用于放疗设备的正交双层光栅装置及其子野分割控制方法与流程

本发明涉及放射治疗设备领域，具体涉及一种用于放疗设备的正交双层光栅装置及其子野分割控制方法。

背景技术：

放射治疗作为肿瘤的一种局部治疗手段，一直在不断寻求解决的一个基本问题是，如何较好地处理肿瘤组织(靶区)和周围正常组织的剂量关系，使肿瘤得到最大限度的局部控制而周围正常组织和器官的放射损伤最小。

光栅是现代放疗设备所必不可少的一种多叶准直设备，通过光栅叶片的运动，可以对靶区有着非常好的适形效果，一般情况下，多叶准直器的叶片越薄，数量越多，多叶准直器的适形度越好，但是对于常规的单层光栅，由于叶片只能在一个方向上运动，其叶片厚度方向的适形能力有限，对于平行的双层光栅，虽然其叶片厚度方向相比于单层光栅的适形能力有所提高，但还是受限于叶片厚度的影响，并不能运动或者形成任意位置的照射单元；例如申请号为201520205602.0的中国专利，公开了一种用于放射治疗设备的光栅装置，同时设置尾端位置控制器和前端位置控制器可以同时校验单一光栅叶片的尾端位置及中间位置，以及随时测量某一光栅叶片从尾端位置到达中间位置的时间和/或电机的总转数，由于尾端位置和中间位置之间的距离是确定不变的，并可精确测量的，因此，其精确验证和控制某一光栅叶片到达某一精确指定的位置，由于可以方便的实现对光栅叶片的逐一校验和控制，因此可以有效克服不同光栅叶片驱动系统带来的传动误差和性能不稳定带来的误差，其通过实现了每一光栅叶片的精准走位，来达到较好的适形效果，但是其并没有改变其光栅进行适形遮挡的本质原理，照射效率依然低下，且存在光栅漏射，不能够更好的保护危及器官，迫切需要加以改进。

静态调强子野分割(step-shoot)方法，关键是子野序列的分割，将计划要求的强度分布进行分层，然后控制单层光栅运动，将每一射野分成一系列子野进行一次照射，直至所有子野照射完毕从而实现计划所需求的强度分布，其包括以下步骤：

首先，由治疗计划系统(tps)根据器官和靶区的剂量约束或生物约束，依据优化引擎，计算出每个射野优化后的强度矩阵，记为p[p×q]，其中p，q是矩阵的采样数；

接着，为了进行子野分割，这里把优化后的矩阵在叶片厚度方向重新采样。若光栅水平安装，则重采样后的矩阵记为d[m×n]，m设为强度图内叶片的个数，n设为256，矩阵在垂直方向的采样间隔为叶片厚度，在水平方向的采样间隔设为0.25；重采样矩阵相较原矩阵在垂直方向的采样间隔大，意味着此过程强度矩阵有损失，表现在实际情况中，即叶片在其厚度方向的适形能力差。

将上一步骤中的强度分布，按照强度等间隔划分为阶梯形的强度等级，强度等级大小决定了分割的精度和子野的复杂度；通常情况下，划分10级，划分后的矩阵记为a[m×n]；

最后，开始子野分割，强度矩阵a[m×n]可分解为多个子野：

其中，uk为mu值，sk为子野矩阵；总mu值和总子野数决定了照射效率，总mu值越低，总子野数越少，照射时间越短，效率越高。此时，选择当前最大强度的三分之一作为分割强度值，在分割强度值的条件下选出本次分割的矩阵(子野矩阵)，从当前强度矩阵中减去分割矩阵：

a＝a-uksk(2)

重复选择分割强度值，选择分割矩阵，直至a[m×n]降为0。

子野矩阵选择时，注意到子野sk是由多对叶片(mlc)开口构成的，这里定义强度图内共有m对叶片，每对叶片的左叶片和右叶片(以0°安装的单层光栅为例)的位置分别为l，r，那么叶片间隔i为：

i＝{x∈[n]：l≤x≤r}(3)

子野可表示为：

对每对叶片而言，取叶片间隔最大的一段作为开口，即叶片间隔i长度最大。如(1，1，1，0，1，0)，单层光栅第一次将取(1，1，1，0，0，0)作为其开口形状，分两次分割。

在叶片不可交叠的情况下，叶片对之间也存在着约束，称为叶片不交叠约束(interleafcollisionconstraint-icc)，即图1存在交叠区α，故图1中两种情况不可发生，对于单层光栅(平行单层光栅)而言，为满足叶片不交叠约束，上述情况只能分两次分割完成。因此，多段式强度分布图和叶片不可交叠约束都限制了单层光栅的照射效率。

具体的，以下述“田”字形强度图的含多连通区域的5×8矩阵的子野分割为例(其中矩阵中的1或2对于靶区及其剂量强度，那么用0代表正常组织)，为了达到多段式强度分布图和叶片不可交叠约束条件，0°安装的单层光栅分割将强度矩阵分为以下四次分割：

按照上述分割方法，0°安装的单层光栅对“田”字形强度图的分割结果如图6所示，图6中的光栅叶片位置分别对应于上述矩阵四次分割，依次对应于；同理90°安装的单层光栅对“田”字形强度图的分割结果如图7所示。

按照上述射野优化后的获得优化强度矩阵(p[p×q])的方法，和上述的子野分割方法，0°安装的单层光栅对“品”字形强度图的分割结果如图9；同理90°安装的单层光栅对“品”字形强度图的分割结果如图10所示，在此不在赘述。

综上，无论是单层光栅，还是平行双层光栅，都会面临下面的问题；

1，叶片厚度方向的适形度不够；

2，为了满足多段式强度分布图和叶片不可交叠约束都限制了单层光栅的照射效率，一个复杂的射野，需要多个子野才能够形成，照射效率低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种用于放疗设备的正交双层光栅装置及其子野分割控制方法。本发明提供的用于放疗设备的正交双层光栅装置及其子野分割控制方法，能够明显的提升适形度和治疗效率，对于临床有着极其重要的意义。

实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种用于放疗设备的正交双层光栅装置，安装于放疗设备的加速器机头下，包括：

上层光栅叶片和下层光栅叶片，所述上层光栅叶片和下层光栅叶片所在平面互相平行，且垂直于所述加速器机头发出的射线方向，所述上层光栅叶片和下层光栅叶片的运动方向为正交；

所述上层光栅叶片包括左边叶片和右边叶片，用于向靶区左右两侧搜索移动；

所述下层光栅叶片包括上边叶片和下边叶片，用于向靶区上下两侧搜索移动；

控制器，用于驱动左边叶片和右边叶片、上边叶片和下边叶片中的每片子叶片单独运动，以达到和靶区适形的目的。

一种子野分割控制方法(step-shoot)，使用了上述用于放疗设备的正交双层光栅装置，包括以下步骤：

s1：确定由治疗计划系统(tps)确定剂量强度的优化矩阵；

s2：将所述步骤s1中的优化矩阵重新采样，调整优化矩阵的维度；

s3：将所述步骤s2中重新采样后的矩阵，按照强度等间隔划分为阶梯形强度等级；

s4：根据所述步骤s3中的最大强度，确定分割强度值，在此分割强度值下求解出本次分割的矩阵；

s5：计算出本次分割矩阵轮廓的最大矩形范围，根据最大矩形范围，计算出需要适形的光栅叶片的强度矩阵范围，左边叶片和右边叶片、上边叶片和下边叶片移动适形至该强度矩阵范围边缘。

作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，所述步骤s1中的优化矩阵记为p[p×q]，所述步骤s2中调整p[p×q]中p，q的值，并记为d[m×n]，m设为256，n设为256，矩阵在垂直方向和水平方向的采样间隔设为0.25；

所述步骤s3中按照强度等间隔划分的阶梯形强度等级为10级，所述步骤s4中分割强度值为当前最大强度的三分之一。

进一步，所述步骤s5中，左边叶片和右边叶片、上边叶片和下边叶片移动适形至的方法为：对左边叶片，从左往右搜索，直到命中靶区，对应的右边叶片，从右往左搜索，直到命中靶区；若左边叶片不能命中靶区，则该组叶片在边缘处闭合；对上边叶片，从上往下搜索，直到命中靶区，对应的下边叶片，从下往上搜索，直到命中靶区；若上边叶片不能命中靶区，则该组叶片在边缘处闭合。

进一步，还包括遮挡漏射点的步骤：

s6：在所述步骤s5中上边叶片、下边叶片、左边叶片、右边叶片适形移动后，计算实际分割矩阵，比较实际分割矩阵和所述步骤s1中确定的剂量强度的优化矩阵，即期望矩阵；若实际分割矩阵大于期望分割矩阵，则调整叶片位置，遮挡实际分割矩阵大于期望分割矩阵位置处的像素点，即漏射点，让其小于等于期望分割矩阵。

进一步，所述步骤s6中遮挡漏射点的方法包括以下步骤：

t1：寻找实际分割矩阵大于期望分割矩阵的像素点，创建一个存储异常点的矩阵；

t2：对步骤t1中异常矩阵的所有点逐行扫描，计算当前异常点距离上、下、左、右四个方向对应叶片的有效距离，该距离表示为，叶片遮挡至当前异常点，需要覆盖的正常点的点数，上边叶片、下边叶片、左边叶片、右边叶片四个方向的叶片对应有效距离最小的就选为遮挡叶片，更新当前叶片位置；

t3：异常矩阵的所有点扫描结束后，用步骤t2中的当前叶片位置和期望分割矩阵对比，更新异常矩阵，判断是否还有异常点，若有，则重复步骤t1-t2。

进一步，所述步骤t1中，寻找异常点的方法为：对水平安装的光栅，若矩阵的某一像素点的中心位置落于光栅的某个叶片的上下边缘之间，那么认为该像素点从属于此叶片；对垂直安装的光栅，若矩阵的某一像素点的中心位置落于光栅的某个叶片的左右边缘之间，那么认为该像素点从属于此叶片；若此叶片在像素点处的状态(开或闭)与期望矩阵的状态(0或1)相符，则认为此像素点正常，反之则认为异常。

作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，还包括，优化分割的步骤：

s7：从总分割矩阵中减去所述步骤s6中调整后的实际分割矩阵，得到新的分割矩阵，重复步骤s4-s5，直至新的分割矩阵为0；

s8：对上述步骤的所有子野，对其权重采用最小二乘法进行优化，保证最终的分割结果与步骤1中期望矩阵最小，完成分割。

作为本发明的另一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，还包括，还包括调整分割强度值，减少总mu的步骤：

s7：计算所述步骤s6中实际分割矩阵的面积，以此面积与分割强度值的乘积为评价标准；若当前分割结束后的乘积值大于上一次分割的乘积值，那么将所述步骤s4中的分割强度值减一，求解出本次分割的矩阵，重复步骤s5-s6；反之，则进行步骤s8；

s8：从总分割矩阵中减去所述步骤s6中实际分割矩阵，得到新的分割矩阵，重复步骤s4-s7，直至新的分割矩阵为0；

s9：对上述步骤的所有子野，对其权重采用最小二乘法进行优化，保证最终的分割结果与步骤1中期望矩阵最小，完成分割。

本发明的有益效果在于：

1)本发明首先利用正交双层光栅四周叶片同步适形至靶区位置(强度矩阵边缘)，接着检测围成的一个或多个区域内部有无漏射点。其克服了传统单层管光栅为了满足多段式强度分布图和叶片不可交叠约束而限制了照射效率的缺点。

2)本发明的正交双层光栅在适形度上占有优势，双层光栅可有效减少光栅漏射，可以更好地保护危及器官。

3)本发明一共的基于正交双层光栅装置的子野分割控制方法，解决了一个复杂的射野，需要多个子野才能够形成，照射效率低的问题。

综上，本发明提供的用于放疗设备的正交双层光栅装置及其子野分割控制方法，能够明显的提升适形度和治疗效率，对于临床有着极其重要的意义。

附图说明

图1为单层光栅子野分割的叶片交叠示意图；

图2为正交双层光栅解决叶片交叠的示意图；

图3为本发明正交双层光栅子野分割的整体流程图；

图4为本发明正交双层光栅叶片遮挡流程图；

图5为本发明正交双层光栅降低总mu的方法流程图；

图6为0°安装的单层光栅对“田”字形强度图的分割结果；

图7为90°安装的单层光栅对“田”字形强度图的分割结果；

图8为本发明正交双层光栅对“田”字形强度图的分割结果；

图9为0°安装的单层光栅对“品”字形强度图的分割结果；

图10为90°安装的单层光栅对“品”字形强度图的分割结果；

图11为本发明正交双层光栅对“品”字形强度图的分割结果；

图12为前列腺1的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图13为脑转移多靶区的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图14为前列腺2的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图15为直肠癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图16为肝癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图17为下端食管癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图18为胰腺癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图19为宫颈癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图20为胃癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图21为周围型肺癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图22为腹腔淋巴结转移的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图23为乳腺癌的dvh图(带*为正交双层光栅结果)；

图24为本发明的双层光栅与单层光栅在图12-图23的12例病例的子野分割统计对照图表；

图25为改进后的双层光栅、改进前双层光栅和单层光栅的分割统计对照图表。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种用于放疗设备的正交双层光栅装置，安装于放疗设备的加速器机头下，如图2所示，包括：

上层光栅叶片和下层光栅叶片，所述上层光栅叶片和下层光栅叶片所在平面互相平行，且垂直于所述加速器机头发出的射线方向，所述上层光栅叶片和下层光栅叶片的运动方向为正交；需要说明的是，上层和下层是相对于正交双层光栅装置的垂直高度而言的。

所述上层光栅叶片包括左边叶片和右边叶片，用于向靶区左右两侧搜索移动；

所述下层光栅叶片包括上边叶片和下边叶片，用于向靶区上下两侧搜索移动；需要说明的是，上边叶片和下边叶片是相对于下层光栅叶片，或靶区平面的前后位置而言的。上述的方位用于均是为了说明本发明光栅叶片的位置和走位关系，并不能理解为对本发明的限定。

控制器，用于驱动左边叶片和右边叶片、上边叶片和下边叶片中的每片子叶片单独运动，以达到和靶区适形的目的。采用上述双层平行且走位正交的光栅叶片，能够使靶区适形度更高，两个方向均能够达到小于1mm的走位精度。

一种子野分割控制方法，使用了上述用于放疗设备的正交双层光栅装置，如图3所示，包括以下步骤：

s1：确定由治疗计划系统(tps)确定剂量强度的优化矩阵；优化矩阵是由tps系统根据靶区和危及器官的剂量约束和其他约束优化计算而出，优化矩阵决定了最终的靶区和危及器官剂量分布，子野分割后的实际矩阵越接近于优化矩阵，实际剂量分布也越接近于优化后的剂量分布，由此产生的治疗计划质量越高；

s2：将所述步骤s1中的优化矩阵重新采样，调整优化矩阵的维度；传统单层光栅在重采样时，叶片运动方向的采样间隔与实际叶片的走位精度相关，一般较小；叶片厚度方向的采样间隔则直接按叶片厚度划分，这个过程是降采样的过程，强度矩阵有损失。正交双层光栅在重采样时，考虑到两个方向叶片均有运动，因此强度矩阵在两个正交方向的采样间隔保持一致，与实际叶片的走位精度相关，一般比叶片厚度小。正交光栅强度矩阵重采样时，相较原矩阵的损失较小。

s3：将所述步骤s2中重新采样后的矩阵，按照强度等间隔划分为阶梯形强度等级；强度等级大小决定了分割的精度，和子野的复杂度。强度等级越高，分割后的矩阵与原矩阵的误差就越小，但同时子野数增加，照射时间变长。

s4：根据所述步骤s3中的最大强度，确定分割强度值，在此分割强度值下求解出本次分割的矩阵；

s5：计算出本次分割矩阵轮廓的最大矩形范围，根据最大矩形范围，计算出需要适形的光栅叶片的强度矩阵范围，左边叶片和右边叶片、上边叶片和下边叶片移动适形至该强度矩阵范围边缘。

作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，所述步骤s1中的优化矩阵记为p[p×q]，所述步骤s2中调整p[p×q]中p，q的值，并记为d[m×n]，m设为256，n设为256，矩阵在垂直方向和水平方向的采样间隔设为0.25；

所述步骤s3中按照强度等间隔划分的阶梯形强度等级为10级，所述步骤s4中分割强度值为当前最大强度的三分之一。采用上述技术参数，实际适用于本正交双层光栅。

进一步，所述步骤s5中，左边叶片和右边叶片、上边叶片和下边叶片移动适形至的方法为：对左边叶片，从左往右搜索，直到命中靶区，对应的右边叶片，从右往左搜索，直到命中靶区；若左边叶片不能命中靶区，则该组叶片在边缘处闭合；对上边叶片，从上往下搜索，直到命中靶区，对应的下边叶片，从下往上搜索，直到命中靶区；若上边叶片不能命中靶区，则该组叶片在边缘处闭合。

进一步，还包括遮挡漏射点的步骤：

s6：在所述步骤s5中上边叶片、下边叶片、左边叶片、右边叶片适形移动后，计算实际分割矩阵，比较实际分割矩阵和所述步骤s1中确定的剂量强度的优化矩阵，即期望矩阵；若实际分割矩阵大于期望分割矩阵，则调整叶片位置，遮挡实际分割矩阵大于期望分割矩阵位置处的像素点，即漏射点，让其小于等于期望分割矩阵。

进一步，如图4所示，所述步骤s6中遮挡漏射点的方法包括以下步骤：

t1：寻找实际分割矩阵大于期望分割矩阵的像素点，即漏射点或异常点，创建一个存储异常点的矩阵；

t2：对步骤t1中异常矩阵的所有点逐行扫描，计算当前异常点距离上、下、左、右四个方向对应叶片的有效距离，该距离表示为，叶片遮挡至当前异常点，需要覆盖的正常点的点数，上边叶片、下边叶片、左边叶片、右边叶片四个方向的叶片对应有效距离最小的就选为遮挡叶片，更新当前叶片位置；

t3：异常矩阵的所有点扫描结束后，用步骤t2中的当前叶片位置和期望分割矩阵对比，更新异常矩阵，判断是否还有异常点，若有，则重复步骤t1-t2。

进一步，所述步骤t1中，寻找异常点的方法为：对水平安装的光栅，若矩阵的某一像素点的中心位置落于光栅的某个叶片的上下边缘之间，那么认为该像素点从属于此叶片；对垂直安装的光栅，若矩阵的某一像素点的中心位置落于光栅的某个叶片的左右边缘之间，那么认为该像素点从属于此叶片；若此叶片在像素点处的状态(开或闭)与期望矩阵的状态(0或1)相符，则认为此像素点正常，反之则认为异常。

作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，如图3所示，还包括，优化分割的步骤(称改进前双层光栅)：

s7：从总分割矩阵中减去所述步骤s6中调整后的实际分割矩阵，得到新的分割矩阵，重复步骤s4-s5，直至新的分割矩阵为0；

s8：对上述步骤的所有子野，对其权重采用最小二乘法进行优化，保证最终的分割结果与步骤1中期望矩阵最小，完成分割。

基于上述用于放疗设备的正交双层光栅装置及其子野分割控制方法，以下述“田”字形强度图的含多连通区域的5×8矩阵(c)的子野分割为例，将强度矩阵分两次分割：第一次取最大强度值的三分之一为分割强度值，本例为1，以1为强度分割值，四周叶片闭合至强度图边缘，检查内部有无异常点，本例中无异常点，因此不需要执行叶片遮挡程序，完成一次分割，得到剩余强度矩阵；第二次取剩余强度矩阵做同样的分割处理，完成第二次分割，剩余强度矩阵减去第二次分割矩阵即为第二次剩余矩阵，将矩阵分为c1+c2，此时的矩阵内部值全为0，分割完成。分割结果如下：

这种情况下，平行单层光栅需要分两次分割，但如上所示，正交双层光栅可以一次分割完成。尤其是内含多个孤立区域的强度矩阵，正交双层光栅往往可以一次分割完成，摆脱了单层光栅的不交叠约束(interleafcollisionconstraint-icc)，因而极大地提高了照射效率。

本例在tps上的的程序运行结果如图8所示，可见本例中，相较单层光栅，正交双层光栅的子野分割总mu和子野数都有所降低。继续以“品”字形强度矩阵为例，单层光栅和双层光栅的对比图如图9-图11，可见，对于一些包含多连通区域的强度图而言，正交双层光栅分割子野数少，总mu低，照射效率高。同时，单层光栅因为有叶片间隙限制(一对叶片的左右叶片之间的最小间隙)，因此在强度矩阵外的每对叶片会存在一条窄缝，造成射线的漏射。而双层光栅的两层光栅会起到一个互补的作用，垂直安装的光栅会将水平光栅的窄缝遮挡，水平光栅也会将垂直安装的光栅的窄缝遮挡，导致双层光栅的漏射较少。此外，相较单层光栅，射线经过双层光栅的透射率也有所降低。综上，双层光栅可以减少射线的透射、漏射，更好地保护危及器官。

接着，我们以4×4的一个强度矩阵为例，说明所示步骤s6中叶片遮挡的算法。这里首先认为水平安装的光栅和垂直安装的安装厚度与强度矩阵采样间隔一致(即一对叶片可遮挡一行或一列数据)。那么对于下面的初始优化矩阵a，首先四周叶片适形至矩阵边缘处，形成的实际分割矩阵为a1，可见实际分割矩阵比初始优化矩阵大，内部存在一个异常点“0”。

下面实施叶片遮挡算法，“0”所处位置从属于第二对水平叶片(从上往下记)，第二对垂直叶片(从右往左记)，左叶片若要遮挡“0”，需要遮挡2个有效值，有效距离即为2，同理右叶片有效距离为1，上叶片有效距离为1，下叶片有效距离为2，因此，可以选上叶片或右叶片作为遮挡叶片。若选择上叶片为遮挡叶片，那么形成的实际分割矩阵为a2，一次分割完成，可继续执行第二次分割。最终形成如图8所示的分割结果。而利用上述方法，正交双层光栅对“品”字形强度图的分割结果最终如图11所示，在此不做赘述。

上面一例的前提是水平和垂直叶片的厚度与矩阵采样间隔一致，这里假设不一致，水平叶片厚度是矩阵采样间隔的两倍，而垂直叶片厚度仍等于采样间隔，那么四周叶片适形至矩阵边缘，形成的实际分割矩阵为b1，可见有两处漏射点。首先分析第二行第三列的漏射点，它从属于第一对水平叶片和第二对垂直叶片，若要遮挡该点，左叶片将遮挡5个有效点，有效距离为5，右叶片有效距离为2，上叶片有效距离为1，下叶片有效距离为2，因此选上叶片加以遮挡。然后分析第三行第二列的漏射点，它从属于第二对水平叶片，第三对垂直叶片，左叶片有效距离为1，右叶片为3，上叶片为2，下叶片为1，选下叶片为遮挡叶片。最终形成的分割矩阵为b2，本次分割完成，继续下次分割。

作为本发明的另一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，如图5所示，还包括，调整分割强度值，减少总mu的步骤(改进后的双层光栅)：

s7：计算所述步骤s6中实际分割矩阵的面积，以此面积与分割强度值的乘积为评价标准(称之为收益)；若当前分割结束后的乘积值(收益)大于上一次分割的乘积值(收益)，那么将所述步骤s4中的分割强度值减一，求解出本次分割的矩阵，重复步骤s5-s6，进行再次分割；反之，则进行步骤s8；

s8：从总分割矩阵中减去所述步骤s6中实际分割矩阵，得到新的分割矩阵，重复步骤s4-s7，直至新的分割矩阵为0；

s9：对上述步骤的所有子野，对其权重采用最小二乘法进行优化，保证最终的分割结果与步骤1中期望矩阵最小，完成分割。

采用本实施方案中调整分割强度值，减少总mu的的方法，以分割后的子野面积和分割强度值的乘积为评价标准，调整每次分割的分割强度值。克服了在子野分割后期，因强度矩阵内部点分布不规则(存在大量凹多边形)，双层光栅叶片遮挡了大量有效点，分割次数增加，总mu值较高的缺点。

基于上述用于放疗设备的正交双层光栅装置及其子野分割控制方法，应用于如图12-23所示的实际病例中，这里选择12个不同病例予以测试，他们的子野数和mu统计结果如图24和图25，可见12病例中有8例病例的总mu值有不同程度的降低，以脑转移多靶区这样的多靶区病例最为显著，子野数除一例病例增加，一例病例持平外，其余病例都有不同程度的下降。对比12个病例的剂量体积直方图-dvh图(图12-图23)可知，正交双层光栅可以更好地保护危及器官(带*为双层光栅，dvh曲线位置靠下)。综上，正交双层光栅不仅可以降低总mu，总子野数，提高照射效率，还可以更好地保护危及器官。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。