CN105233426B - 一种多叶光栅装置及叶片驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及放射治疗领域，公开了一种多叶光栅装置及叶片驱动方法，所述装置包括至少一个电机，至少一个叶片，被设置在导向件上；至少一个传动件，连接所述电机和所述叶片，并对所述叶片施加拉力；以及至少一个弹性件，所述弹性件连接于所述叶片，用于对所述叶片施加与所述拉力方向大致相反的弹力；所述叶片可在所述电机的作用下沿所述导向件移动。本发明的多叶光栅装置通过传动件连接传动，使得驱动单元具有更大的布置空间，且便于安装二次反馈装置，有利于叶片位置检测；且本发明的多叶光栅装置可应用于MR‑RT设备，减弱电机与MR磁体的相互影响；该多叶光栅装置可以驱动非常薄的叶片，从而提高射野的分辨率。

Description

一种多叶光栅装置及叶片驱动方法

技术领域

本发明涉及放射治疗领域，尤其涉及一种多叶光栅装置及多叶光栅装置的叶片驱动方法。

背景技术

肿瘤治疗中经常使用的医疗设备为放疗设备，利用放疗设备发出的射线杀死肿瘤细胞。放疗设备通常包括用于对放射源发出的放射线进行适形调整的多叶光栅装置(Multi-leaf collimator，简称MLC)。

多叶光栅装置通常包括相对放置的多对叶片、驱动所述叶片运动的驱动部件，如图1所示，现有技术中的MLC主要包括以下四部分：叶片110、叶片导轨箱120、电机座130和驱动电机140。通过驱动电机140直接驱动叶片110在叶片导轨箱120内进行往复运动，调整叶片110的位置，从而使经过多对叶片的放射线形成与待治疗区域形状匹配的封闭放射射野。

一方面，为了使放射线形成的射野与待治疗区域的形状匹配，需要精确控制叶片110的位置，因此需要监测叶片110运动的位移。现有技术中，为了监测叶片110运动的位移，一般在电机端安装反馈装置，可称之为一次反馈装置，根据电机旋转的圈数与叶片的位移之间的对应关系，其通过测量电机旋转的圈数来监测叶片运动的位移，这种情况下，不存在可以用于比较的其它监测数据，因此对叶片位移的控制精度受到限制；为了提高对叶片位移的控制精度，现有技术中在叶片端安装二次反馈装置，但本领域技术人员知道，叶片厚度较薄，可用于安装二次反馈装置的空间也有限，因此对二次反馈装置的尺寸限制较大。

另一方面，为了提高射野的分辨率，要求叶片的厚度越薄越好，这对驱动部件的尺寸限制越来越大，为了驱动厚度很薄的叶片，现有技术中采用丝杆驱动方式，一定程度地减小整个驱动部件在叶片宽度方向的尺寸，可以驱动3mm 厚度的叶片，但3mm厚度的叶片还不能完全满足需求，需要进一步缩小叶片的厚度。

并且，通常的放疗设备不能在治疗的同时实时对治疗部位成像，特别是对肺部、胸部等随呼吸移动的部位无法准确治疗。为了提高治疗的精度，将MR(Magnetic Resonance)的优势与RT(Radiotherapy)结合起来，形成的MR-RT设备是将磁共振在病灶诊断方面的优势整合入直线加速器的设备。相比于RT中的多叶光栅装置，MR-RT中的多叶光栅装置具有更加特殊与苛刻的使用环境，需要对RT中使用的多叶光栅装置进行改进，才适用于MR-RT设备中。

相比于单独的RT设备，MR-RT中的多叶光栅装置处于MR的强磁场环境中，一方面，MR的磁场会严重影响多叶光栅装置中叶片驱动电机的性能以及寿命，多叶光栅装置的电机距离MR的磁体越近，则电机受磁场的影响就越大，另一方面，多叶光栅装置的电机工作电流会影响MR的磁场环境，多叶光栅装置的电机距离MR的磁体越近，则MR的磁场环境受电机电流的影响就越大，进而严重影响MR设备的诊断性能。

例如，图1所示的多叶光栅装置，驱动电机140和叶片110的距离很近，并且驱动电机140位于叶片110的运动方向上。将这种形式的多叶光栅装置设置在MR-RT设备中，则驱动电机140将会非常靠近MR的磁体，在强磁场的影响下，电机的性能与寿命会出现大幅下降，更严重的是，在驱动电机140的电流影响下，MR的磁场环境遭到破坏，严重影响MR设备的成像精度。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供了一种多叶光栅装置，包括：

至少一个电机，

至少一个叶片，被设置在导向件上；

至少一个传动件，连接所述电机和所述叶片，并对所述叶片施加拉力；

以及至少一个弹性件，所述弹性件连接于所述叶片，用于对所述叶片施加与所述拉力方向大致相反的弹力；

所述叶片可在所述电机的作用下沿所述导向件移动。

可选的，所述装置还包括绕线轮，用于在电机的驱动下收线或放线，所述传动件为线状，且其一端连接于绕线轮，另一端连接于所述叶片。

可选的，所述装置还包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与所述电机的输出端连接，所述蜗轮由所述蜗杆驱动旋转。

可选的，所述蜗轮和所述蜗杆是自锁的。

可选的，所述绕线轮与所述蜗轮同轴设置。

可选的，所述装置还包括编码器，所述编码器用于监测所述叶片运动的位移。

可选的，所述编码器与所述绕线轮及所述蜗轮同轴设置。

可选的，所述装置还包括第一绕线轮，所述编码器与所述第一绕线轮同轴设置。

可选的，所述装置还包括第二导线轮，所述传动件的一端通过所述第一导线轮连接于所述绕线轮，另一端通过所述第二导线轮连接于所述叶片。

可选的，所述弹性件为弹簧，所述弹簧一端固定，另一端与所述叶片连接，所述弹簧处于压缩状态。

可选的，所述装置还包括导杆，所述弹簧套设于所述导杆上，所述叶片与所述导杆可滑动地连接。

可选的，所述电机布置为偏离所述叶片的运动方向。

可选的，所述传动件为细钢丝。

可选的，所述叶片的厚度为0.8mm-2.2mm或0.8mm-1.6mm或0.8mm-1.3mm或1mm-1.8mm或1mm-1.5mm。

本发明还提供了另一种多叶光栅装置，包括

驱动单元，

叶片，被设置在导向件上；

柔性元件，连接所述驱动单元和所述叶片；

以及弹性件，所述弹性件连接于所述叶片；

其中，所述叶片可在所述电机的作用下沿所述导向件移动，且所述柔性元件对所述叶片的作用力方向与所述弹性件对所述叶片的作用力方向大致相反。

在另一实施例中，本发明还提供了一种多叶光栅装置的叶片驱动方法，包括：

驱动单元驱动一端连接于其上的柔性元件；

另一端连接到叶片上的柔性元件带动叶片沿着预定轨道移动；

其中，在前述移动过程中，弹性件始终使所述柔性元件内存在张紧力。

可选的，所述驱动单元驱动所述柔性元件展开或回绕，相应地，所述柔性元件 带动所述叶片伸出或缩回。

可选的，在所述驱动单元和所述叶片之间布置引导所述柔性元件走向的引导元件。

可选的，在所述驱动单元的输出端配置变速组件以改变所述柔性元件的移动速度。

相对于现有技术，本发明的多叶光栅装置的驱动单元与叶片单元分离布置，通过传动件连接驱动单元和叶片单元，使得驱动单元不受叶片空间的限制，具有更大的布置空间，进一步地，传动件可以倾斜布置，因此可以将驱动单元分散布置，方便安装二次反馈装置，有利于叶片位置检测。

进一步地，通过传动件连接驱动单元和叶片单元，可以增加驱动单元与叶片单元之间的距离，所述驱动单元包含电机，当该多叶光栅装置应用于MR-RT设备时，保持叶片处于强磁场环境，电机可以远离叶片，即电机可以远离强磁场，因此有效增大了电机与强磁场之间的距离，减弱了强磁场对电机性能的影响，提高电机的性能，延长电机的寿命，同时降低了电机对MR的磁场环境的影响，增强MR设备磁场环境的稳定性；

进一步地，通过传动件连接电机和叶片单元，传动件可以倾斜布置，因此，可以将电机布置为偏离叶片的移动方向，使得当该多叶光栅装置用于MR-RT时，叶片处于强磁场环境中，电机可以偏离叶片的移动方向设置，从而远离强磁场设置，进一步减弱了电磁相互干扰程度；

本发明的多叶光栅装置的叶片厚度可以设置得较小，以提高多叶光栅装置形成的射野的分辨率，改善放射治疗的精度；

进一步地，本发明的多叶光栅装置可获得较高的叶片等中心运动速度，从而可以较快的获得形状匹配的射野。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是现有技术中多叶光栅装置的结构示意图；

图2是本发明提供的多叶光栅装置的结构示意图；

图3是图2中驱动单元的结构示意图；

图4是图2中叶片单元的结构示意图；

图5(a)和5(b)是本发明中叶片处于缩回状态的结构示意图；

图6是本发明提供的电机驱动结构示意图；

图7(a)和7(b)是本发明中叶片处于伸出状态的结构示意图；

图8(a)和8(b)是叶片前端和后端的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2是本发明提供的多叶光栅装置的结构示意图；图3是图2中驱动单元的结构示意图；图4是图2中叶片单元的结构示意图。

如图2所示，本实施例的多叶光栅装置，包括驱动单元1，叶片单元2，所述驱动单元1用于为叶片单元2提供驱动力，所述叶片单元2用于形成与待治疗区域形状匹配的放射射野，所述驱动单元1和叶片单元2之间通过传动件(图2中未示)连接传动。在本实施例中，传动件可以为线状结构，可称为传动线。

结合图3所示，所述驱动单元1包括电机座11、至少一个电机12，所述电机12固定于电机座11上，用于为叶片单元2提供驱动力。具体来说，所述驱动单元1还包括电机固定支架13，所述电机固定支架13设置于电机座11上并由电机座11固定支撑，所述电机12安装于电机固定支架13上，从而将电机12固定于电机座11上。在本发明中，电机座11与电机固定支架13可为一体，也可为两个独立的部件，并通过固定结构连接在一起，均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，电机12的直径为10mm，面对面4排布置，在其它实施例中，电机12也可单面多排布置，这由放射治疗装置的空间结构决定。

结合图4所示，所述叶片单元2包括叶片导轨箱21、至少一个叶片22，所述至少一个叶片22设置在叶片导轨箱21内。由于不同的放射治疗中，待治疗区域大都不太相同，为了形成与待治疗区域形状匹配的封闭放射射野，所述叶片导轨箱21内设置至少一个为叶片22提供支撑与导向作用的叶片导轨槽，每个叶片22设置在对应的叶片导轨槽内。在其它实施例中，设置叶片导轨槽的叶片导轨箱21可为其它的导向件。传动线3对叶片22施加拉力，所述叶片单元2还包括弹性件，用于对叶片22施加与所述拉力方向大致相反的弹力，根据对叶片22位置的具体要求，叶片22可在所述电机的作用下沿所述叶片导轨槽移动到指定位置。由此可见，叶片22可以在叶片导轨槽内进行往复移动，由图2可以看出，多个叶片22分成两组，并相对设置，通过电机12的旋转控制叶片22在叶片导轨槽内往复移动，从而形成与待治疗区域形状匹配的放射射野。

在本实施例中，每个叶片22均有对应的电机12、传动线及弹性件，所述电机12旋转产生驱动力，所述传动线用于将所述电机12产生的驱动力传递到所述叶片22，所述叶片22在驱动力的作用下移动，所述弹性件向叶片施加弹力，使得叶片22在弹力的作用下反向移动，因此所述电机12、传动线及弹性件是叶片22移动的动力产生与传递部件。下面结合附图以一片叶片为例详细描述叶片的驱动方式。

图5(a)和图5(b)是本发明中叶片处于缩回状态的结构示意图；图6是本发明提供的电机驱动结构的示意图；图7(a)和图7(b)是本发明中叶片处于伸出状态的结构示意图；图8(a)和8(b)是叶片前端和后端的示意图。

如图5(a)和图5(b)所示，所述驱动单元1包括电机12，电机固定支架13，所述电机12安装于电机固定支架13上，所述驱动单元1还包括蜗杆14和蜗轮15，结合图6所示，电机12的输出端连接有蜗杆14，蜗杆14与蜗轮15啮合并驱动蜗轮15旋转，具体来说，启动电机12，蜗杆14跟随电机12一起旋转，从而带动蜗轮15旋转，进而改变旋转运动的旋转方向。在本发明中，蜗杆14和蜗轮15结构具有自锁性，即只能通过旋转蜗杆14带动蜗轮15旋转，而不能通过旋转蜗轮15带动蜗杆14旋转，从而可防止叶片22在电机12静止时滑动。

蜗轮15通过蜗轮支架151固定于电机固定支架13上，在蜗轮支架151上还设置绕线轮16，绕线轮16与蜗轮15同轴设置并与蜗轮15同步旋转，绕线轮16上缠绕传动线3，通过旋转绕线轮16实现收线与放线以满足叶片22的行程。

所述驱动单元1还包括导线轮17，导线轮17通过导线轮支架171固定于电机固定支架13上，所述传动线3从绕线轮16延伸而出经过导线轮17继续向叶片单元2的方向延伸，所述导线轮17用于对传动线3提供导向的作用。在导线轮支架171上还设置编码器18，所述编码器18与导线轮17同轴设置并与导线轮17同步旋转，用于监测叶片22运动的位移，实现二次反馈，提高控制精度。具体来说，编码器18与导线轮17同步旋转，则编码器18旋转的圈数与导线轮17旋转的圈数相等，根据简单的几何关系，利用编码器18测得的旋转圈数和导线轮17的周长计算得到绕线轮16收线或放线的长度，而收线或放线的长度与叶片22运动的位移相等，从而实现用编码器18监测叶片22运动的位移，实现二次反馈，提高控制精度。

在本实施例中，驱动单元1内安装编码器18，相比于一次反馈装置，对叶片22运动的位移进行二次反馈，实现两次叶片位移监测，提高控制精度；相比于在叶片端安装二次反馈装置，驱动单元1为编码器18提供更大的安装空间，方便安装，对二次反馈装置的尺寸限制较小。

在本实施例中，从绕线轮16延伸而出的传动线3经过导线轮17后继续向叶片单元延伸。在其它实施例中，导线轮17可省略，即编码器18可与绕线轮16同轴设置，编码器18旋转的圈数与绕线轮16旋转的圈数相等，根据简单的几何关系，利用编码器18测得的圈数和绕线轮16的周长计算得到叶片22运动的位移，从而实现了对叶片22运动位移的二次反馈，提高控制精度。

如图5(a)和图5(b)所示，所述叶片单元2包括叶片导轨箱21、叶片22，在叶片导轨箱21内设置叶片导轨槽，叶片22设置在对应的叶片导轨槽内，并可以在叶片导轨槽内进行往复移动。所述叶片单元2还包括支座23，所述支座23连接于叶片导轨箱21，在所述支座23上设置导线轮24，从绕线轮16延伸而出的传动线3经过导线轮17之后通过导线轮24连接于叶片22。所述叶片22与传动线3连接的一端设置叶片尾巴221，所述传动线3固定连接于叶片尾 巴221上，当需要叶片22缩回时，电机12旋转，通过蜗杆14及蜗轮15带动绕线轮16旋转，绕线轮16收线，通过传动线3拉动叶片22沿叶片导轨槽向叶片导轨箱21内缩回。

所述支座23上还设置弹性件，用于对叶片22施加沿叶片导轨槽的方向并指向叶片导轨槽之外的弹力。在本实施例中，所述弹性件为弹簧26，所述弹簧26的一端固定于支座23，另一端与叶片尾巴221固定连接，所述弹簧26始终处于压缩状态，对叶片22施加沿叶片导轨槽方向的弹力，使得叶片22可以在电机12旋转时沿叶片导轨槽滑动。所述支座23上还设置导杆25，所述弹簧26套设在导杆25上，所述导杆25用于为弹簧26提供支撑与导向作用。当需要叶片伸出时，电机12旋转，通过蜗杆14及蜗轮15带动绕线轮16旋转，绕线轮16放线，在弹力的作用下，弹簧26沿导杆25推动叶片22向叶片导轨箱21之外伸出，如图7(a)和图7(b)所示。

在本实施例中，叶片尾巴221上设置滑槽，所述导杆25一端固定安装于支座23，另一端延伸进入滑槽，使得叶片22可沿滑槽方向相对导杆25滑动。在其它实施例中，叶片尾巴221和导杆25可以其它方式可滑动地连接，例如在导杆25上设置滑槽，叶片尾巴221上设置与该滑槽对应的结构，使得叶片22可沿滑槽方向相对导杆25滑动。

在本实施例中，导杆25与支座23连接的一端呈弯曲状，如图7(a)和图7(b)所示，弹簧26沿弯曲的导杆25伸缩，从而可以减小该多叶光栅装置在叶片22移动方向的尺寸。在本实施例中，利用导杆25对弹簧26提供支撑与导向作用，在其它实施例中，导杆25可以为其它形式的支撑导向结构，在对弹簧26导向的同时，可以防止弹簧26发生扭曲。

在放射治疗的过程中，治疗头需要旋转，可能出现叶片22处于竖直状态的情况，因此在叶片22的运动行程范围内弹簧26需要提供大于叶片22重力的弹力，以保证即使在叶片22处于竖直状态下，通过传动线3和弹簧26也能控制叶片22沿叶片导轨槽伸出或缩回。

当需要叶片22静止时，电机12停止旋转，弹簧26仍然处于压缩状态，其仍然对叶片22施加弹力，叶片22在该弹力的作用下会对绕线轮16施加拉力，绕线轮16和蜗轮15同轴设置，如果绕线轮16转动，则蜗轮15必然同步 转动，蜗轮15若要转动，则要求蜗杆14一起转动，但由于蜗轮15和蜗杆14具有自锁性，即蜗杆14可以带动蜗轮15转动，但蜗轮15不可以带动蜗杆14转动，因此，在蜗轮15的作用下，蜗杆14不会发生转动，因此蜗轮15也不会转动，因此，当电机12不旋转时，仅在弹簧26的弹力作用下叶片22不会发生移动。

在本实施例中，驱动单元1和叶片单元2分离设计，通过传动线3连接驱动，可以使得驱动单元1脱离叶片空间的限制，获得更大的布置空间；进一步地，通过改变传动线3的延伸方向可以改变驱动单元1的布置，例如，可以将传动线3倾斜布置，使得多根传动线3布置成发散状，从而使驱动单元1分散布置，在此情况下，驱动单元1内安装的编码器18具有更大的安装空间。

具体来说，传动线3通过导线轮17和导线轮24分别连接所述绕线轮16和叶片22。通过控制导线轮17和导线轮24的布置，可实现驱动单元1的分散布置，例如可以将导线轮17和导线轮24倾斜布置，改变传动线3的方向，使多根传动线3往电机12的方向发散出去，从而使得驱动单元1分散布置。

在本实施例中，为了防止弹簧26、导杆25等结构之间发生碰撞，相邻叶片22的叶片尾巴错开布置，如图8(a)和8(b)所示，图8(a)示出了叶片22的前端，图8(b)示出了叶片22的后端，由图8(b)所示，叶片22的叶片尾巴呈多行排列，且相邻叶片22的叶片尾巴错开布置，为弹簧26、导杆25等结构的布置留足空间。

在本实施例中，叶片22运动的速度和电机12的转速、绕线轮16的直径及弹簧26的弹力等因素有关。在不改变其它因素的前提下，可以通过增大绕线轮16的直径来增大叶片22的运动速度。保持电机12的转速不变，则蜗轮15的转速也是不变的，由于绕线轮16和蜗轮15同轴设置，因此绕线轮16的转速也是不变的，在这种情况下，绕线轮16的直径越大，则单位时间内放线或收线的长度越长，相当于单位时间内叶片22移动的距离越大，也就是叶片22的运动速度越快。

在放射治疗领域，待治疗区域一般位于放射治疗装置的等中心点，因此叶片在等中心平面上的投影的运动速度是本领域技术人员所关心的参数，当该多叶光栅装置应用于放射治疗设备时，通过增大绕线轮16的直径，叶片22的运 动速度加快，则叶片22在等中心平面上的投影的运动速度也加快，因此可以较快地获得与待治疗区域形状匹配的放射射野。

另一方面，为了增加叶片22在等中心平面上的投影的运动速度，可以将叶片22设置在离放射治疗装置的光源较近的位置，根据简单的几何关系可知，可增大叶片22在等中心平面上的投影，在叶片22运动速度保持不变的情况下，叶片22离光源越近，叶片22在等中心平面上的投影的运动速度也越快，从而较快地形成与待治疗区域形状匹配的放射射野。

叶片22离光源越近，则其在等中心平面上的投影宽度越大，这会降低放射射野的精度。为了提高放射射野的精度，叶片22在等中心平面上的投影宽度受到限制，根据简单的几何关系可知，可以通过减小叶片22的厚度来减小叶片22在等中心平面上的投影宽度，并且，叶片22越接近放射治疗装置的光源，则要求叶片22的厚度越薄。叶片22在等中心平面上的投影宽度较小，则同样的待治疗区域对应的叶片22的数量就越多，则叶片22围成的放射射野与待治疗区域的形状就越匹配，从而提高射野的分辨率，但叶片22的厚度也不适合设置太薄，否则会引起一些不必要的问题，例如，如果叶片22的厚度太薄，则要求导杆25的尺寸相应很小，否则若导杆25的尺寸过大，则可能导致不同叶片22对应的导杆25之间会相互摩擦，甚至发生碰撞，导致叶片22发生不必要的倾斜，影响射野的精确度。本实施例中，叶片22的厚度可以缩小至0.8mm，优选为0.8mm-2.2mm或0.8mm-1.6mm或0.8mm-1.3mm或1mm-1.8mm或1mm-1.5mm，以提高多叶光栅形成的射野的分辨率，改善放射治疗的精度。

本实施例的多叶光栅装置可以应用于与磁共振成像设备结合的放射治疗设备MR-RT。本实施例提供的多叶光栅装置相比现有技术中的多叶光栅装置，通过设置传动线3增加了电机12和叶片22之间的距离，使得当该多叶光栅装置应用于强磁场环境时，保持叶片22处于强磁场环境，电机12可以远离叶片22，即电机12可以远离强磁场，因此，有效增大了电机12与强磁场之间的距离，减弱了强磁场对电机性能的影响，提高电机的性能，延长电机的寿命，同时降低了电机12对MR的磁场环境的影响，增强MR设备磁场环境的稳定性。

进一步地，通过传动线3连接电机12和叶片22，通过控制传动线3的方 向，可以将电机12布置为偏离叶片22的移动方向，使得当该多叶光栅装置用于MR-RT时，叶片22处于强磁场环境中，电机12可以偏离叶片22的移动方向设置，从而远离强磁场设置，进一步减弱了电磁相互干扰程度。

当本实施例的多叶光栅装置应用于强磁场环境时，则处于磁场环境的部件优选为无磁材料，例如传动线3优选为无磁材料，进一步优选为细钢丝，导杆25及弹簧26优选为无磁材料。本实施例的多叶光栅装置也可以用于其他的RT设备中，在没有强磁场的环境下，所述多叶光栅装置中部件的材料不限于无磁材料。

为了进一步减小磁共振设备的磁场对电机12的影响，本实施例中，所述多叶光栅装置还包括隔磁外壳，所述隔磁外壳套设在电机12的外部，所述隔磁外壳的材料可以为不锈钢或者铝合金，使电机12进一步隔离MR磁场。

根据上述实施例，本发明还提供了一种多叶光栅装置的叶片驱动方法，包括驱动单元驱动一端连接于其上的柔性元件；另一端连接到叶片上的柔性元件带动叶片沿着预定轨道移动；其中，在前述移动过程中，弹性件始终使所述柔性元件内存在张紧力。在该实施例中，驱动单元可以为电机，柔性元件作为传动件，用于将电机的驱动传递到叶片，弹性件始终使得柔性元件处于张紧的状态，即在弹性件的作用下，柔性元件的内部始终存在张紧力。因此，当驱动单元工作时，驱动单元驱动柔性元件的一端，柔性元件的另一端在弹性件的配合下带动叶片沿着预定轨道移动。其中，所述驱动单元驱动所述柔性元件展开或回绕，相应地，所述柔性元件带动所述叶片伸出或缩回。在所述驱动单元和所述叶片之间布置引导所述柔性元件走向的引导元件，所述引导元件可以为导轮等常规导向结构。由于一般驱动单元的转速和叶片的移动速度要求不同，因此可将驱动单元的转速进行转换通过柔性元件进行传递，例如可在所述驱动单元的输出端配置变速组件以改变所述柔性元件的移动速度，从而改变叶片的速度。例如，在电机的输出端配置蜗杆蜗轮结构相互配合以使得柔性元件获得适当的速度。

本发明的多叶光栅装置的驱动单元与叶片单元分离布置，通过传动线连接驱动单元和叶片单元，使得驱动单元不受叶片空间的限制，具有更大的布置空间，进一步地，传动线可以倾斜布置，因此可以将驱动单元分散布置，方便安装二次反馈装置，有利于叶片位置检测。

进一步地，通过传动线连接驱动单元和叶片单元，可以增加驱动单元与叶片单元之间的距离，所述驱动单元包含电机，当该多叶光栅装置应用于MR-RT设备时，保持叶片处于强磁场环境，电机可以远离叶片，即电机可以远离强磁场，因此有效增大了电机与强磁场之间的距离，减弱了强磁场对电机性能的影响，提高电机的性能，延长电机的寿命，同时降低了电机对MR的磁场环境的影响，增强MR设备磁场环境的稳定性；

进一步地，通过传动线连接电机和叶片单元，传动线可以倾斜布置，因此，可以将电机布置为偏离叶片的移动方向，使得当该多叶光栅装置用于MR-RT时，叶片处于强磁场环境中，电机可以偏离叶片的移动方向设置，从而远离强磁场设置，进一步减弱了电磁相互干扰程度；

本发明的多叶光栅装置的叶片厚度可以设置得较小，以提高多叶光栅形成的射野的分辨率，改善放射治疗的精度；

进一步地，本发明的多叶光栅装置可获得较高的叶片等中心运动速度，从而可以较快的获得形状匹配的射野。

以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (19)

1.一种多叶光栅装置，包括

至少一个电机，

至少一个叶片，被设置在导向件上；

至少一个传动件，连接所述电机和所述叶片，并对所述叶片施加拉力以驱动叶片移动，所述传动件为柔性元件；

以及至少一个弹性件，所述弹性件连接于所述叶片，用于对所述叶片施加与所述拉力方向大致相反的弹力以驱动所述叶片移动；

所述叶片可在所述电机的作用下沿所述导向件移动。

2.如权利要求1所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述装置还包括绕线轮，用于在电机的驱动下收线或放线，所述传动件为线状，且其一端连接于绕线轮，另一端连接于所述叶片。

3.如权利要求2所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述装置还包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与所述电机的输出端连接，所述蜗轮由所述蜗杆驱动旋转。

4.如权利要求3所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述蜗轮和所述蜗杆是自锁的。

5.如权利要求3所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述绕线轮与所述蜗轮同轴设置。

6.如权利要求3所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述装置还包括编码器，所述编码器用于监测所述叶片运动的位移。

7.如权利要求6所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述编码器与所述绕线轮及所述蜗轮同轴设置。

8.如权利要求6所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述装置还包括第一导线轮，所述编码器与所述第一导线轮同轴设置。

9.如权利要求8所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述装置还包括第二导线轮，所述传动件的一端通过所述第一导线轮连接于所述绕线轮，另一端通过所述第二导线轮连接于所述叶片。

10.如权利要求1所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述弹簧一端固定，另一端与所述叶片连接，所述弹簧处于压缩状态。

11.如权利要求10所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述装置还包括导杆，所述弹簧套设于所述导杆上，所述叶片与所述导杆可滑动地连接。

12.如权利要求1所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述电机布置为偏离所述叶片的运动方向。

13.如权利要求1所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述传动件为细钢丝。

14.如权利要求13所述的多叶光栅装置，其特征在于，所述叶片的厚度为0.8mm-2.2mm或0.8mm-1.6mm或0.8mm-1.3mm或1mm-1.8mm或1mm-1.5mm。

15.一种多叶光栅装置，包括

驱动单元，

叶片，被设置在导向件上；

柔性元件，连接所述驱动单元和所述叶片；

以及弹性件，所述弹性件连接于所述叶片；

其中，所述叶片可在所述驱动单元的作用下沿所述导向件移动，且所述柔性元件对所述叶片的作用力方向与所述弹性件对所述叶片的作用力方向大致相反。

16.一种多叶光栅装置的叶片驱动方法，包括：

驱动单元驱动一端连接于其上的柔性元件；

另一端连接到叶片上的柔性元件带动叶片沿着预定轨道移动；

其中，在前述移动过程中，弹性件始终使所述柔性元件内存在张紧力。

17.根据权利要求16所述的叶片驱动方法，其中，所述驱动单元驱动所述柔性元件展开或回绕，相应地，所述柔性元件带动所述叶片伸出或缩回。

18.根据权利要求16所述的叶片驱动方法，其中，在所述驱动单元和所述叶片之间布置引导所述柔性元件走向的引导元件。

19.根据权利要求16所述的叶片驱动方法，其中，在所述驱动单元的输出端配置变速组件以改变所述柔性元件的移动速度。