CN107272659A - 一种多叶准直器及其状态的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多叶准直器及其状态的监测方法，属于医疗设备技术领域。所述多叶准直器包括：多个安装于安装框架上的叶片、多个用于分别驱动每个所述叶片沿第一方向运动的驱动电机和一个用于控制多个所述驱动电机的控制器，所述叶片及所述叶片的安装框架上具有刻度线。本发明提供的一种多叶准直器及其状态的监测方法，实现了对多叶准直器的状态进行监控，避免多叶准直器中的叶片因摩擦异常或者碰撞发生损坏，从而提高系统的可靠性。

Description

一种多叶准直器及其状态的监测方法

技术领域

本发明实施例涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种多叶准直器及其状态的监测方法。

背景技术

临床放疗设备在进行治疗过程中，通过多叶准直器控制射束来达到调强适形放射治疗的目的，以免射束照射在非病灶区域，对人体正常组织造成损伤。其中，调强适形放射治疗是三维适形放疗的一种，要求辐射野内剂量强度按一定要求进行调节，简称调强放疗。它是在各处辐射野与靶区外形一致的条件下，针对靶区三维形状和要害器官与靶区的具体解剖关系对束强度进行调节。

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，叶片由驱动电机带动实现沿固定轨迹往复运动。为避免射速照射在非病灶区域，相邻的各叶片必须紧挨着并排设置以便减少各叶片之间的射线泄露。

但是，在叶片间距减小后，又可能造成因为叶片间摩擦过大而导致的叶片碰撞或损坏的问题，从而导致系统的可靠性降低。

发明内容

本发明提供一种多叶准直器及其状态的监测方法，以实现对多叶准直器的状态进行监控，避免多叶准直器中的叶片因摩擦异常或者碰撞发生损坏，从而提高系统的可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种多叶准直器，该多叶准直器包括多个安装于安装框架上的叶片、多个用于分别驱动每个所述叶片沿第一方向运动的驱动电机和一个用于控制多个所述驱动电机的控制器，其中所述叶片及所述叶片的安装框架上具有刻度线。

进一步的，所述多个叶片为相对布置的多对叶片，每对叶片能够沿第一方向相对于彼此移动，每对叶片靠近彼此的端部具有刻度线。

进一步的，所述叶片上的刻度线与所述安装框架上的刻度线对准。

进一步的，所述多叶准直器还包括：

电流监测电路，与所述驱动电机连接，用于实时检测每个叶片对应的驱动电机的电流；

控制电路，与所述电流监测电路连接，用于将所述检测得到的电流与预设值进行比较，若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞。

进一步的，所述叶片的至少一个侧面镀有润滑膜，以减少相邻叶片间的摩擦。

进一步的，所述润滑膜的厚度不大于相邻叶片间距的一半。

本发明实施例，通过检测所述叶片及所述叶片的安装框架上的刻度线的相对位置，判断叶片的位置变化，从而判断所述多叶准直器的状态。进而实现对多叶准直器的状态的监控，避免多叶准直器中的叶片因摩擦异常或者碰撞发生损坏，提高系统的可靠性。

第二方面，本发明实施例提供了一种多叶准直器状态的监测方法，该方法包括：

检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准，如对准，则检测每对叶片的端部的刻度线是否对准，如对准，则判断所述多叶准直器状态良好。

进一步的，所述方法还包括：

检测所述叶片对应的驱动电机的电流；

若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞。

进一步的，在判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞之后，还包括：

控制所述多叶准直器断电或发送电机停转指令至所述电流对应的驱动电机。

可选的，所述预设值包括第一预设值和第二预设值，所述将所述检测得到的电流与预设值进行比较，若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞包括：

将所述检测得到的电流与所述第一预设值和所述第二预设值进行比较，若所述电流大于所述第一预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞的原因是摩擦，若所述电流大于所述第二预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞的原因是碰撞。

本发明实施例，通过检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准，判断叶片的位置变化；同时，通过检测每对叶片的端部的刻度线是否对准，进一步判断每对叶片位置的对称性。根据叶片的位置变化和每对叶片位置的对称性判断所述多叶准直器的状态，基于所述多叶准直器的状态对所述多叶准直器进行维护。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种多叶准直器的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种多叶准直器中叶片的部分结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的另一种多叶准直器中叶片的部分结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的另一种多叶准直器中叶片的部分结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的一种多叶准直器的结构示意图；

图6是本发明实施例三提供的一种多叶准直器的结构示意图；

图7是本发明实施例四提供的一种多叶准直器状态的监测方法的流程图；

图8是本发明实施例五提供的一种多叶准直器状态的监测方法的流程图；

图9是本发明实施例六提供的一种多叶准直器状态的监测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种多叶准直器的结构示意图。参见图1，本实施例提供的多叶准直器包括：多个安装于安装框架上的叶片101、多个用于分别驱动每个所述叶片101沿第一方向运动的驱动电机102和一个用于控制多个所述驱动电机102的控制器103。

其中，控制器103与多个驱动电机102电性连接，用于控制驱动电机102转动；多个驱动电机102通过传动机构与多个叶片101分别连接，用于驱动叶片101运动。具体的，每个叶片101对应连接一个驱动电机102。可选的，所述驱动电机可以是直流电机。

图2是本发明实施例一提供的一种多叶准直器中叶片的部分结构示意图。参见图2，所述叶片101及所述叶片101的安装框架106上具有刻度线107。所述安装框架106上的刻度线107间的刻度线间距108及刻度线条数和每个叶片101上的刻度线107的刻度线间距108及刻度线条数均可以根据需要进行设定，且所述安装框架上的刻度线间距108及刻度线条数与叶片101上的刻度线间距108及刻度线条数可以相等，也可以不相等，只要可以通过比对刻度线判断叶片101与安装框架106的相对位置即可。其中，第一方向是指从安装框架106至Y轴所在直线的方向，即X轴方向。

参见图2，叶片101在使用过程中，存在因为安装框架106变形、叶片101变形、叶片101之间的异常摩擦、叶片101之间的碰撞和/或用于固定安装框架106或叶片101的紧固件松动等原因，导致叶片101沿Y轴方向发生位置变化的情况。可以理解的是，这些情况可以通过比对叶片101与该叶片101的安装框架106上的刻度线107的相对位置是否发生偏移进行监测。

同时，继续参见图2，根据Y轴方向上相邻叶片101上的刻度线107与该叶片101的安装框架106上的对应刻度线107的相对位置的偏移情况，判断相邻叶片间距109，其中相邻叶片间距109是相邻叶片101在Y轴方向的距离。可以理解的是，若相邻叶片间距109在设定摩擦范围内，则判断该相邻叶片101发生摩擦；若相邻叶片间距109小于设定碰撞阈值，则判断该相邻叶片101发生碰撞；其中，设定摩擦范围和设定碰撞阈值可以根据经验设定，例如分别根据叶片间发生摩擦和碰撞时叶片间距进行设定。

本发明实施例的技术方案，通过检测所述叶片及所述叶片的安装框架上的刻度线，判断叶片的位置变化，从而判断所述多叶准直器的状态。进而实现对多叶准直器的状态进行监控，避免多叶准直器中的叶片因摩擦异常或者碰撞发生损坏，从而提高系统的可靠性。

典型的，刻度线间距和每个叶片上的刻度线条数可以根据叶片的厚度确定，叶片的厚度越大刻度线间距可以设置的越大，刻度线条数可以设置的越多；相反，叶片的厚度越小刻度线间距可以设置的越小，刻度线条数可以设置的越少。继续参见图2，叶片101的厚度是叶片101沿Y方向的尺寸。通常，刻度线间距108可以是20微米或50微米等；每个叶片101上的刻度线条数可以是1条、3条或5条等。图3是本发明实施例提供的另一种多叶准直器中叶片的部分结构示意图。参见图3，示例性的，当每个叶片上只有一个条刻度线时，优选将该刻度线107刻蚀在叶片101沿垂直方向(Y轴方向)的中间位置处。

可选的，相邻刻度线间距可以相同也可以不同，每个叶片上的刻度线条数可以是相等也可不相等。为方便观察，优选是相邻刻度线间距相同，每个叶片上的刻度线条数相等。

为方便对叶片及叶片的安装架的校准，所述叶片上的刻度线与所述安装框架上的刻度线对准。例如，当叶片上的刻度线间距与所述安装框架上的间距不等时(例如叶片上的刻度线间距是所述安装框架上的刻度线间距的一半)，可以是叶片上的部分刻度线与所述安装框架上的刻度线对准，反之亦然。继续参见图2，在叶片上的刻度线与安装框架上的刻度线数量以及间距相同时，优选地，所述叶片上的刻度线与所述安装框架上的刻度线对齐，即每个叶片101上的刻度线107在X轴方向上与该叶片101的安装架106上对应的刻度线107在同一条直线上。

典型的，图4是本发明实施例一提供的另一种多叶准直器中叶片的部分结构示意图。参见图4，所述多个叶片101为相对布置的多对叶片101，每对叶片101能够沿第一方向相对于彼此移动。为方便对每对叶片101位置对称性的校准，每对叶片101靠近彼此的端部具有刻度线107。

其中，当每对叶片101靠近彼此的时候，通过检测其叶片101端部的刻度线107是否彼此对准，判断是否需要对叶片101校准。

在本实施例中，叶片101上的刻度线107沿X轴方向连续分布。为了方便叶片101与叶片的安装框架106的校准以及相对布置的叶片101之间的校准，叶片101上的刻度线107沿X轴方向基本等于叶片101沿X轴方向的长度。在其它实施例中，叶片101上的刻度线107沿X轴方向不连续分布。

实施例二

图5是本发明实施例二提供的一种多叶准直器的结构示意图。参见图5，在上述实施例一的基础上，本实施例提供的多叶准直器还包括：电流监测电路104和控制电路105。

其中，电流监测电路104，与所述驱动电机102连接，用于实时检测每个叶片101对应的驱动电机102的电流；

控制电路105，与所述电流监测电路104和控制器103连接，用于将所述检测得到的电流与预设值进行比较，若所述电流超出预设值，则判断所述电流对应的叶片101出现摩擦异常或者碰撞。在本实施例中，该摩擦异常或者碰撞可能是摩擦异常或者碰撞。

预设值可以是叶片正常工作时驱动电机的最大电流值，也可以是叶片正常工作时驱动电机的电流值范围，若电流值超过该预设值，则判断叶片发生摩擦异常或者碰撞。预设值可以根据经验设定。

本发明实施例的技术方案，通过电流监测电路对多叶准直器中每个叶片对应的驱动电机的电流进行实时检测，以及时发现出现摩擦异常或者碰撞的叶片。若发现摩擦异常或者碰撞的叶片，可以控制所述多叶准直器断电或发送电机停转指令至该叶片对应的驱动电机，以避免叶片发生损坏，进而提高多叶准直器的可靠性。本发明实施例的技术方案还可以记录发生异常的叶片、对应的电流值并通知用户，所述记录可以供用户查看。

为了减少各叶片之间的射线泄露，相邻所述叶片间距小于等于100微米；所述叶片的一个侧面带凹槽，另一个侧面带凸榫，从而相邻叶片的凹槽与凸榫相互配合，进一步减少漏射。

实施例三

图6是本发明实施例三提供的一种多叶准直器的结构示意图。本实施例是在上述实施例的基础上提出的一种可选方案。参见图6，本实施例提供的多叶准直器包括：多个至少一个侧面镀有润滑膜的叶片201、多个驱动电机102和一个控制器203，其中控制器203中设置有电流监测电路104和控制电路105。

可选的，可以根据相邻叶片间距大小确定所述润滑膜的厚度。典型的，所述润滑膜的厚度不大于相邻叶片间距的一半。

具体的，所述润滑膜可以是二硫化钼；所述润滑膜的厚度大于等于1微米，并且小于等于50微米。

为了减少各叶片之间的射线泄露，相邻所述叶片间距小于等于100微米；所述叶片的一个侧面带凹槽，另一个侧面带凸榫，凹槽和凸榫相互配合，从而进一步减少叶片间漏射。

为方便用户对故障叶片的查找和维护，所述控制器203还可以记录发生摩擦异常或者碰撞的叶片和对应的电流值。

本发明实施例的技术方案，通过在所述叶片的至少一个侧面镀有润滑膜，减少叶片间的摩擦。同时，降低叶片发生摩擦异常或碰撞的可能性，进而提高多叶准直器系统的可靠性。

实施例四

图7是本发明实施例四提供的一种多叶准直器状态的监测方法的流程图。本实施例可适用于任何需要对多叶准直器的状态进行监测的情况，例如叶片安装时，例如因为叶片间的摩擦异常或碰撞而导致多叶准直器系统稳定性差的情况。该方法可以由一种多叶准直器运动状态的监测装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现。参见图7，本实施例提供的多叶准直器运动状态的监测方法包括：

S110、检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准。

其中，检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准的方法可以是任意可实现上述功能的方法。示例性的，该方法可以是：获取包含叶片及该叶片的安装框架的图像，从该图像中提取刻度线，并判断提取到的安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准。该方法也可以借助测量工具实现。例如利用游标卡尺、千分尺等测量工具测量所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准，如不对准，可以测量得到所述叶片上的刻度线相对所述安装框架上的刻度线的偏移方向以及偏移量大小。

典型的，若所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线没有对准，说明所述叶片发生位置变化，可以根据所述叶片上的刻度线与所述安装框架上的刻度线的相对位置判断叶片的偏移情况；也可以计算相邻叶片间距，若计算得到的相邻叶片间距大于设定提醒阈值，则提示用户对所述叶片进行调校和维护。

S120、如对准，则检测每对叶片的端部的刻度线是否对准，如对准，则判断所述多叶准直器状态良好。

可选的，将相对布置的叶片沿X轴方向伸出，比较叶片端部的刻度线是否对准。若存在叶片的端部的刻度线没对准，则提示用户端部刻度线没有对准的叶片位置。用户可以根据提示快速定位出有问题的叶片，并对叶片进行维护。检测每对叶片的端部的刻度线是否对准的方法在本实施例中不限制，例如利用测量工具测量，采集图像进行分析等。

本发明实施例的技术方案，通过检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准，判断叶片的位置变化；同时，通过检测每对叶片的端部的刻度线是否对准，进一步判断每对叶片位置的对称性。根据叶片的位置变化和每对叶片位置的对称性判断所述多叶准直器的状态以及叶片沿Y轴方向的偏移方向以及偏移量大小，基于所述多叶准直器的状态对所述多叶准直器进行维护。

实施例五

图8是本发明实施例五提供的一种多叶准直器状态的监测方法的流程图。本实施例是在上述实施例四的基础上提出的一种可选方案。参见图8，本实施例提供的多叶准直器运动状态的监测方法包括：

S210、实时检测多叶准直器中每个叶片对应的驱动电机的电流。

S220、将所述检测得到的电流与预设值进行比较，若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞。

其中，所述预设值可以通过在叶片工作正常的情况下，测量该叶片连接的驱动电机的电流获得。可选的，可以多次测量正常工作电流从而设置一个阈值范围作为预设值。

为避免叶片因摩擦异常或者碰撞而造成损伤，例如在本实施例中为避免叶片因摩擦过大或碰撞发生损坏，在判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞之后，还可以包括：

控制所述多叶准直器断电或发送电机停转指令至所述电流对应的驱动电机。

在本实施例中，所述多叶准直器的控制器可以记录发生摩擦异常或者碰撞的叶片和对应的电流值。可选的，该控制器还可以判断发生摩擦异常或者碰撞的可能原因并记录，例如预设值可以包括第一预设值和第二预设值，所述第一预设值是叶片正常工作时驱动电机的电流值范围，所述第二预设值是叶片发生摩擦异常时的电流值范围，将电流监测电路检测得到的电流与所述第一预设值和所述第二预设值进行比较，若所述电流大于所述第一预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞的原因是摩擦，若所述电流大于所述第二预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞的原因是碰撞。

可选的，该控制器可以通知用户发生摩擦异常或者碰撞的叶片位置，也可以询问用户是否需要停机检查，用户可以根据实际情况或经验等输入指令以控制机器的下一步动作。可选的，可以设置默认等待时间，如果在默认等待时间内，该控制器未接收到任何指令，则按照默认指令进行动作，所述默认等待时间和默认指令均可以事先进行设置。可选的，用户可以访问多叶准直器运动状态的历史记录以分析摩擦异常或者碰撞的原因。

可选的，本实施例提供的多叶准直器运动状态的监测方法还包括检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准以及检测每对叶片的端部的刻度线是否对准。例如根据步骤S220可以定位出运动异常的叶片，再比较安装框架上的刻度线与叶片上的刻度线的对准情况以及每对叶片的端部的刻度线的对准情况，可以判断出叶片沿Y轴方向的偏移量。通过本实施例中的方法不仅可以定性判断叶片的运动异常，还可以定量检测出叶片的偏移量。

本发明实施例的技术方案，通过实时监测多叶准直器中每个叶片对应的驱动电机的电流，及时发现出现摩擦异常或者碰撞的叶片，从而可以对出现摩擦异常或者碰撞的叶片进行及时处理，以避免叶片由于摩擦异常或碰撞造成损坏，进而提高系统的可靠性。

实施例六

图9是本发明实施例六提供的一种多叶准直器状态的监测方法的流程图。本实施例是在上述实施例五的基础上提出的一种可选方案。参见图9，本实施例六提供的多叶准直器运动状态的监测方法包括：

S310、实时检测多叶准直器中每个叶片对应的驱动电机的电流，其中，所述叶片的至少一个侧面镀有润滑膜。

为了减少各叶片之间的射线泄露，相邻所述叶片间距小于100微米；所述叶片的一个侧面带凹槽，另一个侧面带凸榫。

典型的，所述润滑膜的厚度可以根据相邻叶片间距大小确定。优选的，所述润滑膜的厚度不大于相邻叶片间距的一半。

具体的，所述润滑膜是二硫化钼固体；所述润滑膜的厚度大于等于1微米，且小于等于50微米。

可以理解的，二硫化钼具有摩擦系数低，耐腐蚀，承载能力强，在空气中于－184～+400℃下都具有低摩擦的润滑特性和在－180～+649℃范围内抗辐射能力强等特性。上述特性使得二硫化钼适用于多叶准直器的使用环境。典型的，在叶片表面镀上10微米厚的二硫化钼固体润滑膜即可以满足使用需求。

S320、将所述检测得到的电流与预设值进行比较，若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞。

在本实施例中，该摩擦异常或者碰撞可能是摩擦异常，也可能是碰撞。

S330、控制所述多叶准直器断电或发送电机停转指令至所述电流对应的驱动电机。

其中，在摩擦异常的叶片停止工作后，可以对其进行维护。

可选的，摩擦异常可能是因为叶片表面的润滑膜损耗造成的。对于这种异常叶片可以通过重新镀膜处理，以延长叶片的使用寿命。摩擦异常也可能是由于安装叶片的框架变形等导致，需要用户对框架进行维修或更换。

为方便用户对故障叶片的维护，在判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞之后，还可以包括：

记录发生异常的叶片、对应的电流值；

还可以包括检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准以及检测每对叶片的端部的刻度线是否对准从而得到发生异常的叶片沿Y轴方向的偏移量。

本发明实施例的技术方案，通过在所述叶片的至少一个侧面镀有润滑膜，减少叶片间的摩擦。同时，降低叶片发生摩擦异常或碰撞的可能性，进而提高多叶准直器系统的可靠性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多叶准直器，包括多个安装于安装框架上的叶片、多个用于分别驱动每个所述叶片沿第一方向运动的驱动电机和一个用于控制多个所述驱动电机的控制器，其特征在于：

所述叶片及所述叶片的安装框架上具有刻度线。

2.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述多个叶片为相对布置的多对叶片，每对叶片能够沿第一方向相对于彼此移动，每对叶片靠近彼此的端部具有刻度线。

3.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述叶片上的刻度线与所述安装框架上的刻度线对准。

4.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，还包括：

电流监测电路，与所述驱动电机连接，用于实时检测每个叶片对应的驱动电机的电流；

控制电路，与所述电流监测电路连接，用于将所述检测得到的电流与预设值进行比较，若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞。

5.根据权利要求1所述的多叶准直器，其特征在于，所述叶片的至少一个侧面镀有润滑膜，以减少相邻叶片间的摩擦。

6.根据权利要求5所述的多叶准直器，其特征在于，所述润滑膜的厚度不大于相邻叶片间距的一半。

7.一种权利要求3所述的多叶准直器状态的监测方法，其特征在于，包括：

检测所述安装框架上的刻度线与所述叶片上的刻度线是否对准，如对准，则检测每对叶片的端部的刻度线是否对准，如对准，则判断所述多叶准直器状态良好。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

检测所述叶片对应的驱动电机的电流；

若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，在判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞之后，还包括：

控制所述多叶准直器断电或发送电机停转指令至所述电流对应的驱动电机。

10.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述预设值包括第一预设值和第二预设值，所述将所述检测得到的电流与预设值进行比较，若所述电流大于预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞包括：

将所述检测得到的电流与所述第一预设值和所述第二预设值进行比较，若所述电流大于所述第一预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞的原因是摩擦，若所述电流大于所述第二预设值，则判断所述电流对应的叶片出现摩擦异常或者碰撞的原因是碰撞。