JP2014522705A - Ｘ線照射を発生させるための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

電子ビームを発生させるための電子源（１１）、及び標的（１３）に衝突する前記電子ビーム（１２）の電子により、Ｘ線照射、特にＸ線照射野を発生させるための前記標的（１３）を含む、Ｘ線照射を発生させるための、特にＸ線照射野を発生させるための装置（１０）であって、前記装置（１０）が、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射を発生させるように、特に調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射野を発生させるように設計されており、前記装置（１０）が、前記Ｘ線照射、特に前記Ｘ線照射野に影響を及ぼすための、前記電子ビーム源（１１）及び／又は前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを変化させるための変動器（１５）を有する。

Description

本発明は、請求項１の前提部分にあるように、Ｘ線照射を発生させるための、特にＸ線照射野を発生させるための装置に関する。さらには、請求項１０の前提部分にあるように、Ｘ線照射を発生させるための、特にＸ線照射野を発生させるための方法にも関する。

前記のような装置及び方法は、例えば、放射線照射装置を用いた放射線治療の分野で使用されている。近時、最新鋭の放射線照射装置を用いて、術中に放射線照射することが、しばしば行われており、これにより、放射線照射をする位置、例えば、腫瘍又は腫瘍床に即座に照射することが可能である。

各種のアプリケータ、例えば、球状アプリケータ、ニードルアプリケータが、最近、術中に放射線照射装置を用いる患者の治療に使用されている。これらのアプリケータは、各アプリケータの表面又はＸ線照射が発生する位置のアイソセンタから、等方性で均一性があるＸ線照射野を発生させると考えられている。等方性放射とは、特に全ての方向に均一に放射する又は放射される種類の放射のことである。

上記種類のアプリケータを用いた術中の放射線照射により、腫瘍床に隣接した組織又は腫瘍自体それぞれにおいて、アプリケータの表面から全ての方向に、少なくともほぼ同じ深部線量率曲線とすることができると特に考えられ、その結果、一定の処理時間の後、各方向において、対応する同じ深部において、同じ線量が与えられる。このような場合、アイソ（iso）線量エリアは、最適にはアプリケータの中心又はアイソセンタそれぞれを中心にもつ球である。

それぞれの放射線照射に必要なＸ線照射又は対応するＸ線照射野は、通例、Ｘ線照射源において、又はＸ線照射源を用いて発生される。とりわけ、Ｘ線照射源は、放射線照射装置の構成要素である。公知のＸ線照射源、例えば術中の放射線照射のためのものの作動原理は、特に、電子は電子ビーム源で発生されており、電子ビームとして放射されるという事実に基づいている。電子ビームは、加速電圧、特に高電圧により、加速ステージにおいて加速される。このようにして発生、加速された電子ビームは、標的、特に金からなる標的に向けられる。標的は、例えば、前述したアプリケータの先端に配置することができる。標的に電子ビームが衝突すると、Ｘ線照射が発生し、次いで、その結果生じるＸ線照射野の形状で標的から放射される。こうした放射線照射装置は、例えば特許文献１（WO 2009/132799 A2）に記載されている。

電子ビームが標的の１つの場所に衝突する電子ビームをリニア案内する場合、通常球状ではないＸ線照射野が発生する。とりわけ、Ｘ線照射野の形状は、使用された材料、アプリケータの先端における材料分布、標的の形状及び／又は厚さ、加速電圧、電流等に依存している。

実務においては、球状Ｘ線照射野はしばしば望ましい。球状Ｘ線照射野は特にボール状又は略ボール状照射野である。球状Ｘ線照射野は、例えば電子ビームが標的の１つの場所に向けられず、電子ビームが偏向されると達成される。この目的のため、上述した既に公知の特許文献１に解決法が開示されているように、電子ビームを、偏向コイルを用いて発生された磁場に通過させることができる。磁場があると、電子ビームを偏向させることができ、それにより、標的上の衝突位置を変えることができる。

球状Ｘ線照射野に関する良好な結果は、例えば、電子ビームが標的の１つの地点に向けられるのではなく、偏向コイルにより、標的の表面上を略円形状に案内されると、達成することができる。この球状Ｘ線照射野を達成するため、最近では、電子ビームは標的に直接前方向に案内するのではなく、偏向コイル、例えば、ｘ，ｙ−コイルにより、電子ビームが標的上に多角形（十六角形）を描くように磁気的に偏向させる。このことは、該電子装置は該コイルにより電子ビームを連続して１６地点に案内することを意味する。１つの地点から次の地点に電子ビームが変わるのに要する時間は、それらの地点のうちの１つに電子ビームが留まる時間よりも短い。したがって、短い露光周期でＸ線カメラにより写した写真には、多角形だけでなく１６のコーナー部も確認される。このことは、接続線で発生する照射強度は、コーナー部で発生された強度に比べて無視しうることを意味する。

さらに、最近では、全体の放射線照射中、同一の加速電圧が維持され、全ての方向に、略同一の深部線量曲線が発生する。

理想的には、前記十六角形は円の近似値である。このことは、１６のコーナー地点全てが円の中心に対して同一の距離をもつことを意味する。しかしながら、この円の半径は固定されている。照射量測定することにより、電子ビームは十六角形の各地点に制御され、定められた半径が観察される。

等方性のＸ線照射野であることの証拠を得るため、電離箱を用いて、各種距離及び角度に対して、Ｘ線照射源を水ファントム中で測定し、特に縦軸に関して、又は、各処理前に+-ｘ、+-ｙ、及び+-ｚ方向で測定する。

しかしながら、次のような問題が生じる。等方性は、内側及び外側の各種被覆、例えば、金、Ｎｉ+ＣｒＮ又はＣｒＮのみの厚さ、及びそれぞれ載置されたＸ線照射源、特にＸ線照射源のＢｅ−先端（ベリリウム−先端）の寸法又は理想形状からのその偏差によってかなり影響を受ける。しかしながら、これは最近使用されている上記方法では矯正することはできない。このことは、水ファントム中で測定中、必要とされる等方性とならない例えば、それらのＸ線照射源を除去又は廃棄する必要があることを意味する。

照射が等方性ではない非球状照射野が必要である場合、例えば、ある方向の深部器官の保護のため、最近ではシールド、例えば、いわゆる球体のシールドを該当する方向に球アプリケータに配置しなければならない。しかしながら、このシールドにより、この立体角（以後、空間的角度とも称する）でほとんど全部の放射線を吸収し、さらに立体角はシールドの大きさによって固定される。

非球状照射野、例えば、フラットな照射野が必要である場合、最近使用されている方法はあまり有用でないことが証明されている。なぜならば、フラットな照射野は、等方性照射野から複雑な形状の吸収体により形成する必要があるからである。そこでは、球状照射野の狭い空間的角度のみが使用される。大きな残り部分は、患者及び／又は環境に危険を及ぼさないようにするため、アプリケータハウジングにより吸収される必要がある。使用された空間的角度内に存在する放射線は、所望するフラットな照射野が発生される程度に使用される吸収体によりさらに弱められる。そのために必要なアプリケータ、例えば、表面アプリケータの線量率はこのように低く、処理時間は対応して長い。

国際公開第２００９／１３２７９９号

上記公知技術から出発して、本発明は、前記問題に基いており、前述した問題を解消できるように、最初に言及した装置及び最初に言及した方法を開発する。

前記問題は、請求項１の特徴を備えた装置及び請求項１０の特徴を備えた方法の本発明により解決される。本発明のさらなる特徴及び詳細は、従属請求項、明細書、及び図面から理解される。本発明の装置に関連して記載された特徴及び詳細は、その全てが本発明の方法にも当てはまる。該装置に関する記載は該方法にも完全に当てはまり、その逆も同様である。

本発明の基礎となる概念は、発生したＸ線照射、特に発生したＸ線照射野は、電子ビーム源及び／又は電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させることにより影響させることができるということである。

本発明によれば、特にＸ線照射野が発生し、該Ｘ線照射野は、発生したＸ線照射の全部によって形成される。その結果生じるＸ線照射野の形状及び／又は大きさは、該Ｘ線照射野を発生させる電子ビーム源及び／又は電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを調整又は設定することにより、仕様どおりに調整又は適合させることができる。

第１の本発明は、電子ビームを発生させるための電子源、及び標的に衝突する前記電子ビーム）の電子により、Ｘ線照射、特にＸ線照射野を発生させるための前記標的を含む、Ｘ線照射を発生させるための、特にＸ線照射野を発生させるための装置である。本発明において、該装置は、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射を発生させるように、特に調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射野を発生させるように設計されており、前記装置は、前記Ｘ線照射、特に前記Ｘ線照射野に影響を及ぼすための、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための変動器を有することを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線照射を発生させるための、特にＸ線照射野を発生させるための装置が提供される。そこでは、該発明は、低エネルギー及び／又は軟Ｘ線照射を発生させることが好ましい。該装置は放射線照射装置の一部であることが好ましい。

該装置は電子源を有する。電子源を用いることにより、電子が発生され、特に電子は電子ビームとして放射される。したがって、電子源は、特に電子ビームを発生させる役割をもつ。そのうえ、該装置は標的を有する。標的は例えば金からなる。標的は、Ｘ線照射及び／又はＸ線照射野を実際に発生させる役割をもつ。電子源によって発生する電子は電子ビームとして標的に衝突する。Ｘ線照射又はＸ線照射野はそれぞれ標的に衝突する電子ビームの電子により発生する。

本発明によれば、この装置は、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射を発生させるように、特に調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射野を発生させるように設計されている。このことは、Ｘ線照射及び／又はＸ線照射野は、該装置を用いることにより、自由に又は任意に調整及び／又は変更することができることを意味する。

この目的のため、本発明によれば、該装置は変動器を有する。変動器は変動手段又は変動装置とも称する。この変動器により、Ｘ線照射、特にＸ線照射野に影響を及ぼすことが可能になる。さらに、本発明によれば、該変動器は、電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるように設計されている。

電子ビーム源及び／又は電子ビームのパラメーターは特に特性値であり、それを用いることにより、特に電子又は電子ビームの発生及び／又は発生した電子の性質及び／又は電子ビームの性質及び／又は発生した電子の軌道及び／又は電子ビームの軌道に影響を及ぼすことが可能となる。本発明は一定のパラメーターに限定されない。好ましいが限定されない該パラメーターについてより詳しく明細書において述べる。

また、本発明は、変動器の一定の態様に限定されるものではない。例えば、変動器は、例えば制御器にとって適した装置とすることができる。しかしながら、変動器を計算器とすることも可能である。異なる態様においては、変動器はソフトウェア、コンピュータプログラム製品等である。

いかなる態様であれ、変動器の基本的機能は、変動器が電子ビーム源及び／又は電子ビームのパラメーターに影響を及ぼすことができるように設計されているということである。

本発明の装置及び後述する本発明の方法は、特に術中における放射線照射の分野で使用することができる。そこでは、Ｘ線照射、特に短距離のＸ線照射が使用され、直接放射線照射の位置、例えば、腫瘍又は腫瘍床に照射される。使用されるＸ線照射源において、電子は電子源で発生される。電子は電子ビームとして、加速電圧により例えば金からなる標的に加速される。これは特に低エネルギーのＸ線照射が発生するところであり、該Ｘ線照射は等方性に放射され、放射線照射すべき組織内に浸透する。

ベリリウムからなる先端を備えたＸ線プローブがしばしば、そうした放射線照射治療において使用される。ベリリウムはＸ線照射のための、ほとんど透明な材料である。Ｘ線プローブは、真空電子ビーム管として設計するのが好ましい。この真空電子ビーム管では、電子ビームが電子源により発生し、次いで、加速電圧により加速される。電子ビームは標的に向けられる。標的上では、電子は突然に減速し、Ｘ線照射が発生する。

したがって、本発明の装置は、好ましくは真空管とその中に配置された標的及び電子源を備えたＸ線プローブを有することができる。そのうえ、加速電圧により電子を加速する加速器（電子アクセラレータとも称する）が設けられる。加速器又はアクセラレータは、加速装置又は加速手段とも称される。電子の加速は、特に加速器に印加される高電圧によりもたらされる。この加速器については、さらに詳しく以下で述べる。

また、標的への軌道上にある電子ビームを偏向させるための偏向器を設けることができる。この偏向器は、偏向手段又は偏向装置とも称され、さらに詳しく以下で述べる。

変動器は、特には、標的から放射されるＸ線照射、特に標的から放射されるＸ線照射野の放射特性を調整及び／又は変更させるように設計される。変動器により、放射特性を変更することが可能となる。標的から発生し、放射されるＸ線照射野は、電子ビーム源及び／又は電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させることにより変更される。こうして電子ビームは変更され、結果として生じるＸ線照射野に影響される。

好ましくは、変動器は、Ｘ線照射の等方性に影響を及ぼすように、特に、Ｘ線照射野の等方性に影響を及ぼすように設計される。前述したように、等方性放射は、全ての方向に等しく放射する及び／又は全ての方向に等しく放射される放射である。本発明により、Ｘ線照射野の等方性を例えば条件、仕様等の変更に適合させることが可能となる。仕様は、プレセッティングとも称される。特に、結果として生じる、放射されるＸ線照射野の等方性の適合は、変動器により電子ビーム流を制御することにより達成することができる。

好ましくは、変動器は、電子ビーム源及び／又は電子ビームを制御するための制御器を有する。したがって、電子ビームの制御器は変動器内で実施される。制御器は、制御手段又は制御装置とも称される。制御器により、電子ビームは、所望する分布をもつＸ線照射野が発生するように制御されることが好ましい。制御器は、ソフトウェア、コンピュータプログラム等でありうる。該制御は、好ましくは適切な制御アルゴリズムを使用して実施される。この制御アルゴリズムは、インテリジェント制御アルゴリズムとも称され、例えば、電子源及び／又は電子ビームの個々のパラメーターを決定、計算、及び修正することができる。

好ましくは、前記変動器は、Ｘ線照射の、特にＸ線照射野の空間的影響に関して、電子ビーム源及び／又は電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるように設計されている。このことは、影響が空間的にもたらされることを意味している。

別の態様においては、前記変動器は、前記標的から放射されるＸ線照射の、特に前記標的から放射されるＸ線照射野の放射特性を調整及び／又は変更するように設計されている。この場合、特に変動器は、前記電子ビームが前記標的に衝突する間に、特に前記電子ビームが前記標的に向かっている間に、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるように設計されている。標的に向かう電子ビームの進路はループとも称される。その結果、本発明では、本装置の使用中、又は、該装置を備えた放射線照射装置の使用中に、例えば、リアルタイム又は略リアルタイムで、発生したＸ線照射、特に発生したＸ線照射野に影響を及ぼすことも可能になる。

本発明の装置では、電子ビームが標的表面に衝突する間に、特に電子ビームが標的表面に向かっている間に、電子ビーム源及び／又は電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させることにより、特に標的から放射されるＸ線照射の放射特性を変更させることができる。この点において、本発明では、一定のパラメーターに限定されない。その好ましいが限定されない実施例を後に詳しく述べる。

本発明の装置は、電子ビームを偏向させるための偏向器を有していることが好ましい。該偏向器は、例えば磁気偏向コイルである。磁気偏向コイルにより、磁場が発生し、標的に向かって加速されている電子ビームの電子を偏向させる。これにより、標的上で電子が衝突する場所をセッティングすることが可能になる。その結果、特に、発生、放射されるＸ線照射の空間的照射プロファイルを調整することができる。該偏向器、例えば、該偏向コイルにより、電子ビームを標的上で移動させることができる。

前記変動器は、特に前記偏向器を操作するように設計される。このことは、例えば、該変動器が、所望する磁場がそれによって生じるように、磁気偏向コイルを操作するよう設計されていることを意味する。変動器を介した偏向器の操作は、好ましくは、偏向器を作動させることにより、前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーター、特に、前記標的上の前記電子ビームの座標、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの衝突位置、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの衝突軌道、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの進路半径、及び／又は前記標的の地点での前記電子ビームの滞留時間を、特に前記電子ビームが前記標的に向かっている間に、変化又は変化可能にするようにしてなされる。

この好ましい態様により、特に、半径及び／又は形状（多角形等）、及び／又は軌道及び／又は標的上の電子ビームの衝突位置についての固定した仕様からの脱却が可能となる。特に、電子ビームの座標を、特にリアルタイムで、標的表面上で変化させることが可能となる。

電子ビームが標的上の次の地点に案内される前に、標的の１つの地点での電子ビームの滞留時間も変えることができる。したがって、既述した好ましい態様により、標的上の電子ビームの衝突位置での固定された持続時間からの脱却も可能となり、その結果、異なる方向に対し、例えば、異なる深部線量分布を発生させることができる。

別の態様においては、前記装置は、加速電圧を印加することにより前記電子を加速させるための加速器を有する。該加速器は、好ましくは電子アクセラレータである。これは加速電圧、特に高電圧を供給し、それにより、電子ビームの電子は加速される。

好ましくは、前記変動器は、前記加速器を作動させるように、及び／又は前記加速器を操作するように設計されている。このことは、例えば、該変動器は、前記加速器により、所望する加速電圧が供給されるように該加速器を操作することを目的としていることを意味する。変動器を介した加速器の操作は、特に電子ビームが標的に向かっている間に、加速器を作動させることにより、標的に衝突する電子ビームを加速させるための加速電圧を変化させる又は変化可能にするようにしてなされることが好ましい。

この好ましい態様により、特に、標的上の電子ビームの全ての衝突位置に対する固定された電圧からの脱却が可能となり、その結果、特に、異なる方向に対し、異なる深部線量分布を発生させることができる。このことは、前記変動器は、好ましくは、前記加速器を介して、特に、電子ビームが標的に向かっている間に、異なる加速電圧で電子ビームが標的に向かって加速して作動するように設計されていることを意味する。

加速電圧を変化させることにより、電子ビームが標的に異なるエネルギーで衝突させることが達成される。標的上の電子ビームの全ての衝突地点に対する固定された加速電圧から脱却することにより、電子ビームが標的に向かっている間の加速電圧を変動させることが可能となり、その結果、異なる方向に対する異なる深部線量分布が達成できる。

本発明は、一定の加速電圧には限定されない。好ましくは、０〜１５０ｋＶの加速電圧が印加される。組織への放射線照射のためには、１０〜１００ｋＶの加速電圧を印加することが好ましい。

前記変動器によって影響を受ける他のパラメーターとして、例えば、アンペア数が挙げられる。

好ましくは、前記変動器は、規定のＸ線照射を発生させるための、特に規定のＸ線照射野を発生させるための、並びに／又は前記電子ビーム源及び／若しくは前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための外部仕様値及び／又は基準値を受領するためにインターフェイスを有する。仕様及び／又は基準値は、特に外部から、インターフェイスを介して比較装置に送られる。

代替として、前記変動器は、規定のＸ線照射を発生させるための、特に規定のＸ線照射野を発生させるための、並びに／又は前記電子ビーム源及び／若しくは前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための仕様値及び／又は基準値を入力するための入力器を有する。この入力器は、例えば、キーボード、タッチパネル、データを読むための読み取り装置等である。前記変動器がソフトウェア又はコンピュータプログラム製品であるときは、該入力器を例えば仕様値を入れる入力ウィンドウとすることができる。

前記仕様値及び／又は基準値は、例えば、Ｘ線照射野を所望する分布にする値とすることができる。異なる態様においては、仕様値及び／又は基準値は、等方性の測定値のフィードバックとすることができる。

その結果、Ｘ線照射を発生するための装置での測定値に基づくだけでなく、フィードバック、特に、外部装置、例えば、測定装置による制御フィードバックも可能にする、電子ビームに影響を及ぼす選択肢が提供される。こうした測定装置は、例えば、水ファントム又は立体的方向を拡張したＰＤＡでありうる。

前述した態様によれば、標的から放射される、Ｘ線照射、特にＸ線照射野の放射特性を仕様に適合させることが可能となる。このことは、例えば、所望するように、仕様値及び／又は基準値にすることとして理解できる。このことは、シミュレーションプログラムでありうる計算プログラムにより、適切な仕様値及び／又は基準値を決定するようにしてなされる。次いで、それらは、Ｘ線照射及び／又はＸ線照射野に影響を及ぼすために使用される。本発明において、該仕様は特定の仕様に限定されない。

他の態様においては、前記変動器は、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを、前記仕様値及び／又は基準値から変化させるための仕様を計算及び／又は生成する計算器を有することが好ましい。代替として、該変動器は、前記計算及び／又は生成された仕様並びに／又は前記受領及び／若しくは入力された仕様値及び／若しくは基準値に関して、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための実施器を有することが好ましい。

その結果、特に、個々の所望する場合に対し、Ｘ線照射を発生させるための該装置を訓練する可能性が提供される。例えば、該変動器を用いて、個々の仕様値及び／又は基準値を測定し、フィードバックすることにより、異なる加速電圧及び異なる滞留時間をもつ、標的上の電子ビームの異なる衝突地点により、規定のＸ線照射野を発生させることができる。

例えば、外部の測定装置により、Ｘ線照射源の等方性を測定することができる。それによって得られた等方性の値は、該測定装置から読み出し、変動器に送ることができる。その結果、測定値、例えば、等方性の測定値は、変動器、例えば、制御アルゴリズムソフトウェアにフィードバックされる。その後、変動器において、この新たなＸ線照射野の分布のための新たな電子ビームのパラメーターが計算される。次いで、電子ビーム及び／又は電子源は、変動器により、これらの新たなパラメーターを用いて、作動され、又は制御される。

結果として生じるＸ線照射野は検出又は測定することができ、比較器により、調整又は仕様に適合されたＸ線照射野と対比できることが好ましい。調整されたＸ線照射野又は仕様に適合されたＸ線照射野から測定されたＸ線照射野の偏差を用いて、測定されたＸ線照射野が修正されることが好ましい。

測定された仕様値及び／又は基準値は記憶装置に貯えることができる。この目的のため、Ｘ線照射を発生させるための装置、特に変動器は、そのような記憶装置を有することが好ましく、少なくともインターフェイスを介してそうした記憶装置にアクセスできることが好ましい。同様に、変動器又は比較器により測定され、変動器により変更されたパラメーターを、記憶装置に貯えることができる。その後、これらの貯えられた値を用いて、パラメーターの変更をもらたすことができる。

本発明の第１の態様に係る装置により、特に、電子源及び／又は電子ビームに影響を及ぼすことによって、生じるＸ線照射、特に、生じるＸ線照射野へのインテリジェントな影響を達成することができ、その結果、所望するＸ線照射分布を、特に、等方性測定値のフィードバックをもって発生させることができる。

特に、連続してＸ線照射野分布を向上させるためにループプロセス（loop process）も可能である。Ｘ線照射野分布を向上させるプロセスの完全自動化した制御が可能であり、好ましい。

Ｘ線照射又はＸ線照射源を発生させるための装置の作動は、完全自動化の作動は除き、半自動又は人手でなされる。該作動は、また、デジタル又はアナログでなされる。

前記態様及び／又は設計タイプ及び／又はプロセッサのプラットフォーム及び／又はソフトウェアが動作するコンピュータに関して変更することも可能である。また、本発明は、ソフトウェアが書かれた一定のプログラム言語に限定されない。さらに、本発明は、ソフトウェアにおいて、特定のグラフィックユーザインターフェイス（ＧＵＩ）の態様に限定されない。ソフトウェアが動作するオペレーティングシステム及びＸ線照射を発生させるための上記装置又は照射を発生させるＸ線照射源の設計も限定されず、改変できることは明らかである。

本発明の第１の態様に係る装置により、Ｘ線照射野の発生の前及び発生の間において、発生するＸ線照射及び／又はＸ線照射野、特に、その放射特性の変更がもたらされる。Ｘ線照射野の調整又はセッティングは、Ｘ線照射野の発生の前に最初にできることは明らかである。放射線照射の間、Ｘ線照射野の変化がもたらされると、この変更も達成される。Ｘ線照射野を例えばファイルに仕様として貯えることも可能である。以前に放射線照射で既に使用されているからである。そのため、こうしたＸ線照射野の形状は必ずしもＸ線照射野を発生させる前に調整する必要はない。その場合、供給する及び／又は放射線照射する間に、Ｘ線照射野を調整する（これは変更を意味する）ことで十分である。本発明は、この点に関して、特定のアプローチに限定されない。

本発明の第２の態様は、電子源により電子ビームを発生させ、前記電子ビームを標的に向け、前記標的に衝突する前記電子ビームの前記電子により、Ｘ線照射、特にＸ線照射野を発生させる、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射を発生させるための、特に調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射野を発生させるための方法である。この方法は、変動器により、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させ、前記少なくとも１つのパラメーターを変化させることにより、前記Ｘ線照射、特に前記Ｘ線照射野に影響を及ぼし、前記少なくとも１つのパラメーターを変化させることにより、特に、前記標的からの前記Ｘ線照射の、特に前記Ｘ線照射野の放射特性を変化させることを特徴とする。

特に、該方法は、前述した本発明に係るＸ線照射を発生させるための装置により実施される。そのため、上記方法の設計及び機能に関する開示に関しては、本発明に係る装置の記載が完全に参照され、参照により取り込まれる。

好ましくは、前述したように、前記変動器により、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームが制御される。

他の態様においては、前述したように、前記変動器は、Ｘ線照射の等方性、特に、Ｘ線照射野の等方性に影響を及ぼす。

前述したように、前記変動器は、Ｘ線照射、特に、Ｘ線照射野の空間的影響に関して、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターに影響を及ぼす。

前記変動器により、特に、標的から放射されるＸ線照射、特に標的から放射されるＸ線照射野の放射特性の調整及び／又は変化がもたらされる。その結果、前述したように、前記変動器により、標的に電子ビームが衝突する間、特に、標的に電子ビームが向かっている間に、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターに変化がもたらされる。

前記変動器により、前記電子ビームを偏向させるための偏向器を作動させ、前記偏向器を作動させることにより、前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーター、特に、前記標的上の前記電子ビームの座標、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの衝突位置、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの衝突軌道、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの進路半径、及び／又は前記標的の１地点上の前記電子ビームの滞留期間を変化させる又は変化可能であることが好ましい。

他の態様においては、前記変動器により、前記電子を加速させるための加速器を、加速電圧を印加させることにより作動させ、前記加速器を作動させることにより、前記標的に衝突する前記電子ビームを加速させるための前記加速電圧を変化させることが好ましい。

好ましくは、インターフェイスを介して、規定のＸ線照射、特に規定のＸ線照射分野を発生させるための、及び／又は前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための外部仕様値及び／又は基準値が、前記変動器に受領され、及び／又は入力器を介して、規定のＸ線照射、特に規定のＸ線照射分野を発生させるための、及び／又は前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための仕様値及び／又は基準値が、前記変動器に入力され、前記受領及び／又は入力された仕様値、又はそこから前記変動器にて計算される仕様に基づいて、前記変動器により、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターに影響を及ぼす。

例えば、外部の測定装置により、Ｘ線照射源の等方性を測定することができる。それによって得られた等方性の値は、該測定装置から読み出し、変動器に送信することができる。その結果、測定値、例えば、等方性の測定値は、変動器、例えば、制御アルゴリズムソフトウェアにフィードバックされる。その後、変動器において、この新たなＸ線照射野の分布のための新たな電子ビームのパラメーターが計算される。次いで、電子ビーム及び／又は電子源は、変動器により、これらの新たなパラメーターを用いて作動される。

本発明の上記態様によれば、電子ビーム源及び／又は電子ビームのパラメーターを、特に標的に電子ビームが向かっている間に、変化させることにより、特に、Ｘ線照射、特にＸ線照射野の放射特性を変化させることが可能となる。このパラメーターは、特に、加速電圧及び／又はアンペア数及び／又は衝突位置及び／又は標的に向かう電子ビームの衝突軌道及び／又は標的上の位置での電子ビームの滞留時間等であり、本発明はこれらの言及したパラメーターに限定されない。

本発明によれば、所望する放射特性を有する、特に、所望する形状及び／又はサイズを有するＸ線照射野を簡単に調整することが可能になる。その結果、基体には放射線照射すべき位置にだけ放射線照射されるので、基体に対する放射線照射を最適化することができる。この調整及び／又はＸ線照射野の放射特性のセッティングは、機械化シールドをすることなく、Ｘ線照射野を決定するパラメーターを調整することによりなされる。該照射野を決定するこれらのパラメーターは、例えば、インテリジェントな制御アルゴリズムにより計算することができる。該計算は、例えば、計算装置又は処理装置で実施することができる。

本発明は、添付図面を参照しつつ、好適な態様に関して詳細に説明される。

Ｘ線照射、特に、Ｘ線照射野を発生させるための本発明に係る装置を示す図である。 Ｘ線照射野に影響を及ぼすための機械化シールドを設けた、放射線を放射する、Ｘ線照射、特に、Ｘ線照射野を発生させるための装置を示す断面図である。 本発明の方法が使用されている、図２の装置を示す図である。

図１は、Ｘ線照射、特に、Ｘ線照射野を発生させるための本発明に係る装置を示す。

図２は、Ｘ線照射野に影響を及ぼすための機械化シールドを設けた、放射線を放射する、Ｘ線照射、特に、Ｘ線照射野を発生させるための装置の断面を示す。

図３は、本発明の方法が使用されている、図２の装置を示す。

図面には、Ｘ線照射、特にＸ線照射野を発生させるための装置１０が示されている。該装置は、特に術中の放射線照射の分野で使用される。

該装置１０は、電子源１１を備える。電子源１１により、特に電子ビーム１２として放射される電子が発生する。電子源１１は、特に電子ビーム１２を発生させる。さらに、該装置は、標的１３を備え、該標的は例えば金で形成することができる。標的１３は、Ｘ線照射及び／又はＸ線照射野を実際に発生させ、標的１３から方向を示している矢印によって明確に表している。標的１３は、Ｘ線プローブの真空管１４内に、その末端において配置されている。

電子源１１により発生する電子は、電子ビーム１２として標的１３に衝突する。そこでは、電子ビーム１２の電子は減速し、標的１３から放射されるＸ線照射及び／又はＸ線照射野が発生する。

本発明においては、この装置１０は、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射を発生させるように、特に、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射野を発生させるように設計されている。このことは、装置１０により、Ｘ線照射及び／又はＸ線照射野及び／又はそれらの放射特性を自由にあるいはユーザーが規定したように調整又は変更できることを意味する。

この目的のため、装置１０は、変動器１５を備える。この変動器１５により、Ｘ線照射、特に、Ｘ線照射野に影響を及ぼすことが可能になる。本発明においては、さらに、変動器１５は、電子ビーム源１１及び／又は電子ビーム１２の少なくとも１つのパラメーターを変更させるように設計されている。

また、装置１０は、電子ビーム１２を偏向させるために偏向器１６を備える。偏向器１６は、例えば、磁気偏向コイルとすることができる。偏向器１６により、磁場が形成され、電子ビーム１２の電子を偏向させ、該電子は標的１３に向かって加速されており、このことは、電子ビームの破線で示している。これにより、電子が標的１３に衝突する位置を設定することが可能になる。その結果、特に、発生し、放射されたＸ線照射の空間的照射ファイルを調整することができる。偏向器１６により、電子ビーム１２は標的１３上を移動させることができる。

変動器１５は、偏向器１６を作動させるように設計されている。このことは、図１中の対応する結合線で明確に示している。このことは、例えば、変動器１５は、偏向器１６を作動させ、その結果、所望する磁場が発生されるように設計されていることを意味する。変動器１５による偏向器１６の作動は、好ましくは、偏向器１６の作動により、電子ビーム１２の少なくとも１つのパラメーター、特に、前記標的１３上の前記電子ビーム１２の座標、及び／又は前記標的１３上の前記電子ビーム１２の衝突位置、及び／又は前記標的１３上の前記電子ビーム１２の衝突軌道、及び／又は前記標的１３上の前記電子ビーム１２の進路半径、及び／又は前記標的１３の１地点上の前記電子ビームの滞留期間を、特に、標的１３に電子ビーム１２が向かっている間、変化させる。

また、装置１０は、印加された加速電圧、特に、高電圧により、電子を加速するための加速器１７を備える。変動器１５は、接続線により図１に表されている加速器１７を作動させるように設計される。このことは、加速器１７により所望する加速電圧が印加されるように、変動器１５は加速器１７を操作するように設計されていることを意味する。変動器１５を介した加速器１７の作動は、加速器１７を作動することにより、特に、標的１３に電子ビーム１２が向かっている間、標的１３に衝突する電子ビーム１２を加速するための加速電圧が変更されるようになされる。

全体がＸ線照射源とも称される装置１０は、基体（特に組織内、図示せず）に放射線照射できるように、Ｘ線照射野５０、５１、５２を発生及び／又は提供するために使用される。

図１に示すように、Ｘ線照射野５０、５１、５２は、球状、又は略球状に伝わる。Ｘ線照射野５０、５１、５２の中心は、標的１３であり、そこではＸ線照射及び／又はＸ線照射野が発生されている。Ｘ線照射野５０、５１、５２の中心は、アイソセンタとも称される。Ｘ線照射野５０、５１、５２の球状分布は、図１において、対応する等方性の線で示されている。等方性の線は、一般に等しい等方性（これは等しい照射の値を意味する）が存在している線である。したがって、図１中の等方性の線は、等しい照射が存在する線を示す。

そうしたＸ線照射野５０、５１、５２を発生させる装置１０により、一般に、基体、特に組織への放射線照射が可能となる。しかしながら、放射線照射される基体が影響を受けやすい基体であり、及び／又は放射線照射が規定の深部又は基体表面から規定の距離においてなされる場合、一定の組織の位置及び／又は隣接する組織が放射線照射により影響を受けないようにする必要がありうる。簡単に言うと、組織の位置、例えば、放射線治療される位置のすぐ近くは放射線照射されないことが望ましい。

こうした課題を解決するため、近時、いわゆる機械化シールド３０が使用されている。図２では、照射源１１に加えて、Ｘ線照射野５０、５１、５２に影響を及ぼすための機械化シールド３０が示されている。

図２に示した装置１０の基礎原理は、図１の装置１０のそれに相当する。そのため、上記の対応する記載が参照され、使用される。

機械化シールド３０を使用することにより、それに応じてＸ線照射野５０、５１、５２に影響を及ぼすことができる。

図１及び図２においては、Ｘ線照射野５０、５１、５２の二次元描写のみを示している。しかしながら、該描写が簡略されたものであり、Ｘ線照射野５０、５１、５２の伝播が３つの立体的方向（三次元を意味する）で生じることも明らかである。

機械化シールド３０を用いると、図２に示しているＸ線照射野５０、５１、５２は、該機械化シールドが位置された又は配置された場所にあるＸ線照射野５０、５１、５２が、装置１０から出射しないような影響を受ける。このＸ線照射野５０、５１、５２の放射又は伝播の障害により、この場所にある組織は、照射又はＸ線照射野５０、５１、５２から保護することができる。

機械化シールド３０で被覆又は遮蔽されていない横の面については、Ｘ線照射野５０、５１、５２は図１に示す伝播又は分布と同様に伝播することができる。

機械化シールド３０を使用することにより、Ｘ線照射野５０、５１、５２に影響を及ぼすという選択は、追加の構成部材を必要とする欠点がある。また、機械化シールド３０を使用するとき、例えば、Ｘ線照射野５０、５１、５２の形状及び／又はサイズは、異なる機械化シールド３０を使用することによってのみ変更することができる。

それらの問題は、例えば、図１について記載されてきた装置１０により標的３０から放射されるＸ線照射野５０、５１、５２の形状及び／又はサイズを、変動器１５を介してＸ線照射野５０、５１、５２の発生及び／又は供給する前及び／又は間に電子源１１及び／又は電子ビーム１２の少なくとも１つのパラメーターを変更することにより、仕様に調整する又は適合させることによって回避することができる。

このような態様は図３に示している。しかしながら、図３は、本発明の装置１０及び本発明の方法の作動原理を明確にするための概略図にすぎない。

簡略化及びより良好な比較のために、図２のＸ線照射野５０、５１、５２に対応するＸ線照射野５０、５１、５２を図３に示す。図３においては、例示として、Ｘ線照射野５０、５１、５２は図１に示した装置１０及び変動器１５を使用することによって発生又は供給されることになる。該Ｘ線照射野５０、５１、５２は、図２に示すＸ線照射野５０、５１、５２と等しい又は対応する。

この目的のため、該照射野を決定する、電子源１１及び／又は電子ビーム１２のパラメーターを、変動器１５により調整又は規定して、所望するＸ線照射野５０、５１、５２を発生又は供給する。

Ｘ線照射野５０、５１、５２の形状及び／又はサイズ、及び放射強度に加えて、放射線量率及びＸ線照射野５０、５１、５２を発生させるために必要な加速電圧を変更すると、放射線量率及び／又は放射線量率曲線を調整又は自由に選択できる。

図１に示された変動器１５のインターフェイス１８を介して、変動器１５は外部から値、例えば、外部の測定値を受領することができ、それは電子源１１及び／又は電子ビーム１２のパラメーターを変更するために使用することができる。
代替として、そのような値を、変動器１５の入力装置２１を介して入力又は読み取ることができる。このように、これらの外部測定値は、発生するＸ線照射、特に、発生するＸ線照射野、特に、それらの放射特性に影響を及ぼすために使用することができる。

さらに、図１に示すように、計算された及び／又は発生した仕様又は受領した及び／又は入力した仕様値及び／又は基準値について、変動器１５は、電子源１１及び／又は電子ビーム１２の少なくとも１つのパラメーターを変更するため仕様を計算する及び／又は発生させるための計算装置１９を備える。

その結果、特に、Ｘ線照射を発生させるための装置１０を個々の所望するケースに対して、訓練する可能性が得られる。そのことは、例えば、異なる加速電圧及び異なる滞留時間において、電子ビーム１２の標的１３上の異なる衝突地点により、前もって決定したＸ線照射野５０、５１、５２を発生させるために、相当する仕様値及び／又は基準値を、変動器１５を用いて測定及びフィードバックすることにより達成できる。

例えば、外部測定設備（図示せず）を介して、Ｘ線照射源の等方性が決定される。こうして得られた等方性の値は、該測定設備から読み出し、インターフェイス１８又は入力器２１を介して変動器１５に送信又は入力することができる。その結果、測定値、例えば、等方性の値は、変動器１５、例えば、制御アルゴリズムソフトウェアにフィードバックされる。変動器１５においては、その後、電子ビーム１２の新たなパラメーターは、この新たなＸ線照射野分布のために計算される。次に、電子ビーム１２及び／又は電子源１１は、これらの新たなパラメーターとともに、変動器１５により制御される。

１０ Ｘ線照射を発生させるための、特にＸ線照射野を発生させるための装置
１１ 電子源
１２ 電子ビーム
１３ 標的
１４ Ｘ線プローブ管
１５ 変動器
１６ 偏向器
１７ 加速器
１８ インターフェイス
１９ 計算装置
２０ 実施器
２１ 入力器
３０ 機械化シールド
５０ Ｘ線照射野（伝播）
５１ Ｘ線照射野（伝播）
５２ Ｘ線照射野（伝播）

Claims (15)

1. 電子ビーム（１２）を発生させるための電子源（１１）、及び標的（１３）に衝突する前記電子ビーム（１２）の電子により、Ｘ線照射、特にＸ線照射野を発生させるための前記標的（１３）を含む、Ｘ線照射を発生させるための、特にＸ線照射野を発生させるための装置（１０）であって、前記装置（１０）が、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射を発生させるように、特に調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射野を発生させるように設計されており、前記装置（１０）が、前記Ｘ線照射、特に前記Ｘ線照射野に影響を及ぼすための、前記電子ビーム源（１１）及び／又は前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを変化させるための変動器（１５）を有する装置。
2. 前記変動器（１５）が、前記Ｘ線照射の等方性に影響を及ぼすように、特に前記Ｘ線照射野の等方性に影響を及ぼすように設計されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記変動器（１５）が、前記電子ビーム源（１１）及び／又は前記電子ビーム（１２）を制御するための制御器を有する、請求項１又は２のいずれか１項に記載の装置。
4. 前記変動器（１５）が、前記Ｘ線照射の、特に前記Ｘ線照射野の空間的影響に関して、前記電子ビーム源（１１）及び／又は前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを変化させるように設計されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記変動器（１５）が、前記標的（１３）から放射されるＸ線照射の、特に前記標的（１３）から放射されるＸ線照射野の放射特性を調整及び／又は変更するように設計されており、前記変動器（１５）が、前記電子ビーム（１２）が前記標的（１３）に衝突する間に、特に前記電子ビーム（１２）が前記標的（１３）に向かっている間に、前記電子ビーム源（１１）及び／又は前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを変化させるように設計されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記装置（１０）が、前記電子ビーム（１２）を偏向させるための偏向器（１６）を有し、前記変動器（１５）が、偏向器（１６）を作動させることにより、前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーター、特に、前記標的（１３）上の前記電子ビーム（１２）の座標、及び／又は前記標的（１３）上の前記電子ビーム（１２）の衝突位置、及び／又は前記標的（１３）上の前記電子ビーム（１２）の衝突軌道、及び／又は前記標的（１３）上の前記電子ビーム（１２）の進路半径、及び／又は前記標的（１３）の地点での前記電子ビーム（１２）の滞留時間を変化又は変化可能にするように、偏向器（１６）を作動させるように設計されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記装置（１０）が、加速電圧を印加することにより前記電子を加速させるための加速器（１７）を有し、前記変動器（１５）が、前記加速器（１７）を作動させることにより、前記標的（１３）に衝突する前記電子ビーム（１２）を加速させるための前記加速電圧を変化又は変化可能にするように、前記加速器（１７）を作動させるように設計されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記変動器（１５）が、規定のＸ線照射を発生させるための、特に規定のＸ線照射野を発生させるための、並びに／又は前記電子ビーム源（１１）及び／若しくは前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを変化させるための外部仕様値及び／又は基準値を受領するためにインターフェイス（１８）を有しており、並びに／又は規定のＸ線照射を発生させるための、特に規定のＸ線照射野を発生させるための、並びに／又は前記電子ビーム源（１１）及び／若しくは前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを変化させるための仕様値及び／又は基準値を入力するための入力器（２１）を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記装置（１０）が、前記電子ビーム源（１１）及び／又は前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを、前記仕様値及び／又は基準値から変化させるための仕様を計算及び／又は生成する計算器（１９）を有しており、及び／又は前記変動器（１５）が、前記計算及び／又は生成された仕様並びに／又は前記受領及び／若しくは入力された仕様値及び／若しくは基準値に関して、前記電子ビーム源（１１）及び／又は前記電子ビーム（１２）の少なくとも１つのパラメーターを変化させるための実施器（２０）を有する、請求項８に記載の装置。
10. 電子源により電子ビームを発生させ、前記電子ビームを標的に向け、前記標的に衝突する前記電子ビームの前記電子により、Ｘ線照射、特にＸ線照射野を発生させる、調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射を発生させるための、特に調整可能な及び／又は変更可能なＸ線照射野を発生させるための方法であって、
    変動器により、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させ、前記少なくとも１つのパラメーターを変化させることにより、前記Ｘ線照射、特に前記Ｘ線照射野に影響を及ぼし、前記少なくとも１つのパラメーターを変化させることにより、特に、前記標的からの前記Ｘ線照射の、特に前記Ｘ線照射野の放射特性を変化させる方法。
11. 前記変動器により、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームが制御される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記変動器により、前記電子ビームを偏向させるための偏向器を作動させ、前記偏向器を作動させることにより、前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーター、特に、前記標的上の前記電子ビームの座標、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの衝突位置、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの衝突軌道、及び／又は前記標的上の前記電子ビームの進路半径、及び／又は前記標的の１地点上の前記電子ビームの滞留期間を変化させる、請求項１０又は１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記変動器により、前記電子を加速させるための加速器を、加速電圧を印加させることにより作動させ、前記加速器を作動させることにより、前記標的に衝突する前記電子ビームを加速させるための前記加速電圧を変化させる、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. インターフェイスを介して、規定のＸ線照射、特に規定のＸ線照射分野を発生させるための、及び／又は前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための外部仕様値及び／又は基準値が、前記変動器に受領され、及び／又は入力器を介して、規定のＸ線照射、特に規定のＸ線照射分野を発生させるための、及び／又は前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターを変化させるための仕様値及び／又は基準値が、前記変動器に入力され、前記受領及び／又は入力された仕様値、又はそこから前記変動器にて計算される仕様に基づいて、前記変動器により、前記電子ビーム源及び／又は前記電子ビームの少なくとも１つのパラメーターに影響を及ぼす、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置により実施される、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の方法。

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