专利名称：移动x射线单元的制作方法
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、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，所述X射线施加器连接至基体，X射线管包括用于产生X射线束的靶以及用于使所产生的X射线束成形的准直器以及出射表面。
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一个目的在于提供一种移动X射线单元，其能够控制从X射线施加器发射的至少部分实际的X射线和患者身上的目标区域之间的描绘。该实用新型的另一目的在于提供一种移动X射线单元，其中可获得关于从出射表面发射的X射线束的完整几何形状的视觉信息。该移动X射线单元包括基体，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射线施加器连接至基体，其中X射线管包括用于产生X射线束的靶、用于对所产生的X射线束成形的准直器、以及在使用中X射线束所穿过的出射表面，其中X射线单元还包括指示器，该指示器用于提供从出射表面发射的X射线束的至少一部分的视觉指示。为此，提供根据本实用新型的移动X射线单元，X射线单元还包括指示器，该指示器包括围绕X射线施加器同心布置的光源或光源阵列，该指示器用于提供从出射表面发射的至少部分X射线束的视觉指示。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。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/或一部分或完整射线束几何形状时，治疗效果得到显著提升。优选地，指示器包括光源。更具体地是，指示器可布置为提供被X射线束(全部或 部分)辐射的二维区域的阴影状指示。可替代的，指示器可以有利地布置为提供光束，其照明被X射线束辐射的表面区域的部分或者全部。这些照明选择简化了在皮肤上的目标区域和X射线束之间适当对准的任务。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。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，优选电位于距离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。。可以理解的是，指示器可以布置为提供至少部分X射线束的对比图像。例如，指示器可以布置为产生包括部分X射线束的光图像，其中该光图像由更暗背景包围。可替代的，指示器可以布置为产生阴影图像，其中部分X射线束的相对暗图像被较亮的背景包围。在这两种情形中，图像的反差边缘可以用于线对目标区域适当地对准X射线施加器。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。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射线施加器的下表面的给定距离处相交的相应窄光束是有利的。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。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。准直器是可更换的，该X射线单元包括一组准直器，每个准直器都设置有各自的识别装置。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，以提供从出射窗发出的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以最小化辐射危害是有利的。[0017]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。X射线束具有纵向轴线，每个光源布置为在距离X射线施加器的出射表面预定距离处朝向纵向轴线发射窄光束。优选地，使用微型激光源。 指示器包括发射窄光束的光源，光源布置在施加器内侧或外侧，用于描绘X射线束的纵向轴线。在根据本实用新型的X射线单元的另一个实施例中，准直器配置有自动识别装置，该自动识别装置布置为在控制单元中产生代表准直器特征的信号。发现使得插入X射线管中的准直器完全自动识别是有利的，因为可以消除关于限定场几何结构的人为误差。例如，假如在准直器被设定提供在容座中的情况下，该容座可以设有电阻系数可以变化的电阻路径。然后该准直器可布置有突出部分，突出部分适于与容座的电阻路径配合，用于改变形成的电阻系数并因此以用于产生代表插入准直器的信号。优选地，该信号可用于移动X射线单元的控制单元以进行独立校验。优选地，X射线单元包括一组配置有相应识别装置的准直器。在根据本实用新型的X射线单元的又一个实施例中，设有指示产生X射线束的信号发送装置。发现提供发出X射线束打开的信号的装置是有利的。例如，该信号发出装置可以实现为位于X射线施加器上的合适的灯。为此目的，可以使用一个或多个发光二级管。依据产生的X射线束的能量提供多个信号装置是有可能的。例如，对较低频谱部(大约50kV)的X射线束可使用第一指示器，例如第一光色。对频谱中间部(大约60_65kV)可使用第二指示器，例如第二光色。最后，对频谱较高部(大约66-75kV，优选地66-70kV)可使用第三指示器，例如第三光色。可以理解的是，存在用于指示不同频谱的多个可能性，包括但不限于根据所递送X射线束硬化的多个指示器的渐进发光。还可以理解的是，这种kV范围的指示可以提供于装置、用户界面或辅助单元中。还可以理解的是，所谓的kV范围是可以依比例改变的，例如具有I，I、I，2、I，3、I，4、I，5的比例因子。优选地，信号发送装置包括布置在外壳上的发光指示器。信号发送装置的这种布置是有利的，因为使患者清楚辐射的起点和终点从而该患者可在治疗过程期间保持静止位置。可以理解的是，发送X射线束开启的信号的光指示器优选地不联接至布置用于描绘X射线束的指示器，这已参照前面所述进行了讨论。[0029]在根据本实用新型的X射线单元的另一个实施例中，冷却器布置有管路以在X射线管附近提供冷却介质，该管路在X射线管与屏蔽壁之间的空间延伸。据发现，在X射线管的外表面和X射线管的外壳的内表面之间提供间隔是有利的，所述间隔至少部分充填有冷却剂。据发现，提供循环水作为冷却剂是有利的，因为水的高比热容提供了水相对于气体的改进的热量传递。然而，压缩气体也可以用作合适的冷却剂。移动X射线单元还包括温度传感器，该温度传感器用于测量X射线管和/或X射线施加器的部分表面的实际温度。优选地，在X射线施加器的外壳上布置有温度传感器，用于测量外壳的实际温度。该温度传感器可以连接至控制单元，用于控制冷却器和/或用于控制高压电源。该电源可操作于60-75kV范围内用于产生X射线束。如果温度升高高于预定关闭值，则控制单元布置为禁用高压电源和/或例如通过增加冷却剂的泵送能力加强冷却模式。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。该辐射探测器布置为根据X射线束的产生来产生另一控制信号。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。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，因为它在使用中具有多种功能。首先，施加器帽可用于保护X射线施加器的出射表面不受污染。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。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O. 4-0. 7mm,优选O. 6mm厚，密度大约为I. 75-1. 8，优选为I. 78。可替代地，施加器帽由PPSU(聚亚苯基砜)制造而成，在整个窗口部的厚度为
O.3-0. 6mm，优选O. 5mm厚，密度大约为I. 30-1. 45，优选为1.39。据发现，这些材料特别合适，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。可以理解的是，本领域技术人员将很容易理解从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。第三，施加器帽可以作为热量吸收器，用于缓解使用中X射线施加器升高的温度。因此，患者将感觉接触皮肤的施加器是稍暖和的物体而不是显著热的物体。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。指示器布置为照射由X射线束辐射的表面的二维部分。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。在根据本实用新型的X射线单元的又一个实施例中，X射线施加器使用可移置面板连接至基体，软电缆基本延伸于可移置面板内。据发现，提供连接移动X射线单元的基体和X射线施加器的中间机械单元用于覆盖软电缆从而阻止它们的缠结是有利的。可移置面板可以布置为相对于最低可达到位置和最高可达到位置的预定行进距离。这种预定行进距离可以有利地用于增加X射线单元的电缆管和线路的耐用度，尤其是容纳冷却剂的管的耐用度。据发现，如参照前述讨论的在可移置面板中提供远程光源是有利的，由于这可以有利地减少光纤的所需长度。在根据本实用新型的X射线单元的又一个实施例中，可移置面板包括用户界面用于控制X射线单元。优选地，该用户界面包括显示器。例如，该显示器可实现为布置为能够数据输入的触摸屏。可替代的，显示器可以布置为回送数据，而可以提供专用按钮或其他合适装置以将输入数据输入至X射线单元。优选地，在根据本实用新型的X射线单元中，靶和准直器容纳于基本圆筒形的X射线施加器中，其中所产生的X射线束的传播方向基本平行于所述纵向轴线。根据本实用新型的方法的其他有利的实施例将参照图3a进行讨论。 将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。
图Ia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。图Ib以示意方式来表示移动X射线单元的可移置面板的一个实施例。图Ic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一个实施例。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一个实施例。图3a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3b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3c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4以不意方式来表不图3的X射线施加器配置有施加器帽的一个实施例。图5以示意方式来表示设置有识别装置的准直器的一个实施例。图6以示意方式示出了根据本实用新型的另一方面的指示器的另一实施例。图7a表示了用于X射线施加器的轴向位置精密调整的机构的一个实施例。图7b示意表示了图7a的机构的俯视图。图8表示了根据本实用新型的一个方面的X射线管的一个实施例的示意视图。图8E-E是图8的沿剖线E-E剖取的剖视图。图8F-F是图8的沿剖线F-F剖取的剖视图。
具体实施方式
[0059]图Ia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。优选地，铰接臂4a包括制动器(未示出)，用于俘获空间中X射线施加器4的选定位置。在一个实施例中，手动控制该制动器，并且使用该制动器同时地打开用于相对于目标区域来对准X射线施加器的光源。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·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(未不出)。根据本实用新型的一个方面，设置指示器用于在相对于患者P定位X射线施加器4期间以提供患者P上至少部分X射线束8a的视觉指示。该相应光源可以布置在X射线施加器4内部、或者布置在X射线施加器周围、或者远程地定位，例如定位在基体2中。在后者情形中，来自光源8c的光可以使用合适的一根或多根光纤引导朝向X射线施加器。优选地，可移置面板5设置有显示器7，用于反馈适当的用户信息。显示器7可以布置为触敏屏幕，用于使得能够将适当的数据输入至系统。例如，该显示器面板可以包括用于打开光指示器的装置。可选地，该光指示器在X射线单元打开时一直处于打开状态。图Ib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IOa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的移动距离的装置。一方面这对于确保系统的机械稳定性是有利的(上位限制)并且另一方面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。根据本实用新型的又一方面，用于能够描绘至少部分X射线束的光源Sc’可以定位在可移置面板内部。合适的光纤(未示出)可以用于朝向X射线施加器引导来自光源Sc’的光。合适光源布置的更多细节，尽管不为限制性的，将参照图3a_3c进行讨论。可移置面板5还优选地包括显示器7，其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Ic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射线单元的机构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以不意方式来表不另一种可能,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射线束从出射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，并且铰接臂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。可以理解的是，X射线管可以在50-130kV的范围内操作。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 andramp-down)的特性。优选地,上升时间为IOOms的量级。使用时，高压电源优选地操作用于传输大约200W的功率。硬线连接的界面21a也可以布置成在高压发生器开启时自动开启冷却系统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，在达到预定剂量时，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。控制系统还包括指示器控制器21h，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21h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可优选地包括下面特征X射线管22a，设定为容纳在外部屏蔽22k中。X射线管可以布置有纵向布置的阳极，其中靶、准直器和出射窗在互相平行的平面内延伸，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-lOcm，优选的大约为5-6crm。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射线施加器出射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I、I. 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，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X射线施加器温度的信号。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3a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。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 —起使用，用于发射指示由X射线管产生的二维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，产生截取患者的二维X射线束的视觉指示和模拟，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，阳极靶(未示出)和准直器33之间的距离在4-lOcm范围内，优选地大约为5-6cm。由于相对较小的聚焦尺寸，这种较短的靶-准直器的距离对于产生具有充分狭窄半影(对于20/80 %的线来说是I. 5-1. 8mm)和良好的射线束平整度的X射线束来说是有利的。可以理解的是，在阳极具有布置为基本平行于X射线管35的纵向轴线45a的纵向轴时，祀具有基本平整的金属板，其基本垂直于轴线45a延伸。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45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是指水或加压气体。X射线施加器30还可包括温度传感器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，可设置互换帽42以至少覆盖X射线施加器30的出射表面。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。针对适合治疗表面损伤的X射线能量，O. 5-2cm的施加器帽足以截取二级电子。图3b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。在该例证性实施例中，阳极45具有关于X射线管的纵向轴线45a共轴布置的纵向轴线。因此，由阳极45发射的X射线的中心轴线基本与X射线施加器的纵向轴线45a —致。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射线束的二维截面。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。然而，除可视化X射线束的二维区域之外，还能实现中心轴线的可视化。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3c以示意方式来表示根据实用新型的移动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，具有阳极45(设有靶，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Ic讨论的出射窗相关，或者与参照图4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O. 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人体模型，其中标记出中心轴线和深度。可以理解的是，即使图3a_3c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4以示意方式表示了图3中设置有施加器帽的X射线施加器的一个实施例。施加器帽42可由透明玻璃、透明塑料、或陶瓷材料制成。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4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覆盖的发射部的外部尺寸。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，但是发射部可以具有与X射线施加器51的本体相同的尺寸。 图5以示意方式来表示设置有识别装置的准直器的一个实施例。准直器63设置有中央开口 64，该中央开口 64用于限定由参照图3所讨论的X射线施加器30发射产生的X射线束的形状和尺寸。准直器63适于容纳于准直器容座61中，容座61成形为牢固配装准直器63于其中的合适的室。为了能够自动进行准直器识别，准直器设置有两个突出部分65a、65b,两个突出部分65a、65b适于与准直器容座61内设置的电阻路径62相互作用。当突出部分65a、65b与路径62接触时，准直器容座的纯阻抗将改变。准直器容座的电阻变化用于准直器插入准直器容座中的自动识别。可以理解的是，对于一组准直器，每个准直器必须提供一对独特的突出部分，该对独特的突出部分引起准直器容座的纯阻抗的可辨识的变化。本领域技术人员将容易理解，可以设想准直器表面上具有不同相应位置的多对65a、65b。可替代地，有可能为每个准直器设置电子识别装置，例如，与插头协配的芯片。当插头插入准直器容座中(设置有协配容座)，准直器识别可以传输到移动X射线单元的控制单
J Li ο图6以示意方式示出了根据本实用新型的其他方面的指示器的又一实施例。根据本实施例，指示器126可以设置在X射线管或X射线管35的侧面。指示器126可以包括LED或任意其他适合的光源。设想从指示器126发射的光撞击在X射线准直器132的反射面上，其后光从另外的反射面134反射并作为相应光束BI和B2方向朝向X射线管的中心轴线X。可以理解的是，X射线管35可以适当的成形并制造以提供反射体134。反射体可以是同心反射环，该同心反射环附接在X射线管的对应凹槽内。还可以理解的是，反射面132可以有利地设置在背朝患者而朝向X射线源(未示出)的准直器表面上，其位于轴线X上。本领域技术人员将很容易地理解如何布置图3所示的准直器和X射线管以能够产生图6所讨论的几何结构。由指示器126以上述方式产生的光斑可以用来精确地来相对于患者P定位X射线管35。还可以理解，射线束BI和B2之间交点的空间位置可以选择成提供处于距离容纳X射线管35的X射线施加器的外表面(未示出)的预定距离处的最小斑点。例如，该预定距离可以选定处于距离X射线施加器的外表面l、2、3、4、5cm处。这样，可以控制并维持患者P上的目标区域和X射线束的中心轴线之间的精确对准。选择预定距离处于从X射线施加器的外表面大约2-3cm上是有利的，以使得X射线施加器具有可操作性而没有接触患者的风险。当X射线施加器使用图Ia所示的铰接臂4a和指示器相对于患者P设置时，还可以使用精密机构定位。合适精密机构的实施例将参照图7进行讨论。还可以理解的是，尽管参照了 X射线管35说明指示器和反射体，可能实施将指示器126附接至X射线施加器4a的外表面的类似配置，如图I所描述。这种情况下，不使用用于执行反射目的的准直器，可以使用专用反射器。图7a表示了用于X射线施加器的轴向位置精密调整的机构的一个实施例。根据本实施例，X射线施加器4设置在套筒9中，该套筒具有转动部9a。转动部9a包括合适的机构，该机构与X射线施加器哨合，用于使得X射线施加器能够轴向平移。在使用中，在X射线施加器使用铰接臂4a合适的定位时，该铰接臂设置有附接至本实用新型的移动X射线单元的转动结合点6a，以及附接至X射线施加器的球结合点6b，以及关于前文讨论的指示器。使用位置指示器确定的施加器位置可以使用结合点6a、6b内设置的内置制动器(未示出)来固定。在这之后，转动部9a可以移动用于允许X射线管的轴向位移。以这样的方式，X射线施加器可以逐渐接近目标区域。优选地，转动部9a适于允许沿l-4cm的距离平移。图7b示意表示了图7a的机构的俯视图。在该图中可以看出，X射线施加器4可以在轴向位移机构中滑动，该轴向位移机构包括转动体9a、用于啮合X射线施加器和螺丝机构的适配器19a、以及机械连接至铰接臂4a的固定座9。然而可以理解的是，还可以设想其他原理使得X射线施加器轴向平移，包括但不限制于伸缩装置。图8以示意方式来表示在根据本实用新型的一个方面的X射线管的实施例。X射线管100具有本体102，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。[0105]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设计成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。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止。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。
权利要求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射线施加器连接至所述基体，其中所述X射线管包括用于产生X射线束的靶、用于对所产生的X射线束成形的准直器、以及在使用中所述X射线束所穿过的出射表面，其中所述X射线单元还包括指示器，所述指示器用于提供从出射表面发射的所述X射线束的至少一部分的视觉指示。
2.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括围绕所述X射线施加器同心布置的光源或光源阵列。
3.根据权利要求2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，每个光源布置为在距离所述X射线施加器的所述出射表面预定距离处朝向所述纵向轴线发射窄光束。
4.根据权利要求I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所述X射线施加器内部的光源，所述光源用于产生光束，所述光束设定成被所述准直器截取以提供从所述出射表面发射的X射线场的光图像。
5.根据权利要求I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，所述光纤布置为传输来自所述光源的光以被所述准直器截取。
6.根据权利要求5所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括多根光纤，所述多根光纤分布在所述X射线施加器内所述准直器上方的区域内，用于照射准直器开口，从而使所述准直器开口截取产生的光场。
7.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器包括发射窄光束的光源，所述光源布置在施加器内侧或外侧，用于描绘所述X射线束的所述纵向轴线。
8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的移动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。
9.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述指示器布置为提供所述X射线束的至少一部分的对比图像。
10.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述准直器设有自动识别装置，所述自动识别装置布置为产生代表准直器特征的信号并可传递至控制单元。
11.根据权利要求10所述的移动X射线单元，其特征在于，所述准直器被设定成置于具有电阻路径的容座中，所述准直器布置有突出部分，所述突出部分适于与所述容座的速搜狐电阻路径协配以用于所述信号的产生。
12.根据权利要求11所述的移动X射线单元，其特征在于，所述准直器是可更换的，所述X射线单元包括一组准直器，每个准直器都设置有各自的识别装置。
13.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，设置有指示所述X射线束产生的信号发送装置。
14.根据权利要求13所述的移动X射线单元，其特征在于，所述信号发送装置包括布置在外壳上的另一光指示器。
15.根据权利要求14所述的移动X射线单元，其特征在于，在所述外壳内部设置有辐射探测器以探测所述X射线束。
16.根据权利要求15所述的移动X射线单元，其特征在于，所述辐射探测器布置为根据所述X射线束的产生来产生另一控制信号。
17.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器用于测量所述X射线管和/或所述X射线施加器的部分表面的实际温度。
18.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线施加器包括设定为对准患者的出射表面，所述X射线施加器还包括用于至少覆盖所述表面的施加器帽。
19.根据权利要求18所述的移动X射线单元，其特征在于，所述施加器帽是一次性的。
20.根据权利要求18或19所述的移动X射线单元，其特征在于，所述施加器帽沿射线束传播方向的厚度足以基本消除来自所述X射线束的电子污染。
21.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述电源可操作于60-75kV范围内用于产生所述X射线束。
22.根据权利要求21所述的移动X射线单元，其特征在于，在使用中可操作所述电源以递送约为200W的功率。
23.根据权利要求I所述的移动X射线单元，其特征在于，所述X射线施加器使用可移置面板连接至所述基体，软电缆基本在所述可移置面板中延伸。
24.根据权利要求6或7所述的移动X射线单元，其特征在于，所述光源布置在所述基体或所述可移置面板中。
25.根据权利要求23所述的移动X射线单元，其特征在于，所述可移置面板包括用户界面，所述用户界面用于控制所述X射线单元。
26.根据权利要求25所述的移动X射线单元，其特征在于，所述用户界面包括布置为能够数据输入的显示器。
27.根据权利要求26所述的移动X射线单元，其特征在于，所述显示器为触摸屏。
28.根据权利要求I所述的移动装置，其特征在于，所述指示器布置为照射由所述X射线束辐射的表面的二维部分。
专利摘要本实用新型涉及一种移动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)，该可移置臂(4a)支承X射线施加器(4)，该X射线施加器具有X射线管，所述X射线施加器使用软电缆(3)连接至基体，其中X射线管包括用于产生X射线束(8a)的靶、用于对所产生的X射线束成形的准直器、以及在使用中X射线束所穿过的出射表面(8)，其中X射线单元还包括指示器，该指示器用于提供从出射表面发射的X射线束的一部分的视觉指示。
文档编号A61N5/10GK202715136SQ201120579999
公开日2013年2月6日 申请日期2011年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者J·赫宁, B·伍德斯塔 申请人:核通运营有限公司