CN207186928U - 一种多叶光栅的叶片位置监测装置、多叶光栅和治疗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多叶光栅叶片位置监测装置、多叶光栅和治疗设备，涉及医疗器械领域，以更精确的监测多叶光栅的叶片位置。其中，叶片包括沿叶片运动方向上的前端面和后端面，叶片的前端面用于形成射束可穿过区域；叶片位置监测装置包括测量装置，测量装置的其中一端与叶片的后端面连接，另一端安装在多叶光栅的固定位置处；测量装置包括至少一个测力传感器和至少一个弹性部件，弹性部件与测力传感器连接，测力传感器可测量弹性部件所受力的大小；叶片位置监测装置还包括与所述测力传感器连接的处理装置，处理装置根据测力传感器测量的受力确定叶片的位置。

Description

一种多叶光栅的叶片位置监测装置、多叶光栅和治疗设备

技术领域

本实用新型涉及放疗器械领域，更具体的说，涉及一种多叶光栅的叶片位置监测装置、多叶光栅和治疗设备。

背景技术

三维适形型放射治疗和调强放射治疗是现代精确放射治疗的重要手段，是提高放射治疗增益比的有效措施。三维适形放射治疗和调强放射治疗之所以能够达到精确放疗的目的主要依靠多叶光栅。因此，对于多叶光栅的设计和使用，对其叶片运动位移的精确监测是实现精确放疗，减少对患者正常组织照射的重要途径。

目前，叶片定位技术包括CCD照相机系统，CCD照相机系统监测原理是采用光学成像原理，根据可见光经过多叶光栅后的形成的光野对叶片的位置进行监测。该方法中可见光容易受到环境光线的干扰，所以监测结果的可靠性和准确性不能保证。

因此，有必要提出一种精确性更高且安全可靠的多叶光栅叶片位置监测装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种精确性更高且安全可靠的多叶光栅叶片位置监测装置、多叶光栅和治疗设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多叶光栅的叶片位置监测装置，所述叶片包括沿叶片运动方向上的前端面和后端面，所述叶片的前端面用于形成射束可穿过区域；所述叶片位置监测装置包括测量装置，所述测量装置包括：

至少一个测力传感器，所述测力传感器可测量所受力的大小；

至少一个弹性部件，所述弹性部件与测力传感器连接；

所述测量装置的其中一端与所述叶片的后端面连接，另一端安装在多叶光栅的固定位置处；

所述叶片位置监测装置还包括与所述测力传感器连接的处理装置，所述处理装置根据测力传感器测量的受力确定叶片的位置。

优选的，还包括电机、丝杆以及电机编码器；

所述丝杆的两端分别与所述叶片和所述电机连接，所述丝杆在所述电机的驱动下，带动所述叶片运动；

所述电机编码器与所述电机连接，通过获取所述电机的旋转转数确定叶片的位置。

优选的，所述弹性部件套设在所述丝杆外侧。

优选的，所述测力传感器安装在多叶光栅的固定位置处，所述弹性部件连接所述测力传感器和所述叶片的后端面。

优选的，所述测量装置包括两个弹性部件，其中一个弹性部件安装在多叶光栅的固定位置处，并与所述测力传感器连接，另一个弹性部件安装在叶片的后端面上，并与所述测力传感器连接。

优选的，所述弹性部件上设有挂钩，弹性部件通过挂钩与叶片连接。

本发明公开一种多叶光栅，包括如上述任一所述的多叶光栅的叶片位置监测装置和多个叶片，测量装置对应于每个叶片设置。

优选的，所述多叶光栅包括安装板，所述测量装置的另一端安装在安装板上。

优选的，所述多叶光栅包括导轨箱，所述叶片安装在所述导轨箱内，所述安装板固定在所述导轨箱上。

本发明公开一种治疗设备，包括如上述任一所述的一种多叶光栅。

本实用新型中的多叶光栅的叶片位置监测装置由于叶片包括沿叶片运动方向上的前端面和后端面，叶片的前端面用于形成射束可穿过区域；叶片位置监测装置包括测量装置，测量装置包括：至少一个测力传感器，测力传感器可测量所受力的大小；至少一个弹性部件，弹性部件与测力传感器连接；测量装置的其中一端与叶片的后端面连接，另一端安装在多叶光栅的固定位置处；叶片位置监测装置还包括与测力传感器连接的处理装置，处理装置根据测力传感器测量的受力确定叶片的位置。采用这种方式就可以在叶片运动的时候带动弹性部件受力变形，测力传感器可以测到弹性部件所受力的大小，然后处理装置根据弹性部件的弹性模量计算出叶片移动的距离，从而确定叶片的位置，测量的叶片位置精确性更高且安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型实施例的多叶光栅的结构图；

图2是本实用新型实施例的叶片结构图；

图3是本实用新型实施例的叶片位置监测装置的结构图；

图4是本实用新型实施例另一种的叶片位置监测装置的结构图；

图5是本实用新型实施例的叶片位置监测装置的侧视图；

图6是本实用新型实施例又一种的叶片位置监测装置的侧视图；

图7是本实用新型实施例再一种的叶片位置监测装置的侧视图。

附图标记：

1-叶片，2-盖板，3-电路板，5-叶片长度，6-叶片前端面，7-叶片宽度，8-叶片侧面，9-叶片高度，11-导轨箱，12-电机，13-叶片上端面，14-叶片下端面，17-叶片后端面，18-丝杆，19-测力传感器，20-引线，21-挂环，26-电机安装板，30-弹性部件。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而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用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图和较佳的实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图7所示，一种多叶光栅的叶片位置监测装置，叶片1包括沿叶片运动方向上的前端面6和后端面17，叶片的前端面6用于形成射束可穿过区域；叶片位置监测装置包括测量装置，测量装置包括：至少一个测力传感器19，测力传感器19可测量所受力的大小；至少一个弹性部件30，弹性部件30与测力传感器19连接；测量装置的其中一端与所述叶片的后端面17连接，另一端安装在多叶光栅的固定位置处；叶片位置监测装置还包括与测力传感器连接的处理装置，处理装置根据测力传感器测量的受力确定叶片的位置。

采用这种方式就可以在叶片运动的时候带动弹性部件受力变形，测力传感器可以测到弹性部件所受力的大小，然后处理装置根据弹性部件的弹性模量计算出叶片移动的距离，从而确定叶片的位置，测量的叶片位置精确性更高且安全可靠。

本实施例中，示例的，如图3至图6所示，测量装置可以是包括一个测力传感器19和一个弹性部件30，例如如图4、图5所示，将测力传感器19固定在多叶光栅的固定位置处，弹性部件30连接测力传感器19和叶片的后端面17；或者，如图6所示，测力传感器19固定在叶片的后端面17上，弹性部件30一端连接测力传感器19，另一端固定在多叶光栅的固定位置处。当然，如图3所示，测量装置也可以是包括一个测力传感器19和两个弹性部件30，例如其中测力传感器19在中间，两侧各连接一个弹性部件30，其中一个连接到叶片1，另一个连接到多叶光栅的固定位置处。示例的，如图7所示，测量装置也可以是包括两个测力传感器19，一个弹性部件30，例如在多叶光栅的固定位置处安装一个测力传感器19，在叶片1的后端面17上安装另一个测力传感器19，两个测力传感器19之间设置弹性部件30连接。测量装置也可以是包括更多的测力传感器和弹性部件，例如三个测力传感器和两个弹性部件等等。示例的，如图1所示，多叶光栅的固定位置处可以是多叶光栅的导轨箱11，或安装板，例如电机安装板26上等。

本实施例中，为方便测量，示例的，例如将测力传感器固定在多叶光栅的固定位置处，弹性部件连接测力传感器和叶片的后端面时，可以设置为叶片在初始位置时，弹性部件正好处于自然伸长状态，这样叶片在运动时，可以只需要测量到弹性部件受拉的拉力，叶片再回到初始位置时，理论上所受拉力就是零，这样测量更加方便。

本实施例中，示例的，弹性部件可以是弹簧，弹簧的胡可系数在正常使用的范围内是固定的，可以保证测量数据的准确性。当然弹性部件也可以其他如乳胶筋、管、绳，或橡胶筋、管、绳等，或其他具有良好弹性，胡可系数固定的部件。

本实施例中，示例的，结合图1、图3和图4所示，还包括电机12、丝杆18以及电机编码器；丝杆18的两端分别与叶片1和电机12连接，丝杆19在电机12的驱动下，带动叶片1运动；电机编码器与电机12连接，通过获取电机的旋转转数确定叶片的位置。采用这种方式，这样就可以采用这种方式就可以利用测量装置直接测得叶片移动的距离，而电机编码器可以获取电机的运行参数包括电机的旋转转数从而间接得知叶片移动的距离，这样测量装置测得的距离与电机编码器测得的距离进行结合，就可以获取更加精确的叶片的移动距离，从而达到精确控制叶片的目的，同时还可以对叶片运动的实时、高精确性和高安全性进行控制，实现对叶片运动的闭环控制。

本实施例中，示例的，将测量装置测得的距离与电机编码器测得的距离进行结合的可以是处理装置如处理器，或单片机等具有可编程功能的电路板等。示例的，处理装置可以是安装在多叶光栅的电路板上。具体在结合的过程中，可以是将上述两种测得的距离进行平均，从而获取误差更小的叶片的移动距离。

本实施例中，示例的，如图4所示，弹性部件套设在所述丝杆外侧。示例的，弹性部件可以是环形弹簧，丝杆18可以穿过弹簧的环形孔，连接电机12和叶片1，这样就可以利用丝杆18支撑弹性部件30，避免弹性部件30的脱落等意外情况发生。示例的，如图1所示，在这种情况下，测力传感器可以安装在多叶光栅的安装板上，例如电机安装板26上，这样可以将测力传感器稳定的固定，以便准确的测量。

根据本实用新型其中一个示例，如图1至图4所示，本实施例公开一种多叶光栅，包括多叶光栅的叶片位置监测装置和多个叶片1，测量装置对应于每个叶片1设置。

采用这种方式就可以在叶片运动的时候带动弹性部件受力变形，测力传感器可以测到弹性部件所受力的大小，然后处理装置根据弹性部件的弹性模量计算出叶片移动的距离，从而确定叶片的位置，测量的叶片位置精确性更高且安全可靠。

本实施例中，示例的，如图1所示，叶片有两组，相对设置，多叶光栅包括导轨箱11，叶片1安装在所述导轨箱11内，导轨箱11上设有盖板2，可以保护叶片1。

本实施例中，示例的，如图1至图4所示，导轨箱11上设有电机安装板26，电机12和电机编码器安装在电机安装板26上，数量与叶片1一一对应设置。测力传感器19可以与电机安装板26相连接，数量也与叶片1一一对应设置。这样设置就可以让测力传感器19固定的电机安装板26上，从而在叶片1运动时，测力传感器19的位置是固定不动的，确保测距的准确性。同时保证电机12和电机编码器的安装稳定性，使测距准确。测力传感器19与电机安装板26连接时可以采用直接固定如螺钉固定，焊接，铆接等方式，也可以采用挂钩、挂环等连接，以便拆卸维修。

结合图2所示，示例的，叶片1包括朝向所述电机安装板26的后端面17，所述测力传感器30与所述后端面17连接。这样可以更加精确的获取叶片1的位移量，从而使测力传感器19的测距更加精确。本实施例中，如图2所示，叶片还包括叶片侧面8，叶片上端面13，叶片下端面14，叶片长度5，叶片宽度7，叶片高度9。当然，测力传感器19也可以连接叶片1其他的面，例如叶片的前端面6，同样可以在叶片移动时实现测距，甚至，测力传感器19可以连接叶片上端面或叶片侧面，通过侧向的拉伸进行测距。结合图3所示，示例的，测力传感器19的至少一端设有挂钩，以与叶片或/和多叶光栅的电机安装板连接。示例的，可以在叶片上安装拉环，然后将测力传感器的挂钩与拉环连接即可，当然也可以在叶片上设置孔位，让挂钩安装在孔位中。本实施例中还设有测力传感器引出线20连接到控制电路上。这样可以将测力传感器19一端的挂钩固定在叶片1后端面17上，测力传感器19另一端的挂钩固定在导轨箱11上，且在叶片处于零位或初始状态时保证测力传感器处于自然伸长状态。当叶片1运动时，由于测力传感器19连接于导轨箱11和叶片1之间，且在多叶光栅工作过程中导轨箱11是固定不动的，所以当叶片1运动时，出于自然伸长状态弹性部件就会受到叶片1的受力而被拉伸，测力传感器19将弹性部件的所受转换成电信号。这样就可以根据受力传感器的接收到信号换算为叶片移动的距离，从而实现对叶片精确测距。

本实施例中，示例的，测力传感器可以是沿每个叶片的运动方向上设置，也可以安装在其他位置，通过力的传递将力从弹性部件传递到测力传 感器。电机、丝杆、电机编码器等也可以是每个叶片对应设置的。

结合图3和图4所示，示例的，电机12与所述叶片1之间设有丝杆18，丝杆18是将电机12的动力传输到叶片1，以驱动叶片1运动的。弹性部件套装在多叶光栅的丝杆上，弹性部件一端连接叶片，另一端连接拉压力传感器，拉压力传感器安装在电机或/电机编码器上。这样就可以利用丝杆支撑弹性部件，根据弹性部件弹性量的大小获取叶片移动的距离，具体的可以根据胡克定律F＝Kx进行计算，其中，F为弹性部件所受的拉力或压力，K为胡克系数或倔强系数或弹性模量，为定值，x即为移动的距离。这样就可以测得叶片移动的距离。当然，叶片处于零位或初始位置时弹性部件处于自然伸长状态。本实施例中的弹性部件可以是弹簧或其他具有弹性的部件。

结合图1所示，示例的，导轨箱11上还安装有电路板3。这样就可以将处理装置等集成在多叶光栅的电路板3上，从而方便对测力传感器和电机编码器等元件的控制和信号的传输、获取等。电路板将根据测力传感器直接测得的叶片的精确位移量，和根据电机编码器测得的编码器值间接得出叶片的精确位移量进行结合后，实现对叶片位移的可靠精确控制。

结合图3、图4所示，示例的，当叶片1水平方向左右运动时，弹簧随着叶片运动拉力或压力变换转换为拉压力传感器19的力的变化，将叶片1的运动拉力转换成电信号，通过测力传感器引出线20传输至电路板3。由于F＝Kx，当弹簧在一定线性范围变化时，拉力可以反映弹簧长度的变化，即可以通过此计算出叶片运动距离，对叶片进行定位。测力传感器19将测得的叶片1对其的拉力信号转换成电信号，通过测力传感器引出线20传输至电路板3，电路板3将测力传感器引出线20传输的电信号进行必要的信号预处理，然后得出叶片位移的精确值。同时根据电机编码器测得的编码器值可以间接得出叶片的精确位移量，控制器最终根据上述两个位移量，可以实现对叶片位移的可靠精确控制。

本实用新型公开一种治疗设备，包括如上述的一种多叶光栅。采用这种方式就可以在叶片运动的时候带动弹性部件受力变形，测力传感器可以测到弹性部件所受力的大小，然后处理装置根据弹性部件的弹性模量计算出叶片移动的距离，从而确定叶片的位置，测量的叶片位置精确性更高且安全可靠。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细 说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多叶光栅的叶片位置监测装置，其特征在于，所述叶片包括沿叶片运动方向上的前端面和后端面，所述叶片的前端面用于形成射束可穿过区域；所述叶片位置监测装置包括测量装置，所述测量装置的其中一端与所述叶片的后端面连接，另一端安装在多叶光栅的固定位置处；所述测量装置包括至少一个测力传感器和至少一个弹性部件，所述弹性部件与测力传感器连接，所述测力传感器可测量所述弹性部件所受力的大小；所述叶片位置监测装置还包括与所述测力传感器连接的处理装置，所述处理装置根据测力传感器测量的受力确定叶片的位置。

2.根据权利要求1所述的多叶光栅的叶片位置监测装置，其特征在于，还包括电机、丝杆以及电机编码器；

所述丝杆的两端分别与所述叶片和所述电机连接，所述丝杆在所述电机的驱动下，带动所述叶片运动；

所述电机编码器与所述电机连接，通过获取所述电机的旋转转数确定叶片的位置。

3.根据权利要求2所述的多叶光栅的叶片位置监测装置，其特征在于，所述弹性部件套设在所述丝杆外侧。

4.根据权利要求1所述的多叶光栅的叶片位置监测装置，其特征在于，所述测力传感器安装在多叶光栅的固定位置处，所述弹性部件连接所述测力传感器和所述叶片的后端面。

5.根据权利要求1所述的多叶光栅的叶片位置监测装置，其特征在于，所述测量装置包括两个弹性部件和一个测力传感器，所述测力传感器位于两个弹性部件之间，其中一个弹性部件连接多叶光栅的固定位置处与测力传感器的一端，另一个弹性部件连接叶片的后端面与测力传感器的另一端。

6.根据权利要求4或5所述的多叶光栅的叶片位置监测装置，其特征在于，所述弹性部件上设有挂钩，弹性部件通过挂钩与叶片连接。

7.一种多叶光栅，其特征在于，包括如权利要求1至6任一所述的多叶光栅的叶片位置监测装置和多个叶片，测量装置对应于每个叶片设置。

8.根据权利要求7所述的多叶光栅，其特征在于，所述多叶光栅包括安装板，所述测量装置的另一端安装在安装板上。

9.根据权利要求8所述的多叶光栅，其特征在于，所述多叶光栅包括导轨箱，所述叶片安装在所述导轨箱内，所述安装板固定在所述导轨箱上。

10.一种治疗设备，其特征在于，包括如权利要求7至9任一所述的一种多叶光栅。