一種光柵葉片和使用該光柵葉片的光柵裝置的製作方法

2023-05-29 15:51:46

專利名稱：一種光柵葉片和使用該光柵葉片的光柵裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光柵葉片，特別是涉及使用該光柵葉片的光柵裝置。
背景技術：
放射治療設備在對病人進行放射治療時，需要控制治療的劑量和射線照射的範圍，以達到最佳的治療效果和將對健康組織的傷害降到最低，因此最新型的放射治療設備在輻射頭即加速器上加裝可調整射線通過面積的光柵，光柵設有可調整大小和形狀的通孔，射線通過該通孔對病灶進行精確照射，以避免造成對正常組織的傷害。放射治療設備光柵裝置是專用於放射腫瘤的線性加速器的附件，用來限定輻射的 區域，以保護其它重要組織免受輻射，這樣就取代了傳統的shielding blocks (防護板)，傳統的防護板必須按照每一種腫瘤的要求製作，製造費用昂貴。傳統的防護板由於他們是對每一個腫瘤分開單獨剔除的，很自然的就要求他們按照腫瘤的形狀有很好的調節，因此，生產並使用一種能夠進行相應調整的、可重複使用的限定放射區域的裝置是值得期待的，使用放射治療設備光柵裝置對於一系列的腫瘤細胞的形狀都能適合。現有的放射治療設備光柵裝置有兩套獨立的可移動的葉片，兩套葉片彼此相對設置；通過移動葉片，使葉片在空間內劃出界限，葉片之間所界定出的區域正好與需要被治療的腫瘤的輪廓相對應。葉片可以通過人工、電子或電動器械進行移動，能夠隨時進行調整，可重複使用，但是在放射治療設備不具有反饋防護裝置，在設備的運行出現差錯時，不能夠及時進行反饋和報警，存在一定的安全隱患。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題之一是提供一種光柵葉片；本實用新型所要解決的技術問題之二是提供採用上述光柵葉片的放射治療設備光柵裝置。本實用新型通過以下的技術方案來實現一種光柵葉片，所述光柵葉片具有水平方向長度尺寸、水平方向寬度尺寸以及垂直方向厚度尺寸，所述光柵葉片的水平方向上端面設置有特徵點。優選的，所述特徵點設置為凹槽、孔或凸起。優選的，所述特徵點設置為一個或多個。一種光柵裝置，用於放射治療設備，包括微型電機和所述光柵葉片，所述微型電機驅動所述光柵葉片沿所述放射治療設備的光柵葉片導軌運動；所述放射治療設備的微電腦控制裝置控制連接所述微型電機，所述光柵裝置還設有反饋防護裝置，所述反饋防護裝置包括檢測裝置和PC計算機，所述檢測裝置檢測跟蹤如權利要求1-3任一所述特徵點並且通訊連接所述PC計算機；所述PC計算機通訊連接所述放射治療設備的微電腦控制裝置。優選的，所述微電腦控制裝置和PC計算機之間連接有PCI轉RS422/485串行卡。優選的，所述檢測裝置包括攝像頭和攝像頭支架，所述攝像頭支架包括轉軸和設於所述轉軸兩端的轉動支承；所述轉動支承固定於所述光柵葉片水平方向上端面一側的放射治療設備上；所述轉軸平行於所述光柵葉片的運動方向；所述攝像頭套設於所述轉軸上並且鏡頭軸線垂直所述光柵葉片的運動方向。優選的，所述光柵裝置還設有照明板，所述照明板安裝於所述放射治療設備的防護板下方並且與所述光柵葉片的水平方向上端面平行設置。優選的，所述照明板包括平行設置的導光板和垂直設於所述導光板之間的LED導光柱。優選的，所述導光板的中心位置設有允許放射射線通過的通孔。優選的，所述導光板的外緣為雙耳形狀或矩形形狀或方形形狀。 採用以上技術方案的有益效果是通過檢測裝置檢測跟蹤特徵點，能夠通過像素坐標數據精確獲得光柵葉片的物理坐標數據，將之與保存在放射治療設備的微電腦中央控制裝置存儲器中放射治療設備將檢測到的病灶的形狀、尺寸等信息進行對比，當出現異常時，能夠及時進行報警和糾錯，因此可以準確、安全的進行射野適形和放射治療。

圖I為本實用新型中放射治療設備光柵裝置的示意圖；圖2是本實用新型實施例I中光柵葉片的示意圖；圖3是本實用新型實施例I中檢測裝置的示意圖；圖4是本實用新型實施例I中照明光板的示意圖；圖5是本實用新型實施例2中光柵葉片的示意圖；圖6是本實用新型實施例2中照明光板的示意圖；圖7是本實用新型實施例3中光柵葉片的示意圖；圖8是本實用新型實施例3中照明光板的示意圖。其中，I.放射治療設備11.放射治療頭2.光柵葉片21.單凹槽22.單凸起23.雙凹槽31.微型電機32.推動絲杆33.傳動連接部41.攝像頭421.轉軸422.轉動支承 5.照明板51.矩形導光板52. 1#LED導光柱53. 1#放射光線通孔 54.方形導光板55.雙耳形導光板。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施方式。實施例I參見圖I、圖2、圖3以及圖4，如其中的圖例所示，一種光柵葉片，所述光柵葉片2具有水平方向長度尺寸、水平方向寬度尺寸以及垂直方向厚度尺寸，所述光柵葉片的水平方向上端面設置有單凹槽21。一種光柵裝置，用於放射治療設備1，包括一微型電機31和兩組共八十二片所述光柵葉片2，所述微型電機31通過推動絲杆32和傳動連接部33驅動所述光柵葉片2沿所述放射治療設備的光柵葉片導軌運動；所述放射治療設備的微電腦控制裝置控制連接所述微型電機31，所述光柵裝置還設有反饋防護裝置，所述反饋防護裝置包括一檢測裝置和一PC計算機，所述檢測裝置包括一攝像頭41、一攝像頭支架以及一 PC機算計，所述攝像頭支架包括一轉軸421和設於所述轉軸421兩端的兩個轉動支承422 ;所述轉動支承422固定於所述光柵葉片水平方向上端面一側的放射治療設備上；所述轉軸421平行於所述光柵葉片的運動方向；所述攝像頭41套設於所述轉軸421上並且鏡頭軸線垂直所述光柵葉片的運動方向，所述攝像頭41檢測跟蹤所述單凹槽21並且通訊連接所述PC計算機；所述PC計算機通過PCI轉RS422/485串行卡通訊連接所述放射治療設備的微電腦控制裝置。所述光柵裝置還設有一照明 板5，所述照明板5安裝於所述放射治療設備的放射治療頭11防護板下方並且與所述光柵葉片2的水平方向上端面平行設置，所述照明板5提供的光照穩定、均勻，且使所有葉片紋理清晰。照明板5需光柵IO擴展板供應5V電源，且照明板在工作過程中處於常開狀態。所述照明板5包括平行設置的兩導光板51和垂直設於所述導光板51之間的四根LED導光柱52。所述導光板51的中心位置設有允許放射射線通過的一放射光線通孔53。所述導光板51的外緣為矩形形狀。所述攝像頭41的安裝過程如下(I)攝像頭41安裝在垂直葉片運動方向的一側中心位置處的攝像頭支架上，通過觀察視頻確定；(2)調整攝像頭41光軸與葉片運動方向垂直，通過觀察視頻屏幕確定；(3)攝像頭41鏡頭中心到葉片上端面的垂直距離調整到恰當位置，通過觀察視頻屏幕確定；(4)攝像頭41鏡頭中心到離攝像頭最近一片葉片的水平距離調整到恰當位置，通過觀察視頻屏幕確定；(5)在垂直於葉片上端面的平面內旋轉攝像頭41，使攝像頭視場能完全包含所有葉片運動區域，同時葉片運動區域處在近視場區域，通過觀察視頻屏幕確定；(6)調整攝像頭41焦距，使整個葉片運動區域最清晰，通過觀察視頻屏幕確定。(7)緊固攝像頭41及攝像頭支架。下面介紹本實施例的工作流程。—、光柵進行初始化，初始化完畢後，調整區域處理框，確保左右八十二片葉片都能利用基點搜索算法搜尋到恰當基點(以所有葉片都能搜尋到凹槽點為準);二、控制光柵葉片運動，使右邊所有葉片運動至最大行程處，左邊葉片處於初始化位置(左右兩邊葉片處於初始化位置);三、利用單凹槽跟蹤算法識別凹槽點，記錄當前跟蹤識別的八十二片葉片凹槽點像素坐標數據，以及由光柵傳遞給微電腦中央控制裝置八十二片葉片對應的物理位置數據；四、控制光柵所有葉片以特定步長Step (以為宜)同步由左向右運動；五、判斷左邊葉片是否處於最大行程處，如否則返回上一步，如是進入下一步驟；六、將八十片葉片對應的凹槽點的像素坐標數據及物理坐標數據對應關係保存為標定文件(正常狀態下利用單凹槽像素坐標與物理坐標轉換算法和標定文件將捕捉的凹槽像素點轉換為實時的物理坐標數據);七、通過放射治療設備的微電腦控制裝置下傳設定的存儲器中的放射治療設備檢測到的病灶的形狀、尺寸等信息，並控制微型電機31通過推動絲杆32和傳動連接部33驅動所述光柵葉片2進行運動；八、攝像頭41跟蹤監測所述八十二個凹槽點21，並獲取所述八十二個凹槽點21所對應的像素坐標數據，傳遞到PC計算機中，並根據所述標定文件轉化為物理坐標數據，然後將所述物理坐標數據傳送到微電腦控制裝置 中並與所下傳的存儲器中的放射治療設備檢測到的病灶的形狀、尺寸等信息進行對比，如出現偏差，即反饋給所述PC計算機，所述PC計算機即進行報警，並及時進行糾錯。實施例2參見圖I、圖5以及圖6，其餘與所述實施例I相同，不同之處在於，所述所述光柵葉片的水平方向上端面設置有單凸起22，且所述導光板為方形導光板54。實施例3參見圖I、圖7以及圖8，其餘與所述實施例I相同，不同之處在於，所述所述光柵葉片的水平方向上端面設置有雙凹槽23，且所述導光板為雙耳形導光板55。同時本實施例的工作流程—、光柵進行初始化，初始化完畢後，調整區域處理框，確保左右八十二片葉片都能利用基點搜索算法搜尋到恰當基點(以所有葉片都能利用雙凹槽葉片的上端面端頭凹槽)；二、記錄左邊或右邊四i^一片葉片在初始化位置時的葉片端頭凹槽像素坐標，並將此時左邊或右邊四十一片葉片對應的物理坐標設為邏輯O點，記入標定文件；三、控制左邊或右邊葉片運動，使得左邊或右邊所有葉片同步運行至對應端頭凹槽後端恰好越過初始化時葉片端頭凹槽所處位置(使得雙凹槽恰好能觀察的到);四、利用標定狀態雙凹槽跟蹤算法識別凹槽點，記錄此時左邊或右邊四i^一片葉片對應的八十二個凹槽的像素坐標(一個葉片對應兩個凹槽);五、利用上一個點的物理坐標和像素坐標以及當前兩個凹槽點對應的像素坐標和雙凹槽之間的絕對物理間距，由雙凹槽像素坐標和物理坐標轉換算法計算出當前兩個凹槽點對應物理坐標；六、控制光柵左邊或右邊所有葉片以特定步長Step (以2mnT5mm為宜)同步由左向右或由右向左運行；七、判斷左邊或右邊葉片是否處於最大行程，如不在最大行程，則返回上一步驟，如達到最大行程，繼續進入下一步驟；八、左邊或右邊葉片標定結束，將左邊或右邊所有葉片退回至初始化位置，開始標定右邊或左邊葉片，從步驟二開始，運用相同的方法對右邊或左邊葉片進行標定；九、通過放射治療設備的微電腦控制裝置下傳設定的存儲器中的放射治療設備檢測到的病灶的形狀、尺寸等信息，並控制微型電機31通過推動絲杆32和傳動連接部33驅動所述光柵葉片2進行運動；十、攝像頭41跟蹤監測所述八十二個凹槽點21，並獲取所述八十二個凹槽點21所對應的像素坐標數據，傳遞到PC計算機中，並根據所述標定文件轉化為物理坐標數據，然後將所述物理坐標數據傳送到微電腦控制裝置中並與所下傳的存儲器中的放射治療設備檢測到的病灶的形狀、尺寸等信息進行對比，如出現偏差，即反饋給所述PC計算機，所述PC計算機即進行報警，並及時進行糾錯。實施例4其餘與所述實施例I相同，不同之處在於，所述光柵葉片的水平方向上端面設置有單圓孔。實施例5其餘與所述實施例3相同，不同之處在於，所述述光柵葉片的水平方向上端面設置有雙凸起。實施例6 其餘與所述實施例3相同，不同之處在於，所述述光柵葉片的水平方向上端面設置有雙圓孔。採用以上技術方案的有益效果是通過檢測裝置檢測跟蹤特徵點，能夠通過像素坐標數據精確獲得光柵葉片的物理坐標數據，將之與保存在放射治療設備的微電腦中央控制裝置存儲器中放射治療設備將檢測到的病灶的形狀、尺寸等信息進行對比，當出現異常時，能夠及時進行報警和糾錯，因此可以準確、安全的進行射野適形和放射治療。以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種光柵葉片，所述光柵葉片具有水平方向長度尺寸、水平方向寬度尺寸以及垂直方向厚度尺寸，其特徵在於，所述光柵葉片的水平方向上端面設置有特徵點。
2.根據權利要求I所述的光柵葉片，其特徵在於，所述特徵點設置為凹槽、孔或凸起。
3.根據權利要求I所述的光柵葉片，其特徵在於，所述特徵點設置為一個或多個。
4.一種光柵裝置，用於放射治療設備，包括微型電機和如權利要求1-3任一所述光柵葉片，所述微型電機驅動所述光柵葉片沿所述放射治療設備的光柵葉片導軌運動；所述放射治療設備的微電腦控制裝置控制連接所述微型電機，其特徵在於，所述光柵裝置還設有反饋防護裝置，所述反饋防護裝置包括檢測裝置和PC計算機，所述檢測裝置檢測跟蹤如權利要求1-3任一所述特徵點並且通訊連接所述PC計算機；所述PC計算機通訊連接所述放射治療設備的微電腦控制裝置。
5.根據權利要求4所述的光柵裝置，其特徵在於，所述微電腦控制裝置和PC計算機之間連接有PCI轉RS422/485串行卡。
6.根據權利要求5所述的光柵裝置，其特徵在於，所述檢測裝置包括攝像頭和攝像頭支架，所述攝像頭支架包括轉軸和設於所述轉軸兩端的轉動支承；所述轉動支承固定於所述光柵葉片水平方向上端面一側的放射治療設備上；所述轉軸平行於所述光柵葉片的運動方向；所述攝像頭套設於所述轉軸上並且鏡頭軸線垂直所述光柵葉片的運動方向。
7.根據權利要求6所述的光柵裝置，其特徵在於，所述光柵裝置還設有照明板，所述照明板安裝於所述放射治療設備的防護板下方並且與所述光柵葉片的水平方向上端面平行設置。
8.根據權利要求7所述的光柵裝置，其特徵在於，所述照明板包括平行設置的導光板和垂直設於所述導光板之間的LED導光柱。
9.根據權利要求8所述的光柵裝置，其特徵在於，所述導光板的中心位置設有允許放射射線通過的通孔。
10.根據權利要求9所述的光柵裝置，其特徵在於，所述導光板的外緣為雙耳形狀或矩形形狀或方形形狀。
專利摘要本實用新型公開了一種光柵葉片及採用該光柵葉片的光柵裝置，所述光柵葉片具有水平方向長度尺寸、水平方向寬度尺寸以及垂直方向厚度尺寸，所述光柵葉片的水平方向上端面設置有特徵點，所述光柵裝置,用於放射治療設備，包括微型電機和所述光柵葉片，所述光柵裝置還設有反饋防護裝置，所述反饋防護裝置包括檢測裝置和PC計算機，所述檢測裝置檢測跟蹤所述特徵點並且通訊連接所述PC計算機；所述PC計算機通訊連接所述放射治療設備的微電腦控制裝置，當放射治療過程中出現異常時，能夠及時進行報警和糾錯，因此可以準確、安全的進行射野適形和放射治療。
文檔編號A61N5/00GK202777469SQ20122034189
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者姚毅, 牛海濤 申請人:蘇州雷泰醫療科技有限公司