专利名称：移动x射线单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及移动X射线单元，其包括用于容纳控制单元和电源的基体，并且还包括支承X射线施加器的铰接式可移置臂，该施加器具有用于将X射线束发射穿过出射窗以便辐射对象的X射线管。
背景技术：
皮肤癌在二十世纪的最后十年发病率增大，并且需要医疗专职人员在早期诊断、后勤以及适当治疗的有效性方面进行相当大的努力。但是，应意识到，每年有超过130万的新患者被诊断出皮肤癌并且以每年5%的速率增加。在没有皮肤保护的前提下增加在阳光下的暴露以及臭氧层变薄被认为是引起该增加(估计每年在治疗费用上要花费超过10亿欧元的难题)的主要原因。有超过80%的皮肤癌是发生在头部和颈部区域，50%的患者年龄都在60岁以上。可以预期的是，相比现在的统计人口，老年人口将在2025年将翻倍。·可以用不同方式来治疗基本上浅表损伤的非增生扩散癌。首先，外科手术是可以预见的。但是，由于较长的等待名单以及与后期治疗护理相关的并发症，这种技术是不利的。另外，由于外科手术的侵入性特点，由感染引起的伤口污染会具有附加的风险。其次，使用软X射线的电子照射是可以预见的。这些技术具有非侵入的优点，其中治疗进程可以短至2分钟。可以理解的是，通常使用放射疗法技术的完整治疗可包括许多进程。因此，逐渐增加的皮肤癌发生率以及老年人口在整个人口统计上份额的增加对癌症治疗学提出相当大的挑战。近年来，已提出使用便携式X射线单元，其可以在医院放疗科内使用。这种便携式单元的实施例在US 2007/0076851中进行了描述。已知的单元包括X射线施加器，该X射线施加器包括设置有过滤装置的X射线源，该过滤装置具有相对于X射线管的焦点旋转布置的多个过滤器，用以根据需要来改变过滤特征。多个过滤器布置在过滤装置中，该过滤装置相对于X射线管的纵向轴线横向布置。这种布置需要用于将X射线束朝过滤器平面输送的额外措施。通过将X射线施加器定位在距离患者皮肤的一定距离处来使用该已知装置。该已知X射线管的不利之处在于，针对从X射线施加器发射的X射线束和患者身上治疗区域之间的实际描绘，会得到不良的控制。
实用新型内容该实用新型的目的在于提供一种改进的移动X射线。该移动X射线单元包括基体，该基体用于容纳控制单元和电源，且该X射线单元还包括铰接式可移置臂，铰接式可移置臂支承X射线施加器，X射线施加器具有用于将X射线束发射穿过发射窗来辐射对象的X射线管，其中X射线单元还包括基于模拟件的剂量测定系统，该基于模拟件的剂量测定系统适于执行对X射线束剂量的在线或实时的剂量测定检验。更特别的是，该实用新型的目的在于提供一种移动X射线单元，其中X射线束能以可控方式来传送。因此，根据本实用新型的移动X射线单元包括基于模拟件的剂量测定系统，该剂量测定系统布置成与控制单元电气通信，并且该测定系统适于对X射线束执行在线或实时的剂量测定检验。可以理解的是，在本申请的全文中，术语“移动”以及“便携”可以互换，这是由于这些术语等同地涉及容易移动或运输的装置，例如，可由单个个人移动或运输的装置。发现提供基于模拟件的剂量测定系统是有利的，该测定系统允许以快速以及稳固的方式对根据本实用新型的X射线单元进行质量保证和辐射安全的控制。优选的是，基于模拟件的剂量测定系统包括预制造的(优选是固体)的模拟件块，该模拟件块设置有一个或多个空间，用于容纳合适的·剂量计。该剂量计处于模拟件内的预定位置处。可以理解的是，剂量计可以是胶片、电离室或半导体探测器。为了方便胶片剂量测定，模拟件可以设置有可延伸的抽屉，用于在它们的规定驻留位置容纳一个或多个胶片部。对于电离室和半导体装置，模拟件可以包括适于所设定使用的剂量计尺寸的专用腔。模拟件由固体材料制成，并且模拟件可优选地由与人体皮肤剂量测定特性相对应的材料制造而成。在特别实施例中，模拟件可不仅与人体的剂量测定特性相对应，还会模拟人体的外部形状。例如，手、颈、耳、脸、胸、鼻或其它任何非平整表面可以由模拟件来具体化。发现这对于确保合适治疗计划和治疗传送是特别重要的。更特别的是，模拟件可包括合适的插入件，该插入件可在预计划的剂量测定和治疗期间使用。例如，模拟件可包括耳和鼻插入件，用于确保当这些器官被辐射时电平衡和合适的剂量分布。例如考虑到成人的不同形状以及小孩和成人之间的尺寸差别，这些类人模拟件可设置成不同的形状和尺寸。在特别实施例中，剂量测定系统可被布置成连接至X射线施加器的容座。虽然可预见专用的容座，但优选的是，剂量测定系统连接至准直器容座。出于该目的，基于模拟件的剂量测定系统设置有类似于准直器的附连装置，用于连接至准直器容座。参照图5a和5b，将对可连接至X射线施加器的剂量测定系统的实施例进行讨论。在根据本实用新型的X射线单元的实施例中，剂量测定系统包括数字读出装置。特别有利的是，提供在线和/或实时的剂量测定系统能够将数据直接传输至合适的数据处理单元，而该数据处理单元被布置成与X射线单元的控制装置进行电通信。在根据本实用新型的X射线单元的另一实施例中，剂量测定系统被布置成允许检验所生成X射线场的至少百分深度剂量、线束平整度以及剂量率。可以理解的是，不同实施例都是可以预期的。首先，可以设置剂量测定胶片，该剂量测定胶片对X射线管生成的沿与发射X射线束的纵向轴线方向基本一致的方向的X射线敏感。通过这种方式可以测量百分深度剂量。可以理解的是，一个或多个这种胶片可以用于偏心测量。接下来，可以在沿着与X射线场中心轴线相对应的射线的预定深度处在模拟件内侧设置多个热释光剂量计(TLD)。此外可以通过将剂量计合适地定位在期望位置处，来实现偏心测量。被辐射的TLD可以由专用读出单元来读出并且数据可用于进一步分析。例如，TLD读出器将计算机文件输出到合适的数据处理单元中。接下来，模拟件可设置有一个或多个腔，用于容纳一个或多个电离室或一个或多个半导体装置。这些剂量计可以连接至能够提供在线剂量测定数据的测量单元。来自测量单元的信号可供应至根据本实用新型的移动X射线单元的控制单元，用于记录剂量测定数据和/或必要时调整高压电源的设置。[0017]可以理解的是，优选地使用一组微型电离室。替代地，这些腔设置有二极管辐射探测器，这些二极管辐射探测器包括定位在基于模拟件的剂量测定系统的表面处的第一组以及定位在5_深度处的第二组。可以理解的是，来自第二组的优选单个探测器定位在第一组的探测器盲区的外侧。在特别实施例中，10-15个探测器设置在5_深度处，10-15个探测器设置在IOmm深度处，处于远离更高探测器盲区的位置。可以理解的是，用于提供探测器设置的第一深度和第二深度的绝对值可以进行不同的选择。在根据本实用新型的X射线单元的另一个实施例中，对剂量测定系统进行校准，以便对百分深度剂量进行绝对剂量测定。发现在基于模拟件的剂量测定系统能够在线或实时传输绝对剂量测定数据时是特别有利的。本领域的那些技术人员可以容易地理解，那些校准测量对于剂量测定胶片、电离室或半导体探测器的绝对校准来说是必需的。在根据本实用新型的移动X射线单元的另一个实施例中，模拟件的表面设置有对准型式。发现在模拟件表面和/或内部设置对准型式特别的有利。可以理解的是，为了让 内部型式可视化，模拟件材料必须是基本透明的。还可以理解的是，对准型式还可以用于校验预期的X射线场(使用光指示器而全部或部分可视化)和实际X射线场之间的几何形状对应性。优选地，针对X射线施加器的不同角度，对这种对应性进行检验。剂量测定系统、即胶片或合适装置(TLD，电离室或半导体)包括多个测量点，这些测量点优选地分布在平面中。当这种装置定位在X射线场中时，可以处理读数，以便建立横贯所施加场的剂量数据。例如，可采用中心轴线处的读数以及优选地处于不同径向距离处的多个外围读数。因此，可以获取不仅关于中心场中的绝对剂量而且关于横贯场的线束平整性的信息。可以理解的是，出于该目的，胶片剂量测定是优选的。在根据本实用新型的X射线单元的另一实施例中，还包括指示器，该指示器用于可视化从发射窗发出的X射线束的至少一部分。或者，该指示器用于提供从发射窗发射的X射线束的至少一部分的视觉指示。发现当指示器被设置成可视化描绘所生成X射线束的至少一部分、如其中心轴线和/或完整线束几何形状时，治疗效果得到显著地改进。特别的是，这种指示对于相对于X射线束定位剂量测定系统的模拟件来说是有利的。该指示器包括光源阵列，该光源阵列围绕X射线施加器同心地布置。优选的，指示器包括光源。光源可布置在X射线施加器中，或替代地可以围绕X射线施加器的外表面来布置。在前者情形，光指示器可被布置成描绘X射线束的中心轴线和/或完整的光束几何形状，而在后者情形，光指示器可被布置成优选地在距离X射线施加器预定距离处描绘X射线束的中心轴线。在X射线施加器在距离患者皮肤的标准距离处使用时，该特征是有利的。但是，可以理解的是，围绕X射线施加器布置的光指示器可以调节，以在距离X射线施加器的多个轴向距离处指示X射线束的中心轴线。在设想轴向可视化时，有利地是，使用设置有内部对准型式的透明模拟件，用于检验模拟件的中心轴线和X射线场的中心射线之间的共面对准。替代地，剂量测定系统可以附连于X射线施加器，从而在使用中穿过X射线束的出射表面与基于模拟件的剂量测定系统的上表面接触。[0027]在根据本实用新型的移动X射线单元的实施例中，指示器包括两个或多个围绕X射线施加器同心布置的光源。X射线束具有纵向轴线，每个光源被布置成在距离X射线施加器下表面的预定距离处朝纵向轴线发射窄束光。尽管提供生成窄光束的单光源就足以用于指示X射线光束的中心轴线，但是发现，提供在距离X射线施加器的出射表面的给定距离处相交并且生成相应窄光束的多个光源是有利的。根据该实施例，能够在距离模拟件的规定距离处安装X射线施加器，并且能够将剂量测定系统相对于X射线束精确安装。为了确保目标部分被X射线束准确覆盖，X射线施加器可以定位成，使X射线束的所指示中心基本定位在模拟件的中心处，且该模拟件优选地设置有对准型式。可以理解的是，该实施例对于具有规则形状的X射线束来说运行得特别好，例如当使用圆形、方形、椭圆形或三角形准直器来用于X射线束成形时。在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括光源，该光源容纳在X射线施加器内侧，用于生成光束，该光束被设定为由准直器来截取，用于提供从出射表面发射的X射线场的光图像。当对X射线束的完整形状进行描绘时，发现该实施例特别有利，例如在使用非规 则光束形状时的情形。在该情形，光源可设置在靶附近或经由偏轴的镜子，来用于生成被设定为由准直器截取的光束。可以理解的是，光束的传播方向须与X射线束的传播方向基本相似。在一实施例中，当使用镜子时，光源可有利地定位成偏轴。在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括光源和光纤，该光纤被布置成传送来自光源的光，用以由准直器来截取。该实施例具有以下优点，即光源可以定位在X射线施加器的外侧，从而不用影响该X射线施加器的整个尺寸。例如，光源可以布置在X射线单元的基体中并且光纤可从基体行进到X射线施加器的内侧，从而对准直器进行合适照明，用于获取所生成X射线束的光图像。在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括多个光纤，这些光纤在准直器上方区域分布在X射线施加器中，用于照亮准直器开口，从而促使准直器开口截取所产生的光场。该实施例对于获取具有大强度的光场是有利的。在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括发射窄光束的光源，该光源布置在施加器内，用于描绘X射线束的纵向轴线。优选地，使用微型激光源。在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，辐射探测器设置在X射线施加器内，用于探测X射线束。该辐射探测器置于外壳内，用于探测X射线束。并且辐射探测器被布置成在生成X射线束时生成控制信号。优选地，根据本实用新型的X射线单元包括主计时器，该主计时器为高压电源设定用于输送预定辐射剂量的时间。容纳在X射线施加器内的辐射传感器可以是副计时器回路的一部分，该副计时器回路适于在输送预定辐射剂量时切断高压电源。这样，就可以改进辐射安全控制。发现提供用于探测所生成X射线束的存在的独立装置是有利的。优选地，在实施例中，当对剂量测定系统进行操作以在线或实时提供绝对辐射剂量数据时，除了使用来自内置辐射探测器的信号之外，也可以使用来自剂量测定系统的信号，用于执行对根据本实用新型的X射线单元的内置中断的质量控制。[0037]优选地，使用设置有一个或多个剂量计的固态模拟件，这些剂量计用于检验百分深度剂量、光束平整度以及剂量率。根据本实用新型的一方面的模拟件可以由与人体皮肤剂量测定特性相对应的材料制造而成。在特定实施例中，模拟件具有类人性，模拟人体部分夕卜表面，诸如耳、手、鼻、胸、颈等等。参照附图对本实用新型的这些以及其它方面进行讨论，其中相似参考数字或标记表示相似元件。可以理解的是，这些附图只是用于示意并不用于限制所附权利要求书的范围。
图Ia以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的实施例。图Ib以示意方式来表示移动X射线单元可移置面板的实施例。图Ic以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元施加器的移置功能的实施例。图2以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的体系结构的实施例。图3以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元的基于模拟件的剂量测定系统。图4a以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的X射线施加器的横截面的第一实施例，其描绘指示器的第一实施例。图4b以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的X射线施加器的横截面的第二实施例，其描绘指示器的第二实施例。图4c以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的X射线施加器的横截面的第三实施例，其描绘指示器的第三实施例。图5a 以示意方式来表示根据本实用新型一方面的基于模拟件的剂量测定系统的实施例。图5b以示意方式来表示图5a的基于模拟件的剂量测定系统的实施例的横截面。图6以示意方式来表示在根据本实用新型一方面的移动X射线装置中使用的X射线管的实施例。图6E-E是图6所示X射线单元的沿剖线VI_E_VI_E剖取的剖视图。图6F-F是图6所示X射线单元的沿剖线VI_F_VI_F剖取的剖视图。
具体实施方式
图Ia以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的实施例。移动X射线单元10包括基体2，该基体至少包括电源单元、冷却系统以及用于控制X射线施加器4操作的控制单元，该X射线施加器4包括容纳在外壳内的X射线管。X射线施加器4使用柔性电缆3连接至基体，该电缆至少部分地接纳在可移置面板5中。施加器4由铰接式可移置臂4a支承，该臂包括用于改变施加器4在空间上的角度的枢轴。施加器4包括纵向轴线以及所生成X射线束发射穿过其中的发射窗8。铰接臂4a还可以机械地连接于可移置面板5，用于改变X射线施加器4的垂直位置。优选地，可移置面板5设置有把手6，从而允许容易地操纵该可移置面板。沿着合适轨道来引导可移置面板5，从而能够对其进行基本平滑并且无振动的移置。优选地，容纳X射线管的X射线施加器具有同轴几何形状，其中设定为对患者P表面P’上的目标区域进行辐射的X射线束8a从发射窗8传播，该发射窗8具有基本对应于X射线管轴线的光束轴线Sb。例如，通过将X射线 管的阳极的纵向轴线布置成基本平行于X射线施加器4的纵向轴线，这就可以实现。根据本实用新型的一方面，基于模拟件的剂量测定系统9a，9b设置成用于提供至少有关发射X射线场的百分深度剂量的数据。优选地，对于剂量测定系统9a，9b，选择能生成在线数据的系统。电离室和固态探测器、例如半导体探测器适于该目的。这种探测器可布置在基于模拟件的剂量测定系统的表面上并且处于特定深度，例如5mm深度。通过提供由辐射剂量计实现的多个点测量，可以确定诸如百分深度剂量和光束平整度的参数。可以理解的是，可对剂量测定系统进行操作来提供相关数据。对于绝对剂量测定，可以进行校准。为了确定百分深度剂量，可提供在中心轴线8b上特定深度处的多个剂量计9d(至少两个)。对于软X射线(50-130kV)，足以在表面以及5mm深度处测量数据。还可以理解的是，该组剂量计可以多达10-20个、甚至50个探测器。为了防止它们在基于模拟件的剂量测定系统中互相干扰，位于深度9c处的剂量计优选地定位在相应剂量计(处于表面9b处)的阴影外侧。优选地，来自剂量测定单元的信号提供给X射线设备的控制单元21，用于在线剂量输送的控制和/或中断。优选地，为了相对彼此定位X射线施加器4和剂量测定系统9a，施加器设置有指示器，该指示器布置成可视化地描绘将由施加器4内X射线管生成的X射线场。优选地，指示器包括光源，诸如发光二极管、激光器或相似的。光源可以布置在X射线施加器4内或围绕X射线施加器，或者远程定位，例如定位在基体2中。在后者情形,可使用合适的一条或多条光纤将来自光源(未不出)的光导向X射线施加器。关于施加器的更多细节将参照图4a_4c呈现出来。优选地，在X射线单元10中，基体单元2设置有显示器7，用于反馈合适的用户信息。显示器7布置成触敏屏幕，用于将合适的数据输入到系统中。例如，显示器面板可包括用于将光指示器开启的装置。可选地，光指示器在X射线单元开启时可以一直开启。尤其是在剂量调节器用于将剂量曲线中的梯度强加在整个X射线场上时，用户界面还可用于输入规定剂量以及可能的规定剂量分布。用户界面还被布置成显示有关在治疗期间实际剂量输送以及剂量分布曲线的数据。可以理解的是，通过使用剂量测定系统，剂量输送协议可以和实际剂量输送数据进行比较，必要时，如果在所规定的和所输送剂量之间的偏差大于1%时，在进一步后续进程中校正实际剂量输送。图Ib以示意方式来表示移动X射线单元的可移置面板的实施例。在该放大视图IOa中，示出了可移置面板5的具体元件。因此，把手6可以作为用于拉动或推动面板5的机械部件来实施。替代地，把手6可以布置成电力致动器，用于触发用于移置面板5的电动机(未示出)。例如，当把手6被拉动时，可以致动电动机，从而促使面板5在方向A上移置。推动把手6可以促使面板5在方向B上下降。优选地，移动X射线单元包括用于限制面板5行进距离的装置。一方面，这对于确保系统的机械稳定性是有利的(上水平限制)，另一方面，这对于防止电缆损坏是有益的(下水平限制)。优选地，面板5可使用内置轨道移动，该轨道的长度可以选择成以期望方式来限制面板5的移置范围。[0059]基体单元2优选地还包括显示器7，其可以作为合适的用户界面7a。例如，患者数据、诸如患者照片和/或损伤照片可以设置在窗口 7b中，藉此将相关的患者信息、诸如出生日期、性别、剂量处方以及剂量输送协议等等显示在窗口 7c中。按钮7d可以设置成触摸功能，用于能够输入数据。替代地或附加地，也可以设置合适的硬件开关或按钮。图Ic以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元施加器的移置功能的实施例。根据本实用新型的一方面，移动X射线单元的机械部件可以发展并且实现支承X射线施加器4较宽范围的平移或转动运动。在视图Ila中，示出了示意实施例，其中X射线施加器处于其停留位置。可以理解的是，出于清晰原因，电缆和光纤没有示出。该位置适于向舱室传送移动X射线单元和/或围绕患者操纵X射线单元。为了将X射线施加器收回得尽可能靠近基体2，铰接臂4a可以在可移置面板5的外部5a下方弯曲。为了确保移动X射线单元在其操纵期间的稳定性，在地面附近提供负载块2a，用于降低整个构造的绝对重心位置。视图12以不意方式来表不另一种可能,其中X射线施加器4处于其一个工作位置中，在该位置，使X射线出射表面8朝向患者P。为了相对患者P对X射线施加器进行合适定位，可移置面板可移动到介于面板5的最低位置和最高位置之间的某驻留位置。铰接臂4a用于使X射线施加器围绕转动轴线进行合适地转动。优选地，转动轴线被选择成在X射线管垂直定向时与从出射表面发射X射线束的方向重合。视图13以不意方式来表不另一种可能,其中X射线施加器4在较低位置使用。出于该目的，可移置的面板5可恢复其最低状态，并且臂4a可用于以期望方式对X射线施加器进行定向。图2以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的体系结构的实施例。根据本实用新型的移动X射线单元包括高压电源，该高压电源优选地适于在合适的X射线管中生成50_75kV的X射线；冷却系统，该冷却系统用于在使用期间冷却X射线管；以及控制系统，该控制系统用于控制在使用期间X射线单元的子单元的电子参数和电气参数。视图20以示意方式示出了控制系统21和X射线施加器22的主要单元。但是，X射线管也可以布置成在50-130kV范围内操作。控制系统21优选地包括硬接线的用户界面21a，用于能够开启和关闭高压电源21b。优选地，高压电源21b包括高压发生器21c，该高压发生器具有改进的缓升和缓降的特性。优选地，缓升时间在IOOms的量级上。硬接线界面21a也可以布置成在高压发生器打开时自动开启冷却系统21d。另外，冷却系统21可包括王控制器21e，该王控制器布直成控制使用中X射线施加器的剂量输送。该主控制器21e可设置有主计数器，该主计数器适于记录X射线辐射初始化之后的时间推移。然后，在达到预定剂量时，主计数器可自动关闭向X射线管供压的高压电源。可以理解的是，预定剂量至少依赖于所生成的X射线能量以及剂量率，其中可以实现校准该依赖度。如果主控制器可以利用对应的校准数据，则可以实现充分的主剂量输送控制。优选地，提供副控制器21f，用于实现剂量输送控制的独立回路。副控制器可以连接至剂量计，该剂量计在准直器之前容纳在X射线场中的X射线施加器内。因此，剂量计可以提供与考虑了高压电源的缓升和缓降期间剂量变化的实际剂量输送有关的实时数据。还优选地，控制系统还可包括安全控制器21g，其适于比较来自主控制器21e和副控制器21f的读数，用于在其中输送期望剂量时触发高压发生器21c的关闭。附加地或替代地，安全控制器21g可以接线至防护紧急停止、门联锁件以及发生器联锁件。控制系统还可包括剂量测定控制装置21h，其适于与基于模拟件的剂量测定系统通信，优选地进行在线通信。然而，剂量测定控制装置21h还可以接受关于分析剂量测定场的数据并且使用该数据来更新剂量输送数据。剂量测定控制装置21h优选地布置成若在线剂量测定器测量到规定剂量和已测量剂量之间具有相当大的偏差时，则提供中断信号。例如，剂量测定控制装置21h可以向高压发生器控制装置21c提供合适的中断信号。控制系统还可包括指示器控制器21i，对用于描绘至少一部分X射线束的光源进行控制。尽管出于简化目的，指示器控制器21i可连接至电源单元21b，用于在系统开启时开启光源，但优选的是，根据需要来开启光源。因此，指示器控制器被布置成当由用户触发时向光源提供电力。用户可通过用户界面或者例如使用专门的硬件开关来提供合适的触发信号。X射线施加器22可优选地包括下面特征-X射线管22a，设定成容纳在外壳(屏蔽件)22k中。根据本实用新型，X射线管设置有共面的靶、准直器以及发射窗几何形状，促使所生成的X射线束基本平行于X射线管纵向轴线而传播。优选地，靶-准直器的距离大约为
4-lOcm，优选地是大约5-6cm。可以理解的是，靶-准直器的距离提供为靶板的外表面和准直器中间平面之间的距离。X射线施加器还可包括线束硬化过滤器22b以及线束平整过滤器22c，该线束硬化过滤器被选择为截取低能辐射，，而线束平整过滤器被设计为截取X射线辐射的部分，用于在X射线施加器射出表面附近生成基本平整的线束轮廓。此外，X射线施加器22可包括一个或多个准直器，这些准直器被布置成限定治疗线束的几何形状。优选地，使用一组准直器，这些准直器具有例如I、I. 5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5cm的直径。可以理解的是，尽管讨论了圆形准直器，但是任何形状的准直器、如方形、椭圆形或定制形状的准直器也是可以的。发现，X射线施加器22设置有自动准直器探测装置22f是有利的，该探测装置适于自动发送有关使用哪个准直器的信号。优选地，使用阻抗感测，其中每个准直器设置有至少成双突部，用于与设置在准直器容座中的阻抗路径桥接。所得到的容座电阻构成代表被使用准直器的信号。X射线施加器22还优选地包括内置温度传感器，其适于发送关于X射线管和/或外壳(屏蔽件)温度的信号。来自温度传感器的信号由控制系统来接收，该控制系统执行对该信号的分析。如果测得温度提升超过允许水平，则生成警报信号。可选地，为高压发生器提供关闭信号。X射线施加器22还包括辐射传感器22h，其布置在外壳22k内，用于探测实际上由X射线管输送的X射线辐射。优选地，出于安全原因，X射线施加器22还包括非易失性数据存储器22i，其被布置成记录至少X射线管的操作参数。此夕卜，为了加强辐射安全性，X射线施加器22可设置有辐射指示器22j，其被布置成向用户和/或患者提供有关X射线管的开/关情形的视觉和/或音频输出。可以理解的是，辐射指示器22j包括多个分布式信号发送装置。优选地，至少一个信号发送装置、例如发光二极管(LED)与X射线施加器22相关。更优选地，信号发送装置设置在X射线施加器22上。图3以示意的方式来表示根据本实用新型的X射线单元的基于模拟件的剂量测定系统。基于模拟件的剂量测定系统100适于相对于X射线施加器I定位于一定距离处，代表患者治疗。通常该距离在0.5-2cm的量级上。但是，多至IOcm距离也是可以预见的。基于模拟件的剂量测定系统优选地用于获取与X射线施加器I和模拟件Ph之间所有代表性距离有关的剂量测定数据。可以理解的是，虽然出于简化目的模拟件Ph示出为平整结构，而模拟件Ph可以具有与人体或外部器官上非平整表面相对应的形状。这种模拟件可称作具有类人性的模拟件。更优选的，具有类人性的模拟件具有与人体软组织的Z值相对应的Z值。为了使模拟件Ph相对施加器I对准，前者设置有对准装置，而后者设置有用于可视化X射线束的装置。但是，例如使用激光器，可足以只可视化X射线束8a的中心线。参照之前部分所讨论的X射线施加器4包括X射线管，其布置有具有靶区域Ia的阳极1，而该靶区域Ia用于生成发散的X射线束8a。靶区域Ia是基本平整板，其基本垂直于阳极I的纵向轴线延伸。虽然优选地，阳极I定向为与X射线束(以及X射线管)的轴线8b同轴，但其它相应的定向也是可以的。所生成的X射线束由X射线施加器从出射表面8’发射。可以理解的是，出于清晰目的，合适的过滤器、准直器以及X射线管的发射窗都没有示出。因此，出射表面8’无需与X射线管的发射窗相对应。优选地，为了相对患者的目标区域来定位X射线施加器4，使用指示器。指示器可·包括两个光源15a、15b，这两个光源被布置成生成窄束光，所述光源装配在相应的支承臂16a、16b上并且借助支承臂而装配至X射线施加器4的外表面。优选地，光源被布置成在空间中提供与线束轴线8b相对应的一点C。剂量测定系统Ph则相对于点C定心，用于截取X射线束。为了获取百分深度剂量数据，模拟件Ph可设置有分布在其容积内的多个剂量计。例如，在例如5mm、Icm和5cm深度的特征深度处，提供多个横穿X射线场的剂量测定胶片。该横向胶片也可以用于检查指定深度处的线束平整度。替代地，可以提供在模拟件Ph的垂直平面中延伸并且穿过中心轴Sb的剂量测定胶片。该布置用于提供连续的深度剂量数据。可以理解的是，模拟件Ph能以各种方式与多个当前可用的辐射探测器协作使用，来执行软X射线的剂量测定。本领域的那些技术人员可以容易理解模拟件Ph的对应实施例。优选地，基于模拟件的剂量测定系统100提供在线读数，并且可使用合适的电缆19将该读数提供给剂量测定控制单元21h，如参照图2所讨论的。可以理解的是，电缆19可以与电子剂量计组合使用，诸如电离室或半导体探测器。虽然参照设置有场描绘装置的X射线施加器对剂量测定系统的实施例进行了讨论，但可以理解的是，本实用新型在没有提供描绘X射线场的指示器的情况下也可实践。图4a以不意的方式来表不移动X射线单兀的X射线施加器的横截面的第一实施例，并且示出用于描绘从X射线施加器发射的X射线场的指示器的第一实施例。X射线施加器30包括外壳36，该外壳容纳设置有外部屏蔽件35a的X射线管组件35。根据本实用新型的一方面，X射线施加器30还包括光源48a，该光源与镜子48协作使用，用于发射表示由X射线管生成的X射线束的光束。优选地，X射线具有传播轴线45a，该传播轴线与X射线管的纵向轴线重合。光源48a和镜子48被布置成促使所生成的光束基本沿着X射线管组件45a的纵向轴线传播。当由此生成的光束被准直器33截取时，产生X射线束的可视指示，以方便X射线施加器和患者目标区域之间的精确对准。[0082]优选地，靶(阳极)和准直器33之间的距离在4-lOcm范围内，优选地是大约为
5-6cm。该相对较短的靶-准直器距离对于生成具有基本狭窄半影(对于20/80%的线来说是I. 5-1. 8mm)和良好线束平整度的X射线束来说是有利的。X射线施加器30还包括过滤器39，该过滤器用于硬化从靶45发射的X射线束；线束平整过滤器40，该线束平整过滤器用于平整线束轮廓；以及准直器33，该准直器可插在准直器容座41中。为了防止X射线管在使用中过热，则提供冷却系统34，该冷却系统可以有利地在X射线管35和屏蔽件35a之间的空间中布置成与X射线管35的表面接触。可使用管道31来提供合适的冷却剂。优选地，冷却剂是循环的并且可涉及水或加压气体。X射线施加器可包括温度传感器37。 X射线组件30还可包括合适的辐射探测器38，该辐射探测器连接至辐射指示器43。优选地，由辐射探测器38采集的数据存储在数据存储单元44中。为了保护X射线施加器30的X射线出射表面不受患者自身的污染，提供施加器帽42以便至少覆盖X射线施加器30的出射表面。优选地，施加器帽足够厚以完全截取从X射线施加器发射的二次电子。优选地，施加器帽由PVDF(聚二氟乙烯)制造而成并且在横贯窗口部分是大约O. 4-0. 7mm厚，优选地是O. 6mm厚，并且具有大约是I. 75-1. 8、优选地是
I.78的密度。替代地，施加器帽横贯窗口部分可以是O. 3-0. 6_、优选地是O. 5_厚，密度大约为I. 30-1. 45、优选地是I. 39，并且由PPSU(聚亚苯基砜)制造而成。发现这些材料特别合适，因为它们在X射线的影响下稳定，并且适于不同类型的杀菌处理，诸如化学杀菌或闻温下杀囷。图4b以示意的方式来表示移动X射线单元的X射线施加器横截面的第二实施例，并且示出指示器的第二实施例。在该例证性实施例中，光纤47a在准直器33上方设置在准直器容座41中。光纤47a布置成生成光场,该光场基本上绕准直器开口 33定心,用于模拟从准直器发射的X射线束。出于该目的，光纤47a布置成发射基本狭窄的线束，该狭窄线束具有代表X射线束期望发散的发散。替代地，可以使用光纤47a来可视化X射线束的中心轴线45a。在该情形，光纤有利地布置成发射窄束光,从而在患者表面上产生微小光斑。优选地，光斑的尺寸小于5mm2,更优选的，光斑的尺寸大约为1_2。合适的发光二极管或激光器可用于生成从光纤47a发射的光。优选地，发光二极管和激光器相对X射线施加器30远程布置。可以理解的是，可以使用替代构造，其中一个或多个光源与一个或多个光纤协作使用。图4c以示意方式来表示移动X射线单元的X射线施加器横截面的第三实施例，示出指示器的第三实施例。在该特定实施例中，具有靶45(用于生成具有纵向的X射线轴线45a的X射线束45c)的X射线施加器设置有外部指示器，用于在距离X射线施加器的下表面49的预定距离D处可视化纵向轴线45a。可以理解的是，下表面49可与参照图Ic讨论的发射窗相关，或者与参照图4所讨论的施加器帽相关。外部指示器包括一个或多个布置在相应支承臂54a、54b上的光源52a、52b，用于生成相应的狭窄光束53a、53b，所述光束指向轴线45a并且适于在距离X射线施加器30的下表面49的预定距离D处相交。优选地，距离D选择为在O. 5-2cm之间。支承臂54a、54b以如下方式布置，即光束53a、53b不会截断X射线施加器。[0091 ] 当相对患者P来定位X射线施加器时，该X射线施加器必须以如下方式来操纵，即光束53a、53b在患者表面上相交。但是，如果治疗方案使用剂量构建材料，则光束53a，53b可横越剂量构建材料的表面。优选地，支承臂54a、54b是可调节的，用于允许在距离X射线施加器的下表面49的不同距离处指示中心轴线45a。为了校准支承臂的调节，可以使用透明的校准模拟件，其中标记中心轴线和深度。可以理解的是，即使图4a_4c公开了指示器的各个实施例，但是这些实施例的组合也是可以预期的。例如，用于指示中心轴线的装置可以与用于指示整个场的装置组合。另外，内部和外部指示器也可以组合。图5a以示意方式来表示根据本实用新型一方面的基于模拟件的剂量测定系统的 实施例。根据本实施例，X射线施加器4和基于模拟件的剂量测定系统适于形成附连构造60。例如，基于模拟件的剂量测定系统可以通过螺栓、棘爪、滑块或其它方式附连于X射线施加器4。在本实施例中，基于模拟件的剂量测定系统61包括用于操作部件的把手62。X射线施加器4或基于模拟件的剂量测定系统可以设置有合适的本体64，该本体与合适数量的螺钉67a、67b联合使用，用于将剂量测定系统牢固地附连至X射线施加器。基于模拟件的剂量测定系统的本体部63可以由塑料材料或优选地由组织等效材料实现。发现提供可以附连至X射线施加器4的基于模拟件的剂量测定系统是有利的，这是由于可针对X射线施加器4不同的角度来执行合适的剂量测定测量。图5b以示意方式来表示图5a的基于模拟件的剂量测定系统的实施例的横截面。如从图5a不出的，X射线施加器4输送X射线福射的线束8a,该线束被布置成撞击在基于模拟件的剂量测定系统61上。可以理解的是，基于模拟件的剂量测定系统61包括背景材料63和用于适应成组合适的探测器元件的相似或不同的材料66。例如，PCB材料可以用于适应辐射探测器。可以理解的是，以下实施例是可以预期的，其中设置在基于模拟件的剂量测定系统中的辐射探测器适于提供代表所测量辐射剂量的信号。例如，背景材料63可包括发送器68，该发送器电连接至探测器并且适于无线发射相对应的读出信号。可以理解的是，发送器68可以设置在模拟件之上或之内的任何期望位置处，优选地设置在X射线束的外侧。替代地，模拟件可设置有电子装置，该电子装置可使用合适电缆连接至外部数据采集或数据处理单元。那些本领域技术人员容易理解如何执行所述的数据通信单元实施例。图6以示意方式来表示在根据本实用新型的一方面的移动X射线装置中使用的X射线管的实施例。X射线管100具有本体102，该本体在一端将穿过X射线的端窗104的封闭。端窗由薄铍金属片制成。施加器帽106覆盖端窗104，以提供针对窗口损坏的保护以及针对金属毒性作用的保护。施加器帽106优选地由塑性材料制成。在管本体102中，靶108处于距离准直器130的4_10cm之间的距离处，且优选地在距离准直器130的4-6cm处(参见图6，横截面F-F)。该距离为靶板的外表面和准直器130的中间平面之间的距离。靶由钨金属制成并且提供期望的X射线光谱。靶的钨梢端装配在大阳极组件110上，该大阳极组件还用于将靶中X射线生成所产生的热传导出去。大多数阳极组件由铜制成。阴极112定位成稍微偏离端窗附近的轴线。从阴极发射的电子通过阴极和阳极之间的电势差加速跨越间隙以射向靶，在该情形电势差设定为大约70kV，这些电子撞击靶并且以已知方式促使X射线生成。从靶108发射的X射线在穿过准直器130和施加器帽106上的出射表面124之前穿过线束硬化过滤器122。准直器130可容纳在合适的准直器容座128中。阳极组件110装配在本体102中并且与其电绝缘。多种已知技术和材料中的一种可以用于在阳极和本体102之间提供期望水平的绝缘。本领域还已知的是，X射线的产生会生成大量废热，因此有必要冷却管，以便将其维持在安全的温度。在本领域中已知并使用各种冷却机构。在该实施例中，通过迫使水围绕阳极区域来冷却管。水通过导管116进入管的后部并且通过第二导管118离开。水冷却回路是闭环回路，水在回到管之前离开通过远程冷却器(未示出)来冷却的管组件。替代地，油或者其它液体可以用于冷却介质。还已知的是，在一些应用中，加压气体用作有效的冷却剂。本领域已知的是，X射线在所有方向上生成和发射，但是由管102的本体以及其它内部元件引起的屏蔽倾向于将从管的本体发射的辐射量减到最小，而大部分辐射从端窗发射。由本体提供的屏蔽的厚度设计成其提供操作者安全使用所需的至少最低水平的屏蔽。·高压电缆组件120连接至阳极组件110。高压电缆组件连接至柔性电缆装置(未示出)，该柔性电缆装置还连接至高压电源。辐射探测器114置于从靶108发射并且穿过端窗104的X射线束路径的外侧。该探测器可以是任意已知形式的辐射探测器。在该实施例中，该探测器是连接至放大器的已知形式的合适辐射硬化半导体。辐射探测器114探测管102何时工作和发射X射线能量。来自探测器的输出连接至控制单元，来自该控制单元的输出信号可用于提供管是否运转的光学指示。通过这种方法来提供X射线探测器，该探测器用于探测管是开启还是关闭。通过进一步校准辐射探测器114，可以确定和计算在治疗期间施加给患者的X射线剂量。通过这种方式，可以使用实时的剂量测定测量系统，其中可以精确地确定所施加的辐射剂量。当剂量率为已知时，在治疗期间可以修改治疗计划。这是有利的，因为可以非常精确并且谨慎地控制待施加X射线的剂量。为了将管102精确放置在肿瘤上方，可以使用肿瘤照明装置。肿瘤照明装置包括多个光源126，这些光源在端窗附近放置在管周缘的周围。当使用时，光照射在患者皮肤上。因为光源126定位在管本体102的周围，在距离管端部的较短距离处，它们会产生光环，该光环内部具有锐截止。这样，光源在管本体102上的位置产生阴影。该阴影环用于指示当X射线管开启时将要经受辐射的区域。可以理解的是，环内的区域并不是完全黑的；周围的光能够进入阴影区域。优选的是，光源126是白的LED，其足够亮从而清楚地照明目标区域，而不会生成大量热并且具有较长的寿命。少量热生成是重要的，因为光源会紧靠患者的皮肤，因此使对皮肤造成烧伤或其它损害的风险性最小是重要的。其它颜色的LED也可以使用。替代地，可以使用其它光源，诸如已知的白炽灯或甚至是通过光缆连接至环的远程光源。虽然上面已经对具体实施例进行描述，可以理解的是，本实用新型能以除了上述以外的其它方式实践。还可以理解的是，当涉及到在线剂量测定器时，实时功能也是可以预期的。上面描述只是示意性的，而非限制性的。因此，对本领域技术人员来说显然的是，在不脱离下面所述权利要求书范围的情况下，可以对前面所述的本实用新型进行修改。
权利要求1.一种移动X射线单元，包括基体，所述基体用于容纳控制单元和电源，且所述X射线单元还包括铰接式可移置臂，所述铰接式可移置臂支承X射线施加器，所述X射线施加器具有用于将X射线束发射穿过发射窗来辐射对象的X射线管，其中所述X射线单元还包括基于模拟件的剂量测定系统，所述基于模拟件的剂量测定系统适于执行对所述X射线束剂量的在线或实时的剂量测定检验。
2.如权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统包括数字读出 装直。
3.如权利要求I或2所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统布置成与所述控制单元电气通信。
4.如权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统布置成允许校验所生成X射线场的至少百分深度剂量、线束平整度以及剂量率。
5.如权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统被校准，以允许对所述百分深度剂量的绝对剂量测定。
6.如权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述模拟件包括一个或多个剂量计，所述剂量计处于所述模拟件内的预定位置处。
7.如权利要求6所述的移动X射线单元，其特征在于，所述模拟件由固体材料制成。
8.如权利要求6所述的移动X射线单元，其特征在于，所述模拟件的表面设置有对准型式。
9.如权利要求5所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统布置成附连于所述X射线施加器的容座。
10.如权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线单元还包括指示器，所述指示器用于提供从所述发射窗发射的X射线束的至少一部分的视觉指示。
11.如权利要求10所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括光源。
12.如权利要求11所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括光源阵列，所述光源阵列围绕所述X射线施加器同心地布置。
13.如权利要求12所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线束具有纵向轴线，每个光源被布置成在距离所述X射线施加器下表面的预定距离处朝所述纵向轴线发射窄束光。
14.如权利要求11所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括容纳在所述X射线施加器内的光源，用于生成设定为由准直器截取的光束，从而提供从所述发射窗发射的X射线场的光图像。
15.如权利要求11所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括光源和光纤，所述光纤被布置成输送来自所述光源的光，用以由所述准直器截取。
16.如权利要求13所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括多根光纤，所述光纤在所述准直器的上方区域中分布在所述X射线施加器中，用于照明所述准直器的开口，从而促使所述准直器开口截取所生成的光场。
17.如权利要求11所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括发射窄光束的光源，并且所述光源布置在所述施加器内，并用于描绘所述X射线束的纵向轴线。
18.如前述权利要求11-17中任一项所述的移动X射线单元，其特征在于，所述光源为发光二极管(LED)或激光器。
19.如权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，辐射探测器设置在所述X射线施加器内，用于探测所述X射线束。
20.如权利要求19所述的移动X射线单元，其特征在于，所述辐射探测器被布置成在生成所述X射线束时生成控制信号。
专利摘要本实用新型涉及移动X射线单元，其包括基体(2)，用于容纳控制单元和电源，还包括铰接式可移置臂(4a)，其支承X射线施加器(4)，该X射线施加器具有用于将X射线束(8a)发射穿过发射窗(8)而辐射对象的X射线管，其中X射线单元还包括基于模拟件的剂量测定系统(9a，9b，9c)，其适于执行在线或实时的X射线束的剂量测定检验。
文档编号A61N5/10GK202715135SQ20112057999
公开日2013年2月6日 申请日期2011年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者J·S·范德维, B·伍德斯塔, J·赫宁 申请人:核通运营有限公司