CN104771838A - 用于肿瘤放射治疗的多叶准直器以及肿瘤放射治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于肿瘤放射治疗的多叶准直器以及肿瘤放射治疗仪，其中用于肿瘤放射治疗的多叶准直器包括：两个在前后方向上相对设置的叶片组件，所述叶片组件包括：基座；多个在左右方向上并排设置的叶片；多个直线电机，多个所述直线电机设在所述基座上且一一对应地与所述叶片相连以驱动对应的所述叶片移动，一部分所述直线电机中的每一个与对应的所述叶片通过使两者在前后方向上对应的直连推杆连接，其余的所述直线电机中的每一个与对应的所述叶片通过使两者在前后方向上偏置的折弯推杆连接。本发明的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器不仅运行速度以及定位精度高，而且布局紧凑合理。

Description

用于肿瘤放射治疗的多叶准直器以及肿瘤放射治疗仪

技术领域

本发明涉及肿瘤治疗设备领域，具体而言，涉及一种用于肿瘤放射治疗的多叶准直器以及肿瘤放射治疗仪。

背景技术

临床放疗设备中采用的多叶准直器通常由一组或多组薄片状叶片构成，叶片由驱动机构带动实现沿固定轨迹往复运动。

为提高叶片运行速度以及定位精度，通常采用直线电机驱动叶片运动，由于与叶片相对的容纳空间有限，电机的合理排布以及电机与叶片的连接尤为重要。

此外，相关技术中，多叶准直器的叶片多采用高密度钨合金以屏蔽射线，然而叶片采用整块高密度钨合金加工微小螺纹孔时容易出现裂纹、断裂，不易加工。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种运行速度以及定位精度高、布局合理的多叶准直器。

本发明还提出了一种肿瘤放射治疗仪。

根据本发明实施例的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器包括：两个在前后方向上相对设置的叶片组件，所述叶片组件包括：基座；多个在左右方向上并排设置的叶片；多个直线电机，多个所述直线电机设在所述基座上且一一对应地与所述叶片相连以驱动对应的所述叶片移动，一部分所述直线电机中的每一个与对应的所述叶片通过使两者在前后方向上对应的直连推杆连接，其余的所述直线电机中的每一个与对应的所述叶片通过使两者在前后方向上偏置的折弯推杆连接。

优选地，自左向右依次定义所述叶片为第一叶片、第二叶片、第三叶片……第N叶片，所述多个直线电机自上至下分层排布，位于中部的直线电机通过直连推杆与奇数叶片连接，位于上部和下部的直线电机通过折弯推杆与偶数叶片连接。

优选地，相邻的两个所述折弯推杆分别位于相应偶数叶片的上部和下部。

优选地，自左向右依次定义所述叶片为第一叶片、第二叶片、第三叶片……第N叶片，其中奇数叶片与直连推杆相连，偶数叶片与折弯推杆相连。

优选地，所述叶片由多个分叶片铆接连接而成。

优选地，所述叶片包括：前段分叶片，所述前段分叶片由钨、钨合金、铅或铅合金中的其中一种材料制成；后段分叶片，所述后段分叶片与所述直线电机连接且所述后段分叶片由钢制成，所述前段分叶片连接在所述后段分叶片的背离所述直线电机的一侧。

优选地，所述基座包括用于支撑所述多个直线电机的电机支撑座以及用于支撑所述多个叶片的叶片支撑座，所述叶片支撑座具有供所述叶片伸入的通孔，所述通孔的上侧壁和/或下侧壁具有多个为所述叶片的运动提供导向的导向槽。

优选地，所述多个导向槽包括：多个前段导向槽，所述多个前段导向槽在左右方向上分布且与所述多个叶片一一对应；以及多个后段导向槽，所述多个后段导向槽在左右方向上分布且与所述多个叶片一一对应，每个所述前段导向槽与对应的所述后段导向槽间隔开。

优选地，所述直线电机的后端设有保护套以容纳经所述直线电机引出的引线。

根据本发明实施例的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器不仅运行速度以及定位精度高，而且布局紧凑合理。

根据本发明实施例的肿瘤放射治疗仪包括所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器。

附图说明

图1是根据本发明实施例的多叶准直器的示意图。

图2是图1的A区域的局部放大示意图。

图3是根据本发明实施例的奇数叶片与直线电机连接的示意图。

图4是根据本发明实施例的偶数叶片与直线电机连接的示意图。

图5是根据本发明实施例的叶片上的直连推杆与折弯推杆的分布示意图。

图6是根据本发明实施例的直线电机的分布示意图。

图7是根据本发明实施例的叶片支撑座的示意图。

图8是图7的B区域的局部放大示意图。

图9是根据本发明实施例的叶片的分布示意图。

图10是图9的C区域的局部放大示意图。

附图标记：

叶片组件100，多叶准直器200，

基座10，电机支撑座11，叶片支撑座12，通孔121，导向槽122，后段导向槽122a，前段导向槽122b，

叶片20，后段分叶片21，前段分叶片22，叶片的上边沿23，叶片的下边沿24，

第一叶片20a，第二叶片20b，第三叶片20c，

直线电机30，

直连推杆40，

折弯推杆50，第一直杆51，偏置块52，

保护套60,

上下方向M，前后方向N，左右方向P。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1至图10描述本发明实施例的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器200。

如图1、2所示，根据本发明实施例的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器200包括：两个在前后方向N上相对设置的叶片组件100。其中，叶片组件100包括：基座10、多个在左右方向P上并排设置的叶片20以及多个直线电机30，多个直线电机30设在基座10上且一一对应地与叶片20相连以驱动对应的叶片20移动。一部分直线电机30中的每一个与对应的叶片20通过使两者在前后方向N上对应的直连推杆40连接(参见图3)，其余的直线电机30中的每一个与对应的叶片20通过使两者在前后方向N上偏置的折弯推杆50连接(参见图4)。

工作时，两个叶片组件100中的直线电机30驱动连接在其上的叶片20移动，直线电机30驱动叶片20移动至指定位置，以使两个叶片组件100中互相对应的两个叶片20之间限定出指定的间隙(参见图2)，最终位于准直器上方的放射源放射出的射线经叶片20之间的间隙穿过，从而形成特定的子野和放射剂量强度，达到放射治疗肿瘤的目的。

其中，每个叶片组件100的叶片20运动的预定位置可以是由放射治疗设备的控制系统预先计算出的，即控制系统可以获取病人肿瘤靶区的数据信息，从而计算出相应的治疗计划，例如控制旋转支架的转速、控制各个叶片组件100的叶片20的运动，关于控制系统的工作原理为本领域的技术人员所熟知，这里不再详细说明。

需要说明的是，叶片20与直线电机30在前后方向N上对应是指该直线电机30的输出轴在前后方向N的投影落在与其对应的叶片20上，叶片20与直线电机30在前后方向N偏置是指该直线电机30的输出轴在前后方向N的投影落在与其对应的叶片20外。

根据本发明实施例的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器200，采用直线电机30驱动叶片20运动以使在前后方向N上相对设置的叶片20之间形成指定的投射区，其中与直连推杆40连接的直线电机30在左右方向P上排布，而其余与折弯推杆50连接的直线电机30则可在与直连推杆40连接的直线电机30排布前剩余的空间内进行布局设置，由此避免了直线电机30集中分布在左右方向P上，使多叶准直器200上直线电机30的均匀更加分布、紧凑。此外，多叶准直器200采用直线电机30可获得更高的运行速度以及定位精度，提高了多叶准直器200的工作效率。

具体地，如图3所示，直连推杆40为直杆，直杆的两端分别连接对应叶片20以及直线电机30，直杆与直线电机30的输出轴同轴设置以实现直线电机30对叶片20推动。

如图4所示，折弯推杆50包括第一直杆51和偏置块52，第一直杆51的后端与对应的直线电机30连接，第一直杆51的前端与偏置块52的一端连接，偏置块52的另一端与对应的叶片20连接，偏置块52沿直杆的径向延伸以使与其连接的叶片20和直线电机30在前后方向N上偏置。这样，这部分直线电机30仍然能够在前后方向N上推动叶片20移动，但可通过设置连接在叶片20上的偏置块52的延伸方向以及延伸长度以改变直线电机30在左右方向P以及上下方向M的位置。在图3所示的具体示例中，折弯推杆50的偏置块52沿左上、左下、右上、右下等，特殊地，部分折弯推杆50的偏置块52也可沿正上、正下方向延伸。

有利地，如图4所示，折弯推杆50的偏置块52沿第一直杆51的径向延伸。由此，每个偏置块52沿对应的第一直杆51的径向延伸，这样，每个折弯推杆50上只形成一次弯折就能连接到对应的叶片20上，减少了多次折弯造成的直线电机30对叶片20的传动损失，使叶片20的运动(速度和时间)更加精确。

如图5所示，在一些实施例中，自左向右依次定义叶片20为第一叶片20a、第二叶片20b、第三叶片20c……第N叶片，其中奇数叶片与直连推杆40相连，偶数叶片与折弯推杆50相连。这样，与相邻的两个奇数叶片连接的直线电机30之间在左右方向P上形成了一定的间隔，为与偶数叶片连接的直线电机30提供了足够的布置面积，而且叶片20和推杆之间有规律的连接，不仅便于多叶准直器200的安装维修，而且使叶片组件100的外观规整。

优选地，自左向右依次定义叶片20为第一叶片20a、第二叶片20b、第三叶片20c……第N叶片，多个直线电机30自上至下分层排布，位于中部的直线电机30通过直连推杆40与奇数叶片连接，位于上部和下部的直线电机30通过折弯推杆50与偶数叶片连接。这样，多个直线电机30自上至下分层排布避免多个直线电机30在左右方向P上的延伸尺寸过长，使多个直线电机30在上下方向M和左右方向P上的分布尺寸相近，进而使多个直线电机30的布局更加紧凑。

需要说明的是，多个叶片的上边沿23(及其延长线)以上的部分为上部，多个叶片的下边沿24(及其延长线)以下的部分为下部，叶片的上边沿23(及其延长线)与叶片的下边沿24(及其延长线)之间的部分为中部。

其中，在上下方向M上，同一层的直线电机30的高度处于同一平面层或曲面层上，上层的直线电机中最下面的一个直线电机的高度高于邻近其的下层的直线电机中的最上面的一个直线电机的高度，同一层的直线电机的高度可以在一定范围内浮动(每层的高度范围可以根据实际需要设置)。

参照图5所示，相邻的两个折弯推杆50分别位于相应偶数叶片的上部和下部。具体地，与第二叶片20b连接的折弯推杆50连接在第二叶片20b的上部，与第四叶片连接的折弯推杆50连接在第四叶片的下部，与第六叶片连接的折弯推杆50连接在第六叶片的上部，依次类推。在图5所示的具体示例中，连接在偶数叶片上部的折弯推杆50向上延伸，连接在偶数叶片下部的折弯推杆50向下延伸。这样，叶片组件100上连接的折弯推杆50均匀分布在叶片组件100的上方和下方，不仅使叶片组件100的布局更加紧凑，而且工作过程中叶片组件100整体的受力更加均衡。

在图5所示的具体实施例中，每个叶片组件100中的叶片20以及直线电机30的数量均为64个，直线电机30的分布位置大体分为8层，定义自上向下依次为第一层、第二层、第三层……第八层，每层直线电机均位于同一曲面层(可以但不限于圆柱面)上，其中第一层和第二层的直线电机30均与折弯推杆50连接且连接点沿前后方向N的投影位于叶片20上方，第三层至第六层的直线电机30均与直连推杆40连接且连接点沿前后方向N的投影位于叶片20上，第七层与第八层的直线电机30均与折弯推杆50连接且连接点沿前后方向N的投影位于叶片20下方。

具体地，在图5中，第一叶片20a与位于第三层的直线电机30通过直连推杆40连接，第二叶片20b与位于第一层的直线电机30通过折弯推杆50连接，第三叶片20c与位于第五层的直线电机30通过直连推杆40连接，第四叶片与位于第七层的直线电机30通过折弯推杆50连接，第五叶片与位于第四层的直线电机30通过直连推杆40连接，第六叶片与位于第二层的直线电机30通过折弯推杆50连接，第七叶片与位于第六层的直线电机30通过直连推杆40连接，第八叶片与位于第八层的直线电机30通过折弯推杆50连接。其中，每八个叶片为一个周期，前续叶片与直线电机的连接方式重复上述规律，位于同一层的8个直线电机自左向右分布且各个直线电机均邻近对应的叶片20设置。由此，每个叶片组件100的直线电机30在上下方向M以及左右方向P上分布均匀合理。

如图1所示，基座10包括用于支撑多个直线电机30的电机支撑座11以及用于支撑多个叶片20的叶片支撑座12。如图6所示，优选地，电机支撑座11包括后板、前板以及两个侧板，每个直线电机30的转子穿过后板和前板以固定到电机支撑座11上。此外，直线电机30的后端设有保护套60以容纳经直线电机30引出的引线。具体地，直线电机30的定子的后端连接保护套60，以利于直线电机30的出线。

进一步地，叶片支撑座12具有供叶片20伸入的通孔121，通孔121的上侧壁和/或下侧壁具有多个为叶片20的运动提供导向的导向槽122。如图6所示，叶片20伸入叶片支撑座12的通孔121内，且沿对应的导向槽122滑动，每个叶片20的上端和下端的厚度小于叶片中间部分的厚度以便于单个叶片在导向槽内滑动。具体而言，每个叶片20的上端与上侧壁上对应的导向槽配合，每个叶片的下端与下侧壁上对应的导向槽配合。由此，两个叶片组件100的直线电机30驱动对应的叶片20移动时，导向槽122能够为叶片20提供良好的导向，以使叶片20的移动路线更加精准。

优选地，如图7、8所示，多个导向槽122包括：多个后段导向槽122a以及多个前段导向槽122b，多个后段导向槽122a在左右方向P上分布且与多个叶片20一一对应，多个前段导向槽122b在左右方向P上分布且与多个叶片20一一对应，每个前段导向槽122b与对应的后段导向槽122a间隔开。这样，每个叶片20均与对应的后段导向槽122a和前段导向槽122b122配合，形成了非连续的导向，避免了因加工误差造成的叶片20运动受阻。

在一些实施例中，叶片20由多个分叶片20铆接连接而成。由此，减轻了叶片20的质量，避免了叶片20仅仅采用钨合金所造成的的加工微小螺纹孔引起的裂纹、断裂。

如图3、4、9所示，具体而言叶片20包括：后段分叶片21和前段分叶片22。后段分叶片21与直线电机30连接且后段分叶片21由钢制成，前段分叶片22由钨、钨合金、铅或铅合金中的其中一种材料制成，前段分叶片22连接在后段分叶片21的背离直线电机30的一侧。其中，后段分叶片21与前段分叶片22通过铆接连接，后段分叶片21与直连推杆40或折弯推杆50通过螺纹连接，后段分叶片21上加工用于螺纹连接的螺纹孔。这样，后段分叶片21采用钢制成减少了加工螺纹孔所产生的裂纹、断裂，降低了叶片20的缺陷；同时，前段分叶片22由钨、钨合金、铅或铅合金中的其中一种材料制成，能够保证前段分叶片22与射线接触并对射线形成有效阻隔。

如图10所示，偶数叶片的上端或下端与折弯推杆连接，相应的，偶数叶片与折弯推杆连接处去除部分材料以连接对应的折弯推杆，避免折弯推杆与邻近的奇数叶片发生干涉。

根据本发明实施例的肿瘤放射治疗仪包括的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器200。本发明的肿瘤放射治疗仪采用的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器200，除可工作于静态投照模式下，还可以结合临床常采用的动态滑移窗调强放疗技术实施治疗，此时成对叶片20相对连续运动，通过叶片组件100的各叶片20速度和位置的差异实现剂量强度的调制。除此之外，本发明的新型多叶准直器200也可工作于断层放射治疗和螺旋断层放射治疗模式下，此时叶片20处于开关模式下，在实施放疗过程中通过控制单个叶片20在治疗弧中开关时间比，实现该叶片20投照子野中剂量强度等级的调制，实现断层调强放疗。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“后”、“前”、“左”、“右”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，包括：两个在前后方向上相对设置的叶片组件，所述叶片组件包括：

基座；

多个在左右方向上并排设置的叶片；

多个直线电机，多个所述直线电机设在所述基座上且一一对应地与所述叶片相连以驱动对应的所述叶片移动，一部分所述直线电机中的每一个与对应的所述叶片通过使两者在前后方向上对应的直连推杆连接，其余的所述直线电机中的每一个与对应的所述叶片通过使两者在前后方向上偏置的折弯推杆连接。

2.根据权利要求1所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，自左向右依次定义所述叶片为第一叶片、第二叶片、第三叶片……第N叶片，所述多个直线电机自上至下分层排布，位于中部的直线电机通过直连推杆与奇数叶片连接，位于上部和下部的直线电机通过折弯推杆与偶数叶片连接。

3.根据权利要求2所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，相邻的两个所述折弯推杆分别位于相应偶数叶片的上部和下部。

4.根据权利要求1所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，自左向右依次定义所述叶片为第一叶片、第二叶片、第三叶片……第N叶片，其中奇数叶片与直连推杆相连，偶数叶片与折弯推杆相连。

5.根据权利要求1所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，所述叶片由多个分叶片铆接连接而成。

6.根据权利要求5所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，所述叶片包括：

前段分叶片，所述前段分叶片由钨、钨合金、铅或铅合金中的其中一种材料制成；

后段分叶片，所述后段分叶片与所述直线电机连接且所述后段分叶片由钢制成，所述前段分叶片连接在所述后段分叶片的背离所述直线电机的一侧。

7.根据权利要求1所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，所述基座包括用于支撑所述多个直线电机的电机支撑座以及用于支撑所述多个叶片的叶片支撑座，所述叶片支撑座具有供所述叶片伸入的通孔，所述通孔的上侧壁和/或下侧壁具有多个为所述叶片的运动提供导向的导向槽。

8.根据权利要求7所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，所述多个导向槽包括：

多个前段导向槽，所述多个前段导向槽在左右方向上分布且与所述多个叶片一一对应；以及

多个后段导向槽，所述多个后段导向槽在左右方向上分布且与所述多个叶片一一对应，每个所述前段导向槽与对应的所述后段导向槽间隔开。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器，其特征在于，所述直线电机的后端设有保护套以容纳经所述直线电机引出的引线。

10.一种肿瘤放射治疗仪，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的用于肿瘤放射治疗的多叶准直器。