辐射设备中调节辐射的系统和方法技术方案

在一种辐射发送设备中，特别是在一种辐射治疗设备（２）中，经由辐射束（１）投射于目的物（１３）的实际辐射量予以调节以匹配目的物上的辐照域（１３）。颚板（２５０、２５２、２５４、２５６）设置在辐射源与目的物之间以形成开口（１１０）。照域分割成几部分，并对每一部分计算楔修正值和／或单值函数。楔修正值和／或单调函数用以把辐射投向照域中的每一部分。颚板（２５０、２５２、２５４、２５６）和辐射剂量在治疗每一部分期间予以控制。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种辐射设备，特别是一种在辐射治疗设备中调节对目的物所作辐射的系统与方法。辐射设备目前已被公知和公用，例如用作治疗病人的辐射治疗设备。辐射治疗设备中通常包括在治疗过程中可绕水平转动轴线转动的支架。用于产生治疗用的高能辐射束的线性加速器位于支架中。这种高能辐射束可以是电子辐射束或光子(X射线)束。在医疗过程中射束指向躺在支架旋转等角中心上的病人身上的某个区域。为了对目的物上所受的辐射加以控制，在辐射源和目的物之间的辐射束路径上通常设有例如是板装置和/或准直仪等辐射束屏蔽装置。板装置的一种实例是一组可以用来为辐射束限定开口的四块颚板。辐射束屏蔽装置在目的物上限定出一个照域，使处方规定量的辐射被投射于其上。投射于目的物上的辐射可以分开成基本分量和散射分量。基本分量辐射是由从辐射源发出的起始或原始光子所形成，而散射分量辐射是由板装置本身散射出来的光子造成的。因为基本辐射中附加了增加的板/准直器散射，所以辐射束的辐射量在自由空间中也增加了。换句话说，即照域上的某点在受到直接辐射(即基本分量)的同时也受到从板装置上散射的辐射的照射。对于一个基准照域(如10×10cm2)，在空气中的带有散射的辐射输出与不含散射时的辐射输出之比通常称为“输出因数”或“准直器散射因数”。输出因数的概念与定义在现有技术中是被广泛了解的。这样，由于存在这些散射的光子，使得投向目的物表面的剂量受到板装置开口尺寸也即照域的尺寸的影响。这就意味着在同一点上例如是投在目的物上的辐射束中心处所受的照射会因为板装置开度的大小而变化。在板装置的开口较小时在同一点上所受的累积剂量要比开口较大时在同一点上所受的累积剂量小。经常地在辐射束径迹上置放专用的滤器或吸收块以调节辐射束的等剂量分布。最常使用的滤器是楔形滤器。这是一种楔形的吸收块，它横跨辐射束来造成其强度的渐减，使等剂量曲线相对于它们的正常位置得以改变。这种楔形滤器通常用致密的材料来制造，例如铅、钢或其它吸收性材料。采用楔形滤器减低了辐射机构的辐射输出，这种减少必须在治疗的计算中加以考虑。这种效应的特点被称作“楔因数”，其定义为在辐射束中轴线的目的物上一点处在有和没有楔置入射束的情况下剂量的比率。楔因数与材料、尺寸与楔角有关。楔，特别是楔因数，在Willams & Wilkins出版的FaizM.Khan博士所著的《辐射治疗物理学》第234至238页中有所描述。用这种辐射治疗设备进行的辐射由肿瘤医生处方规定并审核。但辐射设备的实际操作通常由治疗医生来执行。当治疗医生按肿瘤医生的处方规定来进行实际辐射治疗时，装置要被编程以进行具体的治疗。在编程疗法程序时，治疗医生必须考虑输出因数并必须根据板装置的开度来调节投射剂量以在目的物的表面上获得规定的照射输出。这种调节量可按已知的方法算出，但治疗医生通常不得不进行手算，故易于出错。在辐射治疗中，如出现计算错误可能导致剂量太低致使治疗无效，或剂量太高产生危险。如果出现大错(如点错小数点)，则会引起生命危险。美国专利US.5148032公开了一种辐射治疗设备，其中目的物上的等剂量曲线借助于具有至少一块可在辐射期间加以控制的活动板的板装置和改变辐射期间辐射束辐射输出来加以调节，以得到在宽范围内变化的可能的等剂量曲线。楔形等剂量分布可以由例如在等速地移动一块板的同时变化辐射束辐射输出而获得。在这种辐射治疗设备中在辐射束路径上没有物理吸收块，而治疗医生必须考虑到这一点。所以需要有一种方法及相应的系统来调节对目的物的辐射，以确保实际辐射输出与所要求的辐射输出精确相等而不受所应用的楔的影响。按照本专利技术，从辐射源投向目的物的辐射输出要予以调节。辐照域首先要予以限定。此辐照域位于目的物上。辐射束要予以生成。此辐射束具有可变的辐射输出和从辐射源到目的物的、基本上没有能量损失的射束路径。在辐射源与目的物之间要形成开口。此开口具有多个可供使用的参数并能够把辐射束限定于多个可供使用的参数中的任何一个上。此照域分割成带有确定参数的多个部分。对多个部分中的每一个计算出楔修正值。这些楔修正值随后用来以辐射治疗每一部分。附图说明图1是按照本专利技术构成的包括治疗控制台的辐射治疗设备的示意图2是图1辐射治疗设备中的处理单元、控制单元和束产生系统部分的方框图；图3显示了在辐射束路径上所设的由吸收块构成的常规楔状滤器的等剂量曲线；图4显示了通过在辐射束路径上的板装置中的一块板的运动和变化辐射束的辐射输出而实现其中的楔状滤器功能的装置的等剂量曲线；图5显示了常规补偿器所造成的辐射分布剂量；图6表明辐射束的尺寸如何由各颚板予以限定；图7表明病患平面上所需辐射型式的实例；图8是用于不带补偿器获得所需辐射型式的过程流程图；图9表明包括四部分的辐照域的二维视图；以及图10表明可以使用各种任意的单值功能元件予以有效治疗的照域的二维实例。本专利技术在下文中主要参照一个用X射线来对患者进行局部照射并用至少一块可活动板或颚板来限定从辐射源发出的辐射束的照域的系统来加以描述，本专利技术可以用来调整任何一种类型的能束，例如电子束(用于取代X射线)来照射任何目的物(不限于病人)，只要其射至照域的辐射能量可以检测或加以估算。图1中所示的为一般方案的辐射治疗设备2，其中应用了按本专利技术的原理构成的板4、位于罩壳9内的控制单元和治疗装置100。辐射治疗设备2包括有一个可在治疗过程中绕一水平轴线8旋转的支架6。板4固定在支架6的伸出部上。为了产生治疗所需的高能辐射，在支架6内设置了线性加速器。从线性加速器与支架6发出的辐射束的轴线以标号10表示。电子、光子或任何其它可检测的辐射均可用于治疗。在治疗过程中辐射束对准目标体13的区域12(目标体例如可以是一个被治疗的病人，他躺在支架旋转等角中心上)。支架6的旋转轴线8、进行治疗的目的物区域的转动轴线14与辐射束轴线10都最好在等角区交叉。病人被施照的区域如所熟知的被称作照域。板4基本上是辐射不能穿透的。这些板被置于辐射源和病人之间以限定照域，以使身体的一些部位(例如是健康组织)尽可能地少受或最好是完全不受照射。本专利技术的最佳实例中至少有一块板可以移动，使得照域上的辐射强度不一定均匀分布(在一部分区域上的照射剂量比另一部分区域上的大)。再之，支架也最好可以旋转以实现多种辐射束角度与辐射量分布而不必转动患者。这些特点对本专利技术都不是必需的本专利技术也可以采用定照域设备(没有活动板)具有固定的照射率，或固定角度的辐射束(支架不能转动)。辐射治疗设备2还带有中心治疗处理或控制单元100，它与辐射医疗设备2通常是分开的。辐射医疗设备2通常被安放在另外的房间里以使医生免受辐射。治疗单元100包括例如至少一台视频显示器或监视器70的输出装置以及例如是键盘19的输入装置。数据也可以通过例如是数据存储器的数据载体，或是校核并记录或是自动置位的系统102来输入，对此在下文中还要加以详述。治疗处理单元100在正常情况下由治疗医师来实际操作以控制由肿瘤医生规定的辐射治疗。借助于键盘19或其它的输入设备，治疗医生向治疗单元100的控制单元76输入限定病人所受照射的数据(例如为肿瘤医生所处方规定的)。程序也可以通过数据存储器等其它输入装置，通过数据传输或采用自动设定系统102来加以输入。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，包括以下步骤：在目的物上限定辐照域；产生辐射束，具有可变的辐射输出和从辐射源到目的物的基本上无能量损失的辐射束路径；将辐照域分成多个部分，每个部分具有确定的参数；对多个部分的每个部分计算楔形修正值；限定辐射源与目的物之间的开口，该开口安置得在各部分中的一个上面，该开口能够把辐射束限定于该一部分所确定的各个参数；以及使用楔修正值对每一部分作辐射治疗。

【技术特征摘要】
US 1996-6-28 6719141.一种用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，包括以下步骤在目的物上限定辐照域；产生辐射束，具有可变的辐射输出和从辐射源到目的物的基本上无能量损失的辐射束路径；将辐照域分成多个部分，每个部分具有确定的参数；对多个部分的每个部分计算楔形修正值；限定辐射源与目的物之间的开口，该开口安置得在各部分中的一个上面，该开口能够把辐射束限定于该一部分所确定的各个参数；以及使用楔修正值对每一部分作辐射治疗。2.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，还包括改变辐射束的辐射输出的步骤。3.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，其中开口由至少一块颚板限定，该颚板能够遮档来自辐射源的辐射。4.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，还包括转动辐射源以改变辐射束的位置。5.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，还包括把楔修正值存储在存储器之中的步骤。6.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，借以模拟常规补偿器。7.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，其中开口由多叶片准直仪限定，此多叶片准直仪能够遮档来自辐射源的辐射。8.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，其中楔修正值包括楔修正信号，楔修正因数和楔修正函数之中的至少一个。9.如权利要求1所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，其中楔修正值从一表格中获得数值，出自该表格的数值基于各部分所确定的各个参数。10.一种用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，该辐射源能够产生辐射束，该辐射束具有可变的辐射输出，该方法包括以下步骤输入目的物上辐射域的各个参数；计算有效途径以便把输入的照域分割成多个部分，该多个部分具有确定的各个参数；获得楔修正值；安置开口在各部分之中的一个上，该开口在辐射源及目的物之间，并能够把辐射束限定于每一部分所确定的各个参数；以及使用楔修正值对多个部分中的每一个作辐射治疗。11.如权利要求10所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，还包括确定在每一部分的等角点处的辐射剂量的步骤。12.如权利要求10所述的用于调节从辐射源投向目的物的辐射输出的方法，还包括转动辐射源以改变辐射束的位置的步骤。13.如权利要求10所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉蒙AC西奥奇，弗朗西斯科M赫南德兹格拉，
申请(专利权)人：西门子医疗系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]