CN202751702U - 移动x射线单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及移动X射线单元(10)，该移动X射线单元(10)包括基体(2)，该基体(2)用于容纳控制单元和电源，还包括铰接式可移置臂(4a)，铰接式可移置臂(4a)支承X射线施加器(4)，该X射线施加器具有用于发射X射线束(8a)穿过出射窗(8)而辐射对象的X射线管，X射线单元还包括内置的剂量测定系统(9)，该剂量测定系统(9)适于执行在线或实时剂量测定。

Description

移动X射线单元

技术领域

本实用新型涉及一种移动X射线单元，其包括用于容纳控制单元和电源的基体，并且还包括支承X射线施加器的铰接式可移置臂，该施加器具有X射线管，该X射线管用于发射X射线束穿过出射窗以便辐射对象。 

背景技术

皮肤癌在二十世纪的最后十年发病率增大，并且需要医疗专职人员在早期诊断、后勤以及合适治疗的性进行方面进行的大量工作。但是，应当认识到，每年有超过130万的新患者被诊断出皮肤癌并且以每年5％的速率增加。在没有皮肤保护的前提下增加在阳光下的暴露以及臭氧层的减少被认为是引起该增加的主要原因——该问题估计每年医疗费用上要花费10亿欧元。有超过80％的皮肤癌是发生在头部和颈部区域，50％的患者年龄都在60岁以上。可以预期的是，相比现在的统计人口，老年人口的比例在2025年将翻倍。 

可以用不同方式来治疗基本表浅病变的非增生扩散癌。首先，可以预见的是外科手术。但是，因为较长的等待名单以及与治疗后护理相关的并发症。这种技术是不利的。另外，由于外科手术的侵入特征，由感染引起的伤口污染还具有其它风险。其次，可以预见使用软X射线的电子辐射。这种技术具有非侵入优点，其中治疗进程可以短至2或3分钟。可以理解的是，使用放射疗法技术进行的完整治疗通常可包括许多进程。 

因此，逐渐增加的皮肤癌发生率以及老年人口在整个人口统计上份额的增加对癌症治疗学提出了相当大的挑战。 

近年来，已经提出了使用便携式X射线单元，其可以在医院放疗科内部使用。这种便携式单元的实施例在US 2007/0076851中进行了描述。已知的单元包括X射线施加器，该施加器包括设置有过滤装置的X射线源，该过滤装置具有相对于X射线管的焦点转动布置的多个过滤器，以便根据需求改变过滤特征。多个过滤器布置在过滤装置中，该过量装置相对于X射线管的纵向轴线横向布 置。这种布置需要用于将X射线束传输至过滤器表面的额外措施。通过将X射线施加器定位在距离患者皮肤的一定距离处来使用该已知装置。 

该已知X射线管的不利之处在于，针对从X射线施加器发射的X射线束和患者身上治疗区域之间的实际描绘，缺乏有效控制。 

实用新型内容

该实用新型的目的在于提供一种改善的移动X射线单元。更具体的是，该实用新型的目的在于提供一种移动X射线单元，其中X射线束以可控方式来传送。该移动X线单元包括基体，该基体用于容纳控制单元和电源，还包括铰接式可移置臂，铰接式可移置臂支承X射线施加器，X射线施加器具有X射线管，X射线管用于发射X射线束穿过出射窗而辐射对象，X线单元还包括内置的剂量测定系统，该剂量测定系统适于执行实时剂量测定。 

为此，根据本实用新型的移动X射线单元包括内置的剂量测定系统，其适于执行X射线束的在线或实时剂量测定。 

可以理解的是，在本申请的全文中，术语“移动”以及“便携”可以与同样涉及容易移动或可运输的装置、例如，由单个个人就可以移动或运输的装置的术语互换。 

剂量测定系统内置在X射线管中或X射线施加器中。可替代地或附加地，剂量测定系统适于在连接至移动X射线装置的控制装置上的同时布置在X射线施加器的出射窗和对象之间。 

发现提供一种剂量测定系统是有利的，该系统可适于基本实时输送关于目标区域处或靠近目标区域的辐射剂量分布的信息。剂量测定系统包括胶片、热致发光剂量测定装置或半导体探测器。但是，可以理解的是，也可以使用通常已知的其它类型剂量测定器。例如，使用合适的电离室，尤其是具有平行板构造的电离室，例如就像Markus室。可以理解的是，为了提供关于目标区域处和/或靠近目标区域的剂量分布的数据，剂量测定系统可适配有多个合适的剂量探测装置，诸如电离室、热致发光剂量测定装置、胶片、半导体探测器等等。这对于控制X射线束轮廓是有帮助的。 

当剂量测定系统定位在X射线施加器内或X射线管内时，优选定位在用于辐射患者的X射线束部分的外侧。可以理解的是，因为X射线基本以三维产生， 这样放置剂量测定系统是可行的。 

在优选实施例中，剂量测定系统相对于由X射线管输送的绝对剂量来校准。这样可以执行可靠的实时剂量测定。 

可以理解的是，可以使用恒定校准值将探测器读出信号转换为输送剂量，或可替代地，使用合适方程来对探测器的老化和/或X射线管的暖化进行修正。更优选地，可以使用校准因子，该校准因子可以取决于在内部对准变化可能引起输送剂量的偏差时X射线施加器的角度。 

优选地，根据本实用新型的剂量测定系统适于在开启X射线管时，向移动X射线单元的主控制装置提供控制信号。该剂量测定系统被布置成基于X射线束的产生来产生控制信号。另外，剂量测定器系统适于在输送规定剂量的情况下，向移动X射线单元的主控制装置提供进一步的控制。该实施例的更多细节将参照附图6呈现。 

使用设定成定位在X射线施加器和对象之间的剂量测定装置具有另外的优点，由于该装置利用其材料确保在对象表面处或者靠近对象表面处建立电子平衡。因此，与现有技术中的比较，根据表面剂量的绝对值，在对象内累积的百分深度剂量是更有利的。可以理解的是，对于皮肤治疗，表面剂量不会高于规定深度剂量的137％。通常规定深度剂量指定为距离皮肤表面5mm处的深度。 

由于存在另外的材料(胶片或探测器)，对象内的百分深度剂量可以有利地改变以在标准化5mm深度剂量时减少表面剂量。 

在根据本实用新型的X射线单元的实施例中，剂量测定系统包括数字读出装置。发现特别有利的是，能够实时获取数据并且使用数字剂量测定器进行数据处理，该数字剂量测定器可以连接至根据本实用新型的移动X射线单元的控制单元上，从而在所测量的剂量相当大地偏离规定剂量时便于基本直接的硬件响应。可以理解的是，胶片可以用于剂量测定目的，其随后可以使用数字比重计读出。 

可以理解的是，剂量测定系统优选布置成与控制单元电气连通，其中剂量测定系统本身具有模拟或数字信号作为输出。剂量测定系统被布置成向控制单元提供信号。那些本领域的技术人员容易理解，哪些电子装置(如果有)对于能够在剂量测定系统和移动X射线单元的控制单元之间进行数据通信是必需的。 

在根据本实用新型的X射线单元的另一实施例中，剂量测定系统被布置成能够至少校验所产生X射线场的位置和几何结构。 

校准所述剂量测定，用于修正选自下面组中的参数：X射线管的温度、X射线管的寿命、X射线管的角度、X射线束的能量。 

剂量测定系统，即胶片或合适装置(热致发光剂量测定器、电离室或半导体)可以包括多个测量点，多个测量点优选地分布在平面中。当这种装置定位在X射线场中时，可以处理读数，以便建立横穿所施加场的剂量数据。例如，可取中心轴线处的读数，以及大量外围读数，优选在不同径向距离处的读数。因此，不仅可以获取关于中心场中的绝对剂量的信息，还可以获取关于关于横穿场的射线束平整性的信息。优选地，剂量测定单元被检准，从而能够对沉积X射线剂量进行绝对剂量测定。针对例如已知X射线剂量，可以使用模拟件测量来执行这种校准。 

在根据本实用新型的X射线单元的另一实施例中，还包括指示器，该指示器用于司视化从出射窗发出的X射线束的至少一部分。此外，X线单元还包括指示器，该指示器用于提供至少一部分从出射窗发射的X射线束的视觉指示。 

发现当指示器被设置成可视化描绘所产生的X射线束的至少一部分，像其中心轴线，和/或完整射线束几何形状时，治疗效果得到显著提升。 

具体来说，这种指示对于相对于X射线束定位剂量测定系统来说是可能有利的。优选地，指示器包括光源。光源可布置在X射线施加器中，或可替代地，可以围绕X射线施加器的外表面来布置。指示器包括两个或多个光源，该两个或多个光源同心地围绕X射线管或X射线施加器布置。在前者情形，光指示器可被布置成描绘X射线束的中心轴线和/或完整光束几何形状，而在后者情形，光指示器可被布置成描绘X射线束的中心轴线，优选地位于距离X射线施加器预定距离处。该特征在X射线施加器在距离患者皮肤的标准距离处使用时是有利的。但是，可以理解的是，围绕X射线施加器布置的光指示器可以调节以指示在距离X射线施加器各种轴向距离处的X射线束的中心轴线。 

在根据本实用新型的移动X射线单元的一实施例中，指示器包括围绕X射线施加器同心布置的光源阵列。X射线束具有纵向轴线，每个光源被布置成在距离X射线施加器下表面的预定距离处朝纵向轴线发射狭窄射线束光。尽管提供单光源就足以产生用于指示X射线光束的中心轴线的窄光束，但是发现，提 供多个光源以产生在距离X射线施加器的出射表面的给定距离处相交的相应窄光束是有利的。指示器包括光源，该光源发射布置在施加器内的狭窄光束，用于描绘X射线束的纵向轴线。根据该实施例，能够在距离皮肤的规定距离处安装X射线施加器，以及能够将剂量测定系统相对X射线束精确安装。为了确保目标部分被X射线束准确覆盖，X射线施加器可以定位成，所指示X射线束的中心基本定位在目标区域的中心处。可以理解的是，该实施例对于具有规则形状的X射线束来说运行特别好，例如当使用圆形、方形、椭圆形或三角形准直器来对X射线束成形时。 

在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括光源，该光源容纳在X射线施加器内侧，用于产生光束，该光束被设定为由准直器来截取，以提供从出射表面发出的X射线场的光图像。 

当对完整形状的X射线束进行描绘时，发现该实施例特别有利，例如在使用非规则光束形状时的情形。在该情形，优选地，光源可设置在靶附近，或经由偏离轴线的平面镜用于产生被设定为由准直器截取的光束。可以理解的是，光束的传播方向必须符合X射线束的传播方向。在实施例中，当使用平面镜时，光源定位成偏离轴线是有利的。 

在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括光源和光纤，该光纤被布置成传送来自光源并由准直器来截取的光。 

该实施例具有以下优点，即光源可以在X射线施加器的外侧定位成不包络其整个尺寸。例如，光源可以布置在X射线单元的基体中并且光纤可从基体铺设到X射线施加器的内侧，从而对准直器进行合适照明，用于获取等效于所产生的X射线束的光图像。 

在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括多根光纤，多根光纤分布在准直器上方区域中的X射线施加器中，用于照射准直器开口，从而使准直器开口截取产生的光场。该实施例可对于获取具有大强度的光场是有利的。 

在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，指示器包括发射窄光束的光源，该光源布置在施加器内，用于描绘X射线束的纵向轴线。优选地，使用微型激光源。 

在根据本实用新型的移动X射线单元的另一实施例中，辐射探测器置于外 壳内，用于探测X射线束。 

发现提供独立的装置来探测所产生X射线束的存在则是有利的。优选地，根据本实用新型的X射线单元包括主计时器，其对高压电源设定用于输送预定辐射剂量的时间。容纳在X射线施加器内的辐射传感器可以是次级计时器电路的一部分，该次级计时器电路适于在输送预定辐射剂量后切断高压供电源。这样，就可以改善辐射安全控制。 

优选地，在其中可对剂量测定系统加以操作来实时提供辐射剂量数据时的实施例中，除了使用来自内置的辐射探测器的信号外，还可以使用来自剂量测定系统的信号。尤其是，当剂量测定系统被布置成能对射线束平整度进行校验时，从规定射线束平整度的显著偏离可以用作切断系统的控制信号。 

在根据本实用新型的X射线单元的另一实施例中，X射线单元包括设定为朝向患者的出射表面，所述表面由施加器帽来覆盖。 

发现提供这种施加器帽是有利的，因为它具有多种功能。首先，施加器帽可用于保护X射线施加器的出射窗不受污染。其次，帽沿射线束传播方向上的厚度可以选择成足以基本消除来自X射线束的电子污染。本领域那些技术人员可以容易理解从X射线管发出的二级电子的能量与给定材料足以完全拦截这些电子的所需厚度之间的关系，所述给定材料诸如塑料、玻璃、陶瓷。优选地，施加器帽是一次性的。 

可以理解的是，布置成用于描绘X射线束的指示器可以布置成具有足够强度以提供穿过施加器帽的合成场图像。发现，激光器特别适于该目的。但是，也可以使用发光二极管。可替代地，将产生狭窄射线束的一个或多个光源如下这样布置在X射线施加器的外侧是有利的，即该一个或多个光源可布置在相应支承臂上时以使得相应的狭窄光束就不会被施加器帽截取。 

参照附图对本实用新型的这些以及其它方面进行讨论，其中相似参考数字或标记表示相似元件。可以理解的是，这些附图只是用于示意并不用于限制所附权利要求书的范围。 

附图说明

图1a以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元实施例。 

图1b以示意方式来表示移动X射线单元的可移置面板的实施例。 

图1c以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元施加器的位移功能的实施例。 

图2以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的体系结构的实施例。 

图3以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元的剂量测定系统。 

图4a以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的X射线施加器的横截面的第一实施例，其描绘指示器的第一实施例。 

图4b以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的X射线施加器的横截面的第二实施例，其描绘指示器的第二实施例。 

图4c以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的X射线施加器的横截面的第三实施例，其描绘指示器的第三实施例。 

图5以示意方式来表示设置有施加器帽的图3的X射线施加器的实施例。 

图6以示意方式来表示在根据本实用新型另一方面的移动X射线装置中X射线管的另一实施例。 

图6E-E是图6的沿剖线E-E剖取的剖视图。 

图6F-F是图6的沿剖线F-F剖取的剖视图。 

具体实施方式

图1a以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的实施例。移动X射线单元10包括基体2，该基体至少包括电源单元、冷却系统以及用于控制X射线施加器4操作的控制单元，该X射线施加器4包括容纳在外壳内的X射线管。X 射线施加器4使用柔性电缆3连接至基体，该电缆至少部分地接纳在可移置面板5中。施加器4由铰接式可移置臂4a支承，该臂可包括用于在空间中改变施加器4角度的枢轴。施加器4包括纵向轴线以及所产生X射线束穿过其中发射的出射窗8。铰接臂4a还可以机械地连接可移置面板5，用于使X射线施加器4的垂直位置能够改变。优选地，可移置面板5设置有把手6，使得能容易地进行操纵。可沿着合适轨道来引导可移置面板5，从而能够使可移置面板进行基本上平滑并且无振动的位移。 

优选地，容纳X射线管的X射线施加器具有同轴几何结构，其中设定为辐射患者P表面P’上的目标区域的X射线束8a从出射窗8传播，该出射窗8具 有基本对应X射线管纵向轴线的光束轴线8b。这通过如下方式能够实现，即将X射线施加器的阳极布置成阳极的纵向轴线基本平行于X射线施加器的纵向轴线。 

根据本实用新型的一方面，提供一种剂量测定系统9，在患者P的表面P’处或靠近表面P’处设置有关至少一部分X射线场8a的数据。优选地，对于剂量测定系统，可以选择能产生实时数据的系统。电离室和固态探测器，例如半导体探测器适于该目的。优选地，来自剂量测定单元的信号提供给X射线设备的控制单元21，用于进行实时计量输送的控制和/或中断。 

优选地，为了相对于表面P’上的目标区域来定位X射线施加器4和剂量测定系统9，施加器设置有布置成可视化描绘由施加器4内的X射线管产生的X射线场的指示器。优选地，指示器包括光源，诸如发光二级管、激光器或相似装置。 

光源可以布置在X射线施加器4内、或者围绕X射线施加器、或者远程定位在例如基体2中。在后者情形，使用合适的一根或多根光纤将来自光源(未示出)的光导向X射线施加器。关于施加器的更多细节将参照图4a-4c呈现出来。 

优选地，X射线单元10包括基体2，该基体支承可移置面板5并且容纳用于反馈合适使用者信息的显示器7。显示器7可布置成触敏屏幕，用于将合适的数据输入到系统中。例如，显示器面板包括用于将光指示器开启的装置。可选地，光指示器在X射线单元开启时可以一直处于开启状态。尤其是在剂量修改器用于将剂量曲线中的梯度强加在整个X射线场上时，用户接口还用于输入规定剂量以及可能的规定剂量分布。用户接口还被布置成在治疗期间显示有关实际剂量输送以及剂量分布曲线的数据。可以理解的是，通过使用剂量测定系统，剂量输送协议可以和实际剂量输送数据进行实时比较，必要时，实时地和/或在进一步后续进程中在所规定的和所输送剂量之间的偏差大于1％时修正实际剂量输送。 

图1b以示意方式来表示移动X射线单元的可移置面板5的实施例。在该放大视图10a中，示出了可移置面板5的具体元件。因此，把手6可以实施为机械零件，用于牵拉或推动面板5。替代地，把手6可以布置成电力致动器，该电力致动器用于触发马达(未示出)来使面板5移位。例如，当把手6被牵拉时， 可以致动马达，从而促使面板5沿方向A位移。推动把手6可以促使面板5沿方向B下降。优选地，移动X射线单元包括用于限制面板5的行进距离的装置。一方面这对于确保系统的机械稳定性是有利的(上位限制)并且对于防止电缆损坏也是有益的(下位限制)。优选地，面板5能使用内置轨道来移动，该轨道的长度可以选择成以期望方式来限制面板5的位移范围。 

显示器7可以作为合适的用户界面7a。例如，患者数据、诸如患者照片和/或损伤照片可以设置在窗口7b中，由此将相关的患者信息、诸如出生日期、性别、剂量处方以及剂量输送协议等等可显示在窗口7c中。按钮7d可以设置成触摸功能，用于能够输入数据。可替代地或另外的，也可以设置合适的硬件开关或按钮。 

图1c以示意方式来表示根据本实用新型X射线单元的施加器的位移功能的实施例。根据本实用新型的一方面，移动X射线单元的机械部件发展并且实现为支承较宽范围的用于X射线施加器4的平移或转动移动。 

在视图11中，示出了示意实施例，其中X射线施加器处于其停靠位置。可以理解的是，出于清晰原因，电缆和光纤为没有示出。该位置可适于向小房间运送移动X射线单元，和/或围绕患者操纵X射线单元。为了将X射线施加器缩回以尽可能地靠近基体2，铰接臂4a可以在可移置的面板5的外部5a下方弯曲。为了确保移动X射线单元在其操纵期间的稳定性，设置靠近地面的负载块2a，用于降低整个构造的重心的绝对位置。 

视图12以示意方式来表示另一种可能，其中X射线施加器4处于它的其中一个工作位置中，在该位置，X射线施加其具有朝向患者P定向的X射线出射表面8。为了使X射线施加其相对于患者P进行合适定位，可移置面板可移动到介于面板5的最低位置与最高位置之间的某停靠位置。铰接臂4a用于使X射线施加其绕转动轴线进行合适转动。优选地，在X射线管垂直定向时，转动轴线选择成与X射线束从出口表面发射的方向重合。 

视图13以示意方式来表示又一种可能，其中在较低位置使用X射线施加器4。出于该目的，可移置的面板5可恢复其最低位置，并且臂4a用于以所希望的方式对X射线施加器进行定向。 

图2以示意方式来表示根据本实用新型的移动X射线单元的体系结构的实施例。根据本实用新型的移动X射线单元包括高压电源单元，该电源单元优选 地适于在合适的X射线管中产生50-75kV的X射线；冷却系统，该冷却系统在使用期间冷却X射线管；以及控制系统，该控制系统在使用期间控制X射线单元的子单元的电子参数和电气参数。视图20以示意方式示出了控制系统21和X射线施加器22的主要单元。 

控制系统21优选地包括硬线连接的用户界面21a，用于开启和关闭高压电源21b。优选地，高压电源21b包括高压发生器21c，其具有改善的上升和下降(ramp-up and ramp-down)的特性。优选地，上升时间为100ms的量级。硬线连接的界面21a也可以布置成在高压发生器开启的情况下自动开启冷却系统21d。另外，冷却系统21包括主控制器21e，该主控制器布置成控制使用时从X射线施加器的剂量输送。该主控制器21e设置有主计数器，该主计数器适于记录X射线辐射初始化之后流逝的时间。然后，在达到预定剂量的情况下，主计数器自动关闭向X射线管供给的高压电源。可以理解的是，预定剂量至少依赖于所产生的X射线能量以及剂量率，其中可以预先校准该依赖性。如果主控制器可以利用对应的校准数据，则可以实现充分的主剂量输送控制。优选地，提供副控制器21f，用于启用剂量输送控制的独立回路。副控制器可以连接至剂量计，该剂量计容纳在X射线场中X射线施加器内在准直器之前。因此，剂量计在考虑高压电源的上升和下降期间剂量变化的情况下，提供有关实际剂量输送的实时数据。还优选地，控制系统还包括安全控制器21g，该安全控制器适于比较来自主控制器21e和副控制器21f的读数，用于在其中输送期望的剂量时触发关闭高压发生器21c。附加地或替代地，安全控制器21g可接线至防护紧急停止装置、门互锁装置以及发生器互锁装置。 

控制系统还可包括剂量测定控制装置21h，其适于与剂量测定系统通信，优选地在线通信。然而，剂量测定控制装置21h还能够接受来自已扫描的剂量测定场的数据并且使用该后处理来更新剂量输送数据。 

剂量测定控制装置21h优选地布置成在实时剂量测定器测量到规定剂量和已测量剂量之间相当大的偏差时，提供中断信号。例如，剂量测定控制装置21h可以向高压发生器控制装置21c提供合适的中断信号。 

控制系统还包括指示器控制器21i，用于控制描绘至少一部分X射线束的光源。尽管出于简化目的，指示器控制器21i链接至电源单元21b，用于在系统处于工作状态时开启光源，但优选的是，根据要求来开启光源。因此，指示器控 制器被布置成当被使用者触发时向光源提供电能。使用者通过用户界面，或者例如，使用专门的硬件开关来提供合适的触发信号。 

X射线施加器22优选地可包括下面特征：X射线管22a，设定成容纳在外壳(屏蔽)22k中。根据本实用新型，X射线管设置有共面的靶、准直器以及出射窗几何结构，使所产生的X射线束基本平行于X射线管的纵向轴线而传播。优选地，靶-准直器的距离大约为4-10cm，优选的大约为5-6cm。X射线施加器还包括射线束硬化过滤器22b以及射线束平整过滤器22c，射线束硬化过滤器22b被选择为截取低能辐射，射线束平整过滤器22c被设计为截取部分X射线束，用于产生靠近X射线施加器射出表面的基本平整射线束轮廓。此外，X射线施加器22包括一个或多个准直器，一个或多个准直器被布置成限定治疗射线束的几何结构。优选地，使用一组准直器，具有例如1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5cm的直径。可以理解的是，尽管讨论了圆形准直器，但是任何形状的准直器，如方形、椭圆形或定制形状的准直器也是可以的。据发现，X射线施加器22设置有自动准直器探测装置22f是有利的，该探测装置适于自动发信号通知正在使用哪个准直器。优选地，使用阻抗感测，其中每个准直器设置有至少一对突出部分，用于桥接设置在准直器容座中的阻抗路径。由此产生的容座的电阻构成表示使用中的准直器的信号。X射线施加器22还优选地包括内置温度传感器，该内置温度传感器适于发送关于X射线管和/或外壳(屏蔽件)温度的信号。来自温度传感器的信号由控制系统来接收，该控制系统执行对该信号的分析。如果测得的温度超过允许水平，则产生警报信号。可选地，可提供针对高压发生器的关闭信号。X射线施加器22还包括辐射传感器22h，该辐射传感器布置在外壳22k内，用于探测由X射线管实际输送的X射线辐射。优选地，出于安全原因，X射线施加器22还包括非易失性数据存储器22i，该非易失性数据存储器22i被布置成记录至少X射线管的操作参数。此外，为了加强辐射安全性，X射线施加器22可设置有辐射指示器22j，该辐射指示器22j被布置成向使用者和/或患者提供有关X射线管的开/关情形的视觉和/或音频输出。可以理解的是，辐射指示器22j可包括多个分布式信号发送装置。优选地，至少一个信号发送装置、例如发光二极管(LED)与X射线施加器22关联。更优选地，信号发送装置设置在X射线施加器22上。 

图3以示意方式来表示根据本实用新型的X射线单元的剂量测定系统。参 照之前部分所讨论的X射线施加器4包括X射线管，其布置有具有靶区域1a的阳极1，所述靶区域1a用于产生发散X射线束8a。靶区域1a是基本平板，该平板沿着基本垂直于阳极1纵向轴线的方向延伸。虽然优选地，阳极1定向为与X射线束(以及X射线管)的轴线8b同轴，但其它相应定向也是可以的。所产生的X射线束由X射线施加器从出射表面8’射出。可以理解的是，出于清晰目的，合适的过滤器、准直器以及X-线管的出射窗都没有示出。因此，出射表面8’不是必须对应于X射线管的出射窗。 

优选地，使用指示器用于相对于患者的目标区域来定位X射线施加器4。指示器可包括两个光源15a、15b，两个光源15a、15b被布置产产生较窄的射线束光，所述光源装配在相应支承臂16a、16b上并且通过它们自身的装置连接至X射线施加器4的外表面。优选地，光源被布置成在空间C中提供一点，该点对应射线束轴线8b。剂量测定系统18则相对点C对中，用于截取X射线束。 

根据本实用新型的X射线单元可设置有多个不同尺寸的剂量测定装置。合适的剂量测定装置可基于实际射线束尺寸来选择。优选的，剂量测定装置18进一步延伸超过X射线场，用于测量所输送的X射线场的绝对尺寸。 

优选地，剂量测定系统18包括独立测量容积阵列。可以理解的是，出于该目的，可以使用胶片、或者一组TLD装置或者阵列类型的半导体剂量测定器。因此，可以建立横穿X射线场的剂量分布，用于校验和/或用于内部分段修正。 

优选地，剂量测定装置提供实时读数，使用合适电缆19将该实时读数提供给剂量测定控制单元21h，如参照图2所讨论的。 

虽然参照设置有场描绘装置的X射线施加器对剂量测定系统的实施例进行了讨论，但可以理解的是，本实用新型在没有提供描绘X射线场的指示器的情况下也是可以实现的。 

图4a以示意的方式来示出移动X射线单元的X射线施加器的横截面的第一实施例，示出指示器的第一实施例。X射线施加器30包括外壳36，其容纳设置有外部屏蔽件35a的X射线管组件35。 

根据本实用新型的一方面，X射线施加器30还包括光源48a，该光源48a与平面镜48一起使用，用于发射指示由X射线管产生的X射线束的光束。优选地，X射线具有传播轴线45a，其与X射线管的纵向轴线重合。光源48a和平面镜48被布置成使所产生的光束基本沿着X射线管组件45a的纵向轴线传 播。 

当由此产生的光束被准直器33截取时，产生X射线束的视觉指示，以方便X射线施加器和患者目标区域之间的精确对准。 

优选地，靶(阳极)和准直器33之间的距离在4-10cm范围内，优选地大约为5-6cm。由于相对较小焦点尺寸，该相对较短靶-准直器的距离对于产生具有基本狭窄半影(对于20/80％的线来说是1.5-1.8mm)和良好的射线束平整度的X射线束来说是特别合适的。 

X射线施加器30还包括：过滤器39，该过滤器用于硬化从目标发射的X射线束；射线束平整过滤器40，该射线束平整过滤器40用于平整射线束曲线；以及准直器33，该准直器可插入在准直器容座41中。 

为了防止X射线管在使用中过热，设置冷却系统34，该冷却系统34可以有利地布置在X射线管35和与X射线管35的表面接触的屏蔽件35a之间的间距中。使用管31来提供合适的冷却剂。优选地，冷却剂是循环的并且可以选择为水或加压气体。X射线施加器30可包括温度传感器37。 

X射线组件30还可包括合适的辐射探测器38，该辐射探测器38连接至辐射指示器43。优选地，由辐射探测器38采集的数据存储在数据存储单元44中。 

为了保护X射线施加器30的X射线出射表面不受患者间的污染，可设置施加器帽42以便至少覆盖X射线施加器30的出射窗。优选地，施加器帽足够厚以完全截取从X射线施加器发出的二级电子。优选地，施加器帽由PVDF(聚偏氟乙烯)制造而成并且在整个窗口部厚度大约为0.4-0.7mm，优选0.6mm厚，密度大约为1.75-1.8，优选为1.78。可替代地，施加器帽由PPSU(聚亚苯基砜)制造而成且在整个窗口部的厚度为0.3-0.6mm，优选0.5mm厚，密度大约为1.30-1.45，优选为1.39。发现这些材料是特别合适的，因为它们在X射线的影响下稳定，并且适于不同类型的杀菌处理，诸如化学杀菌或高温下杀菌。 

图4b以示意的方式来示出移动X射线单元的X射线施加器横截面的第二实施例，示出指示器的第二实施例。在该示例性实施例中，光纤47a设置在准直器33上方的准直器容座41中。光纤47a布置成产生光场，该光场相对于准直器开口33基本对中，该开口用于模拟从准直器发射的X射线束。出于该目的，光纤47a布置成发射充分狭窄的射线束，该狭窄射线束具有代表X射线束期望发散的发散。 

可替代地，能够使用光纤47a来可视化X射线束的中心轴线45a。在该情形，光纤有利地布置成发射狭窄射线束光，该狭窄射线束光在患者表面上形成微小光斑。优选地，光斑的尺寸小于5mm²，更优选的，光斑的尺寸大约为1mm²。使用合适的发光二极管或激光器来产生从光纤47a发出的光。优选地，发光二极管和激光器相对于X射线施加器30远程布置。可以理解的是，可以使用替代构造，其中一个或多个光源与一个或多个光纤组合使用。 

图4c以示意方式来示出移动X射线单元的X射线施加器横截面的第三实施例，示出指示器的第三实施例。在该特定实施例中，具有靶45(用于产生具有纵向X射线轴45a的X射线束45c)的X射线施加器设置有外部指示器，该外部指示器用于在距离X射线施加器的下表面49的预定距离D处可视化纵向轴线45a。可以理解的是，下表面49可与参照图1c讨论的出射窗相关，或者与参照图5所讨论的施加器帽相关。 

外部指示器包括布置在相应支承臂54a、54b上的一个或多个光源52a、52b，一个或多个光源52a、52b用于产生相应的狭窄光束53a、53b，所述光束指向轴线45a并且适于在距离X射线施加器30的下表面49的预定距离D处相交。优选地，距离D选择为0.5-2cm之间。支承臂54a、54b以如下方式布置，即光束53a、53b不会截取X射线施加器。 

当相对于患者P来定位X射线施加器时，前者必须以如下方式来操纵，即光束53a、53b在患者表面上相交。但是，如果治疗方案提出使用剂量积累材料，则光束53a、53b横越剂量积累材料的表面。优选地，支承臂54a，54b是可调节的，用于在距离X射线施加器的下表面49的不同距离处指示中心轴线45a。 

为了校准支承臂的调节，可以使用透明的校准模拟件，其中标记出中心轴线和深度。可以理解的是，即使图4a-4c公开了指示器的各个实施例，但是这些实施例的组合也是可以预期的。例如，用于指示中心轴线的装置可以与用于指示整个场的装置组合。另外，内部和外部指示器也可以组合。 

图5以示意方式来表示图3中设置有施加器帽的的X射线施加器的实施例。施加器帽42应由对X射线透明的材料制成，诸如玻璃、塑料或陶瓷。还能够采用金属来制造施加器帽，尽管不是优选的。在后者情形，可以对施加器帽进行消毒，但是优选使用一次性的施加器帽。在图5的视图50中，可以看出X射线施加器51的外部尺寸可大于由施加器帽42覆盖的出射部的外部尺寸。尽管该 实施例对于最小化X射线施加器的总重量来说是优选的，但是出射部可以具有与X射线施加器51的本体相同的尺寸。施加器帽在由低Z材料制成时厚度可以为0.5-2cm。 

图6以示意方式来示出在根据本实用新型另一方面的移动X射线装置中的X射线管的另一实施例。X射线管100具有本体102，该本体在一端封装X射线穿过的端窗104。端窗由薄铍金属片制成。覆盖端窗104提供针对窗口损坏的保护以及针对金属毒性作用的保护的是施加器帽106。施加器帽106优选由塑料材料制成。 

在管本体102中，靶108处于距离准直器130的4-10cm处，且优选地，在距离准直器130的4-6cm处，参见图6，横截面F-F。靶由钨金属制成，以提供期望的X射线光谱。靶的钨尖端装配在大阳极组件110上，该大阳极组件110还可以用于将靶中产生X射线所形成的热传导出去。阳极组件的大部分由铜制成。阴极112定位成稍微偏离靠近端窗的轴线。从阴极发射的电子加速跨越由阴极和阳极之间的电势差引起的间隙以射向靶，在该情形电势差大约设定为70kV，这些电子将撞击在钯上并且以已知方式使X射线产生。从靶108发射的X射线在穿过准直器130和施加器帽106上的出射表面124之前穿过射线束硬化过滤器122。准直器130可容纳在合适的准直器容座128中。 

阳极组件110装配在本体102中并且与其电绝缘。大量已知技术和材料中的一种可以用于在阳极和本体102之间提供期望的绝缘程度。 

本领域还已知的是，X射线的产生会产生大量废热，因此有必要将管冷却，以便将其维持在安全的温度。各种冷却机构在本领域中都是已知并使用的。在该实施例中，通过强制水围绕阳极区域来对管进行冷却。水通过管道116进入管的后部并且通过第二管道118离开。水冷却回路是闭环回路，离开管组件的水在回到管之前通过远程冷却器来冷却。可替代地，油或者其它流体可以用作冷却介质。还已知的是，在一些应用中，加压气体用作高效冷却剂。 

本领域已知的是，沿所有方向产生和发射X射线，但是由管102的本体以及其它内部元件引起的屏蔽倾向于将从管的本体发射的辐射量减到最小，大部分辐射是从端窗发射的。由本体提供的屏蔽的厚度使得其提供对于操作者安全使用来说所需的至少最低水平的屏蔽。 

高压电缆组件120连接至阳极组件110。高压电缆组件连接至柔性电缆装置 (未示出)，柔性电缆装置又连接至高压电源。形成根据本实用新型一方面的剂量测定系统的辐射探测器114置于从钯108发射的X射线束路径的外侧并且穿过端窗104。该探测器可以是任意已知形式的辐射探测器。在该实施例中，是连接至放大器的已知形式的合适辐射硬化半导体。辐射探测器114探测管102何时工作并且发射X射线能量。来自探测器的输出连接至控制单元，来自其中的输出信号可用于提供管是否运行的光学指示。通过这种方法来提供X射线探测器，其用于探测管是开启还是关闭。 

通过进一步校准辐射探测器114，能够确定和计算在治疗期间施加给患者的X射线剂量。通过这种方式，能够使用实时剂量测定测量系统，其中可以确定所施加的精确量的辐射剂量。当剂量率为已知时，在治疗期间可以修改治疗计划。这之所以有利是因为可以非常精确并且密切的控制所施加的X射线的剂量。 

为了将管102精确放置在肿瘤上方，可以使用肿瘤照明装置。肿瘤照明装置包括多个光源126，其围绕管的周界并且靠近端窗放置。当使用时，光照射在患者皮肤上。因为光源126围绕本体102的周界定位，在距离管一端的较短距离处，它们会产生光环，该光环内部具有尖锐截断(cut off)。这样，管本体102上的光源位置产生阴影。当X射线管开启时，该阴影环用于指示将要经受辐射的区域。可以理解的是，环内的区域并不完全是黑的，环境光将能够进入阴影区域。 

优选的是，光源126是白的LED，其足够亮从而清楚地照明目标区域，而不会产生大量热并且具有较长的寿命。少的热量产生是重要的，因为光源紧靠患者的皮肤，因此最小化对皮肤烧伤或其它损害的危险是重要的。其它颜色的LED也可以使用。可替代地，可以使用其它光源，诸如已知的白炽灯，甚至是通过光缆连接至环的远程光源。 

虽然上面已经对具体实施例进行描述，但可以理解的是，本实用新型也可以于上述不同的其它方式来实现。上面描述只是示意性的，而非限制性的。因此，对本领域技术人员来说已知的是，在不脱离下面所述权利要求书范围的情况下，可以对前面所述的本实用新型进行修改。 

Claims (20)

1.一种移动X射线单元，包括基体，所述基体用于容纳控制单元和电源，还包括铰接式可移置臂，所述铰接式可移置臂支承X射线施加器，所述X射线施加器具有X射线管，所述X射线管用于发射X射线束穿过出射窗而辐射对象，所述X射线单元还包括内置的剂量测定系统，所述剂量测定系统适于执行实时剂量测定。

2.根据权利要求1所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统设置在所述X射线管中或所述X射线施加器中。

3.根据权利要求1所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统适于定位在出射窗和正在被辐射的对象之间。

4.根据权利要求3所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统包括半导体探测器。

5.根据前述任一项权利要求所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统设置有数字读出装置。

6.根据权利要求5所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统被布置成向所述控制单元提供信号。

7.根据权利要求1所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统被布置成能至少校验所产生的X射线场的位置和几何结构。

8.根据权利要求1所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统被校准以使得能够对沉积X射线剂量进行绝对剂量测定。

9.根据权利要求1所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线单元还包括指示器，所述指示器用于提供至少一部分从所述出射窗发射的X射线束的视觉指示。

10.根据权利要求9所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括光源。

11.根据权利要求10所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括两个或多个光源，所述两个或多个光源同心地围绕所述X射线管或所述X射线施加器布置。

12.根据权利要求11所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线 束具有纵向轴线，每个光源被布置成在距离所述X射线施加器下表面的预定距离处朝所述纵向轴线发射狭窄射线束光。

13.根据权利要求10所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括容纳在X射线施加器内的光源，用于产生设定为由准直器截取的光束，从而提供从所述出射窗发射的X射线场的光图像。

14.根据权利要求10所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括光源和光纤，所述光纤被布置成输送来自所述光源的光，用以由所述准直器来截取。

15.根据权利要求14所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括多根光纤，所述多根光纤分布在所述准直器上方区域的所述X射线施加器中，用于照明准直器开口，从而使所述准直器开口截取产生的光场。

16.根据权利要求10所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括光源，所述光源发射布置在所述施加器内的狭窄光束，用于描绘所述X射线束的纵向轴线。

17.根据前述权利要求10-16任一项所述的移动X射线单元，其特征在于，所述光源为发光二极管(LED)或激光器。

18.根据权利要求1所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统被布置成基于所述X射线束的产生来产生控制信号。

19.根据权利要求8所述的移动X射线单元，其特征在于，校准所述剂量测定，用于修正选自下面组中的参数：所述X射线管的温度、所述X射线管的寿命、所述X射线管的角度、所述X射线束的能量。

20.根据权利要求1所述的移动X射线单元，其特征在于，所述剂量测定系统适于输送关于分布在目标区域和/或目标区域附近的辐射剂量的信息。 

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