一种多叶光栅装置及叶片驱动方法_3

文档序号:9479989阅读:来源:国知局
1,在所述支座23上设置导线轮24,从绕线轮16延伸而出的传动线3经过导线轮17之后通过导线轮24连接于叶片22。所述叶片22与传动线3连接的一端设置叶片尾巴221,所述传动线3固定连接于叶片尾巴221上,当需要叶片22缩回时,电机12旋转,通过蜗杆14及蜗轮15带动绕线轮16旋转,绕线轮16收线,通过传动线3拉动叶片22沿叶片导轨槽向叶片导轨箱21内缩回。
[0069]所述支座23上还设置弹性件,用于对叶片22施加沿叶片导轨槽的方向并指向叶片导轨槽之外的弹力。在本实施例中,所述弹性件为弹簧26,所述弹簧26的一端固定于支座23,另一端与叶片尾巴221固定连接,所述弹簧26始终处于压缩状态,对叶片22施加沿叶片导轨槽方向的弹力,使得叶片22可以在电机12旋转时沿叶片导轨槽滑动。所述支座23上还设置导杆25,所述弹簧26套设在导杆25上,所述导杆25用于为弹簧26提供支撑与导向作用。当需要叶片伸出时,电机12旋转,通过蜗杆14及蜗轮15带动绕线轮16旋转,绕线轮16放线,在弹力的作用下,弹簧26沿导杆25推动叶片22向叶片导轨箱21之外伸出,如图7(a)和图7(b)所示。
[0070]在本实施例中,叶片尾巴221上设置滑槽,所述导杆25—端固定安装于支座23,另一端延伸进入滑槽,使得叶片22可沿滑槽方向相对导杆25滑动。在其它实施例中,叶片尾巴221和导杆25可以其它方式可滑动地连接,例如在导杆25上设置滑槽,叶片尾巴221上设置与该滑槽对应的结构,使得叶片22可沿滑槽方向相对导杆25滑动。
[0071]在本实施例中,导杆25与支座23连接的一端呈弯曲状,如图7 (a)和图7(b)所示,弹簧26沿弯曲的导杆25伸缩,从而可以减小该多叶光栅装置在叶片22移动方向的尺寸。在本实施例中,利用导杆25对弹簧26提供支撑与导向作用,在其它实施例中,导杆25可以为其它形式的支撑导向结构,在对弹簧26导向的同时,可以防止弹簧26发生扭曲。
[0072]在放射治疗的过程中,治疗头需要旋转,可能出现叶片22处于竖直状态的情况,因此在叶片22的运动行程范围内弹簧26需要提供大于叶片22重力的弹力,以保证即使在叶片22处于竖直状态下,通过传动线3和弹簧26也能控制叶片22沿叶片导轨槽伸出或缩回。
[0073]当需要叶片22静止时,电机12停止旋转,弹簧26仍然处于压缩状态,其仍然对叶片22施加弹力,叶片22在该弹力的作用下会对绕线轮16施加拉力,绕线轮16和蜗轮15同轴设置,如果绕线轮16转动,则蜗轮15必然同步转动,蜗轮15若要转动,则要求蜗杆14一起转动,但由于蜗轮15和蜗杆14具有自锁性,即蜗杆14可以带动蜗轮15转动,但蜗轮15不可以带动蜗杆14转动,因此,在蜗轮15的作用下,蜗杆14不会发生转动,因此蜗轮15也不会转动,因此,当电机12不旋转时,仅在弹簧26的弹力作用下叶片22不会发生移动。
[0074]在本实施例中,驱动单元1和叶片单元2分离设计,通过传动线3连接驱动,可以使得驱动单元1脱离叶片空间的限制,获得更大的布置空间;进一步地,通过改变传动线3的延伸方向可以改变驱动单元1的布置,例如,可以将传动线3倾斜布置,使得多根传动线3布置成发散状,从而使驱动单元1分散布置,在此情况下,驱动单元1内安装的编码器18具有更大的安装空间。
[0075]具体来说,传动线3通过导线轮17和导线轮24分别连接所述绕线轮16和叶片22。通过控制导线轮17和导线轮24的布置,可实现驱动单元1的分散布置,例如可以将导线轮17和导线轮24倾斜布置,改变传动线3的方向,使多根传动线3往电机12的方向发散出去,从而使得驱动单兀1分散布置。
[0076]在本实施例中,为了防止弹簧26、导杆25等结构之间发生碰撞,相邻叶片22的叶片尾巴错开布置,如图8(a)和8(b)所示,图8(a)示出了叶片22的前端,图8(b)示出了叶片22的后端,由图8(b)所示,叶片22的叶片尾巴呈多行排列,且相邻叶片22的叶片尾巴错开布置,为弹簧26、导杆25等结构的布置留足空间。
[0077]在本实施例中,叶片22运动的速度和电机12的转速、绕线轮16的直径及弹簧26的弹力等因素有关。在不改变其它因素的前提下,可以通过增大绕线轮16的直径来增大叶片22的运动速度。保持电机12的转速不变,则蜗轮15的转速也是不变的,由于绕线轮16和蜗轮15同轴设置,因此绕线轮16的转速也是不变的,在这种情况下,绕线轮16的直径越大,则单位时间内放线或收线的长度越长,相当于单位时间内叶片22移动的距离越大,也就是叶片22的运动速度越快。
[0078]在放射治疗领域,待治疗区域一般位于放射治疗装置的等中心点,因此叶片在等中心平面上的投影的运动速度是本领域技术人员所关心的参数,当该多叶光栅装置应用于放射治疗设备时,通过增大绕线轮16的直径,叶片22的运动速度加快,则叶片22在等中心平面上的投影的运动速度也加快,因此可以较快地获得与待治疗区域形状匹配的放射射野。
[0079]另一方面,为了增加叶片22在等中心平面上的投影的运动速度,可以将叶片22设置在离放射治疗装置的光源较近的位置,根据简单的几何关系可知,可增大叶片22在等中心平面上的投影,在叶片22运动速度保持不变的情况下,叶片22离光源越近,叶片22在等中心平面上的投影的运动速度也越快,从而较快地形成与待治疗区域形状匹配的放射射野。
[0080]叶片22离光源越近,则其在等中心平面上的投影宽度越大,这会降低放射射野的精度。为了提高放射射野的精度,叶片22在等中心平面上的投影宽度受到限制,根据简单的几何关系可知,可以通过减小叶片22的厚度来减小叶片22在等中心平面上的投影宽度,并且,叶片22越接近放射治疗装置的光源,则要求叶片22的厚度越薄。叶片22在等中心平面上的投影宽度较小,则同样的待治疗区域对应的叶片22的数量就越多,则叶片22围成的放射射野与待治疗区域的形状就越匹配,从而提高射野的分辨率,但叶片22的厚度也不适合设置太薄,否则会引起一些不必要的问题,例如,如果叶片22的厚度太薄,则要求导杆25的尺寸相应很小,否则若导杆25的尺寸过大,则可能导致不同叶片22对应的导杆25之间会相互摩擦,甚至发生碰撞,导致叶片22发生不必要的倾斜,影响射野的精确度。本实施例中,叶片22的厚度可以缩小至0.8mm,优选为0.8mm~2.2mm或0.8mm-1.6mm或0.8mm-1.3mm或lmm-1.8mm或lmm-1.5mm,以提高多叶光栅形成的射野的分辨率,改善放射治疗的精度。
[0081]本实施例的多叶光栅装置可以应用于与磁共振成像设备结合的放射治疗设备MR-RT。本实施例提供的多叶光栅装置相比现有技术中的多叶光栅装置,通过设置传动线3增加了电机12和叶片22之间的距离,使得当该多叶光栅装置应用于强磁场环境时,保持叶片22处于强磁场环境,电机12可以远离叶片22,即电机12可以远离强磁场,因此,有效增大了电机12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12对MR的磁场环境的影响,增强MR设备磁场环境的稳定性。
[0082]进一步地,通过传动线3连接电机12和叶片22,通过控制传动线3的方向,可以将电机12布置为偏离叶片22的移动方向,使得当该多叶光栅装置用于MR-RT时,叶片22处于强磁场环境中,电机12可以偏离叶片22的移动方向设置,从而远离强磁场设置,进一步减弱了电磁相互干扰程度。
[0083]当本实施例的多叶光栅装置应用于强磁场环境时,则处于磁场
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