CN107929955A - 放疗设备、多叶光栅及其叶片结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放疗设备、多叶光栅及其叶片结构，叶片结构包括：沿第一方向排列布置的多个叶片，叶片沿第二方向延伸设置，第二方向垂直于第一方向。与多个叶片数量对应并一一对应连接的多个第一驱动机构，第一驱动机构包括沿第二方向设置的第一丝杠、套设于第一丝杠的第一丝母、以及与第一丝母连接的第一驱动电机，第一丝杠与对应的叶片连接；第一驱动电机驱动第一丝母转动，以使得第一丝杠相对第一丝母沿第二方向移动，进而带动对应的叶片沿第二方向移动。通过电机驱动丝母转动，带动丝杠和叶片移动，进而使叶片运动到不同位置上，形成不同形状的射野，实现对肿瘤的适形治疗，传动形式更加稳定可靠，并且便于润滑，降低机械加工和设计上的难度。

Description

放疗设备、多叶光栅及其叶片结构

技术领域

本发明涉及医疗成像设备技术领域，尤其涉及放疗设备、多叶光栅及其叶片结构。

背景技术

放射治疗作为一种肿瘤局部治疗手段，目的在于利用射线杀死肿瘤细胞，同时通过提高靶区剂量，减少靶区周围正常组织的放射损伤，控制副作用，从而改善生存率和生存质量。为防止正常的组织器官受到辐射损伤，临床上目前一般采用的手段包括：1)治疗计划系统：在制定治疗计划时按照一定的策略来优化剂量分布，在将足够剂量投照到肿瘤靶区的同时减少正常组织受到的辐射。2)适形治疗：形成和靶区形状一致的具有清晰边界的射野，以降低健康组织受到辐射剂量。多叶光栅(MLC，multi-leaf collimator)是通过计算机控制将叶片运动到不同位置上，形成任意形状的射野，实现对肿瘤的适形治疗。它减少患者治疗时间，提高了治疗效果。

然而，目前的多叶光栅，由于叶片薄，驱动距离长，会影响叶片传动机构的刚性，很难保证位置精度，而且机械加工精度要求极高。

发明内容

本发明提供一种放疗设备、多叶光栅及其叶片结构，能够保证叶片传动机构的刚性及位置精度。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种多叶光栅的叶片结构，包括：

沿第一方向排列布置的多个叶片，所述叶片沿第二方向延伸设置，所述第二方向垂直于所述第一方向；

与所述多个叶片数量对应并一一对应连接的多个第一驱动机构，所述第一驱动机构包括沿所述第二方向设置的第一丝杠、套设于所述第一丝杠的第一丝母、以及与所述第一丝母连接的第一驱动电机，所述第一丝杠与对应的所述叶片连接；所述第一驱动电机驱动所述第一丝母转动，以使得所述第一丝杠相对所述第一丝母沿所述第二方向移动，进而带动对应的所述叶片沿所述第二方向移动。

进一步地，相邻的两个所述第一丝杠相互交错地连接于对应的所述叶片。

进一步地，所述第一丝母的长度为所述第一丝杠的长度的25％～40％。

进一步地，所述第一丝杠上设有限位件，当所述第一丝杠沿所述第二方向朝向所述第一驱动电机移动至设定位置，所述限位件抵接于所述第一丝母。

进一步地，还包括框体，所述框体内设有与所述多个叶片数量对应的多个叶片轨道，所述叶片轨道沿所述第二方向设置，所述多个叶片均设于对应的所述叶片轨道上。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种多叶光栅，包括：安装平台、装设于所述安装平台的至少两个如上实施例中任一所述的叶片结构、装设于所述安装平台并用于驱动所述叶片结构移动的第二驱动机构、装设于所述安装平台并用于检测每个所述叶片位置的第一位置检测装置、装设于所述安装平台并用于检测每个所述叶片结构位置的第二位置检测装置、以及装设于所述安装平台并用于与外部治疗设备耦合连接的多个耦合部件，所述第二驱动机构的数量与所述叶片结构的数量对应并一一对应连接。

进一步地，每个所述叶片均包括电刷，所述第一位置检测装置包括第一收发器和与所述第一收发器电连接的薄膜基板，所述第一收发器与外部治疗设备保持电连接，所述薄膜基板设于所述至少两个叶片结构的底部并与每个所述叶片的电刷均保持电连接；

所述薄膜基板通过与所述电刷的电性配合接收对应的所述叶片的位置信息，并将所述位置信息传输给所述第一收发器，所述第一收发器将所述位置信息传输给外部治疗设备。

进一步地，所述第二位置检测装置包括第二收发器和与所述第二收发器电连接的增量光栅尺，所述第二收发器与外部治疗设备保持电连接，所述增量光栅尺设于所述叶片结构的侧部并用于测量所述叶片结构的位置信息；

所述增量光栅尺将测量的所述叶片结构的位置信息传输给所述第二收发器，所述第二收发器将所述位置信息传输给外部治疗设备。

进一步地，还包括用于对所述叶片结构的每个所述叶片复位的第一复位装置，所述第一复位装置包括与所述第一驱动机构电连接的第一控制器和与所述第一控制器电连接的数字光纤传感器，所述数字光纤传感器沿所述第一方向设于所述叶片结构的两侧；

所述叶片处于初始位置时，遮挡所述数字光纤传感器的光线；所述叶片作业结束时，通过所述数字光纤传感器测量出未遮挡所述数字光纤传感器的光线的叶片数量，并将测量结构传输给所述第一控制器，所述第一控制器控制所述第一驱动机构驱动对应的所述叶片移动至初始位置。

进一步地，还包括用于对所述叶片结构复位的第二复位装置，所述第二复位装置包括与所述第二驱动机构电连接的第二控制器、与所述第二控制器电连接的复位开关、以及用于与所述复位开关配合的压块，所述复位开关设于所述安装平台，所述压块设于所述叶片结构的底部；

当所述叶片结构移动至所述压块压下所述复位开关，所述复位开关向所述第二控制器发送复位信号，所述第二控制器控制所述第二驱动机构驱动所述叶片结构移动至初始位置。

进一步地，所述第二驱动机构包括沿所述第二方向设置于所述安装平台的第二丝杠、套设于所述第二丝杠的第二丝母、以及与所述第二丝杠连接的第二驱动电机，所述第二丝母与对应的所述叶片结构连接；所述第二驱动电机驱动所述第二丝杠转动，以使得所述第二丝母相对所述第二丝杠沿所述第二方向移动，进而带动对应的所述叶片结构沿所述第二方向移动。

进一步地，还包括沿所述第二方向设置于所述安装平台的导轨，所述叶片结构滑动设置于所述导轨。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种放疗设备，其特征在于，包括治疗头以及如上实施例中任一所述的多叶光栅，所述多叶光栅通过所述耦合部件与所述治疗头耦合连接。

由以上技术方案可见，本发明的多叶光栅的叶片结构，通过第一驱动机构的第一驱动电机驱动第一丝母转动，以带动第一丝杠和叶片沿所述第二方向移动，进而使叶片运动到不同位置上，形成不同形状的射野，实现对肿瘤的适形治疗。另外，采用丝母带动丝杠的传动方式，可以选用更大直径的丝杠，使传动形式更加稳定可靠，并且便于润滑，降低机械加工和设计上的难度。

附图说明

图1是本发明实施例示出的一种多叶光栅的叶片结构的立体示意图。

图2和图3是本发明实施例示出的一种多叶光栅的叶片结构的叶片与第一丝杠的连接示意图。

图4和图5是本发明实施例示出的一种多叶光栅的第一驱动机构和叶片的传动示意图。

图6是本发明实施例示出的一种多叶光栅的立体示意图。

图7是本发明实施例示出的一种多叶光栅的局部放大示意图。

图8为本发明实施例示出的一种多叶光栅的控制系统的结构框图。

图9为本发明实施例示出的一种多叶光栅的主控板的逻辑电路结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或若干相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图，对本发明的放疗设备、多叶光栅及其叶片结构进行详细介绍。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

参见图1所示，本发明实施例提供一种多叶光栅的叶片结构100，包括：

沿第一方向(图1中所示为X方向)排列布置的多个叶片110，所述叶片110沿第二方向(图1中所示为Y方向)延伸设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。需要说明的是，本文中所述的多个均指两个及两个以上。

与所述多个叶片110数量对应并一一对应连接的多个第一驱动机构120，所述第一驱动机构120包括沿所述第二方向设置的第一丝杠121、套设于所述第一丝杠121的第一丝母122、以及与所述第一丝母122连接的第一驱动电机123，所述第一丝杠121与对应的所述叶片110连接。当叶片结构100需要形成特定形状的射野时，需要通过第一驱动机构120将各自对应的叶片110运动到各指定位置上，第一驱动机构120的第一驱动电机123驱动第一丝母122转动，以使得所述第一丝杠121相对所述第一丝母122沿所述第二方向移动，进而带动对应的所述叶片110沿所述第二方向移动到指定位置上。

由以上技术方案可见，本发明的多叶光栅200的叶片结构100，通过第一驱动机构120的第一驱动电机123驱动第一丝母122转动，以带动第一丝杠121和叶片110沿所述第二方向移动，进而使叶片110运动到不同位置上，形成不同形状的射野，实现对肿瘤的适形治疗。另外，采用丝母带动丝杠的传动方式，可以选用更大直径的丝杠，使传动形式更加稳定可靠，并且便于润滑，降低机械加工和设计上的难度。

在一可选的实施方式中，相邻的两个所述第一丝杠121相互交错地连接于对应的所述叶片110，即相当于相邻的两个第一驱动机构120的第一丝杠121连接在对应的叶片110上的位置是不同的。在图2所示的例子中，以相邻的两个叶片110分为一组叶片组，每个叶片组对应的第一驱动机构120的第一丝杠121相互交错地连接于对应的叶片110，相互之间呈倾斜设置。在图3所示的例子中，以相邻的四个叶片110分为一组叶片组，每个叶片组对应的第一驱动机构120的第一丝杠121相互交错地连接于对应的叶片110，相互之间呈倾斜设置。通过将各个第一丝杠121交错地连接在对应的叶片110上，可以选用更大直径的丝杠，沿叶片110的排布方向(即第一方向)上各第一丝杠121之间也不会因为尺寸问题而相互干扰，使传动形式更加稳定可靠，并且便于润滑，降低机械加工和设计上的难度。

参见图4所示，在一可选的实施方式中，所述第一丝杠121上设有限位件124，当所述第一丝杠121沿所述第二方向朝向所述第一驱动电机123移动至设定位置，所述限位件124抵接于所述第一丝母122。所述设定位置可以是叶片110的初始位置(假设为图4所示的位置)，结合图4和图5所示，当叶片结构100需要形成特定形状的射野时，第一驱动机构120驱动叶片110向右移动至指定位置(假设为图5所示的位置)，当治疗结束后叶片110需要复位到初始位置，第一驱动机构120驱动叶片110向左移动至初始位置，此时，所述限位件124抵接于所述第一丝母122，对叶片110起到限位的作用，同时还可以避免叶片110移动过度而与第一丝母122发送碰撞，导致叶片110受损的情况发生。

在一可选的实施方式中，所述第一丝母122的长度为所述第一丝杠121的长度的25％～40％。第一丝母122的长度越长，传动形式更加稳定可靠，更便于润滑。另外，所述叶片110可以选用三种不同的厚度，在等中心处投影厚度分别是为5mm、10mm以及15mm，5mm叶片能够保证边缘塑形精确，其他厚度叶片能够保证较大范围肿瘤照射，还同时保证了在等中心处200×200射野内叶片投影厚度更小，降低机械加工难度。

在一可选的实施方式中，叶片结构100还包括框体，所述框体内设有与所述多个叶片110数量对应的多个叶片110轨道，所述叶片110轨道沿所述第二方向设置，所述多个叶片110均设于对应的所述叶片110轨道上。可选地，框体可以包覆在叶片结构100的各叶片110及第一驱动机构120的外部，可以仅将第一驱动机构120的第一驱动电机123露出于所述框体外，所述框体既可以对叶片结构100起到保护作用，又可以对叶片110起到导向的作用。

参见图6所示，本发明实施例还提供一种多叶光栅200，包括：安装平台210、装设于所述安装平台210的至少两个如上实施例和实施方式中任一所述的叶片结构100、装设于所述安装平台210并用于驱动所述叶片结构100移动的第二驱动机构220、装设于所述安装平台210并用于检测每个所述叶片110位置的第一位置检测装置、装设于所述安装平台210并用于检测每个所述叶片结构100位置的第二位置检测装置、以及装设于所述安装平台210并用于与外部治疗设备耦合连接的多个耦合部件230，所述第二驱动机构220的数量与所述叶片结构100的数量对应并一一对应连接。在图6所示的例子中，所述叶片结构100的数量为两个，并对称设置于所述安装平台210。所述耦合部件230为四个，均匀布设于所述安装平台210上。需要说明的是，在以上实施例和实施方式中关于所述叶片结构100的描述，同样适用于本发明的多叶光栅200。

由以上技术方案可见，本发明的多叶光栅200，通过第一驱动机构120的第一驱动电机123驱动第一丝母122转动，以带动第一丝杠121和叶片110沿所述第二方向移动，进而使叶片110运动到不同位置上，形成不同形状的射野，实现对肿瘤的适形治疗。采用丝母带动丝杠的传动方式，可以选用更大直径的丝杠，使传动形式更加稳定可靠，并且便于润滑，降低机械加工和设计上的难度。另一方面，通过第一位置检测装置和第二位置检测装置，使叶片和叶片结构零点和位置检测方面有更高的准确性，便于控制系统的位置精度保证。

在一可选的实施方式中，所述第二驱动机构220包括沿所述第二方向设置于所述安装平台210的第二丝杠221、套设于所述第二丝杠221的第二丝母222、以及与所述第二丝杠221连接的第二驱动电机223，所述第二丝母222与对应的所述叶片结构100连接。当叶片结构100需要形成特定形状的射野时，需要通过第二驱动机构220将叶片结构100运动到各指定位置上，第二驱动机构220的第二驱动电机223驱动所述第二丝杠221转动，以使得所述第二丝母222相对所述第二丝杠221沿所述第二方向移动，进而带动对应的所述叶片结构100沿所述第二方向移动到指定位置上。可选地，多叶光栅200还包括沿所述第二方向设置于所述安装平台210的导轨，所述叶片结构100滑动设置于所述导轨，所述导轨可以对叶片结构100起到导向的作用。

参见图7所示，在一可选的实施方式中，叶片结构100的每个叶片110均包括电刷111，所述电刷111可以设在对应的第一丝杠121的下方。所述第一位置检测装置包括第一收发器和与所述第一收发器电连接的薄膜基板，所述第一收发器与外部治疗设备(例如治疗头)保持电连接，所述薄膜基板设于所述至少两个叶片结构100的底部并与每个所述叶片110的电刷111均保持电连接。所述薄膜基板可以作为所有叶片110的电刷111的基板，当叶片110的位置发生变化时，所述薄膜基板通过与所述电刷111的电性配合接收对应的所述叶片110的位置信息，并将所述位置信息传输给所述第一收发器，所述第一收发器将所述位置信息传输给外部治疗设备。在其他实施例中，所述第一收发器也可以设在外部治疗设备中，以外部治疗设备为治疗头为例，当叶片的位置发生变化时，薄膜基板能够将要求的叶片反馈电位器电压值送入ADC(Analog-to-DigitalConverter，模/数转换器)，当ADC转换完成后，结果送到治疗头的第一收发器中，由第一收发器将数据反馈给治疗头的控制器，两者比较，如果叶片的实际位置与指定位置的偏差在误差范围之外则会产生MLC连锁，通过控制器控制第一驱动机构调整叶片的位置，直到叶片的实际位置与指定位置的偏差达到误差范围之内。

在一可选的实施方式中，所述第二位置检测装置包括第二收发器和与所述第二收发器电连接的增量光栅尺310，所述第二收发器与外部治疗设备保持电连接，每一个叶片结构100均对应配置一个增量光栅尺310，所述增量光栅尺310设于所述叶片结构100的侧部并用于测量对应的叶片结构100的位置信息。当叶片结构100的位置发生变化时，所述增量光栅尺310将测量的所述叶片结构100的位置信息传输给所述第二收发器，所述第二收发器将所述位置信息传输给外部治疗设备。增量光栅尺可以测量范围内的任意点作为起始零点，输出信号为一系列脉冲，通过计数累加脉冲数×分辨率＝测量长度，保证叶片结构的位置准确。在其他实施例中，所述第二收发器也可以设在外部治疗设备中，以外部治疗设备为治疗头为例，当叶片的位置发生变化时，增量光栅尺将叶片结构的位置信息传送到治疗头的第二收发器中，由第二收发器将数据反馈给治疗头的控制器，两者比较，如果叶片结构的实际位置与指定位置的偏差在误差范围之外则会产生MLC连锁，通过控制器控制第二驱动机构调整叶片结构的位置，直到叶片结构的实际位置与指定位置的偏差达到误差范围之内。

在一可选的实施方式中，多叶光栅200还包括用于对所述叶片结构100的每个所述叶片110复位的第一复位装置，所述第一复位装置包括与所述第一驱动机构120电连接的第一控制器和与所述第一控制器电连接的数字光纤传感器。结合图7所示，所述框体可以包括覆盖于叶片结构100的各叶片110顶部的第一框体410以及沿所述第一方向覆盖于叶片结构100两侧的第二框体420，所述数字光纤传感器包括发射端和接收端，两个第二框体420上可以开设相互对应的预留孔，分别用于安装所述数字光纤传感器的发射端和接收端。数字光纤传感器无遮挡时数字显示值最大，随着光线遮挡程度的增加，数字显示值逐渐降低，最小至0。

当叶片结构100处于初始位置时，每个叶片110也均处于初始位置时，并全部遮挡住所述数字光纤传感器的光线。所述叶片110作业结束时，通过所述数字光纤传感器测量出未遮挡所述数字光纤传感器的光线的叶片110的数量，并将测量结果传输给所述第一控制器，所述第一控制器控制所述第一驱动机构120驱动对应的叶片110移动至初始位置。

在一可选的实施方式中，多叶光栅200还包括用于对所述叶片结构100复位的第二复位装置，所述第二复位装置包括与所述第二驱动机构220电连接的第二控制器、与所述第二控制器电连接的复位开关、以及用于与所述复位开关配合的压块，每一个叶片结构100均对应配置一个压块和复位开关，所述复位开关设于所述安装平台210，所述压块设于所述叶片结构100的底部。

所述叶片结构100先以第一速度V1向靠近限位开关的方向移动至所述压块压下所述复位开关，所述复位开关向所述第二控制器发送复位信号，所述第二控制器向第二驱动机构220发送控制指令，使所述第二驱动机构220控制叶片结构100制动停止，然后驱动所述叶片结构100以第二速度V2反向移动，当所述压块释放所述复位开关后，第二控制器开始查询电机编码器基准脉冲信号(Z信号)，当该信号上升沿出现时，便控制叶片结构100制动停止，回到初始位置。

以上对本发明实施例的多叶光栅进行了详细的描述，此外，本发明还提供了上述多叶光栅的控制系统，参见图8所示，该控制系统包括：FPGA1102和处理器单元1101，FPGA1102与处理器单元1101相互连接，处理器单元1101连接上位机1000，FPGA1102连接具有电机编码器的电机。

FPGA1102，用于按照来自处理器单元1101的速度控制信号控制电机的转动以驱动叶片的移动，并对一个速度采样周期内电机编码器脉冲信号的脉冲和/或高频信号的脉冲进行计数，以获得脉冲计数值。

处理器单元1101包括计算单元和速度闭环控制单元，计算单元用于从FPGA 1102获得脉冲计数值，并根据所述脉冲计数值得到电机的实际转速，以用于电机的闭环控制。速度闭环控制单元，用于速度的闭环控制，其输入信号为来自上位机1000的速度输入控制信号，反馈信号为通过脉冲计数值得到的电机的实际转速，输出信号为速度控制信号。

在本发明中，电机1,电机2……电机n具有电机编码器1,电机编码器2……电机编码器n和驱动电机1,驱动电机2……驱动电机n，驱动电机1,驱动电机2……驱动电机n为驱动叶片1301,驱动叶片1302……驱动叶片130n进行移动的控制部件，电机编码器1,电机编码器2……电机编码器n是将相关驱动电机1,驱动电机2……驱动电机n的转速信号转化为电信号的部件。在该多叶光栅的控制系统的具体应用中，处理器单元1101与上位机1000连接，可以通过CAN总线与上位机1000进行通讯，FPGA1102与多通道的电机1,电机2……电机n连接，一方面FPGA 1102分别控制每个通道的电机1,电机2……电机n的转动，由一个电机驱动一个叶片的转动，另一方面，FPGA 1102分别获得每个通道的电机编码器1,电机编码器2……电机编码器n的脉冲信号，进行脉冲计数，并将该脉冲计数值返回到处理器单元1101，处理器单元1101通过该脉冲计数值获得电机的实际转速，处理器单元1101通过该实际转速以及来自上位机1000的速度输入控制信号进行闭环控制算法的计算，例如PID算法，并将计算后的值传送至FPGA 1102，以供FPGA 1102下次进行电机的控制，从而实现电机速度的闭环控制。更进一步地，处理器单元1101还进行位置控制信号的闭环控制，FPGA1102按照来自上位机1000的位置输入控制信号控制电机的转动，并由FPGA1102将电机实际的位置信号传送给处理器单元1101，由处理器单元1101通过该实际的位置信号以及来自上位机1000的位置输入控制信号进行闭环控制算法的计算，例如PID算法，并将计算后的值传送至FPGA1102，以供FPGA 1102下次进行电机的控制，从而实现电机位置的闭环控制。

进一步地，在FPGA1102中，按照来自处理器单元1101的速度控制信号以及位置控制信号控制电机转动以驱动叶片的移动。处理器单元1101还包括位置闭环控制单元，用于电机位置的闭环控制，其输入信号为来自上位机1000的位置输入控制信号，反馈信号为电机的实际位置信息，输出信号为位置控制信号。

为保证叶片运动过程中较高的重复定位精度和定位精度，可以参见图9所示，图9为本发明多叶光栅的主控板的逻辑电路结构图，可以理解的是，在主控板中是通过硬件描述语言来实现电路结构的功能，该逻辑电路结构图为其通过硬件描述语言实现的电路结构示意图，而非真正的电路图。如图9所示，该主控板90主要由双处理器(图中所示为第一处理器901和第二处理器902)、FPGA 1102、双向RAM903(Double Port RAM，DPR)、电机模块904以及电源905的电路结构组成。以A、B面各一路叶片为例，第一处理器901主要负责和上位机1000通讯，以及和另一半叶片的第一处理器901传输数据(即叶片A面与B面之间)。第一处理器901另外可以通过FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)与双向RAM903连接，进而通过双向RAM903和第二处理器902信息交互，双向RAM903和第二处理器902同样可以通过FSMC相互连接。第一处理器901还可以通过SPI串口(SerialPeripheral Interface，串行外设接口)PS模式将FLASH里的程序下载给FPGA1102，完成FPGA1102程序升级。第二处理器902作为控制处理器，和FPGA1102、电机模块904共同实现电机控制算法，算法具体采用前馈、位置环和速度环双闭环的数字PID控制，PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制技术)方式驱动芯片控制电机精确定位，使电机运动到准确的位置。第二处理器902能够对TPS计划中的位置数据进行算法校正，再根据治疗计划类型(适形治疗，静态和动态调强)，再结合前馈算法、位置环和速度环的联合算法控制下，使电机运动到准确的位置。其中，第一处理器901和第二处理器902均可以采用STM32处理器。利用STM32的算法处理能力和FPGA的多路运算和实时性，可以实现主控芯片资源的最大程度利用。

通过上述技术方案，本发明的多叶光栅及其控制系统，结构新颖，传动稳定，并配合电路板和软件算法功能实现，保证了MLC适形过程控制准确，可靠性高。

本发明实施例还提供一种放疗设备，包括治疗头以及如上实施例和实施方式中任一所述的多叶光栅200，所述多叶光栅200通过所述耦合部件230与所述治疗头耦合连接，进而与治疗头相互配合，以完成各种治疗任务。需要说明的是，在以上实施例和实施方式中关于所述多叶光栅200的描述，同样适用于本发明的放疗设备。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种多叶光栅的叶片结构，其特征在于，包括：

沿第一方向排列布置的多个叶片，所述叶片沿第二方向延伸设置，所述第二方向垂直于所述第一方向；

与所述多个叶片数量对应并一一对应连接的多个第一驱动机构，所述第一驱动机构包括沿所述第二方向设置的第一丝杠、套设于所述第一丝杠的第一丝母、以及与所述第一丝母连接的第一驱动电机，所述第一丝杠与对应的所述叶片连接；所述第一驱动电机驱动所述第一丝母转动，以使得所述第一丝杠相对所述第一丝母沿所述第二方向移动，进而带动对应的所述叶片沿所述第二方向移动。

2.如权利要求1所述的多叶光栅的叶片结构，其特征在于，相邻的两个所述第一丝杠相互交错地连接于对应的所述叶片。

3.如权利要求1所述的多叶光栅的叶片结构，其特征在于，所述第一丝母的长度为所述第一丝杠的长度的25％～40％。

4.如权利要求1所述的多叶光栅的叶片结构，其特征在于，所述第一丝杠上设有限位件，当所述第一丝杠沿所述第二方向朝向所述第一驱动电机移动至设定位置，所述限位件抵接于所述第一丝母。

5.如权利要求1所述的多叶光栅的叶片结构，其特征在于，还包括框体，所述框体内设有与所述多个叶片数量对应的多个叶片轨道，所述叶片轨道沿所述第二方向设置，所述多个叶片均设于对应的所述叶片轨道上。

6.一种多叶光栅，其特征在于，包括：安装平台、装设于所述安装平台的至少两个如权利要求1-5中任一项所述的叶片结构、装设于所述安装平台并用于驱动所述叶片结构移动的第二驱动机构、装设于所述安装平台并用于检测每个所述叶片位置的第一位置检测装置、装设于所述安装平台并用于检测每个所述叶片结构位置的第二位置检测装置、以及装设于所述安装平台并用于与外部治疗设备耦合连接的多个耦合部件，所述第二驱动机构的数量与所述叶片结构的数量对应并一一对应连接。

7.如权利要求6所述的多叶光栅，其特征在于，每个所述叶片均包括电刷，所述第一位置检测装置包括第一收发器和与所述第一收发器电连接的薄膜基板，所述第一收发器与外部治疗设备保持电连接，所述薄膜基板设于所述至少两个叶片结构的底部并与每个所述叶片的电刷均保持电连接；

所述薄膜基板通过与所述电刷的电性配合接收对应的所述叶片的位置信息，并将所述位置信息传输给所述第一收发器，所述第一收发器将所述位置信息传输给外部治疗设备。

8.如权利要求6所述的多叶光栅，其特征在于，所述第二位置检测装置包括第二收发器和与所述第二收发器电连接的增量光栅尺，所述第二收发器与外部治疗设备保持电连接，所述增量光栅尺设于所述叶片结构的侧部并用于测量所述叶片结构的位置信息；

所述增量光栅尺将测量的所述叶片结构的位置信息传输给所述第二收发器，所述第二收发器将所述位置信息传输给外部治疗设备。

9.如权利要求6所述的多叶光栅，其特征在于，还包括用于对所述叶片结构的每个所述叶片复位的第一复位装置，所述第一复位装置包括与所述第一驱动机构电连接的第一控制器和与所述第一控制器电连接的数字光纤传感器，所述数字光纤传感器沿所述第一方向设于所述叶片结构的两侧；

所述叶片处于初始位置时，遮挡所述数字光纤传感器的光线；所述叶片作业结束时，通过所述数字光纤传感器测量出未遮挡所述数字光纤传感器的光线的叶片数量，并将测量结构传输给所述第一控制器，所述第一控制器控制所述第一驱动机构驱动对应的所述叶片移动至初始位置。

10.如权利要求6所述的多叶光栅，其特征在于，还包括用于对所述叶片结构复位的第二复位装置，所述第二复位装置包括与所述第二驱动机构电连接的第二控制器、与所述第二控制器电连接的复位开关、以及用于与所述复位开关配合的压块，所述复位开关设于所述安装平台，所述压块设于所述叶片结构的底部；

当所述叶片结构移动至所述压块压下所述复位开关，所述复位开关向所述第二控制器发送复位信号，所述第二控制器控制所述第二驱动机构驱动所述叶片结构移动至初始位置。

11.如权利要求6所述的多叶光栅，其特征在于，所述第二驱动机构包括沿所述第二方向设置于所述安装平台的第二丝杠、套设于所述第二丝杠的第二丝母、以及与所述第二丝杠连接的第二驱动电机，所述第二丝母与对应的所述叶片结构连接；所述第二驱动电机驱动所述第二丝杠转动，以使得所述第二丝母相对所述第二丝杠沿所述第二方向移动，进而带动对应的所述叶片结构沿所述第二方向移动。

12.如权利要求6所述的多叶光栅，其特征在于，还包括沿所述第二方向设置于所述安装平台的导轨，所述叶片结构滑动设置于所述导轨。

13.一种放疗设备，其特征在于，包括治疗头以及如权利要求6-12中任一项所述的多叶光栅，所述多叶光栅通过所述耦合部件与所述治疗头耦合连接。