一種內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器。
【背景技術(shù)】
[0002]放射治療追求的目標(biāo)是讓高能劑量分布按照腫瘤的形狀來(lái)圍繞，即實(shí)現(xiàn)適形；而靶區(qū)范圍內(nèi)的射線劑量盡可能按照靶區(qū)病灶臨床要求劑量均勻分布，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)強(qiáng)；同時(shí)射線盡可能避開正常組織而不穿射正常組織?，F(xiàn)有的放療設(shè)備中，常常采用多葉準(zhǔn)直器作為調(diào)強(qiáng)放療的必備工具，而多葉準(zhǔn)直器的普遍的結(jié)構(gòu)為多組微型伺服電機(jī)帶動(dòng)微型絲杠機(jī)構(gòu)，推動(dòng)對(duì)稱排列的鎢合金葉片直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在葉片中間形成一個(gè)與待照射靶區(qū)形狀非常相似的射野，射線從其中穿過(guò)，照射到靶區(qū)位置進(jìn)行放射治療。雖然一些文獻(xiàn)中提出了一些新型多葉準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，如二元?dú)鈩?dòng)多葉準(zhǔn)直器、雙聚焦多葉準(zhǔn)直器，又如專利號(hào)為CN103079643 A的中國(guó)專利，提出了一種彼此相鄰布置的第一組和第二組多對(duì)束阻擋葉片的多級(jí)多葉準(zhǔn)直器，但這些多葉準(zhǔn)直器都沒有擺脫“多組微型伺服電機(jī)帶動(dòng)微型絲杠機(jī)構(gòu)，推動(dòng)對(duì)稱排列的葉片在中心形成射野”這一總體結(jié)構(gòu)。而如果腫瘤靶區(qū)入射的路徑上存在重要器官不易避開時(shí)，尤其是對(duì)于旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)治療類設(shè)備，理想的準(zhǔn)直器應(yīng)該在重要器官路徑上設(shè)置遮擋材料，而現(xiàn)有的多葉準(zhǔn)直器并沒有提出這種方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有多葉準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)不足，提供一種可在中心射野中形成射線遮擋區(qū)域的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)靶區(qū)路徑上的重要器官的保護(hù)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，包括:外適形葉片組件、內(nèi)適形葉片組件和連接件；夕卜適形葉片組件，包括:第一葉片列、第二葉片列、第一傳動(dòng)組件列和第二傳動(dòng)組件列；所述第一葉片列與第二葉片列相對(duì)設(shè)置，第一葉片列和第二葉片列均包含一組由射線遮擋材料制成的寬度一定的葉片，葉片沿著與照射射線軸大致垂直的橫向布置，彼此之間可以沿著橫向方向相對(duì)移動(dòng)；所述第一傳動(dòng)組件列和第二傳動(dòng)組件列，分別對(duì)應(yīng)于第一葉片列和第二葉片列設(shè)置，第一傳動(dòng)組件列和第二傳動(dòng)組件列各包括一組微型電推桿和導(dǎo)軌，微型電推桿一端連接葉片，葉片設(shè)置在導(dǎo)軌上，可以沿著導(dǎo)軌移動(dòng)；內(nèi)適形葉片組件，包括:葉片陣列和傳動(dòng)組件；所述葉片陣列包含若干個(gè)射線遮擋材料制成的長(zhǎng)度寬度固定，且長(zhǎng)度寬度較小的的葉片元，所述葉片元設(shè)置在與照射射線軸大致垂直的橫向面上，沿橫向和縱向正交分布；所述傳動(dòng)組件，包括一組微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)用于牽引葉片元在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上移動(dòng)，形成射線遮擋適形區(qū)；連接件，用于支撐和連接外適形葉片組件和內(nèi)適形葉片組件。
[0006]上述一種內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器方案中，進(jìn)一步還包括視覺檢測(cè)組件，所述視覺檢測(cè)組件包括視覺檢測(cè)裝置、圖像處理單元和控制器；所述視覺檢測(cè)裝置，用于對(duì)準(zhǔn)直器形成的內(nèi)外適形區(qū)進(jìn)行拍攝，獲取射野圖像；所述圖像處理單元，用于將射野圖像進(jìn)行圖像處理，計(jì)算出葉片或葉片元到位精度和射野精度，并反饋給控制器；所述控制器，與圖像處理單元、微型電推桿、牽引機(jī)構(gòu)和視覺檢測(cè)裝置電連接，控制器用于接收?qǐng)D像處理單元的計(jì)算信息，并控制微型電推桿和牽引機(jī)構(gòu)分別移動(dòng)葉片和葉片元，同時(shí)控制視覺檢測(cè)裝置完成葉片到位精度和射野精度監(jiān)測(cè)。
[0007]上述方案中，所述微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為碳纖維制成的微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0008]上述方案中，所述牽引機(jī)構(gòu)為磁道牽引機(jī)構(gòu)，通過(guò)磁道產(chǎn)生磁力牽引葉片元陣列在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上移動(dòng)。
[0009]上述方案中，所述外適形葉片組件與內(nèi)適形葉片組件沿著照射射線軸方向?qū)盈B設(shè)置，優(yōu)選地選擇外適形葉片組件設(shè)置在內(nèi)適形葉片組件上方。
[0010]上述方案中，所述微型電推桿上設(shè)置有微型光電檢測(cè)尺，用于記錄電推桿的位移量，并通過(guò)對(duì)時(shí)間微分，得出瞬時(shí)速度量。
[0011]上述方案中，所述外適形葉片組中葉片長(zhǎng)度大于導(dǎo)軌長(zhǎng)度，以便形成射野時(shí)，導(dǎo)軌不會(huì)進(jìn)入射野內(nèi)。
[0012]上述方案中，所述內(nèi)適形葉片組件中葉片陣列中的葉片元的寬度和長(zhǎng)度優(yōu)選2_，較小的長(zhǎng)度值，有利于提高多葉準(zhǔn)直器的射野分辨率和適形精度。
[0013]上述方案中，所述射線遮擋材料優(yōu)選鎢及鎢合金材料、鉛材料等。
[0014]上述方案中，更進(jìn)一步還包括治療計(jì)劃系統(tǒng)、治療執(zhí)行系統(tǒng)和X線影像系統(tǒng)；所述治療計(jì)劃系統(tǒng)用于對(duì)患者靶區(qū)進(jìn)行劑量計(jì)算，對(duì)治療執(zhí)行系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算、優(yōu)化和數(shù)據(jù)管理；所述治療執(zhí)行系統(tǒng)，包含直線加速器，直線加速器用于產(chǎn)生高能射線，直線加速器末端安裝有基于視覺檢測(cè)的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，并圍繞患者靶區(qū)進(jìn)行射線照射；所述X線影像系統(tǒng)，用于對(duì)患者靶區(qū)成像，并通過(guò)所成影像引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)患者擺位、靶區(qū)定位與追蹤。
[0015]本實(shí)用新型所述內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器實(shí)現(xiàn)內(nèi)外適形的原理為:外適形葉片組件中的第一葉片列和第二葉片列在傳動(dòng)組件作用下形成外適形區(qū)，外適形區(qū)主要作用是形成照射射線通過(guò)的適形區(qū)，即靶區(qū)適形區(qū)；而內(nèi)適形葉片組件中的葉片元通過(guò)微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)的作用形成射線遮擋適形區(qū)，其主要作用是當(dāng)照射的路徑上存在重要器官需要保護(hù)，或者靶區(qū)為環(huán)形靶區(qū)，中間區(qū)域不需要照射時(shí)，形成遮擋射線的適形區(qū)，以阻止射線通過(guò)。
[0016]在治療過(guò)程中，如果照射靶區(qū)不為環(huán)形靶區(qū)，且路徑上無(wú)重要器官需要保護(hù)，則只需要控制外適形葉片組工作即可實(shí)現(xiàn)適形，這與常規(guī)的準(zhǔn)直器的使用并無(wú)區(qū)別；而當(dāng)出現(xiàn)了環(huán)形靶區(qū)或靶區(qū)照射路徑上需要保護(hù)重要器官，則需同時(shí)控制外適形葉片組和內(nèi)適形葉片組共同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要器官的保護(hù)。而對(duì)于靶區(qū)上未能被足夠劑量照射的保護(hù)路徑的靶區(qū)，可選擇從其他路徑上進(jìn)行照射。這樣一來(lái)，本實(shí)用新型的準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)既能滿足不減少照射角度數(shù)量和照射范圍的要求，還能有效地保護(hù)好重要器官，提高治療質(zhì)量。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0018]1.提出了具有射線遮擋適形區(qū)的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，可以在常規(guī)多葉準(zhǔn)直器的外適形區(qū)中間形成一個(gè)“島”狀的內(nèi)適形區(qū)，外適形區(qū)內(nèi)通過(guò)射線，射線到達(dá)靶區(qū)并與靶區(qū)適形，內(nèi)適形區(qū)內(nèi)遮擋射線，遮擋區(qū)域與照射路徑上待保護(hù)的組織或器官適形，可以非常有效地保護(hù)一些重要器官而不用減少多葉準(zhǔn)直器的治療角度和運(yùn)動(dòng)范圍，這將有效地提高治療質(zhì)量，在常規(guī)加速器進(jìn)行多葉準(zhǔn)直器靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療時(shí)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0019]2.內(nèi)適形葉片組件中葉片陣列中的葉片元的寬度和長(zhǎng)度優(yōu)選較小的值，并將葉片元按照橫向和縱向，即平面上X，y兩個(gè)方向陣列布置，有利于提高多葉準(zhǔn)直器的射線遮擋區(qū)的射野分辨率和適形精度，更加有效地實(shí)施適形和調(diào)強(qiáng)放療。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)及其形成的內(nèi)外適形射野示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)靶區(qū)照射內(nèi)外適形的實(shí)施例示意圖。描述了靶區(qū)路徑有重要器官時(shí)，準(zhǔn)直器內(nèi)外適形后靶區(qū)劑量曲線。
[0023]附圖中，各數(shù)字的含義為:1:外適形葉片組件；11:第一葉片列；111:葉片；12:第二葉片列；13:第一傳動(dòng)組件列；131:微型電推桿；14:第二傳動(dòng)組件列；15:外適形區(qū)；2:內(nèi)適形葉片組件；21:葉片陣列；211:葉片元；22:傳動(dòng)組件；221:微型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；23:內(nèi)適形靶區(qū)；3:視覺檢測(cè)組件；31:控制器；32:視覺檢測(cè)裝置；33:圖像處理單元；4:入射劑量強(qiáng)度分布曲線；5:照射劑量強(qiáng)度分布曲線。
具體實(shí)施例
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型不僅限于所述實(shí)施例。
[0025]實(shí)施例一
[0026]本例的內(nèi)外適形多葉準(zhǔn)直器，如圖1所示，包括:外適形葉片組件1、內(nèi)適形葉片組件2和連接件；外適形葉片