一種多葉光柵裝置及葉片驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射治療領(lǐng)域，尤其涉及一種多葉光柵裝置及多葉光柵裝置的葉片驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]腫瘤治療中經(jīng)常使用的醫(yī)療設(shè)備為放療設(shè)備，利用放療設(shè)備發(fā)出的射線殺死腫瘤細(xì)胞。放療設(shè)備通常包括用于對(duì)放射源發(fā)出的放射線進(jìn)行適形調(diào)整的多葉光柵裝置(Mult1-leaf collimator,簡(jiǎn)稱 MLC)。
[0003]多葉光柵裝置通常包括相對(duì)放置的多對(duì)葉片、驅(qū)動(dòng)所述葉片運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的MLC主要包括以下四部分:葉片110、葉片導(dǎo)軌箱120、電機(jī)座130和驅(qū)動(dòng)電機(jī)140。通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)140直接驅(qū)動(dòng)葉片110在葉片導(dǎo)軌箱120內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整葉片110的位置，從而使經(jīng)過(guò)多對(duì)葉片的放射線形成與待治療區(qū)域形狀匹配的封閉放射射野。
[0004]—方面，為了使放射線形成的射野與待治療區(qū)域的形狀匹配，需要精確控制葉片110的位置，因此需要監(jiān)測(cè)葉片110運(yùn)動(dòng)的位移?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了監(jiān)測(cè)葉片110運(yùn)動(dòng)的位移，一般在電機(jī)端安裝反饋裝置，可稱之為一次反饋裝置，根據(jù)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)與葉片的位移之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其通過(guò)測(cè)量電機(jī)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)葉片運(yùn)動(dòng)的位移，這種情況下，不存在可以用于比較的其它監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，因此對(duì)葉片位移的控制精度受到限制；為了提高對(duì)葉片位移的控制精度，現(xiàn)有技術(shù)中在葉片端安裝二次反饋裝置，但本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，葉片厚度較薄，可用于安裝二次反饋裝置的空間也有限，因此對(duì)二次反饋裝置的尺寸限制較大。
[0005]另一方面，為了提高射野的分辨率，要求葉片的厚度越薄越好，這對(duì)驅(qū)動(dòng)部件的尺寸限制越來(lái)越大，為了驅(qū)動(dòng)厚度很薄的葉片，現(xiàn)有技術(shù)中采用絲桿驅(qū)動(dòng)方式，一定程度地減小整個(gè)驅(qū)動(dòng)部件在葉片寬度方向的尺寸，可以驅(qū)動(dòng)3_厚度的葉片，但3mm厚度的葉片還不能完全滿足需求，需要進(jìn)一步縮小葉片的厚度。
[0006]并且，通常的放療設(shè)備不能在治療的同時(shí)實(shí)時(shí)對(duì)治療部位成像，特別是對(duì)肺部、胸部等隨呼吸移動(dòng)的部位無(wú)法準(zhǔn)確治療。為了提高治療的精度，將MR(Magnetic Resonance)的優(yōu)勢(shì)與RT (Rad1therapy)結(jié)合起來(lái)，形成的MR-RT設(shè)備是將磁共振在病灶診斷方面的優(yōu)勢(shì)整合入直線加速器的設(shè)備。相比于RT中的多葉光柵裝置，MR-RT中的多葉光柵裝置具有更加特殊與苛刻的使用環(huán)境，需要對(duì)RT中使用的多葉光柵裝置進(jìn)行改進(jìn)，才適用于MR-RT設(shè)備中。
[0007]相比于單獨(dú)的RT設(shè)備，MR-RT中的多葉光柵裝置處于MR的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中，一方面，MR的磁場(chǎng)會(huì)嚴(yán)重影響多葉光柵裝置中葉片驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能以及壽命，多葉光柵裝置的電機(jī)距離MR的磁體越近，則電機(jī)受磁場(chǎng)的影響就越大，另一方面，多葉光柵裝置的電機(jī)工作電流會(huì)影響MR的磁場(chǎng)環(huán)境，多葉光柵裝置的電機(jī)距離MR的磁體越近，則MR的磁場(chǎng)環(huán)境受電機(jī)電流的影響就越大，進(jìn)而嚴(yán)重影響MR設(shè)備的診斷性能。
[0008]例如，圖1所示的多葉光柵裝置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)140和葉片110的距離很近，并且驅(qū)動(dòng)電機(jī)140位于葉片110的運(yùn)動(dòng)方向上。將這種形式的多葉光柵裝置設(shè)置在MR-RT設(shè)備中，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)140將會(huì)非?？拷麺R的磁體，在強(qiáng)磁場(chǎng)的影響下，電機(jī)的性能與壽命會(huì)出現(xiàn)大幅下降，更嚴(yán)重的是，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)140的電流影響下，MR的磁場(chǎng)環(huán)境遭到破壞，嚴(yán)重影響MR設(shè)備的成像精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種多葉光柵裝置，包括:
[0010]至少一個(gè)電機(jī)，
[0011]至少一個(gè)葉片，被設(shè)置在導(dǎo)向件上；
[0012]至少一個(gè)傳動(dòng)件，連接所述電機(jī)和所述葉片，并對(duì)所述葉片施加拉力；
[0013]以及至少一個(gè)彈性件，所述彈性件連接于所述葉片，用于對(duì)所述葉片施加與所述拉力方向大致相反的彈力；
[0014]所述葉片可在所述電機(jī)的作用下沿所述導(dǎo)向件移動(dòng)。
[0015]可選的，所述裝置還包括繞線輪，用于在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下收線或放線，所述傳動(dòng)件為線狀，且其一端連接于繞線輪，另一端連接于所述葉片。
[0016]可選的，所述裝置還包括蝸桿和蝸輪，所述蝸桿與所述電機(jī)的輸出端連接，所述蝸輪由所述蝸桿驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
[0017]可選的，所述蝸輪和所述蝸桿是自鎖的。
[0018]可選的，所述繞線輪與所述蝸輪同軸設(shè)置。
[0019]可選的，所述裝置還包括編碼器，所述編碼器用于監(jiān)測(cè)所述葉片運(yùn)動(dòng)的位移。
[0020]可選的，所述編碼器與所述繞線輪及所述蝸輪同軸設(shè)置。
[0021]可選的，所述裝置還包括第一繞線輪，所述編碼器與所述第一繞線輪同軸設(shè)置。
[0022]可選的，所述裝置還包括第二導(dǎo)線輪，所述傳動(dòng)件的一端通過(guò)所述第一導(dǎo)線輪連接于所述繞線輪，另一端通過(guò)所述第二導(dǎo)線輪連接于所述葉片。
[0023]可選的，所述彈性件為彈簧，所述彈簧一端固定，另一端與所述葉片連接，所述彈簧處于壓縮狀態(tài)。
[0024]可選的，所述裝置還包括導(dǎo)桿，所述彈簧套設(shè)于所述導(dǎo)桿上，所述葉片與所述導(dǎo)桿可滑動(dòng)地連接。
[0025]可選的，所述電機(jī)布置為偏離所述葉片的運(yùn)動(dòng)方向。
[0026]可選的，所述傳動(dòng)件為細(xì)鋼絲。
[0027]可選的，所述葉片的厚度為0.8mm~2.2mm或0.8mm-1.6mm或0.8mm-1.3mm或lmm-1.8mm 或 1mm~1.5mm。
[0028]本發(fā)明還提供了另一種多葉光柵裝置，包括
[0029]驅(qū)動(dòng)單元，
[0030]葉片，被設(shè)置在導(dǎo)向件上；
[0031]柔性元件，連接所述驅(qū)動(dòng)單元和所述葉片；
[0032]以及彈性件，所述彈性件連接于所述葉片；
[0033]其中，所述葉片可在所述電機(jī)的作用下沿所述導(dǎo)向件移動(dòng)，且所述柔性元件對(duì)所述葉片的作用力方向與所述彈性件對(duì)所述葉片的作用力方向大致相反。
[0034]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明還提供了一種多葉光柵裝置的葉片驅(qū)動(dòng)方法，包括:
[0035]驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)一端連接于其上的柔性元件；
[0036]另一端連接到葉片上的柔性元件帶動(dòng)葉片沿著預(yù)定軌道移動(dòng)；
[0037]其中，在前述移動(dòng)過(guò)程中，彈性件始終使所述柔性元件內(nèi)存在張緊力。
[0038]可選的，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述柔性元件展開(kāi)或回繞，相應(yīng)地，所述柔性元件帶動(dòng)所述葉片伸出或縮回。
[0039]可選的，在所述驅(qū)動(dòng)單元和所述葉片之間布置引導(dǎo)所述柔性元件走向的引導(dǎo)元件。
[0040]可選的，在所述驅(qū)動(dòng)單元的輸出端配置變速組件以改變所述柔性元件的移動(dòng)速度。
[0041]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的多葉光柵裝置的驅(qū)動(dòng)單元與葉片單元分離布置，通過(guò)傳動(dòng)件連接驅(qū)動(dòng)單元和葉片單元，使得驅(qū)動(dòng)單元不受葉片空間的限制，具有更大的布置空間，進(jìn)一步地，傳動(dòng)件可以傾斜布置，因此可以將驅(qū)動(dòng)單元分散布置，方便安裝二次反饋裝置，有利于葉片位置檢測(cè)。
[0042]進(jìn)一步地，通過(guò)傳動(dòng)件連接驅(qū)動(dòng)單元和葉片單元，可以增加驅(qū)動(dòng)單元與葉片單元之間的距離，所述驅(qū)動(dòng)單元包含電機(jī)，當(dāng)該多葉光柵裝置應(yīng)用于MR-RT設(shè)備時(shí)，保持葉片處于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境，電機(jī)可以遠(yuǎn)離葉片，即電機(jī)可以遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)，因此有效增大了電機(jī)與強(qiáng)磁場(chǎng)之間的距離，減弱了強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)電機(jī)性能的影響，提高電機(jī)的性能，延長(zhǎng)電機(jī)的壽命，同時(shí)降低了電機(jī)對(duì)MR的磁場(chǎng)環(huán)境的影響，增強(qiáng)MR設(shè)備磁場(chǎng)環(huán)境的穩(wěn)定性；
[0043]進(jìn)一步地，通過(guò)傳動(dòng)件連