[發明專利]用于醫用放療設備的多葉光柵

無效

• 申請號: 201110433674.7
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN102512765A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 劉耀紅;陳玉梅;高建軍;高峰;李健
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: A61N5/00
• 分類號: A61N5/00;G21K1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

本分案申請是申請日為2008年12月24日、名稱為“用于醫用放療設備的多葉光柵”、申請號為200810240836.3的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及醫用放療設備，具體地是涉及用于醫用放療設備的多葉光柵。

背景技術

放射治療是惡性腫瘤治療的一種重要方法。目前，日益廣泛應用的多葉光柵能夠使各種醫用放射治療設備實現高效的適形放療。這種適形放療可大大提高治療增益比，允許醫生開出更高的單次處方劑量，因而能夠更好地控制腫瘤的發展，而且也可以允許單次給出腫瘤致死劑量，起到外科手術的效果。

適形放射治療就是應用多葉光柵將直線加速器產生的X射線進行射束成形，產生與腫瘤輪廓投影形狀一致的射束形狀，對體部的腫瘤進行分次、大劑量、多角度的非共面適形照射。其適應癥廣泛，可治療肺癌、原發性及轉移性肝癌、胰腺癌、腎及腎上腺腫瘤、子宮及輸卵管等婦科癌癥，特別適合各種實質性臟器腫瘤常規放療后的計量升級。適形放療系統一般由體部靶點定位、框重復性保證系統、治療計劃系統以及多葉光柵組成。

在傳統的適形放療系統中，所采用的多葉光柵一般都是手動形式的，其一般是在每個葉片的尾部設置一個供人推拉的把手，用于移動葉片。由于手動調整多葉光柵的照射野形狀費時費力且必須暫停治療過程，因而手動多葉光柵近年來正逐漸被自動多葉光柵所取代。

目前，現有技術的自動多葉光柵多為單聚焦(或稱單準直)形式。在單聚焦多葉光柵中，每個葉片的縱向截面總體上被制成近窄遠寬的梯形，并且保證梯形截面的兩個斜邊與經過該處的射線方向平行。本領域技術人員可以意識到，此處所用的方位術語“近”和“遠”都是相對于射線源而言的，即：靠近射線源的方向為“近”，遠離射線源的方向為“遠”。即使是在對單聚焦多葉光柵的葉片形狀進行其它優化設計后，也不可能保證葉片的端面始終與經過其處的射線平行。因此，單聚焦多葉光柵在使用過程中會造成較明顯的射野半影，嚴重影響放射治療的精度。

雙聚焦(或稱雙準直)多葉光柵可以保證每個葉片的端面和兩個側壁在葉片移動到各種位置時始終與經過葉片表面的射線平行。雙聚焦葉片的側壁外形在總體上被制成一個扇形區段且葉片的徑向截面(即端面形狀)總體上要被制成一個內窄外寬的梯形。顯然，在調整這種扇形葉片的位置時，必須使其進行以射線源為中心的圓周運動才能實現雙聚焦效果。

由于多葉光柵的葉片數量眾多，且需要在有限的空間內為每個葉片提供單獨的傳動機構，因此，目前本領域技術人員都在不斷致力于有效解決多葉光柵傳動機構較為復雜的問題。

2005年1月26日公開的中國發明專利CN2674197Y中公開了一種在多葉光柵中采用絲杠螺母機構進行傳動的方案。這種方案將單聚焦光柵葉片傳動機構中的傳動螺母與葉片的固定連接以及電機與電機座的固定連接改為樞軸連接，同時還為每個葉片的內圓周邊緣和外圓周邊緣分別設置了具有輪齒的凸型導軌，以分別與固定于多葉光柵殼體的上下兩個導向槽中的兩個導向齒輪配合，從而最終實現葉片的圓弧運動。這種使用絲杠螺母機構進行傳動的方案實際上也比較復雜，其需要為每個葉片設置一個電機、一根絲杠、一個傳動螺母、兩條凸型導軌、兩個導向槽以及4個導向齒輪等。將上述這些部件合理地布置在較為有限的空間內是非常困難的。而且還可以看出，在該方案中，若要保證葉片具有較大行程，那么其絲杠必須較長，這就決定了該方案基本上不可能被應用在空間極為有限的內置式多葉光柵中，而且也使得采用該方案的外置式多葉光柵較為笨重。

2006年2月1日公開的中國發明專利CN2755352Y中公開了另一種在多葉光柵葉片傳動方案。這種方案利用蝸輪蝸桿機構將電機的旋轉運動轉變成另一垂直軸向的旋轉運動后，再利用一個與渦輪同軸的齒輪來驅動葉片作圓弧運動，而且葉片間利用它們的側壁作為側滑動面，相互間進行相對滑動運動。這種使用蝸輪蝸桿機構進行傳動的方案也有些復雜，需要為每個葉片設置一個電機、一根蝸桿、一個渦輪、一個與渦輪同軸的直齒輪以及葉片外緣的輪齒等。也就是說，這種方案的傳動結構，從電機輸出軸到葉片之間至少要用兩組構件(即蝸桿與渦輪，直齒輪與葉片外緣的輪齒)進行傳動，而且葉片是利用滑動導軌相互支承或者通過葉片外緣的輪齒直接支承在進行傳動的直齒輪上，使得傳動過程中各構件的摩擦較大，不但傳動效率受損，而且容易導致葉片間以及各傳動構件的磨損，使整個多葉光柵的使用壽命縮短，且對適形精度會造成不利影響。

總之，在現有技術的各種雙聚焦多葉光柵中，其傳動機構較為復雜、傳動效率較低、葉片間以及各傳動構件間可能存在較嚴重磨損等問題茲待解決。

發明內容