專利名稱：治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種治療設(shè)備。這種治療設(shè)備包括一個產(chǎn)生治療用的X射線輻射的治療系統(tǒng)。X射線輻射具有大約4至20MeV范圍的能量并例如用于對患者進行腫瘤照射。在 運行時，所述輻射指向該設(shè)備的治療區(qū)域，其中，患者被這樣地放置在該治療設(shè)備中，使得 腫瘤位于該治療區(qū)域內(nèi)。
背景技術(shù)：
患者體內(nèi)腫瘤的位置可例如由CT、磁共振或正電子拍攝精確地確定，不過在治療 照射的時刻必須以空間或照射裝置的絕對坐標(biāo)進行，也就是治療設(shè)備的絕對坐標(biāo)一致。對此已知的是，在患者已經(jīng)定位或固定在治療設(shè)備內(nèi)的照射臺上時制作患者的X 射線照片。X射線照片應(yīng)在照射快開始之前建立。對于位置強烈變化的腫瘤，例如患者的胃 或前列腺內(nèi)的腫瘤，也應(yīng)在照射過程中生成進行的照射周期內(nèi)的附加圖像，以便考慮腫瘤 經(jīng)常改變的位置并且在必要時再次定位患者。還已知的是，患者的X射線照片在一個與治療設(shè)備分開的成像設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生并且腫 瘤的位置通過在患者皮膚上的標(biāo)注而識別。缺點在于，由于腫瘤可能相對于患者皮膚運動 而使在治療設(shè)備內(nèi)的定位不能實現(xiàn)高的精度。已知的是，治療設(shè)備還帶有附加地在外部安裝在其殼體上的X射線管和X射線檢 測器。因此可以在治療的同時拍攝照片。此時的缺點在于，X射線系統(tǒng)的這些附加部件增 加了接近患者的困難。治療設(shè)備中的治療用的X射線輻射由能量通?？烧{(diào)節(jié)的電子加速器產(chǎn)生。還已知 的是，治療系統(tǒng)的電子加速器在其輻射能量方面盡可能地減小并進行所謂的MV成像(兆伏 成像)。也采用通常具有MeV級的能量的、治療用的X射線輻射進行X射線成像。此時缺點 在于，對于已有的電子加速器，約IMeV以下的能量幾乎是不可能的。用于成像的X射線輻 射也有非常高的能量，即圖像質(zhì)量并非最優(yōu)并且在腫瘤組織的軟組織圖像中的對比度非常 差。還已知的是，患者要被固定。這樣提高了(例如在患者皮膚上的)所標(biāo)記位置的 可復(fù)制性，并且同時改善了在治療時對患者初始調(diào)整好的位置的保持。不過，這種方法卻不 能補償腫瘤在患者體內(nèi)的移動，并因此主要用在頭部區(qū)域內(nèi)的腫瘤的情況下。不過這種情 況的缺點在于，患者通常感覺不舒服。此外已知的是，通過選通、即對治療用的X射線輻射的運動或位置觸發(fā)來同步腫 瘤在患者體內(nèi)的快速或常見運動。不過這種情況的缺點在于，這種選通對于腫瘤處于多個 器官內(nèi)、例如腸時的情況僅能起到不充分的作用，而且由此方式造成了治療時間的延長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進的治療設(shè)備。這一技術(shù)問題由按本發(fā)明的治療設(shè)備解決。本發(fā)明基于這樣一個基本理念，即，在所述治療設(shè)備中除了治療系統(tǒng)還要固定地集成一個基于X射線的成像系統(tǒng)，而不是僅將其作為附加系統(tǒng)運行。為此，根據(jù)本發(fā)明在治療設(shè)備內(nèi)除了用于治療用的X射線輻射的電子 加速器(下面稱作第一加速器，其僅用于治療)之外安裝僅用于成像的第二電子加速器。在第一加速器產(chǎn)生適用于治療的、通常能量較高的第一電子時，第二加速器產(chǎn)生 適用于成像的、通常較低能量的第二電子。通常，第一加速器的功率也顯著大于第二加速器 的功率。因此，電子能夠具有適用于治療和成像目的的能量，以便能夠同時高質(zhì)量地進行 治療和成像；對于各自的劑量強度這同樣成立。因此，根據(jù)本發(fā)明，治療設(shè)備具有指向治療區(qū)域的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)同樣基于 X射線工作。成像系統(tǒng)適用于精確地確定患者在腫瘤照射時的正確位置或者說患者體內(nèi)腫瘤 在治療時的位置，以便能夠?qū)⒛[瘤高精確地定位在治療區(qū)域內(nèi)。為每個電子加速器分別配設(shè)一個用于驅(qū)動相應(yīng)加速器的供電系統(tǒng)，即，例如供給 相應(yīng)的能量。根據(jù)本發(fā)明，為各個加速器配設(shè)的第一和第二供電系統(tǒng)具有至少一個公共的 部件。換句話說，加速器的供電由至少部分共用的供電系統(tǒng)廉價且節(jié)約開銷地實現(xiàn)。因為用于第一加速器的相應(yīng)供電系統(tǒng)總歸是存在的，并且該供電系統(tǒng)的至少一部 分也可以用作第二加速器的供電系統(tǒng)，所以治療設(shè)備中的成像系統(tǒng)要求相對較少的部件并 可以很節(jié)約空間地布置。針對較低電子能量設(shè)計的第二加速器的使用使得在圖像質(zhì)量方面可以與傳統(tǒng)的X 射線管相比。通過將第二加速器集成到治療設(shè)備中，省去了開銷較大的特殊X射線源以及直流 發(fā)電機和控制器的機械和機電安裝，不過，其中圖像功能直接集成到治療設(shè)備中。由于第二 加速器僅用于成像，因而可以將其尺寸選擇得非常小。因此，無需為使第一加速器為治療產(chǎn)生的高劑量強度-輸出、能量等為成像而適 應(yīng)，對治療用的加速器采用折衷方案。第一加速器因此保持不受影響并可以針對治療用的 X射線輻射的產(chǎn)生最優(yōu)地設(shè)計。第二加速器的劑量_輸出可以保持得基本上比用第一加速 器成像時更低。由于兩個加速器的存在實現(xiàn)了治療系統(tǒng)和成像系統(tǒng)的實際分開，因此兩個加速器 可以為不同的目的功能分開地并行使用。這使得能夠與時間無關(guān)的、例如同時的或交替的 照射患者或?qū)颊叱上?，也就是說在照射過程中對腫瘤位置的持續(xù)追蹤或者在必要情況下 對患者的重新定位。這提高了治療設(shè)備的治療效率(Behandlungsdurchsatz)并同樣提高 了治療用的X射線照射的質(zhì)量。第二加速器、即成像加速器通過一個單獨的注射單元或供電系統(tǒng)或單獨調(diào)節(jié)的電 源激活。因此，成像系統(tǒng)可以與第一加速器無關(guān)地產(chǎn)生X射線輻射，該X射線輻射在第一加 速器運行之前、運行時、或者暫停時產(chǎn)生。這樣產(chǎn)生的X射線照片可以在患者治療時連續(xù)分 析評估并由照射圖覆蓋。在本發(fā)明的一種優(yōu)選構(gòu)造中，供電系統(tǒng)是高頻供電系統(tǒng)。所述高頻供電系統(tǒng)的各 高頻輸入(即高頻源及其與加速器的連接)具有公共的部件。因此，可以例如使用唯一一 個高頻源或者源和加速器之間的連接導(dǎo)體可以具有公共的部件。
在上述變型的構(gòu)造中，各供電系統(tǒng)實際上具有公共的高頻源，所述高頻源通過該 波導(dǎo)和波導(dǎo)分路器與加速器相連。因此，例如僅需磁控管或速調(diào)管系統(tǒng)作為高頻源，所述分 路器可以為波導(dǎo)，例如一種中空導(dǎo)體分路。也就是說，治療設(shè)備僅具有唯一一個用于兩個加 速器的供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)具有分路器，以便既為第一加速器又為第二加速器供電。 在治療設(shè)備中，波導(dǎo)尤其可以是中空導(dǎo)體或同軸的波導(dǎo)體系統(tǒng)。在一種優(yōu)選構(gòu)造中，第二加速器尤其可以僅由少量的、例如一至三個空腔組成。相 應(yīng)的加速器會被簡便廉價地制成。在另一種實施形式中，第二加速器可以是產(chǎn)生最大約為3MeV電子能量的加速器。 特別優(yōu)選的是具有用于IMeV或以下的電子能量的工作點的加速器的設(shè)計，也就是例如通 常在40kV至200kV的X射線范圍。在一種優(yōu)選的實施形式中，在治療設(shè)備中，兩個加速器關(guān)于治療區(qū)域錯開成一角 度地布置。也就是說，從所述加速器產(chǎn)生的各X射線的輻射方向以該角度交錯。在此這樣 地選擇該角度，使得第二加速器和/或關(guān)于治療區(qū)域與該第二加速器相對地布置的X射線 系統(tǒng)的X射線接收器位于治療用的X射線輻射的輻射錐之外。也就是說，兩個加速器關(guān)于 它們的X射線方向這樣地相對布置，使得至少所述X射線系統(tǒng)的檢測器不從所述治療用的 X射線輻射采樣，而是使所述檢測器主要由較低能量的成像射線的X射線輻射照射。通過成像系統(tǒng)相對于治療用的X射線的錯移安裝，使得加速器和/或X射線系統(tǒng) 的檢測器不被用于治療患者的治療用的強X射線輻射損壞，因為該檢測器位于用于腫瘤治 療的X射線輻射場之外。因此，以特別合適的方式使兩個加速器關(guān)于它們的X射線輻射方向成90°錯移， 也就是在治療區(qū)域內(nèi)相交叉。在一種優(yōu)選的構(gòu)造中，治療設(shè)備具有至少局部管狀地圍繞治療區(qū)域的殼體，該殼 體包含作為內(nèi)置組件的治療系統(tǒng)和拍攝系統(tǒng)。因此，形成了一種緊湊的治療設(shè)備，該設(shè)備將 治療照射和成像這兩個功能統(tǒng)一在一個殼體內(nèi)。


對于本發(fā)明的進一步說明請參見附圖的實施例。附圖中為示意原理圖圖1示出了運行中的根據(jù)本發(fā)明的治療設(shè)備。
具體實施例方式圖1示出了一種治療設(shè)備2，該治療設(shè)備包括管狀或環(huán)狀的殼體4，在該殼體中布 置有治療系統(tǒng)6和成像系統(tǒng)8。所述治療系統(tǒng)6包括用于電子的第一加速器10a，以及為該 第一加速器IOa提供能量、控制和驅(qū)動的第一供電系統(tǒng)12a。成像系統(tǒng)8包括第二加速器 10b，該第二加速器由第二供電系統(tǒng)12b相應(yīng)地驅(qū)動，以及用于產(chǎn)生X射線照片的、形式為檢 測器的圖像接收器14。圖1示出了運行中的治療設(shè)備2，因此患者16為了治療照射其腫瘤18被置于殼體 4或治療設(shè)備2的一個中心孔20內(nèi)。供電系統(tǒng)12a、12b具有分別連接在加速器10a、IOb上的中空導(dǎo)體22a、22b，用于 傳輸形式為高頻波的能量，所述中空導(dǎo)體配屬于各自的供電系統(tǒng)12a、12b。不過，兩個系統(tǒng)也具有公共的部件，即向中空導(dǎo)體22a、22b饋送的、形式為波導(dǎo)的部件24，公共的高頻源26 以及由該高頻源26導(dǎo)引至該部件24的中空導(dǎo)體28。成像系統(tǒng)8的第二加速器IOb包括兩 個空腔30。 在運行時，現(xiàn)在成像系統(tǒng)8的第二加速器IOb首先產(chǎn)生X射線輻射36b的第二輻 射錐32b，其用X射線輻射36b透射過處于治療設(shè)備2中心的治療區(qū)域34及其周圍環(huán)境。 為此，加速器產(chǎn)生具有第二能量E2的電子?；颊?6被相對其臥榻這樣地在治療設(shè)備2內(nèi)粗略地預(yù)先調(diào)整，使得腫瘤18處于 治療區(qū)域34內(nèi)或者盡可能接近該治療區(qū)域。通過借助圖像接收器14獲取X射線照片，在 治療設(shè)備2內(nèi)對腫瘤的實際位置成像。由此并根據(jù)治療區(qū)域34的幾何位置的知識、以及成 像系統(tǒng)8的拍攝幾何關(guān)系的知識可以精確地調(diào)整患者16，使得腫瘤18實際上位于治療區(qū)域 34中心。然后，第一加速器IOa產(chǎn)生處于第一輻射錐32a內(nèi)的X射線36a，所述射線36a基 本上僅以第一能量El覆蓋治療區(qū)域34，所述第一能量El明顯大于用于成像的X射線輻射 的能量E2。因此，確保了盡可能僅以治療用的X射線輻射36a照射腫瘤18而不照射患者 16的其它身體區(qū)域。為了相對于X射線輻射36a保護成像系統(tǒng)8的部件，將成像系統(tǒng)或其射線方向38b 相對于第一 X射線輻射36a的射線方向38a錯移一個角度α，例如90°。不過，射線方向 在治療區(qū)域34內(nèi)相交，由此既能進行照射又能進行成像。
權(quán)利要求
一種治療設(shè)備(2)，包括產(chǎn)生指向治療區(qū)域(34)的、治療用的X射線輻射(36a)的治療系統(tǒng)(6)，以及產(chǎn)生指向所述治療區(qū)域(34)的、成像用的X射線輻射(36b)的成像系統(tǒng)(8)，其中，所述治療系統(tǒng)(6)包括分別產(chǎn)生X射線輻射(36a、36b)的、用于第一能量(E1)的電子的第一加速器(10a)，所述成像系統(tǒng)(8)包括用于第二能量(E2)的電子的第二加速器(10b)，其中，為所述第一加速器(10a)和所述第二加速器(10b)分別配設(shè)驅(qū)動它們的第一和第二供電系統(tǒng)(12a、12b)，并且所述第一和第二供電系統(tǒng)(12a、12b)具有至少一個公共的部件(24、26、28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述供電系統(tǒng)(12a、12b)是高頻供電系 統(tǒng)，并且所述供電系統(tǒng)各自的高頻輸入(22a、22b、24、26、28)具有公共的部件(24、26、28)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述供電系統(tǒng)(12a、12b)具有公共的 高頻源(26)，所述高頻源通過波導(dǎo)(22a、22b、28)和波導(dǎo)部件(24)與所述各加速器(10a、 10b)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述波導(dǎo)(22a、22b、28)是中空導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述波導(dǎo)(22a、22b、28)是同軸波導(dǎo)系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述第二加速器(IOb)包 含至少一個空腔(30)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述第二加速器(IOb)具 有最大3MeV的能量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述加速器(IOaUOb)以 它們的X射線輻射(36a、36b)的射線方向(38a、38b)關(guān)于所述治療區(qū)域(34)交錯成這樣一 個角度(α )，使得所述第二加速器(IOb)和/或為所述第二加速器配設(shè)的圖像接收器(14) 位于所述治療用的X射線輻射(36a)的輻射錐(32a)之外。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述角度(α)為直角。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的治療設(shè)備(2)，其中，所述治療設(shè)備帶有至少 局部管狀地包圍所述治療區(qū)域(34)的殼體(4)，所述殼體包含作為內(nèi)置組件的所述治療系 統(tǒng)(6)和所述成像系統(tǒng)(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種治療設(shè)備(2)，包括一個產(chǎn)生指向治療區(qū)域(34)的治療用的X射線輻射(36a)的治療系統(tǒng)(6)以及一個指向治療區(qū)域(36)的成像X射線輻射(36b)的成像系統(tǒng)(8)，其中，所述治療系統(tǒng)(6)包括產(chǎn)生各個輻射(36a、36b)的用于第一能量(E1)的電子的第一加速器(10a)，而成像系統(tǒng)(8)包括用于第二能量(E2)的電子的第二加速器(10b)，其中，為第一加速器(10a)和第二加速器(10b)分別配設(shè)有驅(qū)動它們的第一和第二供電系統(tǒng)(12a、12b)，且第一和第二供電系統(tǒng)(12a、12b)至少具有一個公共的部件(24、26、28)。
文檔編號A61B6/00GK101797161SQ20101011367
公開日2010年8月11日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者斯蒂芬·塞澤, 羅蘭·施米特 申請人:西門子公司