CN204910511U - 一种内外适形多叶准直器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内外适形多叶准直器，包括：外适形叶片组件、内适形叶片组件和连接件；所述外适形叶片组件，包括：第一叶片列、第二叶片列、第一传动组件列和第二传动组件列；第一叶片列和第二叶片列均包含一组由射线遮挡材料制成的宽度一定的叶片，叶片沿着与照射射线轴大致垂直的横向布置，彼此之间可以沿着横向方向相对移动。本实用新型所述方案可以解决现有多叶准直器结构不足，提供一种可在中心射野中形成射线遮挡区域的内外适形多叶准直器，以更好地实现对靶区路径上的重要器官的保护。

Description

一种内外适形多叶准直器

技术领域

本实用新型涉及医疗设备领域，具体是一种内外适形多叶准直器。

背景技术

放射治疗追求的目标是让高能剂量分布按照肿瘤的形状来围绕，即实现适形；而靶区范围内的射线剂量尽可能按照靶区病灶临床要求剂量均匀分布，以此实现调强；同时射线尽可能避开正常组织而不穿射正常组织。现有的放疗设备中，常常采用多叶准直器作为调强放疗的必备工具，而多叶准直器的普遍的结构为多组微型伺服电机带动微型丝杠机构，推动对称排列的钨合金叶片直线往复运动，在叶片中间形成一个与待照射靶区形状非常相似的射野，射线从其中穿过，照射到靶区位置进行放射治疗。虽然一些文献中提出了一些新型多叶准直器结构，如二元气动多叶准直器、双聚焦多叶准直器，又如专利号为CN103079643A的中国专利，提出了一种彼此相邻布置的第一组和第二组多对束阻挡叶片的多级多叶准直器，但这些多叶准直器都没有摆脱“多组微型伺服电机带动微型丝杠机构，推动对称排列的叶片在中心形成射野”这一总体结构。而如果肿瘤靶区入射的路径上存在重要器官不易避开时，尤其是对于旋转调强治疗类设备，理想的准直器应该在重要器官路径上设置遮挡材料，而现有的多叶准直器并没有提出这种方案。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有多叶准直器结构不足，提供一种可在中心射野中形成射线遮挡区域的内外适形多叶准直器，以更好地实现对靶区路径上的重要器官的保护。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种内外适形多叶准直器，包括：外适形叶片组件、内适形叶片组件和连接件；外适形叶片组件，包括：第一叶片列、第二叶片列、第一传动组件列和第二传动组件列；所述第一叶片列与第二叶片列相对设置，第一叶片列和第二叶片列均包含一组由射线遮挡材料制成的宽度一定的叶片，叶片沿着与照射射线轴大致垂直的横向布置，彼此之间可以沿着横向方向相对移动；所述第一传动组件列和第二传动组件列，分别对应于第一叶片列和第二叶片列设置，第一传动组件列和第二传动组件列各包括一组微型电推杆和导轨，微型电推杆一端连接叶片，叶片设置在导轨上，可以沿着导轨移动；内适形叶片组件，包括：叶片阵列和传动组件；所述叶片阵列包含若干个射线遮挡材料制成的长度宽度固定，且长度宽度较小的的叶片元，所述叶片元设置在与照射射线轴大致垂直的横向面上，沿横向和纵向正交分布；所述传动组件，包括一组微型传动机构和牵引机构，牵引机构用于牵引叶片元在传动机构上移动，形成射线遮挡适形区；连接件，用于支撑和连接外适形叶片组件和内适形叶片组件。

上述一种内外适形多叶准直器方案中，进一步还包括视觉检测组件，所述视觉检测组件包括视觉检测装置、图像处理单元和控制器；所述视觉检测装置，用于对准直器形成的内外适形区进行拍摄，获取射野图像；所述图像处理单元，用于将射野图像进行图像处理，计算出叶片或叶片元到位精度和射野精度，并反馈给控制器；所述控制器，与图像处理单元、微型电推杆、牵引机构和视觉检测装置电连接，控制器用于接收图像处理单元的计算信息，并控制微型电推杆和牵引机构分别移动叶片和叶片元，同时控制视觉检测装置完成叶片到位精度和射野精度监测。

上述方案中，所述微型传动机构为碳纤维制成的微型传动机构。

上述方案中，所述牵引机构为磁道牵引机构，通过磁道产生磁力牵引叶片元阵列在传动机构上移动。

上述方案中，所述外适形叶片组件与内适形叶片组件沿着照射射线轴方向层叠设置，优选地选择外适形叶片组件设置在内适形叶片组件上方。

上述方案中，所述微型电推杆上设置有微型光电检测尺，用于记录电推杆的位移量，并通过对时间微分，得出瞬时速度量。

上述方案中，所述外适形叶片组中叶片长度大于导轨长度，以便形成射野时，导轨不会进入射野内。

上述方案中，所述内适形叶片组件中叶片阵列中的叶片元的宽度和长度优选2mm，较小的长度值，有利于提高多叶准直器的射野分辨率和适形精度。

上述方案中，所述射线遮挡材料优选钨及钨合金材料、铅材料等。

上述方案中，更进一步还包括治疗计划系统、治疗执行系统和X线影像系统；所述治疗计划系统用于对患者靶区进行剂量计算，对治疗执行系统的参数计算、优化和数据管理；所述治疗执行系统，包含直线加速器，直线加速器用于产生高能射线，直线加速器末端安装有基于视觉检测的内外适形多叶准直器，并围绕患者靶区进行射线照射；所述X线影像系统，用于对患者靶区成像，并通过所成影像引导实现患者摆位、靶区定位与追踪。

本实用新型所述内外适形多叶准直器实现内外适形的原理为：外适形叶片组件中的第一叶片列和第二叶片列在传动组件作用下形成外适形区，外适形区主要作用是形成照射射线通过的适形区，即靶区适形区；而内适形叶片组件中的叶片元通过微型传动机构和牵引机构的作用形成射线遮挡适形区，其主要作用是当照射的路径上存在重要器官需要保护，或者靶区为环形靶区，中间区域不需要照射时，形成遮挡射线的适形区，以阻止射线通过。

在治疗过程中，如果照射靶区不为环形靶区，且路径上无重要器官需要保护，则只需要控制外适形叶片组工作即可实现适形，这与常规的准直器的使用并无区别；而当出现了环形靶区或靶区照射路径上需要保护重要器官，则需同时控制外适形叶片组和内适形叶片组共同工作，实现对重要器官的保护。而对于靶区上未能被足够剂量照射的保护路径的靶区，可选择从其他路径上进行照射。这样一来，本实用新型的准直器结构既能满足不减少照射角度数量和照射范围的要求，还能有效地保护好重要器官，提高治疗质量。

本实用新型的有益效果在于：

1.提出了具有射线遮挡适形区的内外适形多叶准直器结构，可以在常规多叶准直器的外适形区中间形成一个“岛”状的内适形区，外适形区内通过射线，射线到达靶区并与靶区适形，内适形区内遮挡射线，遮挡区域与照射路径上待保护的组织或器官适形，可以非常有效地保护一些重要器官而不用减少多叶准直器的治疗角度和运动范围，这将有效地提高治疗质量，在常规加速器进行多叶准直器静态调强放疗时具有非常明显的优势。

2.内适形叶片组件中叶片阵列中的叶片元的宽度和长度优选较小的值，并将叶片元按照横向和纵向，即平面上x，y两个方向阵列布置，有利于提高多叶准直器的射线遮挡区的射野分辨率和适形精度，更加有效地实施适形和调强放疗。

附图说明

图1是本实用新型内外适形多叶准直器的结构及其形成的内外适形射野示意图。

图2是本实用新型的一种结构示意图。

图3是本实用新型的一个靶区照射内外适形的实施例示意图。描述了靶区路径有重要器官时，准直器内外适形后靶区剂量曲线。

附图中，各数字的含义为：1：外适形叶片组件；11：第一叶片列；111：叶片；12：第二叶片列；13：第一传动组件列；131：微型电推杆；14：第二传动组件列；15：外适形区；2：内适形叶片组件；21：叶片阵列；211：叶片元；22：传动组件；221：微型传动机构；23：内适形靶区；3：视觉检测组件；31：控制器；32：视觉检测装置；33：图像处理单元；4：入射剂量强度分布曲线；5：照射剂量强度分布曲线。

具体实施例

下面结合附图及实施例进一步详述本实用新型，但本实用新型不仅限于所述实施例。

实施例一

本例的内外适形多叶准直器，如图1所示，包括：外适形叶片组件1、内适形叶片组件2和连接件；外适形叶片组件，包括：第一叶片列11、第二叶片列12、第一传动组件列13和第二传动组件列14；所述第一叶片列11与第二叶片列12相对设置，第一叶片列11和第二叶片列12均包含一组由钨合金材料制成的宽度一定的叶片111，叶片111沿着与照射射线轴大致垂直的横向布置，彼此之间可以沿着横向方向移动；所述第一传动组件列13和第二传动组件列14，分别对应于第一叶片列11和第二叶片列12设置，各包括一组微型电推杆131和导轨，微型电推杆131连接一端连接叶片111，叶片111设置在导轨上，可以沿着导轨移动，在中间形成外适形区15，此处叶片111长度大于导轨长度，以便形成适形区射野时，导轨不会进入射野内；所述内适形叶片组件2，包括：叶片阵列21和传动组件22；所述叶片阵列21包含若干个钨合金材料制成的长宽固定且长度宽度均为2mm的叶片元211，设置在与照射射线轴大致垂直的横向面上，沿横向和纵向分布；所述传动组件22，包括一组微型碳纤维传动机构221和磁道牵引机构，磁道牵引机构通过磁力牵引叶片阵列21在微型碳纤维传动机构221上移动，形成射线遮挡内适形区23；所述连接件，用于支撑和连接外适形叶片组件1和内适形叶片组件2。本例中的内外适形多叶准直器方案中，所述外适形叶片组件1与内适形叶片组件2沿着照射射线轴方向层叠设置，且内适形叶片组件2设置于外适形叶片组件1上方。

为了能够实现叶片到位精度和适形精度的反馈，本实施例中的内外适形多叶准直器还包括视觉检测组件3，由控制器31、视觉检测装置32和图像处理单元33组成；所述视觉检测装置32，用于对准直器形成的内外适形区进行拍摄，获取射野图像；所述图像处理单元33，用于将射野图像进行图像处理，计算出叶片111或叶片元211到位精度和射野精度，并反馈给控制器31；所述控制器31，还与微型电推杆131、牵引机构和视觉检测装置32电通信连接，控制器31用于控制微型电推杆131移动叶片111，控制牵引机构牵引叶片元211。同时控制视觉检测装置32完成叶片和叶片元到位精度和射野精度的监测。

本实施例的内外适形多叶准直器实现内外适形的原理为：外适形叶片组件1中的第一叶片列11和第二叶片列12在第一传动组件列13和第二传动组件列14作用下形成外适形区15，外适形区15主要作用是形成照射射线通过的适形区，即靶区适形区；而内适形叶片组件2中的叶片元211通过微型碳纤维传动机构221和磁道牵引机构的作用下形成射线遮挡内适形区23，其主要作用是当照射的路径上存在重要器官需要保护，或者靶区为环形靶区，中间区域不需要照射时，形成的适内形区遮挡射线，以阻止射线通过，在外适形区15中间形成一个“岛”适形区。这样一来，本实施例的内外适形多叶准直器结构既能满足不减少照射角度数量和照射范围的要求，还能有效地保护好重要器官。

实施例二

本例的内外适形多叶准直器如图2所示，所述外适形叶片组件1与内适形叶片组件2沿着照射射线轴方向层叠设置，且内适形叶片组件2设置于外适形叶片组件1下方，其余均同实施例一。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种内外适形多叶准直器，包括：外适形叶片组件（1）、内适形叶片组件（2）和连接件；外适形叶片组件（1），包括：第一叶片列（11）、第二叶片列（12）、第一传动组件列（13）和第二传动组件列（14）；所述第一叶片列（11）与第二叶片列（12）相对设置，第一叶片列（11）和第二叶片列（12）均包含一组由射线遮挡材料制成的宽度一定的叶片（111），叶片（111）沿着与照射射线轴大致垂直的横向布置，彼此之间可以沿着横向方向移动；所述第一传动组件列（13）和第二传动组件列（14），分别对应于第一叶片列（11）和第二叶片列(12)设置，各包括一组微型电推杆（131）和导轨，微型电推杆（131）一端连接叶片（111），叶片（111）设置在导轨上，可以沿着导轨移动；内适形叶片组件（2），包括：叶片阵列（21）和传动组件（22）；所述叶片阵列（21）包含若干个射线遮挡材料制成的长度宽度固定且长度宽度较小的叶片元（211），设置在与照射射线轴大致垂直的横向面上，沿横向和纵向分布；所述传动组件（22），包括一组微型传动机构（221）和牵引机构，牵引机构用于牵引叶片阵列（211）在传动机构上移动，形成射线遮挡的内适形区（23）；所述连接件，用于支撑和连接外适形叶片组件1和内适形叶片组件（2）。

2.如权利要求1所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：进一步还包括视觉检测组件（3），由视觉检测装置（32）、图像处理单元（33）和控制器（31）组成；所述视觉检测装置（32），用于对准直器形成的内外适形区进行拍照，获取射野图像；所述图像处理单元（33），用于将射野图像进行图像处理，计算出叶片（111）或叶片元（211）到位精度和射野精度，并反馈给控制器（31）；所述控制器（31）与图像处理单元（33）、微型电推杆（131）、牵引机构和视觉检测装置（32）电连接，用于接收图像处理单元（33）的计算信息，并控制微型电推杆（131）和牵引机构分别移动叶片（111）和叶片元（211），同时控制视觉检测装置完成叶片到位精度和射野精度监测。

3.如权利要求2所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：所述微型传动机构（221）为碳纤维制成的微型传动机构。

4.如权利要求3所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：所述牵引机构为磁道牵引机构，通过磁道产生磁力牵引叶片元（211）阵列在传动机构上移动。

5.如权利要求1所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：所述外适形叶片组件（1）与内适形叶片组件（2）沿着照射射线轴方向层叠设置。

6.如权利要求1所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：所述微型电推杆（131）上设置有微型光电检测尺，用于记录微型电推杆（131）的位移量，并通过对时间微分，可以得出瞬时速度量。

7.如权利要求1所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：所述外适形叶片组件（1）中叶片（111）长度大于导轨长度，以便形成射野时，导轨不会进入射野内。

8.如权利要求1所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：所述射线遮挡材料优选钨及钨合金材料、铅材料。

9.如权利要求1所述的内外适形多叶准直器，其特征在于：更进一步还包括治疗计划系统、治疗执行系统和X线影像系统；所述治疗计划系统用于对患者靶区进行剂量计算，对治疗执行系统的参数计算、优化和数据管理；所述治疗执行系统，包含直线加速器，直线加速器用于产生高能射线，直线加速器末端安装有基于视觉检测的内外适形多叶准直器，并围绕患者靶区进行射线照射；所述X线影像系统，用于对患者靶区成像，并通过所成影像引导实现患者摆位、靶区定位与追踪。