一种电动多叶准直器的叶片位置控制方法和装置制造方法及图纸

本申请提供一种电动多叶准直器的叶片位置控制方法和装置，其中方法包括：由位置文件中获取至少一个子野的子野信息，每个子野的所述子野信息包括：与所述子野对应的叶片位置的期望值、及对应所述子野的位置影响参数的期望值，所述至少一个子野与当前控制的目标控制周期关联；根据所述目标控制周期的起始时间点处的参数变化率，获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值；并根据所述实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，所述变量关系是叶片位置信息和位置影响参数之间的量化关系；在所述目标控制周期，控制所述叶片执行所述叶片位置信息对应的移动。本申请显著提高了叶片位置的控制精度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及医疗设备技术，特别涉及一种电动多叶准直器的叶片位置控制方法和装置。
技术介绍
放射治疗是治疗肿瘤的一种常规手段，其核心目的即利用加速器发出的射线极大程度的杀死肿瘤组织并尽量保护周围的正常组织，这就要求射线束流射向患者时，必须对其照射范围进行限制，以避免损伤肿瘤周边的正常组织部位。电动多叶准直器是放射治疗中的一种重要部件，该准直器设置于加速器中，用于限制射线的照射范围；该准直器包括很多叶片，射线不能透过叶片，叶片未遮挡的区域才能允许射线通过，这样就可以通过控制叶片的位置来实现限制射线束流的照射范围的目的，引导射线照向肿瘤区域。可见，对叶片位置的控制精度非常重要，直接影响到治疗效果。相关技术中，电动多叶准直器的其中一种工作模式是动态调强，在这种模式下，加速器将随着叶片的移动而同时出束，且叶片的位置和出束的累积剂量具有对应关系，比如当达到特定出束量时，叶片也需要到达指定的位置。当前通常是根据时间来控制叶片的移动位置，但是这种控制方式可能会影响电动多叶准直器系统的控制精度，只有在射线出束的剂量率恒定的前提下才会准确，而通常在整个出束过程中很难保证剂量率始终恒定，导致达到特定出束量时，叶片位置无法满足要求，从而影响治疗效果。
技术实现思路
为解决现有存在的技术问题，本申请期望提供一种电动多叶准直器的叶片位置控制方法和装置，以提高对叶片位置的控制精度。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：第一方面，提供一种电动多叶准直器的叶片位置控制方法，所述方法用于控制每个控制周期的叶片移动，所述方法包括：由位置文件中获取至少一个子野的子野信息，每个子野的所述子野信息包括：与所述子野对应的叶片位置的期望值、及对应所述子野的位置影响参数的期望值，所述至少一个子野与当前控制的目标控制周期关联；根据所述目标控制周期的起始时间点处的参数变化率，获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值；并根据所述实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，所述变量关系是叶片位置信息和位置影响参数之间的量化关系；在所述目标控制周期，控制所述叶片执行所述叶片位置信息对应的移动。第二方面，提供一种电动多叶准直器的叶片位置控制装置，所述装置用于控制每个控制周期的叶片移动，所述装置包括：信息获取模块，用于由位置文件中获取至少一个子野的子野信息，每个子野的所述子野信息包括：与所述子野对应的叶片位置的期望值、及对应所述子野的位置影响参数的期望值，所述至少一个子野与当前控制的目标控制周期关联；位置确定模块，用于根据所述目标控制周期的起始时间点处的参数变化率，获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值，并根据所述实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，所述变量关系是叶片位置信息和位置影响参数之间的量化关系；移动控制模块，用于在所述目标控制周期，控制所述叶片执行所述叶片位置信息对应的移动。本申请提供的电动多叶准直器的叶片位置控制方法和装置的有益效果：通过结合位置影响参数的实际变化情况来确定叶片位置，可以使得叶片位置的移动随着位置影响参数的变化而变化，能够更好的适应位置影响参数的变化，显著提高了叶片位置的控制精度。附图说明图1是本申请一示例性实施例示出的一种电动多叶准直器的结构；图2是本申请一示例性实施例示出的一种子野示意图；图3是本申请一示例性实施例示出的一种叶片移动的控制方式示意图；图4是本申请一示例性实施例示出的一种叶片的移动原理示意图；图5是本申请一示例性实施例示出的一种叶片位置确定原理示意图；图6是本申请一示例性实施例示出的一种叶片位置控制方法的流程图；图7是本申请一示例性实施例示出的一种叶片位置确定方式示意图；图8是本申请一示例性实施例示出的一种仿真实验中的叶片位置变化图；图9是本申请一示例性实施例示出的一种仿真实验中的叶片位置变化图；图10是本申请一示例性实施例示出的一种叶片位置控制装置的结构图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。电动多叶准直器是放射治疗中的直线加速器设备的一个部分，直线加速器中的射线源用于发射照射肿瘤的射线，而电动多叶准直器则用于对射线的照射范围进行控制，该准直器的作用是根据肿瘤的特性，在不同的肿瘤区域照射不同剂量的射线，并保证正常组织尽量不受损伤。电动多叶准直器的应用结构图1示例了电动多叶准直器的结构，如图1所示，射线源101可以发出射线束102，该射线束102穿过治疗头103，形成在患者上的照射范围S(该范围也可以称为靶区)。其中，本申请的电动多叶准直器位于治疗头103中，该治疗头103和射线源101等设备都属于直线加速器的组成部分。对治疗头103进行俯视放大来看电动多叶准直器的构造，该准直器可以包括安装在移动托架104上的很多叶片105，还包括控制系统板106、电机107。其中，控制系统板106中的微处理器(例如，单片机、FPGA或DSP等)可以接收治疗计划的位置文件等信息，并根据这些信息计算出叶片的位置(后续例子详细描述如何计算叶片位置)，其中，位置文件可以是上位机优化得到的治疗处方；而电机107连接叶片105，可以根据控制系统板106输出的位置信号，驱动叶片105到指定的位置。如图1所示，射线源101发出的射线，被电动多叶准直器的叶片105挡住的射线将无法照射到患者，而未被叶片105挡住的部分例如图1中的A区域，射线可以穿过，照射到患者。可见，通过控制叶片的位置，就可以调整射线的照射范围，从而在实现以不同剂量射线照射不同的肿瘤区域的基础上，保证正常组织尽量不受损伤。治疗计划的位置文件中设定的叶片位置由图1也可以看到，电动多叶准直器的叶片位置设定中，治疗计划的位置文件是其中一种依据因素。该治疗计划的位置文件可以是根据肿瘤信息得到的，说明如下：每个肿瘤的形状都很独特，在CT等影像设备检测到肿瘤的具体信息后，可以先通过PC机进行分析，选择合适的治疗模式和具体的剂量使用情况。其中，由于射线不能过长时间的照射患者，因此可以将整个治疗分为几次疗程，那么，每一次治疗时的照射范围称为一个射野，多个射野组成一个治疗方案。在每个射野中还包括多个子射野(也可以简称子野)，如图2所示，示例了几个形状，这些形状各不相同，但都是由叶片形成的。比如，以图2中最左侧的一个弯月形状为例，可以由图1中的电动多叶准直器中的叶片移动，使得只有上述的弯月区域不被遮挡，即图2中的黑色区域都是叶片，射线被叶片遮挡无法通过，而弯月区域是叶片未覆盖的区域，射线可以通过直接照射到治疗头下方的患者。当要呈现其他形状时，叶片就继续移动使得所要呈现的形状区域不被遮挡即可。因此，一个子射野的形状是由准直器的多个叶片在各自的位置所形成的整体形状，除适形模式外，其他治疗模式中每个射野中都会设置几个子野。由上述可知，治疗计划的位置文件中，对于某次治疗计划，包括了多个射野，每个射野中包括了多个子野，并且，在每一个子野中，设置了该子野中的所有叶片的位置。比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动多叶准直器的叶片位置控制方法，其特征在于，所述方法用于控制每个控制周期的叶片移动，所述方法包括：由位置文件中获取至少一个子野的子野信息，每个子野的所述子野信息包括：与所述子野对应的叶片位置的期望值、及对应所述子野的位置影响参数的期望值，所述至少一个子野与当前控制的目标控制周期关联；获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值，并根据所述实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，所述变量关系是叶片位置信息和位置影响参数之间的量化关系；在所述目标控制周期，控制所述叶片执行所述叶片位置信息对应的移动。

【技术特征摘要】
1.一种电动多叶准直器的叶片位置控制方法，其特征在于，所述方法用于控制每个控制周期的叶片移动，所述方法包括：由位置文件中获取至少一个子野的子野信息，每个子野的所述子野信息包括：与所述子野对应的叶片位置的期望值、及对应所述子野的位置影响参数的期望值，所述至少一个子野与当前控制的目标控制周期关联；获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值，并根据所述实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，所述变量关系是叶片位置信息和位置影响参数之间的量化关系；在所述目标控制周期，控制所述叶片执行所述叶片位置信息对应的移动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值，包括：根据所述起始时间点处的参数变化率和所述目标控制周期的周期时长，得到在目标控制周期内所述位置影响参数的实际变化量，作为所述位置影响参数的实际值；所述根据实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，包括：在包括所述目标控制周期的子野区间内，根据子野信息中的位置影响参数的期望值得到该子野区间的期望参数变化量，并根据所述子野信息中的叶片位置的期望值得到该子野区间的期望位置变化量；根据所述实际变化量和期望参数变化量得到位置影响参数变化比例；根据所述位置影响参数变化比例和所述期望位置变化量，得到所述子野区间内的目标控制周期的叶片位置的实际变化量，所述叶片位置的实际变化量占期望位置变化量的比例等于所述位置影响参数变化比例。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值，包括：根据所述起始时间点处的参数变化率和所述目标控制周期的周期时长，得到在目标控制周期内所述位置影响参数的假定变化量，作为所述位置影响参数的实际值；所述根据所述实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，包括：根据所述目标控制周期包括的最后一个子野的子野信息，由所述子野信息中的位置影响参数的期望值，得到所述最后一个子野之前目标控制周期的实际参数变化量；根据所述子野信息中的叶片位置的期望值得到最后一个子野之前目标控制周期的实际位置变化量；根据所述假定变化量和实际参数变化量得到位置影响参数变化比例；根据所述位置影响参数变化比例和所述实际位置变化量，得到所述目标控制周期的叶片位置的假定变化量，所述实际位置变化量占叶片位置的假定变化量的比例等于所述位置影响参数变化比例。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标控制周期对应的位置影响参数的实际值，包括：根据所述起始时间点处的参数变化率和所述目标控制周期的周期时长，得到在目标控制周期内所述位置影响参数的实际变化量，并将所述起始时间点处的位置影响参数的实际值与所述实际变化量累加，得到所述目标控制周期的结束时间时间点对应的位置影响参数的实际值；所述根据所述实际值、所述子野信息和变量关系，得到对应所述实际值的叶片位置信息，包括：根据所述位置影响参数和叶片位置的函数关系，得到与位置影响参数的实际值对应的所述结束时间点处的叶片位置。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴虎，柴猛，
申请(专利权)人：沈阳东软医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21