CN104835547A - 多叶准直器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多叶准直器，包括：安装在主体支架上，且沿第一方向设置的第一叶片机构和第二叶片机构；第一叶片机构包括多片叶片，以形成第一放射野；第二叶片机构包括多片叶片，以形成第二放射野；第一叶片机构绕第二轴向旋转，第一放射野和第二放射野沿第二轴向的投影至少部分重合。上述技术方案中，所述第一射野和第二射野重叠沿第二轴向重叠部分为多叶准直器最终的放射野，所述第一叶片机构可绕第二轴向旋转，使得所述多叶准直器可根据需要辐射部位的形状，通过调整所述第一叶片机构旋转角度，以调整第一射野和第二射野重叠部分形状，即调整多叶准直器最终成型的射野的结构，进而提高多叶准直器的射野的适形度。

Description

多叶准直器

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种多叶准直器。

背景技术

准直器是医用放射治疗仪器的辐射头组成部件，包括初级准直器、次级准直器、多叶准直器(或称为多叶光栅)。

参考图1所示，多叶准直器用于调整辐射源10的放射线形成的放射野12的形状。多叶准直器通常包括多对叶片11，所述多对叶片11绕辐射源10中心排列。如在放射线肿瘤治疗过程中，每片叶片11都可垂直于辐射源10产生的射线的方向相互独立的运动，从而形成模拟成肿瘤形状的封闭的放射野12，以免肿瘤周围的健康组织受到射线辐射。

多叶准直器中，叶片越薄，数量越多，多叶准直器的放射野12的调整精度越高，对于肿瘤的适形度越高。但叶片越薄，叶片加工难度越大，精度控制越难，且如叶片的驱动结构等相应的叶片配套结构设计及加工难度也加大，不仅增加制造成本，而且使用过程中，多叶准直器的故障率加大。此外，叶片越薄，数量越多，叶片之间的漏射增多，影响多叶准直器对于辐射的屏蔽效果。

为此，如西门子公司提供一种双层多叶光栅结构。如图2所示：所述两层多叶光栅结构包括垂直于射线方向平行设置的双层叶片组件13（实线部分）和14（虚线部分）。每一层叶片组件，包括两组相对放置叶片。每一层叶片组的叶片沿垂直于射线方向移动，从而形成各自的放射野，并通过两层不同的放射野叠加，形成最终的放射野。上述结构中，不同层的叶片可阻挡另一层叶片组中相邻两片叶片间的漏射间隙，以解决了叶片间漏射和摩擦的问题，此外两层不同的放射野叠加的方案一定程度上提高了最终形成的放射野的适形能力。

相比于单层多叶光栅结构，上述双层结构的多叶光栅可有效缓解单层双叶光栅结构中各叶片间漏设和摩擦的问题，而且双层多叶光栅的两层放射野叠加方案可提高单层放射野的适形度，因而在相同适形度的要求下可相对地增加叶片的厚度，较少叶片的数量，从而降低制造成本，以及故障率。

但现有双层结构的多叶光栅中，两层叶片组中叶片的移动方向单一，因而对于周边具有特定曲率，周边为不规则形状的肿瘤的适形度调整较差。为此，如何进一步提高多叶准直器的放射野的适形度调整能力是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种多叶准直器，以提高多叶准直器的各叶片间形成的放射野的适形度。

为解决上述问题，本发明提供一种多叶准直器，包括：

主体支架；

安装在所述主体支架上，且沿第一方向设置的第一叶片机构和第二叶片机构；

所述第一叶片机构包括多片叶片，用于形成第一放射野；

所述第二叶片机构包括多片叶片，用于形成第二放射野；

所述第一叶片机构绕第二轴向旋转，所述第二轴向平行于所述第一方向；

所述第一放射野和第二放射野沿所述第二轴向的投影至少部分重合。

可选地，所述第一叶片机构包括环形转盘，所述第一叶片机构的叶片安装在所述环形转盘上；

在所述环形转盘的侧壁上设有啮齿带；

在所述主体支架上，位于所述环形转盘的一侧设有驱动齿轮，所述驱动齿轮的啮齿与所述环形转盘的啮齿带啮合；

在所述主体支架上设有用于驱动所述齿轮转动的电机。

可选地，在所述环形转盘上，开设有沿所述第二轴向贯穿所述环形转盘的开口，所述第一叶片机构的叶片位于所述开口周边。

可选地，所述第一叶片机构包括两组叶片组件，所述两组叶片组件位于所述开口的相对两侧；

一组叶片组件包括安装支架，以及安装在所述安装支架上的多片叶片；

所述第一叶片机构还包括用于控制所述两组叶片组件独立地沿所述两组叶片组件的连接方向移动的驱动装置。

可选地，所述驱动装置包括两套分别用于控制所述两组叶片组件移动的丝杠驱动组件；

一套所述丝杠驱动组件包括固定在对应的安装支架上的螺母、固定在所述环形转盘上的丝杠和电机；

所述丝杠的轴向平行于所述两组叶片组件的连接方向；

所述螺母安装在所述丝杠上，所述电机用于驱动所述丝杠绕轴向旋转，以带动所述螺母沿所述丝杠的轴线移动。

可选地，所述两组叶片组件中，每一组叶片组件上的多片叶片垂直于所述两组叶片组件的连接方向并列排列，且各所述叶片能够独立地沿所述两组叶片组件的连接方向移动。

可选地，在所述环形转盘上设有沿所述两组叶片组件的连接方向延伸的导轨；

所述安装支架位于所述导轨上，且所述安装支架能够沿所述导轨延伸方向移动。

可选地，在所述环形转盘上设有两条所述导轨，所述两组叶片组件分别位于所述两条导轨上。

可选地，所述环形转盘和主体支架通过轴承结构连接。

可选地，当所述第二叶片机构的叶片和第一叶片机构上的叶片平行时，所述第二叶片机构的叶片和第一叶片机构上的叶片沿所述第一方向呈交错排列。

可选地，所述第二叶片机构包括固定在所述主体支架上固定盘，所述第二叶片机构的各叶片安装在所述固定盘上；

所述固定盘与所述环形转盘平行。

与现有技术相比，本发明多叶准直器的技术方案具有以下优点：

本发明提供的多叶准直器包括沿第一方向设置的第一叶片机构和第二叶片机构；所述第一叶片机构的多片叶片用于形成第一放射野，第二叶片机构的多片叶片用于形成第二放射野；所述第二叶片机构绕平行于第一方向的第二轴向旋转，第一放射野和第二放射野至少部分重叠。上述技术方案中，所述第一射野和第二射野重叠的部分为多叶准直器最终的放射野，所述第一叶片机构可绕第二轴向旋转，使得所述多叶准直器可根据需要辐射部位的形状，通过调整所述第一叶片机构旋转角度，以调整第一射野和第二射野重叠部分形状，即调整多叶准直器最终成型的射野的结构，进而提高多叶准直器的射野的适形度。

所述第一叶片机构和第二叶片机构叶片沿第一方向至少部分交错排列，从而使得第一叶片机构中的叶片和第二叶片机构中的叶片至少可沿所述第一方向填补彼此叶片机构的多片叶片间形成的部分间隙，从而降低所述多叶准直器的泄漏射线的量。

进一步，所述第一叶片机构（和第二叶片机构）包括两组叶片组件，所述两组叶片组件可独立地沿两者的连接方向移动；而且两组叶片组件中的各片叶片也可独立地沿平行于所述两组叶片组件连接方向移动。在调整第一放射野（和第二放射野）过程中，可先通过调整叶片组件的位置，之后再调整各组叶片组件上叶片的位置，从而有效提高第一放射野（以和第二放射野）的适形度调整的便捷度。

附图说明

图1是现有的放射线治疗设备的示意图；

图2是现有的两层多叶光栅结构的示意图；

图3本发明多叶准直器一实施例的结构示意图；

图4是图3中多叶准直器的侧面结构示意图；

图5是图3中多叶准直器的第一叶片机构结构示意图；

图6是图3中多叶准直器的第一叶片机构和第二叶片机构的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术中所述，多叶准直器的适形度取决于多叶准直器的叶片厚度和数量。其中，叶片越薄，数量越多，多叶准直器的适形度越好。但叶片越薄、数量越多，叶片准直器的制备工艺难度越高。为此，现有技术中，采用包括一种双层多叶光栅结构。所述双层多叶光栅结构包括两层垂直于射线方向设置的叶片组件，每一层叶片组件均可形成特定形状的放射野，并通过两层不同的放射野叠加，以形成最终的放射野。相比与单层多叶光栅结构，双层多叶光栅的适形度更高。但基于两层叶片组中叶片的移动方向单一，对于放射野适形度调整能力有限，对于一些周边具有特定曲率，周边为不规则形状的肿瘤，现有的双层多叶光栅的放射野适形度仍然较差。

为此，本发明提供了一种多叶准直器，相比与现有的多叶准直器，可有效提高放射野的适形度。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。

图3～图6为本实施例提供的多叶准直器的结构示意图。

先参考图3所示，本实施例提供的多叶准直器包括主体支架100。

在所述主体支架100沿第一方向设有双层叶片机构。所述双层叶片机构包括第一叶片机构30和第二叶片机构40。

本实施例中，所述第一方向为放射治疗仪器中，辐射源与多叶准直器的连线方向，所述辐射源发出的射线辐射指所述多叶准直器上。为了便于描述，本实施例中，以过辐射源，并垂直于多叶光栅所在的平面的直线所在的方向为第一方向。

本实施例中，所述第一叶片机构30沿竖直方向位于所述第二叶片机构40上方。

其中，所述第一叶片机构30和第二叶片机构40均包括多片叶片。所述第一叶片机构30中的多片叶片用于形成第一放射野；所述第二叶片机构40中的多片叶片用于形成第二放射野。所述第一放射野和第二放射野沿竖直方向至少部分重叠，且重叠后的放射野为本实施例多叶准直器最终的放射野。

本实施例中，所述第一叶片机构30可绕第二轴向A向旋转，所述第二轴向A向平行于竖直方向。

使用时，若所述第二叶片机构40的各叶片位置固定，第二放射野固定成型，此时，所述第一叶片机构30绕A向相对于所述第二叶片机构40旋转，也即所述第一叶片机构30的各个叶片绕所述第二叶片机构旋转，根据需要辐射部位的形状调整所述第一叶片机构30的旋转角度，以及所述第一叶片机构30上各叶片的位置，可在第二放射野的基础上，对所述第二放射野进行修饰，以提高最终成型的放射野的适形度。

结合参考图3和图4所示，本实施例中，所述第一叶片机构30包括环形转盘33。所述第一叶片机构30的多片叶片位于所述环形转盘33上。

所述环形转盘30水平设置，且通过轴承结构安装在所述主体支架100上。具体地，所述轴承结构的外圈固定在所述主体支架100上，轴承结构的内圈套在所述环形转盘33的侧壁上，通过所述轴承结构，所述环形转盘33可绕中心旋转。

在所述环形转盘33的侧壁上，设有环绕所述环形转盘33中心的啮齿带（图中未显示）。在所述主体支架100上安装有电机51，在所述电机51的转轴上装有驱动齿轮52，所述驱动齿轮52的啮齿与所述环形转盘33侧壁上的啮齿带啮合。使用时，所述电机51驱动所述驱动齿轮52旋转，从而带动所述环形转盘33旋转。

值得注意的是，所述环形转盘33上的啮齿带，和用于连接环形转盘33的轴承结构沿所述A向，位于所述环形转盘33侧壁的不同位置，使得所述环形转盘33上的啮齿带与所述轴承结构互不影响。具体地，本实施例中，在所述环形转盘33的侧壁上，环形转盘33的啮齿带位于所述轴承结构的内圈上方。

结合参考图3和图5所示，在所述环形转盘33上，开设有沿所述A向贯穿所述环形转盘33的开口34，所述第一叶片机构30的各叶片位于所述开口34的周边。

具体地，所述第一叶片机构30包括两组叶片组件31和32，图5中，所述两组叶片组件沿B向位于所述开口34的相对两侧。

其中，每一组所述叶片组件包括安装支架，以及安装在所述安装支架上的多片叶片。如图5中，所述叶片组件31包括安装支架61，以及安装在所述安装支架61上的多片叶片62；所述叶片组件32包括安装支架71，以及安装在所述安装支架71上的多片叶片72。所述叶片组件31上的多片叶片62和叶片组件32上的多片叶片72端部相对设置，多片叶片62和72之间形成的区域构成所述第一放射野。

本实施例中，每一组所述叶片组件31和32上的各片叶片沿垂直于B向（即沿所述叶片组件31和叶片组件32的连接方向）并列排列。且所述每一片叶片62和72均可沿所述B向单独移动。通过调整各叶片的移动位置，以调整所述第一放射野的结构。控制各叶片62或72单独移动的结构为本领域成熟技术，在此不再赘述。

本实施例中，参考图5所示，在所述环形转盘33上设有丝杠驱动组件，以控制所述叶片组件31沿B向移动。具体地，在所述叶片组件31的安装支架61上设有螺母82，在所述环形转盘33上，位于所述安装支架61的一侧设有丝杠81，所述丝杠81的结构与所述螺母82结构相匹配，所述丝杠81安装在所述螺母82的螺孔内，在所述环形转盘33上，位于所述丝杠81的一端装有电机83。所述电机83驱动所述丝杠81转动，从而带动所述螺母82沿所述丝杠81的轴向移动，进而带动所述叶片组件31沿所述丝杠81的轴向移动。

本实施例中，在所述环形转盘33上设有另一套丝杠驱动组件以控制所述叶片组件32沿B向移动。所述另一套丝杠驱动组件结构与驱动所述叶片组件31的丝杠驱动组件结构相似，在此不再赘述。

本实施例中，所述两套丝杠驱动组件作为驱动装置，以分别控制所述两组叶片组件31和32独立地沿B向移动。

在使用过程中，可根据需要辐射部位的形状，先通过所述两套丝杠驱动组件，分别控制两组所述叶片组件31和32单独地沿B向移动，对各组叶片组件31和32上的各叶片位置进行第一步调整；之后，再控制所述两组叶片组件（包括叶片组件31和32）上的各片叶片的独立移动，以进行各叶片位置的第二步调整。上述技术方案，可有效缩小各片叶片需要单独移动的进程，相应地可简化多叶准直器的结构，此外还可有效提高第一放射野的适形度调整的便捷度。

可选方案中，结合参考图4和图5所示，在所述环形转盘33上设有两条沿B向延伸的导轨91和92。所述安装支架61和71分别安装在所述导轨91和92上，从而提高所述叶片组件31和32移动稳定性。

继续参考图3和图4所示，本实施例中，所述第二叶片机构40包括固定在所述主体支架100上的固定盘43。所述第二叶片机构40的多片叶片位于所述固定盘43上。

本实施例中，所述固定盘43平行于所述环形转盘33。

本实施例中，所述固定盘43的结构与所述环形转盘33的结构类似。包括：沿所述A向贯穿所述固定盘43的开口，所述第二叶片机构的各叶片安装在所述开口的周边。

本实施例中，假设所述放射源沿A向，位于所述环形转盘33的上方，而所述环形转盘33位于所述固定盘43上方。所述固定盘43上的开口面积大于等于所述环形转盘33上的开口34的面积，即，所述环形转盘33的开口且沿A向的投影位于所述固定盘43的开口范围内。

本实施例中，所述第二叶片机构40同样也可分为两组叶片组件，所述两组叶片组件分别位于所述固定盘43的开口的相对两侧。每一组叶片组件包括安装支架，以及安装在所述安装支架上的多片叶片。所述安装支架上的多片叶片可垂直于所述固定盘43上的两组叶片组件的连接方向并列排列，且各叶片能够独立地沿所述固定盘43上的所述两组叶片组件的连接方向移动。

且在所述固定盘43上可设置两套丝杠驱动组件，以分别控制所述固定盘43上的所述两组叶片组件沿两者的连接方向移动。

此外，在所述固定盘43上同样可设两条沿所述固定盘43上的两组叶片组件的连接方向延伸的导轨，而所述固定盘43上的两组叶片组件分别位于所述两条导轨上。

上述固定盘43上的结构与上述环形转盘33上的结构相似，在此不再赘述。

结合参考图6所示，在使用时，所述第一叶片机构30绕A向相对于第二叶片机构40旋转，从而使得所述第一叶片机构30的各个叶片绕A向相对于所述第二叶片机构40旋转，调整所述第一叶片机构30上各叶片的位置。在第二叶片机构40形成的第二放射野的基础上，对所述第二放射野进行修饰，以提高最终成型的放射野的适形度。

可选地，本实施例中，当所述固定盘43上的各叶片的移动方向平行于所述环形转盘33上的叶片的移动方向时，所述环形转盘33上的叶片和所述固定盘43上的叶片沿A向，呈交错排列。使用时，沿A向所述第一叶片机构30的叶片和第二叶片机构40的叶片至少部分呈交错排列。第二叶片机构40上的各叶片可有效遮挡所述第一叶片机构30上相邻叶片间的间隙；同样第一叶片机构30上的各叶片可有效遮挡所述第二叶片机构40上相邻叶片间的间隙。

采用双层叶片的结构多叶准直器，相比于单层的叶片结构的多叶准直器，在相同适形度要求下，可有效减小各叶片的厚度，以及叶片的数量。从而降低各叶片的制作工艺，以及诸如叶片的驱动结构等相应的叶片配套结构设计。

值得注意的是，本实施例中，为双层叶片的结构，沿竖直方向，可旋转的所述第一叶片机构位于所述第二叶片机构上方，在除本实施例外的其他实施例中，所述第二叶片机构也可位于所述第一叶片机构上方；

除本实施例外的其他实施中的其他双层叶片结构中，两层叶片机构也可均可为可旋转结构，具体结构可参考本实施例中的所述第一叶片机构30；

再者，本发明中，除双层叶片结构外，还可包括多于两层的多层叶片结构，如三层或是四层，其中，至少一层叶片机构为可旋转结构便可实现本发明目的，这些简单的改变均在本发明的保护范围内。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种多叶准直器，其特征在于，包括：

主体支架；

安装在所述主体支架上，且沿第一方向设置的第一叶片机构和第二叶片机构；

所述第一叶片机构包括多片叶片，用于形成第一放射野；

所述第二叶片机构包括多片叶片，用于形成第二放射野；

所述第一叶片机构绕第二轴向旋转，所述第二轴向平行于所述第一方向；

所述第一放射野和第二放射野沿所述第二轴向的投影至少部分重合。

2.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述第一叶片机构包括环形转盘，所述第一叶片机构的叶片安装在所述环形转盘上；

在所述环形转盘的侧壁上设有啮齿带；

在所述主体支架上，位于所述环形转盘的一侧设有驱动齿轮，所述驱动齿轮的啮齿与所述环形转盘的啮齿带啮合；

在所述主体支架上设有用于驱动所述齿轮转动的电机。

3.根据权利要求2所述的多叶准直器，其特征在于，在所述环形转盘上，开设有沿所述第二轴向贯穿所述环形转盘的开口，所述第一叶片机构的叶片位于所述开口周边。

4.根据权利要求3所述的多叶准直器，其特征在于，所述第一叶片机构包括两组叶片组件，所述两组叶片组件位于所述开口的相对两侧；

一组叶片组件包括安装支架，以及安装在所述安装支架上的多片叶片；

所述第一叶片机构还包括用于控制所述两组叶片组件独立地沿所述两组叶片组件的连接方向移动的驱动装置。

5.根据权利要求4所述的多叶准直器，其特征在于，所述驱动装置包括两套分别用于控制所述两组叶片组件移动的丝杠驱动组件；

一套所述丝杠驱动组件包括固定在对应的安装支架上的螺母、固定在所述环形转盘上的丝杠和电机；

所述丝杠的轴向平行于所述两组叶片组件的连接方向；

所述螺母安装在所述丝杠上，所述电机用于驱动所述丝杠绕轴向旋转，以带动所述螺母沿所述丝杠的轴线移动。

6.根据权利要求4所述的多叶准直器，其特征在于，所述两组叶片组件中，每一组叶片组件上的多片叶片垂直于所述两组叶片组件的连接方向并列排列，且各所述叶片能够独立地沿所述两组叶片组件的连接方向移动。

7.根据权利要求4所述的多叶准直器，其特征在于，在所述环形转盘上设有沿所述两组叶片组件的连接方向延伸的导轨；

所述安装支架位于所述导轨上，且所述安装支架能够沿所述导轨延伸方向移动。

8.根据权利要求7所述的多叶准直器，其特征在于，在所述环形转盘上设有两条所述导轨，所述两组叶片组件分别位于所述两条导轨上。

9.根据权利要求2所述的多叶准直器，其特征在于，所述环形转盘和主体支架通过轴承结构连接。

10.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，当所述第二叶片机构的叶片和第一叶片机构上的叶片平行时，所述第二叶片机构的叶片和第一叶片机构上的叶片沿所述第一方向呈交错排列。

11.根据权利要求2所述的多叶准直器，其特征在于，所述第二叶片机构包括固定在所述主体支架上固定盘，所述第二叶片机构的各叶片安装在所述固定盘上；

所述固定盘与所述环形转盘平行。