專利名稱:片狀準(zhǔn)直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其用于放射治療儀的片狀準(zhǔn)直器，它包括一些可沿移動(dòng)方向調(diào)整的用于吸收沿放射方向傳播的射線的薄片，其中，就移動(dòng)方向而言對(duì)置的薄片可將彼此面對(duì)的端面調(diào)整到閉合位置。
背景技術(shù)：
例如應(yīng)用于X射線治療的放射治療儀中使用片狀準(zhǔn)直器為射線聚焦。尤其在例如腫瘤治療中采用高能電磁射線或粒子束時(shí)，射線聚焦基本上只能通過吸收進(jìn)行。為此將片狀準(zhǔn)直器安裝在相應(yīng)的放射源的射線路徑內(nèi)。這種片狀準(zhǔn)直器包括一些可彼此移動(dòng)的用吸收性材料例如鎢制造的薄片。薄片沿放射方向的厚度，根據(jù)射線在吸收性材料內(nèi)最終的射入深度，與具體使用的射線能量相適應(yīng)。例如在DE19639861A1或在W000/46813中介紹了此類型的片狀準(zhǔn)直器。薄片平行或略有半圓形地排列成兩個(gè)對(duì)置的疊，所以它們沿一個(gè)由準(zhǔn)直器的位置決定的、基本上處于一個(gè)與放射方向正交的平面內(nèi)的移動(dòng)方向，可分別將它們的端側(cè)彼此移近和移開。分別以端側(cè)對(duì)置的薄片可以相對(duì)移位直至閉合位置。因此在總體上可以調(diào)整為一個(gè)具有任意橫截面的口，射線在口的外部被薄片吸收。為了調(diào)整形成不規(guī)則的橫截面形狀，使用包括部分特別窄的薄片的準(zhǔn)直器，在DE19639861A1中便屬于這種情況。因此可例如準(zhǔn)確地調(diào)整用于治療所要放射的區(qū)域。
在治療性應(yīng)用方面特別重要的是，能在空間和時(shí)間上盡可能精確規(guī)定射線照射量。尤其是一些副作用，如散射和同時(shí)輻射沒有規(guī)定要照射的區(qū)域，比如周緣區(qū)域，在這里意味著是一些要加以限制的因素。為了使這些副作用最小化，一方面薄片的幾何形狀有重要意義，因?yàn)樵诒∑倪吘壙赡馨l(fā)生射線散射。另一方面薄片調(diào)整機(jī)構(gòu)的精度也起作用，因?yàn)楸∑念~定位置和實(shí)際位置必須足夠準(zhǔn)確地重合。此外，薄片的吸收率也是重要的。在前言所述類型的準(zhǔn)直器中，已知不希望地透射部分射線成為漏泄，亦即透射性。當(dāng)端面調(diào)整到閉合位置時(shí)，這一問題尤其有害地出現(xiàn)在薄片的端面。具體而言，在端面之間行進(jìn)的部分射線透射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種本文開頭部分所述類型的片狀準(zhǔn)直器，盡可能避免端面區(qū)內(nèi)的漏泄。
按本發(fā)明此目的通過一種尤其用于放射治療儀的片狀準(zhǔn)直器來達(dá)到，該片狀準(zhǔn)直器包括一些可沿移動(dòng)方向調(diào)整的用于吸收沿放射方向傳播的射線的薄片，其中，就移動(dòng)方向而言對(duì)置的、帶有彼此面對(duì)的端面的薄片可被調(diào)整到閉合位置，按照本發(fā)明，至少有一些所述薄片的端面在閉合位置就放射方向而言至少在一個(gè)部分區(qū)域內(nèi)重疊。由此獲得一種增強(qiáng)屏蔽的薄片設(shè)計(jì)。
通過在閉合位置的所述重疊，避免端面相對(duì)于從放射源發(fā)射的射束射線平行定向，所述射束略有發(fā)散呈扇形展開地基本上沿放射方向傳播。由此，這部分射線全部被強(qiáng)制
3轉(zhuǎn)入薄片的吸收性材料內(nèi)以及防止在端面之間直接有射線透射穿過。此外，也沒有必要再使端面之間直接接觸，由此與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比增大了薄片調(diào)整機(jī)構(gòu)所要遵守的公差。這是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)中端面平行于射束的部分射線定向，所以在閉合位置只有通過端面直接接觸才能減小透射。其不利的結(jié)果是對(duì)薄片的調(diào)整機(jī)構(gòu)規(guī)定了狹小的公差界限，并由于在薄片內(nèi)的壓應(yīng)力加速材料疲勞。因此端面重疊導(dǎo)致在更有效地屏蔽射線和除此之外保持功能性的同時(shí)減輕了調(diào)整機(jī)構(gòu)的負(fù)荷。在各薄片的側(cè)邊緣處，通過各薄片的側(cè)向傾斜放置可顯著減少射線透射。
取決于重疊量的增強(qiáng)屏蔽的薄片設(shè)計(jì)，優(yōu)選地通過設(shè)計(jì)為部分互相嚙合的端面形狀實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)于從任意方向射來的射線不再可能無障礙地透射。射線必然射入吸收性薄片材料內(nèi)。在這里，部分互相嚙合意味著至少在一個(gè)沿放射方向延伸的部分區(qū)域內(nèi)互相嚙合。
為此優(yōu)選地薄片的端面設(shè)有彼此對(duì)應(yīng)的表面形狀。這意味著，一個(gè)薄片的端面形狀作為陰或陽配合模規(guī)定了另一個(gè)在閉合位置以端側(cè)與之對(duì)置的薄片的端面形狀。
按片狀準(zhǔn)直器一項(xiàng)優(yōu)選的設(shè)計(jì)，端面制有光滑的曲面。這適用于實(shí)現(xiàn)一種增強(qiáng)屏蔽的端面幾何形狀，這種端面幾何形狀尤其不影響薄片打開時(shí)的射線導(dǎo)引。因?yàn)橥ㄟ^不連續(xù)表面結(jié)構(gòu)例如角和臺(tái)階的存在可能會(huì)增加散射。
有利地，尤其對(duì)薄片的棱邊修圓，因?yàn)檫@有助于在薄片打開時(shí)減小散射的效果。
按片狀準(zhǔn)直器另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)，一些端面在規(guī)定要在閉合位置改善射線屏蔽的部分區(qū)域內(nèi)制有正弦形的表面輪廓。這種輪廓意味著是光滑彎曲的端面輪廓的一種在技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)的方案。
優(yōu)選地，在尤其采用X射線時(shí)，端面形狀正弦形輪廓的波幅在約0. Imm至約0. 5mm范圍內(nèi)。
此外，按片狀準(zhǔn)直器另一項(xiàng)優(yōu)選的設(shè)計(jì)，在閉合位置彼此對(duì)置并互相嚙合的端面，彎曲成彼此對(duì)應(yīng)的凹形和凸形。
優(yōu)選地，在尤其采用X射線時(shí)，凹形/凸形端面的曲率半徑在約200mm至約800mm范圍內(nèi)。
此外，按片狀準(zhǔn)直器另一項(xiàng)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，端面在部分區(qū)域內(nèi)有梯級(jí)或臺(tái)階。端面的這種幾何形狀尤其適用于加長(zhǎng)射線通過薄片材料的路程，并因而在使用時(shí)可以采用能量特別高的、以比較大的射入深度為特征的射線。通過選擇特殊的高吸收性材料，可以減小在梯級(jí)或臺(tái)階處的散射效果。
按尤其應(yīng)用于X射線的片狀準(zhǔn)直器一項(xiàng)優(yōu)選的設(shè)計(jì)，端面重疊區(qū)的寬度在一個(gè)約0. Imm至約Imm范圍內(nèi)。
此外，為了改善射線屏蔽，將片狀準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)為，薄片分組排列在不同平面內(nèi)。例如以端側(cè)對(duì)置的薄片在閉合位置可以相交一個(gè)不同于180度的角度，因此薄片沒有布置在同一個(gè)平面內(nèi)。
具體實(shí)施方式
下面借助
本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中
圖1表示在一個(gè)垂直于放射方向的平面內(nèi)的片狀準(zhǔn)直器；[0020]圖2表示帶有傳統(tǒng)的片狀準(zhǔn)直器的放射源以及射線路徑的側(cè)視圖；
圖3表示有一個(gè)凸的端面和一個(gè)修圓的凹形端面的兩個(gè)對(duì)置薄片在閉合位置時(shí)的側(cè)視圖；
圖4表示帶有加工在端面內(nèi)的臺(tái)階的兩個(gè)對(duì)置薄片在閉合位置時(shí)的側(cè)視圖；
圖5表示有正弦形端面的兩個(gè)對(duì)置薄片在閉合位置時(shí)的側(cè)視圖；以及
圖6表示有一個(gè)片狀準(zhǔn)直器的放射治療儀。


圖1示意表示一個(gè)片狀準(zhǔn)直器1俯視圖。此片狀準(zhǔn)直器1有一個(gè)外殼2和一些可沿移動(dòng)方向3借助一個(gè)調(diào)整機(jī)構(gòu)可調(diào)整的薄片4。該調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在外殼2內(nèi)。薄片4吸收來自放射源10(圖幻的射束11的射線。射束11有一個(gè)主傳播方向，它基本上由通常略有發(fā)散的射束11的中軸線定義。主傳播方向稱放射方向5，在此圖中它表示為垂直地處于圖紙平面內(nèi)。薄片4可彼此相對(duì)移動(dòng)地調(diào)整直至處于閉合位置6，此時(shí)薄片4端面7彼此的距離最小。通過調(diào)整薄片4，可以為沿放射方向5進(jìn)入片狀準(zhǔn)直器1的射束給定一個(gè)口，從而使進(jìn)入的射束其橫截面與一個(gè)預(yù)定的直至邊緣區(qū)9的放射區(qū)8一致。
圖2用側(cè)視圖示意表示通過傳統(tǒng)的片狀準(zhǔn)直器1的射線路徑。此片狀準(zhǔn)直器1沿放射方向5在兩端側(cè)以部分外殼2為界。在這里可清楚看出沿移動(dòng)方向3運(yùn)動(dòng)的薄片4，它們以其端面7互相面對(duì)，以及沿放射方向5它們有一個(gè)尺寸a約為160mm。從放射源10發(fā)出形式上為發(fā)散成扇形的射束11的射線，它的橫截面通過調(diào)整薄片4受到影響。薄片4制有修圓的棱邊12。在這里表示的傳統(tǒng)的片狀準(zhǔn)直器1的薄片4中，端面7平行于放射方向5定向。
圖3表示片狀準(zhǔn)直器的兩個(gè)在端側(cè)彼此對(duì)置的薄片處于閉合位置6時(shí)的側(cè)視圖。其中一個(gè)薄片4A在中央?yún)^(qū)有凸彎的端面7A，在本實(shí)施例中有曲率半徑R約為500mm。所述的彎曲連續(xù)過渡到修圓的曲率半徑R'的棱邊12A，曲率半徑R'與曲率半徑R大體相等。對(duì)置的那個(gè)薄片4B的端面7B成形為準(zhǔn)確配合的凹形。此凹的造型過渡為凸的修圓棱邊12B，它的曲率半徑大體與棱邊12A的曲率半徑一致，亦即約500mm。薄片4A與4B沿移動(dòng)方向3有一個(gè)寬度約為0. 5mm的重疊區(qū)。發(fā)散的射束11沿放射方向5傳播。
圖4表示片狀準(zhǔn)直器的兩個(gè)在端側(cè)彼此對(duì)置的薄片4A和4B處于閉合位置6時(shí)的側(cè)視圖。端面7A和7B的造型與圖3中的造型類似，其區(qū)別在于，端面在中心有一個(gè)寬約0. 5mm的臺(tái)階14，以及，與圖3中的造型不同，端面的所述造型與臺(tái)階相接沿放射方向5鏡面對(duì)映。通過臺(tái)階的寬度確定了沿移動(dòng)方向3的重疊區(qū)寬度。發(fā)散的射束11沿放射方向5傳播。
圖5表示片狀準(zhǔn)直器的兩個(gè)在端側(cè)彼此對(duì)置的薄片4A和4B在閉合位置6時(shí)的側(cè)視圖。端面7A和7B有正弦形表面輪廓，它們分別過渡為總是凸形修圓的棱邊12A和12B，這些棱邊各自的曲率半徑R'在數(shù)量級(jí)上與在圖3和圖4中的大體一致約為500mm。正弦形輪廓的波幅χ約為0.2mm。沿移動(dòng)方向3的重疊區(qū)寬度相當(dāng)于波幅的兩倍。發(fā)散的射束11沿放射方向5傳播。
圖6示意表示放射治療儀20的結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)中心部件21和一個(gè)放射頭22。在放射頭22內(nèi)安裝一個(gè)上述類型的片狀準(zhǔn)直器1 (見圖幻。通過片狀準(zhǔn)直器具有規(guī)定放射橫截面的射束11沿放射方向5從放射頭22射出，并可用于治療的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于放射治療儀00)的片狀準(zhǔn)直器(1)，包括一些可沿移動(dòng)方向( 調(diào)整的、用于吸收沿放射方向(5)傳播的射線的薄片G)，其中，所述片狀準(zhǔn)直器(1)及其薄片(4)的移動(dòng)方向(3)位于垂直于放射方向(5)的平面內(nèi)，就移動(dòng)方向(3)而言對(duì)置的、帶有彼此面對(duì)的端面(7)的薄片可被調(diào)整到閉合位置(6)，由此在總體上可調(diào)整為一個(gè)具有任意橫截面的口，射線在所述口的外部被薄片(4)吸收，其特征為至少有一些所述薄片(4)的端面(7)在閉合位置(6)就放射方向( 而言至少在一個(gè)部分區(qū)域內(nèi)重疊。
2.按照權(quán)利要求
1所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述端面(7)成形為互相嚙合。
3.按照權(quán)利要求
2所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述成形為互相嚙合的端面(7)有相互對(duì)應(yīng)的表面輪廓。
4.按照權(quán)利要求
1至3之一所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述端面(7)在所述部分區(qū)域內(nèi)光滑地彎曲。
5.按照權(quán)利要求
1至3之一所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述端面(7)有修圓的棱邊。
6.按照權(quán)利要求
4所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述端面(7)分別有一個(gè)正弦形的端面形狀。
7.按照權(quán)利要求
6所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述正弦形的端面形狀有一個(gè)在約0. Imm至約0. 5mm范圍內(nèi)的波幅(χ)。
8.按照權(quán)利要求
4所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述端面(7)為了互相嚙合設(shè)計(jì)成有彼此對(duì)應(yīng)的凹形和凸形。
9.按照權(quán)利要求
8所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述各端面(7)有一個(gè)在約200mm至約800mm范圍內(nèi)的曲率半徑(R)。
10.按照權(quán)利要求
1至3之一所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述端面(7)的表面輪廓有至少一個(gè)臺(tái)階。
11.按照權(quán)利要求
1至3之一所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述端面(7)在閉合位置(6)在一個(gè)約0. Imm至約Imm的范圍內(nèi)重疊。
12.按照權(quán)利要求
1至3之一所述的片狀準(zhǔn)直器，其特征為，所述薄片分組排列在不同平面內(nèi)。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種尤其用于放射治療儀(20)的片狀準(zhǔn)直器(1)。此片狀準(zhǔn)直器(1)包括一些可沿移動(dòng)方向(3)調(diào)整的用于吸收沿放射方向(5)傳播的射線的薄片(4)，其中，就移動(dòng)方向(3)而言對(duì)置的薄片可將彼此面對(duì)的端面(7)調(diào)整到閉合位置(6)。為了在薄片(4)端面(7)區(qū)域內(nèi)更好地屏蔽射線，采用增強(qiáng)屏蔽的表面形狀，其特征在于就放射方向(5)而言端面(7)在閉合位置(6)至少部分重疊。
文檔編號(hào)G21K1/02GKCN101145409SQ200710147189
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2007年8月30日
發(fā)明者勒內(nèi)·施拉姆, 斯蒂芬·西伯, 約翰·朱希卡, 約翰尼斯·雷格 申請(qǐng)人:西門子公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (6), 非專利引用 (1),