具体实施方式

本公开的实施例提供了专门设计的多叶准直器(MLC)和用于控制MLC的解决方案，其可以被用于提供放射外科手术和立体定向放射外科手术。一种示例性方法是配置或修改MLC叶片尖端，使得当MLC叶片被闭合时它们形成小锥体和/或比具有“虚拟锥”的常规MLC更有利于锥形轮廓。另一示例性方法是在一个或多个MLC叶片中提供一个或多个通孔。由本公开提供的解决方案使得能够直接从MLC递送小的SRS锥形射束轮廓，同时完全保留MLC的一般目的或功能性。实施例的多叶准直器可以具有其他医学和非医学应用。多叶准直器可以被用于出于许多目的(包括非医学目的)对辐射束进行整形。

参照图1至图14，例如可用于实现和增强放射外科手术和立体定向放射外科手术(SRS)的多叶准直器(MLC)的各种实施例现在将被描述。

图1是辐射系统的简化图示，包括根据本公开的实施例的MLC。如所示，辐射系统100可以包括辐射源102，其被配置为产生辐射束103，诸如光子、电子、质子或其他类型的辐射。例如，辐射源102可以包括金属靶，该金属靶被配置为在电子撞击时产生x射线束。辐射系统100可以包括各种射束整形组件，诸如初级准直器104和可选的次级准直器106，以在射束103远离源102向等中心平面108行进时通常限制射束103的范围。根据MLC的通用实施例，MLC 110(诸如多级MLC)被提供在源102和等中心平面108之间以对射束进行进一步整形，如等中心平面108中的整形场112所指示的。MLC 110可以围绕穿过源102的射束线或轴109旋转，从而将MLC放置在各种定向。源102、初级准直器104、次级准直器106和MLC 110可以被封装在治疗头(未示出)中，该治疗头可以通过吊架(未示出)围绕诸如水平轴111等轴旋转。因此，辐射系统100可以从各种角度向等中心平面108中的靶递送治疗射束。当射束角度在靶周围步进或扫描时，射束103的形状、大小和/或强度可以由MLC 110调整或动态调整。

MLC 110可以是所示的单级MLC或多级MLC。通过示例，MLC 110可以包括在远离源102的第一级中的第一MLC 120和在靠近源102的第二级中的第二MLC 130。如本文使用的，术语“多叶准直器”或“MLC”是指多个射束阻挡叶片的集合，该射束阻挡叶片中的每个射束阻挡叶片可以被纵向地移入和移出射束，以修改射束的一个或多个参数，诸如射束形状、大小、能量或强度等。每个射束阻挡叶片可以由具有导螺杆或其他合适部件的电机驱动。射束阻挡叶片可以被成对布置。每对的射束阻挡叶片可以彼此接触或缩回，以闭合或打开辐射束穿过MLC的路径。射束阻挡叶片可以被布置在相对排中，并且由框架、箱体、托架或其他支撑结构支撑，这些支撑结构具有允许单独的射束阻挡叶片延伸到射束中并且从射束缩回的特征。除了单独的叶片行进之外，框架、箱体、托架或其他支撑结构可以被进一步移动或平移。

如图1所示，第一MLC 120和第二MLC 130可以被布置为使得第一MLC 120和第二MLC 130的单独射束阻挡叶片的移动方向大致平行。例如，如图1所示，第一级中的第一MLC120的射束阻挡叶片122可在x方向上纵向移动，并且第二级中的第二MLC 130的射束阻挡叶片132也可在x方向上纵向移动。备选地，第一MLC和第二MLC可以被布置为使得第一MLC的射束阻挡叶片的移动方向不平行，例如垂直于第二MLC的射束阻挡叶片的移动方向。

在射束眼图中或者在从源102的方向查看，第一MLC 120和第二MLC 130可以被布置为使得第二MLC 130的叶片132可以与第一MLC 120的叶片122横向偏移。图2是沿着线A-A截取的图1的多级MLC 110的一部分的截面图，其示出了多级MLC 110的叶片的横向偏移布置。如所示，从源102查看，第二级中的第二MLC 130的叶片132与第一级中的第一MLC 120的叶片122偏移。通过示例，第二MLC 130的叶片132可以与第一MLC 120的叶片122偏移基本半个叶片。备选地，第二级中的第二MLC 130的两个相邻叶片132之间的间隙可以基本位于第一MLC 120的叶片122的中间。不同级中的叶片的横向偏移布置提供了也在等中心平面处偏移的叶片突起。因此，与具有相同物理宽度的叶片的单级MLC的定义相比，叶片的横向偏移布置可以提供基本上相当于两倍的MLC定义，或将分辨率提高到一半。在一些实施例中，三个或多个MLC可以被布置在三个或多个级中，使得一级处的每个叶片可以例如偏移在等中心平面处投影的叶片宽度的1/3或1/n，其中n是MLC的数量。于2014年1月28日发布给共同受让人的标题为“多级多叶准直器”的美国专利号8,637,841描述了多级MLC的各种实施例，其公开内容通过引用全部并入本文。

第一MLC 120和第二MLC 130的射束阻挡叶片122、132可以具有各种叶片尖端轮廓或端部配置。为了便于对叶片尖端轮廓和MLC的一般描述，在详细描述和所附权利要求中，术语“顶视图”可以与术语“射束眼图”互换使用，以指代从源观察到或在平行于射束线的方向上观察到的视图。术语“底视图”可以被用于指代与叶片尖端轮廓的顶视图相对的视图。术语“侧视图”可以被用于描述从叶片尖端轮廓的侧表面观察到的视图。

在一些实施例中，MLC 110的射束阻挡叶片可以具有平坦的前端表面。在侧视图和射束眼图中，具有平坦(或平面)前端表面的叶片尖端可以被示出为具有与叶片纵向移动方向正交的直线和在直线的每侧的两个直角。在一些实施例中，MLC 110的射束阻挡叶片可以具有弯曲的前端表面。在侧视图中，具有弯曲前端表面的叶片可以被示出为具有带半径的曲线和在该曲线任一侧的两个平行线。在顶视图中，具有弯曲前端表面的叶片可以被示出为具有与叶片纵向移动方向正交的直线以及在该直线的每侧的两个直角。在详细描述和所附权利要求中，术语“正方形形状”可以被用于描述叶片尖端轮廓，其在顶视图中具有与叶片纵向移动方向正交的直线以及在直线的每侧的两个直角。术语“非正方形形状”可以被用于描述在顶视图中不具有正方形形状的任何叶片尖端轮廓。顶视图中的非正方形形状可以包括弯曲或椭圆形或倒角叶片的形状，其可以包括直线部分和在直线部分每侧的斜面部分的组合，如下面将更详细地描述的。

在本公开的一些实施例中，MLC 110的射束阻挡叶片可以具有尖端轮廓，其包括弯曲表面部分和在弯曲表面部分的每侧的斜面或平坦表面部分的组合。术语“倒角叶片”在本文中可以被用于指代叶片，该叶片包括弯曲端表面部分和在弯曲端表面部分的任一侧的斜面或平坦端表面部分的组合。

图3A至图3B是根据本公开的实施例的示例性射束阻挡叶片200的顶视图。图3A示出了当每对叶片被缩回或打开时的射束阻挡叶片200的两个相邻对。应该注意的是，在图3A中，为了更清晰地图示叶片尖端轮廓，相邻对叶片的侧面之间的间隙被夸大。图3B示出了当每对叶片接触或被闭合以形成孔径210时的射束阻挡叶片200的两个相邻对。

如图3A所示，在顶视图或射束眼图中，射束阻挡叶片200的端部或尖端可以被示出为具有与叶片纵向移动方向正交的笔直中线区段202和在笔直中线区段202的每侧的斜线或成角线区段204。术语“倒角”在本文中可以被用于指代斜线204和直线202之间的角度。例如，在射束眼图中，叶片的笔直中线区段202可以是叶片宽度的大约50％，并且在中间区段的每侧的剩余25％可以被整形为针对各种不同的场斜率优化的任何不同的倒角。倒角的范围可以是5至95度，或者10至90度，或者20至80度，或者40至60度。在一个示例中，倒角可以是大约45度。在另一示例中，倒角可以是大约60度。在具体实施例中，射束阻挡叶片可以具有约50％叶片宽度的笔直中线区段，每侧剩余的25％以约45或60度的倒角倾斜。

如图3B所示，当射束阻挡叶片200的两个相邻对接触或被闭合时，孔径210由四个相邻的射束阻挡叶片200的端部共同形成。孔径210可以从叶片的顶部或叶片的高度延伸到叶片的底部，从而形成用于辐射束的路径。孔径210的大小和/或形状可以由射束阻挡叶片200的尖端轮廓来定义。例如，倒角、叶片厚度和斜面区段与中间区段的比率等可以被选择，使得所形成的孔径210可以具有适合于SRS递送的大小和形状。通过示例，在图3B所示的顶视图中，由射束阻挡叶片200在闭合时形成的孔径210可以具有矩形或正方形形状或者从叶片的顶部延伸到底部的有效的矩形棱柱形状。因此，孔径210的正方形的边小于单独的射束阻挡叶片200的厚度。通过示例，孔径210在顶视图中可以具有正方形形状，其边尺寸范围为2至10毫米。

应该理解的是，在顶视图或射束眼图中，射束阻挡叶片200的端部或尖端可以具有与叶片纵向移动方向正交的笔直中线区段202，并且仅具有单个斜线或成角线区段204。单个斜线或成角线区段204可以在笔直中线区段202的一侧。

应该理解的是，在顶视图或射束眼图中，射束阻挡叶片200的端部或尖端可以具有与叶片纵向移动方向正交的直线区段202和直线区段202中的一个或多个凹部。凹部可以是弯曲的(例如半圆形或半椭圆形)，或者具有两个或多个直边。

通常，在一些实施例中，一个或多个射束阻挡叶片200具有限定空间的非平面尖端轮廓，该空间被配置为允许辐射束穿过以用于放射外科手术。该空间可以是一个或多个斜线或成角线区段204或者直线区段202中的一个或多个凹部。

图4A至图4C、图5A至图5C、图6A至图6C和图7A至图7C图示了控制多级MLC 300的方法的实施例，该多级MLC 300可以被用于提供立体定向放射外科手术(SRS)。多级MLC 300可以包括第一或底部MLC 320和第二或顶部MLC 330，其包括图3A至3B所示的射束阻挡叶片(或者上面提及的射束阻挡叶片的替代形式中的一种形式)。底部MLC 320和顶部MLC 330可以被布置为使得底部MLC 320的射束阻挡叶片322的纵向移动方向与顶部MLC 330的射束阻挡叶片332的纵向移动方向大致平行。第一MLC 320和第二MLC 330可以被布置为使得顶部MLC 330的射束阻挡叶片332与底部MLC 320的射束阻挡叶片322横向偏移例如叶片宽度的大约一半或三分之一。为了清晰起见，仅顶部MLC 330中的三对射束阻挡叶片332和仅底部MLC 320中的两对射束阻挡叶片322被示出。应该注意的是，底部MLC 320和顶部MLC 330可以包括多于两对或三对射束阻挡叶片。

图4A至图4C是MLC 300的底视图。图4A是顶部MLC 330的底视图，图4C是底部MLC320的底视图，并且图4B是重叠的顶部和底部MLC 300的底视图。如图4A所示，当所有叶片332都被闭合时，在顶部MLC 330中使用射束阻挡叶片332产生孔径334。类似地，如图4C所示，在底部MLC 320中使用射束阻挡叶片322在所有叶片被闭合时产生孔径324。然而，由于顶部和底部MLC 330、320的横向偏移布置，顶部MLC 330中的孔径334被底部MLC 320的射束阻挡叶片322阻挡，并且底部MLC 320中的孔径324被顶部MLC 330的射束阻挡叶片332阻挡，如图4B所示。因此，当顶部MLC 330的所有射束阻挡叶片332和底部MLC 320的所有射束阻挡叶片322被闭合时，如图4B所示，射束路径未在多级MLC 300中形成。叶片322和332可以相对于另一个移动，来以类似于图1所示的方式对辐射束进行整形。通过移动底部MLC 320和顶部MLC 330的叶片，使得顶部MLC 330的叶片中的孔径334的任何部分从不覆盖底部MLC 320的叶片中的孔径324的任何部分，孔径324和334不允许辐射穿过孔径324和334处的多级MLC，从而实现MLC的一般功能性-例如如图1所示。因此，实施例的MLC可以被用于SRS递送模式或一般MLC模式。

图5A至图5C是MLC 300的顶视图。图5A是顶部MLC 330的顶视图，图5C是底部MLC320的顶视图，并且图5B是重叠的顶部和底部MLC 300的顶视图。如图5A所示，当所有射束阻挡叶片332都被闭合时，在顶部MLC 330中使用射束阻挡叶片332产生孔径334。类似地，如图5C所示，在底部MLC 320中使用射束阻挡叶片322在所有射束阻挡叶片322被闭合时产生孔径324。然而，由于顶部和底部MLC 330、320的横向偏移布置，顶部MLC 320中的孔径334被底部MLC 320的射束阻挡叶片322阻挡，并且底部MLC 320中的孔径324被顶部MLC 300的射束阻挡叶片332阻挡，如图5B所示。因此，当顶部MLC 330的所有射束阻挡叶片332和底部MLC320的所有射束阻挡叶片322被闭合时，如图4B所示，射束路径未在多级MLC 300中形成。叶片322和332可以相对于另一个移动，来以类似于图1所示的方式对辐射束进行整形。通过移动底部MLC 320和顶部MLC 330的叶片，使得顶部MLC 330的叶片中的孔径334的任何部分从不覆盖底部MLC 320的叶片中的孔径324的任何部分，孔径324和334不允许辐射穿过孔径324和334的多级MLC，从而实现MLC的一般功能性-例如如图1所示。

MLC的一般功能性也可以被提供有其他叶片配置。例如，这可以在一个或多个射束阻挡叶片200具有非平面尖端轮廓的情况下实现，该非平面尖端轮廓限定了空间，该空间被配置为允许辐射束穿过以用于放射外科手术(该空间可以是一个或多个斜线或成角线区段204或直线区段202中的一个或多个凹部)。空间的宽度(在与叶片纵向移动方向正交的方向上测量)可以小于或等于直线区段202的宽度。如果存在两个横向偏移的MLC(两级MLC)，则这允许阻挡射束路径。如果存在多于两个横向偏移的MLC，则空间的宽度可以被对应地减小，以提供射束路径的阻挡。

图6A至图6C是顶部MLC 330(图6A)、底部MLC 320(图6C)以及重叠的顶部和底部MLC 300(图6B)的底视图，图示了根据本公开的实施例的控制多级MLC的方法，其可以被用于提供立体定向放射外科手术(SRS)。MLC 330和320可以包括图3A至3B所示的射束阻挡叶片。根据该方法的实施例，顶部MLC 330中的一对射束阻挡叶片332可以被缩回或打开，从而在顶部MLC 330中形成更大大小的孔径336，如图6A所示。底部MLC 320中的射束阻挡叶片322可以被闭合，由于使用了图3A至3B所示的射束阻挡叶片，从而产生孔径324。图6B示出了底部MLC 320中的孔径324被暴露于顶部MLC 330中的更大大小336的孔径336。顶部MLC 330中的一对射束阻挡叶片332的缩回或打开使得孔径336覆盖孔径324。顶部MLC 330和底部MLC 320的横向偏移布置允许底部MLC 320的射束阻挡叶片322部分地阻挡顶部MLC 330中的孔径336。因此，当顶部MLC 330中的一对射束阻挡叶片332被打开并且顶部MLC 330和底部MLC 320中的所有其他叶片被闭合时，底部MLC 320中的孔径324被暴露，从而形成允许辐射束穿过多级MLC 300的路径。孔径324的大小和形状控制辐射束的大小和形状，从而实现SRS递送。

图7A至图7C是顶部MLC 330(图7A)、底部MLC 320(图7C)和重叠的顶部和底部MLC300(图7B)的顶视图，图示了上面结合图6A至6C的底视图描述的控制多级MLC的方法的方法。为了完整起见，顶部MLC 330中的一对射束阻挡叶片332可以被缩回或打开，从而在顶部MLC 330中形成更大大小的孔径336，如图7A所示。底部MLC 320中的射束阻挡叶片322可以被闭合，由于使用了图3A至3B所示的射束阻挡叶片，从而产生孔径324。图7B示出了底部MLC320中的孔径324被暴露于顶部MLC 330中的更大大小336的孔径336。顶部MLC 330和底部MLC 320的横向偏移布置允许底部MLC 320的射束阻挡叶片332部分地阻挡顶部MLC 330中的孔径336。因此，当顶部MLC 330中的一对射束阻挡叶片332被打开并且顶部MLC 330和底部MLC 320中的所有其他叶片被闭合时，底部MLC 320中的孔径324被暴露，从而形成允许辐射束穿过多级MLC 300的路径。孔径324的大小和形状控制辐射束的大小和形状，从而实现SRS递送。通常，相同的原理适用于当一个或多个射束阻挡叶片200具有限定空间的非平面尖端轮廓时，该空间被配置为允许辐射束穿过以用于放射外科手术。该空间可以是一个或多个斜线或成角线区段204或者直线区段202中的一个或多个凹部。

如图6A至图6C和图7A至图7C所图示的方法中，在多级MLC 300中形成的孔径324可以与射束的中心轴对准。通过示例，在使用时，位于顶部MLC 330中间处或靠近中间的一对射束阻挡叶片可以如图6A和图7A所示缩回，从而允许底部MLC 320中的孔径324与射束的中心轴对准。MLC的支撑结构也可以相对于源移动，以将孔径与射束的中心轴对准。应该注意的是，虽然是优选的，但是不需要将孔径324与射束的中心轴对准的能力。孔径324可以被放置在射束中心轴之外，只要它在射束发散范围内。患者支架或躺椅可以被移动，以将要被治疗的患者的靶与穿过孔径的聚焦辐射束对准。

在本公开的一些实施例中，MLC可以包括射束阻挡叶片的两个相邻对，其具有图8A至图8B所示的叶片尖端轮廓。射束阻挡叶片的叶片尖端或端部可以被配置为使得当射束阻挡叶片被闭合时，形成具有大致截锥形或圆柱形形状或者截锥形或圆柱形形状的等效物的孔径。在顶视图或射束眼图中，所形成的孔径可以具有圆形形状。

参照图8A至图8B，例如对240的叶片240a可以具有叶片尖端轮廓，包括从叶片的顶部或叶子的高度延伸到底部的凹面部分。在射束眼图中，凹面部分将被示出为具有曲线区段246，如图8A所示。因此，叶片240a的端部可以被配置为使得在射束眼图中，叶片240a的尖端可以被示出为具有与叶片纵向移动方向垂直的笔直中线区段242、在中线区段的一侧的斜线区段244以及在中线区段的另一侧的曲线区段246。在具体实施例中，曲线区段246可以构成四分之一圆线。应该理解的是，侧面区段244可以是弯曲的，而不是斜面的—因此具有类似于曲线区段246但相对定向的形状。

对240的叶片240b可以具有叶片尖端轮廓，该叶片尖端轮廓是相对叶片240a的叶片尖端轮廓的镜像。因此，当对240的叶片240a、240b被闭合时，在射束眼图中，半圆线可以由叶片240a和240b的四分之一圆线形成，如图8B所图示的。同样地，相邻对260的叶片260b可以具有与相对叶片260a的叶片尖端轮廓成镜像的叶片尖端轮廓，使得当相邻对260的叶片260a、260b被闭合时，半圆线由叶片260a和260b的四分之一圆线形成。当四个射束阻挡叶片240a、240b和260a、260b的两个相邻对被闭合时，在射束眼图中，圆由叶片240a、240b和260a、260b的四分之一圆线形成。

在一些实施例中，两个相邻对的射束阻挡叶片240a、240b和260a、260b的凹面部分可以被配置为使得在射束阻挡叶片被闭合时形成的孔径270具有大致圆柱形的形状。在一些实施例中，两个相邻对的射束阻挡叶片240a、240b和260a、260b的凹面部分可以被配置为使得在射束阻挡叶片被闭合时形成的孔径270具有大致截锥形的形状。在一些实施例中，两个相邻对的射束阻挡叶片240a、240b和260a、260b的前端部分可以被配置为使得在射束阻挡叶片被闭合时形成的孔径270将圆形形状投影到等中心平面上，从而提供截锥或圆柱孔的等效物。

图8A至图8B所示的射束阻挡叶片对240a至240b、260a至260b可以被提供在MLC的多个射束阻挡叶片的中间处或靠近中间。这种布置可以在使用时支持孔径270与射束的中心轴的对准。备选地，图8A至8B所示的射束阻挡叶片对240a至240b、260a至260b也可以不被提供在MLC叶片的中间。与孔径270的对准可以通过移动MLC的支撑结构或移动患者支架或躺椅来实现。

图9A至图9C和图10A至图10C图示了根据本公开的实施例的控制多级MLC 400的方法的方法，其可以被用于提供立体定向放射外科手术(SRS)。多级MLC 400包括第一或底部MLC 420和第二或顶部MLC 430。底部MLC 420可以包括射束阻挡叶片的两个相邻对，其具有图8A至图8B所示的叶片尖端轮廓。底部和顶部MLC的射束阻挡叶片的剩余对可以具有图3A至图3B所示的叶片尖端轮廓(或者一些或全部可以具有类似于曲线区段246的叶片尖端轮廓)。底部MLC 420和顶部MLC 430可以被布置为使得底部MLC 420的射束阻挡叶片的纵向移动方向与顶部MLC 430的射束阻挡叶片的纵向移动方向大致平行。底部MLC 420和顶部MLC430可以被布置为使得顶部MLC 430的射束阻挡叶片与底部MLC 420的射束阻挡叶片横向偏移例如叶片宽度的大约一半或三分之一。为了清晰起见，仅顶部MLC 430中的三对射束阻挡叶片和仅底部MLC 420中的两对射束阻挡叶片被示出。应该注意的是，底部MLC 420和顶部MLC 430可以包括多于两对或三对射束阻挡叶片。

图9A至图9C是顶部MLC 430(图9A)、底部MLC 420(图9C)以及重叠的顶部和底部MLC 400(图9B)的顶视图。图10A至10C是顶部MLC 430(图10A)、底部MLC 420(图10C)以及重叠的顶部和底部MLC 400(图10B)的底视图。根据该方法的实施例，顶部MLC 430中的一对射束阻挡叶片432可以被缩回或打开，从而在顶部MLC 430中形成更大大小的孔径436，如图9A和图10A所示。底部MLC 420中的射束阻挡叶片240、260可以被闭合，由于使用了图8A至图8B所示的射束阻挡叶片240a、240b、260a和260b，从而产生孔径270。孔径270在图9C和图10C所示的顶视图或底视图中可以具有圆形形状。图9B和图10B示出了底部MLC 420中的孔径270被暴露于顶部MLC 430中的更大大小的孔径436。顶部MLC 430中的一对射束阻挡叶片432的缩回或打开使得孔径436覆盖孔径270。顶部MLC 430和底部MLC 420的横向偏移布置允许底部MLC 420的射束阻挡叶片240、260部分地阻挡顶部MLC 430中的孔径436。因此，当顶部MLC430中的一对射束阻挡叶片430被打开并且顶部MLC 430和底部MLC 420中的所有其他叶片被闭合时，底部MLC 420中的孔径270被暴露，从而形成允许辐射束穿过多级MLC 400的路径。孔径270控制辐射束的大小和形状，从而实现SRS递送。

通过与关于图4A至图4C和图5A至图5C描述的类似方式，底部MLC 420中的叶片240、260和顶部MLC 430中的叶片432可以相对于另一个移动，来以与图1所示类似的方式对辐射束整形。通过移动底部MLC 420和顶部MLC 430的叶片，使得顶部MLC 430的叶片中的孔径436的任何部分从不覆盖底部MLC 420的叶片中的孔径270，孔径270和426不允许辐射穿过孔径270和426处的多级MLC，从而实现MLC的一般功能性-例如如图1所示。本实施例的MLC因此可以被用于SRS递送模式或一般MLC模式。

现在参照图11至图14，本公开的多叶准直器的替代实施例现在被描述。图11描绘了一种多叶准直器500，包括并排布置在第一排(排A)中的多个射束阻挡叶片510以及并排布置在与第一排(排A)相对的第二排(排B)中的多个射束阻挡叶片520。第一排和第二排中的多个射束阻挡叶片510、520中的每个射束阻挡叶片都可纵向移动。

根据本公开的实施例，如图12所示，第一排中的射束阻挡叶片可以被提供有第一通孔512。当用于立体定向放射外科手术时，第一通孔512的大小和形状可以被设计或配置为允许辐射束穿过MLC 500。通过示例，第一通孔512可以具有大致截锥形的形状、大致圆柱形的形状或者任何其他规则或不规则的形状。截面中的第一通孔的大小可以在2至10毫米、4至8毫米或者通常适合于立体定向放射外科手术的任何其他尺寸的范围内。在具体实施例中，第一通孔的大小可以是直径约为4或5毫米的圆可以被投影到等中心平面上。如本文使用的，术语“大约”包括所引用大小的1毫米内的变化。提供有第一通孔512的射束阻挡叶片可以被提供在第一排(排A)中的多个射束阻挡叶片的中间处或靠近中间，如图12所示。这种布置可以在使用时支持第一通孔与射束的中心轴对准。例如，在使用时，提供有第一通孔512的射束阻挡叶片可以被纵向移动或延伸，以使通孔的中心与射束的中心轴对准。MLC的支撑结构也可以相对于源移动，以将通孔与射束的中心轴对准。应该注意的是，虽然是优选的，但是不需要将通孔与射束的中心轴对准的能力。在一些实施例中，提供有通孔的射束阻挡叶片可以不被提供在MLC的射束阻挡叶片的中间。进一步地，通孔可以被放置在射束中心轴之外，只要它在使用时在射束发散范围内。患者支架或躺椅可以被移动，以将要被治疗的患者的靶与穿过通孔的聚焦辐射束对准。

在一些实施例中，提供有第一通孔512的射束阻挡叶片还可以被提供有图13所示的第二通孔514。当用于立体定向放射外科手术时，第二通孔514可以被配置为允许辐射束穿过MLC 500。第二通孔514的大小可以与第一通孔512的大小不同或相同。第二通孔514的形状可以与第一通孔512的形状相同或不同。图13示出了第一通孔512和第二通孔514被提供在排中的同一射束阻挡叶片中的实施例。备选地，第一通孔和第二通孔可以被提供在同一排中的不同射束阻挡叶片中。

根据本公开的替代实施例，第一排(排A)中的射束阻挡叶片被提供有第一通孔512，并且第二排(排B)中的射束阻挡叶片被提供有第二通孔524，如图14所示。提供有第一通孔512和第二通孔524的射束阻挡叶片可以成对，并且相对于彼此纵向移动。备选地，提供有第一通孔和第二通孔的射束阻挡叶片不成对。当用于立体定向放射外科手术时，第一通孔512和第二通孔524可以分别被配置为允许辐射束穿过MLC 500。第二通孔524的大小可以与相对的射束阻挡叶片中的第一通孔512的大小不同或相同。相对的射束阻挡叶片中的第二通孔512和第一通孔524的形状可以相同或不同。通过示例，第二通孔和第一通孔可以分别具有大致截锥形的形状、大致圆柱形的形状或者任何其他规则或不规则的形状。截面中的第二通孔和第一通孔的大小可以分别在2至10毫米、4至8毫米或者任何其他合适尺寸的范围内。

参照图12、图13或图14描述类型的多叶准直器可以被用作根据本公开的多级MLC的一部分。多级MLC 300可以包括第一或底部MLC和第二或顶部MLC，其包括射束阻挡叶片。底部和顶部MLC可以被布置为使得底部MLC的射束阻挡叶片的纵向移动方向与顶部MLC的射束阻挡叶片的纵向移动方向大致平行。第一MLC和第二MLC可以被布置为使得顶部MLC的射束阻挡叶片与底部MLC的波束阻挡叶片横向偏移例如叶片宽度的大约一半或三分之一。

顶部或底部MLC中的任一个可以具有参照图12、13或14描述的配置。底部或顶部MLC中的另一个可以具有例如图11、图3A和图3B或图8A和图8B所示的配置。顶部或底部MLC均可以具有参照图12、图13或图14描述的配置。

MLC的一层中的一对或多对射束阻挡叶片的缩回或打开可以产生在MLC的另一层中的孔径512、514和/或524上方或下方的开口，以控制辐射束的大小和形状，从而实现SRS递送。

多层MLC的叶片可以相对于另一个移动，来以类似于图1所示的方式对辐射束进行整形。通过相对于MLC的另一层的叶片移动MLC的一层的叶片，使得MLC的一层中的孔径512、514和/或524的孔径的任何部分被MLC的另一层的叶片遮蔽，孔径512、514和/或524不允许辐射穿过孔径512、514和/或524处的多层MLC，从而实现MLC的一般功能性—例如如图1所示。因此，实施例的MLC可以被用于SRS递送模式或一般MLC模式。

描述了实现和增强放射外科手术或立体定向放射外科手术的MLC的各种实施例。有利地，由本公开提供的“MLC锥”解决方案使得能够递送放射外科手术或立体定向放射外科手术，同时通过使用诸如附加阻挡或治疗计划系统等措施来保持MLC在为其他应用整形辐射束方面的广泛范围或一般功能性。“MLC锥”解决方案可以递送与由常规SRS锥提供的射束轮廓大致相当的射束轮廓。递送效率优于常规的“虚拟锥”解决方案，因为不需要每个躺椅角度的两次通过。与常规的“虚拟锥”方法相比，由本公开提供的MLC中的(多个)通孔确保了一致的递送准确度，常规的“虚拟锥”方法由于MLC定位的不一致而导致递送不准确。由本公开提供的“MLC锥”解决方案也可以安抚不相信常规“虚拟锥”方法的用户。“MLC锥”解决方案更等同于SRS锥射束轮廓，并且可以产生更稳健的实现，从而需要更少的质量保证(QA)。

因此，一种多叶准直器被提供，包括并排布置在第一排中的多个射束阻挡叶片以及并排布置在与第一排相对的第二排中的多个射束阻挡叶片。第一排中的至少一个射束阻挡叶片被提供有第一通孔，该第一通孔被配置为允许辐射束穿过以用于放射外科手术。第一通孔可以具有大致截锥形的形状或圆柱形的形状。如本文使用的，截锥是指通过平行于基底的平面切割锥体并移除包含顶点的部分的结果。

在一些实施例中，第二排中的至少一个射束阻挡叶片被提供有第二通孔，该第二通孔被配置为允许辐射束穿过以用于放射外科手术。第二通孔的大小可以与第一通孔的大小不同。第二通孔可以具有大致截锥形的形状或圆柱形的形状。

在一些实施例中，在第一排中设置有第一通孔的射束阻挡叶片还可以被设置有第二通孔，该第二通孔被配置为允许辐射束穿过以用于放射外科手术。第二通孔的大小可以与第一通孔的大小不同。

一种装置被提供，包括第一多叶准直器，该第一多叶准直器包括分别包括端部的多对射束阻挡叶片。两个相邻对的射束阻挡叶片的端部被配置为当射束阻挡叶片的两个相邻对被闭合时共同形成孔径。在射束眼图中，孔径可以具有大致圆形的形状。

在一些实施例中，两个相邻对的射束阻挡叶片的端部可以被配置为形成具有大致截锥形形状或圆柱形形状的孔径。

在一些实施例中，该装置还可以包括第二多叶准直器，该第二多叶准直器包括多对射束阻挡叶片。第一多叶准直器可以被布置在第一级，并且第二多叶准直器可以被布置在第二级。第一多叶准直器的射束阻挡叶片在第一方向上可纵向移动，并且第二多叶准直器的射束阻挡叶片在与第一方向大致平行的第二方向上可纵向移动。在射束眼图中，第二多叶准直器的射束阻挡叶片中的每个射束阻挡叶片与第一多叶准直器的射束阻挡叶片横向偏移。

在一些实施例中，第二多叶准直器的射束阻挡叶片在射束眼图中具有尖端轮廓，包括与第二方向正交的中线区段和在中线区段的每侧的斜线区段。射束阻挡叶片可以具有在斜线与中线之间形成的范围为20至80度的倒角。

在一些实施例中，除了两个相邻对的射束阻挡叶片之外，第一多叶准直器包括在射束眼图中具有尖端轮廓的射束阻挡叶片，包括与第一方向正交的中线区段和在中线区段的每侧的斜线区段。两个相邻对的射束阻挡叶片的端部在射束眼图中可以具有尖端轮廓，包括与第一方向正交的中线区段、在中线区段的一侧的斜线区段和在中线区段的另一侧的四分之一圆线区段。

一种使用多级多叶准直器(MLC)的放射外科方法被提供。多级MLC包括在第一级中具有多对射束阻挡叶片的第一MLC和在第二级中具有多对射束阻挡叶片的第二MLC。第一MLC中的射束阻挡叶片中的至少两个相邻对具有端部，该端部被配置为当射束阻挡叶片中的两个相邻对被闭合时共同形成第一孔径。该方法包括：在第二MLC中打开一对射束阻挡叶片，从而覆盖第一MLC的射束阻挡叶片中的至少两个相邻对以在第二MLC中形成第二孔径，其中第二MLC中的第二孔径的大小大于第一MLC中的第一孔径的大小；闭合第一MLC的多对射束阻挡叶片，由此第一MLC的两个相邻对的射束阻挡叶片部分地阻挡第二MLC中的第二孔径，从而允许第一MLC中的第一孔径控制穿过多级MLC的辐射束的大小和/或形状；以及通过多级MLC将辐射束递送给靶体积，由此递送给靶体积的辐射束由第一MLC中的第一孔径确定大小和形状。

在一些实施例中，第一MLC的两个相邻对的射束阻挡叶片的端部可以被配置为使得所形成的第一孔径在射束眼图中具有大致矩形的形状。在一些实施例中，第一MLC的两个相邻对的射束阻挡叶片的端部可以被配置为使得所形成的第一孔径在射束眼图中可以具有大致圆形的形状。

各种实施例已经参照附图描述。应该注意的是，一些附图不一定按比例绘制。附图仅旨在支持具体实施例的描述，并且不旨在作为详尽的描述或作为对本公开范围的限制。进一步地，在附图和描述中，具体细节可以被陈述以提供对本公开的透彻理解。对于本领域的普通技术人员显而易见的是，这些具体细节中的一些可能不被用于实践本公开的实施例。在其他实例中，众所周知的组件或过程步骤可能未被详细示出或描述，以避免不必要地模糊本公开的实施例。

除非另外具体定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有由本领域的普通技术人员通常理解的含义。如在描述和所附权利要求中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数参考，除非上下文另有清晰规定。除非上下文另有清晰规定，否则术语“或者”指的是非排他性的“或者”。进一步地，术语“第一”或“第二”等可以被用于在描述各种类似元素时将一个元素与另一元素区分开。应该注意的是，本文使用的术语“第一”和“第二”包括对两个或多于两个的引用。进一步地，除非上下文另有清晰规定，否则术语“第一”或“第二”的使用不应被解释为按照任何特定顺序。

为了便于结合附图描述相对位置、方向或空间关系，各种相关术语(诸如“上部”、“上方”、“顶部”、“之上”、“上面”、“下面”、“下方”、“底部”、“更高”、“更低”或类似术语)可以在本文中使用。相关术语的使用不应被解释为暗示在制造或使用中结构或其部分的必要定位、定向或方向，并且限制本发明的范围。

放射外科手术方法的各种实施例结合附图描述。要了解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，更多或更少的步骤、动作或过程可以被合并到方法中。没有特定的顺序由本文描述的步骤暗示。还要了解的是，结合附图描述的方法可以被实施在机器可执行指令(例如软件)中。指令可以被用于使利用指令编程的通用或专用处理器执行所描述的操作。备选地，操作可以由包含用于执行操作的硬连线逻辑的具体硬件组件来执行，或由已编程计算机组件和自定义硬件组件的任何组合来执行。这些方法可以作为计算机程序产品提供，该计算机程序产品可以包括在其上存储有指令的机器可读介质，该指令可以被用于对计算机(或其他电子设备)进行编程以执行这些方法。出于本说明书的目的，术语“机器可读介质”应被视为包括任何介质，其能够存储或编码由机器执行的指令序列并且使机器能够执行本发明的任何一种方法。术语“机器可读介质”应该对应地被视为包括但不限于固态存储器、光盘和磁盘。此外，在本领域中通常将一种形式或另一形式(例如程式、程序、过程、应用、模块、逻辑等)的软件称为采取动作或导致结果。这种表达仅仅是速写方式，表示计算机对软件的执行导致计算机的处理器执行动作或产生结果。

放射外科手术方法和装置的各种实施例已经被描述。本领域技术人员将了解，各种其他修改可以被进行。例如，在多级MLC中，SRS孔径可以被形成在底部MLC中，如上面结合图4A至10C描述的。备选地或附加地，SRS孔径可以被形成在顶部MLC中。所有这些或其他变化和修改均由本发明人设想，并在本发明的范围内。