專利名稱：移動x射線單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種移動X射線單元，其包括用于容納控制單元和電源的基體，并且還包括支承X射線施加器的鉸接式可移置臂，該施加器具有X射線管，該X射線管用于發(fā)射X射線束穿過出射窗以便輻射對象。
背景技術：
皮膚癌在二十世紀的最后十年發(fā)病率增大，并且需要醫(yī)療專職人員在早期診斷、 后勤以及合適治療的性進行方面進行的大量工作。但是，應當認識到，每年有超過130萬的新患者被診斷出皮膚癌并且以每年5%的速率增加。在沒有皮膚保護的前提下增加在陽光下的暴露以及臭氧層的減少被認為是引起該增加的主要原因——該問題估計每年醫(yī)療費用上要花費10億歐元。有超過80%的皮膚癌是發(fā)生在頭部和頸部區(qū)域，50%的患者年齡都在60歲以上?？梢灶A期的是，相比現(xiàn)在的統(tǒng)計人口，老年人口的比例在2025年將翻倍。可以用不同方式來治療基本表淺病變的非增生擴散癌。首先，可以預見的是外科手術。但是，因為較長的等待名單以及與治療后護理相關的并發(fā)癥。這種技術是不利的。另外，由于外科手術的侵入特征，由感染引起的傷口污染還具有其它風險。其次，可以預見使用軟X射線的電子輻射。這種技術具有非侵入優(yōu)點，其中治療進程可以短至2或3分鐘。可以理解的是，使用放射療法技術進行的完整治療通常可包括許多進程。因此，逐漸增加的皮膚癌發(fā)生率以及老年人口在整個人口統(tǒng)計上份額的增加對癌癥治療學提出了相當大的挑戰(zhàn)。近年來，已經(jīng)提出了使用便攜式X射線單元，其可以在醫(yī)院放療科內(nèi)部使用。這種便攜式單元的實施例在US 2007/0076851中進行了描述。已知的單元包括X射線施加器，該施加器包括設置有過濾裝置的X射線源，該過濾裝置具有相對于X射線管的焦點轉動布置的多個過濾器，以便根據(jù)需求改變過濾特征。多個過濾器布置在過濾裝置中，該過量裝置相對于X射線管的縱向軸線橫向布置。這種布置需要用于將X射線束傳輸至過濾器表面的額外措施。通過將X射線施加器定位在距離患者皮膚的一定距離處來使用該已知裝置。該已知X射線管的不利之處在于，針對從X射線施加器發(fā)射的X射線束和患者身上治療區(qū)域之間的實際描繪，缺乏有效控制。

實用新型內(nèi)容該實用新型的目的在于提供一種改善的移動X射線單元。更具體的是，該實用新型的目的在于提供一種移動X射線單元，其中X射線束以可控方式來傳送。該移動X線單元包括基體，該基體用于容納控制單元和電源，還包括鉸接式可移置臂，鉸接式可移置臂支承X射線施加器，X射線施加器具有X射線管，X射線管用于發(fā)射X射線束穿過出射窗而輻射對象，X線單元還包括內(nèi)置的劑量測定系統(tǒng)，該劑量測定系統(tǒng)適于執(zhí)行實時劑量測定。為此，根據(jù)本實用新型的移動X射線單元包括內(nèi)置的劑量測定系統(tǒng)，其適于執(zhí)行X射線束的在線或實時劑量測定。[0009]可以理解的是，在本申請的全文中，術語“移動”以及“便攜”可以與同樣涉及容易移動或可運輸?shù)难b置、例如，由單個個人就可以移動或運輸?shù)难b置的術語互換。劑量測定系統(tǒng)內(nèi)置在X射線管中或X射線施加器中。可替代地或附加地，劑量測定系統(tǒng)適于在連接至移動X射線裝置的控制裝置上的同時布置在X射線施加器的出射窗和對象之間。發(fā)現(xiàn)提供一種劑量測定系統(tǒng)是有利的，該系統(tǒng)可適于基本實時輸送關于目標區(qū)域處或靠近目標區(qū)域的輻射劑量分布的信息。劑量測定系統(tǒng)包括膠片、熱致發(fā)光劑量測定裝置或半導體探測器。但是，可以理解的是，也可以使用通常已知的其它類型劑量測定器。例如，使用合適的電離室，尤其是具有平行板構造的電離室，例如就像Markus室。可以理解的是，為了提供關于目標區(qū)域處和/或靠近目標區(qū)域的劑量分布的數(shù)據(jù)，劑量測定系統(tǒng)可適配有多個合適的劑量探測裝置，諸如電離室、熱致發(fā)光劑量測定裝置、膠片、半導體探測器等等。這對于控制X射線束輪廓是有幫助的。當劑量測定系統(tǒng)定位在X射線施加器內(nèi)或X射線管內(nèi)吋，優(yōu)選定位在用于輻射患者的X射線束部分的外側?？梢岳斫獾氖?，因為X射線基本以三維產(chǎn)生，這樣放置劑量測·定系統(tǒng)是可行的。在優(yōu)選實施例中，劑量測定系統(tǒng)相對于由X射線管輸送的絕對劑量來校準。這樣可以執(zhí)行可靠的實時劑量測定?？梢岳斫獾氖?，可以使用恒定校準值將探測器讀出信號轉換為輸送劑量，或可替代地，使用合適方程來對探測器的老化和/或X射線管的暖化進行修正。更優(yōu)選地，可以使用校準因子，該校準因子可以取決于在內(nèi)部對準變化可能引起輸送劑量的偏差時X射線施加器的角度。優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型的劑量測定系統(tǒng)適于在開啟X射線管吋，向移動X射線單元的主控制裝置提供控制信號。該劑量測定系統(tǒng)被布置成基于X射線束的產(chǎn)生來產(chǎn)生控制信號。另外，劑量測定器系統(tǒng)適于在輸送規(guī)定劑量的情況下，向移動X射線單元的主控制裝置提供進ー步的控制。該實施例的更多細節(jié)將參照附圖6呈現(xiàn)。使用設定成定位在X射線施加器和對象之間的劑量測定裝置具有另外的優(yōu)點，由于該裝置利用其材料確保在對象表面處或者靠近對象表面處建立電子平衡。因此，與現(xiàn)有技術中的比較，根據(jù)表面劑量的絕對值，在對象內(nèi)累積的百分深度劑量是更有利的?？梢岳斫獾氖牵瑢τ谄つw治療，表面劑量不會高于規(guī)定深度劑量的137%。通常規(guī)定深度劑量指定為距離皮膚表面5mm處的深度。由于存在另外的材料(膠片或探測器)，對象內(nèi)的百分深度劑量可以有利地改變以在標準化5mm深度劑量時減少表面劑量。在根據(jù)本實用新型的X射線單元的實施例中，劑量測定系統(tǒng)包括數(shù)字讀出裝置。發(fā)現(xiàn)特別有利的是，能夠實時獲取數(shù)據(jù)并且使用數(shù)字劑量測定器進行數(shù)據(jù)處理，該數(shù)字劑量測定器可以連接至根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的控制單元上，從而在所測量的劑量相當大地偏離規(guī)定劑量時便于基本直接的硬件響應?？梢岳斫獾氖牵z片可以用于劑量測定目的，其隨后可以使用數(shù)字比重計讀出?？梢岳斫獾氖牵瑒┝繙y定系統(tǒng)優(yōu)選布置成與控制單元電氣連通，其中劑量測定系統(tǒng)本身具有模擬或數(shù)字信號作為輸出。劑量測定系統(tǒng)被布置成向控制單元提供信號。那些本領域的技術人員容易理解，哪些電子裝置(如果有)對于能夠在劑量測定系統(tǒng)和移動X射線單元的控制單元之間進行數(shù)據(jù)通信是必需的。在根據(jù)本實用新型的X射線單元的另一實施例中，劑量測定系統(tǒng)被布置成能夠至少校驗所產(chǎn)生X射線場的位置和幾何結構。校準所述劑量測定，用于修正選自下面組中的參數(shù)X射線管的溫度、X射線管的壽命、X射線管的角度、X射線束的能量。劑量測定系統(tǒng)，即膠片或合適裝置(熱致發(fā)光劑量測定器、電離室或半導體)可以包括多個測量點，多個測量點優(yōu)選地分布在平面中。當這種裝置定位在X射線場中時，可以處理讀數(shù)，以便建立橫穿所施加場的劑量數(shù)據(jù)。例如，可取中心軸線處的讀數(shù)，以及大量外 圍讀數(shù)，優(yōu)選在不同徑向距離處的讀數(shù)。因此，不僅可以獲取關于中心場中的絕對劑量的信息，還可以獲取關于關于橫穿場的射線束平整性的信息。優(yōu)選地，劑量測定單元被檢準，從而能夠對沉積X射線劑量進行絕對劑量測定。針對例如已知X射線劑量，可以使用模擬件測量來執(zhí)行這種校準。在根據(jù)本實用新型的X射線單元的另一實施例中，還包括指示器，該指示器用于司視化從出射窗發(fā)出的X射線束的至少一部分。此外，X線單元還包括指示器，該指示器用于提供至少一部分從出射窗發(fā)射的X射線束的視覺指示。發(fā)現(xiàn)當指示器被設置成可視化描繪所產(chǎn)生的X射線束的至少一部分，像其中心軸線，和/或完整射線束幾何形狀時，治療效果得到顯著提升。具體來說，這種指示對于相對于X射線束定位劑量測定系統(tǒng)來說是可能有利的。優(yōu)選地，指示器包括光源。光源可布置在X射線施加器中，或可替代地，可以圍繞X射線施加器的外表面來布置。指示器包括兩個或多個光源，該兩個或多個光源同心地圍繞X射線管或X射線施加器布置。在前者情形，光指示器可被布置成描繪X射線束的中心軸線和/或完整光束幾何形狀，而在后者情形，光指示器可被布置成描繪X射線束的中心軸線，優(yōu)選地位于距離X射線施加器預定距離處。該特征在X射線施加器在距離患者皮膚的標準距離處使用時是有利的。但是，可以理解的是，圍繞X射線施加器布置的光指示器可以調(diào)節(jié)以指示在距離X射線施加器各種軸向距離處的X射線束的中心軸線。在根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的一實施例中，指示器包括圍繞X射線施加器同心布置的光源陣列。X射線束具有縱向軸線，每個光源被布置成在距離X射線施加器下表面的預定距離處朝縱向軸線發(fā)射狹窄射線束光。盡管提供單光源就足以產(chǎn)生用于指示X射線光束的中心軸線的窄光束，但是發(fā)現(xiàn)，提供多個光源以產(chǎn)生在距離X射線施加器的出射表面的給定距離處相交的相應窄光束是有利的。指示器包括光源，該光源發(fā)射布置在施加器內(nèi)的狹窄光束，用于描繪X射線束的縱向軸線。根據(jù)該實施例，能夠在距離皮膚的規(guī)定距離處安裝X射線施加器，以及能夠將劑量測定系統(tǒng)相對X射線束精確安裝。為了確保目標部分被X射線束準確覆蓋，X射線施加器可以定位成，所指示X射線束的中心基本定位在目標區(qū)域的中心處?？梢岳斫獾氖?，該實施例對于具有規(guī)則形狀的X射線束來說運行特別好，例如當使用圓形、方形、橢圓形或三角形準直器來對X射線束成形時。在根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的另一實施例中，指示器包括光源，該光源容納在X射線施加器內(nèi)側，用于產(chǎn)生光束，該光束被設定為由準直器來截取，以提供從出射表面發(fā)出的X射線場的光圖像。[0028]當對完整形狀的X射線束進行描繪時，發(fā)現(xiàn)該實施例特別有利，例如在使用非規(guī)則光束形狀時的情形。在該情形，優(yōu)選地，光源可設置在靶附近，或經(jīng)由偏離軸線的平面鏡用于產(chǎn)生被設定為由準直器截取的光束?？梢岳斫獾氖牵馐膫鞑シ较虮仨毞蟈射線束的傳播方向。在實施例中，當使用平面鏡時，光源定位成偏離軸線是有利的。在根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的另ー實施例中，指示器包括光源和光纖，該光纖被布置成傳送來自光源并由準直器來截取的光。該實施例具有以下優(yōu)點，即光源可以在X射線施加器的外側定位成不包絡其整個尺寸。例如，光源可以布置在X射線單元的基體中并且光纖可從基體鋪設到X射線施加器的內(nèi)側，從而對準直器進行合適照明，用于獲取等效于所產(chǎn)生的X射線束的光圖像。在根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的另ー實施例中，指示器包括多根光纖，多根光纖分布在準直器上方區(qū)域中的X射線施加器中，用于照射準直器開ロ，從而使準直器開ロ截取產(chǎn)生的光場。該實施例可對于獲取具有大強度的光場是有利的?！0032]在根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的另ー實施例中，指示器包括發(fā)射窄光束的光源，該光源布置在施加器內(nèi)，用于描繪X射線束的縱向軸線。優(yōu)選地，使用微型激光源。在根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的另ー實施例中，輻射探測器置于外殼內(nèi)，用于探測X射線束。發(fā)現(xiàn)提供獨立的裝置來探測所產(chǎn)生X射線束的存在則是有利的。優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型的X射線單元包括主計時器，其對高壓電源設定用于輸送預定輻射劑量的時間。容納在X射線施加器內(nèi)的輻射傳感器可以是次級計時器電路的一部分，該次級計時器電路適于在輸送預定輻射劑量后切斷高壓供電源。這樣，就可以改善輻射安全控制。優(yōu)選地，在其中可對劑量測定系統(tǒng)加以操作來實時提供輻射劑量數(shù)據(jù)時的實施例中，除了使用來自內(nèi)置的輻射探測器的信號外，還可以使用來自劑量測定系統(tǒng)的信號。尤其是，當劑量測定系統(tǒng)被布置成能對射線束平整度進行校驗時，從規(guī)定射線束平整度的顯著偏離可以用作切斷系統(tǒng)的控制信號。在根據(jù)本實用新型的X射線單元的另ー實施例中，X射線單元包括設定為朝向患者的出射表面，所述表面由施加器帽來覆蓋。發(fā)現(xiàn)提供這種施加器帽是有利的，因為它具有多種功能。首先，施加器帽可用于保護X射線施加器的出射窗不受污染。其次，帽沿射線束傳播方向上的厚度可以選擇成足以基本消除來自X射線束的電子污染。本領域那些技術人員可以容易理解從X射線管發(fā)出的ニ級電子的能量與給定材料足以完全攔截這些電子的所需厚度之間的關系，所述給定材料諸如塑料、玻璃、陶瓷。優(yōu)選地，施加器帽是一次性的。可以理解的是，布置成用于描繪X射線束的指示器可以布置成具有足夠強度以提供穿過施加器帽的合成場圖像。發(fā)現(xiàn)，激光器特別適于該目的。但是，也可以使用發(fā)光二極管?？商娲兀瑢a(chǎn)生狹窄射線束的ー個或多個光源如下這樣布置在X射線施加器的外側是有利的，即該ー個或多個光源可布置在相應支承臂上時以使得相應的狹窄光束就不會被施加器帽截取。參照附圖對本實用新型的這些以及其它方面進行討論，其中相似參考數(shù)字或標記表示相似元件?？梢岳斫獾氖牵@些附圖只是用于示意并不用于限制所附權利要求書的范圍。
圖Ia以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的移動X射線單元實施例。圖Ib以示意方式來表示移動X射線單元的可移置面板的實施例。圖Ic以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的X射線單元施加器的位移功能的實施例。圖2以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的體系結構的實施例。圖3以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的X射線單元的劑量測定系統(tǒng)。圖4a以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的X射線施加器的橫截面的第一實施例，其描繪指示器的第一實施例?！0046]圖4b以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的X射線施加器的橫截面的第二實施例，其描繪指示器的第二實施例。圖4c以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的X射線施加器的橫截面的第三實施例，其描繪指示器的第三實施例。圖5以示意方式來表示設置有施加器帽的圖3的X射線施加器的實施例。圖6以示意方式來表示在根據(jù)本實用新型另一方面的移動X射線裝置中X射線管的另一實施例。圖6E-E是圖6的沿剖線E-E剖取的剖視圖。圖6F-F是圖6的沿剖線F-F剖取的剖視圖。
具體實施方式
圖Ia以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的實施例。移動X射線單元10包括基體2，該基體至少包括電源單元、冷卻系統(tǒng)以及用于控制X射線施加器4操作的控制單元，該X射線施加器4包括容納在外殼內(nèi)的X射線管。X射線施加器4使用柔性電纜3連接至基體，該電纜至少部分地接納在可移置面板5中。施加器4由鉸接式可移置臂4a支承，該臂可包括用于在空間中改變施加器4角度的樞軸。施加器4包括縱向軸線以及所產(chǎn)生X射線束穿過其中發(fā)射的出射窗8。鉸接臂4a還可以機械地連接可移置面板5，用于使X射線施加器4的垂直位置能夠改變。優(yōu)選地，可移置面板5設置有把手6，使得能容易地進行操縱?？裳刂线m軌道來引導可移置面板5，從而能夠使可移置面板進行基本上平滑并且無振動的位移。優(yōu)選地，容納X射線管的X射線施加器具有同軸幾何結構，其中設定為輻射患者P表面P’上的目標區(qū)域的X射線束8a從出射窗8傳播，該出射窗8具有基本對應X射線管縱向軸線的光束軸線Sb。這通過如下方式能夠實現(xiàn)，即將X射線施加器的陽極布置成陽極的縱向軸線基本平行于X射線施加器的縱向軸線。根據(jù)本實用新型的一方面，提供一種劑量測定系統(tǒng)9，在患者P的表面P’處或靠近表面P’處設置有關至少一部分X射線場8a的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，對于劑量測定系統(tǒng)，可以選擇能產(chǎn)生實時數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。電離室和固態(tài)探測器，例如半導體探測器適于該目的。優(yōu)選地，來自劑量測定單元的信號提供給X射線設備的控制單元21，用于進行實時計量輸送的控制和/或中斷。[0055]優(yōu)選地，為了相對于表面P’上的目標區(qū)域來定位X射線施加器4和劑量測定系統(tǒng)9，施加器設置有布置成可視化描繪由施加器4內(nèi)的X射線管產(chǎn)生的X射線場的指示器。優(yōu)選地，指示器包括光源，諸如發(fā)光二級管、激光器或相似裝置。光源可以布置在X射線施加器4內(nèi)、或者圍繞X射線施加器、或者遠程定位在例如基體2中。在后者情形,使用合適的ー根或多根光纖將來自光源(未不出)的光導向X射線施加器。關于施加器的更多細節(jié)將參照圖4a_4c呈現(xiàn)出來。優(yōu)選地，X射線單元10包括基體2，該基體支承可移置面板5并且容納用于反饋合適使用者信息的顯示器7。顯示器7可布置成觸敏屏幕，用于將合適的數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中。例如，顯示器面板包括用于將光指示器開啟的裝置?？蛇x地，光指示器在X射線單元開啟時可以一直處于開啟狀態(tài)。尤其是在劑量修改器用于將劑量曲線中的梯度強加在整個X射線場上時，用戶接ロ還用于輸入規(guī)定劑量以及可能的規(guī)定劑量分布。用戶接ロ還被布置成在治療期間顯示有關實際劑量輸送以及劑量分布曲線的數(shù)據(jù)?？梢岳斫獾氖牵ㄟ^使用劑量 測定系統(tǒng)，劑量輸送協(xié)議可以和實際劑量輸送數(shù)據(jù)進行實時比較，必要吋，實時地和/或在進ー步后續(xù)進程中在所規(guī)定的和所輸送劑量之間的偏差大于1%時修正實際劑量輸送。圖Ib以示意方式來表示移動X射線單元的可移置面板5的實施例。在該放大視圖IOa中，示出了可移置面板5的具體元件。因此，把手6可以實施為機械零件，用于牽拉或推動面板5。替代地，把手6可以布置成電カ致動器，該電カ致動器用于觸發(fā)馬達(未示出)來使面板5移位。例如，當把手6被牽拉吋，可以致動馬達，從而促使面板5沿方向A位移。推動把手6可以促使面板5沿方向B下降。優(yōu)選地，移動X射線單元包括用于限制面板5的行進距離的裝置。一方面這對于確保系統(tǒng)的機械穩(wěn)定性是有利的(上位限制)并且對于防止電纜損壞也是有益的(下位限制)。優(yōu)選地，面板5能使用內(nèi)置軌道來移動，該軌道的長度可以選擇成以期望方式來限制面板5的位移范圍。顯示器7可以作為合適的用戶界面7a。例如，患者數(shù)據(jù)、諸如患者照片和/或損傷照片可以設置在窗ロ 7b中，由此將相關的患者信息、諸如出生日期、性別、劑量處方以及劑量輸送協(xié)議等等可顯示在窗ロ 7c中。按鈕7d可以設置成觸摸功能，用于能夠輸入數(shù)據(jù)。可替代地或另外的，也可以設置合適的硬件開關或按鈕。圖Ic以示意方式來表示根據(jù)本實用新型X射線單元的施加器的位移功能的實施例。根據(jù)本實用新型的一方面，移動X射線單元的機械部件發(fā)展并且實現(xiàn)為支承較寬范圍的用于X射線施加器4的平移或轉動移動。在視圖11中，示出了示意實施例，其中X射線施加器處于其?？课恢谩？梢岳斫獾氖牵鲇谇逦?，電纜和光纖為沒有示出。該位置可適于向小房間運送移動X射線單元，和/或圍繞患者操縱X射線單元。為了將X射線施加器縮回以盡可能地靠近基體2，鉸接臂4a可以在可移置的面板5的外部5a下方彎曲。為了確保移動X射線單元在其操縱期間的穩(wěn)定性，設置靠近地面的負載塊2a，用于降低整個構造的重心的絕對位置。視圖12以不意方式來表不另ー種可能,其中X射線施加器4處于它的其中ー個エ作位置中，在該位置，X射線施加其具有朝向患者P定向的X射線出射表面8。為了使X射線施加其相對于患者P進行合適定位，可移置面板可移動到介于面板5的最低位置與最高位置之間的某?？课恢?。鉸接臂4a用于使X射線施加其繞轉動軸線進行合適轉動。優(yōu)選地，在X射線管垂直定向時，轉動軸線選擇成與X射線束從出ロ表面發(fā)射的方向重合。[0063]視圖13以示意方式來表示又一種可能，其中在較低位置使用X射線施加器4。出于該目的，可移置的面板5可恢復其最低位置，并且臂4a用于以所希望的方式對X射線施加器進行定向。圖2以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的移動X射線單元的體系結構的實施例。根據(jù)本實用新型的移動X射線單元包括高壓電源單元，該電源單元優(yōu)選地適于在合適的X射線管中產(chǎn)生50_75kV的X射線；冷卻系統(tǒng)，該 冷卻系統(tǒng)在使用期間冷卻X射線管；以及控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)在使用期間控制X射線單元的子單元的電子參數(shù)和電氣參數(shù)。視圖20以示意方式示出了控制系統(tǒng)21和X射線施加器22的主要單元?？刂葡到y(tǒng)21優(yōu)選地包括硬線連接的用戶界面21a，用于開啟和關閉高壓電源21b。優(yōu)選地,高壓電源21b包括高壓發(fā)生器21c,其具有改善的上升和下降(ramp-up andramp-down)的特性。優(yōu)選地，上升時間為IOOms的量級。硬線連接的界面21a也可以布置成在高壓發(fā)生器開啟的情況下自動開啟冷卻系統(tǒng)21d。另外，冷卻系統(tǒng)21包括主控制器21e，該主控制器布置成控制使用時從X射線施加器的劑量輸送。該主控制器21e設置有主計數(shù)器，該主計數(shù)器適于記錄X射線輻射初始化之后流逝的時間。然后，在達到預定劑量的情況下，主計數(shù)器自動關閉向X射線管供給的高壓電源?？梢岳斫獾氖牵A定劑量至少依賴于所產(chǎn)生的X射線能量以及劑量率，其中可以預先校準該依賴性。如果主控制器可以利用對應的校準數(shù)據(jù)，則可以實現(xiàn)充分的主劑量輸送控制。優(yōu)選地，提供副控制器21f，用于啟用劑量輸送控制的獨立回路。副控制器可以連接至劑量計，該劑量計容納在X射線場中X射線施加器內(nèi)在準直器之前。因此，劑量計在考慮高壓電源的上升和下降期間劑量變化的情況下，提供有關實際劑量輸送的實時數(shù)據(jù)。還優(yōu)選地，控制系統(tǒng)還包括安全控制器21g，該安全控制器適于比較來自主控制器21e和副控制器21f的讀數(shù)，用于在其中輸送期望的劑量時觸發(fā)關閉高壓發(fā)生器21c。附加地或替代地，安全控制器21g可接線至防護緊急停止裝置、門互鎖裝置以及發(fā)生器互鎖裝置。控制系統(tǒng)還可包括劑量測定控制裝置21h，其適于與劑量測定系統(tǒng)通信，優(yōu)選地在線通信。然而，劑量測定控制裝置21h還能夠接受來自已掃描的劑量測定場的數(shù)據(jù)并且使用該后處理來更新劑量輸送數(shù)據(jù)。劑量測定控制裝置21h優(yōu)選地布置成在實時劑量測定器測量到規(guī)定劑量和已測量劑量之間相當大的偏差時，提供中斷信號。例如，劑量測定控制裝置21h可以向高壓發(fā)生器控制裝置21c提供合適的中斷信號。控制系統(tǒng)還包括指示器控制器21i，用于控制描繪至少一部分X射線束的光源。盡管出于簡化目的，指示器控制器21i鏈接至電源單元21b，用于在系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時開啟光源，但優(yōu)選的是，根據(jù)要求來開啟光源。因此，指示器控制器被布置成當被使用者觸發(fā)時向光源提供電能。使用者通過用戶界面，或者例如，使用專門的硬件開關來提供合適的觸發(fā)信號。X射線施加器22優(yōu)選地可包括下面特征-X射線管22a，設定成容納在外殼(屏蔽)22k中。根據(jù)本實用新型，X射線管設置有共面的靶、準直器以及出射窗幾何結構，使所產(chǎn)生的X射線束基本平行于X射線管的縱向軸線而傳播。優(yōu)選地，靶-準直器的距離大約為
4-lOcm，優(yōu)選的大約為5-6cm。X射線施加器還包括射線束硬化過濾器22b以及射線束平整過濾器22c，射線束硬化過濾器22b被選擇為截取低能輻射，射線束平整過濾器22c被設計為截取部分X射線束，用于產(chǎn)生靠近X射線施加器射出表面的基本平整射線束輪廓。此外，X射線施加器22包括一個或多個準直器，一個或多個準直器被布置成限定治療射線束的幾何結構。優(yōu)選地，使用一組準直器，具有例如1、1. 5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5cm的直徑?？梢岳斫獾氖牵M管討論了圓形準直器，但是任何形狀的準直器，如方形、橢圓形或定制形狀的準直器也是可以的。據(jù)發(fā)現(xiàn)，X射線施加器22設置有自動準直器探測裝置22f是有利的，該探測裝置適于自動發(fā)信號通知正在使用哪個準直器。優(yōu)選地，使用阻抗感測，其中每個準直器設置有至少ー對突出部分，用于橋接設置在準直器容座中的阻抗路徑。由此產(chǎn)生的容座的電阻構成表示使用中的準直器的信號。X射線施加器22還優(yōu)選地包括內(nèi)置溫度傳感器，該內(nèi)置溫度傳感器適于發(fā)送關于X射線管和/或外殼(屏蔽件)溫 度的信號。來自溫度傳感器的信號由控制系統(tǒng)來接收，該控制系統(tǒng)執(zhí)行對該信號的分析。如果測得的溫度超過允許水平，則產(chǎn)生警報信號?？蛇x地，可提供針對高壓發(fā)生器的關閉信號。X射線施加器22還包括輻射傳感器22h，該輻射傳感器布置在外殼22k內(nèi)，用于探測由X射線管實際輸送的X射線輻射。優(yōu)選地，出于安全原因，X射線施加器22還包括非易失性數(shù)據(jù)存儲器22i，該非易失性數(shù)據(jù)存儲器22i被布置成記錄至少X射線管的操作參數(shù)。此外，為了加強輻射安全性，X射線施加器22可設置有輻射指示器22 j，該輻射指示器22 j被布置成向使用者和/或患者提供有關X射線管的開/關情形的視覺和/或音頻輸出。可以理解的是，輻射指示器22 j可包括多個分布式信號發(fā)送裝置。優(yōu)選地，至少ー個信號發(fā)送裝置、例如發(fā)光二極管(LED)與X射線施加器22關聯(lián)。更優(yōu)選地，信號發(fā)送裝置設置在X射線施加器22上。圖3以示意方式來表示根據(jù)本實用新型的X射線單元的劑量測定系統(tǒng)。參照之前部分所討論的X射線施加器4包括X射線管，其布置有具有靶區(qū)域Ia的陽極I，所述靶區(qū)域Ia用于產(chǎn)生發(fā)散X射線束8a。靶區(qū)域Ia是基本平板，該平板沿著基本垂直于陽極I縱向軸線的方向延伸。雖然優(yōu)選地，陽極I定向為與X射線束(以及X射線管)的軸線Sb同軸，但其它相應定向也是可以的。所產(chǎn)生的X射線束由X射線施加器從出射表面8’射出?？梢岳斫獾氖?，出于清晰目的，合適的過濾器、準直器以及X-線管的出射窗都沒有示出。因此，出射表面8’不是必須對應于X射線管的出射窗。優(yōu)選地，使用指示器用于相對于患者的目標區(qū)域來定位X射線施加器4。指示器可包括兩個光源15a、15b，兩個光源15a、15b被布置產(chǎn)產(chǎn)生較窄的射線束光，所述光源裝配在相應支承臂16a、16b上并且通過它們自身的裝置連接至X射線施加器4的外表面。優(yōu)選地，光源被布置成在空間C中提供一點，該點對應射線束軸線Sb。劑量測定系統(tǒng)18則相對點C對中，用于截取X射線束。根據(jù)本實用新型的X射線單元可設置有多個不同尺寸的劑量測定裝置。合適的劑量測定裝置可基于實際射線束尺寸來選擇。優(yōu)選的，劑量測定裝置18進ー步延伸超過X射線場，用于測量所輸送的X射線場的絕對尺寸。優(yōu)選地，劑量測定系統(tǒng)18包括獨立測量容積陣列?？梢岳斫獾氖?，出于該目的，可以使用膠片、或者ー組TLD裝置或者陣列類型的半導體劑量測定器。因此，可以建立橫穿X射線場的劑量分布，用于校驗和/或用于內(nèi)部分段修正。優(yōu)選地，劑量測定裝置提供實時讀數(shù)，使用合適電纜19將該實時讀數(shù)提供給劑量測定控制單元21h，如參照圖2所討論的。雖然參照設置有場描繪裝置的X射線施加器對劑量測定系統(tǒng)的實施例進行了討論，但可以理解的是，本實用新型在沒有提供描繪X射線場的指示器的情況下也是可以實現(xiàn)的。圖4a以示意的方式來示出移動X射線單元的X射線施加器的橫截面的第一實施例，示出指示器的第一實施例。X射線施加器30包括外殼36，其容納設置有外部屏蔽件35a的X射線管組件35。根據(jù)本實用新型的一方面，X射線施加器30還包括光源48a，該光源48a與平面鏡48 一起使用，用于發(fā)射指示由X射線管產(chǎn)生的X射線束的光束。優(yōu)選地，X射線具有傳播軸線45a，其與X射線管的縱向軸線重合。光源48a和平面鏡48被布置成使所產(chǎn)生的光束基本沿著X射線管組件45a的縱向軸線傳播。當由此產(chǎn)生的光束被準直器33截取時，產(chǎn)生X射線束的視覺指示，以方便X射線施加器和患者目標區(qū)域之間的精確對準。優(yōu)選地，靶(陽極)和準直器33之間的距離在4-lOcm范圍內(nèi)，優(yōu)選地大約為·5-6cm。由于相對較小焦點尺寸，該相對較短靶-準直器的距離對于產(chǎn)生具有基本狹窄半影(對于20/80%的線來說是I. 5-1. 8mm)和良好的射線束平整度的X射線束來說是特別合適的。X射線施加器30還包括過濾器39，該過濾器用于硬化從目標發(fā)射的X射線束；射線束平整過濾器40，該射線束平整過濾器40用于平整射線束曲線；以及準直器33，該準直器可插入在準直器容座41中。為了防止X射線管在使用中過熱，設置冷卻系統(tǒng)34，該冷卻系統(tǒng)34可以有利地布置在X射線管35和與X射線管35的表面接觸的屏蔽件35a之間的間距中。使用管31來提供合適的冷卻劑。優(yōu)選地，冷卻劑是循環(huán)的并且可以選擇為水或加壓氣體。X射線施加器30可包括溫度傳感器37。X射線組件30還可包括合適的輻射探測器38，該輻射探測器38連接至輻射指示器43。優(yōu)選地，由輻射探測器38采集的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲單元44中。為了保護X射線施加器30的X射線出射表面不受患者間的污染，可設置施加器帽42以便至少覆蓋X射線施加器30的出射窗。優(yōu)選地，施加器帽足夠厚以完全截取從X射線施加器發(fā)出的二級電子。優(yōu)選地，施加器帽由PVDF(聚偏氟乙烯)制造而成并且在整個窗口部厚度大約為0. 4-0. 7mm，優(yōu)選0. 6mm厚，密度大約為I. 75-1. 8，優(yōu)選為I. 78。可替代地，施加器帽由PPSU (聚亞苯基砜)制造而成且在整個窗口部的厚度為0. 3-0. 6mm,優(yōu)選0. 5mm厚，密度大約為I. 30-1. 45，優(yōu)選為1.39。發(fā)現(xiàn)這些材料是特別合適的，因為它們在X射線的影響下穩(wěn)定，并且適于不同類型的殺菌處理，諸如化學殺菌或高溫下殺菌。圖4b以示意的方式來示出移動X射線單元的X射線施加器橫截面的第二實施例，示出指示器的第二實施例。在該示例性實施例中，光纖47a設置在準直器33上方的準直器容座41中。光纖47a布置成產(chǎn)生光場,該光場相對于準直器開口 33基本對中，該開口用于模擬從準直器發(fā)射的X射線束。出于該目的，光纖47a布置成發(fā)射充分狹窄的射線束，該狹窄射線束具有代表X射線束期望發(fā)散的發(fā)散?？商娲?，能夠使用光纖47a來可視化X射線束的中心軸線45a。在該情形，光纖有利地布置成發(fā)射狹窄射線束光，該狹窄射線束光在患者表面上形成微小光斑。優(yōu)選地，光斑的尺寸小于5mm2，更優(yōu)選的，光斑的尺寸大約為1mm2。使用合適的發(fā)光二極管或激光器來產(chǎn)生從光纖47a發(fā)出的光。優(yōu)選地,發(fā)光二極管和激光器相對于X射線施加器30遠程布置。可以理解的是，可以使用替代構造，其中ー個或多個光源與ー個或多個光纖組合使用。圖4c以示意方式來示出移動X射線單元的X射線施加器橫截面的第三實施例,示出指示器的第三實施例。在該特定實施例中，具有靶45 (用于產(chǎn)生具有縱向X射線軸45a的X射線束45c)的X射線施加器設置有外部指示器，該外部指示器用于在距離X射線施加器的下表面49的預定距離D處可視化縱向軸線45a。可以理解的是，下表面49可與參照圖Ic討論的出射窗相關，或者與參照圖5所討論的施加器帽相關。外部指示器包括布置在相應支承臂54a、54b上的ー個或多個光源52a、52b，ー個或多個光源52a、52b用于產(chǎn)生相應的狹窄光束53a、53b，所述光束指向軸線45a并且適于在距離X射線施加器30的下表面49的預定距離D處相交。優(yōu)選地，距離D選擇為0. 5-2cm之間。支承臂54a、54b以如下方式布置，即光束53a、53b不會截取X射線施加器。當相對于患者P來定位X射線施加器時，前者必須以如下方式來操縱，即光束53a、53b在患者表面上相交。但是，如果治療方案提出使用劑量積累材料，則光束53a、53b橫越·劑量積累材料的表面。優(yōu)選地，支承臂54a，54b是可調(diào)節(jié)的，用于在距離X射線施加器的下表面49的不同距離處指示中心軸線45a。為了校準支承臂的調(diào)節(jié)，可以使用透明的校準模擬件，其中標記出中心軸線和深度?？梢岳斫獾氖?，即使圖4a_4c公開了指示器的各個實施例，但是這些實施例的組合也是可以預期的。例如，用于指示中心軸線的裝置可以與用于指示整個場的裝置組合。另外，內(nèi)部和外部指示器也可以組合。圖5以示意方式來表示圖3中設置有施加器帽的的X射線施加器的實施例。施加器帽42應由對X射線透明的材料制成，諸如玻璃、塑料或陶瓷。還能夠采用金屬來制造施加器帽，盡管不是優(yōu)選的。在后者情形，可以對施加器帽進行消毒，但是優(yōu)選使用一次性的施加器帽。在圖5的視圖50中，可以看出X射線施加器51的外部尺寸可大于由施加器帽42覆蓋的出射部的外部尺寸。盡管該實施例對于最小化X射線施加器的總重量來說是優(yōu)選的，但是出射部可以具有與X射線施加器51的本體相同的尺寸。施加器帽在由低Z材料制成時厚度可以為0. 5-2cm。圖6以示意方式來示出在根據(jù)本實用新型另ー方面的移動X射線裝置中的X射線管的另ー實施例。X射線管100具有本體102，該本體在一端封裝X射線穿過的端窗104。端窗由薄鈹金屬片制成。覆蓋端窗104提供針對窗ロ損壞的保護以及針對金屬毒性作用的保護的是施加器帽106。施加器帽106優(yōu)選由塑料材料制成。在管本體102中，靶108處于距離準直器130的4_10cm處，且優(yōu)選地，在距離準直器130的4-6cm處，參見圖6，橫截面F-F。靶由鎢金屬制成，以提供期望的X射線光譜。靶的鎢尖端裝配在大陽極組件110上，該大陽極組件110還可以用于將靶中產(chǎn)生X射線所形成的熱傳導出去。陽極組件的大部分由銅制成。陰極112定位成稍微偏離靠近端窗的軸線。從陰極發(fā)射的電子加速跨越由陰極和陽極之間的電勢差引起的間隙以射向靶，在該情形電勢差大約設定為70kV，這些電子將撞擊在鈀上并且以已知方式使X射線產(chǎn)生。從靶108發(fā)射的X射線在穿過準直器130和施加器帽106上的出射表面124之前穿過射線束硬化過濾器122。準直器130可容納在合適的準直器容座128中。陽極組件110裝配在本體102中并且與其電絕緣。大量已知技術和材料中的ー種可以用于在陽極和本體102之間提供期望的絕緣程度。本領域還已知的是，X射線的產(chǎn)生會產(chǎn)生大量廢熱，因此有必要將管冷卻，以便將其維持在安全的溫度。各種冷卻機構在本領域中都是已知并使用的。在該實施例中，通過強制水圍繞陽極區(qū)域來對管進行冷卻。水通過管道116進入管的后部并且通過第二管道118離開。水冷卻回路是閉環(huán)回路，離開管組件的水在回到管之前通過遠程冷卻器來冷卻?？商娲?，油或者其它流體可以用作冷卻介質。還已知的是，在一些應用中，加壓氣體用作高效冷卻剤。本領域已知的是，沿所有方向產(chǎn)生和發(fā)射X射線，但是由管102的本體以及其它內(nèi)部元件引起的屏蔽傾向于將從管的本體發(fā)射的輻射量減到最小，大部分輻射是從端窗發(fā)射的。由本體提供的屏蔽的厚度使得其提供對于操作者安全使用來說所需的至少最低水平的屏蔽。高壓電纜組件120連接至陽極組件110。高壓電纜組件連接至柔性電纜裝置(未示出)，柔性電纜裝置又連接至高壓電源。形成根據(jù)本實用新型一方面的劑量測定系統(tǒng)的輻 射探測器114置于從鈀108發(fā)射的X射線束路徑的外側并且穿過端窗104。該探測器可以是任意已知形式的輻射探測器。在該實施例中，是連接至放大器的已知形式的合適輻射硬化半導體。輻射探測器114探測管102何時工作并且發(fā)射X射線能量。來自探測器的輸出連接至控制單元，來自其中的輸出信號可用于提供管是否運行的光學指示。通過這種方法來提供X射線探測器，其用于探測管是開啟還是關閉。通過進一歩校準輻射探測器114，能夠確定和計算在治療期間施加給患者的X射線劑量。通過這種方式，能夠使用實時劑量測定測量系統(tǒng)，其中可以確定所施加的精確量的輻射劑量。當劑量率為已知時，在治療期間可以修改治療計劃。這之所以有利是因為可以非常精確并且密切的控制所施加的X射線的劑量。為了將管102精確放置在腫瘤上方，可以使用腫瘤照明裝置。腫瘤照明裝置包括多個光源126，其圍繞管的周界并且靠近端窗放置。當使用時，光照射在患者皮膚上。因為光源126圍繞本體102的周界定位，在距離管一端的較短距離處，它們會產(chǎn)生光環(huán)，該光環(huán)內(nèi)部具有尖鋭截斷(cut off)。這樣，管本體102上的光源位置產(chǎn)生陰影。當X射線管開啟時，該陰影環(huán)用于指示將要經(jīng)受輻射的區(qū)域?？梢岳斫獾氖牵h(huán)內(nèi)的區(qū)域并不完全是黑的，環(huán)境光將能夠進入陰影區(qū)域。優(yōu)選的是，光源126是白的LED，其足夠亮從而清楚地照明目標區(qū)域，而不會產(chǎn)生大量熱并且具有較長的壽命。少的熱量產(chǎn)生是重要的，因為光源緊靠患者的皮膚，因此最小化對皮膚燒傷或其它損害的危險是重要的。其它顏色的LED也可以使用。可替代地，可以使用其它光源，諸如已知的白熾燈，甚至是通過光纜連接至環(huán)的遠程光源。雖然上面已經(jīng)對具體實施例進行描述，但可以理解的是，本實用新型也可以于上述不同的其它方式來實現(xiàn)。上面描述只是示意性的，而非限制性的。因此，對本領域技術人員來說已知的是，在不脫離下面所述權利要求書范圍的情況下，可以對前面所述的本實用新型進行修改。
權利要求1.一種移動X射線單元，包括基體，所述基體用于容納控制單元和電源，還包括鉸接式可移置臂，所述鉸接式可移置臂支承X射線施加器，所述X射線施加器具有X射線管，所述X射線管用于發(fā)射X射線束穿過出射窗而輻射對象，所述X射線單元還包括內(nèi)置的劑量測定系統(tǒng)，所述劑量測定系統(tǒng)適于執(zhí)行實時劑量測定。
2.根據(jù)權利要求I所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)設置在所述X射線管中或所述X射線施加器中。
3.根據(jù)權利要求I所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)適于定位在出射窗和正在被輻射的對象之間。
4.根據(jù)權利要求3所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)包括半導體探測器。
5.根據(jù)前述任一項權利要求所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)設置有數(shù)字讀出裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)被布置成向所述控制單元提供信號。
7.根據(jù)權利要求I所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)被布置成能至少校驗所產(chǎn)生的X射線場的位置和幾何結構。
8.根據(jù)權利要求I所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)被校準以使得能夠對沉積X射線劑量進行絕對劑量測定。
9.根據(jù)權利要求I所述的移動X射線單元，其特征在于，所述X射線單元還包括指示器，所述指示器用于提供至少一部分從所述出射窗發(fā)射的X射線束的視覺指示。
10.根據(jù)權利要求9所述的移動X射線單元，其特征在于，所述指示器包括光源。
11.根據(jù)權利要求10所述的移動X射線單元，其特征在于，所述指示器包括兩個或多個光源，所述兩個或多個光源同心地圍繞所述X射線管或所述X射線施加器布置。
12.根據(jù)權利要求11所述的移動X射線單元，其特征在于，所述X射線束具有縱向軸線，每個光源被布置成在距離所述X射線施加器下表面的預定距離處朝所述縱向軸線發(fā)射狹窄射線束光。
13.根據(jù)權利要求10所述的移動X射線單元，其特征在于，所述指示器包括容納在X射線施加器內(nèi)的光源，用于產(chǎn)生設定為由準直器截取的光束，從而提供從所述出射窗發(fā)射的X射線場的光圖像。
14.根據(jù)權利要求10所述的移動X射線單元，其特征在于，所述指示器包括光源和光纖，所述光纖被布置成輸送來自所述光源的光，用以由所述準直器來截取。
15.根據(jù)權利要求14所述的移動X射線單元，其特征在于，所述指示器包括多根光纖，所述多根光纖分布在所述準直器上方區(qū)域的所述X射線施加器中，用于照明準直器開口，從而使所述準直器開口截取產(chǎn)生的光場。
16.根據(jù)權利要求10所述的移動X射線單元，其特征在于，所述指示器包括光源，所述光源發(fā)射布置在所述施加器內(nèi)的狹窄光束，用于描繪所述X射線束的縱向軸線。
17.根據(jù)前述權利要求10-16任一項所述的移動X射線單元，其特征在于，所述光源為發(fā)光二極管(LED)或激光器。
18.根據(jù)權利要求I所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)被布置成基于所述X射線束的產(chǎn)生來產(chǎn)生控制信號。
19.根據(jù)權利要求8所述的移動X射線單元，其 特征在于，校準所述劑量測定，用于修正選自下面組中的參數(shù)所述X射線管的溫度、所述X射線管的壽命、所述X射線管的角度、所述X射線束的能量。
20.根據(jù)權利要求I所述的移動X射線單元，其特征在于，所述劑量測定系統(tǒng)適于輸送關于分布在目標區(qū)域和/或目標區(qū)域附近的輻射劑量的信息。
專利摘要本實用新型涉及移動X射線單元(10)，該移動X射線單元(10)包括基體(2)，該基體(2)用于容納控制單元和電源，還包括鉸接式可移置臂(4a)，鉸接式可移置臂(4a)支承X射線施加器(4)，該X射線施加器具有用于發(fā)射X射線束(8a)穿過出射窗(8)而輻射對象的X射線管，X射線單元還包括內(nèi)置的劑量測定系統(tǒng)(9)，該劑量測定系統(tǒng)(9)適于執(zhí)行在線或實時劑量測定。
文檔編號A61N5/10GK202751702SQ201120579998
公開日2013年2月27日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者J·S·范德維, B·伍德斯塔, J·赫寧 申請人:核通運營有限公司