專利名稱：輻射產(chǎn)生單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于治療設(shè)備的輻射產(chǎn)生單元。
背景技術(shù)：
放射療法是一種用于去除受損組織的常見醫(yī)學(xué)方法。最常見的是使用高能電磁輻射(通常在MV范圍內(nèi))。這種電磁輻射通常借助電子產(chǎn)生，這些電子通過直線加速器加速并且以高速撞擊標(biāo)靶(例如鎢)，其中在散射過程期間產(chǎn)生電磁輻射。該輻射隨后被聚焦并且對準(zhǔn)一個相應(yīng)于受損組織位置的等中心(Isozentrum)。圖1、圖2和圖3示出了現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)治療系統(tǒng)。US 6，839，404B2例如也描述了一種這樣的設(shè)備。在圖3中示出了治療系統(tǒng)的主要部件。在固定部分或支架2中安裝有高頻功率源 261和高壓調(diào)制器。高頻功率通過帶有旋轉(zhuǎn)接頭(Rotary Joint)的波導(dǎo)管傳遞到旋轉(zhuǎn)的機架中。在該處除了直線加速器管22之外還設(shè)置有四端口式循環(huán)器G-Port Zirkulator), 電子發(fā)射器(二者均未示出)和多葉式準(zhǔn)直器23。需要一種更靈活的照射設(shè)備，它可以實現(xiàn)照射設(shè)備更簡單的組成、更簡單的維修以及在照射時更大的靈活性和自由度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，按照上述方向改進現(xiàn)有技術(shù)。該技術(shù)問題按本發(fā)明通過一種用于治療設(shè)備的輻射產(chǎn)生單元和一種帶有該輻射產(chǎn)生單元的照射裝置解決，該輻射產(chǎn)生單元包括輻射源和用于輻射源的支持部件，其中這些支持部件包括功率源，并且所述輻射產(chǎn)生單元具有至少一個機械接口，該輻射產(chǎn)生單元可通過所述機械接口固定在支架上。按照本發(fā)明提供了一種用于治療設(shè)備的輻射產(chǎn)生單元(以下也稱為輻射器單元)，其包括輻射源和用于輻射源的支持部件。在此，輻射源設(shè)計用于產(chǎn)生治療射線，也就是用于破壞病變組織的適當(dāng)射線。支持部件包括一個能量產(chǎn)生單元。通過將輻射源和能量產(chǎn)生單元集成到一個單元中可以共同對它們進行定位。尤其是能量產(chǎn)生單元由此可以與輻射源一同移動(也就是說不再設(shè)置在固定部分中)。由此可以更簡單地實現(xiàn)輻射源和能量產(chǎn)生單元之間的接口，并且可以更靈活地設(shè)計照射設(shè)備，使其具有更大的自由度。按本發(fā)明的輻射產(chǎn)生單元優(yōu)選基本上具有直線形的長條狀結(jié)構(gòu)或形狀，該結(jié)構(gòu)或形狀通過依次布置所述輻射產(chǎn)生單元的各部件得以實現(xiàn)。此外，該輻射產(chǎn)生單元具有一個或多個機械接口，該輻射產(chǎn)生單元可通過所述機械接口固定在支架上。該輻射產(chǎn)生單元相對緊湊并且具有一個或多個明確定義的接口，該單元可通過所述接口被懸置。所述單元優(yōu)選包括或含有所有用于產(chǎn)生治療射線必須或需要的部件。這些部件盡可能緊湊地集成到一起。由此使輻射產(chǎn)生單元與用于定位的機械結(jié)構(gòu)分離。這具有以下主要優(yōu)點-該輻射產(chǎn)生單元能夠以較少的耗費與不同的運動機構(gòu)相結(jié)合，從而能夠以簡單的方式由一個模塊系統(tǒng)實現(xiàn)用于不同應(yīng)用領(lǐng)域的相適配的設(shè)備變型方案。-輻射產(chǎn)生單元的制造、檢驗、物流和安裝和機械結(jié)構(gòu)相互分離。由此可以優(yōu)化過程并且節(jié)省時間和成本。只需要在射線掩體中檢測和校準(zhǔn)集成的輻射產(chǎn)生單元，而機械結(jié)構(gòu)則可以同時安裝在醫(yī)院中開始運行。-將輻射產(chǎn)生部件布置在緊湊的單元中實現(xiàn)了相對于病人定位的更大自由度，從而實現(xiàn)了放射療法中新的方法和流程，這在迄今的設(shè)備中(只具有唯一一條繞固定的等中心的旋轉(zhuǎn)軸線)是不可能實現(xiàn)的?？赡艿氖抢缈勺兊牡戎行?、輻射源與等中心可變的距離、沿所有空間方向到等中心的可變?nèi)肷浣且约叭〈鷪A形軌道的任意軌道。-輻射產(chǎn)生單元可以相對于傳統(tǒng)設(shè)備以非常短的時間在醫(yī)院內(nèi)更換從而進行更新、升級和較大的維修。在此可以在維修時間內(nèi)安裝替換單元，使得在實踐中不會在醫(yī)院內(nèi)產(chǎn)生停止運行的時間。在按本發(fā)明的輻射產(chǎn)生單元中，機械接口優(yōu)選設(shè)置在長條狀結(jié)構(gòu)的中間區(qū)域內(nèi)。 這具有的優(yōu)點是，接口兩側(cè)的重量至少部分相互平衡，也就是減小了機械負(fù)荷。接口自身例如可以包括垂直定向的表面，輻射產(chǎn)生單元通過該表面固定在滑板或其它結(jié)構(gòu)上。在此，該固定用接口設(shè)計成允許拆卸或再移除所述單元。例如可以借助螺紋連接進行安裝。所述輻射產(chǎn)生單元優(yōu)選包括以下部件-用于電子的直線加速器(作為直線加速器，可選地可以使用帶有轉(zhuǎn)向磁鐵的長管來產(chǎn)生更高能量，或者可選地可以使用不帶轉(zhuǎn)向磁鐵的、垂直布置的短管)。-用于直線加速器的高頻功率源(例如磁控管)-用于高頻功率源的高壓電源(例如調(diào)制器)-用于射線的標(biāo)靶和過濾器-用于測量所產(chǎn)生的射線的輻射劑量測定系統(tǒng)-用于射線成形的準(zhǔn)直器，必要時還帶有多葉式準(zhǔn)直器-電源-控制與監(jiān)測電子設(shè)備-冷卻設(shè)備和其它設(shè)施。


以下參照附圖在實施例的范圍內(nèi)進一步闡述本發(fā)明。在附圖中圖1是傳統(tǒng)的治療系統(tǒng)；圖2是處于翻轉(zhuǎn)狀態(tài)的傳統(tǒng)治療系統(tǒng)；圖3是帶有示出的部件的傳統(tǒng)治療系統(tǒng)；圖4是按本發(fā)明的輻射器單元的(左側(cè))側(cè)向視圖；圖5是按本發(fā)明的輻射器單元的(右側(cè))側(cè)向視圖；圖6是按本發(fā)明的輻射器單元的另一側(cè)視圖；圖7是按本發(fā)明的輻射器單元的俯視圖；圖8是帶有按本發(fā)明的輻射器單元的照射系統(tǒng)。
具體實施方式
圖1和圖2示出一種傳統(tǒng)解決方案，其中輻射源3具有一個自由度(旋轉(zhuǎn))。在病人定位時借助病人床4擴展出其它自由度。圖3示出傳統(tǒng)治療系統(tǒng)中用于產(chǎn)生射線的部件。圖4示出按本發(fā)明的輻射器單元。在輻射器單元的頭部區(qū)域20處包含有射線轉(zhuǎn)向器(轉(zhuǎn)向磁鐵)和標(biāo)靶。將借助直線加速器22加速的電子發(fā)射到該標(biāo)靶上，從而產(chǎn)生X 射線并且在通過多葉式準(zhǔn)直器23進行準(zhǔn)直后向下射出。電子以大約15kV從高壓源(發(fā)射器)射出并且通過(圖6中的)陰極(電子槍)32射入直線加速器22中。此外，輻射產(chǎn)生單元包括一個機械接口 24，該單元可以借助該機械接口 M懸掛或安裝到一個運動機構(gòu)上。該接口 M設(shè)置在輻射器單元的中間區(qū)域內(nèi)。在此這樣定義中間區(qū)域，使得輻射器單元的端部與機械接口中心沿縱向延伸方向(圖7中的方向四)的較小距離b與較大距離a之比優(yōu)選彡1/2，并且最大彡1/3。在圖7中用a和b標(biāo)出了用于確定該比例的相關(guān)路徑長度(在本情況下由于b < a所以是b/a之比)。在所述單元的后面部分中具有磁控管25(參見圖5和圖7)和用于產(chǎn)生能量和調(diào)制的部件沈。它們包括高壓調(diào)制器262和高頻功率源沈1。循環(huán)器21用于將在磁控管25 與直線加速器22之間的波導(dǎo)管中的被反射的高頻能量耦合出來。機械接口 M包括環(huán)27， 其上設(shè)有用來安裝用于螺紋連接輻射器單元的螺栓的部位觀。這些部位沿著環(huán)27的整個圓周設(shè)置。其中的三個部位用附圖標(biāo)記觀示例性地標(biāo)出。輻射器單元通過機械接口 M與一個賦予該輻射器單元運動自由度的系統(tǒng)連接。這些運動自由度優(yōu)選包括垂直于輻射器單元延伸方向的平移。圖5至圖7示出輻射器單元的其它視圖。尤其在圖6和圖7中示出了輻射器長條狀的緊湊形狀。在此用附圖標(biāo)記四表示縱向延伸。輻射器單元在形狀上類似于一個桿狀區(qū)段，其沿縱向四的尺寸是沿垂直于縱向的方向(垂直方向30和橫向31)的尺寸的很多倍。沿垂直方向30和橫向31的平均直徑或尺寸大致相同(差別通?？赡?lt; 1. 5并且最大 <2)。相反，輻射器單元沿縱向優(yōu)選以相對于其它方向平均直徑或尺寸為很多倍(例如系數(shù)為5至20)的尺寸延伸。圖8示出帶有按本發(fā)明的輻射器單元的運動機構(gòu)。該運動機構(gòu)的蓋板未示出(與圖1和圖2不同)，以便從而可以更好地理解工作方式。整個裝置位于由兩條軌道51和52 構(gòu)成的底部導(dǎo)軌5上?？蛇x地可以設(shè)置頂部導(dǎo)軌。在兩條軌道上裝有支承垂直導(dǎo)軌6的滑板9。垂直導(dǎo)軌6也由兩條軌道61和62構(gòu)成。可以在兩條軌道之間或者在滑板9上設(shè)置用于照射裝置的驅(qū)動器件。設(shè)有一個用于支承輻射器單元7的支架元件8。該支架元件可以沿垂直導(dǎo)軌6移動。這具體通過將支架元件8固定在滑板81上來實現(xiàn)。開口 82設(shè)置用于使輻射器單元7的兩個部分71和72之間的連接部件導(dǎo)引穿過。該連接部件既可用于傳遞能量(例如電纜)也可用于機械目的(穩(wěn)定性)。輻射器單元7的兩個部分71和72基本上用于不同的功能，即用于產(chǎn)生能量(部分72)或用于產(chǎn)生輻射(部分71)。輻射器單元 7的兩個組成部分71和72的重量至少部分相對于輻射器單元7在支架元件8上的安裝位置(相互)平衡，也就是說由基本上兩個部分組成的輻射器單元的構(gòu)造減小了負(fù)荷(出現(xiàn)的力矩)。所示的系統(tǒng)具有五個自由度。設(shè)有沿水平軸線11推移或平移的自由度。這個自由度借助滑板9實現(xiàn)。此外，借助導(dǎo)軌6和滑板8實現(xiàn)了沿垂直方向的平移。另一自由度是沿橫向軸線13的平移。這例如通過開口盤片82在滑板8上橫向移動實現(xiàn)。輻射器單元 7可以繞一條基本上橫向延伸的軸線旋轉(zhuǎn)(自由度14)。最后一個自由度是翻轉(zhuǎn)自由度15， 其在圖8中相對于一條水平軸線存在。所有自由度可以例如這樣相互作用，從而進行等中心的照射。為此目的例如可以使翻轉(zhuǎn)自由度15和橫向自由度13相協(xié)調(diào)地共同變化。用于移動輻射源焦點的平移自由度由此實現(xiàn)，即整個輻射器單元進行平移運動。 可以考慮既在輻射器單元外部又在輻射器單元內(nèi)部實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)自由度和旋轉(zhuǎn)自由度。當(dāng)在輻射器單元外部時整個輻射器單元旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，在輻射器單元內(nèi)部時只是其中一個部分(例如頭部)旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于治療設(shè)備的輻射產(chǎn)生單元，-該輻射產(chǎn)生單元包括輻射源和用于輻射源的支持部件，其中-這些支持部件包括功率源(261)，并且所述輻射產(chǎn)生單元具有至少一個機械接口 (M)，該輻射產(chǎn)生單元可通過所述機械接口固定在支架上。
2.按權(quán)利要求1所述的輻射產(chǎn)生單元，其特征在于，所述輻射產(chǎn)生單元包括所有用于產(chǎn)生治療射線所需的部件。
3.按權(quán)利要求1或2所述的輻射產(chǎn)生單元，其特征在于，所述輻射產(chǎn)生單元基本上具有直線形的長條狀結(jié)構(gòu)。
4.按權(quán)利要求1至3之一所述的輻射產(chǎn)生單元，其特征在于，所述至少一個機械接口 (24)設(shè)置在所述長條狀結(jié)構(gòu)的中間區(qū)域內(nèi)。
5.按權(quán)利要求1至4之一所述的輻射產(chǎn)生單元，其特征在于，所述機械接口04)包括垂直定向的表面。
6.按權(quán)利要求1至5之一所述的輻射產(chǎn)生單元，其特征在于，所述支持部件包括至少一個下列部件直線加速器、用于直線加速器的高頻功率源、用于高頻功率源的高壓電源、用于射線的標(biāo)靶和過濾器、用于測量所產(chǎn)生的射線的輻射劑量測定系統(tǒng)、用于射線成形的準(zhǔn)直器、電源、控制與監(jiān)測電子設(shè)備和冷卻設(shè)備。
7.按權(quán)利要求1至6之一所述的輻射產(chǎn)生單元，其特征在于，在所述輻射產(chǎn)生單元相對于直線形長條結(jié)構(gòu)的前部區(qū)域內(nèi)布置有輻射源和直線加速器，以及在后部區(qū)域內(nèi)布置有用于直線加速器的功率源和用于功率源的高壓電源。
8.一種帶有按權(quán)利要求1至7之一所述的輻射產(chǎn)生單元的照射裝置，其特征在于，-所述輻射產(chǎn)生單元可拆卸地固定在所述照射裝置上，并且-所述照射裝置構(gòu)造成使得所述輻射產(chǎn)生單元能夠移動。
9.按權(quán)利要求8所述的照射裝置，其特征在于，所述照射裝置構(gòu)造成使得所述輻射產(chǎn)生單元能夠平移。
10.按權(quán)利要求9所述的照射裝置，其特征在于，所述照射裝置構(gòu)造成使得該輻射產(chǎn)生單元能夠沿垂直于所述輻射產(chǎn)生單元縱向延伸的方向平移。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于治療設(shè)備的輻射產(chǎn)生單元。該輻射產(chǎn)生單元具有輻射源和用于輻射源的支持部件。這些支持部件包括功率源(261)，并且所述輻射產(chǎn)生單元具有機械接口，該輻射產(chǎn)生單元可通過該機械接口固定在支架上。通過按本發(fā)明的輻射產(chǎn)生單元可以簡單地通過該單元的相應(yīng)運動實現(xiàn)運動自由度。
文檔編號A61N5/10GK102380172SQ20111024289
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者F.費德勒, F.迪勞夫, G.施梅塔, S.塞策爾 申請人:西門子公司