专利名称：移动x射线单元及其施加器帽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种移动X射线单元，其包括用于容纳控制单元、电源以及冷却器的基体，并且还包括支承X射线施加器的铰接式可移置臂，该施加器包括X射线管，所述X射线施加器连接至基体，X射线管具有用于产生X射线束的靶和用于使所产生的X射线束成形的准直器。
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、后勤以及合适治疗的性进行方面进行的大量工作。但是，应当认识到，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的减少被认为是引起该增加的主要原因——该问题估计每年医疗费用上要花费10亿欧元。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，老年人口的比例在2025年将翻倍。可以用不同方式来治疗基本表浅病变的非增生扩散癌。首先，可以预见的是外科手术。但是，因为较长的等待名单以及与治疗后护理相关的并发症。这种技术是不利的。另外，由于外科手术的侵入特征，由感染引起的伤口污染还具有其它风险。其次，可以预见使用软X射线的电子辐射。这种技术具有非侵入优点，其中治疗进程可以短至2或3分钟。可以理解的是，使用放射疗法技术进行的完整治疗通常可包括许多进程。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了相当大的挑战。近年来，已经提出了使用移动和便携式X射线单元，其可以在医院放疗科内部使用。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射线管的焦点转动布置的多个过滤器，以便根据需求改变过滤特征。多个过滤器布置在过滤装置中，该过量装置相对于X射线管的纵向轴线横向布置。这种布置需要用于将X射线束传输至过滤器表面的额外措施。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
>J-U ρ α装直。该已知X射线管的弊端在于由该已知X射线管的内部几何结构引起的线束特征会被不利地受到影响，例如导致X射线束的扩大半影。
实用新型内容该实用新型的目的在于提供一种移动X射线单元，其具有改进的运行特性。该移动X射线单元包括基体，基体用于容纳控制单元、电源和冷却器，以及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射线施加器设置有X射线管，X射线施加器连接至基体，X射线管包括用于产生X射线束的靶和用于使所产生的X射线束成形的准直器，靶和所述准直器之间的距离位于4-lOcm之间的范围内。具体地，该实用新型的目的在于提供一种移动X射线单元，其在剂量递送指定为5mm深度时具有改进的X射线束半影和/或减少的皮肤剂量。为此，根据本实用新型的移动X射线单元的靶和准直器之间的距离位于4和IOcm之间的范围。可以理解的是，在本申请的全文中，术语“移动”以及“便携”可以与同样涉及容易移动或可运输的装置、例如，由单个个人就可以移动或运输的装置的术语互换。据发现，通过将X射线靶和准直器之间的距离设定为4-lOcm的范围内，优选地为大约5-6cm的距离，可以得到改进的线束特征。例如，据发现，对4-lOcm的靶-准直器距离，特别是对大约5-6cm的靶-准直器距离，由于相对小的焦点尺寸，可得到改进的线束平整度和尖锐的半影。例如，对于大约5cm的祀-准直器距离,可得I. 5-1. 8mm的半影(指定为 20/80%线)。 可以理解的是，这种尖锐半影尤其对于治疗例如皮肤癌的小病变是重要的，因为最小化了针对健康组织的剂量(是剂量递送计划的关键项)。在根据本实用新型的X射线单元的一个实施例中，具有纵向轴线的大致圆柱形X射线管中容纳有靶和准直器，X射线束的传播方向基本平行于所述纵向轴线。据发现，将阳极-准直器几何形状布置为使X射线管的轴线基本与所产生的X射线束的传播方向一致是有利的。因此，X射线管和X射线施加器可以具有相同的纵向轴线。这种配置从机械角度是有利的，因为由于同轴几何结构，施加器在铰接臂上的平衡得以简化。可以理解的是，容纳于X射线施加器中的X射线管表现为相对细(小于IOcm的外径)长的圆柱体(大约30cm的长度)，其优选地沿垂直方向位移，用于将X射线束递送至患者。一旦X射线管的内部几何结构是同轴的，X射线管的重量可以适当地平衡以使得支承X射线施加器的铰链臂能容易且可重复地位移。在根据本实用新型的X射线单元的另一个实施例中，准直器配置有自动识别装置，该自动识别装置布置为在控制单元中产生代表准直器特性的信号。据发现，使得插入X射线管中的准直器完全自动识别是有利的，因为可以最小化甚至消除关于限定场几何结构的人为误差。例如，假如在准直器被设定提供在容座中时，该容座可以被配置有电阻率可以变化的电阻路径。然后该准直器布置有突出部分，突出部分适于与容座的电阻路径协作，用于改变形成的电阻率并因此用于产生代表插入准直器的信号。优选地，该信号可用于移动X射线单元的控制单元的独立校验。优选地，X射线单元包括一组配置有相应识别装置的准直器。在根据本实用新型的X射线单元的又一个实施例中，配置有指示产生X射线束的信号发送装置。据发现，提供发出X射线束打开的信号的装置是有利的。例如，该信号发送装置可以实现为位于X射线施加器上的合适的灯。为此目的，可以使用一个或多个发光二级管。依据产生的X射线束的能量提供多个信号发送装置是有可能的。例如，对较低频谱部(大约50kV)的X射线束可使用第一指示器，例如第一光色。对频谱中间部(大约60-65kV)可使用第二指示器，例如第二光色。最后，对频谱较高部(大约66-75kV，优选的66-70kV)可使用第三指示器，例如第三光色。可以理解的是，存在用于指示不同频谱的多个可能性，包括但不限于根据所递送X射线束的硬化的多个指示器的渐进发光。还可以理解的是，这种kV范围的指示可以提供于装置、用户界面或辅助单元中。还可以理解的是，所谓的kV范围是可以依比例改变的，例如具有I，I、I，2、I，3、I，4、I，5的比例因子。优选地，信号发送装置包括布置在外壳上的发光指示器。信号发送装置的这种布置是有利的，因为患者清楚辐射的起点和终点从而该患者在治疗过程期间保持静止位置。在根据本实用新型的X射线单元的另一个实施例中，冷却器布置有管路以在X射线管附近提供冷却介质，该管路延伸于X射线管和与X射线管关联的屏蔽壁之间的空间。据发现，在X射线管的外表面和X射线管的内表面之间提供间隔是有利的，所述间隔至少部分充填有冷却剂。据发现，提供循环水作为冷却剂是有利的，因为水的高比热容提供了水相对于气体的改进的热量传递。然而，压缩气体也可以用作合适的冷却剂。优选地，在X射线施加器的外壳上布置有温度传感器，用于测量外壳的实际温度。该温度传感器可以连接至控制单元，用于控制冷却器和/或用于控制高压电源。电源在60-75kV范围内运行以产生X射线束。如果温度升高高于预定关闭值，控制单元可布置为禁用高压电源和/或例如通过增加冷却剂的泵送能力加强冷却模式。 在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，辐射探测器置于外壳内，用于探测X射线束。该辐射探测器布置为根据X射线束的产生而产生控制信号。发现提供独立的装置来探测所产生X射线束的存在则是有利的。优选地，根据本实用新型的X射线单元包括主计时器，其对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次级计时器电路的一部分，该次级计时器电路适于在输送预定辐射剂量的情况下切断高压供电源。这样，就可以改善辐射安全控制。在根据本实用新型的X射线单元的另一实施例中，X射线施加器包括设定为朝向患者的出射表面，所述表面由施加器帽来覆盖。发现提供这种施加器帽是有利的，因为它具有多种功能。首先，施加器帽可用于保护X射线施加器的出射表面不受污染。其次，帽沿线束传播方向上的厚度可以选择成足以基本消除来自X射线束的电子污染。该厚度在O. 3-0. 7mm的范围内。本领域那些技术人员可以容易理解从X射线管发出的二级电子的能量与给定材料足以完全拦截这些电子的所需厚度之间的关系，所述给定材料诸如塑料、玻璃、陶瓷。优选地，施加器帽是一次性的。第三，施加器帽可以作为热量吸收器，用于缓解使用中X射线施加器的升高的温度。因此，患者将感觉接触皮肤的施加器是稍暖和的物体。在根据本实用新型的X射线单元的又一个实施例中，X射线施加器使用可移置面板连接至基体，软电缆基本延伸于可移置面板内。据发现，提供连接移动X射线单元的基体和X射线施加器的中间机械单元用于覆盖软电缆从而阻止它们的缠结是有利的。可移置面板可以布置为相对于最低可达到高度和最高可达到高度的预定行进距离。这种预定行进距离可以有利地用于增加X射线单元的电缆管和线路的耐用度，尤其是容纳冷却剂的管的耐用度。在根据本实用新型的X射线单元的又一个实施例中，可移置面板包括用户界面用于控制X射线单元。优选地，该用户界面包括显示器。例如，该显示器可实现为布置为能够数据输入的触摸屏。可替代地，显示器可以布置为回送数据，而可以提供专用按钮或其他合适装置以将输入数据输入至X射线单元。优选地，在根据本实用新型的X射线单元中，靶和准直器容纳于基本圆柱形的具有纵向轴线的X射线施加器中，X射线的传播方向基本平行于所述纵向轴线。其他有利实施方式将参照图3进行讨论。本实用新型还涉及用于X射线单元的施加器帽，该X射线单元包括容纳于X射线施加器中的X射线管，所述X射线施加器包括出射表面，其设定为对准患者，施加器帽布置成至少遮盖所述表面。优选地，施加器帽是一次性的。更优选地，沿线束传播方向上的帽的厚度足以用于基本消除来自X射线束的电子污染。可以有利的从基本透明的材料来制造施加器帽，用以使得X射线施加器的出射表面和设定将被治疗的病变之间的轮廓能够可视化。根据本实用新型的又一方面，提供了一种移动医疗护理单元，诸如床、椅、小车、手推车、小船或治疗单元，其包括三个、四个或更多轮子，其中至少一些轮子通过可挠曲框架互连，以允许接触地面时自动调节轮子高度。例如，该框架可以包括一个或多个一起作用或独立作用的分支。所述一个或多个 分支可以配置有弱化区域，其允许在移动至地面上时由移动医疗护理单元的重量施加引起该分支变形。更特别的是，该框架可以包括可挠曲区域，其适于在医疗护理单元重量施加下的弹回和/或弯曲。在医疗护理单元的一个特别的实施方式中，可挠曲框架包括一个或多个分支，它们中的一个或每个由通过弹簧连接的一个或多个部分构成。据发现，这种可挠曲框架在移动医疗护理单元在不平坦的地板上、或在具有诸如颠簸的不规则性的地板上运送时具有特别的优势。可以理解的是，对于许多应用，可能理想的是移动医疗护理单元即使在不规则平面上运送时也不改变它的空间定位。例如，实验室料盘、床、特别是新生儿床、食物供应托盘等等在运送时优选地保持在基本恒定的定位。更特别的是，根据前述的移动X射线装置在基体配置有由可挠曲框架支承的轮子时具有优势。该移动X射线装置的一个特别应用模式是移动诊所，即当移动X射线装置配置于车辆中并被运输到不同的治疗位置时。在特别的情形中，治疗可以在恶劣的条件下执行，甚至在户外治疗也是可能的。通过为该移动X射线单元提供对不规则表面自适应的可能性，能够以如同在医生办公室里执行治疗时的方式来执行X射线施加器的调节。另外，通过确保保存时X射线施加器定位在基本相同的方位，医生在定位X射线施加器用于治疗时将需要经过基本相同的定位程序。因此，可以避免由X射线施加器的复杂三维操作引起的人为误差。将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目的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射线单元的一个实施例。图Ib以示意方式来表示移动X射线单元的可移置面板的一个实施例。图Ic以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元施加器的位移功能的一个实施例。[0041]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一个实施例。图3以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元的X射线施加器的横截面的一个实施例。图4以不意方式来表不图3的X射线施加器配置有施加器帽的一个实施例。图5以示意方式来表示设置有识别装置的准直器的一个实施例。图6以不意方式来表不准直器识别系统的一个实施例。图7以示意方式来表示根据本实用新型的又一方面的X射线管的又一其他实施例。图7E-E是图7的沿剖线VII-E-VII-E剖取的剖视图。图7F-F是图7的沿剖线VII-F-VII-F剖取的剖视图。图8以示意方式来表示根据本实用新型的又一方面的医疗护理单元，诸如移动X射线单元的一个实施例。图9表示了可挠曲框架的各个组件之间连接的又一视图。图10表示了图9所示的实施例的又一示意视图。
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，该臂可包括用于在空间中改变施加器4角度的枢轴。铰接臂4a还可以机械地连接可移置面板5，用于使X射线施加器4的垂直位置能够改变。优选地，可移置面板5设置有把手6，使得能容易地进行操纵。可沿着合适轨道来引导可移置面板5，从而能够使可移置面板进行基本上平滑并且无振动的位移。可移置面板5还可以称为可移置柱杆。研究表明，允许柱杆可沿相对于基体2的基本竖直轴线位移是有利的。可以理解的是，基本竖直轴线沿基本垂直方向延伸，所述垂直方向通常是竖直的。然而，还可以理解的是，术语“通常竖直”或“基本垂直”可以指与X射线单元坐落于其上的表面的平面基本垂直(+-20度)的方向。优选地，基体2设置有显示器7，用于反馈适当的用户信息。显示器7可布置成触敏屏幕，用于将合适的数据输入到系统中。图Ib以示意方式来表示移动X射线单元的可移置面板5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可以实施为机械零件，用于牵拉或推动面板5。替代地，把手6可以布置成电力致动器，该电力致动器用于触发马达(未示出)来使面板5移位。例如，当把手6被牵拉时，可以致动马达，从而促使面板5沿方向A位移。推动把手6可以促使面板5沿方向B下降。优选地，移动X射线单元包括用于限制面板5移动的装置。一方面这对于确保系统的机械稳定性是有利的(上位限制)并且另一方面对于防止电缆损坏也是有益的(下位限制)。优选地，面板5能使用内置轨道来移动，该轨道的长度可以选择成以期望方式来限制面板5的位移范围。[0056]基体2还优选的包括显示器7，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，由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可显示在窗口 7c中。按钮7d可以设置成触摸功能，用于能够输入数据。可替代地或另外的，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X射线单元的施加器的位移功能的实施例。根据本实用新型的一方面，移动X射线单元的机构发展并且实现为支承较宽范围的用于X射线施加器4的平移或转动移动。在视图11中，示出了示意实施例，其中X射线施加器处于其停靠位置。可以理解的是，出于清晰原因，电缆为没有示出。该位置可适于向小房间运送移动X射线单元，和/或围绕患者操纵X射线单元。为了将X射线施加器缩回以尽可能地靠近基体2，铰接臂4a可以在可移置的面板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，设置靠近地面的负载块2a，用于降低整个构造的重心的绝对位置。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处于它的其中一个工 作位置中，在该位置，X射线施加其具有朝向患者P定向的X射线出射表面8。为了使X射线施加其相对于患者P进行合适定位，可移置面板可移动到介于面板5的最低位置与最高位置之间的某停靠位置。铰接臂4a用于使X射线施加其绕转动轴线进行合适转动。优选地，对于垂直定向的X射线管，转动轴线选择成与X射线束从出射表面发射的方向重合。视图13以示意方式来表示又一种可能，其中在较低位置使用X射线施加器4。出于该目的，可移置的面板5可恢复其最低位置，并且臂4a用于以所希望的方式对X射线施加器进行定向。移动X射线单元的基体可以由合适组的轮子支承，这些轮子由框架支承。优选地，轮子通过可变形框架相互连接，该可变形框架确保所有的轮子与诸如地板或地面的下方表面接触，即使该表面不是完全平坦的。例如，该框架可以包括一个或多个一起作用或单独作用的分支，用于支承基体的轮子。当施加移动X射线单元的重量时，分支会变形以允许所有轮子与地面完全接触。在一个特别的实施例中，框架可以包括可挠曲区域，其适于在移动X射线单元重量的施加下弹回和/或弯曲。弹簧或诸如橡胶的其他弹性零件，可以用于实现框架的可挠曲区域。参照图8-10进行讨论包括可挠曲框架的医疗护理单元。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单元，该电源单元优选地适于在合适的X射线管中产生50_75kV的X射线；冷却系统，该冷却系统在使用期间冷却X射线管；以及控制系统，该控制系统在使用期间控制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。控制系统21优选地包括硬线连接的用户界面21a，用于开启和关闭高压电源21b。优选地,高压电源21b包括高压发电机21c,其具有改善的上升和下降(ramp-up andramp-down)的特性。优选地,上升时间为IOOms的量级。硬线连接的界面21a也可以布置成在高压发电机开启时自动开启冷却系统2Id。另外,冷却系统21包括主控制器2Ie,该主控制器布置成控制使用时从X射线施加器的剂量输送。该主控制器21e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流逝的时间。然后，在达到预定剂量时，主计数器自动关闭向X射线管供给的高压电源。使用时，高压电源优选地操作用于传输大约200W的功率。使用时，高压电源优选地操作用于传输大约200W的功率。可以理解的是，预定剂量至少依赖于所产生的X射线能量以及剂量率，其中可以预先校准该依赖性。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，用于启用剂量输送控制的独立回路。副控制器可以连接至剂量计，该剂量计容纳在X射线场中X射线施加器内在准直器之前。因此，剂量计在考虑高压电源的上升和下降期间剂量变化的情况下，提供有关实际剂量输送的实时数据。还优选地，控制系统还包括安全控制器21g，该安全控制器适于比较来自主 控制器21e和副控制器21f的读数，用于在其中输送期望的剂量时触发关闭高压发电机21c。附加地或替代地，安全控制器21g可接线至防护紧急停止装置、门互锁装置以及发电机互锁装置。X射线施加器22优选地可包括下面特征X射线管22a，设定成容纳在外壳(屏蔽)22k中。根据本实用新型，X射线管设置成具有大约为4-lOcm的靶-准直器的距离，优选的大约为5-6cm。X射线施加器还包括线束硬化过滤器22b以及线束平整过滤器22c，线束硬化过滤器22b被选择为截取低能辐射，线束平整过滤器22c被设计为截取部分X射线束，用于产生靠近X射线施加器出射表面的基本平整线束轮廓。此外，X射线施加器22包括一个或多个准直器，一个或多个准直器被布置成限定治疗线束的几何结构。优选地，使用一组准直器，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。据发现，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信号通知正在使用哪个准直器。优选地，使用阻抗感测，其中每个准直器设置有至少一对突出部分，用于桥接设置在准直器容座中的阻抗路径。由此产生的容座的电阻构成表示使用中的准直器的信号。X射线施加器22还优选地包括内置温度传感器，该内置温度传感器适于发送关于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。如果测得的温度超过允许水平，则产生警报信号。可选地，可提供针对高压发电机的关闭信号。X射线施加器22还包括辐射传感器22h，该辐射传感器布置在外壳22k内，用于探测由X射线管实际输送的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，该非易失性数据存储器22i被布置成记录至少X射线管的操作参数。此外，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22 j，该辐射指示器22 j被布置成向使用者和/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可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关联。更优选地，信号发送装置设置在X射线施加器22上。图3以示意方式表示了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一个实施例。X射线施加器30包括外壳36，外壳36容纳设置有外部屏蔽件35a的X射线管组件35。在使用中X射线施加器由使用者通过握持壳体32来操作。X射线施加器30还包括靶45，靶45布置以发射X射线束，该X射线束具有纵向传播轴线45a。根据本实用新型，靶(阳极)和准直器33之间的距离介于4-lOcm的范围之间，优选地约为5-6cm。该相对较短靶-准直器的距离对于产生具有显著狭窄半影(对于20/80%的线来说是I. 5-1. 8mm)和良好的线束平整度的X射线束来说是特别合适。[0068]X射线施加器30还包括过滤器39，该过滤器用于硬化从目标45发射的X射线束；线束平整过滤器40，该线束平整过滤器40用于平整线束曲线；以及准直器33，该准直器可插入在准直器容座41中。为了防止X射线管在使用中过热，设置冷却系统34，该冷却系统34可以有利地布置在X射线管35和与X射线管35的表面接触的屏蔽件35a之间的间距中。使用管31来提供合适的冷却剂。优选地，冷却剂是循环的并且可以选择为水、加压气体或甚至专用油。X射线施加器30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38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间的污染，可设置施加器帽42以便至少覆盖X射线施加器30的发射。优选地，施加器帽足够厚以完全截取从X射线施加器发出的二级电子。优选地，施加器帽由PVDF(聚偏氟乙烯)制造而成并且在整个窗口部厚度大约为O. 4-0. 7mm，优选O. 6mm厚，密度大约为I. 75-1. 8，优选为1.78。可替代地， 施加器帽由PPSU (聚亚苯基砜)制造而成且在整个窗口部的厚度为O. 3-0. 6mm,优选O. 5mm厚，密度大约为I. 30-1. 45，优选为I. 39。发现这些材料是特别合适的，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，诸如化学杀菌或高温下杀菌。图4以示意方式表示了图3中设置有施加器帽的X射线施加器的一个实施例。施加器帽42可由透明玻璃、透明塑料、或由陶瓷以及由前面所述的PVDF和PPSU制造。还能够采用金属来制造施加器帽，尽管不是优选的。在后者情形，可以对施加器帽进行消毒，但是优选使用一次性的施加器帽。在图5的视图50中，可以看出X射线施加器51的外部尺寸可大于由施加器帽42覆盖的发射部的外部尺寸。尽管该实施例对于最小化X射线施加器的总重量来说是优选的，但是发射部可以具有与X射线施加器51的本体相同的尺寸。图5以示意方式来表示设置有识别装置的准直器的一个实施例。准直器63设置有中央开口 64用于限定由参照图3所讨论的X射线施加器30发射产生的X射线束的形状和尺寸。准直器63适于容纳于准直器容座61中，容座61成形为牢固配装准直器63于其中的合适的室。为了能够进行自动准直器识别，准直器设置有两个突出部分65a、65b，两个突出部分65a、65b适于与准直器容座61内设置的电阻路径62相互作用。当突出部分65a、65b与路径62接触时，准直器容座的纯阻抗将改变。准直器容座的电阻变化用于准直器插入准直器容座中的自动识别。可以理解的是，对于一组准直器，每个准直器必须设有独特的一对突出部分，该一对突出部分引起准直器容座的纯阻抗的可辨识的变化。本领域技术人员将容易理解，可以设想准直器表面上具有相应不同位置的多对65a、65b。可替代的，有可能为每个准直器设置电气识别装置，例如，与配有协配的芯片。当插头插入准直器容座中(设置有协配插孔)时，准直器识别可以传输到移动X射线单元的控制单元。图6以示意方式来表示设置有识别装置的准直器的替代实施例。在此将更加详细的讨论图3所示的准直器33的不同实施例。准直器33设置有孔71，其可以具有任意形状。识别装置72a、72b用于自动探测正确的(即设想的)准直器是否插入X射线施加器中。例如，识别装置72a、72b可以指合适的弹簧加载销，弹簧加载销布置成与电阻体(视图33a中示出)相互作用，以引起电阻体的纯阻抗的变化。通过探测代表电阻体的绝对或相对电阻的信号，可以执行所插入的准直器的自动识别。[0075]在视图33a中描述了电阻体的示意实施例，其中把系列74a、74b、74c、74d、74e、74f中的每个圆点归因于分开的电阳接触圈(为清楚起见仅示出几个)。电阻路径33a的纯阳抗变化取决于销72a或72b在何时接触电阻回路33a的电阻圈并将根据接触位置而变化。各个类型的准直器33，可通过将接触销72a、72b不同地定位在外表面70上来编码。在替代实施例33’、33”中，接触销72a、72b可以辅助以接触条76，其用于锁定和/或使得准直器恰当的插入准直器容座中。该特征对于不具有转动对称的准直器来说是特别有利的。在又一其他实施例中，准直器和/或销可以是彩色编码的。图7以示意方式来表示在根据本实用新型的移动X射线装置中使用的X射线管的一个实施例。X射线管100具有本体102，该本体在一端封装X射线穿过的端窗104。参见图7的横截面E-E。端窗由薄铍金属片制成。覆盖端窗104提供针对窗口损坏的保护以及针对金属毒性作用的保护的是施加器帽106。施加器帽106优选由塑料材料制成。优选地，施加器帽由PVDF (聚偏氟乙烯)制造而成并且在整个窗口部厚度大约为O. 4-0. 7mm，优·选O. 6mm厚，密度大约为I. 75-1. 8，优选为1.78。可替代地，施加器帽由PPSU(聚亚苯基砜)制造而成且在整个窗口部的厚度为O. 3-0. 6mm，优选O. 5mm厚，如上文更详细描述的。在管本体102中，靶108处于距离准直器130的4_10cm处，且优选地，在距离准直器130的4-6cm处，参见图7，横截面F-F。靶由钨金属制成，以提供期望的X射线光谱。对X射线透明的可替代金属也是合适的。靶的钨尖端装配在大阳极组件110上，该大阳极组件110还可以用于将靶中产生X射线所形成的热传导出去。阳极组件的大部分由铜制成。阴极112 (参见图7，横截面F-F)定位成稍微偏离靠近端窗的轴线。从阴极发射的电子加速跨越由阴极和阳极之间的电势差引起的间隙以射向靶，在该情形电势差大约设定为70kV，这些电子将撞击在钯上并且以已知方式使X射线产生。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。大量已知技术和材料中的一种可以用于在阳极和本体102之间提供期望的绝缘程度。本领域还已知的是，X射线的产生会产生大量废热，因此有必要将管冷却，以便将其维持在安全的温度。各种冷却机构在本领域中都是已知并使用的。在该实施例中，通过强制冷却水围绕阳极区域来对X-射线管进行冷却。冷却水通过管道116进入管的后部并且通过第二管道118(参见图7，横截面F-F)离开。水冷却回路是闭环回路，离开管组件的水在回到管之前通过远程冷却器来冷却。可替代地，油或者其它流体可以用作冷却介质。还已知的是，在一些应用中，加压气体用作高效冷却剂。本领域已知的是，沿所有方向产生和发射X射线，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，大部分辐射是从端窗发射的。由本体提供的屏蔽的厚度设计成其提供对于操作者安全使用来说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)，柔性电缆装置又连接至高压电源。辐射探测器114置于从钯108发射的X射线束路径的外侧并且穿过端窗104。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，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何时工作并且发射X射线能量。来自探测器的输出连接至控制单元，来自其中的输出信号可用于向使用者提供管是否运行的光学指示。通过这种方法来提供X射线探测器，其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，能够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，能够使用实时剂量测定测量系统，其中可以确定所施加的精确量的辐射剂量。当剂量率为已知时，在治疗期间可以修改治疗计划。这之所以有利是因为可以非常精确并且密切的控制所施加的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，其围绕管的周界并且靠近端窗放置。当使用时，光照射在患者皮肤上。因为光源126围绕本体102的周界定位，在距离管一端的较短距离处，它们会产生 光环，该光环内部具有尖锐截止。这样，管本体102上的光源位置产生阴影。当X射线管开启时，该阴影环用于指示将要经受辐射的区域。可以理解的是，环内的区域并不完全是黑的，环境光将能够进入阴影区域。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，而不会产生大量热并且具有较长的寿命。少的热量产生是重要的，因为光源紧靠患者的皮肤，因此最小化对皮肤烧伤或其它损害的危险是重要的。其它颜色的LED也可以使用。可替代地，可以使用其它光源，诸如已知的白炽灯，甚至是通过光缆连接至环的远程光源。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，其中可以确定所施加的精确量的辐射剂量。一旦剂量率为已知时，就可以在治疗期间修改治疗方案。这之所以有利是因为可以非常精确并且小心的控制所施加的X射线的剂量。图8以示意方式来表示根据本实用新型的另一方面，诸如移动X射线单元的医疗护理单元的一个实施例。移动X射线单元可以构造在带滚轮底盘200上。在平面图观察时，该底盘可以是H截面形状。优选地，H截面的支腿是张开的，且稍微向外侧延伸以提供增加的稳定性。底盘可以具有4个轮子204，它们是可独立转动的且为小脚轮(castoring)，而且能够用于操纵该移动X射线单元至期望位置。底盘还可以设置有制动机构，该制动机构可通过踏板操作。可以提供双踏板220，底盘的每一侧具有一个踏板。踏板优选地通过轴连接，因此确保只需操作一个踏板以制动底盘防止运动。制动机构可以布置成制动在直径上相对的轮子。也可以设想其他的制动机构。该实施例中底盘支腿201、202为强结构性构件的形式，诸如压制金属管道或横梁。两条支腿201和202由横梁210连接。横梁210可以是C形截面并可通过本身已知的装置，诸如螺栓或焊接，而在其端部上或端部附近固定至支腿201和202。在该实施例中，支腿和横梁由压制金属部件制成，但可以设想多种其它合适的形状和材料。可以设想，底盘的滚轮部件也可以由模制塑料材料制成，或在需要更高强度、负荷特性或刚性时，它们可由铸造金属结构制成。第一垂直底盘构件206可以牢固地附连至第一支腿201并可以从其向上延伸。第二垂直延伸底盘构件208连接至第二支腿202。垂直底盘构件206和208通过未示出的已知装置牢固连接在一起。形成移动X射线单元的操作设备，例如高压电源、用于X射线管和控制系统的冷却系统，可以安装在垂直底盘构件206、208上。可移动臂(未示出)也可以安装在垂直构件上。该实施例具有如下优势，即垂直底盘构件不需要为垂直的，而能够以任意角度向上延伸，这对于任意附属配件或设备的安装来说是方便且合适的。第一底盘支腿201通过螺栓牢固地连接至垂直底盘构件206，这便于底盘的装配。然而，也可以使用其他已知的将两个部件牢固固定在一起的方法，诸如通过焊接。第二垂直底盘构件208通过承载结构连接至第二支腿202。第二垂直底盘构件208通过螺栓、焊接或其他任意已知的固定方法牢固地固定至托架214。托架设置有承载件支承装置，其与第二支腿202中的相应承载装置协作。该承载件可以方便地为轴或销212的形式。轴212延伸穿过托架214中的承载件支承装置进入支腿202中的协作支承装置。轴和协作承载件孔使得第二垂直构件206绕限定为绕沿纵向轴线(该纵向轴线沿轴212的长度延伸)延伸的轴线转动。承载件支承装置可由任意已知形式的承载材料制成，诸如相对软的金属，诸如铜，或优选地由尼龙或聚乙烯类型塑料材料制成。 在操作中，垂直底盘构件206、208通过在此未示出的装置牢固地连接在一起，以提供强刚性向上延伸的底盘，在该底盘上面可以安装所需的任意其他部件，同时底盘的滚轮部件具有挠性以使得其能够适应粗糙或不平整表面。图9表示了可挠曲框架的各种部件之间连接的其他视图。可以理解的是，对垂直底盘构件206的构造细节可以是类似的。承载件包括轴212，该轴限定为具有穿过轴212的中心的转动轴线，支腿202可绕该轴线转动，从而提供了允许底盘的滚轮部件变形并适应不平整地板或路径的装置，而同时保持了相对刚性向上延伸的底盘部。轴212延伸穿过托架214中的承载件支承装置进入支腿202中的协作支承装置(示于图8)。该构造允许了支腿201、202(示于图8)在它们移动越过(或停留在)不平整表面上时相对于彼此的转动，从而减少了设备整体不稳定性的风险。图10表示了图9所示的实施例的其他示意视图。支腿202由承载装置212机械连接穿过托架214至底盘构件208。如上所述，横梁210在其每一端上或其每一端附近连接至支腿201和202中的一条上。它实际上提供了在单元固定时保持支腿处于它们选定的相对位置的方法。然而，在底盘移动越过不平整地面时它将承受转动扭转和扭矩。横梁的结构强度将产生力以抵抗支腿相对于彼此的扭转，并因此可以提供阻尼效应以限制和缓冲支腿的相对运动。显然的是，横梁的转动刚度可选择成提供所需的阻尼效应，其考虑了移动单元的重量和所经过的地面的不平整度。虽然上面已经对具体实施例进行描述，但可以理解的是，本实用新型也可以于上述不同的其它方式来实现。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已知的是，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、电源和冷却器，以及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射线施加器设置有X射线管，所述X射线施加器连接至所述基体，所述X射线管包括用于产生X射线束的靶和用于使所产生的X射线束成形的准直器，所述靶和所述准直器之间的距离位于4-lOcm之间的范围内。
2.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述靶和所述准直器容纳于基本圆柱体形具有纵向轴线的所述X射线管中，X射线束的传播方向基本平行于所述纵向轴线。
3.根据权利要求I或2所述的移动X射线单元，其特征在于，所述准直器设置有自动识别装置，所述自动识别装置布置成在控制单元中产生表示准直器特性的信号。
4.根据权利要求3所述的移动X射线单元，其特征在于，所述准直器被设定为设置于容座中，所述容座具有电阻路径，所述准直器布置有突出部分，所述突出部分适于与所述容座的电阻路径协配以用于所述信号的产生。
5.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，设置有指示X射线束产生的信号发送装置。
6.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述冷却器布置有管路以在所述X射线管附近提供冷却介质，所述管路延伸于所述X射线管和屏蔽壁之间的空间。
7.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，在所述X射线施加器内部设置有辐射探测器以探测所述X射线束。
8.根据权利要求7所述的移动X射线单元，其特征在于，所述辐射探测器布置为根据X射线束的产生而产生控制信号。
9.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器用于测量所述X射线施加器的外表面的实际温度。
10.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线施加器包括设定为对准患者的出射表面，所述X射线施加器还包括施加器帽，所述施加器帽用于至少遮盖所述表面。
11.根据权利要求10所述的移动X射线单元，其特征在于，所述施加器帽是一次性的。
12.根据权利要求10或11所述的移动X射线单元，其特征在于，所述施加器帽沿线束传播方向上的厚度足以基本消除来自所述X射线束的电子污染，优选地，所述厚度在O. 3-0. 7mm的范围内。
13.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述电源在60-75kV范围内运行以产生X射线束。
14.根据权利要求13所述的移动X射线单元，其特征在于，在使用中能操作以递送能量的功率供应约为200W。
15.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线施加器使用可移置面板连接所述基体，软电缆基本在所述可移置面板中延伸。
16.根据权利要求15所述的移动X射线单元，其特征在于，所述可移置面板包括用户界面，所述用户界面用于控制X射线单元。
17.根据权利要求16所述的移动X射线单元，其特征在于，所述用户界面包括显示器，优选地为触摸屏，所述触摸屏布置成能够进行数据输入。
18.一种用于X射线单元的施加器帽，所述X射线单元包括容纳于X射线施加器中的X射线管，所述X射线施加器包括设定成对准患者的出射表面，所述施加器帽布置成至少遮盖所述表面。
19.根据权利要求18所述的施加器帽，其特征在于，所述施加器帽是一次性的。
20.根据权利要求18或19所述的施加器帽，其特征在于，所述施加器帽沿线束传播方向上的厚度足以基本消除来自X射线束的电子污染，优选地，所述厚度在O. 3-0. 7_的范围内。
专利摘要本实用新型涉及一种移动X射线单元及其施加器帽。移动X射线单元(10)，其包括用于容纳控制单元、电源和冷却器的基体(2)，以及还包括铰接式可移置臂(4a)，该铰接式可移置臂(4a)支承X射线施加器(4)，所述X射线施加器设置有X射线管，所述X射线施加器连接至所述基体，所述X射线管包括用于产生X射线束的靶和用于使所产生的X射线束成形的准直器，靶和准直器之间的距离在4-10cm之间的范围内。
文档编号A61N5/10GK202715137SQ201120580000
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B·伍德斯塔, W·德贾戈 申请人:核通运营有限公司