CN112972909B - 用于放疗设备的控制器 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于放疗设备的控制器；所述放疗设备被配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，其中，所述放疗设备包括第一可旋转构件和患者支撑构件，所述第一可旋转构件的旋转可以改变所提供的治疗性照射的物理属性，所述患者支撑构件在纵向和横向中的至少一个方向上可线性移动。控制器包括用于控制第一可旋转构件的移动的第一可旋转致动器和用于控制患者支撑构件的移动的第二致动器。

Description

用于放疗设备的控制器

技术领域

本公开涉及放疗设备和放疗设备的控制。

背景技术

放疗可以描述为使用电离辐射治疗人或动物身体。特别地，放射治疗通常用于治疗人或动物患者的身体和皮肤内的肿瘤。在这样的治疗中，通过电离辐射照射形成肿瘤部分的细胞，以摧毁或破坏它们。但是，为了将规定剂量的电离辐射施加到诸如肿瘤的靶位置或靶区域，电离辐射通常还将穿过人或动物身体的健康组织。因此，放射治疗具有对靶区域进行照射和破坏的理想结果，但是也可能具有对健康组织进行照射和破坏的不良结果。希望最小化在放疗治疗中健康组织所接受的剂量。因此，希望尽可能有效地控制放疗治疗的施加。

现代放疗治疗使用的技术是尽可能精确地靶向肿瘤(或其他靶区域)并减少对健康组织的照射剂量，从而为患者提供更安全的治疗。例如，使靶区域周围的健康组织所接受的照射剂量最小的标准方法是将照射从多个不同角度导向靶区域，例如通过使用旋转机架在患者周围旋转照射源。在这种情况下，施加照射的角度被选择为使得每个照射束都穿过靶区域。以这种方式，可以在治疗弧的过程中在靶区域处建立累积的照射剂量，其中照射源旋转经过一定角度。然而，由于从多个不同角度施加照射，所以在健康组织的任何部分中都不会建立相同的、高的、累积的照射剂量，因为照射穿过的特定健康组织会随角度变化。因此，相对于靶区域的单位体积，健康组织的每个单位体积接受的照射剂量较小。

任何治疗性放疗治疗的有效性将取决于许多促成因素，除了与个体患者及与其肿瘤或其他靶区域的性质有关的独特因素外，例如但不限于用于施加治疗性照射的机器或设备的性能以及用户能够控制设备操作的程度。用户控制的程度可能取决于用户的技能和经验水平以及放疗设备对用户控制信号的响应程度。

一般而言，治疗性放疗设备由于其固有的性质，是复杂且精细的，并且可以包含许多物理方面，这些物理方面包括通常必须在垂直、横向和纵向上线性可移动的工作台或其他患者支撑表面，以及也可能是可移动的治疗性照射源。在某些设备中，还存在其他部件，例如成像设备和检测器。治疗性放疗设备的用户需要对该设备的各种物理方面保持良好控制，同时还经常必须与患者沟通和/或以其他方式保持对患者需求和健康的了解。

在已知的治疗性放疗设备中，例如已知的医疗直线加速器(linear accelerator,LINAC)设备，提供了多个控制器以控制设备操作的多个方面。例如，可以存在用于控制照射的施加、用于不同类型的成像以及用于控制设备的部件的物理移动的不同的控制器。每个控制器通常包括多个用户可致动按钮或其他致动器。这些控制器通常是远程的，而且可以手持。

都知道提供一组LINAC控制器，例如本文图1中所示的该组控制器100。如其中所示，该组中的每个控制器包括一个或多个“拇指旋轮”102和按钮104或其他致动器，用于控制治疗性放疗设备的组成部分的移动。为提供对相应LINAC设备的操作控制，图1所示的3个控制器100对于用户使用而言，都是所需要的。例如，控制器可以控制可旋转框架或机架的旋转移动和/或工作台的线性移动和/或用于折叠/展开成像面板的枢转移动。在这样的已知设备中，对于LINAC设备的多个不同部件，按钮104可以用于切换两个拇指旋轮的不同功能。该系统对于用户，特别是对于控制器的新用户或不常使用的用户而言，是复杂且不直观的。它在很大程度上取决于用户读取一个或多个单独的屏幕，以确定每个拇指旋轮当前被切换到什么功能。再次，这对于用户而言低效、复杂且不方便。

机架(图1中未示出)可以具有安装在其上的重要的操作设备，例如治疗性照射束的源和/或检测器。它还可以具有安装在其上的成像设备。例如，该源可以是用于成像的kV源(千伏X射线发生器)，或者是用于治疗及成像目的的MV(兆伏)照射源。已知的放疗设备还可以包括其他部件，例如准直仪，该准直仪用于控制在设备内产生的治疗性照射的方向和形状。准直仪构成照射源的一部分，该准直仪可以固定到机架上。在某些布置中，准直仪或准直仪的一部分也可以是可旋转的。

在图1的已知控制器100中，拇指旋轮102物理上不同于控制器100的主纵向用户输入表面，但位于其中。在图1所示的示例中，拇指旋轮102可绕平行于控制器100的纵轴延伸的纵轴旋转。拇指旋轮102通常为圆柱形(轮状)，并且每个拇指旋轮102的曲面106的一部分从控制器100的用户输入表面的平面伸出。来自用户的所需移动需要用户将他或她的拇指抬离用户输入表面的主平面，以旋转拇指旋轮102(一个或多个)的向外突出的部分。

已知的LINAC控制器可能难以理解，也不容易学习如何使用。而且，由于已知的Linac系统需要多个通常看起来彼此大致相同的控制器来控制机器不同的各个部分，因此存在用户混淆的风险。用户为了自己的预期目的而反复更换控制器并检查当前控制器是否正确，这也很耗时。因此，这冒着对相应的治疗性放疗设备的缓慢操作的风险，这可能降低患者体验并降低所递送的治疗性放疗的有效性。

希望治疗性放疗设备的控制尽可能地对用户友好，以便：提高放疗用于治疗靶区域的有效性；避免另外可能由放疗中的不精确靶向所导致的对健康组织的破坏；提高放疗的速度并改善患者接待量；改善患者体验；改善设备新用户或不常使用的用户能理解、学习并记住如何使用它的速度与便利性；以及限制用户错误或不精确的风险。

发明内容

提供了一种用于治疗性放疗设备的改进的控制器，该控制器使用户能够有效且准确地控制例如医用直线加速器(LINAC)设备等放疗设备的操作。此外，该控制器的使用直观，使得新用户对使用它可快速且容易地变得舒适。该控制器可以是手持控制器。

与其中需要多个(通常大致相同)控制器来对操作的多个不同的各个方面进行控制的已知系统相反，本文所述的改进的控制器能够经由单个精简的控制器模块(或设备)来控制那些多个不同的方面。为了实现这一点，控制器体现了对例如不需要同时使用哪些功能，以及用户可能惯常地希望在哪些功能、模式或方面之间进行切换的智能识别。它还在控制器表面上的不同物理区域提供有致动器，用于分别控制治疗性放疗设备的物理上不同的部件。而且，它为用户控制治疗性放疗设备的部件，在功能或操作模式之间切换或在控制放疗设备的各个不同方面之间切换提供了用户友好、人体工程学舒适和有效的方式。

至少在某些布置中，某些控件已从控制器中省略，且作为替代被重新设置到基于机器的UIM(或仅设置于UIM上，而不是复制控制器)。此外，这包括智能识别和选择的实施例，该智能识别和选择关于用户需要做什么以控制放疗设备的操作，包括当向患者递送放疗时识别对于初始设置需要哪些控件以及在操作期间需要哪些控件。

本文所述的控制器还智能地利用了其可用的物理空间。例如，一些很少需要的功能可以设置在控制器的后表面上。

根据一个方面，提供了一种用于放疗设备的控制器；所述放疗设备被配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，其中所述放疗设备包括第一可旋转构件和患者支撑构件，所述第一可旋转构件的旋转可以改变所提供的治疗性照射的物理属性，所述患者支撑构件在纵向和横向中的至少一个上可线性移动。控制器包括用于控制第一可旋转构件的移动的第一可旋转致动器和用于控制患者支撑构件的移动的第二致动器。

放疗设备可以是治疗性放疗设备。

该控制器可以是可移动控制器，例如手持控制器。

第一可旋转构件可以是机架、准直仪和多叶准直仪(multi-leaf collimator,MLC)中的任何一个。第一可旋转构件的旋转可以改变的所提供的治疗性照射的物理属性可以包括以下一个或多个：治疗性照射源的位置；治疗性照射的传播方向；治疗性照射束的横截面尺寸；以及治疗性照射束的横截面形状。

患者支撑构件可以是患者台、患者床或患者座椅，患者在其上静置以进行治疗性照射治疗。

所述第一可旋转致动器可被偏压向静止位置，并且所述控制器可被布置用于检测所述第一可旋转致动器远离其静止位置的用户致动。所述致动器远离其静止位置的移动可用于控制所述第一可旋转构件的移动性质。例如，第一可旋转致动器远离其静止位置的移动可用来控制第一可旋转构件发生的移动的性质可包括速率、速度和角位置中的任何一个。

第一可旋转致动器可包括转盘(dial)，所述转盘的至少一部分可旋转地移动。转盘可以是大致圆环形或环形的。可能在转盘的大致中心处提供了一个按钮或开关。

所述控制器可包括电位计，所述电位计用于基于所述第一可旋转致动器远离其静止位置的移动而将控制信号传送至所述放疗设备。控制器可包括嵌齿或齿轮或连接器，用于响应于第一可旋转致动器的移动而将移动传递至电位计(的一部分)。

第一可旋转致动器可以被设置在控制器的用户输入表面上，并且可以被配置为使得可以在与用户输入表面大致相同的平面上提供用户对第一可旋转致动器的致动。第一可旋转致动器可以被配置为使得用户不必为了致动第一可旋转致动器而将他或她的拇指或手指从用户输入表面的平面抬离或旋开。

控制器可以配置为，由于用户的致动，所述第一可旋转致动器远离静止位置的移动的大小与所述第一可旋转构件的移动性质所发生的变化的大小成比例，这是被控制的。例如，该性质可以是速度，并且第一可旋转构件的速度变化的大小(或程度)可以取决于第一可旋转致动器远离静止位置的致动大小。可存在第一可旋转构件的最大允许速度。可存在第一可旋转构件远离参考位置的最大允许位移。

可以限制用户可致动第一可旋转致动器的程度。例如，第一可旋转致动器可以在顺时针方向和逆时针方向上最多可被致动90°。例如，第一可旋转致动器可以在顺时针和逆时针方向上最多可被致动60°。

控制器可以配置为使得由于用户的致动，所述第一可旋转致动器远离其静止位置的移动方向将确定所述第一可旋转构件的位置发生变化的方向。例如，第一可旋转致动器沿顺时针方向远离其静止位置的旋转可导致第一可旋转构件沿正方向移动。例如，第一可旋转致动器沿逆时针方向远离其静止位置的旋转可导致第一可旋转构件沿负方向移动。

第一可旋转致动器可以被弹簧偏压向其静止位置。第一可旋转致动器可以被配置为在没有用户致动的情况下返回其静止位置。第一可旋转致动器可包括一个或多个指示器，以告知用户第一可旋转致动器相对于其静止位置的瞬时位置。

放疗设备进一步可包括第二可旋转构件。例如，第一可旋转构件可包括机架而第二可旋转构件可包括准直仪，反之亦然。

所述控制器可以被布置为使用所述第一可旋转致动器选择性地控制所述第一可旋转构件和第二可旋转构件的移动。因此，相同的第一可旋转致动器可以可操作以控制第一可旋转构件和第二可旋转构件两者，但是不能同时控制。根据用户选择，所述选择性控制因此可使所述第一可旋转致动器能够用于或控制所述第一可旋转构件或控制所述第二可旋转构件。控制器可以包括开关、按钮或其他致动器，用于在给定时间输入用户选择以确定要控制哪个可旋转构件。可以提供视觉指示器，以指示当前选择了哪个可旋转构件。

用于控制可线性移动的患者支撑构件的移动的第二致动器可以被配置为使用大致线性的用户动作来致动。例如，第二致动器可以包括“滑块”或推式致动器。用户推动或滑动第二致动器的方向可以控制患者支撑构件移动的方向。第二个执行器可以在四个方向上移动——例如，上、下、左和右。第二致动器可被偏压向空档位置或静止位置。空档位置或静止位置可大致位于第二致动器被配置成沿其移动的不同方向的中心。

所述第二致动器可以被设置为接近所述控制器上的所述第一可旋转致动器，但是在物理上不同于所述第一可旋转致动器。例如，第二致动器可以设置在第一可旋转致动器的旁边、正上方或正下方。例如，第二致动器和第一可旋转致动器可以位于控制器的表面上，使得典型的成人用户可以容易地使用他或她的拇指在致动第二致动器和致动第一可旋转致动器之间切换，而不用必须移动他或她的手或必须改变他或她对控制器的抓握。例如，第一可旋转致动器和第二致动器之间的距离可以在20mm至70mm之间。例如，第一可旋转致动器和第二致动器之间的距离可以在30mm至60mm之间。例如，第一可旋转致动器和第二致动器之间的距离可以在40mm至50mm之间。例如，第一可旋转致动器和第二致动器之间的距离可以是大约45mm。该距离可以是第一可旋转致动器的中心与第二致动器的中心之间的距离。该距离可以是第一可旋转致动器的可致动部分和第二致动器的可致动部分之间的距离。

控制器可以包括单个物理实体，例如单个设备，例如单个手持设备。控制器可以被配置为能够独立工作并且不需要依赖于任何其他设备、控制器或输入机构来控制放疗设备的第一可旋转构件和患者支撑构件。

控制器还可被配置为控制放疗设备的其他部件的移动。例如，它可以具有用于控制放疗设备内的一个或多个面板的移动的致动器。用于控制一个或多个面板的移动的致动器可以在物理上不同于第一可旋转致动器和第二致动器。

控制器可以配置为根据用户偏好或用户选择与第二输入方式一起工作。例如，控制器可以是例如手持式控制器的可移动控制器，并且用户至少在某些时候可以能够选择还使用放疗设备上的固定输入方式(其可被称为用户界面模块“UIM”)以对放疗设备进行某些控制。

根据一个方面，提供了一种放疗设备，其中，所述放疗设备被配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，其中，所述治疗性放疗设备包括第一可旋转构件和患者支撑构件，所述第一可旋转构件的旋转能够改变所提供的治疗性照射的物理属性，所述患者支撑构件在纵向和横向中的至少一个方向上可线性移动。所述治疗性放疗设备被配置为由控制器控制，所述控制器包括用于控制第一可旋转构件的移动的第一可旋转致动器和用于控制患者支撑构件的移动的第二致动器。

根据一个方面，提供了一种用于放疗设备的控制器；所述放疗设备配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，其中，所述放疗设备包括第一可旋转构件，所述第一可旋转构件的旋转可以改变所提供的治疗性照射的物理属性。该控制器包括用于控制第一可旋转构件的移动的第一可旋转制动器，其中，所述第一可旋转致动器设置在所述控制器的用户输入表面上，并且被配置为使得所述第一可旋转致动器的用户致动可被提供在与所述用户输入表面大致相同的平面中。

第一可旋转致动器可以被配置为使得用户不必为了致动第一可旋转致动器而将他或她的拇指或手指从用户输入表面的平面抬离或旋开。第一可旋转致动器可以具有与围绕第一可旋转致动器的用户输入表面的区域的触觉不同的触觉。

根据一个方面，提供了一种用于放疗设备的控制器；所述放疗设备被配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，其中所述放疗设备包括第一可旋转构件和第二可旋转构件，其中第一可旋转构件和第二可旋转构件中的每一个的旋转可改变所提供的治疗性照射的物理属性。该控制器包括用于选择性控制第一可旋转构件的移动和第二可旋转构件的移动的第一可旋转致动器。

该控制器可以包括致动器，该致动器用于输入关于第一可旋转构件和第二可旋转构件中的哪一个将被控制的用户选择。

根据一个方面，提供了一种用于放疗设备的控制器；所述放疗设备被配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，其中，所述放疗设备包括第一可旋转构件、患者支撑表面和照射面板。该控制器包括第一致动器、第二致动器和第三致动器，该控制器被配置为分别控制第一可旋转构件、患者支撑表面和照射面板的移动。

根据一个方面，提供了一种放疗设备，其中，所述放疗设备被配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，其中，所述治疗性放疗设备被配置为由根据上述方面中的任一个的控制器来进行控制。

根据一个方面，提供了一种系统，该系统包括根据以上方面中的任何一个的控制器和放疗设备。

附图说明

在此结合附图，仅通过示例的方式描述特定布置，其中：

图1示出了一组已知的LINAC控制器；

图2示出了示例直线加速器(LINAC)设备；

图3示出了示例LINAC设备，该LINAC设备具有一个旋转机架，该旋转机架容纳有照射源、照射检测器和成像装备；

图4示出了沿束轴观察的用于放疗头的块准直仪和多叶准直仪；

图5(a)示出了用于治疗性放疗设备的改进的控制器的正视图；

图5(b)示出了用于治疗性放疗设备的改进的控制器的后视图；

图5(c)示出了用于治疗性放疗设备的改进的控制器的侧视图；

图6示出了用于治疗性放疗设备的改进的基于机器的用户界面模块(UIM)；

图7(a)示出了用于改进的控制器的转盘机构的前视图；

图7(b)包括图7(a)的转盘机构的后视图，没有PCB；

图7(c)包括图7(a)的转盘机构的后视图，没有齿轮或电位计；

图7(d)包括用于图7(a)的转盘机构的齿轮和电位计；

图7(e)包括图7(a)的转盘机构的转盘盖、滚动轴承和第一嵌齿的侧视图。

具体实施方式

LINAC放疗设备的高级概述

图2示出了已知的LINAC 200，其适于并配置为用于在放疗治疗期间向患者递送照射束。在操作中，LINAC设备200产生、调制照射束并使该照射束成形，并根据放疗治疗计划将其导向患者体内或皮肤内的靶区域。

具有许多互操作的组成部分的医用LINAC机器必然复杂。将针对图2所示的LINAC设备200给出典型LINAC的操作的简要概述，该LINAC设备200包括射频波源202、波导204、电子源206、能够产生强真空的系统(其包括一个或多个真空泵230)、在被电子束撞击时产生X射线的重金属靶、以及能够将电子束重定向并聚焦到该靶上的复杂的磁体布置。图2中描绘的设备200也包括治疗头，该治疗头容纳不同的设备，这些设备被配置为例如使所产生的X射线束准直和成形。

诸如磁控管的射频波源202产生射频波。射频波源202连接到波导204并且被配置成使射频波脉冲进入到波导204中。射频波从射频波源202穿过RF输入窗口并进入到RF输入连接管道或管内。例如电子枪的电子源206连接到波导204并被配置为将电子注入到波导204中。在电子源206中，随着灯丝被加热，电子被从阴极灯丝热发射。灯丝的温度控制所注入的电子数量。向波导204内注入电子与向波导204内泵送射频波同步。射频波源202、电子源206和波导204的设计与操作使得射频(RF)波在电子通过波导204传播时将电子加速到非常高的能量。波导204的设计取决于LINAC 200是使用驻波还是行波来加速电子，尽管波导通常包括一系列腔室或腔体，各腔体由电子束可通过的孔或“虹膜”连接。腔体连接以便产生合适的电场图形，该电场图形使通过波导204传播的电子加速。

当电子在波导204中加速时，通过围绕波导204的转向磁体或转向线圈的适当布置来控制电子束路径。进行转向的磁体布置可以包括例如两组四极磁体。

一旦电子被加速，它们就会进入飞行管。飞行管可以通过连接管与波导204连接。该连接管或连接结构可以被称为漂移管。漂移管也形成真空管的一部分。RF波通过与漂移管连接的RF输出连接管道或管离开波导204。如同将RF引入波导204的RF输入管道一样，RF离开波导204的管道或管通过肘形接头或“T形”接头连接到真空管。RF通过密封真空系统的RF输出窗口从真空系统穿出。

泵系统将飞行管保持在真空条件下。电子沿着激流回旋路径(slalom path)向重金属靶行进。该靶可以包括例如钨。在电子通过飞行管行进的同时，进行聚焦的磁体布置动作以将束导向并聚焦在靶上。激流回旋路径使LINAC 200的总体外部长度减小，同时确保由能量分布较小的电子所组成的加速电子束被聚焦在靶上。

为了确保在电子束朝靶行进时不阻碍电子的传播，使用包括真空泵230或真空泵布置的真空系统将波导204抽空。该泵系统能够在波导204和飞行管中产生超高真空(ultra-high vacuum,UHV)条件。真空系统还可以确保电子枪中的UHV条件。电子在抽空的波导204中可以被加速到接近光速的速度。

电子枪206、波导204和飞行管一起形成真空管，在真空管中电子可以被加速并在真空条件下被导向靶。在包括将波导204连接到飞行管的漂移管的实施方式中，漂移管也形成真空管的一部分。为了产生必要的高真空条件，真空系统可能会经历数个泵送阶段，然后才能使用例如离子泵保持高质量的真空。例如，首先，可以使用普通的基于活塞的泵，随后是使用涡轮分子泵进一步降低真空系统内部压力的阶段。最后，使用离子泵来确保系统保持在超低压。

当高能电子撞击靶时，会在各种方向产生X射线。靶被设置于飞行管内，且被设置在飞行管的末端以密封真空系统。飞行管还包括对X射线透明的靶窗口，该靶窗口的位置允许在LINAC 200运行时所产生的X射线从抽空的飞行管穿过靶窗口并进入到治疗头210中。此时，主准直仪阻挡沿某些方向行进的X射线并仅使向前行进的X射线通过以产生锥形的束。X射线被过滤，然后穿过一个或多个离子室进行剂量测量。在束作为放疗治疗的一部分进入到患者体内之前，该束能被束成形设备以各种方式成形，例如通过使用多叶准直仪。

在一些实施方式中，LINAC 200被配置为发射X射线束或电子粒子束。这样的实施允许该设备提供电子束疗法，即一种外部束疗法，其中电子而不是X射线被引导向靶区域。在这样的实施中，通过调整LINAC的部件在发出X射线的第一模式和发出电子的第二模式之间“切换”是可能的。从本质上讲，通过将重金属靶移入或移出电子束路径并用所谓的“电子窗口”代替重金属靶，从而在第一模式和第二模式之间进行切换是可能的。电子窗口对电子大致上是透明的，并允许电子离开飞行管。

可以用包括靶和电子窗口两者的部件来密封飞行管的端部。然后通过移动飞行管使得电子束指向靶或电子窗口而在第一模式和第二模式之间切换是可能的。因此，将波导连接到飞行管起点的漂移管具有轻微柔性，以允许飞行管移动。换句话说，飞行管将在用户在使用电子与X射线能量之间改变时移动，这将钨靶(XRAY)或电子窗口(Electron)放置在适当位置以进行治疗。

典型的LINAC设备(例如图2中所示的设备200)还包括其他几个部件和系统。整个系统由水冷却系统(图中未显示)冷却。水冷却系统可尤其用于冷却波导204、靶和射频源202。为了确保LINAC不泄漏辐射，还提供了适当的屏蔽。如本领域技术人员将理解的，用于放疗治疗的LINAC设备将具有其他设备，例如用于支撑和旋转LINAC的机架、患者支撑表面，以及配置为控制LINAC的控制器或处理器。

本申请特别但非排他地涉及被配置为控制一个或多个LINAC设备的控制器。如下文所进一步讨论的，本申请尤其涉及对LINAC设备的诸如可旋转机架和/或可旋转束准直仪等可旋转移动部件的控制。

可旋转机架

图3示出了被配置为提供共面放疗治疗的共面LINAC放疗设备320的横截面。患者308被示出位于设备320的中心部分内的台或其他支撑表面310上。

设备320包括可旋转的壳体或机架304。机架304通常可绕所描绘的横截面的中心点旋转，即，机架304的旋转轴通常垂直于所描绘的横截面的平面。机架304具有治疗性照射检测器302和安装在机架304上的治疗性照射源300。在所示的布置中，治疗性照射检测器302在机架304的圆形支撑轨道306上与治疗性照射源300大体在直径上相对地安装。因此，在这种布置中，机架304的旋转引起治疗性照射源300和检测器302的旋转。此外，检测器302和治疗性照射源300被布置成绕圆形支撑轨道306一起旋转，使得它们被布置为总是围绕机架304彼此大致成180度(即，彼此在直径上相对)。在这种布置中，还存在成像照射源314和成像照射检测器316，成像照射源314和成像照射检测器316被以大体在直径上彼此相对的方式布置在机架304上。

治疗性照射源300布置为发射靶向X射线束，该X射线束指向患者体内或患者皮肤上的肿瘤或其他靶区域。治疗性照射检测器302被布置为一旦该束穿过患者的身体，便对该束进行检测。该束的方向性至少部分地由一个或多个准直仪控制，这将在下面讨论。

在LINAC 320的操作中，治疗性照射在所示横截面的平面内发出，即垂直于治疗性照射源300、治疗性照射检测器302和机架304的旋转轴。因此，不管治疗性照射源300旋转到什么角度，都可以将照射传送到机架304的中心点处的照射等中心313。因此，这使得治疗性照射源300能够将照射从患者308周围的各种不同角度指向患者308内或患者308上的肿瘤或其他靶区域。如上所述，确保照射为到达靶区域而不必重复穿过患者体内健康组织的同一部分是任何治疗性放疗设备的重要特征。替代地，治疗性照射源300可以旋转至不同的旋转角度，以便在肿瘤或其他靶区域的治疗性放疗治疗期间，照射束穿过多个不同的健康区域，每个健康区域持续有限的时间段。

束准直

为了靶向肿瘤或其他靶区域并减少将健康组织暴露于照射，将患者正确放置在放疗设备内是重要的，以使靶区域位于照射等中心313。因此，患者被置于其上的台或其他支撑表面308通常可垂直地和水平地线性移动。在一些布置中，该台还可以沿垂直轴通过照射等中心旋转(即，围绕Z轴旋转)，以用于非共面治疗。此外，为了成功地靶向肿瘤或其他靶区域，照射束的形状应可布置成尽可能接近地适合肿瘤的形状、大小和性质。

使用块准直仪和所谓的“多叶”准直仪(“multi-leaf”collimators,MLC's)的结合可以靶向大多数肿瘤。块准直仪通常是诸如钨等不透射线材料的固体块，其通常具有跨越缝隙的整个宽度的、直的前边缘，照射束由该缝隙发出，且其可在垂直于前边缘的方向上横跨该缝隙前进和/或撤回。因此，块准直仪具有根据需要调节该缝隙的宽度的效果。因此，面对面布置的一对这样的准直仪可以使来自两个相对侧的缝隙变窄。多叶准直仪(MLC)包括一系列不透射线材料的长、窄、深的“叶片”，在某些布置中，这些“叶片”每个都能延伸到缝隙内且从缝隙中伸出。在阵列中并排布置；因此，叶片的尖端定义了选定的形状，该形状可以通过延伸或缩回单个叶片来随意改变。

图4示出了沿已知准直仪的布置的束轴的视图。准直仪的目的是允许传送具有期望横截面的束并在横跨束场(即束的最大范围)的其余部分上提供尽可能完整的屏蔽。为了允许束成形，提供了多叶准直仪(MLC)410，其包括在两个相对阵列410a、410b中被相对于彼此并排布置的一系列由不透射线材料(例如钨)制成的单个叶片412。因此，下部阵列410a从束场的一侧沿x方向延伸到该场中，而上部阵列410b从束场的相反侧沿x方向延伸到该场中。每个叶片412可独立于其它叶片移动，以便在相对的叶片排410a、410b的末端之间限定选定的形状414。每个叶片的横向(y)方向较薄以提供良好的分辨率，在(z)方向较深以提供足够的吸收，并且在其纵向(x)方向较长以允许其横跨该场延伸至所需位置。通常，叶片的纵向长度将大于其深度，并且两者均将比其横向厚度大得多。

根据本文所述的布置，其控制在下文中进一步描述，准直仪设置在照射头(例如，以上关于图3描述的治疗性照射源300)上或照射头内，该照射头附接到LINAC设备的可旋转机架上。来自照射头的治疗性照射束被引向机架旋转的等中心，并且准直仪将束限定为所需的束形状。准直仪可以包括块准直仪。在这种布置中，它包括MLC，例如图4所示的MLC，其具有两个相对的叶片组或叶片阵列，每个叶片可沿一个方向移动以将束限定为期望的诸如肿瘤或其他靶区域的形状。

在图4所示的示例中，每个叶片412仅可在x方向上横向移动。因此，MLC可以实现不同束形状的程度受到限制。根据一种布置，为了增强MLC可以实现不同的束形状的程度，MLC还可以绕束传播轴(在图4中显示为y轴)旋转。旋转MLC会旋转叶片的旋转角度，从而使MLC能够实现更多数量的不同的束形状。因此，它增强了LINAC设备可实现的对肿瘤或其他靶区域的定制靶向。

治疗性放疗设备的控制

如图5所示，提供了一种根据本文所述的布置的用于控制诸如LINAC设备的治疗性放疗设备的改进的控制器，图5包括图5(a)、图5(b)和图5(c)。在这种布置中的控制器600用作单个控制器，该控制器600可被操作成独立于或与基于机器的也将在下文进一步描述的用户界面模块(User Interface Module,UIM)一起来控制LINAC设备(图5中未示出)的操作。因此，控制器600可以代替已知的LINAC系统通常需要的多个手持式控制器。

控制器600包含对用户需要哪些功能的智能识别，以便控制LINAC设备的操作。这包括识别在使用手持设备时，哪些功能特征通常在互斥时间使用、哪些特征通常在类似时间使用、以及哪些移动和控制模式对于用户使用是自然而直观的。控制器600的尺寸确定为可以由用户手持。实际上，控制器600特别紧凑并且用户友好，以及至少在相对于本文图5描述的特定布置中，该控制器600通常小于已知的LINAC设备的手持式控制器。

首先看图5(a)，该图5(a)示出了控制器600的正视图，可以看出，在这种布置中，控制器600具有大致矩形的轮廓，其中圆角用于改善人体工程学的感觉与舒适度。当控制器600在使用中而要被握持面向用户视线的前部细长面，其包括用户输入表面602。用户可以经由用户输入表面602上的各种特征向控制器600提供输入，以控制相应的治疗性放疗设备的操作的多个方面。

在图5的布置中，控制器600包括设置在用户输入表面602上的多个用户可按压按钮604，其使得用户能够进行选择。它还包括大致为十字形的致动器606，其中十字形致动器606的四个分支中的每个分支的端部都可由用户按压。在用户输入表面602上还设置有用户可致动的转盘608。该转盘608可用于以连续可变的速度控制治疗性放疗设备的可旋转部件的移动，这将在下文进一步讨论。用户输入表面602还包括单独的“台控制器”的致动器620，致动器620可以用于控制患者台在治疗性放疗设备内的移动，这也将在下文进一步讨论。

用户可制动的转盘608(在本文中也称为所谓的“拇指转盘”608)是大致圆形的，具有外圆环610和位于外圆环610内的内部的、大致圆形的按钮612。该内部大致圆形的按钮612包括“拇指转盘功能选择器”612，其将在下文进一步讨论。用户可经由其向放疗设备输入控制信号的转盘608的表面通常与控制器600的用户输入表面602共面或“齐平”。然而，转盘608的表面可以相对于其在用户输入表面602上的周围区域(一个或多个)稍微凸起或凹入，以便向用户提供关于转盘608位置的改进的触觉反馈以及防止转盘608在用户不打算致动转盘608时被意外致动。替代或附加地，转盘608的表面材料，特别是外圆环610的表面材料，可以具有与用户输入表面602的一些或所有其他部分不同的材料感觉，以提升用户触觉反馈及以便对转盘表面提供改善的用户抓握，从而增强控制。例如，外圆环610可以由与其余的用户输入表面602相同的材料形成，但可被配置为对于用户的触摸具有不同的触感。

表盘608包括位于外圆环610上的上部位置标记614。上部位置标记614大约设置在外圆环610上12点钟(或0度)处。上部位置标记614在图5中被示为外圆环610表面上凸起的刻痕，但它可以是任何合适类型的位置标记，其能够关于它的瞬时位置向用户提供视觉和/或触觉反馈。对于上部位置标记614，关于其位置向用户提供视觉和触觉反馈两者是有帮助的。就位置标记614凸起而言，这也有助于使用户能够用他或她的手指或拇指有效地推动标记614以移动外圆环610，从而向转盘608提供控制输入。

在图5所示的布置中，还有两个侧面位置标记615，分别位于外圆环610上的3点钟和9点钟(或90度和270度)处。这些在物理上可以类似于上面讨论的上部位置标记614，并且具有相似的目的。

转盘608布置成外圆环610可由用户旋转。外圆环610可绕其中心轴旋转，该中心轴垂直于用户输入表面602的平面延伸(即，围绕如图5所示的z轴)。因此，外圆环610大致上在控制器600的用户输入表面602的平面内旋转。在所示的布置中，当表盘处于静止位置且未被用户旋转时，上部位置标记614位于“12点钟”或0°位置处。如本文中的图5所示，外圆环610至少可旋转到标记614可向左右各移动六分之一圈的程度(即，顺时针和逆时针，从10点钟到2点钟，-60°到+60°)。在转盘608的表面下方设有物理限制器(图5中未示出)，以便限制旋转。

原则上，用户可以通过将手指(一个或多个)或拇指放在外圆环610的任何部分上来旋转转盘608，但是许多用户更喜欢将手指(一个或多个)或拇指放在位置标记614、615之一上(尤其在它是诸如是如图5所示的那些的凸起标记的情况下)，并通过移动标记614、615来给予旋转控制。因为转盘608大致上与控制器600的用户输入表面602的平面齐平，所以用以致动转盘的用户动作大致上在该平面内。用户不需要抬起他或她的拇指来致动转盘。因此，致动转盘所需的用户动作是直观且舒适的。这对于在工作日期间反复和/或长时间使用控制器600的用户特别有利。

标记位置会将转盘的相对于零或静止位置的瞬时位置告知用户。如下文所详述的那样，在控制器600的操作期间，转盘608的旋转可用于选择性地确定对应的LINAC设备的机架和准直仪的旋转速度，其中(通常而言)，致动规模越大，转盘608的所谓的“拨动角度”越大，因此受控部件的速度越大。将转盘从其空档位置推开时，转速会增加。将转盘推向空档位置时，转速会降低。转盘608的旋转角度到所选部件的移动速度的映射不是直线而是曲线。即，转盘旋转开始时速度的增加是平稳的，而当接近末端(±60°)时，速度的增加会变得更加停滞。如果释放转盘，则在任何时候，它都在弹簧偏压作用下返回其空档位置/零位置。当转盘返回其空档位置/零位置时，所选部件的移动将立即停止。

除了表盘608的致动规模控制LINAC设备的所选部件的旋转速度之外，转盘的致动方向还控制所选部件将旋转的方向。即，如果转盘608被沿顺时针方向远离其空档位置致动，则所选部件将沿正向旋转，距其起始位置最多180度。相反，如果转盘608被沿逆时针方向远离其空档位置致动，则所选部件将沿反方向旋转，距其起始位置最多180度。所选部件旋转的速度将由转盘在相关方向上旋转的角度大小所控制。响应于转盘608的致动，所选部件将旋转的角度范围将取决于旋转速度和发生致动的时间长度。

为了将转盘608上的用户输入转换成对机架和/或准直仪的移动控制，控制器600包括电位计。电位计的大致操作是众所周知的，因此这里不再详细描述。非常简短地描述下：电位计包括可调节的分压器，该分压器通常具有电阻元件，该电阻元件在其各端上均具有末端端子(在这种情况下，该端子与控制器内的其他控制电路连接)以及沿电阻元件移动的实现与电阻元件上的一点的良好接触的滑动触点。滑动触点连接到容纳在两个末端端子之间的第三端子。滑动触点的移动——在这种情况下，是围绕电阻元件的弧形——根据滑动触点的位置改变了电位计的输出电压。

在本文所述的控制器600中，转盘608连接至电位计，从而通过改变转盘608的角度位置来改变电位计的滑动触点的位置，从而改变电位计的输出。因此，用户可以使用转盘608，相对于转盘608被偏压返回的空档位置/零位置进行调节，以便改变电位计的输出。控制器600内的控制电路可以使用电位计的输出将对应的控制信号传送到LINAC设备。

在这种布置中，控制器600具有包括所谓的“使能杆”630的安全特征。实际上，使能杆630包括(在这种布置中)两个按钮——一个按钮设置在控制器600的左侧面上而另一个按钮设置在控制器600的右侧面上。两个使能杆按钮630均包括细长的大致矩形的可按压的按钮。因为使能杆按钮630设置在控制器600的两侧上，所以用户无论他或她正将控制器600握持在哪只手中，使能杆按钮630都易于被用户致动。使能杆按钮630提供了安全特征，因为，为了授权转盘608控制机架和/或准直仪的移动，如上所述，用户必须在致动转盘608的同时按下或挤压使能杆(一个或两个按钮)630。如果释放一个或多个使能杆按钮630，则即使转盘608当前处于非零旋转位置，LINAC的所选部件也将立即停止移动。因此，在用户不打算移动转盘609时却不小心移动转盘609的情况下，使能杆630提供了安全止挡，以防止LINAC部件的可能的意外移动。根据当前的法规要求，使能杆还可以授权Linac的其他可移动部件(例如患者台和面板)启动和保持移动。

根据图5的布置，转盘608可用于选择性地控制机架和准直仪(或所谓的“束限制设备”BLD)两者，其中用户将选择输入到控制器600，以确定在给定的时间要控制这两个部件中的哪一个。如上所述，台是单独控制的，这将在下文进一步详述。在这种布置中，通过拇指转盘功能选择器612输入用户是启动机架还是准直仪的选择。拇指转盘功能选择器612是设置在转盘608的中央的可按压按钮，在使用中，用户可以用任意手指按压该拇指转盘功能选择器612，但是他或她很可能使用他或她的拇指来按压其。因此，使用改进的控制器600，用户不需要移动他或她的手就可以既选择要控制哪个部件又随后控制其旋转。在这种布置中，拇指转盘功能选择器612使用户能滚动3种不同的选项，包括：机架旋转、Linac ASU(自动设置)和准直仪旋转。直线加速器自动设置(Linac Automatic Setup，ASU)触发机架和准直仪移动到一组预定位置，这些位置已根据患者的具体情况进行了编程(编程到Linac内合适的控制器中或与Linac相关联的合适的控制器中)。

在这种布置中，转盘608的默认选项是对机架旋转的控制，但是拇指转盘功能选择器612可以被按下(在这种情况下)一次以改变为Linac ASU，而另一次改变为准直仪旋转(以及另一次返回机架旋转)。它被配置为在按下拇指转盘功能选择器612时发出诸如“哔哔”声的声音。另外，存在拇指转盘功能指示器613，其包括分别对应于机架、Linac ASU和准直仪的三个LED部分，其中拇指转盘功能指示器613的三个LED部分中的一个被照亮以指示在给定时间已通过拇指转盘功能选择器612选择了哪个选项。

因此，可以看出，拇指转盘功能选择器612提供了一种整洁、智能和用户友好的方式，在该方式中，通过使Linac的机架和准直仪、以及对Linac ASU的激活都能够经由控制器的单个且相对小的区域(包括转盘608和拇指转盘功能选择器612)来控制，节省了控制器600的表面上的空间进行控制。通过拇指转盘功能指示器613上的LED，可以防止用户意外旋转错误的Linac部件。此外，通过要求也压下使能杆630，以便使转盘608引起Linac部件(一个或多个)旋转，或还原到其自动设置(ASU)位置，防止了用户在他或她无意触碰转盘608时因不小心这样做了而意外地旋转部件。

在这种布置中的控制器600还包括台控制器620，用于控制Linac内患者被置于其上的台(未示出)的移动。台控制器620在物理上不同于转盘608——在这种布置中，台控制器620位于控制器600的表面上，恰好在转盘608下方。因此，只需很少的用户动作即可在控制可旋转部件和控制台移动之间进行切换。在这种布置中，台控制器620被设置成使得台控制器620的中心在控制器600的表面上位于转盘608的中心下方约45mm处。然而，在其他布置中，该距离可以不同——例如，转盘608和台控制器620的各自中心(或各自的可致动部件)之间的距离可以相距在20mm至70mm之间，或者可以相距在30mm至60mm之间，或者相距在40mm至50mm之间。

台控制器620可以控制台的垂直和水平移动。在台控制器620的正下方设有台移动模式选择器622，其中台移动模式选择器622是可按压的按钮，可以按下该按钮以在垂直移动模式(垂直移动模式是默认位置)与水平移动模式之间切换。当选择了水平移动模式时，“台水平移动模式指示器”624被点亮，在这种布置中，“台水平移动模式指示器”624包括围绕台控制器620的大致圆形的背光。当选择了(或默认为)垂直移动模式时，台水平移动模式指示器624不亮。

在这种布置中，台控制器620包括具有连续变速和默认空档位置的所谓的“四向滑块”。当选择台垂直移动时，向上推滑块(朝向控制器600的细长用户输入表面602的顶部)，使台向上移动(即，沿z轴的+方向)，并推动滑块向下(朝向控制器600的细长用户输入表面602的底部)，使台向下(即，沿z轴的-方向)移动。当选择台水平移动时，向上推动滑块会使台在x-y平面内沿+y方向移动，而向下滑动滑块会导致台在x-y平面内沿-y方向移动。选择台水平移动时，向右推动滑块会使台在x-y平面内沿+x方向移动，而向左推动滑块会使台在x-y平面内沿-x方向移动。

与转盘608一样，在这种布置中，存在与台控制器620相关联的安全机构，其中，如果在同一时间也按下一个或两个使能杆按钮630，则致动台控制器620将仅引起台的移动。在这种布置中，将台控制器620释放到其空档位置和/或释放使能杆按钮(一个或多个)630将导致台移动的立即停止。在选定方向上推动台控制器620的程度将确定台在相应方向上移动的速度，该速度随着台控制器滑块从其空挡位置进一步移动而增加，并在台控制器滑块接近其空档位置时降低。向用户提供了一个或多个屏幕(图中未显示)，这些屏幕可以提供与台/机架/准直仪的位置有关的几何读数。

控制器600还包括面板移位控件，在这种布置中，该面板移位控件在物理上与转盘608和台控制器620都不同，并且包括十字形致动器606和设置在十字形致动器606中央的大致圆形的面板定中心按钮607。Linac中有两个可以通过面板移位控件进行控制的面板(图5中均未示出)。如本领域技术人员所知，两个面板均配置为检测X射线，但以各自不同的能量级别检测——一个配置为kV检测而另一个配置为MV。默认面板是kV面板(在这种布置中也称为“XVI”面板)。另一个面板是MV面板(在这种布置中也称为“iView”面板)。存在大体设置在十字形致动器606下方的可按压的iView(MV)模式按钮640，可以按压该iView(MV)模式按钮640以将控制从kV面板改变为MV面板。存在一个iView(MV)面板模式指示器642，当已选择MV面板进行控制时，iView(MV)面板模式指示器642会亮起。

对于所选择的面板，可以按压面板的定中心按钮607，以使该所选择的面板移动到其居中位置。然后，通过按压十字的相应分支，可以使用十字形致动器来沿x方向和y方向相对于中心而正向和负向(即，上下，左右)地移动所选择的面板。面板配置为在十字形致动器606的各自的分支已经被按下时，在相应方向上移动到最大/极限位置。

使能杆630还用作关于面板移动的安全机构，其中，如果在面板移位控件被致动的同时还按压了使能杆按钮(一个或多个)，则面板移位控件将仅使面板(一个或多个)移动。

控制器600在这种布置中还包括一些附加按钮，在图5的下部区域604中大体示出。例如，按钮可以包括用于激活Linac所处的房间的房间照明，用于激活控制器内的手电筒，用于激活用于标记治疗性照射将要施加到的靶区域的激光束的控件，等等。朝向用户输入面602的底部还有一个LED条，当接通控制器600时，该LED条被点亮。

如图5(b)所示，在这种布置中，在控制器600的背面上也有一些致动器。这些包括“重置电动机”按钮和“触摸保护覆盖”按钮652，它们可以与使能杆630一起使用，以覆盖相对于Linac的移动部分中的任何一个而已设置就位的任何预设禁止或限制。可以看出，这两个致动器被智能地放置在控制器600的后表面上，因为它们可能很少被使用。

再次转到转盘608的功能；本文的图7(a)示出了分离的转盘608，而不是在控制器600内的原位。除了外圆环610和可按压的拇指转盘功能选择器612之外，转盘机构还包括上壳体802和下壳体804以及用于将其附接到控制器600的主体中的螺孔806。

参见图7(b)，可以看出，转盘608的后侧包括第一嵌齿810和第二嵌齿812。第一嵌齿810通过用户致动转盘608的前表面上的外圆环610来致动。第一嵌齿810的移动驱动电位计814连接到的第二嵌齿812。在转盘608后视图的大体中心处还存在一个微动开关808，该微动开关808通过用户按压转盘608的前表面上的拇指转盘功能选择器612来致动。微动开关808连接到PCB(未示出)，以便在按下拇指转盘功能选择器612时传送控制信号。

图7(c)是转盘608的后视图，其中下壳体804和嵌齿810、812被移除。如在其中可以看到的，在槽818中设有弹簧816，该槽818位于第一嵌齿810(如被显示的话)所在处的径向外侧。当不致动转盘608时，弹簧816用于将转盘608偏压回到其零位置。存在一个栓钉820，该栓钉从上部位置标记614(其位于转盘608的前表面上)向后延伸。这也在图7(e)中能够看到。栓钉820可在弧形刻痕822内旋转，该刻痕822被包括在槽818内并且被限制到从零位置起的+/-60度。当用户移动上部位置标记614以便从前面致动刻转盘608时，栓钉820(在后面)在刻痕822内移动，并且还压缩弹簧816。刻痕822确保栓钉820(以及因此上部位置标记614)不能移动超过+/-60度。在弧形刻痕822的径向内侧设有爪824，该爪824与栓钉820连接并且轴向向后延伸与第一嵌齿810衔接。当转盘由用户通过其前表面(例如，经由上部位置标记614)致动时，爪824由此使第一嵌齿810移动。例如，栓钉820和爪824可与形成转盘608的(至少一部分)外表面的所谓的“盖”一体成形。例如，它们可以注塑成型。

图7(d)显示了嵌齿810、812和电位计814。如其中所示，第一嵌齿810的旋转移动将引起第二嵌齿812的旋转移动，这引起电位计的移动。电位计的移动可以由控制器600作为可旋转机架或准直仪的控制信号传递到治疗性放疗设备。

如图7(e)所示，存在设置于表盘608的前表面和第一嵌齿810之间(沿轴向或“z”方向)的所谓“滚动轴承”826。提供滚动轴承826来使转盘的内部部件能够平稳旋转，并来提高其耐用性和性能。

转盘的内部部件，例如栓钉820、槽818和滚动轴承826，可以由塑料或任何其他合适的材料注射成型。这意味着它们的制造简单高效。或者，它们可以用金属材料如钢或铝合金加工成型。转盘608的内部和外部(或前部和后部)部件组合以形成紧凑且用户友好的致动器，用户可以容易地使用该致动器来选择性地控制治疗性放疗设备上的机架和准直仪。用户所需的移动是直观且舒适的，并且用于将这些移动转换为用于设备的控制信号的机构是精简且可靠的。

本文描述的改进的控制器600总体上及在考虑其单个部件特征时高度地用户友好，因为它为用户提供了舒适和直观的输入方式，用于将控制指令传送到LINAC或其他治疗性放疗设备。因为用户能够使他或她的输入动作相对于零位置(转盘608或台控制器620偏压向该位置)，所以他或她可以快速、轻松地了解他或她的动作如何转换为设备中受控制的各个部件的物理属性的变化。用户因此快速了解到需要多大或多小的输入来将相关部件的速度更改到所需的程度，并且还了解到如何按所需量更改部件的旋转或线性(即水平和/或垂直)的位置。然后，用户可使用以上学习来指导后续控制动作。此外，因为分别有用于设备的可旋转方面和可线性移动台的单独的致动器，所以降低了用户混淆或错误的风险。即，控制器600体现了这样的认识：它通过将与特定选择的特征有关的某些功能进行组合来节省空间是有用的，但是它对于要与其分离的其它特征是有用的。也就是说，某些其他特征不应该被组合且事实上应该彼此分离。

用于对最常用的致动器(例如转盘608，工作台控制器620，使能杆630和面板移位控件)进行致动所需的物理移动对于用户来说是舒适的，需要相对小的动作即可。此外，所需的动作大致上与控制器600的用户输入表面602的平面在同一平面上，诸如按钮等其他控制方式将位于该平面上，并且当握住控制器600时用户的拇指将自然静置在该平面上或者在控制器600的一侧上，其中，用户在使用过程中会自然地紧握或抓握住控制器600。因此，用户将能够容易地在用户输入表面602上的各种致动器之间以及在致动致动器与仅握住控制器600或将他或她的手静置在控制器600表面上之间，舒适地移动他或她的手指或拇指。这是特别有利的，特别是对于可能一个接一个地接待许多患者且因此可能需要长时间使用控制器和/或全天重复使用控制器地用户而言。

通过提供这种易于学习且直观的控制方式，控制器使用户能够更准确地改变治疗性放疗设备中移动部件的速度和定位，其将改善对患者的靶区域进行治疗的放疗效果，并有助于避免对另外的健康组织造成破坏以及避免旋转部件与其他静态物体之间的碰撞。它还具有提高放疗速度的效果，从而提高了患者的接待量并改善个体患者的整体体验。如果设备被更高效地使用，其还可以带来成本的节约。改进后的控制器还提高了速度和便利性，借由其新用户或不常使用该设备的用户可以理解、学习和记住如何使用该设备；其限制了用户错误或不准确的风险并且还增加了治疗性放疗设备对医院或使用该设备的其他设施的可用性，因为它使该设备易于被更多的用户使用。

关于用户从Linac设备的手持式控制器中需要哪些功能以及同时哪些功能是很可能(以及不可能)被需要，该控制实现了智能且有效的识别。这使得控制器能被以紧凑的方式提供——并且被提供为用于控制放疗设备的操作的单个手持式设备，而不是像以前那样需要多个手持式设备。

用户界面模块(UIM)

在Linac或其他治疗性放疗设备上提供静态用户界面模块(UIM)从而与一组手持控制器一起工作是普遍的。实际上，如果用户愿意使用手持控制器来完成临床工作流程，那就可以这样做。但是UIM可能对例如在用户需要临时使用他或她的手来例如手动调整患者的位置的情况下使能免提操作是有用的。在某些布置中，与手持控制器相比，UIM将配置为提供对设备某些部件的更精细的控制。但是，在某些情况下——例如，当患者台处于某些位置时——UIM可能难以或不可能为用户使用，在该情况(一种或多种)下，用户至少暂时地只能依靠手持控制器。

在这种情况下，UIM与单个手持式控制器600一起工作，这在上文进行了详述。改进的控制器600被配置为与基于机器的UIM 700一起工作，例如本文图6中所示的UIM。

UIM 700位于Linac设备的主体上——因此将是不可移动的。在这种布置中，在机器主体的任一侧(即，围绕纵向水平轴镜像)提供了两个相同的UIM 700，使得用户在位于机器的任一侧时可以使用UIM 700。但在其他布置中，可能会提供两个以上的UIM或仅提供一个UIM。

UIM 700包括各种控制按钮。例如，它包括第一控制器702和第二控制器704，可分别用于对放疗的患者位于其上的“台”在垂直和水平方向上的移动进行控制。它还提供了用于自动设置患者台的台ASU按钮706。它还包括纵向708和横向710制动释放器，用于将连接电动机和驱动机构的相应离合器松开且替换地实现手动移动患者床。

UIM 700还包括紧急“停止电动机”按钮712和电动机重置按钮714。

一般而言，UIM 700可用于初始设置和移动患者床，以及用于紧急措施，例如在紧急情况下停止设备的电机。但是UIM不用于控制照射的应用。这是通过单独的方式完成的(请参见下文)。用户可以选择使用UIM来配置机架和/或准直仪，以将照射用于治疗性放疗。但是，在使用UIM时，用户必须留在固定的位置处，这并不总是可能或有帮助的。

如上面详细讨论的，用户可另外选择使用改进的控制器600来控制Linac的操作的可旋转方面，并且还可以用于控制患者台的位置和面板的位置，而不是始终依赖于UIM。与UIM相比，控制器600的一个优势在于，当正在进行放疗时，它使用户通常能够自由地四处移动而不必位于机器旁。因为控制器600已被智能设计成提供用户在放疗治疗环节中可能需要的所有功能，所以用户无需在使用手持控制器600和UIM 700之间进行切换。因此，控制器600提供了非常用户友好的控制方式。使用受控的治疗性放疗设备，这具有提供更积极的患者体验并使治疗能够更有效和更简单的连锁效应。

存在另一个与Linac设备交互的物理用户界面，称为功能键盘(Function KeyPad,FKP)(图中未显示)。FKP通常位于控制室内的原位，并且FKP是对治疗性放疗治疗而言，用户可初始化照射的唯一地方。

变化

将理解的是，控制器的用户输入表面的不同特征的相对位置可以改变，同时仍然相对于本文图5所示的特定布置提供上文所描述述的控制改进。此外，某些特征的精确数量、大小、形状和间隔可以更改。例如，十字形致动器可以被省去或由不同类型的致动器或按钮代替，或者可以有不止一个十字形致动器。或者，例如，台控制器可以采用除四向滑块以外的其他形式。

在所描述的布置中，转盘被弹簧偏压，但是可以使用任何其他合适类型的偏压，以使转盘在致动之间回到“零”或空档静止位置。类似地，转盘的静止位置也不必在12点钟或0°处。类似地，台控制器可以以与以上关于图5所述的精确形式不同的方式偏压。与上面相对于图7所描述的那些相比，转盘的特定内部(或后部)部件可以改变。

本文使用的任何节标题仅用于组织目的。它们不应被解释为整体上限制或划分了本申请中公开的主题。

应当理解，以上描述旨在示意性说明而不是限制。在阅读和理解以上描述之后，许多其他实施方式对于本领域技术人员将是显见的。尽管已经参考具体示例实施方式描述了本公开，但将认识到本公开不限于所描述的实施方式，而是可以在所附权利要求的精神和范围内以修改和变更来实现。据此，说明书和附图应被认为是说明性而不是限制性的。因此，本公开的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等效的全部范围来确定。

Claims (14)

1.一种用于放疗设备的控制器，所述放疗设备被配置为经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射，

其中，所述放疗设备包括第一可旋转构件，所述第一可旋转构件的旋转能改变所提供的治疗性照射的物理属性；

其中，所述放疗设备包括患者支撑构件，所述患者支撑构件在纵向和横向中的至少一个方向上能线性移动；

其中，所述控制器包括设置在用户输入表面上的第一可旋转致动器，所述第一可旋转致动器用于控制第一可旋转构件的移动；

其中，所述第一可旋转致动器被配置为使得所述第一可旋转致动器的用户致动能被提供在与所述用户输入表面相同的平面中，以及所述第一可旋转致动器具有与围绕所述第一可旋转致动器的用户输入表面的区域的触觉不同的触觉；

其中，所述控制器包括第二致动器，所述第二致动器用于控制患者支撑构件的移动。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述第一可旋转致动器被偏压向静止位置，并且所述控制器被布置用于检测所述第一可旋转致动器远离其静止位置的用户致动。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述致动器远离其静止位置的移动用于控制所述第一可旋转构件的移动性质。

4.根据权利要求2或3所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括电位计，所述电位计用于基于所述第一可旋转致动器远离其静止位置的移动而将控制信号传送至所述放疗设备。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的控制器，其特征在于，由于用户的致动，所述第一可旋转致动器远离静止位置的移动的大小与所述第一可旋转构件的移动性质所发生变化的大小成比例，这是被控制的。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的控制器，其特征在于，由于用户的致动，所述第一可旋转致动器远离其静止位置的移动方向将确定所述第一可旋转构件的位置所发生变化的方向。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的控制器，其特征在于，所述第一可旋转致动器被弹簧偏压向静止位置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的控制器，其特征在于，所述放疗设备进一步包括第二可旋转构件。

9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述控制器被布置为使用所述第一可旋转致动器，选择性地控制所述第一可旋转构件的移动和所述第二可旋转构件的移动。

10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，根据用户的选择，所述选择性控制使所述第一可旋转致动器能够被用于控制所述第一可旋转构件或控制所述第二可旋转构件。

11.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，进一步包括选择装置，所述选择装置用于输入用户选择以确定要控制哪个可旋转构件。

12.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其特征在于，所述第二致动器被配置为使用线性的用户动作来致动。

13.一种放疗设备，其配置成经由治疗性照射源向患者提供治疗性照射；

其中，所述放疗设备包括第一可旋转构件，所述第一可旋转构件的旋转能改变所提供的治疗性照射的物理属性；

其中，所述放疗设备包括患者支撑构件，所述患者支撑构件在纵向和横向中的至少一个方向上能线性移动；

其中，所述放疗设备被配置为由控制器控制，所述控制器包括用于控制所述第一可旋转构件的移动的第一可旋转致动器和用于控制所述患者支撑构件的移动的第二致动器；

其中，所述第一可旋转致动器设置在用户输入表面上以及被配置为使得所述第一可旋转致动器的用户致动能被提供在与所述用户输入表面相同的平面中，并且具有与围绕所述第一可旋转致动器的所述用户输入表面的区域的触觉不同的触觉。

14.一种放疗系统，包括权利要求1至12中任一项所述的控制器和权利要求13所述的放疗设备。

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