CN117504162A - 多叶光栅及其位置检测装置、检测方法及放射治疗设备 - Google Patents

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CN117504162A CN202310807984.3A CN202310807984A CN117504162A CN 117504162 A CN117504162 A CN 117504162A CN 202310807984 A CN202310807984 A CN 202310807984A CN 117504162 A CN117504162 A CN 117504162A
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Abstract

本申请公开了一种多叶光栅及其位置检测装置、检测方法及放射治疗设备，该检测装置包括：信号反馈模块、信号发射模块和处理器；信号反馈模块分别与信号发射模块及多叶光栅的叶片对应设置；处理器与信号反馈模块通信连接；信号反馈模块用于接收信号发射模块发出的信号，并输出反馈信号，所处理器用于接收反馈信号，并根据所述反馈信号确定对应的所述叶片的移动距离。本申请实现了在有磁环境中能够自动，准确，可靠地确定多叶光栅中的对应叶片的位置，再根据对应叶片位置获得叶片的移动距离。进而克服现有技术中使用寿命短、定位可靠性差、成本大、适用范围窄等缺陷。

Description

多叶光栅及其位置检测装置、检测方法及放射治疗设备
本申请要求申请日为2022/08/03的中国专利申请CN2022220477973的全部优先权，申请日为2022/12/29的中国专利申请CN2022117376670以及申请日为2022/12/29的中国专利申请CN2022235565854的部分优先权。本申请引用上述中国专利申请的CN2022220477973的全部内容，以及中国专利申请CN2022117376670、CN2022235565854的部分内容。
技术领域
本申请涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种多叶光栅及其位置检测装置、检测方法及放射治疗设备。
背景技术
放射治疗是治疗肿瘤的重要方法之一。精准放射治疗在癌症治疗中的作用和地位日益突出。其中，多叶光栅(Multi-Leaf Collimator，MLC)是开展精准放射治疗，提高治疗效果的关键核心器件。多叶光栅通过驱动部件驱动每个叶片到达预设的位置，从而形成封闭放射射野。
为确保叶片到能够准确的达预设的位置需要通过检测装置对叶片位置进行检测。现有技术中，叶片位置检测有两种方式，如接触式和非接触式。接触式检测装置如薄膜电位计，非接触式检测装置如采用红宝石配合CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机或者磁栅式检测装置。上述两种方式都存在一定的缺陷。如，采用薄膜电位计的接触式检测装置往往会造成器件磨损，存在使用寿命短、定位可靠性差、测量精度不足的缺陷；采用红宝石配合CCD相机的非接触式检测装置，由于CCD相机长期处在辐射环境中使得CCD芯片容易失效，需要经常更换CCD相机，且该检测装置只适用于单层MLC；采用磁栅的非接触式检测装置，由于其自身特性的限制，其应用范围局限在无磁环境中。
发明内容
本申请要解决的技术问题是为了克服现有技术中对多叶光栅中叶片位置的检测设备普遍存在使用寿命短、定位可靠性差、成本大、适用范围窄等缺陷，目的在于提供一种多叶光栅及其位置检测装置、检测方法及放射治疗设备。
本申请是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本申请的第一方面，提供一种多叶光栅的位置检测装置，所述多叶光栅包括多个叶片、箱体和驱动部件，所述多个叶片用于对辐射区域适形，所述多个叶片的每个叶片由对应的驱动部件驱动，向所述辐射区域的中心运动或背离所述辐射区域的中心运动，所述多个叶片的每个叶片设有所述位置检测装置，所述位置检测装置包括信号发射模块、以及通信连接的信号反馈模块和处理器；
所述信号反馈模块分别与所述信号发射模块及所述叶片对应设置；
所述信号反馈模块具有信号接收部和处理反馈部，用于接收所述信号发射模块发出的信号，处理并输出反馈信号至所述处理器；
基于所述叶片在运动时产生的第一位置变化，所述信号接收部上接收到所述信号的接收位置相应地产生的第二位置变化；
所述处理器用于根据所述反馈信号确定对应的所述叶片的位置；
其中，所述信号接收部的范围大于或等于所述叶片的运动范围，所述第二位置变化的范围位于所述信号接收部的范围内。
较佳地，所述信号发射模块能够发射光信号；所述信号反馈模块包括感光模块和/或光电转换模块。
较佳地，所述光信号的传播方向与所述信号反馈模块的信号接收表面呈预设角度。
较佳地，所述预设角度为(0°，180°)。
较佳地，所述预设角度为90°。
较佳地，所述感光模块包括PIN光敏电阻(一种光敏电阻)。
较佳地，所基于所述叶片在运动时产生的第一位置变化，所述信号接收部上接收到所述信号的接收位置相应地产生的第二位置变化，包括：
所述第二位置变化与所述第一位置变化成比例匹配，所述第二位置变化能够表征所述第一位置变化的方向和/或大小。
较佳地，所述信号反馈模块在第二方向(YY’)上的尺寸小于或等于所述叶片在第二方向(YY’)上的尺寸。
较佳地，所述信号发射模块包括发射单元时，所述光信号经由所述发射单元发出，由所述信号反馈模块接收；
其中，所述发射单元或所述信号反馈模块中的一者设于所述叶片上，另一者对应设于所述叶片之外、所述箱体之内的其他位置。
较佳地，所述发射单元或所述信号反馈模块中的一者设于所述叶片上沿运动方向的后端面，和/或所述叶片上垂直于运动方向的上端面和/或下端面；
另一者对应设于所述安装板上，所述安装板设于所述箱体内。
较佳地，所述信号发射模块包括发射单元和反射单元时，所述光信号通过所述发射单元发出再经由所述反射单元反射，后由所述信号反馈模块接收；
其中，所述发射单元、所述反射单元和所述信号反馈模块中的任意一者设于所述叶片上，另外两者对应设于所述叶片之外、所述箱体之内的其他位置；或者，
所述发射单元和所述信号反馈模块设于所述叶片上，所述反射单元设于所述叶片之外、所述箱体之内的其他位置。
较佳地，所述发射单元、所述反射单元和所述信号反馈模块中的任意一者设于所述叶片上沿运动方向的后端面，和/或所述叶片上垂直于运动方向的上端面和/或下端面；
另外两者对应设于所述安装板上，所述安装板设于所述箱体内。
较佳地，所述发射单元和所述信号反馈模块设于所述叶片上，包括：所述发射单元和所述信号反馈模块设于所述叶片上沿运动方向的后端面；或者，
所述发射单元和所述信号反馈模块中的一者设于所述叶片上沿运动方向的后端面，另一者设于所述叶片上垂直于运动方向的上端面和/或下端面。
较佳地，所述反射单元设于所述叶片之外、所述箱体之内的其他位置，包括：所述反射单元对应设于所述安装板上，所述安装板设于所述箱体内。
较佳地，所述信号反馈模块为探测阵列，所述探测阵列固设于所述叶片上方，且与所述叶片的上表面连接；
所述信号发射模块为光纤探头，所述光纤探头具有探测轴线；
所述探测阵列，适于相对所述光纤探头、沿与所述探测轴线交叉的第一方向(XX’)滑动，所述探测阵列包括沿所述第一方向(XX’)排列的至少两个探测轮廓；
其中，所述探测轮廓包括适于被所述光纤探头探测的部位，相邻的所述部位被所述光纤探头探测的距离不同。
较佳地，所述信号反馈模块设置于所述叶片一侧；
所述信号发射模块相对所述信号反馈模块设置，使发出的所述信号被所述信号反馈模块接收；
其中，所述信号发射模块与所述信号反馈模块能够在第一方向(XX’)上相对移动；
所述处理器与所述信号反馈模块和/或所述信号发射模块通信连接；
所述信号反馈模块用于接收所述信号，并输出反馈信号，所述处理器用于接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号获得所述信号发射模块与所述信号反馈模块在所述第一方向(XX’)上相对移动的移动距离，基于所述移动距离确定对应的所述叶片的位移距离。
本申请的第二方面，还提供一种多叶光栅的位置检测方法，所述位置检测方法利用上述的多叶光栅的位置检测装置实现；
所述检测方法包括以下步骤：
利用信号反馈模块接收信号发射模块发出的信号，处理并输出反馈信号至处理器；
基于所述叶片在运动时产生的第一位置变化，所述信号反馈模块中的信号接收部上接收到所述信号的接收位置相应地产生的第二位置变化；
利用所述处理器根据所述反馈信号确定对应的所述叶片的位置；
其中，所述信号接收部的范围大于或等于所述叶片的运动范围，所述第二位置变化的范围位于所述信号接收部的范围内。
本申请的第三方面，还提供一种多叶光栅，所述多叶光栅包括多个叶片、多个驱动机构和上述的多叶光栅的位置检测装置；
其中，所述驱动机构的一端与所述叶片一一对应连接；
所述驱动机构用于驱动所述叶片沿第一方向(XX’)移动。
较佳地，所述位置检测装置的每个信号发射模块与一个所述叶片对应设置。
本申请的第四方面，还提供一种放射治疗设备，所述放射治疗设备包括治疗头、控制装置，以及如上述的多叶光栅，所述控制装置用于执行上述的多叶光栅的位置检测方法。
本申请的第五方面，还提供一种图像引导的放射治疗系统，所述放射治疗系统包括成像设备和上述的放射治疗设备；
所述成像设备用于确定待治疗对象的目标区域和/或引导治疗射线的发射；
所述放射治疗设备用于向所述目标区域发射治疗射线；
其中，所述放射治疗设备的等中心与所述成像设备的等中心重合。
较佳地，所述成像设备包括计算机断层扫描备、磁共振成像设备、正电子发射断层扫描设备、超声成像诊断设备、单光子发射计算机断层成像设备、X射线成像设备中的一种或多种。
在符合本领域常识的基础上，所述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本申请的积极进步效果在于：
本申请提供了一种多叶光栅的位置检测装置、检测方法以及放射治疗设备，多叶光栅的位置检测装置设有信号反馈模块、信号发射模块和处理器，处理器接收信号反馈模块接收信号发射模块发出的信号而输出的反馈信号，确定对应的所述叶片的位置，再根据对应叶片位置获得叶片的移动距离。本申请实现了在有磁环境中能够自动，准确，可靠地确定多叶光栅中的对应叶片的移动距离，进而克服现有技术中使用寿命短、定位可靠性差、成本大、适用范围窄等缺陷。
附图说明
图1为本申请实施例的多叶光栅的位置检测装置的模块示意图；
图2为本申请实施例的PIN光敏电阻的结构示意图；
图3为本申请实施例的多叶光栅的俯视图；
图4为本申请实施例的信号发射模块的模块示意图；
图5为本申请一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图6为本申请实施例的另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图7为本申请实施例的另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图8为本申请实施例的另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图9为本申请实施例的多叶光栅的模块示意图；
图10为本申请实施例的放射治疗设备的结构示意图；
图11为本申请另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图12为本申请一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的工作原理示意图；
图13为本申请另一些实施例的多叶光栅的位置检测置的工作原理示意图；
图14为本申请另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图15为本申请另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图16为本申请另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图17为本申请另一些实施例的多叶光栅的位置检测装置的结构示意图；
图18为本申请实施例的多叶光栅的结构示意图；
图19为本申请实施例的图像引导的放射治疗系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本申请，但并不因此将本申请限制在所述的实施例范围之中。
本申请一些实施例
多叶光栅，也称多叶准直器，用于调整辐射源的放射线形成的放射野的形状。多叶光栅通常包括多对叶片，多对叶片分成两组相对设置。在放射治疗过程中，每片叶片都可沿叶片长度延伸方向相互独立运动，从而形成封闭的放射野，以免肿瘤周围的健康组织受到射线辐射。
多叶光栅包括多个叶片、箱体和驱动部件，多个叶片用于对辐射区域适形，多个叶片的每个叶片由对应的驱动部件驱动，向辐射区域的中心运动或背离辐射区域的中心运动，多个叶片的每个叶片设有位置检测装置。
如图1所示，本实施例提供了一种多叶光栅的位置检测装置1，检测装置包括：信号反馈模块11、信号发射模块12和处理器13。
信号反馈模块11分别与信号发射模块12及叶片对应设置。
具体地，信号反馈模块11可以设置于叶片上，也可以与叶片相距预设距离设置，信号反馈模块11具体设置的位置由信号发射模块12及叶片的设置位置决定。例如，信号反馈模块11与叶片相距预设距离设置，可以将信号反馈模块11设置于箱体内侧的顶部位置，该箱体用于容纳多叶光栅。
处理器13与信号反馈模块11通信连接。
信号反馈模块11用于接收信号发射模块12发出的信号，并输出反馈信号，处理器13用于接收反馈信号，并根据反馈信号确定对应的叶片的位置，再根据对应叶片位置获得叶片的移动距离。
信号反馈模块11上接收信号的接收位置与叶片的移动位置相对应；反馈信号与接收位置相对应。
具体地，信号反馈模块11具有信号接收部111和处理反馈部112，用于接收信号发射模块12发出的信号，处理并输出反馈信号至处理器13；
基于叶片27在运动时产生的第一位置变化，信号接收部111上接收到信号的接收位置相应地产生的第二位置变化；
处理器13用于根据反馈信号确定对应的叶片27的位置；
其中，信号接收部111的范围大于或等于叶片27的运动范围，第二位置变化的范围位于信号接收部111的范围内。
进一步地，所基于叶片27在运动时产生的第一位置变化，信号接收部111上接收到信号的接收位置相应地产生的第二位置变化，包括：
第二位置变化与第一位置变化成比例匹配，第二位置变化能够表征第一位置变化的方向和/或大小。
在一些实施例中，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片的移动距离相匹配。
接收位置是指某一时刻信号反馈模块11上接收信号的位置；接收位置的变化范围是指多叶光栅的叶片移动时，信号反馈模块11在上一时刻接收信号的接收位置与当前时刻接收信号的接收位置之间的位置变化量。叶片的移动位置是指叶片当前时刻移动到的某一个位置点；叶片移动距离是指叶片上一时刻移动到的某一个位置点与叶片当前时刻移动到某一个位置点之间的距离。
在一些实施例中，信号具有定向、能量集中的脉冲特性。具体地，信号可以为光束或激光。光束和激光具有定向、能量集中特性，从而保证了多叶光栅的位置检测的准确性。
具体地，信号发射模块12能够发射光信号；信号反馈模块11包括感光模块、光电转换模块等。
如图5所示，在一些实施例中，当信号可以为光束或激光时，信号反馈模块11为感光模块21。
信号发射模块12为发光模块；具体地，发光模块可以发出光束或激光。例如，图5所示，当发光模块为发光二极管23时，可以发出的信号为光束；当发光模块为激光器时，可以发出的信号为激光。
感光模块21用于接收光束并输出反馈信号；具体地，反馈信号是基于接收到的光信号经过转换获得，在一些实施例中反馈信号可以为电流信号、数字信号、时钟信号等其他任意可以用于确定多叶光栅中的对应叶片的位置的信号。
具体地，感光模块21包括PIN光敏电阻，PIN光敏电阻的输出端的电流值与接收位置相对应。其中，接收位置就是指PIN光敏电阻上接收信号的接收点的位置。
如图2所示，在一具体的实施例中，感光模块21包括PIN光敏电阻。PIN光敏电阻包括了P型层(P-layer)、I型层(I-layer)、N型层(N-layer)。其中，P型层为感光的高阻抗层，N型层为高阻抗层，I层两侧是掺杂浓度很高的P型和N型半导体。PIN光敏电阻感光区阻抗长度为L，PIN光敏电阻的阻值R是已知的，因此可以获知PIN光敏电阻感光区阻抗长度L与其电阻值R之间的比例关系。当入射光照射到P型层某一处时，感光层受激发，从而使得PIN光敏电阻输出两个电流值，分别为I1和I2。根据I1和I2与接收位置在PIN光敏电阻上对应的位置，可以确定多叶光栅中的对应叶片的位置。I1、I2与接收位置在PIN光敏电阻上对应的PIN光敏电阻感光区阻抗长度的关系，如下式所示：
式中，L表征PIN光敏电阻感光区阻抗长度，也即感光模块21的阻抗长度。在一些实施例中，L也可以表征PIN光敏电阻上可以接收信号的接收位置的范围；L1、L2表征光信号被PIN光敏电阻接收时的接收位置分别到PIN光敏电阻感光区两端的距离长度；R1、R2表征L1、L2所对应的电阻值。
在一些实施例中，当入射光信号第N次照射到P型层某一处时，可根据上式获得第N个L1，即可获知该时刻入射光信号在PIN光敏电阻感光区的接收位置，进而可以获知叶片的所在位置L1，当入射光信号第N+1次照射到P型层时，可根据上式获得第N+1个L1，将上述两个L1做差，即可得知叶片是否有发生移动，以及叶片移动的距离、方向。也就是说，当第N+1个L1减去第N个L1所获得的差值的数值部分表征多叶光栅中的对应叶片27的移动距离，差值的正负号表征多叶光栅中的对应叶片的移动方向。
在一可实施的方式中，如图3所示，为每个感光模块21对应的感光区域在整个多叶光栅A上的排布示意图。
信号反馈模块11的在第二方向(YY’)上的尺寸小于或等于叶片在第二方向(YY’)上的尺寸。
信号反馈模块11例如，当多叶光栅的叶片在YY’上的尺寸为1mm时，则信号反馈模块11在YY’上的尺寸小于或等于1mm。在实际使用中，为了提高治疗精度，往往需要将多叶光栅的叶片设计得更薄，为了与更薄的多叶光栅的叶片匹配，可以将信号反馈模块在YY’上的尺寸最小做到0.7mm，即感光模块对应感光区域的最小宽度可做到0.7mm，以用于超薄叶片的位置反馈，使得能够兼容更多尺寸规格的多叶光栅。
在一些实施例中，通过信号反馈模块11在YY’上的尺寸小于或等于多叶光栅的叶片在YY’上的尺寸，从而保证了信号反馈模块11只能接收到与对应叶片匹配的信号，避免了与其它叶片匹配的信号发送至该信号反馈模块11中。
在一些实施例中，信号发射模块12可以有两种表现形式：
第一种表现形式，信号发射模块12包括发射单元121，不包括反射单元时，发射单元121用于发射光信号；
接收位置在光信号的传播方向上，为光信号到达信号反馈模块时的入射位置。
具体地，光信号的传播方向与信号反馈模块11的信号接收表面呈预设角度。其中，预设角度可以为(0°，180°)，预设角度可以为45°、75°、90°、135°、165°等。例如，具体可见，该预设角度具体可见图6中的β角，该角度可以为锐角，也可以为钝角，还可以为90°。
当光信号的传播方向与信号反馈模块11呈预设角度为(0°，180°)时，信号反馈模块11与叶片27相距预设距离，信号反馈模块11的信号接收表面与叶片27的移动方向之间呈非平行设置，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片27发生的移动距离成比例匹配。
在一具体的实施例中，光信号的传播方向与信号反馈模块11的预设角度为90°，信号反馈模块11与叶片相距预设距离，信号反馈模块11的信号接收表面与叶片27的移动方向之间呈平行设置，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片27发生的移动距离成等比例匹配。
在另一具体的实施例中，当经过反射单元122反射的光信号的传播方向与信号反馈模块11呈预设角度为45°、75°、135°、165°等非90°的角度时，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片27发生的移动距离成比例匹配。
在一些实施例中，可以将信号反馈模块11设置在叶片上，发射单元121设置在反馈模块11的上方，具体将发射单元121设置在反馈模块11上方的哪个位置不做限定，只要反馈模块11也接收到发射单元121发出的光信号即可。该方案能将发射单元121在空间中进行灵活设置。
在一些实施例中，可以将发射单元121设置在叶片27上，信号反馈模块11设置在与叶片相距预设距离的叶片上方。发射单元121发出光信号，信号反馈模块11接收发射单元121发出光信号，当光信号的传播方向与信号反馈模块11呈预设角度为(0°，180°)时，信号反馈模块11与叶片27相距预设距离，信号反馈模块11的信号接收表面与叶片27移动方向之间呈非平行设置，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片27发生的移动距离成比例匹配，具体的计算方式详见上文说明，在此不做赘述。
该方案发射单元121发出光信号直接由信号反馈模块11接收，使得多叶光栅的位置检测装置能够快速检测到对应叶片的位置，进而能够快速获得对应叶片的移动距离。
如图6所示，在一具体的实施方式中，将PIN光敏电阻设置在叶片上，将发光模块放在上方，具体地发光模块可以为二级管23，对准PIN光敏电阻，然后PIN光敏电阻直接输出电流给处理器13，当光信号的传播方向与PIN光敏电阻呈90°时，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片的移动距离成等比例对应。在一些实施例具体的计算方式详见上文说明，在此不做赘述。
在一些实施例中，也可将PIN光敏电阻设置在叶片上，将发光模块放在下方，其工作原理与上述将PIN光敏电阻设置在叶片上，将发光模块放在上方的情况相同，在此不做赘述。
如图7所示，在另一具体的实施方式中，可以将发光模块设置在叶片上，将PIN光敏电阻放在上方，也可以将PIN光敏电阻放在下方，具体地发光模块可以为二级管23，对准PIN光敏电阻，然后PIN光敏电阻直接输出电流给处理器13，后续的计算位移的方法和前述实施方式相同，在此不再赘述。
在一些实施例中，通过在信号反馈模块11中只设置发射单元121，而不设置反射单元122。从而使得发射单元121直接设置于多叶光栅的叶片上，并将信号直接发送给PIN光敏电阻，减少信号的损失，更有利于叶片27的位移距离的计算的准确性。
如图4所示，第二种形式，信号发射模块12包括发射单元121和反射单元122。
发射单元121用于发射光信号，接收位置为经过反射单元122反射的光信号到达信号反馈模块11时的入射位置。
具体地，信号发射模块12包括发射单元121时，光信号经由发射单元121发出，由信号反馈模块11接收；
其中，发射单元121或信号反馈模块11中的一者设于叶片27上，另一者对应设于叶片27之外、箱体之内的其他位置。
或者，发射单元121或信号反馈模块11中的一者设于叶片27上沿运动方向的后端面，和/或叶片27上垂直于运动方向的上端面和/或下端面；
另一者对应设于安装板上，安装板设于箱体内。
在信号发射模块12包括发射单元121和反射单元122时，光信号通过发射单元121发出再经由反射单元122反射，后由信号反馈模块11接收；
其中，发射单元121、反射单元122和信号反馈模块11中的任意一者设于叶片27上，另外两者对应设于叶片27之外、箱体之内的其他位置；或者，
发射单元121和信号反馈模块11设于叶片27上，反射单元122设于叶片27之外、箱体之内的其他位置。
或者，发射单元121、反射单元122和信号反馈模块11中的任意一者设于叶片27上沿运动方向的后端面，和/或叶片27上垂直于运动方向的上端面和/或下端面；
另外两者对应设于安装板上，安装板设于箱体内。
或者，发射单元121和信号反馈模块11设于叶片27上，包括：发射单元121和信号反馈模块11设于叶片27上沿运动方向的后端面；或者，
发射单元121和信号反馈模块11中的一者设于叶片27上沿运动方向的后端面，另一者设于叶片27上垂直于运动方向的上端面和/或下端面。
或者，反射单元122设于叶片27之外、箱体之内的其他位置，包括：反射单元122对应设于安装板上，安装板设于箱体内。
在一些实施例中，发射单元121可以设置于多叶光栅的驱动机构安装座上；具体地，如图5所示，驱动机构安装座可为电机安装座28。电机安装座28为用于安装电机24的座架。其中，电机24用于驱动丝杆25移动，其中，丝杆25与螺母26配合，从而使得叶片27移动。
在一些实施例中，反射单元122设置于信号传播方向上。具体地，反射单元122可以倾斜地设置于叶片27一侧的上顶角处，使反射单元122反射的信号与信号反馈模块11之间形成入射角β。例如，反射单元122可以倾斜地设置于叶片27靠近马达安装座的一侧的上顶角处。
在一些实施例中，反射单元122由反光材料组成。如图5所示，具体地，反射单元122可以为反光镜22。发射单元121可以为发光二极管23、激光器或能够发出集中光束的发光器。当发光二极管23发出光束，或激光器发射激光时，反射单元122接收发光二极管23发出的光束，或激光器发射的激光，并进行反射以使信号射入信号反馈模块11中，反馈模块11可以为感光模块21。
在一些实施例中，发射单元121发射的光信号的传播方向与叶片27移动方向可以平行或成小角度。
具体地，当发射单元121发射的光信号的传播方向与叶片27移动方向平行时，发射单元、反射单元、反馈模块的设置方式如上述的图5的设置方式，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片的移动距离成比例对应，具体叶片的移动距离的计算方式详见上文说明，在此不做赘述。
当发射单元121发射的光信号的传播方向与叶片27移动方向成小角度时，反射单元、反馈模块的设置方式如上述的图5的设置方式，发射单元可以在图5发射单元的当前设置位置上向上移动小位移，或向下移动小位移，以使得发射的光信号的传播方向与叶片27移动方向成小角度。信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片的移动距离成比例对应，具体叶片的移动距离的计算方式详见上文说明，在此不做赘述。
当发射单元121发射的光信号的传播方向与叶片27移动方向成角度片27移动方向成角度时，反射单元的设置方式如上述的图8的设置方式，发射单元的发射的光信号的传播方向不能与叶片27移动方向平行，需与叶片27移动方向成角度。发射单元的发射的光信号的传播方向与反射单元的角度，应优选小于45°，以使得发射单元和反馈模块能够在有限的空间能安装。信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片的移动距离成比例对应，具体叶片的移动距离的计算方式详见上文说明，在此不做赘述。
具体地，经过反射单元122反射的光信号的传播方向与信号反馈模11块呈预设角度。其中，预设角度为(0°，180°)。例如，预设角度可以为45°、75°、90°、135°、165°等。如图8中的β角为经过反射单元122反射的光信号的传播方向与信号反馈模11块呈预设角度，该角度为一锐角，可以为45°、75°。当图8中的反射单元和反馈模块位置交换时，该角度为一钝角，可以为135°、165°。当经过反射单元122反射的光信号的传播方向与信号反馈模块11呈预设角度为(0°，180°)时，信号反馈模块11与叶片27相距预设距离，信号反馈模块11与叶片27移动方向呈角度设置，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶27片发生的移动距离成比例匹配。
在一具体的实施例中，当经过反射单元122反射的光信号的传播方向与信号反馈模块11呈预设角度为90°时，信号反馈模块11与叶片27相距预设距离，信号反馈模块11与叶片27移动方向平行设置，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片27发生的移动距离成比例匹配。其中，信号反馈模块11与叶片27移动方向平行设置，信号反馈模块11与叶片27移动方向可以是0°，即完全平行，也可以是小角度倾斜如±5°，即类平行。
在另一具体的实施例中，当经过反射单元122反射的光信号的传播方向与信号反馈模块11呈预设角度为45°、75°、135°、165°等非90°时，信号反馈模块11上接收信号的接收位置的变化范围与叶片27发生的移动距离成比例匹配。
如图5所示，反射单元122设置在叶片的右上角上，且与叶片27的侧边之间的倾斜夹角(α)可以为(35°，55°)夹角，其中，该侧边与驱动机构安装座上相对；具体地，驱动机构安装座可为电机安装座28。当发射单元121为发光二极管23，反射单元122为反光镜22，信号反馈模块11为感光模块21时，发光二极管23发出水平光束至反光镜22，反光镜22接收光束并将光束进行反射，从而使得光束垂直射入感光模块21中，从而保证了多叶光栅的位置检测的准确性。在一些实施例中，反射单元122设置在叶片上的右下角，且与叶片27的侧边之间的倾斜夹角(α)可以为(35°，55°)夹角，其中，该侧边与驱动机构安装座上相对。其工作原理与反射单元122设置在叶片的右上角上，且与叶片27的侧边之间的倾斜夹角(α)可以为倾斜夹角(α)为(35°，55°)夹角的情况相同，在此不做赘述。
如图8所示，反射单元122设置在叶片上，且与叶片27的侧边之间的倾斜夹角(α)可以为(-10°，10°)，其中，该侧边与驱动机构安装座相对。发射单元121和信号反馈模块11均设置在驱动机构安装座上，且发射单元121设置在信号反馈模块11下方。当发射单元121为发光二极管23，反射单元122为反光镜22，信号反馈模块11为感光模块21时，发光二极管23发出光信号至反光镜22，反光镜22接收光束并将光束进行反射，从而使得光束射入感光模块21中，从而保证了多叶光栅的位置检测的准确性。在一些实施例中，发射单元121也可设置在信号反馈模块11上方，其工作原理与发射单元121设置在信号反馈模块11下方的情况相同，在此不做赘述。
在一些实施例中，可以将反射单元122设置在叶片27上，也可以将信号反馈模块11设置在叶片27上，还可以将发射单元121设置在叶片27上。本申请中将哪个模块设置在叶片上在此不做限定。可以根据实际使用需求而定。将信号反馈模块11设置在叶片27上，对反射单元122和发射单元121的设置位置不做具体限定，但需要求反射单元122、发射单元121及信号反馈模块11三者相互配合的位置，能够使得经反射单元122反射的光信号被反馈模块11接收。同理，将发射单元121设置在叶片27上，反射单元122和信号反馈模块11的设置位置不做具体限定，但需要求反射单元122、发射单元121及信号反馈模块11三者相互配合的位置，能够使得经反射单元122反射的光信号被反馈模块11接收。在一些实施例中，通过设置在信号反馈模块11中设置反射单元122，从而避免叶片移动时带来的安全风险。另外，将发射单元121设置于多叶光栅的驱动机构安装座上，通过反射单元122使信号射入信号反馈模块11中，能够放宽对发射单元121尺寸的要求。
如图11所示，位置检测装置1包括光纤探头31和探测阵列32。光纤探头31和探测阵列32可沿XX’方向设置。具体如图11所示，光纤探头31的探测方向与YY’方向大致平行，其可固接于箱体30。探测阵列32固设于叶片27，可随叶片27运动。探测阵列32与光纤探头31相对设置，在探测阵列32运动时，其顶面沿XX’方向的不同部位适于被光纤探头31探测到。
光纤探头31沿其探测轴线的方向发射探测信号至对应的探测阵列32，探测信号到达对应的探测阵列32被反射，光纤探头31接受被反射的信号。光纤探头31所探测的数据是其与探测阵列32的被探测部位之间的距离，可以体现为光信号。携带数据的光信号可以被转变为电信号或其他信号形式再传输。
探测阵列32包括沿XX’方向排列的至少两个探测轮廓，例如图14所示的第一探测轮廓131和第二探测轮廓132。示例性地，第一探测轮廓131与第二探测轮廓132在XX’方向上视为是接续地。第一探测轮廓131相对于YY’方向是倾斜的。这些适于被光纤探头31探测的探测轮廓为光信号所在平面(也即探测轴线所在平面)与探测阵列32表面的交线。这些探测轮廓的各部位适于被光纤探头31探测。
示例性地，沿探测方向，探测轮廓被光纤探头31实时投射的部位与光纤探头31之间的距离可被光纤探头31探测。光纤探头31实施探测的一个部位也可等效为一个点。光纤探头31的探测端部可被作为光纤探头31的探测距离的零点。从实际的精度考虑，探测轮廓相对光纤探头31移动的距离足以被光纤探头31的识别出时，认为探测轮廓的适于被探测的第一部位被移走，与第一部位相邻的第二部位被移来而被光纤探头31探测。探测轮廓中相邻两部位被探测的距离不同。示例性地，探测轮廓的不同部位被光纤探头31探测时，光纤探头31所探测得的距离可不同。
示例性地，光纤探头31被固定后，第一探测轮廓131沿XX’方向位移的距离为cb。如图12所示，为了在一张附图体现相对运动关系，第一探测轮廓131与光纤探头31在第一方向的相对运动可视为第一探测轮廓131静止，而光纤探头31相对第一探测轮廓131运动。第一探测轮廓131沿XX’方向的各点与光纤探头31在YY’方向的距离不同，例如可以连续变化。示例性地，例如a点、e点、及d点与光纤探头31在YY’方向的距离ga、he及id均不同。
由于第一探测轮廓131在XX’方向的各点与光纤探头31在YY’方向上的距离不同，因此在第一探测轮廓131与光纤探头31的相对运动过程中光纤探头31所探测到的距离值不同，继而可判断出第一探测轮廓131中哪一部位等效的点正对光纤探头31。
如图12所示，光纤探头31的探测轴线重合于h点至e点的线段，光纤探头31正对e点所代表的部位，所探测到的距离为he。而该位置反馈装置1可被提前确认的数据包括：光纤探头31对a点探测的距离ga、光纤探头31对d点探测的距离id、第一探测轮廓131沿XX’方向的长度fd、及其沿YY’方向的落差fa，且其中：fa＝id-ga。
若以d点所代表的部位作为叶片27也即第一探测轮廓131在XX’方向的运动起点，则第一探测轮廓131在图12中所示的状态是自起点沿XX’方向运动了长度bc。根据相似三角形的原理，可通过下式获得bc的值：
其中，fd、id、fa皆可提前获知，he可实时探测获得。
示例性地，叶片27运动距离较长，光纤探头31已经过n个探测轮廓，则bc的值可基于下式：
其中，n为不小于零的整数。
在安装空间受限的情况下，例如第一探测轮廓131的落差fa固定，则此时fd越短，第一探测轮廓131的坡度越大，光纤探头31越容易探测出距离的变化，即位置反馈装置1的精度越高。
图11所示的位置反馈装置1适用于多叶光栅100，能够对叶片27在第一方向的位置进行探测并精确地反馈。该位置反馈装置1实现了非接触测量，由于探测阵列32的各探测轮廓不会因使用而被磨损，因此位置反馈装置1能够在长久使用的过程中保持较高的精度。
一些非接触式反馈装置可包括磁栅反馈装置。但由于磁栅反馈装置本身特性的限制，其应用范围局限在无磁环境中，难以在如磁共振成像设备(Magnetic ResonanceImaging，MRI)引导的直线加速器(Linac)上得到应用。另一些非接触式反馈装置例如包括采用红宝石配合的电荷耦合器件(CCD)相机。由于长期处在辐射环境中CCD芯片容易失效，因此需要经常更换CCD相机，而且这种包括CCD相机的反馈装置往往只适用于单层MLC。本申请提供的位置反馈装置1相比于这些非接触式反馈装置能适用于磁场环境、辐射环境。
在示例性地实施方式中，探测阵列32适于通过螺钉连接方式、焊接方式及铆接方式中的至少一种方式固设于叶片27。探测阵列32可以是一体式结构，也可以是分体式结构，继而每部分分别固设于叶片27。这些连接方式也可以将探测阵列32安装于叶片27，即使在磁场环境、辐射环境下也保持长久、稳固。
如图11所示，在一个实施例中，位置反馈装置1还包括处理器13。处理器13与光纤探头31通信连接，可获得光纤探头31探测的距离数据，处理器13还可从例如存储器(未示出)获得其他可预存的数据。处理器13可被配置为：根据光纤探头31探测的距离以及经过探测的探测轮廓数量，获得光纤探头31与探测阵列32之间沿第一方向的位移距离。
图13是本申请另一个实施例的位置反馈装置的工作原理图。该位置反馈装置1包括光纤探头31和适于固设于待测构件的探测阵列32。探测阵列32可随待测部件沿XX’方向移动，光纤探头31的探测方向与XX’方向交叉，例如为六十度夹角。图13中，XY面是经过光纤探头31的探测轴线并平行于XX’方向的平面，在XY面内，探测轮廓上对应的各个探测点与光纤探头31之间的距离不同。例如a点较近而d点较远。
可以理解，前述图11所示实施例中，光纤探头31的探测方向与XX’方向之间可视为九十度交叉。光纤探头31沿其探测方向的尺寸略长，而沿垂直于探测方向的尺寸较小。将光纤探头31设置为探测方向垂直于叶片27的运动方向(例如XX’方向)，可使光纤探头31在YY’方向的垂面内占用更小的空间，继而实现位置反馈装置1组装于例如多叶光栅100等具有狭小安装空间的组件。
探测阵列32可随叶片27相对光纤探头31移动。如图13所示，光纤探头31可固定，探测阵列32相对光纤探头31沿XX’方向移动，为了便于理解和表示，可视为探测阵列32静止，而光纤探头31自i点位置运动到h点位置。探测阵列32的运动距离hi可根据下式：
其中，fd、id、fa皆可提前获知，he可实时探测获得。
类似的，探测阵列32运动距离较长，光纤探头31已经过n个探测轮廓，则hi的值可基于下式：
其中，n为不小于零的整数。
图14中，第一探测轮廓131在XX’方向的长度为df1，第一探测轮廓131和第二探测轮廓132可以有间隔，不过在于垂直于探测方向的方向上，第一探测轮廓131和第二探测轮廓132被认为是接续的。第一探测轮廓131与第二探测轮廓132之间的接线120经过a点和f1点。
在另一些实施例中，在图13示例的基础上，第一探测轮廓131与第二探测轮廓132之间的接线120可自a点延伸至f点与f1点以内的位置。示例性地，并不排除接线120可自a点延伸至f1点与d点以内的位置。
图13示出了本申请的另一个实施例，该位置检测装置1包括光纤探头31和探测阵列32。图13所示的实施例与图11所示的实施例之间的区别在于，探测阵列32所包括的探测轮廓相对YY’方向的倾斜方向不同。图11所示的实施例中，探测轮廓左端高右端低，图12所示的实施例中，探测轮廓左端低右端高。图13所示实施例也能实现在较长的使用期限中保持较高的精度。
示例性地，图13中，第一探测轮廓131、第二探测轮廓132及与二者形态相同的探测轮廓沿XX’方向的长度不小于叶片27的有效行程，而且这些形态相同的探测轮廓沿XX’方向接续。此外，应当保证光纤探头31相对探测阵列32设置，即保证光纤探头31可探测探测阵列32。如此设置，在叶片27的有效行程中，可通过位置反馈装置1获得叶片27的位置信息或其相对特定起点的位移信息。
图15示出了另一个实施例的位置反馈装置的示意结构。如图15所示，位置反馈装置1包括光纤探头31和探测阵列32。
探测阵列32包括沿XX’方向排列的第一探测轮廓131、第二探测轮廓132、第三探测轮廓133及第四探测轮廓134。在光纤探头31所在的XY面内，第一探测轮廓131的轮廓线和第二探测轮廓132的轮廓线对称并可以形成为同一个弧形，第三探测轮廓133和第四探测轮廓134对称并可以形成为同一个弧形。这样结构的探测阵列32更便于制造。
可以看出，利用光纤探头31探测图15中的探测阵列32时，在该对称的弧形的不同位置处会探测得到相同的距离值。因此，可将第一探测轮廓131及第三探测轮廓133视为具有相同形态并沿XX’方向周期排列的一组探测轮廓，并将第二探测轮廓132及第四探测轮廓134视为具有相同形态并沿XX’方向周期排列的另一组探测轮廓。示例性地，位置反馈装置1的处理器13在判断叶片27的位移距离时，仍可获得光纤探头31所探测的探测轮廓个数，并根据距离值而直接判断光纤探头31在正对的探测轮廓所处的位置，继而得到叶片27的位移距离。在另一些实施例中，可将例如第一探测轮廓131和第二探测轮廓132视为一个探测轮廓。则处理器13被配置为根据此种方式获得的经探测的探测轮廓个数、光纤探头31获得的距离值而得到叶片27的位置。
如图15所示，相邻的两个探测轮廓在XX’方向是接续的，例如第二探测轮廓132与第三探测轮廓133是接续的。如此设置，保证位置反馈装置1反馈的数据连续。
在本申请的实施例中，探测轮廓包括直线、曲线中的至少一种。在一些示例性实施例中，探测轮廓包括例如圆弧线。在另一些实施例中，探测轮廓包括正弦曲线。总而言之，探测轮廓的线型可保证光纤探头31探测到的距离连续变化。对探测阵列32而言，其朝向光纤探头31的面可包括例如平面、柱面或球面。
图16示出了另一个实施例的位置反馈装置的示意结构。如图16所示，位置反馈装置1包括光纤探头31和探测阵列32。
探测阵列32包括沿XX’方向排列的第一探测轮廓131、第二探测轮廓132、第三探测轮廓133及第四探测轮廓134。第一探测轮廓131与第二探测轮廓132对称，第三探测轮廓133与第四探测轮廓134对称。第一探测轮廓131与第三探测轮廓133是具有相同形态的探测轮廓，且这些左端高右端低的探测轮廓沿XX’方向周期排列，第二探测轮廓132与第四探测轮廓134是具有相同形态的探测轮廓，且这些左端低右端高的探测轮廓沿XX’方向周期排列。该探测阵列32便于制造和组装。此外，相同形态的探测轮廓周期排列，有助于简化处理器13的配置方式，处理器13可基于同样的方式获得探测阵列32与光纤探头31的相对位置。
示例性地，图16中探测阵列32的全部探测轮廓沿XX’方向接续设置并且沿XX’方向的长度等于叶片27的有效行程。虽然同样形态的探测轮廓沿XX’方向的排列长度小于该有效行程，但是位置反馈装置1整体仍能有效地反馈叶片27的整个有效行程。
图17示出了另一个实施例的位置反馈装置的示意结构。如图17所示，位置反馈装置1包括光纤探头31和探测阵列32。
探测阵列32包括沿XX’方向接续设置的第一探测轮廓131和第二探测轮廓132。第一探测轮廓131和第二探测轮廓132的形状对称。包括第一探测轮廓131在内的一些探测轮廓沿XX’方向周期排列，包括第二探测轮廓132在内的另一些探测轮廓也沿XX’方向周期排列。探测阵列32与光纤探头31相对设置，在探测阵列32移动时，第一探测轮廓131和第二探测轮廓132等探测轮廓都可经过光纤探头31在XX’方向所处的位置而被光纤探头31探测。探测阵列32的全部探测轮廓的排列长度不小于叶片27的有效行程，以保证位置反馈装置1对叶片27的位移信息的反馈。
图18示出了本申请提供的一种多叶光栅。图18所示为平行于XX’方向和ZZ’的XZ面，YY’方向垂直于该XZ面。如图18所示，本申请提供一种多叶光栅100，其可以应用至放疗设备。多叶光栅100包括安装板4、叶片27、驱动机构29(图11)、以及前述的位置反馈装置1。
放疗设备的治疗头200可朝向多叶光栅100发射射线，且部分射线可被叶片27阻挡。
多叶光栅100包括例如两排沿ZZ’方向排列的叶片27。多叶光栅100的各个叶片27可用于遮挡射线，并且多叶光栅100通过调整各个叶片27沿XX’方向的位移以形成在XZ面内的镂空图案。这些镂空图案用于限制治疗头200发出的射束的轮廓。
该多叶光栅100包括前述实施例中至少一种的位置反馈装置。本实施例中，位置反馈装置可包括至少一个光纤探头31和至少一个探测阵列。光纤探头31可固接于安装板4，探测阵列可固接于叶片27，光纤探头31与探测阵列相对设置。示例性地，光纤探头31的探测方向垂直于XX’方向。
本申请提供的放疗设备在使用时，多叶光栅可以准确地形成镂空图案，继而实现开展精准放射治疗、实施适形及调强治疗、提高治疗效果。该放疗设备的使用寿命也较长，或者其检修频率较低。
在示例性实施方式中，配备有多叶光栅100的放疗设备还包括箱体30。安装板4可固接于箱体30。安装板4可固接有多个光纤探头31。多个光纤探头31并列，例如沿ZZ’方向排列。利用安装板4可以整体地拆卸多个光纤探头31，还可用于方便地在现有放疗设备加装位置反馈装置。
图18中，多个光纤探头31整齐地排列。在另一些实施方式中，至少一对相邻的光纤探头31沿XX’方向交错。叶片27较薄时，ZZ’方向相邻的两个光纤探头31可能碰撞干涉，继而交错的光纤探头31可避免干涉。
示例性地，光纤探头31可沿ZZ’方向间隔设置，并在多叶光栅100的另一面设置另一排间隔设置的光纤探头31。探测阵列位于叶片27，探测阵列与光纤探头31一一对应。示例性地，探测阵列在叶片27上沿XX’方向的起点位置可与光纤探头31在安装板4的位置对应。
本实施例公开了一种多叶光栅的位置检测装置设有信号反馈模块11、信号发射模块12和处理器13，处理器13接收信号反馈模块11接收信号发射模块12发出的信号而输出的反馈信号，确定对应的叶片27的移动位置，再根据对应叶片位置获得叶片的移动距离。从而实现了在有磁环境中能够自动，准确，可靠地确定多叶光栅中的对应叶片的移动距离，进而克服现有技术中使用寿命短、定位可靠性差、成本大、适用范围窄等缺陷。
本申请另一些实施例
本实施例公开了一种多叶光栅的位置检测方法，检测方法利用如前述实施例的多叶光栅的位置检测装置1实现，位置检测方法包括以下步骤：
利用信号反馈模块接收信号发射模块发出的信号，处理并输出反馈信号至处理器；
基于叶片在运动时产生的第一位置变化，信号反馈模块中的信号接收部上接收到信号的接收位置相应地产生的第二位置变化；
利用处理器根据反馈信号确定对应的叶片的位置；
其中，信号接收部的范围大于或等于叶片的运动范围，第二位置变化的范围位于信号接收部的范围内。
本实施例公开了一种多叶光栅的位置检测方法，位置检测方法通过处理器接收信号反馈模块接收信号发射模块发出的信号而输出的反馈信号，确定对应的叶片的移动位置，再根据对应叶片位置获得叶片的移动距离。从而实现了能够自动，准确，可靠地确定多叶光栅中的对应叶片的移动距离，进而克服现有技术中使用寿命短、定位可靠性差、成本大、适用范围窄等缺陷。
本申请另一些实施例
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现前述实施例所提供的多叶光栅位置的反馈方法。
其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
在可能的实施方式中，本申请还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行实现前述实施例所提供的多叶光栅位置的反馈方法。
其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请的程序代码，程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
本申请另一些实施例
如图9所示，本实施例提供了一种多叶光栅100，多叶光栅100包括多个叶片27、多个驱动机构29和如实施例中的多叶光栅的位置检测装置1。
驱动机构29的一端与叶片一一对应连接，用于驱动叶片27沿第一方向移动。其中，每个信号发射模块与一个叶片对应设置。
本申请提供的放疗设备在使用时，多叶光栅可以准确地形成镂空图案，继而实现开展精准放射治疗、实施适形及调强治疗、提高治疗效果。该放疗设备的使用寿命也较长，或者其检修频率较低。
本申请另一些实施例
如图10所示，本实施例还提供了一种放射治疗设备，放射治疗设备包括治疗头200、如前述实施例中的多叶光栅100、控制装置300；控制装置300执行如前述实施例中的位置检测方法。
具体地，如图10所示，放射治疗设备包括治疗头200和前述的多叶光栅100。示例性地，该放射治疗设备包括磁共振装置(未示出)。磁共振装置可用于引导治疗头200。
在一些实施例的放射治疗设备工作时会产生磁场和射线，不过其所配备的多叶光栅100包括本申请提供的位置反馈装置，该放疗设备具有较长的使用寿命，并且保持较好的精度。
示例性地，放射治疗设备还包括机架(未示出)。治疗头200可与机架连接。箱体30相对机架可受控地移动，以控制多叶光栅100整体相对机架位于不同的位置。多个叶片27用于形成射野，以限制治疗头200发射的射束的横截面轮廓，实现针对性的精确照射。
本实施例公开了一种放射治疗设备，放射治疗设备中的多叶光栅的位置反馈装置1通过信号反馈模块11接收信号发射模块12发出的信号并输出反馈信号，处理器13接收反馈信号，并根据反馈信号确定多叶光栅中的对应叶片的移动位置，再根据对应叶片位置获得叶片的移动距离。从而实现了放射治疗设备能够自动、准确、可靠地确定多叶光栅中的对应叶片的移动距离，进而克服现有技术中放射治疗设备中的多叶光栅的位置反馈装置1使用寿命短、定位可靠性差、成本大、适用范围窄等缺陷。
本申请另一些实施例
如图19所示，本实施例还提供了一种图像引导的放射治疗系统400，该放射治疗系统400包括成像设备500和如前述实施例中的放射治疗设备600；
成像设备500用于确定待治疗对象的目标区域和/或引导治疗射线的发射；
放射治疗设备600用于向目标区域发射治疗射线；
其中，放射治疗设备600的等中心与成像设备500的等中心重合。
具体地，成像设备500包括计算机断层扫描备、磁共振成像设备、正电子发射断层扫描设备、超声成像诊断设备、单光子发射计算机断层成像设备、X射线成像设备等。
本实施例的图像引导的放射治疗系统集成有上述功能的放射治疗设备，基于光信号实现对多叶光栅中叶片位置的精准定位，能够与计算机断层扫描备、磁共振成像设备等磁场场景兼容设置，不会产生干扰，从而有效地提升了图像引导的放射治疗系统的整体产品性能。
虽然以上描述了本申请的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本申请的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本申请的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本申请的保护范围。

Claims (22)

1.一种多叶光栅的位置检测装置，所述多叶光栅包括多个叶片、箱体和驱动部件，所述多个叶片用于对辐射区域适形，所述多个叶片的每个叶片由对应的驱动部件驱动，向所述辐射区域的中心运动或背离所述辐射区域的中心运动，其特征在于，所述多个叶片的每个叶片设有所述位置检测装置(1)，所述位置检测装置(1)包括信号发射模块(12)、以及通信连接的信号反馈模块(11)和处理器(13)；
所述信号反馈模块(11)分别与所述信号发射模块(12)及所述叶片(27)对应设置；
所述信号反馈模块(11)具有信号接收部(111)和处理反馈部(112)，用于接收所述信号发射模块(12)发出的信号，处理并输出反馈信号至所述处理器(13)；
基于所述叶片(27)在运动时产生的第一位置变化，所述信号接收部(111)上接收到所述信号的接收位置相应地产生的第二位置变化；
所述处理器(13)用于根据所述反馈信号确定对应的所述叶片(27)的位置；
其中，所述信号接收部(111)的范围大于或等于所述叶片(27)的运动范围，所述第二位置变化的范围位于所述信号接收部(111)的范围内。
2.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述信号发射模块(12)能够发射光信号；所述信号反馈模块(11)包括感光模块和/或光电转换模块。
3.如权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，所述光信号的传播方向与所述信号反馈模块(11)的信号接收表面呈预设角度。
4.如权利要求3所述的位置检测装置，其特征在于，所述预设角度为(0°，180°)。
5.如权利要求4所述的位置检测装置，其特征在于，所述预设角度为90°。
6.如权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，所述感光模块包括PIN光敏电阻。
7.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所基于所述叶片(27)在运动时产生的第一位置变化，所述信号接收部(111)上接收到所述信号的接收位置相应地产生的第二位置变化，包括：
所述第二位置变化与所述第一位置变化成比例匹配，所述第二位置变化能够表征所述第一位置变化的方向和/或大小。
8.如权利要求7所述的位置检测装置，其特征在于，所述信号反馈模块(11)在第二方向(YY’)上的尺寸小于或等于所述叶片(27)在第二方向(YY’)上的尺寸。
9.如权利要求1-8中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，所述信号发射模块(12)包括发射单元(121)时，所述光信号经由所述发射单元(121)发出，由所述信号反馈模块(11)接收；
其中，所述发射单元(121)或所述信号反馈模块(11)中的一者设于所述叶片(27)上，另一者对应设于所述叶片(27)之外、所述箱体之内的其他位置。
10.如权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，所述发射单元(121)或所述信号反馈模块(11)中的一者设于所述叶片(27)上沿运动方向的后端面，和/或所述叶片(27)上垂直于运动方向的上端面和/或下端面；
另一者对应设于安装板上，所述安装板设于所述箱体内。
11.如权利要求1-8中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，所述信号发射模块(12)包括发射单元(121)和反射单元(122)时，所述光信号通过所述发射单元(121)发出再经由所述反射单元(122)反射，后由所述信号反馈模块(11)接收；
其中，所述发射单元(121)、所述反射单元(122)和所述信号反馈模块(11)中的任意一者设于所述叶片(27)上，另外两者对应设于所述叶片(27)之外、所述箱体之内的其他位置；或者，
所述发射单元(121)和所述信号反馈模块(11)设于所述叶片(27)上，所述反射单元(122)设于所述叶片(27)之外、所述箱体之内的其他位置。
12.如权利要求11所述的位置检测装置，其特征在于，所述发射单元(121)、所述反射单元(122)和所述信号反馈模块(11)中的任意一者设于所述叶片(27)上沿运动方向的后端面，和/或所述叶片(27)上垂直于运动方向的上端面和/或下端面；
另外两者对应设于安装板上，所述安装板设于所述箱体内。
13.如权利要求11所述的位置检测装置，其特征在于，所述发射单元(121)和所述信号反馈模块(11)设于所述叶片(27)上，包括：所述发射单元(121)和所述信号反馈模块(11)设于所述叶片(27)上沿运动方向的后端面；或者，
所述发射单元(121)和所述信号反馈模块(11)中的一者设于所述叶片(27)上沿运动方向的后端面，另一者设于所述叶片(27)上垂直于运动方向的上端面和/或下端面。
14.如权利要求11所述的位置检测装置，其特征在于，所述反射单元(122)设于所述叶片(27)之外、所述箱体之内的其他位置，包括：所述反射单元(122)对应设于安装板上，所述安装板设于所述箱体内。
15.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述信号反馈模块(11)为探测阵列，所述探测阵列固设于所述叶片(27)上方，且与所述叶片(27)的上表面连接；
所述信号发射模块(12)为光纤探头，所述光纤探头具有探测轴线；
所述探测阵列，适于相对所述光纤探头、沿与所述探测轴线交叉的第一方向(XX’)滑动，所述探测阵列包括沿所述第一方向(XX’)排列的至少两个探测轮廓；
其中，所述探测轮廓包括适于被所述光纤探头探测的部位，相邻的所述部位被所述光纤探头探测的距离不同。
16.如权利要求15所述的检测装置，其特征在于，所述信号反馈模块(11)设置于所述叶片(27)一侧；
所述信号发射模块(12)相对所述信号反馈模块(11)设置，使发出的所述信号被所述信号反馈模块(11)接收；
其中，所述信号发射模块(12)与所述信号反馈模块(11)能够在第一方向(XX’)上相对移动；
所述处理器(13)与所述信号反馈模块(11)和/或所述信号发射模块(12)通信连接；
所述信号反馈模块(11)用于接收所述信号，并输出反馈信号，所述处理器(13)用于接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号获得所述信号发射模块(12)与所述信号反馈模块(11)在所述第一方向(XX’)上相对移动的移动距离，基于所述移动距离确定对应的所述叶片(27)的位移距离。
17.一种多叶光栅的位置检测方法，其特征在于，所述位置检测方法利用如权利要求1-16中任一项所述的多叶光栅的位置检测装置实现；
所述检测方法包括以下步骤：
利用信号反馈模块(11)接收信号发射模块(12)发出的信号，处理并输出反馈信号至处理器(13)；
基于所述叶片(27)在运动时产生的第一位置变化，所述信号反馈模块(11)中的信号接收部(111)上接收到所述信号的接收位置相应地产生的第二位置变化；
利用所述处理器(13)根据所述反馈信号确定对应的所述叶片(27)的位置；
其中，所述信号接收部(111)的范围大于或等于所述叶片(27)的运动范围，所述第二位置变化的范围位于所述信号接收部(111)的范围内。
18.一种多叶光栅，其特征在于，所述多叶光栅包括多个叶片(27)、多个驱动机构和如权利要求1-16中任一项所述的多叶光栅的位置检测装置；
其中，所述驱动机构的一端与所述叶片(27)一一对应连接；
所述驱动机构用于驱动所述叶片(27)沿第一方向(XX’)移动。
19.如权利要求18所述的多叶光栅，其特征在于，所述位置检测装置的每个信号发射模块(12)与一个所述叶片(27)对应设置。
20.一种放射治疗设备，其特征在于，所述放射治疗设备包括治疗头、控制装置，以及如权利要求18或19所述的多叶光栅，所述控制装置用于执行如权利要求17所述的多叶光栅的位置检测方法。
21.一种图像引导的放射治疗系统，其特征在于，所述放射治疗系统包括成像设备和如权利要求20所述的放射治疗设备；
所述成像设备用于确定待治疗对象的目标区域和/或引导治疗射线的发射；
所述放射治疗设备用于向所述目标区域发射治疗射线；
其中，所述放射治疗设备的等中心与所述成像设备的等中心重合。
22.如权利要求21所述的图像引导的放射治疗系统，其特征在于，所述成像设备包括计算机断层扫描备、磁共振成像设备、正电子发射断层扫描设备、超声成像诊断设备、单光子发射计算机断层成像设备、X射线成像设备中的一种或多种。
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