一種多葉光柵裝置及葉片驅(qū)動方法
【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)備通常包括用于對放射源發(fā)出的放射線進行適形調(diào)整的多葉光柵裝置(Mult1-leaf collimator,簡稱 MLC)。
[0003]多葉光柵裝置通常包括相對放置的多對葉片、驅(qū)動所述葉片運動的驅(qū)動部件，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、電機座130和驅(qū)動電機140。通過驅(qū)動電機140直接驅(qū)動葉片110在葉片導(dǎo)軌箱120內(nèi)進行往復(fù)運動，調(diào)整葉片110的位置，從而使經(jīng)過多對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)測葉片110運動的位移?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了監(jiān)測葉片110運動的位移，一般在電機端安裝反饋裝置，可稱之為一次反饋裝置，根據(jù)電機旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)與葉片的位移之間的對應(yīng)關(guān)系，其通過測量電機旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)來監(jiān)測葉片運動的位移，這種情況下，不存在可以用于比較的其它監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此對葉片位移的控制精度受到限制；為了提高對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，這對驅(qū)動部件的尺寸限制越來越大，為了驅(qū)動厚度很薄的葉片，現(xiàn)有技術(shù)中采用絲桿驅(qū)動方式，一定程度地減小整個驅(qū)動部件在葉片寬度方向的尺寸，可以驅(qū)動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實時對治療部位成像，特別是對肺部、胸部等隨呼吸移動的部位無法準(zhǔn)確治療。為了提高治療的精度，將MR(Magnetic Resonance)的優(yōu)勢與RT (Rad1therapy)結(jié)合起來，形成的MR-RT設(shè)備是將磁共振在病灶診斷方面的優(yōu)勢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RT中使用的多葉光柵裝置進行改進，才適用于MR-RT設(shè)備中。
[0007]相比于單獨的RT設(shè)備，MR-RT中的多葉光柵裝置處于MR的強磁場環(huán)境中，一方面，MR的磁場會嚴(yán)重影響多葉光柵裝置中葉片驅(qū)動電機的性能以及壽命，多葉光柵裝置的電機距離MR的磁體越近，則電機受磁場的影響就越大，另一方面，多葉光柵裝置的電機工作電流會影響MR的磁場環(huán)境，多葉光柵裝置的電機距離MR的磁體越近，則MR的磁場環(huán)境受電機電流的影響就越大，進而嚴(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)動電機140和葉片110的距離很近，并且驅(qū)動電機140位于葉片110的運動方向上。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)動電機140將會非?？拷麺R的磁體，在強磁場的影響下，電機的性能與壽命會出現(xiàn)大幅下降，更嚴(yán)重的是，在驅(qū)動電機140的電流影響下，MR的磁場環(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]至少一個電機，
[0011]至少一個葉片，被設(shè)置在導(dǎo)向件上；
[0012]至少一個傳動件，連接所述電機和所述葉片，并對所述葉片施加拉力；
[0013]以及至少一個彈性件，所述彈性件連接于所述葉片，用于對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的作用下沿所述導(dǎo)向件移動。
[0015]可選的，所述裝置還包括繞線輪，用于在電機的驅(qū)動下收線或放線，所述傳動件為線狀，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的輸出端連接，所述蝸輪由所述蝸桿驅(qū)動旋轉(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)測所述葉片運動的位移。
[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，所述傳動件的一端通過所述第一導(dǎo)線輪連接于所述繞線輪，另一端通過所述第二導(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)桿可滑動地連接。
[0025]可選的，所述電機布置為偏離所述葉片的運動方向。
[0026]可選的，所述傳動件為細(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的作用下沿所述導(dǎo)向件移動，且所述柔性元件對所述葉片的作用力方向與所述彈性件對所述葉片的作用力方向大致相反。
[0034]在另一實施例中，本發(fā)明還提供了一種多葉光柵裝置的葉片驅(qū)動方法，包括:
[0035]驅(qū)動單元驅(qū)動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葉片沿著預(yù)定軌道移動；
[0037]其中，在前述移動過程中，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)動單元驅(qū)動所述柔性元件展開或回繞，相應(yīng)地，所述柔性元件帶動所述葉片伸出或縮回。
[0039]可選的，在所述驅(qū)動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)動單元的輸出端配置變速組件以改變所述柔性元件的移動速度。
[0041]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的多葉光柵裝置的驅(qū)動單元與葉片單元分離布置，通過傳動件連接驅(qū)動單元和葉片單元，使得驅(qū)動單元不受葉片空間的限制，具有更大的布置空間，進一步地，傳動件可以傾斜布置，因此可以將驅(qū)動單元分散布置，方便安裝二次反饋裝置，有利于葉片位置檢測。
[0042]進一步地，通過傳動件連接驅(qū)動單元和葉片單元，可以增加驅(qū)動單元與葉片單元之間的距離，所述驅(qū)動單元包含電機，當(dāng)該多葉光柵裝置應(yīng)用于MR-RT設(shè)備時，保持葉片處于強磁場環(huán)境，電機可以遠(yuǎn)離葉片，即電機可以遠(yuǎn)離強磁場，因此有效增大了電機與強磁場之間的距離，減弱了強磁場對電機性能的影響，提高電機的性能，延長電機的壽命，同時降低了電機對MR的磁場環(huán)境的影響，增強MR設(shè)備磁場環(huán)境的穩(wěn)定性；
[0043]進一步地，通過傳動件連