专利名称：辐射产生单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于治疗设备的辐射产生单元。
背景技术：
放射疗法是一种用于去除受损组织的常见医学方法。最常见的是使用高能电磁辐射(通常在MV范围内)。这种电磁辐射通常借助电子产生，这些电子通过直线加速器加速并且以高速撞击标靶(例如钨)，其中在散射过程期间产生电磁辐射。该辐射随后被聚焦并且对准一个相应于受损组织位置的等中心(Isozentrum)。图1、图2和图3示出了现在使用的传统治疗系统。US 6，839，404B2例如也描述了一种这样的设备。在图3中示出了治疗系统的主要部件。在固定部分或支架2中安装有高频功率源 261和高压调制器。高频功率通过带有旋转接头(Rotary Joint)的波导管传递到旋转的机架中。在该处除了直线加速器管22之外还设置有四端口式循环器G-Port Zirkulator), 电子发射器(二者均未示出)和多叶式准直器23。需要一种更灵活的照射设备，它可以实现照射设备更简单的组成、更简单的维修以及在照射时更大的灵活性和自由度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，按照上述方向改进现有技术。该技术问题按本发明通过一种用于治疗设备的辐射产生单元和一种带有该辐射产生单元的照射装置解决，该辐射产生单元包括辐射源和用于辐射源的支持部件，其中这些支持部件包括功率源，并且所述辐射产生单元具有至少一个机械接口，该辐射产生单元可通过所述机械接口固定在支架上。按照本发明提供了一种用于治疗设备的辐射产生单元(以下也称为辐射器单元)，其包括辐射源和用于辐射源的支持部件。在此，辐射源设计用于产生治疗射线，也就是用于破坏病变组织的适当射线。支持部件包括一个能量产生单元。通过将辐射源和能量产生单元集成到一个单元中可以共同对它们进行定位。尤其是能量产生单元由此可以与辐射源一同移动(也就是说不再设置在固定部分中)。由此可以更简单地实现辐射源和能量产生单元之间的接口，并且可以更灵活地设计照射设备，使其具有更大的自由度。按本发明的辐射产生单元优选基本上具有直线形的长条状结构或形状，该结构或形状通过依次布置所述辐射产生单元的各部件得以实现。此外，该辐射产生单元具有一个或多个机械接口，该辐射产生单元可通过所述机械接口固定在支架上。该辐射产生单元相对紧凑并且具有一个或多个明确定义的接口，该单元可通过所述接口被悬置。所述单元优选包括或含有所有用于产生治疗射线必须或需要的部件。这些部件尽可能紧凑地集成到一起。由此使辐射产生单元与用于定位的机械结构分离。这具有以下主要优点-该辐射产生单元能够以较少的耗费与不同的运动机构相结合，从而能够以简单的方式由一个模块系统实现用于不同应用领域的相适配的设备变型方案。-辐射产生单元的制造、检验、物流和安装和机械结构相互分离。由此可以优化过程并且节省时间和成本。只需要在射线掩体中检测和校准集成的辐射产生单元，而机械结构则可以同时安装在医院中开始运行。-将辐射产生部件布置在紧凑的单元中实现了相对于病人定位的更大自由度，从而实现了放射疗法中新的方法和流程，这在迄今的设备中(只具有唯一一条绕固定的等中心的旋转轴线)是不可能实现的。可能的是例如可变的等中心、辐射源与等中心可变的距离、沿所有空间方向到等中心的可变入射角以及取代圆形轨道的任意轨道。-辐射产生单元可以相对于传统设备以非常短的时间在医院内更换从而进行更新、升级和较大的维修。在此可以在维修时间内安装替换单元，使得在实践中不会在医院内产生停止运行的时间。在按本发明的辐射产生单元中，机械接口优选设置在长条状结构的中间区域内。 这具有的优点是，接口两侧的重量至少部分相互平衡，也就是减小了机械负荷。接口自身例如可以包括垂直定向的表面，辐射产生单元通过该表面固定在滑板或其它结构上。在此，该固定用接口设计成允许拆卸或再移除所述单元。例如可以借助螺纹连接进行安装。所述辐射产生单元优选包括以下部件-用于电子的直线加速器(作为直线加速器，可选地可以使用带有转向磁铁的长管来产生更高能量，或者可选地可以使用不带转向磁铁的、垂直布置的短管)。-用于直线加速器的高频功率源(例如磁控管)-用于高频功率源的高压电源(例如调制器)-用于射线的标靶和过滤器-用于测量所产生的射线的辐射剂量测定系统-用于射线成形的准直器，必要时还带有多叶式准直器-电源-控制与监测电子设备-冷却设备和其它设施。
以下参照附图在实施例的范围内进一步阐述本发明。在附图中图1是传统的治疗系统；图2是处于翻转状态的传统治疗系统；图3是带有示出的部件的传统治疗系统；图4是按本发明的辐射器单元的(左侧)侧向视图；图5是按本发明的辐射器单元的(右侧)侧向视图；图6是按本发明的辐射器单元的另一侧视图；图7是按本发明的辐射器单元的俯视图；图8是带有按本发明的辐射器单元的照射系统。
具体实施方式
图1和图2示出一种传统解决方案，其中辐射源3具有一个自由度(旋转)。在病人定位时借助病人床4扩展出其它自由度。图3示出传统治疗系统中用于产生射线的部件。图4示出按本发明的辐射器单元。在辐射器单元的头部区域20处包含有射线转向器(转向磁铁)和标靶。将借助直线加速器22加速的电子发射到该标靶上，从而产生X 射线并且在通过多叶式准直器23进行准直后向下射出。电子以大约15kV从高压源(发射器)射出并且通过(图6中的)阴极(电子枪)32射入直线加速器22中。此外，辐射产生单元包括一个机械接口 24，该单元可以借助该机械接口 M悬挂或安装到一个运动机构上。该接口 M设置在辐射器单元的中间区域内。在此这样定义中间区域，使得辐射器单元的端部与机械接口中心沿纵向延伸方向(图7中的方向四)的较小距离b与较大距离a之比优选彡1/2，并且最大彡1/3。在图7中用a和b标出了用于确定该比例的相关路径长度(在本情况下由于b < a所以是b/a之比)。在所述单元的后面部分中具有磁控管25(参见图5和图7)和用于产生能量和调制的部件沈。它们包括高压调制器262和高频功率源沈1。循环器21用于将在磁控管25 与直线加速器22之间的波导管中的被反射的高频能量耦合出来。机械接口 M包括环27， 其上设有用来安装用于螺纹连接辐射器单元的螺栓的部位观。这些部位沿着环27的整个圆周设置。其中的三个部位用附图标记观示例性地标出。辐射器单元通过机械接口 M与一个赋予该辐射器单元运动自由度的系统连接。这些运动自由度优选包括垂直于辐射器单元延伸方向的平移。图5至图7示出辐射器单元的其它视图。尤其在图6和图7中示出了辐射器长条状的紧凑形状。在此用附图标记四表示纵向延伸。辐射器单元在形状上类似于一个杆状区段，其沿纵向四的尺寸是沿垂直于纵向的方向(垂直方向30和横向31)的尺寸的很多倍。沿垂直方向30和横向31的平均直径或尺寸大致相同(差别通常可能< 1. 5并且最大 <2)。相反，辐射器单元沿纵向优选以相对于其它方向平均直径或尺寸为很多倍(例如系数为5至20)的尺寸延伸。图8示出带有按本发明的辐射器单元的运动机构。该运动机构的盖板未示出(与图1和图2不同)，以便从而可以更好地理解工作方式。整个装置位于由两条轨道51和52 构成的底部导轨5上。可选地可以设置顶部导轨。在两条轨道上装有支承垂直导轨6的滑板9。垂直导轨6也由两条轨道61和62构成。可以在两条轨道之间或者在滑板9上设置用于照射装置的驱动器件。设有一个用于支承辐射器单元7的支架元件8。该支架元件可以沿垂直导轨6移动。这具体通过将支架元件8固定在滑板81上来实现。开口 82设置用于使辐射器单元7的两个部分71和72之间的连接部件导引穿过。该连接部件既可用于传递能量(例如电缆)也可用于机械目的(稳定性)。辐射器单元7的两个部分71和72基本上用于不同的功能，即用于产生能量(部分72)或用于产生辐射(部分71)。辐射器单元 7的两个组成部分71和72的重量至少部分相对于辐射器单元7在支架元件8上的安装位置(相互)平衡，也就是说由基本上两个部分组成的辐射器单元的构造减小了负荷(出现的力矩)。所示的系统具有五个自由度。设有沿水平轴线11推移或平移的自由度。这个自由度借助滑板9实现。此外，借助导轨6和滑板8实现了沿垂直方向的平移。另一自由度是沿横向轴线13的平移。这例如通过开口盘片82在滑板8上横向移动实现。辐射器单元 7可以绕一条基本上横向延伸的轴线旋转(自由度14)。最后一个自由度是翻转自由度15， 其在图8中相对于一条水平轴线存在。所有自由度可以例如这样相互作用，从而进行等中心的照射。为此目的例如可以使翻转自由度15和横向自由度13相协调地共同变化。用于移动辐射源焦点的平移自由度由此实现，即整个辐射器单元进行平移运动。 可以考虑既在辐射器单元外部又在辐射器单元内部实现翻转自由度和旋转自由度。当在辐射器单元外部时整个辐射器单元旋转或翻转，在辐射器单元内部时只是其中一个部分(例如头部)旋转或翻转。
权利要求
1.一种用于治疗设备的辐射产生单元，-该辐射产生单元包括辐射源和用于辐射源的支持部件，其中-这些支持部件包括功率源(261)，并且所述辐射产生单元具有至少一个机械接口 (M)，该辐射产生单元可通过所述机械接口固定在支架上。
2.按权利要求1所述的辐射产生单元，其特征在于，所述辐射产生单元包括所有用于产生治疗射线所需的部件。
3.按权利要求1或2所述的辐射产生单元，其特征在于，所述辐射产生单元基本上具有直线形的长条状结构。
4.按权利要求1至3之一所述的辐射产生单元，其特征在于，所述至少一个机械接口 (24)设置在所述长条状结构的中间区域内。
5.按权利要求1至4之一所述的辐射产生单元，其特征在于，所述机械接口04)包括垂直定向的表面。
6.按权利要求1至5之一所述的辐射产生单元，其特征在于，所述支持部件包括至少一个下列部件直线加速器、用于直线加速器的高频功率源、用于高频功率源的高压电源、用于射线的标靶和过滤器、用于测量所产生的射线的辐射剂量测定系统、用于射线成形的准直器、电源、控制与监测电子设备和冷却设备。
7.按权利要求1至6之一所述的辐射产生单元，其特征在于，在所述辐射产生单元相对于直线形长条结构的前部区域内布置有辐射源和直线加速器，以及在后部区域内布置有用于直线加速器的功率源和用于功率源的高压电源。
8.一种带有按权利要求1至7之一所述的辐射产生单元的照射装置，其特征在于，-所述辐射产生单元可拆卸地固定在所述照射装置上，并且-所述照射装置构造成使得所述辐射产生单元能够移动。
9.按权利要求8所述的照射装置，其特征在于，所述照射装置构造成使得所述辐射产生单元能够平移。
10.按权利要求9所述的照射装置，其特征在于，所述照射装置构造成使得该辐射产生单元能够沿垂直于所述辐射产生单元纵向延伸的方向平移。
全文摘要
本发明涉及一种用于治疗设备的辐射产生单元。该辐射产生单元具有辐射源和用于辐射源的支持部件。这些支持部件包括功率源(261)，并且所述辐射产生单元具有机械接口，该辐射产生单元可通过该机械接口固定在支架上。通过按本发明的辐射产生单元可以简单地通过该单元的相应运动实现运动自由度。
文档编号A61N5/10GK102380172SQ20111024289
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月23日 优先权日2010年8月26日
发明者F.费德勒, F.迪劳夫, G.施梅塔, S.塞策尔 申请人:西门子公司