專利名稱：以動(dòng)態(tài)方式建立照域尺寸重合的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種改進(jìn)調(diào)定輻射治療區(qū)域的方法，而更為具體地涉及在調(diào)定模態(tài)光域、治療模態(tài)輻射域和用以促進(jìn)調(diào)定治療區(qū)域的顯示器之間建立區(qū)域尺寸重合。
輻射設(shè)備目前已被公知和公用，例如用作治療病人的輻射治療設(shè)備。輻射治療設(shè)備中通常包括在治療過程中可繞水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的支架。用于產(chǎn)生治療用的高能輻射束的線性加速器位于支架中。這種高能輻射束可以是電子輻射束或光子(X射線)束。在醫(yī)療過程中輻射束指向躺在支架旋轉(zhuǎn)等角中心上的病人身上的某個(gè)區(qū)域。
為了對(duì)目的物上所受的輻射加以控制，在輻射源與目的物之間的輻射束路徑上通常設(shè)有例如是板裝置或準(zhǔn)直儀等輻射束屏蔽裝置。該束屏蔽裝置在目的物上限定一規(guī)定投射輻射量的照域。
投射于目的物上的輻射可以分開成基本分量和散射分量?；痉至枯椛涫怯蓮妮椛湓窗l(fā)出的起始或原始光子所形成，而散射分量是由板裝置本身散射出來的光子造成的。因?yàn)榛据椛渲懈郊恿嗽黾拥陌?準(zhǔn)直儀散射，所以輻射束的輻射量在自由空間中也增加了。即照域上的某點(diǎn)在受到直接輻射(即基本輻射)的同時(shí)也受到從板裝置上散射的輻射的照射。對(duì)于一個(gè)基準(zhǔn)照域(如10×10cm)，在空氣中的帶有散射的輻射輸出與不含散射時(shí)的輻射輸出之比通常稱為“輸出因數(shù)”或“準(zhǔn)直儀散射因數(shù)”。輸出因數(shù)的概念與定義在現(xiàn)有技術(shù)中是被廣泛了解的。
這樣，由于存在這些散射的光子，使得投向目的物表面的劑量受到板裝置開口尺寸也即照域尺寸的影響。這就意味著，在同一點(diǎn)上例如是投在目的物上的輻射束中心處所受的照射會(huì)因?yàn)榘逖b置開口尺寸而變化。在板裝置的開口較小時(shí)在一點(diǎn)上所受的積累劑量要比開口較大時(shí)在同一點(diǎn)上所受的積累劑量小。
輻射治療設(shè)備的照域尺寸是很重要的，因?yàn)樗_定病人身體接受輻射的區(qū)域。在使用設(shè)備的調(diào)定模態(tài)中，可以啟動(dòng)一可見光源，以便從治療機(jī)頭向病人身上投射一光域。此光域有助于調(diào)節(jié)射束各參數(shù)和相對(duì)于治療機(jī)頭正確地安置病人。
照域尺寸是通過改變穿過治療機(jī)頭中準(zhǔn)直儀的一個(gè)孔口來予以調(diào)節(jié)的。此孔口由設(shè)定X軸準(zhǔn)直儀顎板和Y軸準(zhǔn)直儀顎板而予以限定。各顎板是可通過限制射束的斜向散布而確定照域尺寸的輻射衰減材料板塊。依照慣例，X軸顎板位于Y軸顎板以下。
理想的是，X射線輻射束的照域尺寸是用在為病人調(diào)定之中的光域尺寸的復(fù)制。不過，許多因素使得難以達(dá)到輻射域尺寸對(duì)光域尺寸的重合?？梢姽馐蚗射線束的一些特征量(光強(qiáng)、點(diǎn)斑尺寸，以及位置)是有顯著區(qū)別的。其次，不同的X射線能量具有不同的散射分量也是使照域尺寸難以重合的另一現(xiàn)象。兩種區(qū)域邊沿的半影是不一致的。結(jié)果，如果各準(zhǔn)直儀顎板在調(diào)定過程中予以調(diào)節(jié)，以致只照射有待治療區(qū)，則X射線束的照域尺寸可以是顯著不同的。
為了加大光域尺寸與輻射域尺寸之間的重合，可在各顎板的邊沿上裝接調(diào)整片。調(diào)整片由一種可透過X射線輻射但卻阻擋可見光線的材料制成。比如，調(diào)整片可以由鋁材制成。一般，光域大于X射線域，以致具有適當(dāng)寬度的調(diào)整片會(huì)至少減小這種差別。調(diào)整片可以是X射線透明板片，稍微(比如4.3mm)突出在各準(zhǔn)直儀顎板的端面之外以調(diào)整光域。不過，造成不重合現(xiàn)象的半影部分地取決于能量位級(jí)。當(dāng)輻射系統(tǒng)設(shè)定得在較低能量位級(jí)(比如，6MV)上提供輻射時(shí)是適合的調(diào)整片，將在此系統(tǒng)重新設(shè)定得在較高能量位級(jí)上(比如，23MV)提供輻射時(shí)，在建立重合方面是較少有效的。任由選擇的是，調(diào)整片的寬度可以選定得在可以由此系統(tǒng)生成的能量位級(jí)范圍的中心處達(dá)到光域尺寸對(duì)輻射域尺寸的重合，但是這要求使用者讓步于在系統(tǒng)的能量容量的高、低兩端處的非最佳狀況。
所以需要一種方法和系統(tǒng)，可以動(dòng)態(tài)方式建立輻射系統(tǒng)的在調(diào)定模態(tài)中的光域和操作模態(tài)中的輻射域的區(qū)域尺寸之間的重合。
輻射系統(tǒng)的區(qū)域尺寸重合是由每當(dāng)此系統(tǒng)在發(fā)光模態(tài)與輻射模態(tài)之間切換時(shí)自動(dòng)地調(diào)節(jié)區(qū)域限定裝置來形成的。在一項(xiàng)實(shí)施例中，區(qū)域限定裝置是X射線系統(tǒng)準(zhǔn)直儀的顎板組件，其中發(fā)光模態(tài)用以調(diào)定過程之中，以便向予先選定的區(qū)域施加輻射。實(shí)施區(qū)域限定裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)是為了補(bǔ)償在發(fā)光模態(tài)中限定的光域與在輻射模態(tài)中限定的輻射域之間的尺寸差別。需要的補(bǔ)償取決于至少一種變量，諸如有待輻照的區(qū)域的尺寸和輻射的能量位級(jí)。因而，此最佳實(shí)施例包括確定和存儲(chǔ)可指出在區(qū)域限定裝置的不同設(shè)定和在輻射的不同能量位級(jí)情況下的所需補(bǔ)償增量的數(shù)據(jù)。


圖1是按照本發(fā)明用于形成自動(dòng)化區(qū)域尺寸重合的一種輻射系統(tǒng)的透視圖。
圖2是圖1中輻射系統(tǒng)的框圖。
圖3是用于圖2中準(zhǔn)直儀的區(qū)域限定裝置的示意圖。
圖4表明按照本發(fā)明用于實(shí)施自動(dòng)化區(qū)域尺寸重合的一種工藝流程的一項(xiàng)實(shí)施例。
圖5是在實(shí)施例4中工藝期間計(jì)算和存儲(chǔ)的區(qū)域尺寸的表格。
圖6是本發(fā)明的一種合適形狀的鏡具。
參照圖1，所示用于醫(yī)學(xué)用途的輻射系統(tǒng)10包括一支架，可在治療過程中圍繞水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線14旋轉(zhuǎn)。支架的治療機(jī)頭16沿著軸線18向病人20發(fā)出輻射束。輻射束是由支架內(nèi)的一線性加速器產(chǎn)生的。此輻射束可以是電子輻射或光子輻射，亦即X射線輻射。輻射束指向病人的治療區(qū)22。
一特定療程的各治療參數(shù)是在輻射系統(tǒng)10處于調(diào)定模態(tài)之中時(shí)被確定的。治療區(qū)22通過圍繞水平軸線14轉(zhuǎn)動(dòng)支架和通過移動(dòng)病人20躺在其上的治療臺(tái)24而相對(duì)于支架12予以正確定位。在治療區(qū)被正確地定位之后，則設(shè)定射束各參數(shù)。最好是，輻射系統(tǒng)10允許選定能量位級(jí)，諸如6MV、15MV和23MV的X射線能量位級(jí)。輻射域的尺寸應(yīng)當(dāng)匹配治療區(qū)22的尺寸，以致只有病人的有待治療的區(qū)域?qū)⒔邮茌椛洹Ｏ旅鎸⒁容^充分地說明，輻射域的尺寸是由治療機(jī)頭16內(nèi)的區(qū)域限定裝置來確定的。在調(diào)定階段，沿軸線18的射束是可見光束，允許使用者無干擾地調(diào)節(jié)沿軸線18投射的光束的目標(biāo)和尺寸。可以在系統(tǒng)的調(diào)定模態(tài)中啟動(dòng)一投射燈具以便在治療區(qū)22處形成所需的光域。當(dāng)系統(tǒng)切換到操作模態(tài)時(shí)，可見光由輻射束代替。
在使用可見光束來調(diào)定隨后使用的輻射束的尺寸方面需要關(guān)心的是，散射和衍射影響是部分地取決頻率和能量位級(jí)的。因而，在輻射系統(tǒng)10的調(diào)定模態(tài)期間的光束區(qū)域尺寸和操作模態(tài)期間的輻射束區(qū)域尺寸方面往往存在差別。一般，光域的區(qū)域尺寸大于輻射域的區(qū)域尺寸。調(diào)整片可以用以減小光域尺寸而不會(huì)影響輻射域尺寸，但是，除非調(diào)整片隨著所需治療射束各參數(shù)之中幾乎每一項(xiàng)改變而改變，兩種區(qū)域尺寸之間的基本上精確的重合是不可能的。因而，本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)以補(bǔ)償各區(qū)域尺寸之間的尺寸差別。
現(xiàn)在參照圖2，一種通常的線性加速器(“l(fā)inac”)26可以用來產(chǎn)生從圖1中輻射系統(tǒng)10發(fā)出的電子束。此電子束的能量位級(jí)由可以驅(qū)動(dòng)線性加速器的電子槍的控制器28來確定。出自電子槍的電子采用公知的能量傳輸技術(shù)沿著一波導(dǎo)管予以加速。
出自線性加速器26波導(dǎo)管的電子束進(jìn)入通常的導(dǎo)引磁鐵30，此磁鐵可使電子束彎轉(zhuǎn)大約270°。電子束隨后穿過可透過電子束的窗口離開，但是在線性加速器內(nèi)維持真空狀態(tài)。
沿著電子束的軸線32是一散射箔片或一標(biāo)板34。如果部件34是一散射箔片，電子就散開而形成錐形束。另一方面，如果部件34是一標(biāo)板，則輻射束是X射線束。
準(zhǔn)直儀36沿著輻射束路徑設(shè)置。準(zhǔn)直儀起著限制輻射束斜向散布的作用。例如，一些輻射衰減材料的板塊可以用來限定穿過準(zhǔn)直儀到接受者38的輻射域。該接收者可以是病人，或者可以是在下面將要說明的標(biāo)定過程期間用以標(biāo)定輻射系統(tǒng)的裝置。
在一項(xiàng)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀36包括各X軸顎板和各Y軸顎板。在圖3中，各Y軸顎板由第一和第二輻射衰減材料板塊40和42表示。在各Y軸顎板下面是構(gòu)成各X軸顎板的第三和第四板塊44和46。第一與第二板塊之間的間距限定了人體50上標(biāo)的區(qū)48的一個(gè)尺寸，而第三與第四板塊之間的間距限定了一個(gè)正交尺寸。在用本發(fā)明時(shí)，“區(qū)域限定裝置”指的是諸如示于圖3中的用于確定標(biāo)的區(qū)48的各項(xiàng)尺寸的裝置。
在輻射系統(tǒng)的調(diào)定階段，線性加速器26被去激發(fā)而光源52被激發(fā)。光源向一光學(xué)器件諸如一分光器投射可見光，用于將光線重新投入準(zhǔn)直儀36。光源可以是150W石英鹵燈，但這不是至關(guān)重要的。光學(xué)器件54對(duì)于來自線性加速器26的輻射是可透過的。在光線已經(jīng)穿過準(zhǔn)直儀時(shí)，光束可以用來正確地定位準(zhǔn)直儀的各顎板。比如，如果在圖3中人體50上的標(biāo)的區(qū)48是病人身上的紋身過的面積，則板塊40-46可予以調(diào)節(jié)，直至發(fā)自準(zhǔn)直儀的光域重合于標(biāo)的區(qū)的面積。輻射系統(tǒng)隨后可以切換到操作模態(tài)，其中輻射束代替了光束。不過，不象現(xiàn)有技術(shù)的輻射系統(tǒng)，而是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器56和58可自動(dòng)地改變X軸顎板和Y軸顎板的設(shè)定，以便補(bǔ)償光束與輻射束尺寸之間任何固有的不一致。X軸和Y軸顎板的調(diào)節(jié)也可以在燈光打開時(shí)進(jìn)行。
動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器56和58由控制器28控制。在最佳實(shí)施例中，各調(diào)節(jié)增量是按照存儲(chǔ)在圖2中器件60處的各表格計(jì)算出來的。因而，可由計(jì)算機(jī)軟件使“調(diào)整”光域成為可能。對(duì)于給定的X射線輻射能量位級(jí)和對(duì)于所需10cm的區(qū)域尺寸，可以從存儲(chǔ)在器件60處的數(shù)據(jù)得知，在為光域適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各顎板的情況下，當(dāng)輻射束在操作模態(tài)期間被啟動(dòng)時(shí)，將會(huì)有0.2cm的差別。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器將自動(dòng)地改變板塊40-46以補(bǔ)償差別。
構(gòu)成動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器56和58的結(jié)構(gòu)對(duì)于本發(fā)明來說不是至關(guān)重要的。任何能夠以電子方式予以控制以處理板塊40-46的設(shè)定的裝置都是可以應(yīng)用的。
圖4表明用于建立圖1中系統(tǒng)10的光域與輻射域區(qū)域尺寸之間重合的一種過程的一項(xiàng)實(shí)施例。在步驟62中，準(zhǔn)直儀區(qū)域尺寸針對(duì)輻射輸出予以標(biāo)定。輻射系統(tǒng)的X射線輸出標(biāo)定在本技術(shù)領(lǐng)域中是為人熟知的，而在執(zhí)行步驟62時(shí)可以應(yīng)用任何公知的技術(shù)。比如，一罐水可以用來模擬人體或其他構(gòu)件，以及某一探頭可以用來測定穿過此水的輻射。在水面在900mm標(biāo)的表面距離(TSD)處和探頭在等角中心處的情況下，區(qū)域尺寸可以針對(duì)各顎板的某一具體設(shè)定而予以測定。通常，區(qū)域尺寸測定是關(guān)于輻射的百分之五十最大劑量值的。這一測定結(jié)果存儲(chǔ)在圖2中器件60處。此過程針對(duì)各顎板的多次設(shè)定而予以重復(fù)，而每一測定結(jié)果都記錄下來。最好是，輻射的能量位級(jí)和TSD在整個(gè)標(biāo)定步驟中都是不變的，因?yàn)檫@兩個(gè)因素會(huì)影響線束的散射和衍射。不過，下面將更為充分地說明，過程的各步驟最好是關(guān)于多于一個(gè)能量位級(jí)和/或關(guān)于多于一個(gè)TSD而進(jìn)行的。
在步驟64中，在步驟62中所獲得的區(qū)域尺寸測定結(jié)果與輻射系統(tǒng)使用者所使用的顯示器上的數(shù)值相協(xié)調(diào)。顯示監(jiān)測器66示于圖2之中。此監(jiān)測器將包括尺寸的標(biāo)示。在圖4的示范實(shí)施例中，讀數(shù)都是可以作運(yùn)算處理的，以致顯示值可以與在每一不同的顎板設(shè)定測出的區(qū)域尺寸相協(xié)調(diào)。在步驟68中，得自步驟62和64的數(shù)據(jù)被記錄下來。
圖2中的燈52隨后“打開”，如圖4中步驟70所示。對(duì)于那些曾在步驟62處用于輻射輸出標(biāo)定之中的同樣的顎板設(shè)定，光域尺寸在步驟72中予以測定。這可以使用通常的技術(shù)來完成。比如，用在步驟62中的那罐子水可以用畫圖紙或用膠片包來代替。針對(duì)每一設(shè)定測定受到光束照射的那部分畫圖紙或膠片。接著，針對(duì)每一顎板設(shè)定，確定光域與輻射域之間的尺寸差別。在步驟74記錄各增量值。在一項(xiàng)實(shí)施例中，增量值只是從步驟72測出的光域尺寸與顎板的具體設(shè)定的顯示監(jiān)測值之間的某一差別。由于散射與衍射現(xiàn)象對(duì)X射線束和光束將具有不同的影響，所以增量值將至少部分地是各種不同效應(yīng)的讀數(shù)。按照步驟74，可從根據(jù)存儲(chǔ)在圖2中器件60處的數(shù)據(jù)制作一個(gè)表格，這樣的表格76示于圖5。
在步驟70內(nèi)，第一行表示影響所關(guān)注的區(qū)域尺寸的顎板的各種設(shè)定。亦即，第一行表示可以動(dòng)態(tài)方式予以調(diào)節(jié)的區(qū)域限定裝置的設(shè)定78。第二行80表明在6MV能量位級(jí)時(shí)測出的X射線區(qū)域的區(qū)域尺寸。行78和行80的數(shù)值是完全相同的，因?yàn)橐言诓襟E62處標(biāo)定了輻射輸出。
在第三行82中，監(jiān)測器66的顯示值已經(jīng)記錄下來。由于X射線區(qū)域尺寸和顯示值已在圖4的步驟64處作了協(xié)調(diào)，行82的值全同于行80的值。在X射線輸出“關(guān)掉”和燈光52“打開”的情況下，光域尺寸在步驟72處測定并記錄在表格76的第四行84。最后一行86記錄了增量值，它們是行80的X射線區(qū)域尺寸與行84的光域尺寸之間的尺寸差別。
在圖4中步驟88處，用于產(chǎn)生表格76的各步驟可以針對(duì)輻射系統(tǒng)的另外一些能量位級(jí)而予以重復(fù)。由于輻射區(qū)域尺寸可以取決于輻射束的能量位級(jí)而發(fā)生變化，因而對(duì)于不同能量存在著可能不同的增量值。通過產(chǎn)生根據(jù)能量位級(jí)的設(shè)定來完成的分別的表格，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償過程并不是一種需要顯著妥協(xié)的過程，但是，假如使用鋁制的微調(diào)整片來取得區(qū)域尺寸重合，情況就會(huì)是這樣的過程。
動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器56和58在圖4中過程的步驟90處起動(dòng)。隨后，在圖1-3中輻射系統(tǒng)10的操作中，使用者以通常形成對(duì)應(yīng)于病人20標(biāo)的區(qū)的光域的方式選定區(qū)域限定裝置(即板塊40-46)的一個(gè)設(shè)定，這一標(biāo)的區(qū)可能受到病人20身上的紋身的勾劃影響，但這并不是至關(guān)重要的。光域是通過啟動(dòng)光源52以使光穿過準(zhǔn)直儀36而形成的。區(qū)域限定裝置的調(diào)節(jié)在輻射系統(tǒng)的調(diào)定模態(tài)期間實(shí)現(xiàn)的。
一當(dāng)板塊40-46在光域的尺寸方面已經(jīng)被正確地調(diào)定，系統(tǒng)就可以切換到操作模態(tài)?？刂破?8可以提供切換能力。隨著執(zhí)行切換功能，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器56和58由圖5中行86上的適當(dāng)增量值所確定的增量來變動(dòng)。比如，在調(diào)定模態(tài)期間所建立的光域具有的區(qū)域尺寸是，使第一板塊40與第二板塊42間隔開一個(gè)4.5cm的距離，則動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)將遞增一個(gè)0.5cm的增量。這樣就使各板塊分開一個(gè)5cm的距離。這種增量調(diào)節(jié)是用軟件來完成的，以致不要求使用者作出進(jìn)一步的調(diào)節(jié)。根據(jù)表格76的數(shù)據(jù)，控制器28能夠內(nèi)插和/或外插信息，以便適當(dāng)補(bǔ)償未包含在存儲(chǔ)器之中所存儲(chǔ)的設(shè)定。
雖然圖4中最佳實(shí)施例在步驟62和64中使用X射線輸出來標(biāo)定系統(tǒng)，但可能有某些應(yīng)用場合，其中光域被用在標(biāo)定過程之中。本發(fā)明可以用在醫(yī)療范圍以外的各種場合。
雖然不如使用計(jì)算機(jī)軟件來形成區(qū)域尺寸重合為好，但還是有一些光學(xué)解決辦法。一種過程的解決辦法是，配置一個(gè)曲面鏡以補(bǔ)償光域尺寸與輻射域尺寸之間的尺寸差誤。已經(jīng)認(rèn)定，一種形狀不對(duì)稱的鏡具可提供較好的結(jié)果。具體地說，拋物面鏡具是比較好的。用于鏡面和相對(duì)于一標(biāo)的區(qū)定位鏡具的方程形式是f(x)＝Ax2+Bx+C其中系數(shù)“A”描述鏡具的曲率，“B”是一斜率項(xiàng)，以及“C”是按常規(guī)確定一鉛直位置的偏移項(xiàng)。當(dāng)“A”項(xiàng)為零時(shí)，鏡具是平面的，而負(fù)值描述凸面。
已經(jīng)確定，鏡具應(yīng)當(dāng)是非對(duì)稱的，因?yàn)?，?dāng)對(duì)比相對(duì)置的各顎板時(shí)，光線與鏡具的交點(diǎn)對(duì)于一給定的區(qū)域尺寸并不等距地與準(zhǔn)直儀間隔開來。因而，鏡具的一面具有較大的曲率。一種合格形狀的鏡具92示于圖6之中，但為圖示目的夸大了曲率。實(shí)際的曲率更可能是一種具有大約每英寸0.002到0.003英寸的微小曲率。
這種鏡具解決辦法的一項(xiàng)難處是，雖然它可以很好地處理正值區(qū)域尺寸，但是，如果準(zhǔn)直儀各顎板之一限定了負(fù)值區(qū)域尺寸，即顎板的兩個(gè)板塊是在中線的同一側(cè)，則曲面鏡具的使用增加了差誤。另一個(gè)問題是，鏡具不隨準(zhǔn)直儀一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以致這種校正光半影的方法只在準(zhǔn)直儀處于零度處才能起作用。當(dāng)準(zhǔn)直儀處于90度時(shí)，是沒有校正的?；蛟S可行的是，形成一種適當(dāng)?shù)娜S形狀，但這可能是無成本效益的。
另一種可能的解決辦法是，提供一種比較輕便的光源和一第二鏡具，此第二鏡具安放在輻射系統(tǒng)的機(jī)頭區(qū)域，在等角中心處產(chǎn)生大約20勒的通常光源的后面添加一橢圓反射鏡，照度可以增加到100勒。照度的這種增加可減少覺察得到的光域半影而不會(huì)增加光源的成本。不過，獲得光域邊沿處的均勻性要以在光束軸線處產(chǎn)生暗點(diǎn)為代價(jià)，因?yàn)闊艟咦钃趿擞蓹E圓反射鏡所反射的某些光線?？赡苁褂媚ド安ＡЩ蚱渌椒ㄒ允构饩€彌散，但這種彌散會(huì)使效率降低。
另外一些光源會(huì)形成某些好處。比如，弧光燈可以用以代替通常鎢絲燈、充鹵燈、石英燈。此弧光燈可提供大得多的照度。當(dāng)聚焦在一個(gè)小孔上時(shí)，不需要任何區(qū)域尺寸補(bǔ)償。不過，弧光燈是一種昂貴的代換物，并且由于尺寸和安全原因，燈具和電源的最佳位置可能是在機(jī)器固定結(jié)構(gòu)之中，以致可能需要光導(dǎo)裝置(比如一光纖束)。
另一可供代換的光源是激光。激光提供的優(yōu)點(diǎn)是，可以產(chǎn)生經(jīng)過良好準(zhǔn)直的細(xì)小光束。此光束可以由聚光透鏡聚焦通過一極小的孔口而幾乎不或完全不產(chǎn)生半影。為了獲得40勒、5Acm直徑的光域，需要8流明的發(fā)光功率。在一般氦-氖激光器的波長下，一瓦功率大約等于250流明。于是，可能需要一種非常強(qiáng)大的并或許是過分昂貴的32MV激光器。
如前所指出，可以利用光纖。因?yàn)樵谳椛湓O(shè)備機(jī)頭區(qū)域之內(nèi)的空間有限，所以光纖的應(yīng)用是很具吸引力的。這種作法的挑戰(zhàn)之處在于，保持充分的高效以提供至少相等的至少等于現(xiàn)有系統(tǒng)的照度。
最后一種作法是，在輻射設(shè)備的標(biāo)的滑座上配置光源。這種作法的優(yōu)點(diǎn)是，不需要使用鏡具和對(duì)中過程得以簡化。在通常的輻射設(shè)備上鏡具所占的空間可以用于屏蔽材料、自動(dòng)楔板或類似器材。為實(shí)施這一方法，光源會(huì)在標(biāo)的滑座上占據(jù)一個(gè)新的位置，而標(biāo)的滑座會(huì)在病人的調(diào)定位置與實(shí)際的治療位置之間移動(dòng)。標(biāo)的滑座的通常厚度在直接把光源安放在滑座方面形成困難，以致可能需要增加標(biāo)的滑座的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或者配置在光學(xué)上耦合于一光纖束的遠(yuǎn)處光源。
權(quán)利要求
1.一種建立輻射系統(tǒng)中用于調(diào)定模態(tài)的光域尺寸與用于操作模態(tài)的對(duì)應(yīng)尺寸之間的重合的方法，該系統(tǒng)具有可確定所述各尺寸的區(qū)域限定裝置，所述方法包括以下各步驟確定在所述區(qū)域限定裝置的許多設(shè)定中的每一設(shè)定情況下所述光域與所述輻射域之間的尺寸差別；以及當(dāng)在所述輻射系統(tǒng)的所述調(diào)定模態(tài)與所述操作模態(tài)之間切換時(shí)，自動(dòng)地調(diào)節(jié)所述區(qū)域限定裝置以補(bǔ)償所述尺寸差別。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定所述光域與所述輻射域之間的尺寸差別的步驟包括在所述區(qū)域限定裝置的所述許多設(shè)定的情況下標(biāo)定所述輻射域，還包括使所述光域與標(biāo)定所述輻射域的結(jié)果相對(duì)比。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述標(biāo)定所述輻射域的步驟包括，在每一所述設(shè)定的情況下，調(diào)節(jié)所述輻射域所述區(qū)域尺寸的顯示值以對(duì)應(yīng)于所述輻射域所述區(qū)域尺寸的測定值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中使所述光域與所述標(biāo)定結(jié)果相對(duì)比的步驟包括，在每一所述設(shè)定的情況下，確定所述光域的所述區(qū)域尺寸的所述顯示值與所述區(qū)域尺寸的測定值之間的差別，從而提供用于確定對(duì)于所述區(qū)域限定裝置每一所述設(shè)定的所述光域與所述輻射域之間所述差別的基礎(chǔ)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述自動(dòng)地調(diào)節(jié)所述區(qū)域限定裝置的步驟包括改變連接于線性加速器的準(zhǔn)直儀的各顎板。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述在所述各設(shè)定的情況下確定所述尺寸差別的步驟包括構(gòu)成和存儲(chǔ)增量值的一個(gè)表格，以使所述區(qū)域限定裝置的每一設(shè)定關(guān)聯(lián)于表示在所述每一設(shè)定情況下所述輻射域和所述光域的測定區(qū)域尺寸方面的差別的一增量值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述當(dāng)在所述調(diào)定與操作模態(tài)之間切換時(shí)自動(dòng)地調(diào)節(jié)所述區(qū)域限定裝置的步驟是相應(yīng)于存儲(chǔ)于所述表格的增量值的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述自動(dòng)地調(diào)節(jié)所述區(qū)域限定裝置的步驟包括根據(jù)存儲(chǔ)于所述表格的已知各增量值內(nèi)插入一個(gè)未知增量值。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括改變限定所述輻射域的輻射能量位級(jí)和隨后確定所述區(qū)域限定裝置為之必須自動(dòng)地調(diào)節(jié)以提供補(bǔ)償?shù)牡诙M尺寸差別的各步驟。
10.一種建立光域與從X射線準(zhǔn)直儀發(fā)出的輻射域之間的重合的方法，包括以下步驟(a)調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)直儀的各顎板以提供所述各顎板的第一設(shè)定；(b)通過所述各顎板分別投射X射線輻射和可見光；(c)存儲(chǔ)指示當(dāng)通過所述各顎板分別投射所述X射線輻射和所述可見光時(shí)形成的輻射域和光域兩尺寸之間差別的數(shù)據(jù)；(d)多次改變所述各顎板的設(shè)定并針對(duì)每一設(shè)定重復(fù)步驟(b)和(c)，從而形成指示所述各尺寸差別的第一組數(shù)據(jù)；(e)基于產(chǎn)生具有所需區(qū)域尺寸的輻射域，以及基于所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)地調(diào)節(jié)所述各顎板以便至少部分地彌補(bǔ)所述輻射域與光域之間所述尺寸的所述差別。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的步驟(c)包括(c.1)標(biāo)定所述輻射域的所述尺寸和所述輻射域所述尺寸的一個(gè)顯示值；以及(c.2)隨后當(dāng)所述各顎板在所述第一設(shè)定情況下時(shí)使所述顯示值與所述光域的所述尺寸相對(duì)比。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述步驟(a)、(b)、(c)和(d)在所述X射線輻射在能量位級(jí)方面加以調(diào)節(jié)以致為所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的能量位級(jí)存儲(chǔ)第二組數(shù)據(jù)以后予以重復(fù)。
13.一種建立光域和從X射線準(zhǔn)直儀發(fā)出的輻射域的重合的系統(tǒng)包括X射線輻射束的第一源；第二可見光源，沿著一般與所述X射線輻射的所述射束同軸的軸線投射光束對(duì)準(zhǔn)；可移動(dòng)的各顎板，設(shè)置得沿著所述光束和X射線輻射束的所述軸線以分別限定光域和輻射域；控制裝置，連接于第一和第二源，可供選擇地在當(dāng)所述系統(tǒng)處于調(diào)定模態(tài)時(shí)啟動(dòng)所述第二源與當(dāng)所述系統(tǒng)處于操作模態(tài)時(shí)啟動(dòng)所述第一源之間切換；記憶裝置，用于存儲(chǔ)指示在所述可移動(dòng)的各顎板的多種設(shè)定的情況下所述光域與所述輻射域尺寸之間差別的數(shù)據(jù)表格；自動(dòng)裝置，相應(yīng)于所述控制裝置，用于當(dāng)所述控制裝置在所述調(diào)定模態(tài)與所述操作模態(tài)之間切換時(shí)改變所述可活動(dòng)的各顎板一個(gè)由所述數(shù)據(jù)表格確定的增量。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括具有顯示所述輻射域的顯示屏板，所述顯示屏板具有當(dāng)所述各顎板在一具體設(shè)定情況下時(shí)所述輻射域預(yù)期尺寸的指示值。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)裝置具有許多存儲(chǔ)的指示所述各尺寸之間差別的數(shù)據(jù)表格，所以每一表格專屬于所述X射線輻射束的具體能量位級(jí)。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述可移動(dòng)顎板包括X軸線各顎板和Y軸線各顎板，它們都是可以調(diào)節(jié)的以限定尺寸可供選擇的輻射域，所述自動(dòng)裝置被連接到以增量方式改變至少一個(gè)所述X軸線和Y軸線顎板。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括計(jì)算裝置，用于當(dāng)所述可移動(dòng)的各顎板處于一種不同于所述多種設(shè)定的設(shè)定之下時(shí)，內(nèi)插指示所述各尺寸之間所述差別的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種建立輻射系統(tǒng)調(diào)定模態(tài)中所用光域的區(qū)域尺寸與此系統(tǒng)操作模態(tài)中所用輻射域的區(qū)域尺寸之間的重合的方法,包括提供區(qū)域限定裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)以補(bǔ)償光和輻射在光學(xué)性質(zhì)方面的差別。經(jīng)過區(qū)域限定裝置的光束一般比經(jīng)過它的X射線束有更大的散射。對(duì)于區(qū)域限定裝置的許多設(shè)定中的每一設(shè)定,確定和記錄光和輻射的區(qū)域尺寸間的差別。然后,對(duì)于某一具體所需的區(qū)域尺寸,區(qū)域限定裝置可以自動(dòng)地予以調(diào)節(jié)以提供補(bǔ)償。
文檔編號(hào)A61N5/10GK1176143SQ97117669
公開日1998年3月18日 申請日期1997年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月12日
發(fā)明者約翰·H·休斯 申請人:西門子醫(yī)療系統(tǒng)公司