CN106139425A - 一种多叶准直器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多叶准直器，涉及医疗器械技术领域，解决了现有的叶片二次反馈装置结构复杂带来的问题。一种多叶准直器，包括：至少一个叶片以及至少一个拉绳传感器，所述拉绳传感器包括可伸展和收缩的柔性件，所述柔性件包括自由端，所述自由端与所述叶片连接。

Description

一种多叶准直器

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种多叶准直器。

背景技术

体外放射治疗的目的在于，在肿瘤靶区形成有效剂量同时减少邻近的正常组织剂量。早期采用少量的圆形或方形等基础形状调制射束，但对于大多数不规则形状的肿瘤，这种方法导致正常组织辐射过量。适形放疗技术(CRT，Conformal Radiotherapy)能够实现剂量分布与肿瘤形状相适应，从而保证向病灶区域透射足够剂量且同时最低限度的减少正常组织。

实现适形放疗技术的一个关键部件是多叶准直器(MLC，Multi-leafCollimator)。示例的，如图1所示，多叶准直器包括多对叶片1、导轨框2、传动杆4、电机3和控制器(图中未示出)。其中，叶片1的末端通过传动杆4与电机3连接，导轨框2内设有多个沿101方向延伸的导轨。控制器根据治疗计划控制电机3驱动传动杆4，从而通过传动杆4带动叶片1沿导轨运动，从而形成射野区域，该射野区域与肿瘤的形状相适应。参照图1所示，射线源10发出的放射束经过射野区域形成投影平面5，射线被遮挡的部分如图1所示的黑色区域，射线穿过部分如图1所示的白色区域，即通过叶片1的移动，使得射线可穿过的部分形成与肿瘤形状相同的适形区域。

为了使叶片形成的射野区域与肿瘤的形状匹配，需要精确控制叶片1的移动。现有技术中，为了监测叶片1的移动以便在电机端设置反馈装置，根据电机旋转的圈数与叶片的位移之间的对应关系来监测叶片的运动，这种情况下，由于不存在可用于比较的其他监控数据，因此对叶片运动的控制精度受到限制。

为了提高对叶片的控制精度，现有技术中在多叶准直器中安装二次反馈装置。参照图2所示，以现有的一种反馈结构为例，在叶片1上设置检测电路板6、触点结构7以及检测弹片8。叶片1运动带动检测弹片8划过检测电路板6上的触点结构7，通过检测弹片8与各触点的接通与断开产生脉冲波，该脉冲波作为叶片运动的位置信号。

参照图1所示，多叶准直器的结构本身比较复杂，而在叶片上设置反馈结构，该反馈结构与多叶准直器的组装增加了多叶准直器的拆装难度，不便于多叶准直器的安装和维修。

发明内容

本发明的实施例提供一种多叶准直器，不仅能够实现对叶片位置的二次反馈，且拉绳传感器结构简单，对多叶准直器的拆装影响小。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种多叶准直器，包括：至少一个叶片以及至少一个拉绳传感器，所述拉绳传感器包括可伸展和收缩的柔性件，所述柔性件包括自由端，所述自由端与所述叶片连接。

可选的，所述拉绳传感器还包括：

滚轮，所述柔性件伸出或收缩可带动所述滚轮转动；

位移检测器件，用于根据所述滚轮的转动检测所述叶片的移动。

可选的，所述拉绳传感器还包括驱动器件，用于至少驱动所述滚轮沿一个方向旋转，以使得所述柔性件收纳在所述滚轮上。

可选的，所述拉绳传感器还包括驱动器件，用于至少驱动所述滚轮沿一个方向旋转，以使得所述柔性件收缩。

可选的，所述驱动器件还用于驱动所述滚轮沿另一个方向旋转，以使得所述柔性件从所述滚轮上伸展出来。

可选的，所述驱动器件为发条或电机。

可选的，所述柔性件为细线。

可选的，所述柔性件缠绕在所述滚轮上。

可选的，所述拉绳传感器还包括至少一个辅轮，所述滚轮的转动带动所述辅轮转动；

所述位移检测器件用于根据所述辅轮的转动检测所述叶片的移动。

可选的，所述位移检测器件为编码器。

可选的，所述编码器与所述滚轮同轴设置；或者，

在所述拉绳传感器包括辅轮的情况，所述编码器与所述辅轮同轴设置。

可选的，所述叶片包括相对的前端面和后端面，所述叶片的前端面用于形成射线可穿过区域；

所述柔性件与所述叶片的后端面连接。

可选的，所述多叶准直器包括多个叶片，任意相邻的两个叶片中，所述柔性件与所述叶片的连接位置错开。

可选的，所述多叶准直器还包括至少一个导向轮，用于向所述柔性件提供导向。

本发明的实施例提供一种多叶准直器，包括：至少一个叶片以及至少一个拉绳传感器，拉绳传感器包括可伸展和收缩的柔性件，柔性件包括自由端，自由端与叶片连接，从而叶片的移动带动柔性件的伸展和/或收缩，拉绳传感器能够将柔性件的机械运动转换为电信号，从而确认叶片的移动距离，以将叶片的位置信息反馈到控制器，以方便控制器对叶片进行移动控制，实现叶片移动的二次反馈，有利于对叶片的移动实现精确控制。本申请中的拉绳传感器中柔性件的一端与叶片连接，拉绳传感器可设置在远离多叶准直器的其他位置处，对已有的多叶准直器的拆装影响较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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他的附图。

图1为现有的多叶准直器示意图；

图2为现有实现叶片位置二次反馈的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种多叶准直器示意图；

图4为本发明实施例提供的一种拉绳传感器示意图；

图5为本发明实施例提供的一种柔性件与叶片连接的示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种拉绳传感器示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种多叶准直器示意图。

附图标记：

1-叶片；2-导轨框；3-电机；4-传动杆；5-投影平面；6-检测电路板；7-触点结构；8-弹片；10-射线源；11-前端面；12-后端面；20-拉绳传感器；21-柔性件；22-滚轮；23-位移检测器件；24-辅轮；25-导向轮；26-旁轮。

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做出创造性劳动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。

需要说明的是，本发明实施例中，所述“上”“下”“前”“后”等指示方位的名称为基于附图所示的方位或位置关系仅是为了便于描述，并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实施例的限定。

本发明实施例提供了一种多叶准直器，如图3、图4所示，包括：至少一个叶片1以及至少一个拉绳传感器20，拉绳传感器20包括可伸展和收缩的柔性件21，柔性件21包括自由端，自由端与叶片1连接，以使得的叶片1移动带动柔性件21的伸展和/或收缩。如图3所示，叶片1向101a方向移动，则带动柔性件21从拉绳传感器20中伸展开来。当叶片1向101b方向移动，则柔性件21收缩在拉绳传感器20中。

图3、图4仅为一种示意图，在实际操作中，还可以是当多叶准直器处于关停状态时，叶片1之间形成的射束可穿过区域为零。当启动多叶准直器时，叶片1向101b方向移动，形成类似肿瘤形状的射束可穿过区域。或者，当多叶准直器处于关停状态时，叶片1之间形成的射束可穿过最大，当启动多叶准直器时，叶片1向101a方向移动，形成类似肿瘤形状的射束可穿过区域。且本申请对叶片向不同方向移动带动柔性件伸展或收缩也不做具体限定，仅以上述为例进行说明。

需要说明的是，多叶准直器包括多个叶片，本申请中，每个叶片分别连接有一个拉绳传感器，用于监测每个叶片的移动。

柔性件包括相对的两端，其中，自由端与叶片连接，固定端可以是固定在拉绳传感器上。具体的，柔性件可以是任何可缠绕的柔性件，例如可以是细线、丝带、铁丝等。示例的，柔性件可以是由聚酯纤维等形成的细线或丝带，从而可以避免受到周围磁场的干扰(主要在放疗设备包括核磁共振图像引导系统的情况下由核磁共振图像引导系统装置产生的磁场干扰)。当然，本申请对柔性件的形状和材质不做具体限定，优先为无磁材料，当然也可以是磁性材料，例如柔性件还可以是钢丝等。

本申请中，柔性件的自由端与叶片连接，拉绳传感器能够将柔性件的移动转换为电信号，从而确认叶片的移动距离。当然，也可以同时确认叶片的移动方向、速度等。可以理解的是，本申请中的拉绳传感器为任何能够将柔性件的移动转化为电信号实现对叶片位移检测的器件，为实现该种位移的检测，拉绳传感器可以有多种不同的结构，本申请对拉绳传感器的具体结构不做限定。

当然，如图1、图3所示，多叶准直器还包括其他部件，由于其与本发明的发明点无关，在这里不对多叶准直器的其他部件做详细说明。例如，本申请中，如图3所示，多叶准直器还包括电机3、传动杆4以及设置在电机3上的位移反馈装置(未示出)，该位移反馈装置可以根据电机3旋转的圈数与叶片1的位移之间的对应关系来监测叶片1的运动，并可以将叶片1的运动反馈到控制器，以方便控制器对叶片进行移动控制，实现叶片移动的一次反馈。

本发明实施例提供的多叶准直器，包括：至少一个叶片以及至少一个拉绳传感器，拉绳传感器包括可伸展和收缩的柔性件，柔性件包括自由端，自由端与叶片连接，从而叶片的移动带动柔性件的伸展和/或收缩，拉绳传感器能够将柔性件的机械运动转换为电信号，从而确认叶片的移动距离，以将叶片的位置信息反馈到控制器，以方便控制器对叶片进行移动控制，实现叶片移动的二次反馈，有利于对叶片的移动实现精确控制。本申请中的拉绳传感器中柔性件的一端与叶片连接，拉绳传感器可设置在远离多叶准直器的其他位置处，对已有的多叶准直器的拆装影响较小。此外，本申请中，拉绳传感器还可以设置在远离射线区域，从而可以避免射线束对拉绳传感器的精度或寿命的影响。

本申请技术方案中，如图3、图4所示，拉绳传感器20还包括：滚轮22，柔性件21伸出或收缩可带动滚轮22可转动。示例的，柔性件21的另一端与滚轮22连接，柔性件21可收纳在滚轮22上。示例的，柔性件可以直接缠绕在滚轮上。当然，柔性件还可以是通过其他方式收纳在滚轮上。

位移检测器件23，用于根据滚轮22的转动检测叶片1的移动。示例的，叶片向前移动，柔性件21从滚轮22延伸出来，从而带动滚轮22转动。位移检测器件23可以根据滚轮的转动确定柔性件的延伸长度，从而确定叶片的移动距离。

本申请中，位移检测器件23为编码器。示例的，如图6所示，位移检测器件23为编码器，编码器与滚轮22同轴设置。则位移检测器件23还可以通过检测滚轮的旋转圈数以及滚轮的周长从而计算叶片的移动距离。

其中，编码器可以是精密电位器、霍尔编码器、绝对值编码器等。编码器还可以是将滚轮的转动转化为电阻或电容等，从而确定叶片的移动。本申请对编码器实现叶片的移动检测方式不做具体限定，仅以上述为例进行说明。

本申请技术方案中，拉绳传感器还包括驱动器件，用于至少驱动滚轮沿一个方向旋转，以将柔性件收纳在滚轮上。示例的，滚轮可以是仅沿顺时针转动，或仅沿逆时针转动，或者，驱动器件驱动滚轮沿顺时针和逆时针均可以转动。例如，当叶片向前移动(图3所示的101a方向)时，滚轮顺时针旋转，从而柔性件从滚轮上延伸出来。当叶片向后移动(图3所示的101b方向)时，驱动器件驱动滚轮逆时针旋转，从而将柔性件缠绕在滚轮上。本申请中，优选的，驱动器件还用于驱动滚轮沿另一个方向旋转，以使得柔性件从所述滚轮上伸展出来。即滚轮可以沿两个相反的方向转动，从而可以使得柔性件从滚轮上伸出或收缩。

若驱动器件驱动滚轮沿一个方向旋转，则驱动器件示例的可以是发条。当驱动器件驱动滚轮沿两个方向旋转，则驱动器件示例的可以是电机。当然，本申请对驱动器件不做限定，仅以上述为例进行说明。

而本申请提供的拉绳传感器，通过叶片的移动带动柔性件从滚轮上伸展开来，从而使得滚轮转动，通过检测滚轮的转动来监测叶片的运动，从而可以将叶片的位置信息反馈到控制器，以方便控制器对叶片进行移动控制，实现叶片移动的二次反馈，有利于对叶片的移动实现精确控制。

本发明实施例提供的多叶准直器，包括：叶片以及与叶片连接的拉绳传感器；拉绳传感器包括柔性件、滚轮、位移检测器件以及驱动器件，其中，柔性件的一端连接在滚轮上，一端连接在叶片上，柔性件缠绕在滚轮上，当叶片向前移动时，柔性件从滚轮延伸出来，从而带动滚轮转动，从而位移检测器件可以通过检测滚轮的旋转圈数以及滚轮的周长等，计算叶片的移动距离，实现对叶片移动的二次反馈。当叶片向后移动时，驱动器件可以驱动滚轮旋转，从而将柔性件缠绕收纳在滚轮上，以便对叶片的下次运动进行监测。

本申请中，如图6所示，拉绳传感器还包括至少一个辅轮24，滚轮22的转动带动辅轮24转动；位移检测器件23用于根据辅轮24的转动检测叶片的移动。示例的，在图6所示的拉绳传感器中，位移检测器件23为编码器，编码器与辅轮24同轴设置，从而通过检测辅轮24的转动圈数和周长，从而确定叶片的移动距离。图6中以滚轮22的一侧设置有旁轮26为例，旁轮26可以是连接在滚轮22上，也可以是与滚轮22为一体结构。旁轮26上设置有齿状结构，辅轮24上也设置有齿状结构，辅轮24和旁轮26的齿状结构相互啮合，从而旁轮26转动时带动辅轮24旋转为例，当然，辅轮的设置方式还可以有多种，本申请不做具体限定。

示例的，拉绳传感器还可以包括多个辅轮，编码器可以根据多个辅轮中的任意一个检测叶片的移动。

本申请中优选的，如图3所示，叶片1包括相对的前端面11和后端面12，叶片1的前端面11用于形成射线可穿过区域；柔性件21与叶片1的后端面连接。柔性件还可以是与叶片的上表面或下表面等连接，本申请及附图均以柔性件与叶片的后端面连接为了进行说明。

柔性件与叶片的连接方式本申请不做限定，例如，可以是在叶片的末端设置卡环，柔性件的自由端可以是设置有卡钩，将卡钩与卡环连接，从而叶片与柔性件可拆卸的连接。或者，柔性件的自由端还可以是通过熔接等方式不可以拆卸的固定在叶片的后端面上。

示例的，参照图5所示，任意相邻的两个叶片1中，柔性件与叶片1的连接位置210错开。多叶准直器上的叶片一般为2mm左右，叶片较薄，柔性件与叶片的连接位置错开，可以为叶片的驱动装置预留更多的空间。参照图3所示，叶片的末端还安装有传动杆4，为了给传动杆的安装预留更多空间，相邻的两个叶片的传动杆和柔性件的连接位置均可以错开。

参照图7所示，多叶准直器还包括至少一个导向轮25，用于向柔性件21提供导向。导向轮25可对柔性件21的路径方向进行导向，从而可以将滚轮22、驱动器件以及位移检测器件23等设置在距离多叶准直器较远的其他位置处。图7中以多叶准直器包括一个导向轮为例，实际设置中，可以根据多叶准直器的具体安装环境，设置两个或以上多个导向轮，从而可以将滚轮22、驱动器件以及位移检测器件23等设置在任意的合适位置，避免磁场等对驱动器件和位移检测器件的干扰，提高二次反馈的精度。此外，本申请中，拉绳传感器还可以设置在远离射线区域，从而可以避免射线束对拉绳传感器的精度或寿命的影响。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种多叶准直器，其特征在于，包括：至少一个叶片以及至少一个拉绳传感器，所述拉绳传感器包括可伸展和收缩的柔性件，所述柔性件包括自由端，所述自由端与所述叶片连接。

2.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述拉绳传感器还包括：

滚轮，所述柔性件伸出或收缩可带动所述滚轮转动；

位移检测器件，用于根据所述滚轮的转动检测所述叶片的移动。

3.根据权利要求2所述的多叶准直器，其特征在于，所述拉绳传感器还包括驱动器件，用于至少驱动所述滚轮沿一个方向旋转，以使得所述柔性件收缩。

4.根据权利要求3所述的多叶准直器，其特征在于，所述驱动器件还用于驱动所述滚轮沿另一个方向旋转，以使得所述柔性件从所述滚轮上伸展出来。

5.根据权利要求3所述的多叶准直器，其特征在于，所述驱动器件为发条或电机。

6.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述柔性件为细线。

7.根据权利要求2所述的多叶准直器，其特征在于，所述柔性件缠绕在所述滚轮上。

8.根据权利要求2所述的多叶准直器，其特征在于，所述拉绳传感器还包括至少一个辅轮，所述滚轮的转动带动所述辅轮转动；

所述位移检测器件用于根据所述辅轮的转动检测所述叶片的移动。

9.根据权利要求1-8任一项所述的多叶准直器，其特征在于，所述位移检测器件为编码器。

10.根据权利要求9所述的多叶准直器，其特征在于，所述编码器与所述滚轮同轴设置；或者，

在所述拉绳传感器包括辅轮的情况，所述编码器与所述辅轮同轴设置。

11.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述叶片包括相对的前端面和后端面，所述叶片的前端面用于形成射线可穿过区域；

所述柔性件与所述叶片的后端面连接。

12.根据权利要求11所述的多叶准直器，其特征在于，所述多叶准直器包括多个叶片，任意相邻的两个叶片中，所述柔性件与所述叶片的连接位置错开。

13.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述多叶准直器还包括至少一个导向轮，用于向所述柔性件提供导向。