用于放射治療的輪廓準(zhǔn)直儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于放射治療的輪廓準(zhǔn)直儀,該輪廓準(zhǔn)直儀包括多個(gè)隔板元件,多個(gè)隔板元件設(shè)置在引導(dǎo)模塊中并且被關(guān)于彼此可移動(dòng)地布置以形成用于由輻射源朝向準(zhǔn)直儀發(fā)射的輻射束的輪廓隔板,并包括用于移動(dòng)隔板元件的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,其中驅(qū)動(dòng)器自身與各隔板元件相關(guān)聯(lián),一組隔板元件的驅(qū)動(dòng)器被大致彼此相鄰地布置,并且驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置自身設(shè)置在各驅(qū)動(dòng)器與相關(guān)聯(lián)的隔板元件之間。
【背景技術(shù)】
[0002]通常,隔板元件成形或成型為葉片。包括各自都具有葉片單元和葉片驅(qū)動(dòng)單元的隔板元件葉片模塊的多葉片準(zhǔn)直儀的各種實(shí)施例在本領(lǐng)域中是公知的。這種類型的多葉片準(zhǔn)直儀優(yōu)選地用于控制從輻射源放射并沿傳播方向傳播的高能輻射束的形狀。
[0003]多葉片準(zhǔn)直儀通常被用在用于腫瘤放射治療的治療設(shè)備中。所述準(zhǔn)直儀以這樣的方式界定出高能束(在大多數(shù)情況下為線性加速器的高能輻射):高能束具有與治療對(duì)象完全相同的形狀。由于例如對(duì)腫瘤的這種輻照從各個(gè)方向發(fā)生,所以可以實(shí)現(xiàn)腫瘤的大輻照強(qiáng)度,并且同時(shí)僅以有限的程度壓迫周圍組織。
[0004]多葉片準(zhǔn)直儀的隔板元件或葉片也可稱為“百葉窗葉片”或“薄板”。多葉片準(zhǔn)直儀也可稱為輪廓準(zhǔn)直儀,這是因?yàn)?,由于葉片的定位,可針對(duì)每次束施加再造如腫瘤的治療對(duì)象的輪廓,所述束施加均從特定立體角發(fā)生。這對(duì)于最大限度地保護(hù)相鄰的健康組織而言是重要的。在如脊椎或神經(jīng)的存在風(fēng)險(xiǎn)的器官的情況下,這尤其有必要,以便保留它們的功能性。
[0005]從US 4,794,629得知包括具有葉片單元和葉片驅(qū)動(dòng)單元的葉片模塊的多葉片準(zhǔn)直儀的一般示例。在這種多葉片準(zhǔn)直儀中,每個(gè)葉片單元都必須移動(dòng)到特定位置。因而,在大部分情況下,葉片驅(qū)動(dòng)單元必須被分配給各葉片單元。根據(jù)上述公報(bào),未向每個(gè)葉片單元分配單獨(dú)的電機(jī),這就是葉片單元借助于驅(qū)動(dòng)器聯(lián)接器和鎖緊裝置串聯(lián)布置的原因。然而,還已知向每個(gè)葉片單元分配一個(gè)電動(dòng)機(jī),其經(jīng)由小齒輪和齒輪桿式驅(qū)動(dòng)接合來定位葉片單
J L ο
[0006]然而,要越精確地再造治療對(duì)象如腫瘤的形狀,葉片單元內(nèi)將需要越多和越薄的葉片。這意味著連接到葉片單元的葉片驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)的大量電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置必須被容納在極小的空間中。此外,葉片模塊以這樣的方式布置:它們將位于容納輻射源和準(zhǔn)直儀的一個(gè)福照頭內(nèi)。
[0007]在輻照治療期間,輻照頭通常需要與如腫瘤的靶區(qū)成不同但規(guī)定的角度移動(dòng)。因而,希望盡可能緊湊和輕量化地設(shè)計(jì)這種準(zhǔn)直儀。
[0008]此外,當(dāng)設(shè)計(jì)用于多葉片準(zhǔn)直儀的葉片模塊時(shí),調(diào)節(jié)的精度(即葉片單元相對(duì)于葉片驅(qū)動(dòng)單元在調(diào)節(jié)方向上的位移)對(duì)于輻照治療的治療成功和由于誤導(dǎo)的輻照而可能引起的不利影響兩者來說都是決定性的因素。
[0009]多個(gè)提案采用基于葉片模塊的葉片驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)的壓電致動(dòng)而操作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。尤其通過壓電電機(jī)進(jìn)行的壓電致動(dòng)的一般優(yōu)點(diǎn)可確定為高力度、高定位精度和人類聽覺范圍內(nèi)的低噪音沖擊。此外,即使當(dāng)未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),壓電電機(jī)也會(huì)在相鄰的部位施加夾緊力。而且,壓電電機(jī)不像常規(guī)電動(dòng)機(jī)那樣發(fā)射擾亂性的磁場。該優(yōu)點(diǎn)尤其適用于將通過磁共振成像和利用線性加速的輻射治療進(jìn)行結(jié)合的新技術(shù)(MR-Linac)。在這方面,通過MRT建立的強(qiáng)磁場不會(huì)擾亂常規(guī)電動(dòng)機(jī),因?yàn)樗鼈儽粔弘娭聞?dòng)替代。另一方面,壓電電機(jī)不會(huì)建立擾亂MR成像和/或線性加速的磁場。
[0010]US 2010/0278310 Al公開了一種具有旋轉(zhuǎn)機(jī)電電機(jī)的多葉片準(zhǔn)直儀和操作方法。該機(jī)電電機(jī)可以是壓電電機(jī)。壓電電機(jī)借助于齒與葉片單元接合以便使葉片單元移位。然而,經(jīng)由所提出的齒間接傳遞壓電電機(jī)致動(dòng)包含與葉片單元的位移精度有關(guān)的間隙。此外,齒式傳動(dòng)內(nèi)不可避免的松曠代表又一個(gè)主要間隙。當(dāng)輻照頭以上述方式移動(dòng)時(shí),輻照頭的位置變化引起葉片單元的調(diào)節(jié)位置的變化,這是因?yàn)榕c傳動(dòng)裝置內(nèi)和/或葉片單元位移的導(dǎo)向裝置內(nèi)的齒接中的松曠相互作用葉片單元的重量將引起葉片單元調(diào)節(jié)的不希望的偏差。
[0011]US 7, 242, 750 B2公開了一種放射治療裝置,該放射治療裝置包括構(gòu)造成輻射射線的輻射源、構(gòu)造成限制射線的輻射范圍的包括多個(gè)葉片的多葉片準(zhǔn)直儀和構(gòu)造成利用超聲波使葉片中的至少一個(gè)葉片移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元。然而,該公報(bào)并未明確地說明如在本發(fā)明中觀察到并且如上所述的葉片驅(qū)動(dòng)單元與葉片單元之間的傳動(dòng)裝置和/或?qū)蜓b置內(nèi)的松曠的不利影響。
[0012]US 2008/0191583 Al已提出一種用于通過線性驅(qū)動(dòng)器(其中該線性驅(qū)動(dòng)器包括至少一個(gè)壓電致動(dòng)器)來使物體移位的線性驅(qū)動(dòng)器和方法。
[0013]US 6,188,748B1公開了在本說明書的開頭提到的類型的輪廓準(zhǔn)直儀。
[0014]根據(jù)US 6,188,748 BI的輪廓準(zhǔn)直儀采用線性驅(qū)動(dòng)器,其中各驅(qū)動(dòng)器與相關(guān)聯(lián)的隔板元件之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置。該驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置具有柔性的、但抗張和抗壓的動(dòng)力傳遞元件,其一端與隔板元件連接,且其另一端與相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器連接。該驅(qū)動(dòng)器包括將驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到傳遞元件的齒輪。
[0015]然而,傳遞元件與隔板元件和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器的連接需要增加了準(zhǔn)直儀的制造成本的聯(lián)接元件。此外,需要傳動(dòng)齒輪用于驅(qū)動(dòng)隔板元件。當(dāng)移動(dòng)隔板元件時(shí),不可避免地出現(xiàn)機(jī)械間隙。因而,動(dòng)態(tài)特性和運(yùn)動(dòng)速度很低。再者,需要另外的位置傳感器來檢測隔板元件的精確位置,因?yàn)闄C(jī)械摩擦可能導(dǎo)致偏離目標(biāo)位置。由換能器部分地施加至隔板元件的摩擦力也可能導(dǎo)致隔板元件在與調(diào)節(jié)方向垂直地定向的方向上的橫向位移。此外,必須提供隔板元件的直線引導(dǎo),從而引起更大的摩擦力和因而調(diào)節(jié)的不精確。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]因此,本發(fā)明基于以以下方式設(shè)計(jì)在開頭提到的類型的輪廓準(zhǔn)直儀的目的:盡可能緊湊地設(shè)計(jì)的輪廓準(zhǔn)直儀包括更少的機(jī)械傳動(dòng)部件并且提供更高的位置精度。術(shù)語“緊湊”涉及輪廓準(zhǔn)直儀的縮小的裝配尺寸以及輪廓準(zhǔn)直儀的減輕的重量。
[0017]根據(jù)本發(fā)明,通過在獨(dú)立權(quán)利要求中公開的主題來實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。能以單獨(dú)的方式或與其它優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合地實(shí)現(xiàn)的優(yōu)選實(shí)施例在下文中和從屬權(quán)利要求中被公開。
[0018]因而,在本發(fā)明的一個(gè)主要方面中,開頭提到的類型的用于放射治療的輪廓準(zhǔn)直儀以這樣的方式設(shè)計(jì):驅(qū)動(dòng)器是直線電機(jī)且每個(gè)直線電機(jī)都包括直接固定在各隔板元件上的可直線移動(dòng)的桿。
[0019]如本文中所用的術(shù)語“直接固定”指的是不包含間隙的任何固定。這種直接固定可通過將桿旋擰或焊接在隔板元件上來實(shí)現(xiàn)?;蛘?,桿和隔板元件可一體地形成,其也代表直接固定。
[0020]如本文中所述的術(shù)語“直線電機(jī)”指的是其定子和轉(zhuǎn)子被展開使得其直接產(chǎn)生沿著其長度的直線力而不是產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。特別地,本發(fā)明的直線驅(qū)動(dòng)器直接引起可配置有驅(qū)動(dòng)器線圈的桿的平移。該平移然后由于桿直接固定在隔板元件上而直接傳遞到隔板元件。直線電機(jī)可提供高加速度值?;驹碓谟?常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中呈圓形布置的線圈沿直線距離布置,其中在常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子被由線圈形成的直線移動(dòng)的磁場沿該距離拉動(dòng)或吸引。
[0021]各直線電機(jī)和相關(guān)聯(lián)的隔板元件可被大致布置在共同的平面內(nèi)。
[0022]如本文中所用的術(shù)語“大致在共同平面內(nèi)”指的是技術(shù)人員仍將看作處于共同平面內(nèi)的取向,即與共同平面內(nèi)的嚴(yán)格取向相比偏離量最多為1.0mm的取向。
[0023]—組隔板元件的直線電機(jī)可被彼此平行地布置。
[0024]如本文中所用的術(shù)語“平行”指的是技術(shù)人員將看作不具有任何交叉的取向的取向。
[0025]各直線電機(jī)可包括殼體,其中桿可延伸穿過該殼體。因而,桿可至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)且桿可從殼體伸出和縮回到殼體中。
[0026]各直線電機(jī)可包括線圈,其中桿可包括磁體,其中桿被布置成可在線圈之間移動(dòng)。因而,可實(shí)現(xiàn)對(duì)