用于放射治療的輪廓準直儀的制作方法
【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直儀，該輪廓準直儀包括多個隔板元件，多個隔板元件設(shè)置在引導(dǎo)模塊中并且被關(guān)于彼此可移動地布置以形成用于由輻射源朝向準直儀發(fā)射的輻射束的輪廓隔板，并包括用于移動隔板元件的至少一個驅(qū)動器，其中驅(qū)動器自身與各隔板元件相關(guān)聯(lián)，一組隔板元件的驅(qū)動器被大致彼此相鄰地布置，并且驅(qū)動傳動裝置自身設(shè)置在各驅(qū)動器與相關(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)動單元的隔板元件葉片模塊的多葉片準直儀的各種實施例在本領(lǐng)域中是公知的。這種類型的多葉片準直儀優(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象完全相同的形狀。由于例如對腫瘤的這種輻照從各個方向發(fā)生，所以可以實現(xiàn)腫瘤的大輻照強度，并且同時僅以有限的程度壓迫周圍組織。
[0004]多葉片準直儀的隔板元件或葉片也可稱為“百葉窗葉片”或“薄板”。多葉片準直儀也可稱為輪廓準直儀，這是因為，由于葉片的定位，可針對每次束施加再造如腫瘤的治療對象的輪廓，所述束施加均從特定立體角發(fā)生。這對于最大限度地保護相鄰的健康組織而言是重要的。在如脊椎或神經(jīng)的存在風險的器官的情況下，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)動單元的葉片模塊的多葉片準直儀的一般示例。在這種多葉片準直儀中，每個葉片單元都必須移動到特定位置。因而，在大部分情況下，葉片驅(qū)動單元必須被分配給各葉片單元。根據(jù)上述公報，未向每個葉片單元分配單獨的電機，這就是葉片單元借助于驅(qū)動器聯(lián)接器和鎖緊裝置串聯(lián)布置的原因。然而，還已知向每個葉片單元分配一個電動機，其經(jīng)由小齒輪和齒輪桿式驅(qū)動接合來定位葉片單
J L ο
[0006]然而，要越精確地再造治療對象如腫瘤的形狀，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)動單元內(nèi)的大量電動機和傳動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直儀的一個福照頭內(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。因而，希望盡可能緊湊和輕量化地設(shè)計這種準直儀。
[0008]此外，當設(shè)計用于多葉片準直儀的葉片模塊時，調(diào)節(jié)的精度(即葉片單元相對于葉片驅(qū)動單元在調(diào)節(jié)方向上的位移)對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]多個提案采用基于葉片模塊的葉片驅(qū)動單元內(nèi)的壓電致動而操作的驅(qū)動機構(gòu)。尤其通過壓電電機進行的壓電致動的一般優(yōu)點可確定為高力度、高定位精度和人類聽覺范圍內(nèi)的低噪音沖擊。此外，即使當未運轉(zhuǎn)時，壓電電機也會在相鄰的部位施加夾緊力。而且，壓電電機不像常規(guī)電動機那樣發(fā)射擾亂性的磁場。該優(yōu)點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行結(jié)合的新技術(shù)(MR-Linac)。在這方面，通過MRT建立的強磁場不會擾亂常規(guī)電動機，因為它們被壓電致動替代。另一方面，壓電電機不會建立擾亂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)機電電機的多葉片準直儀和操作方法。該機電電機可以是壓電電機。壓電電機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致動包含與葉片單元的位移精度有關(guān)的間隙。此外，齒式傳動內(nèi)不可避免的松曠代表又一個主要間隙。當輻照頭以上述方式移動時，輻照頭的位置變化引起葉片單元的調(diào)節(jié)位置的變化，這是因為與傳動裝置內(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葉片的多葉片準直儀和構(gòu)造成利用超聲波使葉片中的至少一個葉片移動的驅(qū)動單元。然而，該公報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)動單元與葉片單元之間的傳動裝置和/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)動器(其中該線性驅(qū)動器包括至少一個壓電致動器)來使物體移位的線性驅(qū)動器和方法。
[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直儀。
[0014]根據(jù)US 6，188，748 BI的輪廓準直儀采用線性驅(qū)動器，其中各驅(qū)動器與相關(guān)聯(lián)的隔板元件之間設(shè)置有驅(qū)動傳動裝置。該驅(qū)動傳動裝置具有柔性的、但抗張和抗壓的動力傳遞元件，其一端與隔板元件連接，且其另一端與相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器連接。該驅(qū)動器包括將驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)運動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)動器的連接需要增加了準直儀的制造成本的聯(lián)接元件。此外，需要傳動齒輪用于驅(qū)動隔板元件。當移動隔板元件時，不可避免地出現(xiàn)機械間隙。因而，動態(tài)特性和運動速度很低。再者，需要另外的位置傳感器來檢測隔板元件的精確位置，因為機械摩擦可能導(dǎo)致偏離目標位置。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)計在開頭提到的類型的輪廓準直儀的目的:盡可能緊湊地設(shè)計的輪廓準直儀包括更少的機械傳動部件并且提供更高的位置精度。術(shù)語“緊湊”涉及輪廓準直儀的縮小的裝配尺寸以及輪廓準直儀的減輕的重量。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，通過在獨立權(quán)利要求中公開的主題來實現(xiàn)該目標。能以單獨的方式或與其它優(yōu)選實施例結(jié)合地實現(xiàn)的優(yōu)選實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)明的一個主要方面中，開頭提到的類型的用于放射治療的輪廓準直儀以這樣的方式設(shè)計:驅(qū)動器是直線電機且每個直線電機都包括直接固定在各隔板元件上的可直線移動的桿。
[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現(xiàn)。或者，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”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)的電動機。特別地，本發(fā)明的直線驅(qū)動器直接引起可配置有驅(qū)動器線圈的桿的平移。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。直線電機可提供高加速度值?；驹碓谟?常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機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)電機中旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子被由線圈形成的直線移動的磁場沿該距離拉動或吸引。
[0021]各直線電機和相關(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。因而，可實現(xiàn)對