CN101056585A - 用于放射治疗和放射诊断设备的病床 - Google Patents

Abstract

提供了用于医疗的放射治疗或者放射诊断设备的、具有改进吸收特性的病床(1)。所述病床(1)包括基本平坦的支承面(8)，并且在支承面(8)的每个被放射单位面积上在射线垂直入射(15)的情况下进行测量，该病床(1)具有单位面积的辐射吸收(F)，其沿着横向(13)从病床(1)的中间纵平面(7)向两个侧边缘(11)减小。

Description

用于放射治疗和放射诊断设备的病床

本发明涉及一种病床，它用于医疗的放射治疗或者放射诊断设备。此外本发明还涉及带有这种病床的放射治疗或者放射诊断设备。这里辐射的概念既包括粒子辐射(电子、质子)，也包括高能电磁辐射(伦琴射线、伽玛射线)。

传统放射治疗或者放射诊断设备的病床总是具有确定的吸收特性，由于这种原因，辐射强度在穿过病床时被减弱。这种减弱是不期望的，并在成像的诊断设备中尤其会损害图像质量。为了减少辐射吸收，因此使用由碳纤维材料制成的支承壳形成的病床。它围成一个内腔，这个内腔通过弱吸收的泡沫材料进行填充。

此外在传统的病床中，辐射吸收的大小在很大程度上取决于入射角度，射线以这个入射角度达到病床的支承面。在放射诊断方法中，尤其在x线断层成像方法中，吸收特性的角度依赖性会导致损害诊断结果。在放射治疗方法中，病床根据角度的辐射吸收导致在要处理的病人身体组织中的吸收密度产生不期望的局部移动。尤其通常在身体表面方向上的被放射的身体区域移动，这导致皮肤刺激或者烧灼。

本发明的任务在于提供一种在前面所述观点下改进的病床，以及具有这种病床的放射治疗或者放射诊断设备。

对于这种病床，根据本发明通过权利要求1的特征来完成这项任务。对于相应的放射治疗或者放射诊断设备(随后简称为设备)，根据本发明通过权利要求12的特征来完成这项任务。

根据本发明，构造具有基本平坦的支承面的病床，使得作为特征参数配属于病床的单位面积辐射吸收，从病床的中间纵平面向两侧减小。

这里单位面积的辐射吸收是指这样的辐射吸收，它在垂直的辐射入射到支承面上时每面积单位地根据地点地被测量。

本发明由此出发，即在设备的传统病床中，一方面射线越倾斜地射到病床，就是说在放射路径和支承面的垂线之间所形成的入射角度越大，那么病床的辐射吸收越大。另一方面通常在放射治疗或者放射诊断设备中，放射路径对于所有的入射角度都对准一个共心的(isozentrisch)轴线。这个共心的轴线尤其设置在这样的区域内，在治疗或者诊断时通常被支承在病床上的病人身体纵轴线也位于在该区域内。由此，尤其共心轴线相对病床的位置也被确定。这个共心轴线通常在后者的中间纵平面内延伸，并且支承面以一个规定的、恒定距离被支承在前面。

由此这个共心的轴线在通过病床的横截面内形成一个几何的旋转点，围绕着这个旋转点，在入射角度改变时放射路径相对病床被旋转。尤其是因为共心轴线在支承面前面，选择的入射角度越大，那么放射路径通过病床的传输路线由病床的中间纵平面就偏离越强。换句话说，在实践中，射线相对支承面的取向越倾斜那么射线在病床越侧偏的区域内穿过病床。

现在根据本发明构造病床，使得其单位面积的辐射吸收朝向侧边缘减小，那么通常在病床中出现的辐射吸收提高在增大入射倾斜的情况下完全或者部分地得到补偿。在根据本发明的配备有前面所述病床的设备中，以相应的办法避免了开始所述的缺点。

在优选的实施方式中构造病床，使得单位面积的辐射吸收是到病床中间纵平面的距离的连续函数。连续尤其是指单位面积的辐射吸收的持续减小。但连续也是指单位面积的辐射吸收的变型，它随着到中间纵平面距离的增大以多个不连续的步来完成。优选地构造病床，使单位面积的辐射吸收相对于中间纵平面对称地减小。

为了描述病床吸收特性，随后除了前面引入的单位面积的辐射吸收以外还考虑另外一个特征参数，它被称为根据角度的辐射吸收。这个根据角度的辐射吸收是指被作为用于射线的入射角度的函数的辐射吸收，它在不同的入射角度情况下穿过病床，并各自指向共同的共心(isozentrum)，其中这个共心，也就是共心轴线同病床的横截面平面的交点，在中间纵平面内以规定的距离设置在支承面之上。共心到支承面的距离在此优选在10到20cm。

在包含有病床的设备的框架内，属于病床的共心轴线尤其同构台的共心轴线相重合，这个构台可旋转地固定有放射治疗设备的射线发生器，以及放射诊断设备的放射器-探测器单元。

在传统的病床中，入射角度越大地偏离180°(相当于射线垂直地入射到支承面)，那么根据角度的辐射吸收就越大，在根据本发明的有利实施方案中，构造病床，使得根据角度的辐射吸收基本保持恒定，就是说对于不同的入射角度基本具有相同的数值。

在一个同样有利的变型方案中，病床备选地被构造，使得根据角度的辐射吸收具有对入射角度的大约钟形的依赖关系，其最大值在入射角度为180°(相当于垂直地入射)时出现。通过这种实施方式可以实现，将由于病床必然引起的辐射吸收表现为“软的”干扰，也就是说在入射角度变化的情况下仅仅逐步地增大或者减小的干扰。

在一种其特征为高机械稳定性和同时特别小的辐射吸收的有利实施方式中，病床包括由纤维复合材料特别是碳纤维材料制成的支承壳。被支承壳封闭着的内腔在此通过泡沫芯被填充。

为了改变单位面积的辐射吸收，优选构造病床，即其垂直于支承面进行测量的床厚由中间纵平面出发向两侧减小，从而传输路线在垂直辐射入射情况下朝向床侧面逐渐减小。

在此病床尤其具有三角的或者类似梯形的横截面形状。备选地，病床设置有横截面凸出弯曲的床底面，从而病床有圆弓形的、对称的抛物线段形或者类似的横截面。

作为其他影响单位面积的辐射吸收的手段，病床优选这样被构造，即支承壳的和/或泡沫芯的(体积特定的)吸收系数根据到中间纵平面的距离而变化。

为了在以中间纵平面为中心的中间区域内局部地提高支承壳的吸收系数，优选在这个区域内相互叠放地安装比在邻接的病床的侧区域内更多数量的平行纤维层。

附加地或者备选地，泡沫芯也具有取决于位置的不同吸收系数。这优选尤其通过在泡沫芯中在不同的位置填充特别吸收弱或者吸收较强的填充体来实现。

随后借助附图对本发明的实施例进行详细说明。附图示出：

图1放射治疗或者放射诊断设备的病床的一个示意横截面；

图2病床的一个备选实施形式的根据图1的示意图和

图3各自用于病床的两个实施形式的示意图，单位面积的辐射吸收作为到病床的中间纵平面距离的函数(图3a)，或者根据角度的辐射吸收作为入射角度的函数(图3b)。

彼此相应的部分和参数在所有图中用相同的附图标记表示。

图1在一个示意的截面图中示出了在其他地方只是简单表示的放射治疗和放射诊断设备(以下简称设备)的病床1。对于设备2，例如是指带有作为射线发生器而装备的直线加速器的放射设备或者计算机断层扫描仪。

病床1包括一个支承壳3，它构成病床1的表面，并全方位包围内腔4。支承壳3由碳纤维复合材料制成，它由多层地相互叠放的并嵌入到聚合物材料中的纤维层5形成。被支承壳3封闭的内腔4通过尤其由小室(Rohazell)形成的泡沫芯6被填充。

病床1具有一个扁平的、在装配位置上水平地在空间内安装的横截面，它沿着床纵向方向(就是说垂直于图1的图纸平面)基本不变，并且相对一个竖直地在空间内取向的中间纵平面7对称地被形成。病床1向上通过一个基本平坦的支承面8被界定，病人9(在图1中只是示意地表示出)被支承在这个支承面上，以便进行治疗或者检查。病床1的与支承面8对置的、在装配位置上指向下方的表面被称作底面10。在支承面8的两个边缘，病床1的横截面形状各自通过一个侧边缘11被界定。

在图1示出的病床的实施例中，病床1的底面10在一个以中间纵平面7为中心的中间区域12内被构造为与支承面8平行。沿着横向13看去，在中间区域12两侧各自邻接有一个侧区域14。两个侧区域14相对中间区域12向上偏转，也就是朝向支承面8偏转，从而病床1包含有类似梯形的横截面，在这个横截面中，垂直于支承面8测量的床厚d由中间纵平面7出发朝向每个侧边缘11连续地减小。

作为病床1吸收特性的尺度，随后引入一个被称为单位面积的辐射吸收F的特征参数。单位面积的辐射吸收是指，在支承面8上的一个规定地点、在射线入射15垂直地进入支承面8时支承面8的每单位面积上测量出的辐射吸收。

单位面积的辐射吸收F与传输路线16成比例，就是说与垂直于支承面8取向的射线在病床1内经过的路程成比例，以及与床材料的在传输路线16上平均的吸收系数成比例。由此单位面积的辐射吸收F的数值通过变化的床厚d随着增加的(在横向13上进行测量)到中间纵平面7的距离x而连续地降低。通过将病床1这样构造，即支承壳3的吸收系数也随着增大的距离x而减小，可以强化这种效果。为此在底面侧支承壳3的中间区域12内，设置有附加的纤维层5，它在那里局部地提高了吸收系数。附加的纤维层5在其横向延伸方面不同，从而平行纤维层5的数目从中间纵平面7到两个侧边缘11连续地减小。

为了进行治疗或者诊断，病床1连同支承在其上的病人9可以一起被推入到设备2的一个所谓构台20上。构台是指一个被通常构造为环形的支架，在这个支架上可旋转地悬挂有一个未详细示出的放射器(在放射治疗设备中)或者一个放射器-探测器单元(在放射诊断设备中)。构台以其精确的圆形开口在图1中通过一个虚线圆表示。

放射器安装在构台20上，使得产生的射线R的射线束21、21′、21″对于所有方位始终对准一个设置在构台20圆心上的共心(isozentrisch)轴线22。病床1也参照这个共心轴线22定向，使得这个共心轴线22在中间纵平面7内以一个预定的距离a在支承面8上方延伸。这个距离a为优选10-20cm，从而共心轴线22在治疗或者诊断期间大约同支承在支承面8上的病人9的身体纵轴线重合。

通过放射器相对支承面8的方向确定一个入射角度α。根据图1，从上方垂直地对准支承面8的射线具有的入射角度为α＝0°。相应地在图1中所示的，从下方垂直地对准支承面8的射线束21具有的入射角度为α＝180°。图1示出了另外两个示例射线束21′和21″，入射角度相当于大约α＝130°或者α＝105°。射线束21″对应于边界情况，此时射线R正好还掠过病床1。

由此射线R沿着一条通常倾斜的传输路线23经过病床1，其位置和长度取决于选择的入射角度α。

相应地实际在放射期间产生的净吸收(随后被称为根据角度的辐射吸收A)也是入射角度α的函数。

图2示出了病床1的另外一个实施例。与前面描述的实施例不同，这里底面10凸出地弯曲，从而病床1具有圆弓形的横截面形状。此外根据图2，为了附加地改变单位面积的辐射吸收F，将泡沫芯6的吸收系数根据距离x进行改变，方法是给泡沫芯6设置有不同大小以及不同密度的非常少吸收的填充体24。作为填充体24，特别考虑使用空气填充的聚合物小球或者类似物。

随后在图3中借助两个图示意地进行说明两个病床1的实施例的吸收特性。以连续线条示出的曲线25和26在此对应于在图1中示出的病床1的实施例。以虚线线条示出的曲线27和28在此对应于在图2中示出的病床1的实施例。

在图3a中示出的第一图表示取决于距离x的单位面积的辐射吸收F。在此尤其可以看出，对于两个病床1的变型方案，单位面积的辐射吸收F相对中间纵平面(就是说x＝0)7对称地随着距离x增大而减小。

在图3b中示例地和示意地示出了作为入射角度α的函数的、根据角度的辐射吸收A的曲线，如同其由根据图1和图2的病床1的实施形式而优选实现的那样。在示出的实施例中，病床1根据图1的实施方式通过随着距离x的增大适合地更改变床厚d和平行纤维层5的数目被构造，使得根据角度的辐射吸收A基本上不依赖于入射角度α(曲线26)。而在根据图2的实施例中，病床1被构造，使得根据角度的辐射吸收A具有一个以入射角度α＝180°为中心的钟形的依赖关系(曲线28)。因此根据角度的辐射吸收A在入射角度α＝180°时最大，并且对于较大或者较小的入射角度α以大约对称的形状而减小。

Claims (12)

1.用于医疗放射治疗或者放射诊断设备(2)的病床(1)，它包括基本平坦的支承面(8)，该病床(1)具有在垂直的辐射入射(15)的情况下对支承面(8)的每被辐射到的单位面积测量的单位面积的辐射吸收(F)，该辐射吸收(F)沿着横向(13)从病床(1)的中间纵平面(7)向两个侧边缘(11)减小。

2.根据权利要求1所述的病床(1)，其特征在于，所述单位面积的辐射吸收(F)连续地、尤其是持续地减小。

3.根据权利要求1或2所述的病床(1)，其特征在于，所述单位面积的辐射吸收(F)关于中间纵平面(7)对称地减小。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的病床(1)，其特征在于根据角度的辐射吸收(A)，该辐射吸收(A)根据入射角度(α)沿着对准在中间布置的并以规定距离布置在支承面(8)上方的共心(22)的放射路径(21、21′、21″)进行测量，其中所述根据角度的辐射吸收(A)基本是恒定的。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的病床(1)，其特征在于根据角度的辐射吸收(A)，该辐射吸收(A)根据入射角度(α)沿着对准在中间布置的并以规定距离布置在支承面(8)上方的共心(22)的放射路径(21、21′、21″)进行测量，其中所述决于角度的辐射吸收(A)具有钟形的对入射角度(α)的依赖关系，并且在相对支承面(8)垂直入射(15)的情况下是最大的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的病床(1)，其特征在于床厚(d)，它从中间纵平面(7)向两个侧边缘(11)减小。

7.根据权利要求6所述的病床(1)，其特征在于横截面凸出地弯曲的底面(10)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的病床(1)，其特征在于由纤维复合材料、尤其由碳纤维复合材料制成的支承壳(3)，它包围着以泡沫芯(6)填充的内腔(4)。

9.根据权利要求8所述的病床(1)，其特征在于，所述支承壳(3)和泡沫芯(6)分别具有一种吸收系数，其中支承壳(3)的吸收系数和/或泡沫芯(6)的吸收系数从中间纵平面(7)向两个侧边缘(11)减小。

10.根据权利要求9所述的病床(1)，其特征在于，所述支承壳(3)在以中间纵平面(7)为中心的中央区域(12)内比在邻接的侧区域(14)内具有更多数目的平行纤维层(5)。

11.根据权利要求9或10所述的病床(1)，其特征在于，所述泡沫芯(6)的吸收系数通过根据到中间纵平面(7)的距离(x)填入填充体(24)被改变。

12.具有根据权利要求1至11中任一项所述病床(1)的放射治疗或者放射诊断设备(2)。

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