CN102266644A - 辐射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辐射患者的装置。该装置包括水平的导引装置(5)和与所述水平的导引装置(5)可水平调节地连接的、垂直的导引装置(6)。此外该装置还包括可垂直调节地安装在所述水平的导引装置(5)上的支承元件(8)和一个包括辐射源的、布置在所述支承元件(8)上的辐射单元(7)。按本发明的辐射装置在辐射源布置和附加自由度扩大的方面是灵活的。该辐射装置具有较高的稳定性并且制造廉价。按扩展设计方案，该装置能够增加三个另外的自由度(13、14、15)。

Description

辐射装置

技术领域

本发明涉及一种用于辐射患者的装置。

背景技术

借助x射线辐射患者医学中是广泛使用的诊断和治疗手段。用于借助x射线诊断疾病的装置通常是计算机断层扫描装置、C型臂x射线机和乳房x射线检查装置。在此使用的射线一般在数千电子伏的能量范围内。

对于治疗应用一般使用较高能量的x射线(兆电子伏范围)。这种射线的能量足够大，以破坏肿瘤或病变组织。产生相应的高能x射线比产生低能量的x射线更耗费。为产生这种x射线大多使用直线加速器(通常缩写为Linac)。这种直线加速器的结构例如记载在专利文献US 2008/0303457中。

已知一些能够从不同方向进行辐射的辐射装置。在图1中示出这样一种装置。构架1固定在支架2上。在构架1中置入一个直线加速器，该直线加速器能够通过孔3发射出x射线。待医治的患者定位在患者支承装置4上。图1所示的辐射系统能够绕轴线旋转构架。在图2中再次示出了图1中的系统，其中，现在构架1相对图1或垂直方向旋转过了一个角度。人们可以通过该系统从多个不同的角度位置辐射肿瘤。

一般在借助来自不同方向的辐射进行辐射治疗时重要的是，每个方向的射线都击中肿瘤。换言之，射线应当在位于待辐射的组织区域内的一点相交。在此，人们也称作(机械的)等中心，即，对应于各个辐射位置的射线的交点。

存在对更灵活的辐射装置的需求，它的自由度尤其也允许等中心地辐射。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以灵活地从各个方向辐射并且廉价的辐射装置。

该技术问题通过一种用于辐射患者的装置解决。在此，辐射既可以有治疗性质也可以有诊断性质。按本发明的装置包括一个带有辐射源的辐射单元。该辐射源例如可以借助直线加速器形成。此外，辐射单元还配设有水平和垂直的导引装置。该水平的导引装置例如可以固定在地板或天花板上。垂直的导引装置在水平方向可调节地与水平的导引装置连接，即，水平的导引装置允许垂直的导引装置沿水平方向运动或移动。两个导引装置例如可以借助导轨实现，滑座和滑块可以在该导轨上运行或移动。然后，垂直的导引装置可以安装在水平导引装置的滑座或滑块上。在该水平的导引装置上又安置有支承元件，该支承元件在垂直方向上是可调节的。该支承元件可以包括滑座或滑块。在该支承元件上又设有包括辐射源的辐射单元。该辐射单元例如包括一个辐射头，在该辐射头中例如设有直线加速器。除了辐射头外，该辐射单元优选还包括一个第二部分，该第二部分具有用于供电(发电机、变压器等)的开关元件。辐射单元可以直接安装在支承元件上。在此，该辐射单元可以借助一些允许它在其它自由度上运动的器件来安装。

本发明使得辐射单元能够在两维空间(水平和垂直)灵活地定位。该装置的稳定性高，因为辐射单元借助支承元件布置在水平导引装置上，即，也通过该水平导引装置机械地支承。最后，按本发明的、带有单独的辐射单元的装置能够廉价地设置其它的自由度。

按一种扩展设计方案，辐射单元可绕旋转轴转动地布置在支承元件中。该旋转轴基本上是横向的或是基本上横向的轴。在此这样定义横向，即，横向轴与水平和垂直的方向或轴正交。概念“基本上”可以理解成，可以设计辐射单元的倾翻运动，在该倾翻运动之后旋转轴不再与垂直轴正交或只是接近横向。即，换言之，旋转轴在辐射单元的至少一个位置既与水平轴正交也与垂直轴正交。辐射单元的另一个自由度允许从不同的方向(侧面地)辐射患者。尤其通过水平和垂直的自由度能够模仿或仿效图1所示装置的辐射功能。

按另一种扩展设计方案，辐射单元可绕倾翻轴倾翻地布置。该倾翻轴可以在至少一个位置是水平的，即，该倾翻轴至少在辐射单元的一个位置是水平轴。优选既设置旋转轴也设置倾翻轴，并且倾翻轴在绕旋转轴旋转时一同转动。也就是说，旋转或旋转轴借助一些在辐射单元转动时一同转动的构件实现。可以借助两个导轨实现垂直导引装置以及水平导引装置。在垂直导引装置的情况下，支承元件就固定在这两个导轨上。这两个导轨可以设计成，使得在所述导轨之间或在所述导轨之间的局部存在用于电机或运动或驱动所述元件的驱动装置的空间。在按本发明的主题的构造中设置有辐射装置的控制装置，该控制装置尤其设置用于这样协调各自由度的运动或运动可能，使得在辐射的过程中，在辐射单元改变其位置或定向的过程中也发生等中心的辐射。

本发明的主题还包括一种由按本发明的装置和患者支承装置构成的系统，其包括不同的自由度和用于控制所述装置和患者支承装置不同自由度的控制装置。整个系统的控制装置又设计成，使得能够等中心地辐射。

附图说明

以下根据实施例详细说明本发明。在附图中示出：

图1是传统的辐射系统，

图2是带有倾斜的构架的、图1所示的辐射系统，

图3是按本发明的辐射系统，

图4A至4C是图3所示的辐射装置的不同位置，

图5是从不同于图3的视角看的按本发明的辐射装置，

图6是按本发明的辐射装置的俯视图，

图7是可以用作按本发明的辐射装置的构件的辐射单元，

图8是可以与按本发明的辐射装置协调使用的患者支承装置的示意性图。

具体实施方式

图1和2示出了传统的解决方案，其中，辐射源被设计有一个自由度(旋转)。其它自由度配属于定位患者的患者支承装置4。患者支承装置4可能的自由度以下参照图8进一步描述。

图3示出了按本发明的辐射装置。该辐射装置并没示出外罩(与图1和图2相反)，以便可以更好地理解工作原理。整个装置设立在具有两个导轨51和52的地板导引装置5上。作为替代，可以设置天花板导引装置。在所述导轨上安装用于支承垂直导引装置6的滑块9。该垂直的导引装置6又通过两个导轨61和62形成。在两个导轨之间或在滑块9上可以设置用于辐射装置的驱动装置。设置有用于支承辐射单元7的支承元件8。该支承元件可沿垂直的导引装置7移动。这具体由此实现，即，支承元件由滑块81形成，在该滑块81上垂直地设置有带圆孔的板82。在该板82上设有辐射单元7。板82的孔设计用于实施辐射单元7的两个部分71和72之间的连接。该连接既可以设计用于传输能量(例如电缆)，也可以为了机械方面的目的(急定性)。辐射单元7的两个部分71和72用于基本上不同的功能，即，产生能量的部分72或产生辐射的部分71。这可详细地根据图5得出。辐射单元的两个部分71和72的重量至少部分地关于在板82上的安装位置平衡，即，基本上由两个部分构成的辐射单元的结构减少了负荷(出现的力矩)。

所示的系统具有五个自由度。设计一个沿水平轴11滑动或平移的自由度。该自由度借助滑块9实现。此外，借助导引装置7和滑块8实现沿垂直方向的平移。另一个自由度是沿横向轴13的平移。这例如通过板82在滑块8上横向滑动实现。

横向的自由度13例如可以通过直线导引装置(例如带有作为导引元件的导轨)和将发动机的旋转运动转换成直线运动的丝杠实现。辐射单元7可绕基本上横向的轴旋转(自由度14)。概念“基本上”意思是，该轴在图中所示的位置是横向的。在辐射单元可能的倾翻(自由度15)时，旋转14不再必需精确地绕横向轴、而是绕相对横向轴偏移一定倾翻角的轴进行。旋转自由度14例如可以借助蜗杆和蜗轮实现。设置在图3中相对水平轴存在的倾翻自由度15作为最后一个自由度。

相应的倾翻铰链或倾翻轴优选在转动时(自由度14)时一同旋转。即，如果辐射单元从图3所示的位置进行转动(请比较图4A和4C)，倾翻轴不再是水平的，而是基本上随着辐射方向倾翻(例如在图4A中，倾翻轴处于垂直的位置，在图4C中与水平方向成约45°的角度)。该倾翻自由度例如可以借助杠杆机构和曲柄实现。

所有的自由度例如可以这样地相互作用，使得实现等中心的辐射。在此，例如可以一同改变倾翻自由度15和横向自由度13。因为辐射单元7的倾翻导致偏离等中心(Isozentrum)，这种偏离可以通过沿横向轴13的移动来补偿。

图4A至4C示出了处于不同位置中的装置。在此，可以定义停靠位置，在该停靠位置中，机械负荷最小并且同时在患者周围的区域中创造用于其它措施的空间。这种停靠位置看上去例如与图4B的位置一样。

辐射装置整体上具有较简单的机械结构。该辐射装置用单根提升支柱或垂直的导引装置就足够。因此这是一个经济的解决方案。通过可以固定在地板或天花板上的水平导引装置获得了较刚性的结构，即，很少由于材料弯曲而偏斜。整个系统可以如图4A至4C所示在侧面停靠，使得可以自由接进水平导轨上方的平面。此外，这使得成像系统，例如CT构架能够移入该区域内并且进行成像，而不需要移动患者支承装置。能够较简单地实施整个系统的安装和定向。通过动力学的五个自由度可以补偿静态和动态的偏差和运行学的变形。因此，改善了定位的精度并且减少机械调校的耗费。

图5和图6从不同于图3的视角示出了按本发明的辐射系统(图5从斜后方，图6从上方)。按本发明的方案一个重要的优点是，辐射单元7设计为独立的、可装入整个系统中的构件，该构件的位置可以借助由其余系统提供的自由度根据需要或按辐射方案灵活地适应。

在图7中详细示出了辐射单元7如何可以用在辐射装置中。该辐射单元由两个部分71和72组成。也可以称作辐射头的第一部分71包括产生辐射的一般功能，例如循环器711、直线加速器712、用于屏蔽和偏转射线的磁体713和多叶瞄准仪714。部分72基本上包括用于产生能量的部件和调制部件721和磁控管722，即，用于产生微波范围内的电磁辐射的真空渡越时间管。该磁控管是高频发生器。辐射单元的所述结构方式使得它能够有效地在图3所示的运动中使用。如图3所示，除了辐射单元的自由度之外还可以设计所使用的患者支承装置的自由度。

图8示意示出具有不同自由度的患者支承装置4的俯视图和侧视图。如在下部的图中明显可见，该患者支承装置置入地板中并且可以绕其基座42旋转。同样，患者所躺的支承面或支承板41可以沿水平方向运动。患者支承装置的该自由度和其它可能的自由度(例如垂直自由度)可以集成到整个系统中。然后存在用于辐射装置和患者支承装置的共同控制装置，该控制装置在等中心辐射时这样调节所有的自由度，使得辐射总是穿过等中心。

Claims (10)

1.一种用于辐射患者的装置，具有

-水平的导引装置(5)；

-垂直的导引装置(6)，其可水平调节地与所述水平的导引装置(5)连接；

-支承元件(8)，该支承元件可垂直调节地安装在所述水平的导引装置(5)上；以及

-包括辐射源的辐射单元(7)，该辐射单元布置在所述支承元件(8)上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支承元件(8)包括可垂直移动的滑块或滑座(81)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述水平的导引装置(5)设计用于安装在房间的天花板或地板上。

4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述辐射单元(7)绕在所述辐射单元(7)的至少一个位置是横向的旋转轴可转动地布置在所述支承元件(8)上。

5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述辐射单元(7)可绕倾翻轴(15)倾翻地布置。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述辐射单元(7)绕在所述辐射单元(7)的至少一个位置是横向的旋转轴可转动地布置在所述支承元件(8)上，并且所述辐射单元(7)这样针对倾翻设计，使得所属的倾翻轴在所述辐射单元(7)旋转时一同转动。

7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述垂直的导引装置(6)借助两个导轨(61、62)构成，所述支承元件(8)固定在所述两个导轨上。

8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述垂直的导引装置(6)安装在可沿所述水平导引装置移动的滑块或滑座(9)上。

9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包括控制装置，该控制装置设置用于通过依照所述装置按要求设定的运动可能性的协调运动等中心辐射地控制所述装置。

10.一种辐射系统，包括

-按权利要求1至9之一所述的装置，

-带有至少一个运动可能性的患者支承装置(4)，以及

-控制装置，该控制装置设置用于通过依照所述装置和所述患者支承装置(4)按要求设定的运动可能性的协调运动等中心辐射地控制所述系统。

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