以沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，在中間形成外適形區(qū)15，此處葉片111長(zhǎng)度大于導(dǎo)軌長(zhǎng)度，以便形成適形區(qū)射野時(shí)，導(dǎo)軌不會(huì)進(jìn)入射野內(nèi)；所述內(nèi)適形葉片組件2，包括:葉片陣列21和傳動(dòng)組件22 ;所述葉片陣列21包含若干個(gè)鎢合金材料制成的長(zhǎng)寬固定且長(zhǎng)度寬度均為2_的葉片元211，設(shè)置在與照射射線軸大致垂直的橫向面上，沿橫向和縱向分布；所述傳動(dòng)組件22，包括一組微型碳纖維傳動(dòng)機(jī)構(gòu)221和磁道牽引機(jī)構(gòu)，磁道牽引機(jī)構(gòu)通過(guò)磁力牽引葉片陣列21在微型碳纖維傳動(dòng)機(jī)構(gòu)221上移動(dòng)，形成射線遮擋內(nèi)適形區(qū)23 ;所述連接件，用于支撐和連接外適形葉片組件I和內(nèi)適形葉片組件2。本例中的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器方案中，所述外適形葉片組件I與內(nèi)適形葉片組件2沿著照射射線軸方向?qū)盈B設(shè)置，且內(nèi)適形葉片組件2設(shè)置于外適形葉片組件I上方。
[0025]為了能夠?qū)崿F(xiàn)葉片到位精度和適形精度的反饋，本實(shí)施例中的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器還包括視覺(jué)檢測(cè)組件3，由控制器31、視覺(jué)檢測(cè)裝置32和圖像處理單元33組成；所述視覺(jué)檢測(cè)裝置32，用于對(duì)準(zhǔn)直器形成的內(nèi)外適形區(qū)進(jìn)行拍攝，獲取射野圖像；所述圖像處理單元33，用于將射野圖像進(jìn)行圖像處理，計(jì)算出葉片111或葉片元211到位精度和射野精度，并反饋給控制器31 ;所述控制器31，還與微型電推桿131、牽引機(jī)構(gòu)和視覺(jué)檢測(cè)裝置32電通信連接，控制器31用于控制微型電推桿131移動(dòng)葉片111，控制牽引機(jī)構(gòu)牽引葉片元211。同時(shí)控制視覺(jué)檢測(cè)裝置32完成葉片和葉片元到位精度和射野精度的監(jiān)測(cè)。
[0026]本實(shí)施例的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器實(shí)現(xiàn)內(nèi)外適形的原理為:外適形葉片組件I中的第一葉片列11和第二葉片列12在第一傳動(dòng)組件列13和第二傳動(dòng)組件列14作用下形成外適形區(qū)15，外適形區(qū)15主要作用是形成照射射線通過(guò)的適形區(qū)，即靶區(qū)適形區(qū)；而內(nèi)適形葉片組件2中的葉片元211通過(guò)微型碳纖維傳動(dòng)機(jī)構(gòu)221和磁道牽引機(jī)構(gòu)的作用下形成射線遮擋內(nèi)適形區(qū)23，其主要作用是當(dāng)照射的路徑上存在重要器官需要保護(hù)，或者靶區(qū)為環(huán)形靶區(qū)，中間區(qū)域不需要照射時(shí)，形成的適內(nèi)形區(qū)遮擋射線，以阻止射線通過(guò)，在外適形區(qū)15中間形成一個(gè)“島”適形區(qū)。這樣一來(lái)，本實(shí)施例的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)既能滿足不減少照射角度數(shù)量和照射范圍的要求，還能有效地保護(hù)好重要器官。
[0027]如圖3所示，采用本實(shí)施例的多葉準(zhǔn)直器進(jìn)行放射治療時(shí)，某條靶區(qū)路徑上有重要器官需要保護(hù)，則最終要求的靶區(qū)劑量分布中，外適形區(qū)15應(yīng)受到劑量照射，而內(nèi)適形區(qū)23應(yīng)避免照射，則采用本實(shí)施的準(zhǔn)直器進(jìn)行照射，其適形的方法如圖4所示的流程可以達(dá)到較為滿意的照射劑量強(qiáng)度分布曲線5。而圖4所示的具體流程如下:
A.確定劑量強(qiáng)度分布:治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算照射路徑上靶區(qū)劑量分布，生成劑量分布矩陣，由劑量分布矩陣確定每一對(duì)葉片111/葉片元211對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度分布矩陣；
B.劃分強(qiáng)度等級(jí):將步驟A中的強(qiáng)度分布按照強(qiáng)度間隔劃分為階梯形的強(qiáng)度等級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)大小決定了劑量分布的精確度；
C.求解葉片111/葉片元211坐標(biāo)序列:由強(qiáng)度分布矩陣和階梯強(qiáng)度等級(jí)求解不同強(qiáng)度等級(jí)時(shí)葉片111/葉片元211坐標(biāo)；
D.子野適形控制:將葉片111/葉片元211坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳輸給內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器的視覺(jué)檢測(cè)組件3的控制器31，控制器31控制微型電推桿131和牽引機(jī)構(gòu)分別移動(dòng)葉片111和葉片元211，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外子野適形；
E.子野精度檢測(cè)與反饋:視覺(jué)檢測(cè)組件3的視覺(jué)檢測(cè)裝置32對(duì)葉片111/葉片元211形成的內(nèi)外適形區(qū)進(jìn)行拍照，并對(duì)拍照?qǐng)D像實(shí)時(shí)處理，計(jì)算葉片111/葉片元211到位精度，反饋于控制器31實(shí)現(xiàn)葉111片或葉片元211到位誤差補(bǔ)償，進(jìn)而治療執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)施X射線照射；
F.子野合成:重復(fù)上述D-E步驟，完成不同強(qiáng)度等級(jí)子野適形和照射，將不同子野上劑量合成，形成內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器對(duì)于靶區(qū)的內(nèi)外適形與照射，得到靶區(qū)照射劑量強(qiáng)度分布曲線5。
[0028]實(shí)施例二
本例的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器如圖2所示，所述外適形葉片組件I與內(nèi)適形葉片組件2沿著照射射線軸方向?qū)盈B設(shè)置，且內(nèi)適形葉片組件2設(shè)置于外適形葉片組件I下方，其余均同實(shí)施例一。
[0029]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，包括:外適形葉片組件1、內(nèi)適形葉片組件2和連接件；外適形葉片組件1，包括:第一葉片列11、第二葉片列12、第一傳動(dòng)組件列13和第二傳動(dòng)組件列14 ;所述第一葉片列11與第二葉片列12相對(duì)設(shè)置，第一葉片列11和第二葉片列12均包含一組由射線遮擋材料制成的寬度一定的葉片111，葉片111沿著與照射射線軸大致垂直的橫向布置，彼此之間可以沿著橫向方向移動(dòng)；所述第一傳動(dòng)組件列13和第二傳動(dòng)組件列14，分別對(duì)應(yīng)于第一葉片列11和第二葉片列12設(shè)置，各包括一組微型電推桿131和導(dǎo)軌，微型電推桿131 —端連接葉片111，葉片111設(shè)置在導(dǎo)軌上，可以沿著導(dǎo)軌移動(dòng)；內(nèi)適形葉片組件2，包括:葉片陣列21和傳動(dòng)組件22 ;所述葉片陣列21包含若干個(gè)射線遮擋材料制成的長(zhǎng)度寬度固定且長(zhǎng)度寬度較小的葉片元211，設(shè)置在與照射射線軸大致垂直的橫向面上，沿橫向和縱向分布；所述傳動(dòng)組件22，包括一組微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)221和牽引機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)用于牽引葉片陣列211在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上移動(dòng)，形成射線遮擋的內(nèi)適形區(qū)23 ;所述連接件，用于支撐和連接外適形葉片組件I和內(nèi)適形葉片組件2。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:進(jìn)一步還包括視覺(jué)檢測(cè)組件3，由視覺(jué)檢測(cè)裝置32、圖像處理單元33和控制器31組成；所述視覺(jué)檢測(cè)裝置32，用于對(duì)準(zhǔn)直器形成的內(nèi)外適形區(qū)進(jìn)行拍照，獲取射野圖像；所述圖像處理單元33，用于將射野圖像進(jìn)行圖像處理，計(jì)算出葉片111或葉片元211到位精度和射野精度，并反饋給控制器31 ;所述控制器31與圖像處理單元33、微型電推桿131、牽引機(jī)構(gòu)和視覺(jué)檢測(cè)裝置32電連接，用于接收?qǐng)D像處理單元33的計(jì)算信息，并控制微型電推桿131和牽引機(jī)構(gòu)分別移動(dòng)葉片111和葉片元211，同時(shí)控制視覺(jué)檢測(cè)裝置完成葉片到位精度和射野精度監(jiān)測(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:所述微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)221為碳纖維制成的微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:所述牽引機(jī)構(gòu)為磁道牽引機(jī)構(gòu)，通過(guò)磁道產(chǎn)生磁力牽引葉片元211陣列在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上移動(dòng)。5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:所述外適形葉片組件I與內(nèi)適形葉片組件2沿著照射射線軸方向?qū)盈B設(shè)置。6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:所述微型電推桿131上設(shè)置有微型光電檢測(cè)尺，用于記錄微型電推桿131的位移量，并通過(guò)對(duì)時(shí)間微分，可以得出瞬時(shí)速度量。7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:所述外適形葉片組件I中葉片111長(zhǎng)度大于導(dǎo)軌長(zhǎng)度，以便形成射野時(shí)，導(dǎo)軌不會(huì)進(jìn)入射野內(nèi)。8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:所述射線遮擋材料優(yōu)選鎢及鎢合金材料、鉛材料。9.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，其特征在于:更進(jìn)一步還包括治療計(jì)劃系統(tǒng)、治療執(zhí)行系統(tǒng)和X線影像系統(tǒng)；所述治療計(jì)劃系統(tǒng)用于對(duì)患者靶區(qū)進(jìn)行劑量計(jì)算，對(duì)治療執(zhí)行系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算、優(yōu)化和數(shù)據(jù)管理；所述治療執(zhí)行系統(tǒng)，包含直線加速器，直線加速器用于產(chǎn)生高能射線，直線加速器末端安裝有基于視覺(jué)檢測(cè)的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，并圍繞患者靶區(qū)進(jìn)行射線照射；所述X線影像系統(tǒng)，用于對(duì)患者靶區(qū)成像，并通過(guò)所成影像引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)患者擺位、靶區(qū)定位與追蹤。10.—種多葉準(zhǔn)直器的適形方法，其特征在于包括內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器、治療計(jì)劃系統(tǒng)、治療執(zhí)行系統(tǒng)和X線影像系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)適形的方法步驟為: A.確定劑量強(qiáng)度分布:治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算照射路徑上靶區(qū)劑量分布，生成劑量分布矩陣，由劑量分布矩陣確定每一對(duì)葉片/111葉片元211對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度分布矩陣； B.劃分強(qiáng)度等級(jí):將步驟A中的強(qiáng)度分布按照強(qiáng)度間隔劃分為階梯形的強(qiáng)度等級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)大小決定了劑量分布的精確度； C.求解葉片111/葉片元211坐標(biāo)序列:由強(qiáng)度分布矩陣和階梯強(qiáng)度等級(jí)求解不同強(qiáng)度等級(jí)時(shí)葉片111/葉片元211坐標(biāo)； D.子野適形控制:將葉片111/葉片元211坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳輸給內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器的視覺(jué)檢測(cè)組件3的控制器31，控制器31控制微型電推桿131和牽引機(jī)構(gòu)移動(dòng)葉片111和葉片元211，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外子野適形； E.子野精度檢測(cè)與反饋:視覺(jué)檢測(cè)組件3的視覺(jué)檢測(cè)裝置32對(duì)葉片111/葉片元211形成的內(nèi)外適形區(qū)進(jìn)行拍照，圖像處理單元33對(duì)拍照?qǐng)D像實(shí)時(shí)處理，計(jì)算葉片111/葉片元211到位精度，或/和微型光電檢測(cè)尺進(jìn)行葉片111到位精度檢測(cè)，反饋于控制器31實(shí)現(xiàn)葉111片或葉片元211到位誤差補(bǔ)償； F.子野合成:重復(fù)上述D-E步驟，完成不同強(qiáng)度等級(jí)子野適形，將不同子野合成，形成內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器適形。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器包括：外適形葉片組件、內(nèi)適形葉片組件和連接件；所述外適形葉片組件包括：第一葉片列、第二葉片列、第一傳動(dòng)組件列和第二傳動(dòng)組件列；所述內(nèi)適形葉片組件包括：葉片陣列和傳動(dòng)組件；所述傳動(dòng)組件，包括一組微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)；連接件用于支撐和連接外適形葉片組件和內(nèi)適形葉片組件。本發(fā)明所述方案可以解決現(xiàn)有多葉準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)不足，提供一種可在中心射野中形成射線遮擋區(qū)域的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)靶區(qū)路徑上的重要器官的保護(hù)。
【IPC分類】A61N5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105107093
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510555043
【發(fā)明人】李超, 湯卿, 高文翔, 葉北發(fā), 王大慶
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月5日