随着医疗技术的发展，肿瘤放射治疗在癌症治疗中的地位日益重要。而多叶光栅（MLC）作为高端放疗设备中的关键功能部件，不仅提升了治疗的精准性，还显著降低了对正常组织的损伤。特别是以钨合金为主要材质的多叶光栅，以其优异的性能成为现代精准放疗设备不可或缺的一部分。
什么是多叶光栅
多叶光栅（MLC）是高端旋转放疗设备中射线适形调强、剂量精确控制的关键功能部件，决定着放疗设备的性能。众所周知，放射线从加速器中出来后是一种规则的形状，而肿瘤是不规则形状，为了使肿瘤周围的正常组织得到更好的保护，必须采用一定的设备对射野进行部分的遮挡，多叶光栅就是该遮挡块。在治疗过程中,多叶光栅与加速器配套使用,通过计算机调控MLC各个叶片的运动，用来遮挡放射线以便适时形成临床所需的各种不规则的照射野，提高了治疗效率的同时，显著减少了治疗副作用。
得益与钨合金材质的高屏蔽性能和环保性能，钨合金多叶光栅相较传统挡野块具有显优势，如能大幅提高适形治疗的效率、不会产生有害气体和粉尘等。除了射野适形外，钨合金多叶光栅在旋转照射和调强放射治疗中也有广泛应用。在旋转照射中，MLC可以调节射野形状跟随靶区的投影形状；在调强放射治疗中，通过控制MLC叶片的运动，可以实现期望的剂量分布。
多叶光栅是旋转放疗设备的核心使能功能部件，是治疗计划完成的关键。多叶光栅的速度、加速度等技术指标对放疗精度、效率等起到至关重要的作用。
多叶光栅的工作原理
多叶光栅的核心工作原理是通过遮挡部分射线，形成不规则的照射区域。每片叶片的运动由高精度电机驱动，通过丝杠或直线导轨系统完成。为确保射线始终集中于肿瘤靶区，光栅能够根据患者呼吸或体位的变化快速调整叶片位置。
与传统固定挡野块相比，多叶光栅可以动态适应肿瘤形状，支持更先进的放疗模式，如动态调强放疗（IMRT）和容积旋转调强放疗（VMAT）。其高速度、高加速度和低阻力滑动性能，是实现射线剂量精准控制的关键。此外，叶片的宽度和高度直接影响治疗的几何适形度和屏蔽效果。通常，叶片高度需达到5-7.5厘米，以确保射线屏蔽效果良好。
医疗钨合金多叶光栅的应用现状
近年来，多叶光栅已成为现代放射治疗设备的核心配置。随着相关技术的不断突破，许多应用难题得到了有效解决，进一步推动了其在肿瘤放疗中的广泛应用。
在肿瘤适形放疗过程中，防止多叶光栅相邻叶片之间漏射的射线对正常组织造成损害至关重要。为了实现这一目标，工程师在叶片的侧面设计了方形凸轨，用以阻挡漏射的射线。而为了确保相邻叶片紧密接触，设计上还在另一侧加入了与凸轨配合的方形凹槽。然而，方形凸轨和凹槽在滑动时存在较大的摩擦力，常常导致卡滞现象，进而可能损坏带动叶片运动的丝杠、丝母和电机。为此，采用了弧形凹槽和弧形凸轨的设计，使得相邻叶片之间的接触更加顺滑。弧形凸轨有效阻挡射线漏射，弧形凹槽与之配合，极大减少了摩擦力，避免了卡滞问题。这一改进不仅保证了叶片的流畅运动，还延长了带动系统的使用寿命。
清华大学最近研发的快速成野多叶光栅是放射治疗设备中关键的射线适形调强部件，具有重要意义。其设计目标是最大限度地杀灭肿瘤细胞，并最小化对正常组织的辐射。这种多叶光栅的性能对治疗质量至关重要。快速成野多叶光栅提升了射线的利用效率，并且采用的F-MLC技术支持容积-断层调强模式，不仅提高了放疗效率，还有效降低了副作用。该系统还能补偿因肿瘤运动而引起的误差，从而确保放疗的高精度。这项技术填补了国内技术空白，叶片的动态性能，如速度和加速度，已达到国际领先水平。
此外，青海大学附属医院引进的多叶光栅系统采用了120片钨合金叶片，其中中心区域叶片宽度仅为5毫米，大大提升了肿瘤边缘塑形的精确度。该系统还具备动态匹配功能，能够在患者自由呼吸的情况下实时跟踪靶区，且具备替代组织补偿物进行剂量补偿的能力，显著减少了呼吸运动带来的剂量偏差。
钨合金多叶光栅的广泛应用和技术革新，充分体现了其在现代精准放疗设备中的重要性。未来，随着放疗技术的进一步发展，多叶光栅将在提高治疗效果和降低副作用方面发挥更大的作用。
