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CN109323855A - 基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置 - Google Patents

基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置 Download PDF

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CN109323855A
CN109323855A CN201811331834.5A CN201811331834A CN109323855A CN 109323855 A CN109323855 A CN 109323855A CN 201811331834 A CN201811331834 A CN 201811331834A CN 109323855 A CN109323855 A CN 109323855A
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CN
China
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beam limiting
polynary
limiting device
blade
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CN201811331834.5A
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赵彤
李升�
张春雷
叶佩青
张辉
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Tsinghua University
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Tsinghua University
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    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，属于医用放射治疗设备技术领域。包括平行光源发射器、光敏接收器、连接机构、多元限束装置和数据传输设备。连接机构一端固定有平行光源发生器，另一端安装光敏接收器，以保证由平行光源发射器放出的平行光幕可以完全被光敏接收器采集。多元限束装置位于平行光源发射器和光敏接收器之间，待测叶片侧面与平行单色光幕平行，平行光幕被待测叶片端面遮挡后由光敏接收器采集，通过传输设备传出，用于计算多元限束装置的机械性能。本发明装置在测量待测叶片同时允许非测量叶片任意移动，使测量状态与实际工作状态尽可能接近，且具有精确度高，操作简单，使用方便实现成本低的特点。

Description

基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置
技术领域
本发明涉及一种基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，属于医用放射治疗设备技术领域。
背景技术
多叶光栅是现代医学放射治疗设备中直线加速准直系统里的重要机械部件，主要用于癌症靶区的适形和调强。随着放射治疗技术的发展，多元限束装置的机械性能对治疗计划执行精度的影响越来越重要。
关于多元限束装置机械性能的测试方法，国内外的方法有剂量胶片法、平面探测器阵列法、电子射野影像系统等方法，这些方法都是通过射野剂量分布来推测多元限束装置的机械性能，并不是对叶片位置的直接测量，而且都没有对机架旋转和叶片运动过程中的机械性能进行测量。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，通过光敏接收器接收到的平行光线的宽度得到叶片的位置与对应时刻，计算得到多元限束装置的机械性能参数。
本发明提出的基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，包括：多叶光栅、平行光源发射器、光敏接收器、连接机构和数据传输设备；所述的平行光源发射器和光敏接收器通过连接机构同轴安装；所述的多叶光栅包括驱动装置、叶片导向框和叶片,驱动装置和叶片导向框同轴安装，驱动装置和叶片导向框的安装轴与平行光源发射器和光敏接收器的安装轴相互垂直，待测试叶片从叶片导向框推出后处于平行光源发射器和光敏接收器中间的平行光幕下；数据传输设备固定在光敏接收器上。
本发明提出的基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，其优点是：
本发明使用光幕对多元限束装置进行机械性能的直接测量，同时由于叶片侧面与光幕所在平面平行的摆放方式，可以允许非测量叶片任意移动，使测量状态与实际工作状态尽可能接近，以便将相邻叶片运动对于多元限束装置机械性能影响纳入考虑范围内。同时该测量系统精确度高，操作简单，使用方便，同时具有实现成本低的显著优势。
附图说明
图1本发明提出的基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置的结构示意图。
图2为叶片的形状示意图。
图1中，1是光敏接收器，2是平行光幕，3是连接机构，4是平行光源发射器，5是待测试叶片，6是驱动装置，7是叶片导向框，8是数据传输设备。
具体实施方式
本发明提出的基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，其结构如图1所示，包括：多叶光栅、平行光源发射器4、光敏接收器1、连接机构3和数据传输设备8。平行光源发射器4和光敏接收器1通过连接机构3同轴安装。多叶光栅包括驱动装置6、叶片导向框7和叶片,驱动装置6和叶片导向框7同轴安装，驱动装置6和叶片导向框7的安装轴与平行光源发射器4和光敏接收器1的安装轴相互垂直，待测试叶片5从叶片导向框7推出后处于平行光源发射器和光敏接收器中间的平行光幕2下；数据传输设备8固定在光敏接收器1上。叶片的结构如图2所示。
多元限束装置叶片机械性能的检测原理是叶片的位移量与平行光幕被遮挡的宽度相同。从而经过计算可以得到多元限束装置的机械性能指标。通过多元限束装置叶片的遮挡作用，光敏接收器只能接收到不被遮挡的平行光幕。通过接收到平行光幕的宽度，经过计算可以直接得到叶片的位置。基于叶片的位置及其对应的时刻，可以计算出跟踪精度、定位精度、重复定位精度等多元限束装置机械性能指标。
本发明提出的基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，用于放射治疗中多元限束装置机械性能的评价，其中的光源发射器，用来发射平行光幕。平行光源发生器的光源种类可以是单色光，也可以是复色光。在本实例中，采用绿色光源来发射平行光幕。同时，为了保证能够检测的叶片全行程范围内的位置。光幕的高度与宽度设置为0.5mm与80mm。其中的光敏接收器，用于检测平行光幕的宽度。光敏接收器接收到光幕宽度的精度与单位尺寸上光敏传感器的个数成正比。为了满足高速多叶光栅的机械性能检测精度需求，光敏传感器的尺寸大小应当小于4μm，在本发明的一个实施例中，采用2.5μm的CMOS传感器作为传感器。同时为了保证待测叶片的全行程检测，光敏传感器阵列的尺寸为1mm×82mm。相较于平行光幕的0.5mm×80mm的尺寸，多余尺寸是为设备加工过程中产生的误差留有的余量。其中的连接机构用于连接平行光源发射器和光敏接收器，连接机构一端安装平行光源发射器，另一端安装光敏接收器，确保平行光源发射器与光敏接收器之间的相对位置，使得平行光源发射器发出的平行光幕能完全被光敏接收器接收。连接结构的可以沿垂直叶片侧面方向平移，且角度可调。在使用时，需要移动调节连接机构，并调节它的角度，使待测试叶片侧面与平行光幕行，使叶片端面部分遮挡平行光幕的光路。其中的多元限束装置，为该系统的测试对象，多元限束装置，包括叶片导向框、叶片(包括待测试叶片)、驱动设备。多元限束装置放置于平行光源发射器和光敏接收器之间。且待测叶片侧面与平行光幕行。叶片端面部分遮挡平行光幕的光路。这种放置方式可以实现在测量待测叶片同时允许非测量叶片任意移动，使测量状态与实际工作状态尽可能接近。其中的数据传输设备与光敏接收器相连，用于将光敏接收器接收到的平行光幕的宽度和采样时刻信息传出。以便后续计算。
本发明提出的基于光幕的放射治疗用多元限束装置机械性能试验装置，其工作过程如下：
向多元限束装置的驱动设备发出指令，控制多元限束装置叶片按照特定模式运动，同时控制其余非测量叶片自由运动，使得测量状态与实际工作状态尽可能接近。光敏接收器采集每一时刻平行光线的宽度与其对应时刻，并将数据传输设备传出。根据采集的的数据信息计算得到跟踪精度、定位精度、重复定位精度、最大速度等数值。从而对多元限速装置的机械性能做出评估。

Claims (1)

1.一种放射治疗用多元限束装置机械性能检测系统，其特征在于，该检测系统包括：多叶光栅、平行光源发射器、光敏接收器、连接机构和数据传输设备；所述的平行光源发射器和光敏接收器通过连接机构同轴安装；所述的多叶光栅包括驱动装置、叶片导向框和叶片,驱动装置和叶片导向框同轴安装，驱动装置和叶片导向框的安装轴与平行光源发射器和光敏接收器的安装轴相互垂直，待测试叶片从叶片导向框推出后处于平行光源发射器和光敏接收器中间的平行光幕下；数据传输设备固定在光敏接收器上。
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