一种用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱和剂量测量方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，特别涉及一种用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱和剂量测量方法。

背景技术

放射治疗是治疗肿瘤的主要手段之一，它通过使用射线照射病人体内肿瘤，杀死病变细胞，以达到治疗的目的。医用加速器是一种能够产生光子、电子射线并对肿瘤进行照射杀死病变细胞的医疗设备，磁共振成像是一种采用静磁场和射频磁场使人体组织成像的医学成像技术。磁共振引导放射治疗机结合了磁共振成像和医用加速器的优势，可以在放射治疗过程中实时采集磁共振图像，具有无放射性、自动指导治疗计划等优势，在临床已经投入使用且具有良好的应用前景。

在放射治疗时，若要取得良好的治疗效果，必须精确给予照射的剂量。因此，按照国内外的质量控制要求必须定期对放疗设备的剂量进行校准，需要准确测量放疗设备所产生的射线在水中参考点的剂量，该过程需要用到模拟人体环境的水箱和用于测量射线的探测器。在测量磁共振引导放射治疗机剂量的过程中，由于电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，故而磁场方向会对测量的结果产生影响，为了量化这个影响，需要多次测量射线照射在有磁场存在的水箱中的剂量并分析其变化规律，因此，需要设计一种便于在磁场环境下测量剂量的水箱，方便分析磁场方向对测量结果的影响。另外，磁共振引导放射治疗机本身不具备用于测量定位的三维激光线，需要借助X射线成像来确认测量位置的精准性，常规放疗机的测量水箱和测量方法并不适用于磁共振引导放疗机。

综上，传统的水箱中，探测器和磁场方向的夹角有局限，难以在磁场环境中使用，且难以进行影像定位。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱，便于在磁场环境下测量剂量，方便分析磁场方向对测量结果的影响。

本发明还提供了一种剂量测量方法，所述剂量测量方法借助所述用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱进行。

根据本发明实施例的一种用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱，包括箱体、垂直移动机构、环形导轨、夹持机构和定位板。所述箱体的顶部敞口。所述垂直移动机构设置在所述箱体的内壁。所述环形导轨可拆卸地连接所述垂直移动机构、并能跟随所述垂直移动机构沿垂直方向上下运动。所述夹持机构滑动设置在所述环形导轨上、并能固定在所述环形导轨的任意位置，所述夹持机构用于夹持探测器并保持所述探测器的有效测量点定位到所述环形导轨的中心。所述定位板可拆卸的设置于所述箱体的底部的外侧；所述定位板上设置有若干金属点。所述磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的材质均为无铁磁性材质。

根据本发明实施例的一种用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱，至少具有如下有益效果：

应用上述实施例的发明，在测量前通过夹持机构夹持探测器先将探测器的有效测量点定位到所述环形导轨的中心，然后调节夹持机构在环形轨道的位置，使得探测器轴向与磁场方向的夹角可以在0～360度的范围内调节，从而可以测得任意夹角下的射线剂量参数，便于分析磁场夹角对测量结果的影响；另外，本实施例还可以通过垂直移动机构调节探测器在箱体中的水位高度位置，从而测得磁共振引导放射治疗机的射线质。本发明所有的材质都采用无铁磁性材质，适用于磁场环境。重要的是，定位板上的对称金属点可起到影像定位的作用，对位置的确定更加精准，所得水箱更适用于磁共振引导放疗机。

根据本发明的一些实施例，所述环形导轨为燕尾轨，所述夹持机构的底部对应设有燕尾槽口，所述夹持机构于燕尾槽口的槽壁上穿设有定位弹簧滚珠，所述定位弹簧滚珠能够在顶持所述燕尾轨和远离所述燕尾轨的两个状态之间调节、以实现将所述夹持机构固定在所述燕尾轨上的不同位置。

根据本发明的一些实施例，所述环形导轨上设有凹槽。所述凹槽与所述定位弹簧滚珠契合。由此当所述定位弹簧滚珠移动至所述凹槽中时，即实现了所述夹持机构的固定定位。

根据本发明的一些实施例，所述环形导轨上，所述凹槽呈中心阵列分布。

根据本发明的一些实施例，所述环形导轨上，所述凹槽的个数为4～15个。例如具体可以是12个，由此相邻两个凹槽对应的圆心角约为30°。

根据本发明的一些实施例，所述定位弹簧滚珠的材质为陶瓷材质。

根据本发明的一些实施例，所述夹持机构包括滑座和两个夹块。所述滑座与所述环形导轨滑动配合。两个所述夹块设置在所述滑座上，两个所述夹块能够沿平行于环形导轨的切线方向开合，两个夹块合拢能够夹紧探测器，两个夹块分开即可取下探测器。

根据本发明的一些实施例，所述滑座上设有正反丝杠，所述正反丝杠的轴向平行于所述环形导轨的切线方向，两个所述夹块分别设置在所述正反丝杠的两个旋向杆段上。可以理解的是，转动正反丝杠即可实现两个夹块的开合。

根据本发明的一些实施例，所述滑座上于所述正反丝杠的两侧均设置有直线导轨，所述直线导轨的轴向与所述环形导轨的切线方向平行，每个所述夹块的底部的两端与对应侧的所述直线导轨连接。直线导轨的设置能够保持夹块移动的平稳，使得夹块在平行于所述环形导轨的切线方向上移动，保证夹持位置的精确性。

根据本发明的一些实施例，两个所述夹块相对的一侧对应设有半圆柱槽，所述半圆柱槽的轴向与所述环形导轨的径向平行。

根据本发明的一些实施例，所述夹持机构还包括定位管，所述定位管的外径与所述半圆柱槽的直径相等；所述定位管的一端设有内螺纹，所述内螺纹与所述探测器的外螺纹适配，所述定位管的另一端的外壁设有限位环；所述探测器与所述定位管通过螺纹连接配合安装后被所述夹持机构夹持、且当所述限位环抵接在所述夹块上时所述探测器的有效测量点定位到所述环形导轨的中心。

根据本发明的一些实施例，所述环形导轨的内壁上设有角度刻度线，角度刻度线用于标识角度，可以直观观测到夹持机构在环形导轨上转过的角度。

根据本发明的一些实施例，所述环形导轨为有机玻璃材质。

根据本发明的一些实施例，所述垂直移动机构设置有丝杠，所述丝杠竖直设置在所述箱体的内壁，所述丝杠上配合安装有滑块，所述环形导轨的外壁通过连接件连接于所述滑块。丝杠转动，则滑块可以带动环形导轨上下运动。

根据本发明的一些实施例，所述丝杠靠近所述箱体顶部的一端连接有旋钮。应用中可通过所述旋钮调节所述滑块的位置，进而调节所述环形导轨的垂直位置。

根据本发明的一些实施例，所述丝杠的顶部设有数字显示器，用于显示调节高度。

根据本发明的一些实施例，所述连接件为L型结构，所述连接件的垂直部分通过螺栓连接固定在所述滑块上，所述连接件的水平部分的端部与所述环形导轨连接。

根据本发明的一些实施例，所述环形导轨的中心与所述连接件的垂直部分的距离等于所述环形导轨的中心与所述箱体的其余三个侧壁之间的距离，所述环形导轨的尺寸满足常用探测器中最大长度杆长的活动范围。

根据本发明的一些实施例，所述垂直移动机构的外表面设有防锈涂层，延长使用寿命。

根据本发明的一些实施例，所述定位板上，金属点的个数为3～4个。

根据本发明的一些实施例，所述箱体底部的外侧设有插槽。所述插槽和所述定位板匹配。由此可实现所示定位板的可拆卸设置。

根据本发明的一些实施例，所述箱体的底部设有多个支撑脚，所述支撑脚的高度能够调节，调节箱体的水平，从而调节箱体内水面水平。

根据本发明的一些实施例，所述箱体的侧壁下端设有排水管，所述箱体的底部对应所述排水管的安装位置设有凹位。凹位的设置使得水能够全部排出。排水管上设有阀门，用于调节排水管的通断和调节流量。

根据本发明的一些实施例，所述箱体为有机玻璃制成，所述箱体的侧壁设有水位刻度线。

根据本发明的一些实施例，所述箱体的底部设有固定栓，所述固定栓呈L型，所述固定栓一条边用于固定在所述箱体的外壁上，所述固定栓的另一边用于固定在治疗床上。由此可防止剂量测量过程中，所述水箱发生位移，提升了所述剂量测量的精确度。

根据本发明的一些实施例，所述水箱中，所述固定栓的个数为2～4个，例如具体有2个。

根据本发明实施例的一种剂量测量方法，所述剂量测量方法借助所述水箱进行。

由于所述剂量测量方法采用了上述实施例的水箱的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

根据本发明的一些实施例，所述剂量测试方法包括以下步骤：

水平方向平面中心点定位：

a.将所述定位板插入所述箱体的底部外侧设置的插槽中，将所述水箱置于治疗床上，将所述定位栓插入治疗床上的两个立柱上，由此初步固定了所述水箱；

b.通过放疗机的水平方向的X射线成像，利用所述定位板上的金属点成像确认中心点A，测量磁共振引导放射治疗机的等中心点O与点A的偏离距离，进而调整所述定位栓的位置，使点A与点O重合，实现所述水箱以及环形导轨圆心的定位；

c.将所述探测器固定在所述定位管上，将所述定位管限位环一方贴合夹持结构的外沿，拧紧固定，实现所述探测器在水平方向的有效测量点B1与环形导轨圆心A重合；

d.通过X射线成像，确定所述探测器的有效测量点B1与治疗机的等中心O重合；

e.通过移动所述夹持机构，可以实现水平方向一周360°方向测量，而且不会改变水平方向的中心位置。

垂直方向中心点定位：

f.通过调节所述垂直移动结构和垂直方向的X射线成像，确认所述探测器在垂直方向的有效测量点B2与等中心点O重合。

通过以上定位操作，可充分发挥所述水箱的优势，不仅能实现0～360度的范围内调节，且定位精准，剂量测量的结果具有较高的临床参考性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的第一视角图；

图2为本发明一种实施例的用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的第二视角图；

图3为本发明一种实施例的用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的垂直移动机构和环形导轨的结构示意图；

图4为本发明一种实施例的用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的环形导轨和夹持机构的结构示意图；

图5为本发明一种实施例的用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的夹持结构的示意图；

图6为本发明一种实施例的用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的定位管的结构示意图；

附图标号：

100、箱体；101、支撑脚；102、排水管；103、定位板；104、固定栓；

200、垂直移动机构；201、丝杠；202、滑块；203、连接件；204、旋钮；

300、环形导轨；301、燕尾槽口；302、凹槽；303、角度刻度线；

400、夹持机构；401、滑座；402、夹块；403、正反丝杠；404、半圆柱槽；405、定位管；406、限位环；

500、探测器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图6所示，本发明一种实施例的用于磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱，包括箱体100、垂直移动机构200、环形导轨300、夹持机构400和定位板103。所述箱体100的顶部敞口。所述垂直移动机构200设置在所述箱体100的内壁。所述环形导轨300可拆卸地连接所述垂直移动机构200、并能跟随所述垂直移动机构200沿垂直方向上下运动。所述夹持机构400滑动设置在所述环形导轨300上、并能固定在所述环形导轨300的任意位置，所述夹持机构400用于夹持探测器500并保持所述探测器500的有效测量点定位到所述环形导轨300的中心。所述定位板103可拆卸的设置于所述箱体100的底部的外侧；所述定位板103上设置有若干位置对称金属点(图中未示出)。所述磁共振引导放射治疗机剂量测量的水箱的材质均为无铁磁性材质。

应用上述实施例的发明，在测量前通过夹持机构400夹持探测器500先将探测器500的有效测量点定位到所述环形导轨300的中心，然后调节夹持机构400在环形轨道的位置，使得探测器500轴向与磁场方向的夹角可以在0～360度的范围内调节，从而可以测得任意夹角下的射线剂量参数，便于分析磁场夹角对测量结果的影响；另外，本实施例还可以通过垂直移动机构200调节探测器500在箱体100中的水位高度位置，从而测得磁共振引导放射治疗机的射线质。本发明所有的材质都采用无铁磁性材质，适用于磁场环境。重要的是，定位板103上的对称金属点可起到影像定位的作用，对位置的确定更加精准，所得水箱更适用于磁共振引导放疗机。

参照图4所示，可以理解的是，环形导轨300为燕尾轨，夹持机构400的底部对应设有燕尾槽口301，夹持机构400于燕尾槽口301的槽壁上穿设有定位弹簧滚珠(图中未示出)，定位弹簧滚珠能够在顶持燕尾轨和远离燕尾轨的两个状态之间调节、以实现将夹持机构400固定在燕尾轨上的不同位置。

参照图4和图5所示，可以理解的是，环形导轨300上设有凹槽302。凹槽302与定位弹簧滚珠契合。由此当定位弹簧滚珠移动至凹槽302中时，即实现了夹持机构400的固定定位。

可以理解的是，环形导轨300上，凹槽302呈中心阵列分布。

可以理解的是，环形导轨300上，凹槽302的个数为4～15个。例如具体可以是12个，由此相邻两个凹槽302对应的圆心角约为30°。

可以理解的是，定位弹簧滚珠的材质为陶瓷材质。

参照图3和图4所示，可以理解的是，夹持机构400包括滑座401和两个夹块402。滑座401与环形导轨300滑动配合。两个夹块402设置在滑座401上，两个夹块402能够沿平行于环形导轨300的切线方向开合，两个夹块402合拢能够夹紧探测器500，两个夹块402分开即可取下探测器500。

参照图3所示，可以理解的是，滑座401上设有正反丝杠403，正反丝杠403的轴向平行于环形导轨300的切线方向，两个夹块402分别设置在正反丝杠403的两个旋向杆段上。可以理解的是，转动正反丝杠403即可实现两个夹块402的开合。

可以理解的是，滑座401上于正反丝杠403的两侧均设置有直线导轨(图中未示出)，直线导轨的轴向与环形导轨300的切线方向平行，每个夹块402的底部的两端与对应侧的直线导轨连接。直线导轨的设置能够保持夹块402移动的平稳，使得夹块402在平行于环形导轨300的切线方向上移动，保证夹持位置的精确性。

参照图3所示，可以理解的是，两个夹块402相对的一侧对应设有半圆柱槽404，半圆柱槽404的轴向与环形导轨300的径向平行。

参照图4和图6所示，可以理解的是，夹持机构400还包括定位管405，定位管405的外径与半圆柱槽404的直径相等；定位管405的一端设有内螺纹，内螺纹与探测器500的外螺纹适配，定位管405的另一端的外壁设有限位环406；探测器500与定位管405通过螺纹连接配合安装后被夹持机构400夹持、且当限位环406抵接在夹块402上时探测器500的有效测量点定位到环形导轨300的中心。

参照图4所示，可以理解的是，环形导轨300的内壁上设有角度刻度线303，角度刻度线303用于标识角度，可以直观观测到夹持机构400在环形导轨300上转过的角度。

可以理解的是，环形导轨300为有机玻璃材质。

参照图1和图3所示，可以理解的是，垂直移动机构200设置有丝杠201，丝杠201竖直设置在箱体100的内壁，丝杠201上配合安装有滑块202，环形导轨300的外壁通过连接件203连接于滑块202。丝杠201转动，则滑块202可以带动环形导轨300上下运动。

参照图1和图3所示，可以理解的是，丝杠201靠近箱体100顶部的一端连接有旋钮204。应用中可通过旋钮204调节滑块202的位置，进而调节环形导轨300的垂直位置。

可以理解的是，丝杠201的顶部设有数字显示器，用于显示调节高度。

参照图1和图2所示，可以理解的是，连接件203为L型结构，连接件203的垂直部分通过螺栓连接固定在滑块202上，连接件203的水平部分的端部与环形导轨300连接。

可以理解的是，环形导轨300的中心与连接件203的垂直部分的距离等于环形导轨300的中心与箱体100的其余三个侧壁之间的距离，环形导轨300的尺寸满足常用探测器500中最大长度杆长的活动范围。

可以理解的是，垂直移动机构200的外表面设有防锈涂层，延长使用寿命。

可以理解的是，定位板103上，金属点的个数为3～4个。

可以理解的是，箱体100底部的外侧设有插槽。插槽和定位板103匹配。由此可实现所示定位板103的可拆卸设置。

参照图1和图2所示，可以理解的是，箱体100的底部设有多个支撑脚101，支撑脚101的高度能够调节，调节箱体100的水平，从而调节箱体100内水面水平。

参照图2所示，可以理解的是，箱体100的侧壁下端设有排水管102，箱体100的底部对应排水管102的安装位置设有凹位。凹位的设置使得水能够全部排出。排水管102上设有阀门，用于调节排水管102的通断和调节流量。

可以理解的是，箱体100为有机玻璃制成，箱体100的侧壁设有水位刻度线。

参照图1和图2所示，可以理解的是，箱体100的底部设有固定栓104，固定栓104呈L型，固定栓104一条边用于固定在箱体100的外壁上，固定栓104的另一边用于固定在治疗床上由此可防止剂量测量过程中，水箱发生位移，提升了剂量测量的精确度。

可以理解的是，水箱中，固定栓104的个数为2～4个，例如具体有2个。

本发明涉及一种剂量测量方法，剂量测量方法借助水箱进行。

由于剂量测量方法采用了上述实施例的水箱的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

可以理解的是，剂量测试方法包括以下步骤：

水平方向平面中心点定位：

a.将定位板103插入箱体100的底部外侧设置的插槽中，将水箱置于治疗床上，将定位栓插入治疗床上的两个立柱上，由此初步固定了水箱；

b.通过放疗机的水平方向的X射线成像，利用定位板103上的金属点成像确认中心点A，测量磁共振引导放射治疗机的等中心点O与点A的偏离距离，进而调整定位栓的位置，使点A与点O重合，实现水箱以及环形导轨300圆心的定位；

c.将探测器500固定在定位管405上，将定位管405限位环406一方贴合夹持结构的外沿，拧紧固定，实现探测器500在水平方向的有效测量点B1与环形导轨300圆心A重合；

d.通过X射线成像，确定探测器500的有效测量点B1与治疗机的等中心O重合；

e.通过移动夹持机构400，可以实现水平方向一周360°方向测量，而且不会改变水平方向的中心位置。

垂直方向中心点定位：

f.通过调节垂直移动结构和垂直方向的X射线成像，确认探测器500在垂直方向的有效测量点B2与等中心点O重合。

通过以上定位操作，可充分发挥水箱的优势，不仅能实现0～360度的范围内调节，且定位精准，剂量测量的结果具有较高的临床参考性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。