上， 上端面为可拆卸的， 以便方便操 作及放置测量工具。躯干部分 16 内设有模拟脊。

20、椎骨 18， 模拟脊椎骨 18 由猪脊椎骨经消毒 处理后制成， 用于辅助识别肿瘤模拟物 15 的位置， 放置在躯干部分 16 内， 具体位置可以根 据需要调节。 在躯干部分16中设有相互垂直的三个标尺， 用于标记肿瘤模拟物15的x,y,z 坐标值。 0025 如图2所示， 控制盒1主要包括电源模块、 单片机模块、 步进电机控制模块， 单片机 模块和步进电机控制模块均由电源模块供电， 单片机模块与步进电机控制模块连接， 电机 控制模块再与步进电机连接， 由单片机对步进电机进行控制 ； 单片机模块还与按键及显示 模块、 限位器、 蜂鸣器分别连接。 0026 本实用新型的工作原理是 ： 进行肿瘤模拟。

21、检测时， 打开电源， 启动控制盒 1 的运行 键， 将启动信号传给单片机， 通过单片机系统编程， 控制步进电机 6 驱动滑台 9 在滑台支架 上左右运动， 同时控制步进电机 10 驱动旋转支架做旋转运动 ； 步进电机 10 在滑台上端， 滑台 9 移动同时带动步进电机 10 移动， 因此， 肿瘤模拟物 15 就能做左右、 前后或上下运 动。根据需要还能选择不同的工作模式， 控制步进电机以不同的频率 （18-22 次 / 秒） 、 幅度 （2-10cm） 做一维方向上的匀速或变速运动， 来模拟呼吸运动导致的器官移动。 0027 控制盒 1 具有多个运行键可供人操作， 通过单片机编程控制步进电机 。

22、6， 使肿瘤模 拟物15做不同频率、 幅度左右运动;通过单片机编程控制步进电机2， 使肿瘤模拟物做不同 频率旋转 , 通过手动调节旋转支架和肿瘤模拟物 15 的接口， 调节旋转偏离值 。 0028 综合选择以上控制， 肿瘤模拟物 15 可实现三种运动模式 ： 0029 （1） 左右方向运动 ； 0030 （2） 前后、 上下方向同时运动 ； 0031 （3） 左右、 前后方向和上下方向同时运动， 即模拟三维方向上运动。 0032 每种运动模式的具体运动参数可实现多种调节 ： 说 明 书 CN 203790448 U 5 4/4 页 6 0033 (1) 以设定的频率和幅度匀速或变速运动 ； 0。

23、034 （2） 以设定的频率， 但幅度为随机量做匀速或变速运动 ； 0035 （3） 以设定的幅度， 但频率为随机量做匀速或变速运动 ； 0036 （4） 幅度和频率均为随机量， 做匀速或变速的运动 ； 0037 其中速度、 频率和幅度均为可调。 0038 本实用新型的使用方法是 ： 将运动平台和运动平台支架组合后放在治疗床上， 再 将人体表面模拟框架放在运动平台支架的托架上， 选择、 安装并将肿瘤模拟物 15 调至于躯 干部分 16 的中央， 然后用固定钮 20 固定人体表面模拟框架， 做出临床必须的位置标定后， 启动模具， 根据实验目的， 肿瘤模拟物 15 以相应设定的方式运动， 再通过影像设备对运动 的肿瘤模拟物 15 进行 CT 扫描， 根据扫描结果进行分析， 分析结果供放疗设备校正使用。 说 明 书 CN 203790448 U 6 1/2 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 203790448 U 7 2/2 页 8 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 203790448 U 8 。