一种多叶光栅装置及叶片驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及放射治疗领域，尤其涉及一种多叶光栅装置及多叶光栅装置的叶片驱动方法。
【背景技术】
[0002]肿瘤治疗中经常使用的医疗设备为放疗设备，利用放疗设备发出的射线杀死肿瘤细胞。放疗设备通常包括用于对放射源发出的放射线进行适形调整的多叶光栅装置(Mult1-leaf collimator,简称 MLC)。
[0003]多叶光栅装置通常包括相对放置的多对叶片、驱动所述叶片运动的驱动部件，如图1所示，现有技术中的MLC主要包括以下四部分:叶片110、叶片导轨箱120、电机座130和驱动电机140。通过驱动电机140直接驱动叶片110在叶片导轨箱120内进行往复运动，调整叶片110的位置，从而使经过多对叶片的放射线形成与待治疗区域形状匹配的封闭放射射野。
[0004]—方面，为了使放射线形成的射野与待治疗区域的形状匹配，需要精确控制叶片110的位置，因此需要监测叶片110运动的位移。现有技术中，为了监测叶片110运动的位移，一般在电机端安装反馈装置，可称之为一次反馈装置，根据电机旋转的圈数与叶片的位移之间的对应关系，其通过测量电机旋转的圈数来监测叶片运动的位移，这种情况下，不存在可以用于比较的其它监测数据，因此对叶片位移的控制精度受到限制；为了提高对叶片位移的控制精度，现有技术中在叶片端安装二次反馈装置，但本领域技术人员知道，叶片厚度较薄，可用于安装二次反馈装置的空间也有限，因此对二次反馈装置的尺寸限制较大。
[0005]另一方面，为了提高射野的分辨率，要求叶片的厚度越薄越好，这对驱动部件的尺寸限制越来越大，为了驱动厚度很薄的叶片，现有技术中采用丝杆驱动方式，一定程度地减小整个驱动部件在叶片宽度方向的尺寸，可以驱动3_厚度的叶片，但3mm厚度的叶片还不能完全满足需求，需要进一步缩小叶片的厚度。
[0006]并且，通常的放疗设备不能在治疗的同时实时对治疗部位成像，特别是对肺部、胸部等随呼吸移动的部位无法准确治疗。为了提高治疗的精度，将MR(Magnetic Resonance)的优势与RT (Rad1therapy)结合起来，形成的MR-RT设备是将磁共振在病灶诊断方面的优势整合入直线加速器的设备。相比于RT中的多叶光栅装置，MR-RT中的多叶光栅装置具有更加特殊与苛刻的使用环境，需要对RT中使用的多叶光栅装置进行改进，才适用于MR-RT设备中。
[0007]相比于单独的RT设备，MR-RT中的多叶光栅装置处于MR的强磁场环境中，一方面，MR的磁场会严重影响多叶光栅装置中叶片驱动电机的性能以及寿命，多叶光栅装置的电机距离MR的磁体越近，则电机受磁场的影响就越大，另一方面，多叶光栅装置的电机工作电流会影响MR的磁场环境，多叶光栅装置的电机距离MR的磁体越近，则MR的磁场环境受电机电流的影响就越大，进而严重影响MR设备的诊断性能。
[0008]例如，图1所示的多叶光栅装置，驱动电机140和叶片110的距离很近，并且驱动电机140位于叶片110的运动方向上。将这种形式的多叶光栅装置设置在MR-RT设备中，则驱动电机140将会非常靠近MR的磁体，在强磁场的影响下，电机的性能与寿命会出现大幅下降，更严重的是，在驱动电机140的电流影响下，MR的磁场环境遭到破坏，严重影响MR设备的成像精度。
【发明内容】
[0009]为克服现有技术中的不足，本发明提供了一种多叶光栅装置，包括:
[0010]至少一个电机，
[0011]至少一个叶片，被设置在导向件上；
[0012]至少一个传动件，连接所述电机和所述叶片，并对所述叶片施加拉力；
[0013]以及至少一个弹性件，所述弹性件连接于所述叶片，用于对所述叶片施加与所述拉力方向大致相反的弹力；
[0014]所述叶片可在所述电机的作用下沿所述导向件移动。
[0015]可选的，所述装置还包括绕线轮，用于在电机的驱动下收线或放线，所述传动件为线状，且其一端连接于绕线轮，另一端连接于所述叶片。
[0016]可选的，所述装置还包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与所述电机的输出端连接，所述蜗轮由所述蜗杆驱动旋转。
[0017]可选的，所述蜗轮和所述蜗杆是自锁的。
[0018]可选的，所述绕线轮与所述蜗轮同轴设置。
[0019]可选的，所述装置还包括编码器，所述编码器用于监测所述叶片运动的位移。
[0020]可选的，所述编码器与所述绕线轮及所述蜗轮同轴设置。
[0021]可选的，所述装置还包括第一绕线轮，所述编码器与所述第一绕线轮同轴设置。
[0022]可选的，所述装置还包括第二导线轮，所述传动件的一端通过所述第一导线轮连接于所述绕线轮，另一端通过所述第二导线轮连接于所述叶片。
[0023]可选的，所述弹性件为弹簧，所述弹簧一端固定，另一端与所述叶片连接，所述弹簧处于压缩状态。
[0024]可选的，所述装置还包括导杆，所述弹簧套设于所述导杆上，所述叶片与所述导杆可滑动地连接。
[0025]可选的，所述电机布置为偏离所述叶片的运动方向。
[0026]可选的，所述传动件为细钢丝。
[0027]可选的，所述叶片的厚度为0.8mm~2.2mm或0.8mm-1.6mm或0.8mm-1.3mm或lmm-1.8mm 或 1mm~1.5mm。
[0028]本发明还提供了另一种多叶光栅装置，包括
[0029]驱动单元，
[0030]叶片，被设置在导向件上；
[0031]柔性元件，连接所述驱动单元和所述叶片；
[0032]以及弹性件，所述弹性件连接于所述叶片；
[0033]其中，所述叶片可在所述电机的作用下沿所述导向件移动，且所述柔性元件对所述叶片的作用力方向与所述弹性件对所述叶片的作用力方向大致相反。
[0034]在另一实施例中，本发明还提供了一种多叶光栅装置的叶片驱动方法，包括:
[0035]驱动单元驱动一端连接于其上的柔性元件；
[0036]另一端连接到叶片上的柔性元件带动叶片沿着预定轨道移动；
[0037]其中，在前述移动过程中，弹性件始终使所述柔性元件内存在张紧力。
[0038]可选的，所述驱动单元驱动所述柔性元件展开或回绕，相应地，所述柔性元件带动所述叶片伸出或缩回。
[0039]可选的，在所述驱动单元和所述叶片之间布置引导所述柔性元件走向的引导元件。
[0040]可选的，在所述驱动单元的输出端配置变速组件以改变所述柔性元件的移动速度。
[0041]相对于现有技术，本发明的多叶光栅装置的驱动单元与叶片单元分离布置，通过传动件连接驱动单元和叶片单元，使得驱动单元不受叶片空间的限制，具有更大的布置空间，进一步地，传动件可以倾斜布置，因此可以将驱动单元分散布置，方便安装二次反馈装置，有利于叶片位置检测。
[0042]进一步地，通过传动件连接驱动单元和叶片单元，可以增加驱动单元与叶片单元之间的距离，所述驱动单元包含电机，当该多叶光栅装置应用于MR-RT设备时，保持叶片处于强磁场环境，电机可以远离叶片，即电机可以远离强磁场，因此有效增大了电机与强磁场之间的距离，减弱了强磁场对电机性能的影响，提高电机的性能，延长电机的寿命，同时降低了电机对MR的磁场环境的影响，增强MR设备磁场环境的稳定性；
[0043]进一步地，通过传动件连