專利名稱：射線治療設(shè)備以及用于在入射的輻射場中產(chǎn)生分辨率提高的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射線治療設(shè)備以及一種用于在入射的輻射場中和在與此關(guān)聯(lián)的入射的劑量分布下產(chǎn)生提高的分辨率的方法。
背景技術(shù)：
射線治療設(shè)備以公知的方式用于治療諸如腫瘤的疾病。在此通常將高能量的X射線入射到諸如人體或用于研究或維護(hù)目的的模型的待輻射目標(biāo)體積上。劑量分布與待輻射的目標(biāo)體積相匹配。這通常通過高分辨率的準(zhǔn)直器來實現(xiàn)，所述準(zhǔn)直器在側(cè)面限制射線。準(zhǔn)直器的分辨率越高，也就是通過準(zhǔn)直器所產(chǎn)生的輻射場被分級得越精細(xì)，就可以越精確地施加期望 的劑量分布。但是，高分辨率的準(zhǔn)直器需要費事的構(gòu)造，并且比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是說明一種射線治療設(shè)備，其允許在準(zhǔn)直器具有更簡單的構(gòu)造時也實現(xiàn)入射的劑量分布的高分辨率。此外本發(fā)明的任務(wù)還有提供一種用于在入射的輻射場中產(chǎn)生分辨率提高的相應(yīng)方法。本發(fā)明的任務(wù)通過獨立權(quán)利要求的特征解決。本發(fā)明的有利擴展在從屬權(quán)利要求的特征中。本發(fā)明的射線治療設(shè)備具有
-射線源，例如X射線源，從該射線源出發(fā)用于輻射的設(shè)想能從至少兩個彼此相反的方向定向到目標(biāo)體積上，
-準(zhǔn)直器，具有多個用于限制產(chǎn)生輻射場的治療射線的準(zhǔn)直器元件，其中通過這些準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場的分辨率，以及
-偏移設(shè)備，其引起相反的輻射場的入射在偏移下進(jìn)行，使得兩個相反的輻射場相互之間偏移分辨率的一部分。根據(jù)本發(fā)明，在輻射體積中的劑量分布通過順序地應(yīng)用來自相反的空間方向的兩個射線束組成，其中這些射線束的軸偏移準(zhǔn)直器的分辨率的一部分，例如偏移一半或四分之一。由此有效地使在輻射體積中可達(dá)到的劑量分布的分辨率加倍。本發(fā)明因此允許在諸如X射線治療設(shè)備的射線治療設(shè)備中達(dá)到經(jīng)改善的局部劑量分布。在這種射線治療設(shè)備中的優(yōu)點是使得達(dá)到劑量分布的特定分辨率所需要的準(zhǔn)直器元件被減半或減為四分之一，根據(jù)準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)所述準(zhǔn)直器元件例如是薄板或針。由此可以達(dá)到顯著的簡化并且降低射線成型機構(gòu)的復(fù)雜度。來自相反方向的入射可以順序進(jìn)行。在準(zhǔn)直器中，例如可以通過準(zhǔn)直器元件的擴展一例如薄板的寬度一預(yù)先給定在二維輻射場的一個方向上的最小分辨率，或者根據(jù)準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)還可以預(yù)先給定在該二維輻射場的兩個方向上的最小分辨率。該分辨率可以在以下情況下提高，即在從相反方向上入射的第二輻射場中射線束恰好在該方向上以準(zhǔn)直器的分辨率的一部分進(jìn)行偏移。射線治療設(shè)備可以具有圓柱體幾何形狀，也就是說，射線源和準(zhǔn)直器圍繞旋轉(zhuǎn)軸可繞同心旋轉(zhuǎn)地放置。準(zhǔn)直器可以按照以下方式設(shè)置，即準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場在旋轉(zhuǎn)軸方向上的最小分辨率。然后偏移設(shè)備可以被構(gòu)造為引起沿著旋轉(zhuǎn)軸的偏移。在此，該軸向偏移(Desachsierung)通過在旋轉(zhuǎn)方向上偏移例如分辨率的四分之一或分辨率的一半來進(jìn)行。這例如可以通過以下方式來完成，即射線源和準(zhǔn)直器的旋轉(zhuǎn)圍繞旋轉(zhuǎn)軸螺旋形地進(jìn)行。在旋轉(zhuǎn)一半的情況下，輻射場的偏移例如可以是輻射場的分辨率的一半或四分之一。這例如可以通過以下方式達(dá)到，即準(zhǔn)直器和射線源在旋轉(zhuǎn)時同時執(zhí)行沿著旋轉(zhuǎn)軸的線性移動。該移動由此是螺旋形的。
但是，射線源和準(zhǔn)直器也可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸繞同心旋轉(zhuǎn)地放置，并且準(zhǔn)直器可以在此被設(shè)置為，使得準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的方向上的最小分辨率。然后偏移設(shè)備被構(gòu)造為引起垂直于旋轉(zhuǎn)軸的偏移。這例如可以通過以下方式來完成，即偏移設(shè)備引起通過準(zhǔn)直器施加的場相對于同心對準(zhǔn)的半徑設(shè)置為，使得該場相對于該半徑偏移輻射場的分辨率的四分之一。通過場偏移四分之一，在從相反方向入射的情況下得到總共為福射場的分辨率的一半的偏移。該實施所具有的優(yōu)點是，單純通過準(zhǔn)直器的幾何布置就已經(jīng)引起在相反入射的場中的偏移。在射線治療設(shè)備中用于在入射的輻射場中產(chǎn)生分辨率提高的本發(fā)明方法具有以下步驟
-借助準(zhǔn)直器產(chǎn)生第一輻射場，該準(zhǔn)直器限制從第一空間方向發(fā)射的待施加的射線并且包括多個預(yù)先給定輻射場的分辨率的準(zhǔn)直器元件，
-借助準(zhǔn)直器產(chǎn)生第二輻射場，該準(zhǔn)直器限制從第二空間方向發(fā)射的其它射線，
其中第二輻射場相對于第一輻射場偏移分辨率的一部分。第二福射場可以與第一福射場順序地入射并且與第一福射場偏移分辨率的四分之一或一半。射線源和準(zhǔn)直器可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸可繞同心旋轉(zhuǎn)地放置，并且這些輻射場可以彼此沿著旋轉(zhuǎn)軸偏移。射線源和準(zhǔn)直器的旋轉(zhuǎn)可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸螺旋形地進(jìn)行。射線源和準(zhǔn)直器可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地放置，其中通過準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的方向上的分辨率，并且進(jìn)行垂直于旋轉(zhuǎn)軸的偏移。例如可以將通過準(zhǔn)直器施加的場相對于同心對準(zhǔn)的半徑設(shè)置為，使得該場相對于該半徑偏移輻射場的分辨率的四分之一。上面以及下面對各個特征的描述、這些特征的優(yōu)點及其作用既涉及設(shè)備類型也涉及方法類型，但是這不必在任何情況下清楚地詳細(xì)提到；在此公開的單個特征也可以在與所示組合不同的組合中是對本發(fā)明來說明顯的。


借助附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實施方式，但是并不限于這些實施方式。圖I示出用于闡述如何可以達(dá)到分辨率提高的原理的圖示。
圖2示出如何可以在射線治療設(shè)備中達(dá)到分辨率提高的圖示。圖3示出如何可以在根據(jù)其它實施方式的射線治療設(shè)備中達(dá)到分辨率提高的圖
/Jn ο圖4示出在圖3所示的涉及中心的、同心半徑的實施方式中輻射場的偏移。
具體實施例方式圖I示出第一輻射場11和疊加的第二輻射場13。第一輻射場11通過實線示出，第二輻射場13通過虛線示出。同樣還繪出分別產(chǎn)生所述輻射場的準(zhǔn)直器元件15的投影。 第一輻射場11被通過以下方式施加在輻射體積中，即射線從第一方向施加并且通過準(zhǔn)直器加以限制。通過準(zhǔn)直器元件一例如薄板一的寬度，限制第一輻射場11在一個方向上的分辨率。第二輻射場13的入射從相反的空間方向上進(jìn)行，而且是以如下方式，即第二輻射場13在其中通過準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)預(yù)先給定分辨率限制的方向上發(fā)生偏移。在此示出為分辨率的一半的偏移，其它部分作為偏移也是可能的。由此，由兩個輻射場11，13組成的劑量分布具有為通過準(zhǔn)直器預(yù)先給定的分辨率的兩倍那樣大的分辨率。圖2示出射線治療設(shè)備21，其中射線源23和準(zhǔn)直器25可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸27旋轉(zhuǎn)。為了清楚起見，射線治療設(shè)備21的其它部件未示出。射線源23和準(zhǔn)直器25圍繞待輻射的目標(biāo)體積(未示出)的旋轉(zhuǎn)沿著螺旋形軌道29進(jìn)行。該軌道29被選擇為，使得在輻射場11，13從不同的方向入射時，輻射場11，13的偏移恰好以通過準(zhǔn)直器25預(yù)先給定的分辨率的一半來進(jìn)行。在這種情況下，負(fù)責(zé)輻射場的偏移的偏移設(shè)備與使得射線源23和準(zhǔn)直器25進(jìn)行螺旋形軌道移動的機構(gòu)相應(yīng)。圖3示出射線治療設(shè)備21，其中射線源23和準(zhǔn)直器25可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸27旋轉(zhuǎn)。為獲清楚起見，射線治療設(shè)備21的其它部件未示出。射線源23和準(zhǔn)直器25圍繞待輻射的目標(biāo)體積(未示出)的旋轉(zhuǎn)沿著圓形軌道29’進(jìn)行。輻射場11，13的入射被選擇為，使得在輻射場11，13從不同的方向入射時，輻射場11，13的偏移恰好以通過準(zhǔn)直器25預(yù)先給定的分辨率的一半來進(jìn)行。該偏移沿著與旋轉(zhuǎn)軸27垂直的方向進(jìn)行。在這種情況下，負(fù)責(zé)輻射場的偏移的偏移設(shè)備與使得場的入射與同心的、假想的半徑31有分辨率的四分之一的偏移的機構(gòu)相應(yīng)。這借助圖4再次闡述。通過使輻射場與同心半徑有四分之一偏移地入射，在相反地入射的情況下達(dá)到總共為輻射場的分辨率的一半的偏移。根據(jù)圖3和圖4的實施方式可以相互組合，例如在被提供為使得在其輻射場的兩個方向上都預(yù)先給定分辨率限制的準(zhǔn)直器中。附圖標(biāo)記列表 11第一輻射場
13第二輻射場 15準(zhǔn)直器元件的投影21射線治療設(shè)備23射線源25準(zhǔn)直器27旋轉(zhuǎn)軸 29螺旋形軌道29’圓形軌道31同心半徑
權(quán)利要求
1.射線治療設(shè)備(21)，具有 -射線源(23)，從該射線源出發(fā)用于輻射的射線能從至少兩個彼此相反的方向定向到目標(biāo)體積上， -準(zhǔn)直器(25)，具有多個用于限制產(chǎn)生輻射場(11，13)的治療射線的準(zhǔn)直器元件，其中通過這些準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場(11，13)的分辨率，以及 -偏移設(shè)備，其引起相反的輻射場(11，13)的入射在偏移下這樣進(jìn)行，即兩個相反地入射的福射場(11，13)相互之間偏移分辨率的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射線治療設(shè)備(21)， 其中偏移設(shè)備被構(gòu)造為，引起為通過準(zhǔn)直器元件預(yù)先給定的分辨率的四分之一或一半的偏移。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的射線治療設(shè)備(21)， 其中射線源(23)和準(zhǔn)直器(25)能圍繞旋轉(zhuǎn)軸(27)旋轉(zhuǎn)地放置，其中通過準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場(11，13)在旋轉(zhuǎn)軸(27)的方向上的分辨率，以及其中所述偏移設(shè)備被構(gòu)造為引起沿著旋轉(zhuǎn)軸(27)的偏移。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射線治療設(shè)備(21)， 其中射線源(23)和準(zhǔn)直器(25)的旋轉(zhuǎn)螺旋形地進(jìn)行。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的射線治療設(shè)備(21)， 其中射線源(23)和準(zhǔn)直器(25)能圍繞旋轉(zhuǎn)軸(27)旋轉(zhuǎn)地放置，其中通過準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場(11，13)在垂直于旋轉(zhuǎn)軸(27)的方向上的分辨率，以及其中偏移設(shè)備被構(gòu)造為引起垂直于旋轉(zhuǎn)軸(27)的偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的射線治療設(shè)備(21)， 其中偏移設(shè)備引起通過準(zhǔn)直器施加的輻射場(11，13)相對于同心對準(zhǔn)的半徑(31)被設(shè)置為，使得該輻射場(11，13)相對于該半徑(31)偏移輻射場(11，13)的分辨率的四分之o
7.在射線治療設(shè)備(21)中用于在入射的輻射場(11，13)中產(chǎn)生分辨率提高的方法， -借助射線源(23)和準(zhǔn)直器(25)產(chǎn)生第一輻射場(11)，該準(zhǔn)直器限制射線源(23)的從第一空間方向發(fā)射的待施加的射線并且包括多個預(yù)先給定該輻射場(11)的分辨率的準(zhǔn)直器兀件， -借助準(zhǔn)直器(25)產(chǎn)生第二輻射場(13)，該準(zhǔn)直器限制從第二空間方向發(fā)射的其它射線，其中第二福射場(13)相對于第一福射場(11)彼此偏移分辨率的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法， 其中第二輻射場相對于第一輻射場偏移分辨率的四分之一或一半。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中射線源(23)和準(zhǔn)直器(25)能圍繞旋轉(zhuǎn)軸(27)旋轉(zhuǎn)地放置，其中通過準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場(11，13)在旋轉(zhuǎn)軸(27)的方向上的分辨率，以及其中輻射場(11，13)相互之間沿著旋轉(zhuǎn)軸(27)偏移，其中射線源(23)和準(zhǔn)直器(25 )的旋轉(zhuǎn)尤其是圍繞旋轉(zhuǎn)軸(27 )螺旋形地進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其中射線源(23)和準(zhǔn)直器(25)能圍繞旋轉(zhuǎn)軸(27)旋轉(zhuǎn)地放置，其中通過準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場(11，13)在垂直于旋轉(zhuǎn)軸(27)的方向上的分辨率，以及所述偏移垂直于旋轉(zhuǎn)軸(27)地進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10之一所述的方法， 其中通過準(zhǔn)直器(25)施加的輻射場(11，13)相對于同心對準(zhǔn)的半徑(31)被設(shè)置為，使得該輻射場(11，13)相對于該半徑(31)偏移輻射場(11，13)的分辨率的四分之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種射線治療設(shè)備，具有-射線源，從該射線源出發(fā)用于輻射的射線能從至少兩個彼此相反的方向定向到目標(biāo)體積上，-準(zhǔn)直器，具有多個用于限制產(chǎn)生輻射場的治療射線的準(zhǔn)直器元件，其中通過這些準(zhǔn)直器元件的擴展預(yù)先給定輻射場的分辨率，以及-偏移設(shè)備，其引起相反的輻射場的入射在偏移下這樣進(jìn)行，即兩個相反地入射的輻射場相互之間偏移分辨率的一部分。此外本發(fā)明涉及一種在射線治療設(shè)備中用于在入射的輻射場中產(chǎn)生分辨率提高的方法，-借助準(zhǔn)直器產(chǎn)生第一輻射場，該準(zhǔn)直器限制從第一空間方向發(fā)射的射線并且包括多個預(yù)先給定該輻射場的分辨率的準(zhǔn)直器元件，-借助準(zhǔn)直器產(chǎn)生第二輻射場，該準(zhǔn)直器限制從第二空間方向發(fā)射的其它射線，其中第二輻射場與第一輻射場彼此偏移分辨率的一部分。
文檔編號A61N5/10GK102762257SQ201180011201
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者O.海德 申請人:西門子公司