[一年级数学]陈炜《毕业论文》样本

1、精选文档上海医疗器械高等专科学校毕业设计（论文）数控摆位床传动机构的设计分析姓 名： 陈炜 系 部： 精密医疗器械系 专 业： 医疗器械制造与维修 班 级： 05医械一班 指导教师： 郑风 完成日期 2008年6月10日数控摆位床传动机构的设计分析摘 要论文，我主要了解学习数控摆位床主放疗中的应用。数控摆位床主要是在放疗中的使用，因为在放疗时，人体因呼吸等原因是身体的器官发生位移，使得癌细胞位置发生变化，从而产生误差，为了减少误差，数控摆位床相应的被研制出来，因而去了解和学习数控摆位床是我主要目的。数控摆位床的出现大大提高病人在接受放疗时，放疗的方便性和准确性，减少了杀死正常细胞可能，于是病人

2、治好的成功率也就高了。以下几章，是我通过短短几个月查找翻阅资料，所了解的一些关于数控摆位床与放疗等相关的信息。本文旨在了解数控摆位床的基本知识及其在医学中的运用，和数控摆位床的发展前景，希望与大家共同探讨还存在的问题。关键词：数控摆位床、放疗NC swing bed Transmission DevelopmentABSTRACTPapers, I understand the main learning NC-bed main place of radiotherapy.NC-bed is placed in the use of radiotherapy, because in radio

3、therapy, the human body is due to respiratory and other organs in the body of displacement, making changes in location of cancer cells, resulting in errors, in order to reduce errors, swing bed corresponding NC Have been developed, thus learning to understand and put NC-bed is my main objective.NC-b

4、ed facing the emergence of greatly improved in patients receiving radiotherapy, radiotherapy convenience and accuracy, reducing the potential to kill normal cells, so patients will heal the success rate high.The following chapter, I read through a few months to find information, understand some of N

5、C placed on the bed-and radiotherapy, and other relevant information. This paper aims to put NC-bed understand the basic knowledge in medicine and the use of bed and put NC on the development prospects of hope and we also discussed the existing problems.Key Words: NC positioning bed，Radiotherapy 目 录

6、摘 要2ABSTRACT3目 录4第一章 概述5第二章 放疗概念及其进展62.1何谓放疗62.2放疗的流程62.3三维适形放疗72.4调强放疗72.5 生物适形放射治疗8第三章 呼吸对放疗的影响93.1 呼吸的原理93.2呼吸运动导致器官移动进而影响放疗精度103.3呼吸控制系统在放疗中的应用10第四章 数控摆位床的基础及传动机构的研制124.1放疗摆位及体位固定体会124.2精确放射治疗中的体位固定问题124.3影响摆位准确的因素144.4 数控机床进给用滚珠丝杠的选择与计算方法144.5滚珠丝杆副的发展趋势17第五章 常用的放疗设备205.1 PET-CT205.2 伽马刀205.3 中子

7、刀225.4 诺力刀235.5 赛博刀25第六章 结论27谢辞28参考文献28附录29中英对照文献29第一章 概述肺癌的发病率死亡率正在迅速上升，这是一个世界性趋势，很多发达国家中肺癌占男性常见恶性肿瘤的第一位，占女性常见恶性肿瘤的第二三位。吸烟、被动吸烟、环境污染尤其是大气污染是促成这一严峻现实的罪魁祸首，却又都是一个长期得不到解决的老大难问题。另一流行病学趋势就是肺癌组织学类型在男女性别中的显著变化。鳞癌的发病度在男性中占的比例大幅度下降（导致肺腺癌的比例相应增加），腺癌的发病率在女性中继续增长。肺癌严重危害人民健康,威胁人民的生命，但是迄今为止肺癌的治疗效果十分令人不满。放疗就是放射治疗

8、，指用射线消除病灶.放射治疗作为治疗恶性肿瘤的一个重要手段，对于许多癌症可以产生较好效果。但是放疗会产生放射性皮炎、放射性食管炎以及食欲下降、恶心、呕吐、腹痛、腹泻或便秘等诸多毒副反应，利用中药与化疗进行配合治疗，不但可有效的消除这些毒副反应，而且还可以增加癌细胞的放射敏感性，帮助放射线彻底杀灭癌细胞。放疗是物理疗法。从19世纪末发现X线和镭以来，用放射性治疗恶性肿瘤已有极显著的发展。目前临床常用的放射治疗可分为体外和体内两种，前者应用X线治疗机、钴60治疗机或中子加速器进行治疗，后者则应用放射性核素进行治疗。 放射疗法是用X线，线、电子线等放射线照射在癌组织,由于放射线的生物学作用,能最大量

9、的杀伤癌组织,破坏癌组织,使其缩小。这种疗法,是利用放射线对癌细胞的致死效果的疗法,由于足够的放射剂量仅是对被照射部位有治疗效果,所以,是和外科手术疗法相同为局部疗法。由于进行放射疗法,癌又能治疗,症状又能改善,又能延长生命是最好的期望结果,不言而喻这也是作为放射疗法的适应症。细胞对放射线的敏感性,是在分裂期最高,在DNA合成期其敏感性最低,这是清楚的。放射疗法不那么损伤周围正常组织,仅是对异常增殖的癌肿给予大量的杀伤,使之缩小,同时机体又再次尽可能发挥最大的调节功能。近来,为了尽可能少影响到周围正常组织,采用了从多方向对病灶进行照射的方法;这种疗法分根治照射、姑息照射、以及和手术合并进行放射

10、疗法等。目前,除了采用高能X线、射线外,开始利用高能粒子线进行癌的放射疗法。今后可以期待这种方法在放射疗法法中起到更重要的作用。放疗时一定会出现误差，数控摆位床就是为了减少误差。大大提高了放疗的效率，进一步的为放疗做出贡献，为人类做出贡献。以下几章，是我通过短短1个月的收集资料，自己研究，和老师同学探讨，所了解的一些关于放疗设备与技术的相关信息。本文旨在了解放疗设备与技术的基本原理及其在医学中的运用，和放疗的发展前景，希望与大家共同探讨还存在的问题。第二章 放疗概念及其进展2.1何谓放疗放疗是利用辐射能对生物组织作用的生物效应作为临床治疗的手段的一种治疗方法。其特点是仅对治疗的局部起作用而且对

11、组织损伤没有选择性。这种治疗在恶性肿瘤治疗中占有非常重要的地位。70%以上的恶性肿瘤需要放射治疗;放疗与手术配合可提高手术切除率和治愈率; 放化疗配合可提高五年生存率。2.2放疗的流程(1)初诊流程医师会诊医师解释病情及说明治疗计划(2)放射线治疗流程 確定治疗计划后定位室（定出治疗位置並划上记号及照定位片及模具制作）电脑断层定位(为三度空間放射线治疗及强度调控放射治疗等必需)治疗计划设计及剂量計算治疗室以照野片确认位置执行治疗(3)化學药物注射治疗流程确定治疗计划后2.3三维适形放疗立体适形放疗（3DCRT），又称为三维适形放疗，即能够使放疗的高剂量区的剂量分布在三维方向上与耙区的实际形状相

12、一致。3DCRT的主要形式为多个固定照射野（共面或非共面）。用计算机控制放疗机来进行照射。这类照射必须使用计算机控制的直线加速器，并用多页光栅（MLC）来形成各种不同形状的照射野。这个照射系统包含4台计算机：主计算机，立体放疗计划设计系统（TPS）；控制MLC和加速器的计算机：记录和验证计算机。这4台计算机形成一个网络，有双向联系，信息互相反馈，指挥着整个系统。整个放疗过程全部在计算机控制之下完成。 3DCRT已用于前列腺癌、肺癌、肝癌、中枢神经系统肿瘤和头颈部肿瘤的放疗。大量临床研究表明3DCRT的疗效显著优于常规放疗技术。 3DCRT技术能完成较好的适形放疗，然而在下述两种复杂情况下，3D

13、CRT不能达到既照射肿瘤又保护正常组织的目标。第一，当需照射的肿瘤周围存在许多关键脏器或正常组织，或正常组织和肿瘤相互交错。第二，有一些特殊的病例子，如肿瘤组织包绕关键脏器。因此，放射耙区的形状呈现“中空”或向内凹陷，呈“马蹄”状。3DCRT无法形成这类特殊的照射耙区形状。随着计算机的发展和放疗设备的改进，产生了更先进的放疗技术?调强适形放疗（IMRT）。同3DCRT相比，IMRT所产生的大剂量区更接近肿瘤的立体形态，对正常组织的照射更小。何谓IMRT呢？IMRT是指通过改变耙区内的射线强度，使耙区内的任何一点都能达到理想的剂量。计算方法必须通过逆向计算，即先决定出照射耙区和周围正常组织的计量

14、分布，然后依据CT或MRT等资料反推出决定治疗的各种参数，而后在立体空间上实施不均匀照射，从而达到理想的剂量学分布。 2.4调强放疗(Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT) 调强放疗是三维适形调强放疗的简称，属于精确放疗的范畴。 IMRT与常规放疗相比有很多优势：(1) 精确的定位(如CT或MRI_ Magnetic resonance imaging 核磁共振成像)和体位固定技术(如体膜和负压袋固定)，大大提高了定位和照射精度；(2) 精确的治疗计划，即逆向计算，从而实现了治疗的自动优化；(3)精确照射，即能够优化配置射野内各线束的权重，使靶区

15、的形状和高剂量区分布的形状在三维方向上与靶区的实际形状相一致，因此其剂量分布的适形程度更高，从而可较大幅度地增加肿瘤剂量和(或)减少正常组织的受量；(4)可在一个计划中同时实现大野照射及小野的追加剂量照射(Simultaneously Integrated Boosting，SIB)，使不同靶区可以获得相应所需要的剂量，同时缩短了治疗时间，具有重要的放射生物学意义。IMRT可达到“四最”的特点，即靶区接受的剂量最大、靶区周围正常组织受量最小、靶区的定位和照射最准以及靶区内的剂量分布最均匀。其临床结果可明显增加肿瘤的局部控制率，并减少正常组织的损伤。2.5 生物适形放射治疗（Biological

16、ly conformal radiation therapy）研究表明，在靶体积内，癌细胞的分布是不均匀的，由于血运和细胞异质性的不同，不同的癌细胞核团其放射敏感性存在相当大的差异，而如果给整个靶体积以均匀剂量照射，势必有部分癌细胞因剂量不足而存活下来，成为复发和转移的根源。如果整个靶区剂量过高，会导致周围敏感组织发生严重损伤。另外，靶区内和周围正常组织结构的剂量反应和耐受性不同，即使是同一结构，其亚结构的耐受性也可能不同，势必对放疗方案的制定产生影响。以上这些，只有通过更先进的影像学和生物学技术的紧密结合，才能达到真正意义上的精确治疗。 近年来，以正电子发射断层(PET)、单光子发射断层(S

17、PECT)、核磁波谱(MRS)为代表的功能性影像技术有了长足的发展。MRS、PET、SPECT等影像可反映器官组织功能的特点，属功能影像的范畴；而X线、CT等以密度改变为主要基础，主要反映形态解剖结构变化，属解剖影像范畴。两种图像的融合应用于放射治疗计划系统中，确定生物学靶区，指导多维放射治疗。 第三章 呼吸对放疗的影响3.1 呼吸的原理 吸气时膈肌带动膈往下运动,肋间肌带动肋骨往外运动，使胸腔的体积扩大,同等质量的气体,体积增大则压力变小所以肺中的气压变小,则人体周围环境中的空气因为压力差的作用而进入肺中呼气时则相反,胸腔体积变小,气压大,空气从肺往外走。如果说的是呼吸作用则是人体利用氧气氧

18、体内的有机物质,产生能量,供给生命活动3.2呼吸运动导致器官移动进而影响放疗精度在器官运动方面，呼吸运动的研究最为深入。Shimizu等报道呼吸运动引起的肿瘤动度平均为6.4mm，Ekberg等报道呼吸运动加上摆位误差，靶区动度在不同方向上分别为7.510.3mm。作为体内运动幅度最大的器官，肺的运动影响到肺、纵隔、胸膜、肝和上腹部肿瘤。呼吸运动的控制主要有以下两种形式：限制病人(Gating Patients)，即利用呼吸控制技术(如Active Breath Control，ABC)，与现代加速器配备，使患者自计划到治疗实施中呼吸运动达到一致性；限制机器(Gating Machine)，即

19、设置一个呼吸探测器监测呼吸当呼吸动度超出限定范围时，照射自动停止。Shimizu等报道通过呼吸门控的方法，可以使肿瘤在各个方向上的运动减少到5.3mm以下。Hanley等应用深吸气末呼吸控制系统使肿瘤在各个方向上的运动从1020mm减少到25mm。Vende等报道在胸部放疗中利用EPID实时矫正摆位误差，尽管延长了治疗时间(65)，但减少了61的治疗误差。Yan等在前瞻性研究中证实适应性照射可有效地应用于常规放疗中，大大提高治疗的精确性。3.3呼吸控制系统在放疗中的应用ABC主动呼吸控制系统在左侧乳腺癌保乳术后放疗中的应用邱健健复旦大学附属肿瘤医院摘要 目的：探讨ABC(Active Brea

20、thing Coordinator)呼吸控制系统在乳腺癌保乳术后放疗中应用时，对心脏和肺的保护作用和控制呼吸时的体位误差。自主呼吸控制在乳腺癌术后放疗中的应用研究姚春萍 等山东省肿瘤医院放疗科 摘要 目的：探讨自主呼吸控制(ABC)技术在乳腺癌术后放疗中的意义PET用于勾画生物靶区的呼吸运动体模研究陈少卿 ，于金明 等天津医科大学 山东省肿瘤医院放疗科、物理室目的： 测量不同运动频率和不同运动幅度下，用PET影像勾画GTV（Gross Tumor Volume）的大小，探讨不同运动状态对PET影像中病灶体积的影响。方法： 使用自行研制的二维运动平台系统及体模，模拟不同频率及幅度的呼吸运动，在不

21、同运动状态下对体模进行PETCT扫描，利用PET 图像勾画GTV 并计算其大小。呼吸门控技术分为被动呼吸门控和呼吸引导自控两种。被动呼吸门控技术通过控制患者某一时段的呼吸来进行照射，如美国纽约Slaon-Kettering纪念癌症中心开展的深吸气屏气技术等。该技术要求患者的配合和治疗前做适当呼吸训练，同时要求患者能承受适当长时间的屏气动作。呼吸引导门控技术不要求患者屏气，检测的患者呼吸脉冲，实时地触发和引导治疗机的出束照射，或控制治疗床的运动，跟随肿瘤(靶区)的移动。第四章 数控摆位床的基础及传动机构的研制4.1放疗摆位及体位固定体会放疗摆位及体位固定是放疗计划与执行过程中极其重要的一个环节，

22、我们总结了放疗摆位及体位固定的要点与方法，与大家一起探讨。 1不用固定装置的摆位如何在分割放疗中正确地重复医嘱既定照射体位和照射野，我们在实际工作中一般采用照像法来核对照射野。具体的方法是：每次照射近结束时，留适当剂量摄取照射野及周围正常结构的影像，这可通过X光片曝光获得，第1次曝光得到照射野形状，第2次曝光前开大照射野，使照射野周围结构投影于X光片，我们将这种X片称为照射野校对片。将校对片与定位片相比较，以确定实际照射野和既定照射野之差距，从而判断摆位是否正确或患者在照射中体位是否移动。 2提高照射体位准确性的具体方法（1） 减少误差，提高放疗摆位准确性。加速器、钴60、模拟定位机等机器精度

23、越高，对技术员摆位要求越高。使用模拟定位机所画照射野的摆位要优于按体表标志所画照射野的摆位；简单的摆位技术要优于复杂的摆位技术；全颈切线摆位时，体质好的患者的摆位要优于年老体弱患者的摆位。（2） 采用同中心照射技术时，要求对皮肤上的照射野中心标记点对得准，因为这是以肿瘤为中心照射，一定要对好距离，把源轴距对在肿瘤上，升床要正确，先对距离后给角度，使患者处于最不易移动的照射体位，如仰卧，并用激光灯标记定位。此方法患者体位简单、舒适、容易固定，每次照射重复性好，方便准确。（3）使用固定照射体位装置，限制患者在照射时不自觉的体位移动。头颈部照射时常用口咬合器或面罩，胸腹部照射常用腹带固定。有些情况下

24、，塑料胶带也是体位固定的一种好材料。 3照射体位和照射野不准的危害在放疗摆位中，随机误差会导致剂量分布的变化，一般而言，肿瘤的局控率和照射剂量成正比，照射体位和照射野不准可造成肿瘤量降低，从而导致周围正常组织受损，虽然只有约10剂量的差别(67Gy)，但对肿瘤局部控制率和关键脏器并发症发生率都有重要影响。如食管癌在采用等中心三野照法时，要求对皮肤上的照射野中心标记点对得准，升床的距离更应精确，不论是左右或是高低，相差1cm，食管病变就偏斜到照射野的边缘，如相差1.5cm，有可能照射野遗漏掉部分病变，造成癌瘤放疗后的局部复发。以皮源距照射法照射后背二个斜角野时，要求患者俯卧要平，否则使病变偏斜到

25、照射野的边缘。如按医嘱要求机器转角度，光野宽于皮肤野时，应该缩小光野的宽度，使之同皮肤野一致。如果不一致，至少要使光野的内界符合皮肤野内界，可以超出外界，千万别使光野的内界超出皮肤野的内界，否则容易发生放射性脊髓炎，造成患者的终身残疾或死亡。总之，在进行放射治疗时，必须利用一切可能的条件来提高肿瘤区域的照射剂量，只要摆位正确，重复性好，就能减少周围正常组织或器官的照射量，避免引起严重的后遗症。4.2精确放射治疗中的体位固定问题1体位固定的要求在精确放射治疗(包括三维适形放射治疗和调强适形放射治疗)中，要求病人的体位始终保持一致，也就是说，从开始做摆位辅助装置CT模拟定位治疗验证摆位治疗治疗结束

26、的整个过程中，病人的体位都保持一致。2常用的摆位辅助装置不管是进口的还是国产的，摆位辅助装置的结构和原理都是一样的，它们都由一块固定底板和与其相匹配的真空垫或固定膜组成，真空垫和固定膜都可以按人体不同部位的形状而成形固定。目前常用的摆位辅助装置有：(1)治疗定位床和真空垫固定器；(2)头部固定架和膜状头部固定器（以下简称头膜）；(3)头颈肩固定架和膜状固定器；(4)体部固定板和膜状固定器（有机玻璃板）；(5)头颈肩及胸部固定板和膜状固定器（碳纤维板）；(6)腹部固定板和膜状固定器（碳纤维板）。颈胸腹部的固定器简称体膜。3 体位固定中存在的问题和解决办法3.1 由固定器的质量引发的问题3.1.1

27、 真空垫漏气造成摆位辅助装置变软 明显漏气的真空垫当然是不能用，而有的是开始照射时不漏气，放疗中途发生的细小漏气，使真空垫变软。笔者的办法是：平时将真空垫中的气体抽空，使真空垫保持坚硬状态下保管。在做摆位辅助装置前能选定一个不漏气的真空垫。在做摆位辅助装置时，必需在激光定位装置下进行，在病人的体位摆好后，先在病人的体表做好前左右三个定位标记点，并画好十字标记，然后再抽气固定。照射中途，一旦发生漏气，如果漏气大，则必需按病人体表的激光标记重做摆位辅助装置；如果漏气小，仅仅是摆位辅助装置稍变软，可以在加速器上摆好位后抽气，使摆位辅助装置变硬，并根据需要，每隔13天抽气1次，直到放疗结束。3.1.2

28、 固定膜收缩造成头膜或体膜太紧 由于做摆位辅助装置的摸室和模拟定位室以及加速器室之间的温度可能有差异，特别是寒冬和酷暑，往往会造成固定膜收缩，导致头体膜太紧，使病人无法耐受。解决的办法：一是调节三者的室内温度尽量保持一致；二是做头体膜时，成型的时间尽量长一点，以减少固定膜的收缩；三是在病人体表的突出的骨性部位垫一层纱布。3.1.3 固定膜太薄 有的固定膜太薄，做成的头膜或体膜太软，固定效果太差。必需请供应商调换较厚的固定膜，切勿贪图便宜而马虎行事。3.2 人体与摆位辅助装置的固定问题 每次治疗时，技术员在摆位过程中，病人的人体与摆位辅助装置之间的固定问题非常重要。用美国拓能公司生产的定位治疗床

29、治疗时，在病人体表的骨性标志部位设三个坐标点，摆位时用坐标尺标定三个坐标点，可以使病人的人体与摆位辅助装置固定在同一位置。在用头膜固定头部照射时，移位一般不明显，很少超过3mm。但用体膜时，发现病人的人体与摆位辅助装置之间常常出现移位问题。其移位距离往往超过5mm。在固定膜上下两端病人体表用画野水做好标记，由于病人睡到固定板上时没有确切标记而难以达到固定目的。有的单位在病人体表做好三个坐标点，在固定膜的网孔上做好标记，也由于同样的原因或皮肤牵拉而产生移位。国内白彦灵等去年报道了相关移位问题，其解决办法是在定位阶段，在前胸沿矢状激光灯线标记一条长线（约20cm），在患者腰部两侧标记激光灯线，记录

30、底板两侧相应的标尺刻度，作为重复摆位的标记1。笔者采取的办法与此相似，在体膜做好后，作CT定位时，于扫描前先用激光定位，在病人体表画好左中右三个“十”字标记，并记录定位板上两侧的刻度数据，然后再套上固定膜作定位扫描。以后每次摆位时，先将底板固定到加速器床板上，调整床板使两侧激光线对好固定板上两侧的刻度，然后让病人躺到固定板上，调整病人体位，使激光线与病人体表的三个“十”标记保持一致后，再套上体膜对准治疗中心。3.3 病人因素导致的固定问题 (1)精确放射治疗过程中，除了X-刀或-刀治疗以外，疗程一般说来需要56周以上。在治疗过程中，许多病人的体质和身体状况会发生某些变化，导致人体与摆位辅助装置

31、不配。有些病人体质明显好转，体重增加，体形发胖；由于皮下脂肪增厚，而导致头体膜过紧，甚至会使固定膜套不上。相反，有些病人的体质会有所下降，体重减轻，体形变瘦而导致头体膜太松，造成固定效果不好。为此，对实施精确放疗的病人进行了预先告知，嘱咐其要注意营养调节，不宜进补太多太快。食欲不振时要及时给于静脉补充营养，并及时处理放疗反应，尽量使病人的体重变化不要太大。(2)由于各个病人的耐受性不同，有些病人不能耐受长时间的强迫体位，在照射过程中不由自主地发生挣扎活动。为此，要求所有的摆位辅助装置，都要配有将摆位辅助装置固定到加速器床板上的配件，对疼痛病人，在放疗前给予注射止痛剂。4.3影响摆位准确的因素影

32、响摆位准确的因素，主要有如下几个方面：（1）人体表、体模、制模板、面罩等处，所画野的十字中心线，野边界线或其它标志线所画的线过粗。（2）模拟定位中，有时使用铅丝的投影作照射野一侧边界时，铅丝过粗。（3）激光定位灯的激光束宽窄不同。（4）小面罩底座固定螺丝，因松紧不同而造成面罩上、下活动，可活动范围大约在08mm之间。（5）在适形铅模制作过程中，塑料泡沫质量差、切割时所模野的边缘不整齐和边界不准确;切割时，使用的电炉丝时间较长，电炉丝弯曲变形;使用手工切割机时，操作技师不熟练;粘贴铅模时，因模板所画线过粗，而影响制模的准确性。（6）病人双手抱头或单手上举、因松紧程度不同，皮肤牵拉引起照射野的十字

33、中心线、野边界线或其它标志线上下、前后的改变，范围约05mm之间。（7）病人因呼吸运动而引起胸及上腹部照射野的十字中心点、野边界线或其它标志线的上下移动，其移动范围大约在05mm之间。（8）全颈切线野摆位时，肩部垫棉枕或楔形枕，头后仰，使照射野上缘线垂直于床面，病人不自主的或难以坚持，使下颌内收，而引起照射野上界的改变。尽量减少误差，是提高放疗摆位准确性的重要手段。加速器、钴60、模拟定位机等机器精度越高，对技术员摆位要求越高，摆位的准确性使用模拟定位机所画野的摆位要优于按体表标志所画野的摆位，简单的摆位技术要优于复杂的摆位技术，全颈切线摆位时，体质好的病人的摆位要优于年老体弱病人的摆位。尽量

34、使用激光束较窄的激光定位灯，照射野、十字中心线、野边界线或其它标志线画线要细，尽量在1mm以内，尽量避免使用粗铅丝的投影来确定照射野边界线，在放射治疗前除验证机器各项指标、治疗床、激光灯外，还要紧固小面罩等摆位固定装置的固定螺丝。摆位时各项要求，应与模拟定位时保持完全一致。在适形模制作过程中，最好使用电脑制模，质量较好的塑料泡沫，并及时换电炉丝。有条件者可采用呼吸门控系统，避免因呼吸运动而引起的误差。摆位时，尽量采用体位固定装置。4.4 数控机床进给用滚珠丝杠的选择与计算方法1、滚珠丝杠副的结构类型、编号方法2、滚珠丝杠副的精度2.1精度等级根据使用范围及要求将滚珠丝杠副分为定位滚珠丝杠幅(P

35、)传动滚珠丝杠副(T)，精度分为七个等级，即1、2、3、4、5、6、7、10级，1级精度最高，依次降低。 2.2行程偏差和行程变动量 根据滚珠丝杠副类型按下表检验 3、进给滚珠丝杠副传动系统的刚度计算已知数据为：La=1800mm，双推支承端轴承为背靠背布置的自动调心滚珠轴承，钢珠直径5.556mm，钢珠个数Z=15，接触角=30，轴承预紧力Fao=3kN；滚珠丝杠型号为BNFN36122.5GO，滚珠中心圆直径dp=37.5mm，滚珠直径为7.144mm，基本动额定载荷Ca=27.2kN，预紧力Fao=0.1Ca，要求计算其系统传动刚度。计算步骤如下： （1）丝杠轴向刚度计算 （2）计算螺母

36、刚度按已知条件，从产品样本尺寸表中查得K1=750N/m，KN=0.8K1=0.8750=600N/m。 （3）计算支承轴承刚度支承轴承为自动调心滚珠轴承且预紧，因此 （4）螺母支架及轴承座刚度KH螺母支架刚度已在前面计算螺母刚度以系数0.8计入，在此不予考虑。设轴承座刚度非常大，即1/Kh0，于是，该系统滚珠丝杠副的轴向刚度K1可通过以下计算求得为 （5）丝杠扭转刚度由滚珠丝杠型号可知其导程t=12mm，从产品样本尺寸表中查得丝杠螺纹小径d=30.1mm，代入公式计算得 （6）计算系统传动刚度由公式 得K=60（N/m） (end)4.5滚珠丝杆副的发展趋势1 滚珠丝杠副的种类 由于滚珠丝杠

37、副的使用不断普及，使用领域不断扩大，对滚珠丝杠副的要求也越来越多，普通规格的滚珠丝杠副已远远满足不了使用要求，如航天航空领域、小型精密测试装置、电子仪器以及半导体装置等基本上都需要公称直径d012mm，导程Ph=0.52.5 mm的微型滚珠丝杠副。日本NSK公司已开发出公称直径d0=4mm，导程Ph=0.5mm的世界最小导程微型滚珠丝杠副。半导体插件装置、小型机器人等需要微型大导程滚珠丝杠副，以满足高速驱动要求。 随着机械产品向高速、高效、自动化方向发展，工业机器人、数控锻压机械、加工中心以及机电一体化自动机械等，其进给驱动速度不断提高，大导程滚珠丝杠副的出现，满足了高速化的要求。日本NSK公

38、司已开发出公称直径导程为：15mm40mm、16mm50mm、20mm60mm、25mm80mm超大导程滚珠丝杠副，快速进给速度达180m/min。 滚珠丝杠副按照常规分类如图1。 图1 滚珠丝杠副分类现国内外文献上对滚珠丝杠副还没有统一的分类，但各国一般是按以下原则进行分类的，普通滚珠丝杠副一般指公称直径d0=16100mm，导程Ph=420mm，螺旋升角9。 微型滚珠丝杠副指公称直径d012mm的滚珠丝杠副。对于导程Ph3mm的滚珠丝杠副称为微型小导程滚珠丝杠副，螺旋升角9的滚珠丝杠副称为微型大导程滚珠丝杠副。 大导程滚珠丝杠副指公称直径d016mm，螺旋升角179或导程d0Phd0的滚珠

39、丝杠副，对于螺旋升角17称为超大导程滚珠丝杠副。 重型滚珠丝杠副指公称直径d0125mm的滚珠丝杠副。 2 滚珠丝杠副结构 滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。这两种结构也是最常用的结构。这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有(图2，附表)：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。 图2 滚珠丝杠副主要结构内循环结构反向器的形状有多种多样，但是，常用的外形就是圆形和椭圆形。由于圆形滚珠反向通道较短，因此，在流畅性上不如椭圆形

40、结构。现在，最好的反向器结构为椭圆形内通道结构，由于滚珠反向不通过丝杠齿顶，类似外循环结构，因此，消除了丝杠齿顶倒角误差给滚珠反向带来的影响。但由于制造工艺较复杂，影响了这种结构的推广。 附表 滚珠丝杠副结构特点比较 种类 特点 循环圈数 螺母尺寸 圈数 列数 内循环结构 通过反向器组成滚珠循环回路，每一个反向器组成1圈滚珠链。因此承载小。适应于微型滚珠丝杠副与普通滚珠丝杠副。 1 2列以上 小 外循环结构 通过插管组成滚珠循环回路，每一个插管至少1.5圈滚珠链，因此，承载大。适应于小导程、一般导程、大导程与重型滚珠丝杠副。 1.5以上 1列以上 大 端盖结构 通过螺母两端的端盖组成滚珠循环回

41、路，每个回路至少1圈滚珠链，承载大。适应于多头大导程、超大导程滚珠丝杠副。 1以上 2列以上 小 盖板结构 通过盖板组成滚珠循环回路，每个螺母一个盖板，每个盖板组成至少1.5圈滚珠链。适应于微型滚珠丝杠副。 1.5以上 1 中3 滚珠丝杠副精度 过去，为了获得高的定位精度，主要通过提高滚珠丝杠副本身的精度来实现，因此，对滚珠丝杠的导程累积误差要求很高，给滚珠丝杠副的制造带来困难，使滚珠丝杠副的生产成本加大。特别是高精度滚珠丝杠副，只有通过数控螺纹磨床或激光反馈螺纹磨床加工才能达到。随着科学技术的不断发展，人们掌握了数控补偿技术，因而，不需要很高精度的滚珠丝杠副，也能获得高的定位精度。为了适应数

42、控补偿技术的要求，国际标准ISO3408-3-1992以及部颁标准JB3162.2-92都对滚珠丝杠副的行程变动量作了要求，如有效行程内行程变动量、任意300mm行程内行程变动量、2弧度内行程变动量。其目的就是要控制滚珠丝杠副行程误差的直线性，也即滚珠丝杠副行程误差线性化。为数控误差补偿创造条件。 4 滚珠丝杠副性能 随着科学技术的不断发展，人们对滚珠丝杠副的要求也越来越高，为了使机械产品能实现高的定位精度且能平稳运行，这就要求滚珠丝杠副不但有高的精度，而且运转平稳，无阻滞现象。滚珠丝杠副运转是否平稳，主要取决于滚珠丝杠副预紧转矩的变动量，不同转速下滚珠丝杠副的滚珠链运动的流畅性不同，因此，滚

43、珠丝杠副的预紧转矩也不相同。国际标准ISO340831992以及部颁标准JB3162.292规定了在转速为100r/min时，滚珠丝杠副预紧转矩的允差。 由于存在加工误差，如：滚珠丝杠中径尺寸全长不一致，丝杠、螺母的导程误差，丝杠与螺母的滚道齿形误差以及螺纹滚道的粗糙度等，使滚珠丝杠副的动态预紧转矩在丝杠螺纹全长上是不恒定的，这直接影响驱动系统的平稳性，因而也影响滚珠丝杠副的定位精度。因此，滚珠丝杠副预紧转矩变动量的大小是反映滚珠丝杠副性能好坏的重要指标。 滚珠丝杠副在高速驱动时主要存在的问题是：噪声、温升、精度。滚珠丝杠副噪声产生的原因主要有：滚珠在循环回路中的流畅性、滚珠之间的碰撞、滚道的

44、粗糙度、丝杠的弯曲等。滚珠丝杠副的温升主要是由滚珠与丝杠、螺母、反向器之间的摩擦及滚珠之间的摩擦产生的。要解决上述问题首先应从滚珠丝杠副的结构设计开始，对存在的问题采取措施；另一方面，从工艺上解决，通过合理的工艺流程，提高产品的内在质量；选取适当的滚珠丝杠副预紧转矩；减小滚珠丝杠副的预紧转矩的变动量，使滚珠丝杠副适应高速驱动的要求。第五章 常用的放疗设备5.1 PET-CT PET-CT:PET-CT原理与特点 PET-CT（Positron Emission Tomography）中文名称为正电子发射计算机断层显像。其原理是将微量的正电子核素显像剂注入人体，用扫描仪探测其体内分布，通过计算机

45、断层以解剖图像方式、从分子水平显示机体及病变组织的功能、代谢、血流、细胞增殖等的技术，可为临床提供更多生理和病理方面的诊断信息。PET-CT在肿瘤方面的应用 从功能代谢方面判断肿瘤的良恶性；明确各种恶性肿瘤的分期、分级；肿瘤各种治疗后的疗效评估，评价预后；早期判断恶性肿瘤复发，再分期；转移性肿瘤寻找原发病灶；精确的术前定位与生物靶区放疗计划；指导肿瘤穿刺活检。PET-CT在脑神经方面的应用 癫痫灶准确定位为外科手术或伽玛刀治疗提供依据；脑肿瘤分级、边界确定、治疗后放射性坏死与复发鉴别；指导治疗早老性痴呆、帕金森病、抑郁症等脑功能性疾病；探测其它常规影像方法无b法观察的脑血流、代谢异常。PET-

46、CT在心脏学方面的应用 冠心病早期诊断，心肌缺血部位、范围、程度以及疗效的判断；心肌梗塞后心肌的存活的评价，对介入治疗、冠状动脉搭桥手术有重要的指导作用；冠心殶手术后疗效的观察和预后的判断。PET-CT在健康体检方面的应用 PET-CT对许多疾病具有早期发现、早期诊断的价值，一次成像便于发现全身是否存在危险的微小病灶，可使受检者得到早期治疗而争取达到治愈；PET-CT体检主要针对40岁以上的成年人及有肿瘤家庭史的高危人群。建议1-2年做一次PET-CT检查。5.2 伽马刀 伽马刀：最新一代尊瑞伽玛刀，是当今世界上最先进、自动化程度最高的智能型伽玛刀。伽玛刀以其优良的品质、可靠的性能和三十多年临

47、床实践的肯定效果，被世界医疗学术界公认为“放射外科的金标准”。 智能型尊瑞伽玛刀的特点 世界最新一代伽玛刀，治疗高度智能化、自动化； 伽玛射线动态几何聚焦，聚焦精度0.1mm； 高精度Leksell立体定位头架可与各种影像定位如CT、MRI、DSA、PET等适配和兼容； 四种大小不同、颜色标识分明的准直器头盔可根据治疗需要自动更换，每个准直器头盔均可根据治疗需要而任意阻塞射线通道以保护重要神经结构或满足治疗不同形状病灶的需要； 三维治疗计划系统可与各种影像诊断设备联网，直接获取三维数字定位影像，可进行各种图像和组织结构的三维重建和任意剖面显示，可进行各种图像的融合，可进行正向或逆向治疗计划设计

48、，自动设置靶点，自动优化治疗计划； 智能化治疗控制系统对治疗过程实施全自动控制，并和治疗计划系统联网实时进行双向对比校验； 独创的治疗自动定位系统可自动调整靶点坐标，自动三维定位并可模拟治疗，提高治疗可靠性和精度，减少治疗时间，避免人工误差； 设置靶点的数量不受设备和工作量的限制，可进行超多靶点设置以提高靶区适形度，更好的保护正常组织； 各种安全联锁和应急装置确保治疗的安全性和可靠性。伽玛刀的适应证很宽，除功能性疾患外，颅内绝大多数良、恶性肿瘤均可用伽玛刀治疗，决定治疗效果的关键是病灶的大小(体积)和部位。有些学者认为直径3cm或4cm的病灶适于用伽玛刀，这些数据并不适用于所有病例。特殊部位，

49、如脑干内的胶质瘤AOVM直径1.5cm、视交叉胶质瘤(即使再小)、已经压迫视交叉的垂体瘤或颅咽管瘤(即使直径3cm)均不能用伽玛刀治疗。一般部位的病灶直径越小疗效越好，因直径越小需要的放射总量越少，坏死水肿反应越轻；而直径越大所需要的放射总量越大，坏死水肿反应越重。无论病灶多大，只要能被有效等剂量线(边缘剂量线)包裹，包围圈内的良、恶性组织均会被杀灭而坏死，这种坏死以治疗后36个月最明显，然后坏死组织及其水肿液被血循环吸收，病灶萎缩变小乃至消失。在坏死水肿反应期，只要不引起或通过脱水、激素疗法避免了颞叶钩回疝或枕骨大孔疝，伽玛刀均可取得成功。由此可见，伽玛刀的并发症主要为坏死水肿期引起的脑疝症

50、状，主要禁忌证是脑干内1.5cm的病灶及压迫视交叉或视神经的病灶。其适应证如下：(1)动静脉畸形(包括隐性者)：是首选适应证，血管巢为治疗的靶灶，3cm者2年内闭锁率达92%95%以上。(2)转移瘤：是第二位适应证，5个以下者有效率达92%100%。(3)各种良性肿瘤：如听神经瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤、三叉神经瘤、松果体瘤、脊索瘤、垂体瘤等，有效率达90%96%。其中垂体瘤压迫视交叉者应先手术切除上半部以保存视力，余部做伽玛刀治疗，未压迫视交叉者可直接做伽玛刀治疗。颅咽管瘤压迫视交叉者应先手术切除下部，余者再做伽玛刀治疗，未压迫者可直接做伽玛刀治疗。直径4cm的脑膜瘤、听神经瘤等，应先动员病人手术

51、切除一部分，余者做伽玛刀治疗或分两次做伽玛刀治疗，以避免坏死水肿期出现脑疝的危险。(4)胶质瘤等恶性肿瘤：直径4cm的级胶质瘤可先做伽玛刀治疗，再配合常规放疗，有效率达75%90%，其中3cm者应先行手术切除，残余部分再做伽玛刀治疗，可提高疗效。 (5)功能性疾病：顽固性疼痛、三叉神经痛、强迫焦虑症的有效率达85%以上，但因治疗费用较高，国内难以推广。帕金森氏病的总有效率为75%，以早期单侧病变明显者疗效较好，国内治疗的病例数较多。原发性癫痫必须先做正电子发射断层扫描(PEI)，找出放电源，才能用伽玛刀毁损放电传导通路，阻止癫痫发作 。5.3 中子刀 中子刀：治疗原理： 中子刀是锎252中子源

52、自动遥控式后装治疗系统。它是一种融多门类学科为一体，以治疗人体腔道内肿瘤为主的大型现代化高科技放射治疗设备。锎252发出的中子射线能有效克服伽玛射线和X射线对恶性肿瘤内乏氧细胞不敏感的缺陷，其生物效应比深部X线、钴-60、加速器等普通射线强2至8倍，照射后没有或很少有亚致死性损伤修复，也没有潜在致死性损伤修复，复发率低。具有强大的直接杀死肿瘤细胞的作用，因而放射敏感性较差的肿瘤以及中晚期及复发的肿瘤经治疗后仍能取得比常规治疗更好的疗效。其利用锎252中子源作为治疗放射源，通过远距离遥控手段，自动将中子源经特制的施源器准确的引导并送达肿瘤部位，按照治疗计划系统预先所精确规划的治疗方案，对肿瘤组织

53、局部实施大剂量照射，达到最大程度的杀灭肿瘤组织和保护正常组织的目的。锎中子治疗的特点：1、治疗率高、复发率低 锎252发出的中子射线是唯一能近距离治疗的高LET射线，其相对生物效应（RBE）高，对肿瘤细胞的杀伤作用强，照射后肿瘤细胞没有或很少有亚致死损伤修复，也没有潜在致死损伤修复，因而放射敏感性较差的肿瘤以及中晚期及复发的肿瘤经治疗后仍能取得较好的疗效。中子射线氧增效比（OER）低；对肿瘤细胞内氧的依赖性少，能有效克服其他射线对恶性肿瘤内乏痒细胞放射不敏感的缺陷，有更强的杀癌能力。处于不同细胞周期的癌细胞对中子的放射敏感性差别小，因此各期肿瘤细胞对中子射线都敏感。治疗效果提高，复发率降低。2

54、、治疗安全、无创伤、无痛苦 中子刀治疗不用开刀、不出血、不用全身麻醉，整个治疗过程中患者完全清醒，治疗安全，痛苦少，对病人健康影响小，年龄大、身体弱或不能承受手术的患者均可耐受中子刀治疗。治疗过程由计算机控制、整个治疗过程自动化、程序化，同步摄像及双向对讲监控并有各种安全联锁，确保治疗准确、可靠、安全。3、治疗时间短、副反应轻、并发症少 中子刀治疗每次只需30分钟至1小时，治疗采用内照射方式，中子源通过人体自然腔道或管道到达病灶，紧贴病灶直接照射肿瘤组织，向外穿透距离有限，对肿瘤外部的健康组织损伤极小；内照射放射治疗不存在外照射那样射线穿过路径上的健康组织损伤，因而治疗后副反应轻、并发症少。

55、中子刀治疗适应证： 1、宫颈癌、子宫内膜癌、阴道及宫颈黑色素瘤、子宫肉瘤、阴道癌； 2、食管癌、直肠癌、肛管癌； 3、口腔涎腺肿瘤、鼻咽癌、口腔癌、喉癌、扁桃体癌； 4、其它肿瘤如：皮肤癌、软组织肿瘤、黑色素瘤等。中子刀治疗过程： 1.疾病确诊（病理学诊断）并合理选择治疗适应症，术前准备； 2.将特制施源器置人体自然腔道或管道内（如阴道、子宫腔、食道、直肠等， 此操作过程类似于做内窥镜检查）； 3.用模拟定位机进行定位并将定位图像经网络传达输至 治疗设计系统计算机； 4.设计和优化的治疗方案通过网络传输给治疗控制系统计算机； 5.将留置于病人体内的施源器与治疗机准确对接，启动治疗； 6.治疗结束，拔除施源器，局部清洁消毒后回家或回病房。5.4 诺力刀 诺力刀：基本原理：诺力刀为三维适形调强放射治疗系统。其原理是利用无创伤立体定位技术将人体内病变组织精确定位，利用高能医用直线加速器所产生的光子束和电子束，通过自动控制射线出束形状(通称“适形”)和调节射线强度分布(通称“调强”)，对人体内的病变组织进行高精度聚焦式照射，使肿瘤细胞内的水分子电