CN102762256B - 用x射线工作的医疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用X射线工作的医疗设备，包括:X射线源，可利用该X射线源发射X射线，该X射线沿着中央射线具有强度最大值，旋转装置，可利用该旋转装置使X射线源围绕等中心点旋转，其中X射线的中央轴线相对等中心点离心地取向，从而尤其是在围绕等中心点旋转时从不同的空间方向发射的中央射线与围绕等中心点的假想的圆相切。此外，本发明涉及一种用于运行医疗设备的方法，具有下面的步骤：提供X射线源，利用该X射线源发射X射线，该X射线沿着中央射线具有强度最大值，将X射线源围绕等中心点旋转，其中将X射线的中央轴线相对于等中心点离心地取向，使得尤其是在围绕等中心点旋转时从不同空间方向发射的中央射线与围绕等中心点的假想的圆相切。
Description
技术领域
本发明涉及用X射线工作的医疗设备，尤其是射线治疗设备，以及用于运行该设备的方法。
背景技术
借助来自不同空间方向的X射线对有限目标体积的辐射，如其例如为了在诊断方法中成像或在治疗方法中合成剂量的目的而执行的那样，通常要求对目标体积的尽可能均匀的总照射。
因为通常使用的X射线源具有优选的辐射方向，剂量最大值沿着该辐射方向分布，并且该辐射方向通常对准目标体积的中心取向，因此对目标体积的边缘区域的照射通常相对于目标体积的中心减弱。
迄今，该问题在射线治疗设备中并且在成像设备中通过衰减器（英文“beamflatteningfilter（射束平整过滤器）”）来解决，该衰减器减弱辐射射束的中央部分并且由此均匀化X射线辐射的分布。
发明内容
本发明的任务是提供一种用X射线工作的医疗设备，该设备能够实现对目标体积的快速并且有效的照射。此外，本发明的任务还在于提供一种方法，借助该方法能够实现快速并且有效地照射目标体积。
本发明的该任务通过独立权利要求的特征解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求的特征中得到。
本发明的用X射线工作的医疗设备包括:
－X射线源，可利用该X射线源发射X射线，该X射线沿着中央射线具有剂量最大值，
－旋转装置，可利用该旋转装置使X射线源围绕等中心点（Isozentrum）旋转，
其中X射线的中央轴线相对等中心点离心地取向，从而尤其是在围绕等中心点旋转时从不同的空间方向发射的中央射线与围绕等中心点的假想的圆相切。
本发明基于如下认识，即X射线源的辐射射束、也就是由X射线源发射的X射线锥体通常沿着中央射线具有最大值。现在X射线源的辐射射束不再对准中心地取向、而是更多地对准边缘区域地取向。该入射因此从不同的空间方向近轴地或者相切地进行。
由此通过该源围绕目标体积的旋转，即使辐射射束本身表现出非均匀的剂量分布，总体上也能实现对整个体积的明显更均匀的照射。通过将辐射射束的不均匀的剂量分布、辐射射束的离心的取向以及辐射射束的旋转进行组合能够实现该更均匀的照射，其中辐射射束的剂量分布沿着中央射束被减弱剂量最大值。
因此，X射线源的几何布置和取向连同X射线源的旋转对均匀化照射有贡献。
与迄今的很大程度上通过吸收器来完成均匀化的解决方案相比，能够实现X射线源的明显改善的效率。
因为该吸收器可以被构造为使得其较少地吸收辐射功率，因为不再需要仅仅该吸收器来负责剂量分布的均匀化。吸收器甚至可以完全地被去掉，从而该源的完整的剂量功率到达目标体积。在后面的情况中，在X射线光路上没有用于均匀化的展平过滤器。因此总体上可以放弃有损耗的、损害辐射的吸收器。
由此提高了可以用于照射目标体积的剂量率。照射持续时间取决于经过肿瘤体积形成的分数（希望的剂量）/（局部的剂量率）。因此出现最小剂量率的待照射地点、也即最弱地被照射的区域确定照射持续时间。因此可以用本发明的医疗设备来实现时间缩短。
此外在剂量分布非均匀的情况下有：同时用较高的剂量率照射的地点必要时在照射持续时间的一部分期间可以被保护免受辐射，因为在那里否则会施加过高的剂量。更均匀的剂量分布也解决了该问题。具有过高剂量率的地点不必在短时间之后例如借助准直仪被消隐，由此可以在较小的剂量率情况下在其它地点施加所希望的剂量。
该设备尤其是可以被构造为射线治疗设备，例如具有可以围绕等中心点旋转的治疗性X射线源。
准直仪可以处于X射线的光路中，然后借助该准直仪可以在侧向上限制X射线的射线分布并且由此例如可以被适配于待照射的目标体积。从而在待照射的对象中可以仅仅照射确定的部分体积。
按照本发明的用于运行医疗设备的方法具有下面的步骤：
提供X射线源，借助该X射线源发射X射线，该X射线沿着中央射线具有强度最大值，
将X射线源围绕等中心点旋转，其中在旋转期间将X射线的中央轴线相对于等中心点离心地取向，使得尤其是在围绕等中心点旋转时从不同空间方向发射的中央射线与围绕等中心点的假想的圆相切。
优选地，X射线的光路中没有设置衰减过滤器。X射线的光路可以被准直，以便对侧向的分布成型。
按照本发明，在中央射线中具有强度最大值并且在用X射线工作的医疗设备中由X射线源从围绕等中心点的不同空间方向发射的X射线被用于在围绕等中心点的区域中的剂量均匀化，其方式是X射线的中央射线在每个空间方向中在侧向上从等中心点旁经过地取向。
各个特征的在前的和下面的描述、其优点和其作用不仅涉及装置类别，而且涉及方法类别，无需在每种情况中详细地明确提到这一点；这里所公开的各个特征也可以以不同于所示的组合而具有本发明实质。
附图说明
具有按照从属权利要求特征的改进的本发明实施方式借助下面的附图被更详细阐述，但是不局限于此。其中：
图1示出了按照现有技术的射线治疗设备中的剂量产生的原理，
图2示出了在本发明的射线治疗设备的实施方式中的剂量产生的原理。
具体实施方式
借助图1，阐述了在按照现有技术的射线治疗设备中围绕等中心点的剂量产生的原理。
射线治疗设备11包括可旋转的机架13，利用该机架可以将X射线源15围绕待照射的对象旋转。从X射线源出发，将锥形的X射线对准等中心点19地取向。X射线通过准直仪17在侧向上被限制。在围绕等中心点19旋转X射线源15的条件下该照射通常从不同方向来进行，这通过虚线标示的机架位置来表示。
锥形的X射线的中央射线21在此到达等中心点19。X射线在此具有剂量分布23，这通过高斯状曲线来表示，该剂量分布沿着中央射线21具有剂量最大值，该剂量最大值朝着边缘逐渐降低。因此当目标体积被粒子射线所照射时，在等中心点19的剂量率最高并且朝着边缘逐渐减弱。
该原理通过所施加的、通过两个相反示出的入射方向所产生的剂量可以明显看出。剂量最大值在相同的位置上照射目标体积，从而通过两个入射方向被施加到目标体积中的剂量具有与X射线中的不均匀剂量分布23相同的不均匀分布。
因此，在通常情况下，在根据现有技术的射线治疗设备11中使用展平过滤器（这里未示出），其被设置在X射线的光路中，并且其使得不均匀的剂量分布变得较均匀。但是这以损害在展平过滤器中的辐射剂量为代价。
图2示出了在本发明射线治疗设备11中的剂量产生的原理。
X射线源15的中央射线21现在不再对准等中心点19地取向，而是近轴地从等中心点旁经过。这导致在X射线源15围绕等中心点19旋转时，所发射的中央射线21相切于围绕等中心点的圆25。
在这种几何配置中围绕等中心点19所构建的剂量明显比在中央射线21对准等中心点19取向的情况所施加的剂量更均匀。
借助两个相反绘制的入射方向可以明显看出这一点。通过各自入射方向所施加的剂量最大值现在不再处于等中心点19中，而是分别在等中心点19的相反的位置旁。在等中心点19本身中，通过相反的入射将明显处于剂量最大值之下的剂量分量相加。通过剂量分量的相加，在等中心点19中施加明显比各个剂量分量本身更靠近剂量最大值的剂量。由此总体上能够施加明显更均匀的剂量。
因此在理想情况下，甚至可以完全放弃展平过滤器。然后没有剂量功率在展平过滤器中被损害，由此可以以更高的剂量率照射目标体积，这明显减少了照射时间。
此外，在此也可以设置准直器17，该准直器将施加的剂量与目标体积适配并且限制于目标体积。
即使借助射线治疗设备11阐述了该原理，但是实现围绕等中心点19构建的剂量分布的剂量均匀化的相同原理也可以被转用到用X射线工作的成像设备上，例如计算机断层扫描仪（CT）或者锥形束CT。
附图标记列表
11射线治疗设备
13机架
15X射线源
17准直仪
19等中心点
23剂量分布
25圆
Claims (4)
1.一种用X射线工作的医疗设备，包括:
－X射线源，能利用该X射线源发射X射线锥体，该X射线锥体具有沿着中央射线具有强度最大值的非均匀剂量分布，
－旋转装置，能利用该旋转装置使X射线源围绕等中心点旋转，
其中所述X射线锥体的中央射线近轴地从等中心点旁经过地取向，其特征在于，该设备被构造为，使得在运行中在旋转装置围绕等中心点旋转的情况下X射线锥体的中央射线按照以下方式近轴地从等中心点旁经过地取向，即从不同的空间方向发射的中央射线与围绕等中心点的假想的圆相切，从而通过将不均匀的剂量分布、X射线锥体的近轴取向以及X射线椎体的旋转进行组合实现对等中心点的均匀照射。
2.根据权利要求1所述的用X射线工作的医疗设备，其中该设备被构造为射线治疗设备。
3.根据权利要求1或2所述的用X射线工作的医疗设备，其中准直仪处于X射线锥体的光路中，用于在侧向上限制X射线的射线分布。
4.根据权利要求1或2所述的用X射线工作的医疗设备，其中在X射线锥体的光路中没有设置用于空间剂量均匀化的衰减过滤器。
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Effective date of registration: 20190107 Address after: Erlangen, Germany Patentee after: SIEMENS AG Address before: Munich, Germany Patentee before: Siemens AG |
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