CN101171645B - 准直光管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于限制富含能量射线(2)束的准直光管(1)，该射线由一个基本点状的辐射源(3)发出对准治疗目标(4)并且尤其用于肿瘤的立体脉冲构造辐射，其中该准直光管(1)作为限制射线的机构具有一个孔径光阑(5)。对于这种准直光管(1)以微小的结构高度和变化的光阑孔(12)孔尺寸由此实现高度屏蔽，所述孔径光阑(5)具有至少三个光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7′′′或8，8’，8”，8′′′，8′′′’或9，9’，9”，9′′′，9′′′’，9′′′”)，它们具有以相同角度(α)包围的、相互顶靠的侧面(10)，其中光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7′′′或8，8’，8”，8′′′，8′′′’或9，9’，9”，9′′′，9′′′’，9′′′”)由此释放一个限制射线的开孔(12)，使得沿着侧面(10)通过最多以减少数量的光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7′′′或8，8’，8”，8′′′，8′′′’或9，9’，9”，9′′′，9′′′’，9′′′”)发生平移运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于限制富含能量射线束的准直光管，该射线由一个基本点状的辐射源发出对准治疗目标并且尤其用于肿瘤的立体脉冲构造辐射，其中该准直光管具有用于在所需的扫描运动中引导辐射源和准直光管的机构的扫描装置，它通过由光阑限制的射线扫描一个治疗目标的表面。
背景技术
准直光管的情况一开始是这样的，即用它们只能够根据尺寸限制辐射场。如果仅仅采用X射线产生图像，那么由此不会对病人产生严重的损伤。只有用于治疗的具有富含能量的射线的辐射，在该辐射下例如肿瘤组织应该被破坏，在过量辐射区域中，亦即在要辐射的有病组织的外部，会导致健康组织的损害。这种过量辐射区域的形成一方面是由于病组织的轮廓没有通过准直光管跟踪，另一方面是由于在辐射区的边界上形成了半阴影，因为在那里，尤其是在大的辐射区域下，不具有屏蔽材料的全厚度，因为它不是平行于射线定向的。
这种老式的准直光管的一个示例是US2675486。该文献涉及限制富含能量的射线的准直光管，其具有四个射线限制块，其借助于相互相邻接的侧面可以这样地在一个平面中移动，由此可以调节具有不同大小的正方形的射线边界。由于肿瘤不具有正方形的形状，而是被倒圆的形状，因此在拐角处产生大的过量辐射区域。此外，在大的辐射场下产生大的半阴影区，因为块的边界不再平行于发散的光程分布。
因此专业界致力于克服这些问题。
从前述类型的准直光管出发，DE2053089A1因此在与本发明的主题不太远的X图像形成的领域中提出，以相互相邻接的三角形的形式设置屏蔽体，以便实现近似圆形的，亦即较对应于辐射区的形式的辐射场，从而避免由于前述正方形射线边界的拐角引起的大约百分之三十的过量辐射。剩余的过量辐射以及半阴影的形成在此时还不是很严重的问题，因为它只是涉及用于形成图像的X射线，不是涉及具有富含能量的射线束的治疗辐射。
DE1589432A1提出一种准直光管，其用于此处涉及的离子化的亦即适合于肿瘤治疗的富含能量的射线束，在该准直光管中，相互相邻接的楔形辐射屏蔽体可以在平面在这样地移动，从而可以组合成六角的、八角的或者直角的开口。但是这种准直光管只能够在非常不充分的程度上模仿肿瘤的形状，并且没有措施防止半阴影。在大的辐射场下，其中光程与屏蔽材料的边界非常倾斜地延伸，出现大的半阴影。
DE1037035B也涉及首先提到的文献的类型的准直光管，其用于富含能量的治疗射线，其将四个射线限制块沿着一条斜线分成两个部分，其中该线延伸到内面和端面(即与下一个块邻接的面)到达的位置。由此从每个块中获得一个主部分和次部分，它们可以相向地移动。由此可以形成不同的轮廓，其相对于正方形的射线边界同样减小了过量辐射。但是它在模仿肿瘤的形状或者其它要照射的区域的形状上解决得还是很不充分的并且没有解决半阴影的问题。
最终DE1564765A1教导了对半阴影问题的解决方案。该文献同样涉及首先提到的文献的类型的带有四个相互相邻接的可以在一个平面在移动的辐射限制块的准直光管。其目的是实现一种清楚限定的场亦即没有半阴影的场。为此建议这样设计这些块并且可以转动地支承，使得形成辐射边界的端面在每次调节时对准辐射源。由此这些块的材料总是以全厚度屏蔽辐射。但是这种准直光管也只能够形成正方形的辐射场，因此其中又不得不承受拐角处的大的过量辐射区。
FR2524690不仅涉及过量辐射区也涉及半阴影问题。为了防止或者减小半阴影，该文献规定将相互相邻接的可以在应该平面在移动的板件设置在多个平面中，从而形成台阶的、平截头棱锥体形的射线边界开口。这样使得半阴影达到最少。其只是出现在射线横过台阶形状的区域中。但是，要限制的面积越大，则该尽管采用该措施而仍然留下的半阴影的台阶区域也越大。该建议的技术方案的另一个缺点是，作为辐射场的边界只能够形成多角形，其取决于板件的数量，而不可能成形为实际的肿瘤轮廓。
EP1367604A1公开了一种将X射线聚中成微X射线的装置，其中通过在毛细管的内反射面上的反射实现聚中。该毛细管通过移动对中布置的杆段而形成，其借助于螺栓可以移动或者调节。但是该装置只允许非常有限的点状照射。此外，在内反射面上的反射作用不适用于处于兆伏范围的治疗射线。
为了能够更好地模仿肿瘤的形状和将过量辐射减到最小，最后转到采用可以更换的固定的准直光管。此时从不同的空间方向测量肿瘤形状并且为每次照射制造多个固定的准直光管，其用于来自不同方向的照射。此时具有的优点是获得精确的形状并且也能够使边界精确地与光程相匹配，由此不再出现半阴影。但是其缺点在于准直光管更换频繁造成其方法繁琐，其需要在贵重的仪器上花费很多的时间，以及在于对于每次照射用于制造许多的准直光管的费用，这些准直光管用过之后不再被使用，因为它们是用于某个病人的并且也只可以为该病人在一定的时间限制范围内所使用。后者由于情况的变化，肿瘤的形状由于生长、萎缩或者形状变化而不断地改变。
为了减小该费用，提出了多叶准直光管，其中采用多个窄的相互顶靠的叶(即光阑板)借助于叶的调节运动可以模仿肿瘤的形状。首先这种多叶准直光管虽然具有能够非常迅速地调节几乎任意的形状，但是它们具有的缺点在于用于每个叶的具有调节机构的机构很昂贵，另一个缺点是在通过一个叶构成的辐射场的每个边界上依据该叶与光程的轴线的不同距离会出现或大或小的半阴影。
为了避免这种阴影，EP1152297B1建议将叶设计成带有可以调节的前缘边，其中一个机构将其置于总是平行于光程。但是这导致的结果是需要多叶准直光管的更加复杂的机构。
为了避免这种复杂的机构并且在形成要辐射的面时能够更加灵活，最后由DE19922656A1建议了一种带有准直光管开口的扫描装置，它构造得很小，使得要辐射的对象相对于其要辐射的区域能够以足够的精度辐射(图3)。在前述的建议中，虽然小的准直光管开口导致大的精确度，但是扫描速度很慢，大的光阑孔能够较快地扫描，但是不能够满足所要求的精确度。使用多孔板产生由多个扫描射线构成的束(图5和5a)也还没能够产生满意的照射时间的缩短。多孔板相对于照射面固定设置并且为了精确地照射缘边区域必须使用更小的光阑孔，亦即这些板被更换。
为了通过扫描速度，同时不必放弃高的精确度，最后由DE10157523C1建议设置一种具有多个不同大小的准直光管开孔的准直光管，这些开孔可以由选择地置于光程中。这优选借助于类似于旋转台的机构进行，该机构转动一个具有不同大小的开孔的圆形板。但是在目前用于治疗的富含能量的射线下，为了进行屏蔽，需要的材料厚度为6至10cm。以这种方式，可以获得重量很大的准直光管，或者必须将其限制在较少的几个例如三个开孔尺寸上。但是即使在这种限制下也需要将不使用的开孔盖住，以便不会形成其被屏蔽的材料厚度不足够的区域。因此除了带有开孔的板以外还需要屏蔽板，其也同样需具有多个厘米的厚度。因此该准直光管相对较重，由此相应增加了导向机构和驱动机构的费用。这种准直光管的另一个缺点在于，由于上述原因，只有较少的几个固定的准直光管开孔可供使用，因此大大限制了射线限制的变化性。特别是由于上述原因不可能设置不同直径的大的开孔，用这些开孔可以首先治疗要辐射的面的区域，该区域尽可能地大，以便之后用分级的更精细的射线束治疗边缘区域。由于施加射线的持续时间对于一个面的每个点需要数秒，即用固定的尺寸的射线束扫描一个面花费的时间要多于采用最佳调节的尺寸。当射线束相对于辐射面可能变得更细时，尤其是这种情况。由此延长了整个治疗时间。这不仅对于必须被固定的病人而言是不舒服的，而且在一个仪器是可以治疗的数量也降低，对于这种仪器的高的购置费和运行成本而言，这具有很大的经济意义。此外对缘边区域的测量精确度受到限制，这对诸如相邻的神经这样的区域是很关键的。
EP0382560A1虽然公开了作为限制辐射机构的孔径光阑并且提到了通过“扫描”进行的辐射。但是它涉及的不是在DE19922656A1在所述类型的扫描运动，其中通过被限制的首先的扫描运动使得一个面获得其射线的施加。这种对治疗对象的各个面的施加然后相继地从不同的空间角度进行，其中带有辐射源的筒架，辐射限制装置和扫描装置围绕病人转动。在EP0382560A1中是将上述对围绕要辐射的区域的转动称为“扫描”。但是从一个方向的施加不是通过对一个面的扫描进行的，亦即不是按照在本技术领域中通常理解的“扫描”方式下进行的。相反，从一个方向施加到治疗面上的辐射大致由孔径光阑调节，如在EP0382560A1的图2至5在示出的和在说明书中描述的那样。但是这些面对应于孔径光阑的光阑板总是多角形的，即近似于圆。面的这种粗略的测量不能够模仿粗肿瘤的形状，它因此导致对被一起辐射的好的组织的破坏。因此EP0382560A1的建议具有现今不能够接受的缺陷并且通过技术的发展已经被克服，如在DE19922656A1 DE1015723C1中所建议的。
因此本发明从一种如在DE1015723C1中公开的扫描装置出发。该文献对应于开头所述的准直光管，通过它对治疗对象的面进行扫描。
发明内容
因此本发明的目的是，这样构成开头的和上述类型的准直光管，以高度屏蔽和微小的结构高度实现光阑孔的变化的孔尺寸。
按照本发明这个目的由此得以实现，所述准直光管作为限制辐射的机构具有一个带有至少三个光阑板的孔径光阑，它们具有以相同角度包围的、相互顶靠的侧面，其中光阑板由此释放一个限制射线的开孔，使得沿着侧面通过最多以减少数量的光阑板发生平移运动。
本发明的基本思想是，在此使一个可调节的孔径光阑比通过更换光阑板更快地带到所需的尺寸。与具有多个可以带到光程里面开孔的光阑板相比所述孔径光阑不仅具有一个更轻微的重量而且相对于可调整的光阑孔宽度具有更高的灵活性。
结构相对简单并且能够通过简单的机械或电子的机构实现用于调整光阑孔所需的调整运动。使通过孔径光阑构成的准直光管通过相应的至少两个装置带到所需的位置能够实现紧凑的结构形式。这一点尤其在治疗的辐射部位对于扫描一个表面或者对于由不同的空间角度针对治疗目标辐射是必需的。
这样构成孔径光阑，使得根本不再需要搭接光阑板。这一点通过使所有的光阑板位于一个平面里面并且使其侧面相互顶靠得以实现。只有在光阑板为了建立光阑孔平移运动以后才露出光阑板侧面的最前端局部部位，用于限制通过这种方式构成的限制射线的光阑孔。通过这种方式能够使孔径光阑也置于非常富含能量的射线部位，其中尽管对于射线屏蔽所需的光阑板厚度也可以保持一个可搬运的结构高度。因为无需搭接部位，因此重量与常见的孔径光阑结构相比更轻。只要由屏蔽材料确定的重量基本对应于固定光阑的重量。
由于要通过准直光管进行一个表面的扫描，则设置有一个扫描装置，它通过由孔径光阑限制的射线扫描一个治疗目标。由DE 101 57 523C1已知这种扫描装置。在这种情况下孔径光阑在那里公开的准直光管开孔的位置上以固定的尺寸打开，它们在那里必需有选择地以所需的尺寸带到光程里面。所有其余的在这个文献中公开的特征能够相应地转移到具有孔径光阑的准直光管上，尤其是涉及用于在所需的扫描运动中引导辐射源和准直光管的机构。因此其描述通过这个提示替换。这种扫描装置的另一可能性是，使辐射源和准直光管位于一个机械手臂上，它可以围绕治疗目标运动。这种机械手臂是公知的。它们尤其在自动加工中已经大量使用，因此也可以省去对其的详细描述。
在治疗中，可以使开孔首先更大，用于扫描一个表面然后变小并且通过一个扫描运动扫描任意的形状，例如一个治疗目标的表面的不规则边缘部位。
也可以通过一个筒架使辐射源和准直光管带到通过准直光管限制的射线相对于治疗目标的不同空间角度方向上。当然也可以使上述扫描装置悬挂在一个这样的筒架里面，用于从不同的侧面扫描要被辐射的空间形状。这种筒架已经在辐射仪中广泛使用，尤其是与多叶准直光管相关，它们通过一个费事的机构跟随要被辐射的表面。
本发明的目的尤其在于，对于特别富含能量的射线以微小的孔径光阑结构高度提供屏蔽能力供使用。对于这种应用范围应该使屏蔽性按照兆伏范围的辐射源的富含能量射线设计。这一点主要涉及射线治疗的使用范围，因为例如对于摧毁肿瘤组织需要这种富含能量的射线。为此要使光阑板的厚度位于6至10cm，其中前提是使用常见的光阑板材料，例如可以是钨合金。
原则上可以使一个光阑板固定地设置并且使其它光阑板为了形成开孔以相同的部分沿着邻接的光阑板棱边平移。但是为了使光阑孔的中心点与尺寸无关地总是在相同的位置上适宜的是，以相同的调整行程实现所有光阑板的平移运动，由此在调整运动以后使开孔通过侧面的局部部位构成，它们与中心点具有相同的距离。在这个扩展结构中光轴与孔径光阑的光阑板的打开运动无关地总是保持在相同的位置。
关于光阑板的支承所要求的，涉及到是否所有的光阑板执行平移运动并且存在多少光阑板。当仅仅三个光阑板时，其中一个光阑板固定，用于两个可平移的光阑板的导向在固定的光阑板的侧面上的一个牢固定位就足够了。尤其是当所有的光阑板可以平移的时候，需要一个明确的运动过程，使光阑板通过在平移运动方向上延伸的直线导轨支承。关于直线导轨的走向必需考虑每个光阑板运动的准确走向。这一点由附图描述可以详细解释。例如对于四板式光阑板得出，直线导轨必需以45°角相对于侧面延伸，它们顶靠在另一光阑板上。
一个特别适宜的扩展结构是，所述孔径光阑具有四个光阑板。由此得到一个正方形开孔，它在扫描运动中可以这样在治疗目标的表面上导引，使得在扫描过程结束时辐射时间精确地等于整个辐射表面。
也可以这样构成一个具有四个光阑板的孔径光阑，使那个形成开孔的侧面在其内端部上过渡到一个钩形伸出的形成一个四分之一圆的圆弧，该圆弧形成这个侧面的终端。如果将四个光阑板这样组合到一起，使得圆弧直接相互顶靠，由此产生一个圆孔。这种圆孔尤其适宜的是，对于扫描或者点状辐射必需一个具有非常小直径的单一射线。如果使这些光阑板更多地打开，由此产生一个具有圆拐角的正方形开孔，其中能够实现不同的尺寸。这个开孔可以以上述的方式和方法用于扫描。通过这种方式能够以相对较大的正方形开孔扫描一个表面的大部分并且能够通过圆形小孔实现一个非常细的射线，通过它可以扫描不规则的边缘部位，对于这种部位正方形开孔是太大面积的。
也可以选择使孔径光阑这样调整，使得形成一个尽可能圆的射线。对此至少六个光阑板是适宜的，其中通过这个数量当然总是更好地接近圆形。由此能够形成一个大的开孔，如同例如在伦琴射线辐射时为了诊断所需的那样或者可以通过富含能量的射线辐射一个圆形肿瘤，例如一个脑肿瘤。
在按照本发明的准直光管中必需保证，使孔径光阑的光阑板侧面精确地相互顶靠。因此它们必需是精确平整的并且不能具有表面粗糙。为此可能需要一个精细加工、例如磨削或研磨。此外必需使侧面牢固地相互顶靠，为此建议，具有力加载，它们使光阑板相互顶压。例如可以规定，使弹簧作用于光阑板上，这些弹簧起到力加载的作用。通过这种力加载能够比通过精确的导轨实现更好的表面顶靠，因为导轨必需总是具有小的间隙。
用于使侧面良好相互顶靠的另一可能性是，使所述侧面在其不用于形成光阑孔的相互顶靠的部位具有公共的导轨，在其中相互邻接的光阑板的侧面可以相向平移。两个相互顶靠的光阑板的这种公共的导轨也可以包括一个通过弹簧使侧面精确面顶靠的力加载。
由此实现光阑板的平移运动，使至少一个光阑板被驱动。这尤其对于上述的三板式孔径光阑是足够的。如果存在多个光阑板，则例如可以确定每个第二光阑板并且使其它光阑板通过由此实现的力传递一起运动。但是对于一个尽可能无摩擦且精确的打开运动的运动过程适宜的是，使所有光阑板被同时驱动。
可以通过不同的方式实现所有光阑板的这种同时驱动。例如可以对于每个光阑板具有一个驱动装置，其中通过一个电子控制器实现同时运动。但是这个运动必需非常精确，因为不同时的驱动将导致光阑板相互楔住。另一方法规定，使一个驱动装置通过一个机构同时驱动所有光阑板。这种机构可以通过不同的方式构成。例如可以具有丝杠或螺杆传动，它们通过一个传动机构同时运动。另一可能性是，使所述机构具有一个围绕光阑孔中心点可旋转的凸轮，其中当然需要在凸轮的中心具有一个开孔，它允许最大可能的射线辐射通过。在这个凸轮上设置螺旋形的控制曲线，它们控制光阑板。所述控制曲线可以是槽或凸起，它们通过设置在光阑板上并在控制曲线上滑动的部件调整光阑板。
构成这种机构的另一可能性是，具有一个可以围绕光阑孔中心点旋转的调整机构，它通过一个操纵臂作用于每个光阑板。当然适宜的是，这种通过操纵臂的平移运动也包括一个复位。这种复位例如可以通过复位弹簧实现，它们反作用于调整运动。
如上所述，光阑的侧面必需绝对平面平行地相互顶靠，因为否则存在一个间隙，泄漏射线可能穿过间隙，这必需避免，因为这种泄漏射线可能碰到健康的组织。通过最精确地表面处理也不能够完全在相互邻接的表面上避免一个非常微小的间隙，适宜的是，使所述光阑板的相互顶靠的侧面这样延伸，使间隙不平行于射线光程延伸。为此可以规定，使所述侧面具有在平移方向上延伸的基于侧面的平面度互补地相互作用的偏差。公知对此使用台阶或类似结构。因此对这个扩展结构不详细描述。对于按照本发明的孔径光阑一个用于避免上述泄漏射线的良好解决方案是，使这个孔径光阑这样相对于一个与光轴处于直角的假想光阑面偏转，使得射线不再能够通过间隙入射。因为这种由于误差可能的间隙对于高精度的表面位于微米范围，一个相应较小的圆弧秒的偏转就足够了，该偏转对于射线形状没有实际影响。
按照本发明的准直光管当然也可以在非常富含能量的射线范围以外用于伦琴射线仪，因为不搭接的光阑板的优点在那里也是重要的，因为微小的结构高度对于每个仪器都是有利的。
为了实现附加的屏蔽可以规定，使按照本发明的准直光管在孔径光阑的外部具有一个固定光阑，它位于光程里面并且其开孔与孔径光阑的最大可能开孔相协调。
附图说明
下面借助于附图所示的实施例详细描述本发明。附图中：
图1为了解释原理示出一个三板式孔径光阑的简单实施例，
图2示出准直光管的原理图，
图3示出在光阑板侧面上的导向，
图4a，4b和4c示出四板式孔径光阑的原理图，
图5a，5b和5c示出一个用于使光阑板同时调整的机构的实施例，
图6a和6b示出四板式孔径光阑的另一实施例，
图7a，7b和7c示出五板式孔径光阑的原理图，
图8a，8b和8c示出六板式孔径光阑的原理图，
图9示出另一用于使光阑板同时调整的机构的实施例，
图9a示出这个机构的细节。
具体实施方式
图1为了解释原理示出一个三板式孔径光阑5的简单实施例。因此为了解释选择了三板式孔径光阑5，因为它由于微少的部件可以最清晰地示出。这个孔径光阑5具有三个光阑板6，6’和6”。在这个实施例中光阑板6是固定的而光阑板6’和6”在箭头13的方向上是可以平移的。在孔径光阑5的关闭状态角度α位于中心点11，其中每个角度α通过光阑板6，6’，6”的两个侧面构成。当然对于具有多个光阑板的孔径光阑5这些角度α以相应的方式变得更小。
在这个实施例中光阑板6’和6”通过侧面10上的导轨21这样导引，使得侧面10牢固地相互顶靠。在此由于光阑板6的固定布置其侧面10形成对于另两个光阑板6’和6”的直线导轨16并且在上述两个光阑板之间的导轨21与这些光阑板6’和6”平移，其中它们实现调整行程14。一个在光阑板6’上象征性示出的驱动31用于这个平移并且一个在光阑板6”上的复位弹簧27用于复位。通过平移运动13打开光阑孔12，其中光阑孔12的尺寸按照走过的调整行程14的尺寸调整。
比一个三角形光阑孔12更有利的是一个四角形或几乎圆形的形状。这一点在以后示出和描述的实施例中表示。此外一个扩展结构是更适宜的，其中中心点11通过打开孔径光阑5不平移，如同在这里以两个小十字所表示的那样，而是当孔径光阑5打开的时候保持这个中心点11。但是为此必需使所有的光阑板执行一个平移运动13并且因此需要使这些光阑板通过相应的直线导轨支承。这一点也要在下面的实施例中描述。
图2示出具有孔径光阑5的准直光管1的原理图。对该准直光管1附设一个辐射源3，由它发出射线2。对该孔径光阑5前置一个固定光阑30，它具有开孔，该开孔对应于孔径光阑5的最大可能的开孔。这个固定光阑30用于限制辐射源3的射线2并且尽可能多地防止射线散射。在这里以截面图示出孔径光阑5，其中涉及一个具有光阑板7，7’，7”，7’”的四板式孔径光阑5。下面还要详细示出这个孔径光阑。通过孔径光阑5的开孔12使射线2更多地适合于射线2’，而且使得通过这个射线2’例如可以扫描治疗目标的表面，其中关于这个扫描装置请参阅DE 10157 523 C1。这种扫描装置仍然可以设置在一个筒架上，由此能够从不同的侧面辐射治疗目标并因此实现例如一个肿瘤的最大辐射，同时使周围的组织得到非常少的辐射。
图3单独示出两个光阑板32之间的导向21。这些光阑板32可以是任意的光阑板，其形状如同在这个描述所存在的那样或者当然也可以是一个孔径光阑5，它还具有更多的光阑板。在这里所示的导向21用于使两个光阑板32通过其侧面10这样牢固地固定在一起，使得产生尽可能小的间隙28。为此也使用设置在导向21中的弹簧20，它使接合在光阑板32上的台阶38顶压在一起。这种导向21当然可以只设置在侧面10部位，它们不涉及用于形成光阑孔12的部分部位15。
因为绝不能百分之百地避免间隙28，因此建议，在图2中所示的光阑板29对于光轴33略微偏转，而且这样偏转，使得没有射线2可以穿过光阑板32之间的间隙28入射。即，角度β略微偏离90°，其中通常几弧度秒就足够了。附加地补充说明，光程在图2中远为缩短地表示。实际上光阑孔12与辐射源3距离的比例远为更大，因此射线2在孔径光阑5处只还存在与平行走向的最小偏差，由此与图2所示不同射线2能够穿过间隙28并因此要通过上述的偏转或者其它措施抑制。但是该偏转可以是非常微小的，因为由于侧面10的高表面质量和平整度本来就只能以微米范围产生间隙28。
图4a，4b和4c示出四板式孔径光阑5的原理图。它具有光阑板7，7’，7”，7’”。在图4a中孔径光阑5关闭，其中直角的角度α相互顶靠。在图4b申所有光阑板以相同的调整行程14运动，由此产生一个开孔12，它由光阑板7，7’，7”，7’”的侧面10的部分部位15构成。调整行程14分别对应于正方形开孔12的两个对角线的一半。
图4c示出孔径光阑5的另一开孔，其中示出位于光轴33(见图2)中的中心点11，并且由这个中心点开始的调整行程14执行到光阑板7的左上角。以相应的方式其它光阑板7’，7”，7’”也执行调整行程14。
图5a，5b和5c示出一个用于同时调整光阑板的机构22的实施例。借助于四个光阑板7，7’，7”，7’”示出该机构。该机构22具有一个调整机构25，它具有操纵臂26，它们分别附属于一个光阑板7，7’，7”，7’”。这些光阑板7，7’，7”，7’”具有导向销34而且各两个，它们支承在直线导轨16里面。如果调整机构25在箭头35方向上旋转，操纵臂26使导向销34沿着直线导轨16移动并由此影响光阑板7，7’，7”，7’”的上述调整行程14。
图5b示出已经打开的开孔12，它在图5c中还继续打开。在图5c中也示出平移运动13，以及复位弹簧27的可能的布置，当调整机构25与箭头35方向相反返回运动时，复位弹簧再关闭孔径光阑5。
图6a和6b示出四板式孔径光阑5的另一扩展结构。在此光阑板7，7’，7”和7’”在其侧面10的前端部上具有钩形伸出的圆弧19。在这个扩展结构中孔径光阑5不能完全关闭，因为在这里调整运动13只能这样多地移动，直到各四分之一圆的圆弧组合成一个圆孔17。它是一个圆形开孔12。如果孔径光阑5以相应的方式如上所述打开，则产生一个正方形开孔18，其中圆弧19形成圆拐角。这一点在图6b中示出。这种扩展结构的优点上面已经提过。
图7a，7b和7c示出五板式孔径光阑5的原理图。在这里所有光阑板8，8’，8”，8’”，8””也同时执行调整运动，用于形成开孔12，如同在图7b和7c中所示的那样。在图7c中还示出，例如阴影表示的光阑板8执行调整行程14，其中从中心点11开始的调整行程14描述光阑板8拐角已经执行的行程，该拐角现在位于箭头尖上。
图8a，8b和8c示出一个六板式孔径光阑5的原理图。该视图对应于前面所解释的视图，其中光阑板9，9’，9”，9’”，9””和9’””以不同的阴影表示，目的是更好地看出对于通过图8b和8c中所示的打开运动的光阑板位置。在图8c中还以箭头13表示每个光阑板9，9’，9”，9’”，9””和9’””的平移运动。通过由中心点11开始的向着在箭头尖上的拐角的箭头示出调整运动14，该拐角属于光阑板9’。
图9示出用于使光阑板同时调整的机构22的另一实施例，其中图9a以垂直于固定臂36的横截面示出这个机构22的细节。该实施例涉及一个凸轮24，它具有调整曲线23。可以以任意形式构成的光阑板32在这里分别配有一个固定臂36，它分别支承两个导向销34。在此该视图局限于光阑板32。所述导向销34穿过由槽构成的凸轮24的调整曲线23延伸并且附加地在直线导轨16中延伸。通过这种方式通过凸轮24在箭头35方向上的旋转使光阑板32执行在箭头13方向上的平移运动。而如果凸轮24与箭头35方向相反地运动，则光阑板32仍然以相反的调整行程14返回。这些调整行程14使所有设置的光阑板32总是以相同的方式执行。
在这里没有确定，如何存在许多光阑板，因为这种凸轮24可以对于几乎任意数量的光阑板32使用。相应的所期望开孔12数量和相应的所期望的开孔12和与此相关的所期望的调整行程14顺应调整曲线23的数量和走向。在此图9a还示出一个盖板37，它以适宜的方式遮盖机构22。代替固定臂36当然也可以直接在各光阑板32上实现导向销34的相应布置。
所示的实施例仅仅给出一小部分可能性。尤其是支承和调整机构也可以以其它方式构成，如同上面已经提到的那样。尤其是也能够使光阑板的数量加大，用于实现一个尽可能圆的光阑孔12结构。例如代替在侧面10上的导轨21也可以具有燕尾槽导轨，如果它们只设置在不用于形成开孔12的部位里面的时候。所述弹簧20也可以设置在光阑板6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””的外侧面上，用于使它们顶压两个相邻光阑板的侧面10。另一实现侧面10良好相互固定的可能性是弹性地包围孔径光阑5的所有光阑板。可以设想大量的其它扩展结构可能性。
附图标记清单
1 准直光管
2 射线
2’ 通过准直光管限制的射线
3 辐射源
4 治疗目标(诊断或辐射治疗)
5 孔径光阑
6，6’，6”三板式孔径光阑时的光阑板
7，7’，7”，7’”四板式孔径光阑时的光阑板
8，8’，8”，8’”，8””五板式孔径光阑时的光阑板
9，9’，9”，9’”，9””，9’””六板式孔径光阑时的光阑板
10 侧面
11 中心点
12 开孔/光阑孔
13 箭头：平移运动
14 调整行程
15 侧面的局部部位，它们形成开孔
16 直线导轨
17 圆孔
18 具有圆拐角的正方形开孔
19 圆弧(钩形伸出)
20 弹簧
21 侧面上的导轨
22 机构
23 调整曲线
24 凸轮
25 调整机构
26 操纵臂
27 复位弹簧
28 间隙(由于误差引起的)
29 光阑面
30 固定光阑
31 驱动装置(象征性地)
32 任意的光阑板
33 光轴
34 在光阑板上的导向销
35 箭头：凸轮或调整机构的旋转方向
36 光阑板的固定臂
37 盖板
38 台阶
α 光阑板侧面之间的角度
β 光轴与光阑面之间的角度
Claims (23)
1.用于限制富含能量射线(2)束的准直光管(1)，该射线束由一个基本点状的辐射源(3)发出对准治疗目标(4)并且用作于立体脉冲构造辐射，其中至少两个装置将准直光管(1)带到所需的位置，第一装置构造成筒架或者机械手臂，所述第一装置将辐射由不同的空间角度对准治疗目标(4)，并且第二装置为具有用于在所需的扫描运动中引导辐射源和准直光管的机构的扫描装置，它通过由光阑限制的射线(2’)扫描治疗目标(4)的表面，
其特征在于，
准直光管(1)作为限制射线的机构具有一个孔径光阑(5)，所述孔径光阑(5)具有至少三个光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)，它们具有以相同角度(α)包围的、相互顶靠的侧面(10)，其中光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)由此释放一个限制射线的开孔(12)，使得沿着光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)的侧面(10)发生平移运动(13)。
2.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，所述机械手臂也用作为扫描装置。
3.如权利要求1至2之一所述的准直光管，其特征在于，以兆伏范围设计准直光管对于辐射源(3)富含能量的射线的屏蔽能力。
4.如权利要求3所述的准直光管，其特征在于，所述光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)的厚度位于6至10cm。
5.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，以相同的调整行程(14)实现所有光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)的平移运动，由此在调整运动以后通过侧面(10)的局部部位(15)形成开孔(12)，局部部位与中心点(11)具有相同的距离。
6.如权利要求5所述的准直光管，其特征在于，所述光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)通过在平移运动(13)方向上延伸的直线导轨(16)支承。
7.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，所述孔径光阑(5)具有四个光阑板(7，7’，7，”，7’”)。
8.如权利要求7所述的准直光管，其特征在于，使那个形成开孔(12)的侧面(10)在其内端部上过渡到一个钩形伸出的形成一个四分之一圆的圆弧(19)，由此使四个光阑板(7，7’，7，”，7’”)可以有选择地不同大小地形成圆孔(17)或者具有圆形拐角(18)的正方形孔。
9.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，所述孔径光阑(5)具有至少六个光阑板(9，9’，9”，9’”，9””，9’””)。
10.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，具有力加载，它们使光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)的侧面(10)相互顶压。
11.如权利要求10所述的准直光管，其特征在于，弹簧(2)作用于光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)上，这些弹簧起到力加载的作用。
12.如权利要求11所述的准直光管，其特征在于，所述侧面(10)在其不用于形成开孔(12)的相互顶靠的部位具有公共的导轨(21)，在其中相互邻接的光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)的侧面(10)可以相向平移。
13.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，使至少一个光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)被驱动，由此实现光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)的平移运动(13)。
14.如权利要求13所述的准直光管，其特征在于，所有光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)被同时驱动。
15.如权利要求14所述的准直光管，其特征在于，对于每个光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)具有一个驱动装置，其中通过一个电子控制器实现同时运动。
16.如权利要求14所述的准直光管，其特征在于，一个驱动装置通过一个机构(22)使所有光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)同时驱动。
17.如权利要求16所述的准直光管，其特征在于，所述机构(22)通过一个螺旋形设置在一个围绕中心点(11)可旋转的凸轮(24)上的控制曲线(23)驱动光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)。
18.如权利要求16所述的准直光管，其特征在于，所述机构(22)具有一个可围绕中心点(11)旋转的调整机构(25)，它通过一个操纵臂(26)作用于每个光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)。
19.如权利要求18所述的准直光管，其特征在于，所述平移运动(13)通过操纵臂(26)反作用于复位弹簧(27)
20.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，所述光阑板(6，6’，6”或7，7’，7”，7’”或8，8’，8”，8’”，8””或9，9’，9”，9’”，9””，9’””)的相互顶靠的侧面(10)这样延伸，使得一个由于误差引起的间隙(28)不平行于射线光程延伸。
21.如权利要求20所述的准直光管，其特征在于，所述侧面(10)具有在平移方向上延伸的基于侧面(10)的平面度互补地相互作用的偏差。
22.如权利要求20所述的准直光管，其特征在于，所述孔径光阑(5)这样相对于一个与光轴处于直角的假想光阑面(29)偏转，使得射线(2)不再能够通过间隙(28)入射。
23.如权利要求1所述的准直光管，其特征在于，在孔径光阑(5)的外部一个用于附加屏蔽的固定光阑(30)位于光程里面，其开孔与孔径光阑(5)的最大可能的开孔(12)相协调。
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