МОБИЛЬНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ АППАРАТ
MOBILE X-RAY MACHINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к мобильному рентгеновскому аппарату, включающему в себя основание для размещения блока управления и источника питания, и дополнительно включающему в себя перемещаемый шарнирный рычаг, поддерживающий рентгеновский аппликатор, содержащий рентгеновскую трубку для испускания рентгеновского луча через выходное окно для облучения объекта.
Настоящее изобретение относится также к способу для дозиметрического контроля рентгеновского луча, испускаемого из мобильного рентгеновского аппарата.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Рак кожи, увеличив показатели заболеваемости в последнем десятилетии 20-го века, требует значительных усилий со стороны медицинских работников в плане ранней диагностики, логистики и доступности подходящего лечения. Тем не менее, следует иметь в виду, что ежегодно диагностируется более 1,3 миллиона новых случаев рака кожи и их количество растет со скоростью примерно 5% в год. Повышенное пребывание на солнце без защиты кожи и уменьшение озонового слоя рассматриваются как основные причины этого роста - цена проблемы по оценкам составляет более 1 млрд евро, необходимых для ежегодных расходов на лечение. Более 80% рака кожи происходят в областях головы и шеи, и 50% заболеваний приходятся на пациентов старше 60 лет. Ожидается, что численность этой старшей части населения к 2025 году удвоится по сравнению с нынешними демографическими показателями.
Нераспространяющиеся виды рака, являясь по существу поверхностными поражениями, могут лечиться различными способами. Во-первых, может быть предусмотрена операция. Однако такой способ может быть невыгоден с точки зрения длинных очередей и осложнений, связанных с послеоперационным уходом. В дополнение к этому, в связи с инвазивным характером хирургического вмешательства дополнительный риск может представлять собой загрязнение раны инфекцией. Во-вторых, может быть предусмотрено облучение электронами с использованием мягкого рентгеновского излучения. Такие способы имеют то преимущество, что они не являются инвазивными, а сеанс лечения может быть коротким - от 2 до 3 минут. Следует иметь в виду, что обычно интегральное лечение с использованием радиотерапевтических методов может включать в себя курс сеансов облучения.
Соответственно, рост заболеваемости раком кожи и увеличение доли старшего населения в общих демографических показателях создают существенные проблемы для логистики лечения рака.
В последнее время было предложено использование портативных рентгеновских аппаратов, которые могут быть использованы в больничном отделении лучевой терапии. Один из вариантов осуществления такого портативного устройства описан в патентном документе США 2007/0076851. Известное устройство включает в себя рентгеновский аппликатор, содержащий источник рентгеновского излучения, снабженный фильтрующим устройством, имеющим множество фильтров, которые могут вращаться относительно фокусной точки рентгеновской трубки для изменения характеристик фильтрации по требованию. Множество фильтров расположено в фильтрующем устройстве, которое поперечно расположено относительно продольной оси рентгеновской трубки. Такая компоновка требует дополнительных мер для доставки рентгеновского луча по направлению к плоскости фильтра. Известное устройство используется путем позиционирования рентгеновского аппликатора на некотором расстоянии от кожи пациента.
Недостатком известной рентгеновской трубки является то, что контроль за действительным очерчиванием рентгеновским лучом, выходящим из рентгеновского аппликатора, обрабатываемой области пациента является недостаточным.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является предложить улучшенный мобильный рентгеновский аппарат. Более конкретно, задачей изобретения является предложить мобильный рентгеновский аппарат, в котором рентгеновский луч может быть доставлен управляемым образом.
С этой целью мобильный рентгеновский аппарат в соответствии с настоящим изобретением включает в себя встроенную дозиметрическую систему, выполненную с возможностью осуществлять дозиметрию в режиме онлайн или в режиме реального времени.
Следует иметь в виду, что термины «мобильный» и «портативный» в контексте настоящей заявки могут быть взаимозаменяемыми, поскольку эти термины в равной степени относятся к легко перемещаемому или транспортируемому устройству, например, к устройству, которое может быть перемещено или транспортировано одним человеком.
Дозиметрическая система может быть встроенной в рентгеновскую трубку или в рентгеновский аппликатор. Альтернативно или дополнительно к этому, дозиметрическая система может быть расположена между выходным окном рентгеновского аппликатора и объектом, будучи связанной с управлением мобильного рентгеновского аппарата.
Было найдено выгодным предложить такую дозиметрическую систему, которая может быть выполнена с возможностью поставлять информацию о распределении дозы облучения в или около целевой области по существу в режиме реального времени. Дозиметрическая система может включать в себя пленку, термолюминесцентное устройство или полупроводниковый датчик. Однако, следует понимать, что другие типы обычно известных дозиметров также могут использоваться. Например, может использоваться подходящая ионизационная камера, особенно имеющая параллельную конфигурацию пластин, как, например, камера Маркуса. Следует иметь в виду, что для получения данных относительно распределения дозы в и/или около целевой области дозиметрическая система может быть выполнена с подходящим множеством устройств обнаружения дозы, таких как ионизационные камеры, термолюминесцентные устройства, пленки, полупроводниковые датчики и т.д. Это может быть полезно для управления профилем рентгеновского луча.
Когда дозиметрическая система расположена в рентгеновском аппликаторе или в рентгеновской трубке, она предпочтительно размещается вне той части рентгеновского луча, которая используется для того, чтобы облучить пациента. Следует иметь в виду, что поскольку рентгеновские лучи генерируются по существу в трех измерениях, такое размещение дозиметрической системы выполнимо.
В предпочтительном варианте осуществления дозиметрическая система калибруется относительно абсолютной дозы, излученной рентгеновской трубкой. Таким образом может быть выполнена надежная дозиметрия в реальном времени.
Следует иметь в виду, что можно либо использовать постоянное калибровочное значение для того, чтобы преобразовать считанный с датчика сигнал в переданную дозу, либо, альтернативно, использовать подходящее уравнение, корректируя показания для учета старения датчика и/или для учета разогрева рентгеновской трубки. Также предпочтительно использовать калибровочный коэффициент, который возможно зависит от поворота рентгеновского аппликатора, поскольку изменения во внутреннем выравнивании могут вызвать отклонения переданной дозы.
Предпочтительно дозиметрическая система в соответствии с настоящим изобретением выполнена с возможностью обеспечивать управляющий сигнал для главных органов управления мобильного рентгеновского аппарата при включении рентгеновской трубки. В дополнение к этому дозиметрическая система может быть выполнена с возможностью обеспечивать дополнительный управляющий сигнал для главных органов управления мобильного рентгеновского аппарата в том случае, когда заданная доза получена. Более подробно этот вариант осуществления будет представлен со ссылкой на Фиг. 6.
Использование дозиметрического устройства, помещенного между рентгеновским аппликатором и объектом, имеет дополнительные преимущества, поскольку такое устройство по природе своего материала гарантирует установление электронного равновесия на или около поверхности объекта. В результате накопление очаговой дозы внутри объекта более благоприятно, чем в предшествующем уровне техники, с точки зрения абсолютной величины поверхностной дозы. Следует иметь в виду, что для лечения кожи поверхностная доза не может быть выше, чем 137% предписанной глубинной дозы. Обычно предписанная глубинная доза задается на глубине 5 мм от поверхности кожи.
Благодаря присутствию дополнительного материала (пленки или датчика) очаговая доза внутри объекта благоприятно изменяется, уменьшая поверхностную дозу при нормализации с дозой на глубине 5 мм.
В одном варианте осуществления рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением дозиметрическая система включает в себя средство цифрового считывания. Было найдено особенно выгодным обеспечить получение и обработку данных в реальном времени посредством использования цифрового дозиметра, который может быть соединен с блоком управления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением для облегчения по существу прямого аппаратного ответа в том случае, если измеренная доза существенно отклонилась от назначенной дозы. Следует иметь в виду, что для дозиметрических целей может быть использована пленка, которая может быть впоследствии считана с использованием цифрового измерителя плотности.
Следует иметь в виду, что дозиметрическая система предпочтительно выполнена с возможностью электронного сообщения с блоком управления, причем сама дозиметрическая система может иметь на выходе как аналоговый, так и цифровой сигнал. Специалисты в данной области техники легко поймут, какие электронные устройства (если это необходимо) могут понадобиться для того, чтобы обеспечить передачу данных между дозиметрической системой и блоком управления мобильного рентгеновского аппарата.
В дополнительном варианте осуществления рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением дозиметрическая система выполнена с возможностью обеспечивать верификацию по меньшей мере положения и геометрии генерируемого рентгеновского поля.
Дозиметрическая система, то есть пленка или подходящее устройство (термолюминесцентный дозиметр, ионизационная камера или полупроводник) может включать в себя множество точек измерения, предпочтительно распределенных на плоскости. Когда такое устройство помещается в рентгеновское поле, его показания могут быть обработаны для формирования данных о дозе, получаемой всей облученной областью. Например, могут быть взяты показания на центральной оси и показания в ряде периферических точек, предпочтительно на различных радиальных расстояниях. В результате может быть получена информация относительно не только абсолютной дозы в центральном поле, но также и информация о плоскостности луча, проходящего через поле. Предпочтительно дозиметрический блок калибруется для обеспечения абсолютной дозиметрии накопленной рентгеновской дозы. Такая калибровка может быть выполнена, например, с использованием измерений на фантоме для известной рентгеновской дозы.
В еще одном дополнительном варианте осуществления рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением он дополнительно включает в себя индикатор для визуализации по меньшей мере части рентгеновского луча, выходящего из выходной поверхности.
Было установлено, что эффективность лечения существенно улучшается, когда предусмотрен индикатор для визуального очерчивания по меньшей мере части генерируемого рентгеновского луча, такой как его центральная ось, и/или всей геометрии луча.
В частности, такая визуализация может быть удобна для позиционирования дозиметрической системы относительно рентгеновского луча. Предпочтительно индикатор включает в себя источник света. Источник света может быть размещен в рентгеновском аппликаторе или в качестве альтернативы он может быть размещен вокруг наружной поверхности рентгеновского аппликатора. В первом случае световой индикатор может быть выполнен с возможностью очерчивания центральной оси рентгеновского луча и/или всей геометрии луча, тогда как во втором случае световой индикатор может быть выполнен с возможностью очерчивания центральной оси рентгеновского луча, предпочтительно на предопределенном расстоянии от рентгеновского аппликатора. Такая особенность может быть выгодной, когда рентгеновский аппликатор используется на стандартном расстоянии от кожи пациента. Однако, следует иметь в виду, что световой индикатор, расположенный вокруг рентгеновского аппликатора, может быть настраиваемым для обозначения центральной оси рентгеновского луча на различных осевых расстояниях от рентгеновского аппликатора.
В одном варианте осуществления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением индикатор включает в себя набор источников света, концентрически расположенных вокруг рентгеновского аппликатора. Хотя может быть достаточным обеспечить единственный источник света, производящий узкий луч для того, чтобы обозначить центральную ось рентгеновского луча, было найдено выгодным обеспечить множество источников света, производящих соответствующие узкие лучи света, пересекающиеся на заданном расстоянии от выходной поверхности рентгеновского аппликатора. Благодаря этому варианту осуществления установка рентгеновского аппликатора на предписанном расстоянии от кожи пациента обеспечивается точно так же, как и точная установка дозиметрической системы относительно рентгеновского луча. Для того, чтобы гарантировать правильное покрытие целевой части рентгеновским лучом, рентгеновский аппликатор может быть позиционирован так, чтобы указанный центр рентгеновского луча был помещен по существу в центр целевой области. Следует иметь в виду, что такой вариант осуществления функционирует особенно хорошо для рентгеновских лучей регулярной формы, например, когда для придания формы рентгеновскому лучу используются круглый, квадратный, овальный или треугольный коллиматор.
В еще одном дополнительном варианте осуществления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением индикатор включает в себя источник света, размещенный внутри рентгеновского аппликатора для генерации луча света, проходящего через коллиматор для обеспечения светового изображения рентгеновского поля, излучаемого из выходной поверхности.
Этот вариант осуществления был найден особенно выгодным для тех случаев, когда должна быть очерчена полная форма рентгеновского луча, например, в ситуациях, когда используется нерегулярная форма луча. В таком случае источник света может быть предусмотрен предпочтительно рядом с мишенью или, посредством зеркала, вне оси для генерации луча света, проходящего через коллиматор. Следует иметь в виду, что направление распространения луча света должно по существу совпадать с направлением распространения рентгеновского луча. В одном варианте осуществления, когда используется зеркало, источник света может быть удобно размещен вне оси.
В еще одном дополнительном варианте осуществления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением индикатор включает в себя источник света и оптоволокно, выполненное с возможностью доставки света от источника света для прохождения через коллиматор.
У этого варианта осуществления есть то преимущество, что источник света может быть размещен вне рентгеновского аппликатора для того, чтобы не увеличивать его внешние размеры. Например, источник света может быть размещен в основании рентгеновского аппарата, и оптоволокно может проходить от основания внутрь рентгеновского аппликатора для того, чтобы подходящим образом осветить коллиматор для получения светового изображения, эквивалентного генерируемому рентгеновскому лучу.
В еще одном дополнительном варианте осуществления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением индикатор может включать в себя множество оптоволокон, распределенных в рентгеновском аппликаторе в области, находящейся выше коллиматора, для того, чтобы осветить отверстие коллиматора и пропустить через него результирующее световое поле. Этот вариант осуществления может быть предпочтительным для получения светового поля, имеющего существенную интенсивность.
В еще одном дополнительном варианте осуществления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением индикатор включает в себя источник света, испускающий узкий луч света, размещенный внутри аппликатора, для очерчивания продольной оси рентгеновского луча. Предпочтительно используется миниатюрный лазерный источник.
В еще одном варианте осуществления рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением внутри внешнего корпуса предусмотрен датчик излучения для обнаружения рентгеновского луча.
Было найдено выгодным обеспечить независимое средство для обнаружения наличия генерируемого рентгеновского луча. Предпочтительно рентгеновский аппарат в соответствии с настоящим изобретением включает в себя первичный таймер, который устанавливает период времени подачи высокого напряжения для обеспечения заданной дозы облучения. Датчик излучения, размещенный во внешнем корпусе рентгеновского аппликатора, может быть частью схемы вторичного таймера, выполненной с возможностью отключения высокого напряжения в том случае, если заданная доза облучения будет достигнута. Таким образом может быть улучшено управление радиационной безопасностью.
Предпочтительно в одном варианте осуществления, когда дозиметрическая система способна обеспечить данные о дозе облучения в режиме реального времени, сигнал от дозиметрической системы может использоваться в дополнение к сигналу от встроенного датчика излучения. В частности, когда дозиметрическая система выполнена с возможностью верификации плоскостности луча, существенное отклонение от предписанной плоскостности луча может быть использовано как управляющий сигнал для отключения системы.
В еще одном дополнительном варианте осуществления рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением рентгеновский аппарат включает в себя выходную поверхность, направляемую на пациента, причем упомянутая поверхность закрыта колпачком аппликатора.
Было найдено выгодным обеспечить такой колпачок аппликатора, поскольку у него может быть несколько функций. Во-первых, колпачок аппликатора может использоваться для защиты выходного окна рентгеновского аппликатора от загрязнения. Во-вторых, толщина колпачка в направлении распространения луча может быть выбрана так, чтобы быть достаточной для существенного устранения электронного загрязнения из рентгеновского луча. Специалисты в данной области техники легко поймут зависимость между энергией вторичных электронов, излучаемых из рентгеновской трубки, и требуемой толщиной данного материала, например пластика, стекла, керамики, достаточной для того, чтобы полностью перехватить эти электроны. Предпочтительно колпачок аппликатора является одноразовым.
Следует иметь в виду, что индикатор для очерчивания рентгеновского луча может иметь достаточную интенсивность, чтобы обеспечить результирующее изображение поля через колпачок аппликатора. Было найдено, что лазеры особенно подходят для этой цели. Однако светодиоды также могут использоваться. Альтернативно может быть выгодной компоновка из одного или более источников света, генерирующих узкий луч вне рентгеновского аппликатора, поскольку такие один или более источников света могут быть установлены на соответствующих поддерживающих плечах таким образом, что соответствующие узкие лучи света не будут поглощаться колпачком аппликатора.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ для дозиметрического контроля рентгеновского луча, испускаемого из мобильного рентгеновского аппарата, включающего в себя основание для размещения блока управления, источника питания и охладителя, и дополнительно включающего в себя перемещаемый шарнирный рычаг, поддерживающий рентгеновский аппликатор, имеющий рентгеновскую трубку для генерации рентгеновского луча, причем этот способ включает в себя этап, на котором:
- измеряют параметр, связанный с рентгеновским лучом, с использованием встроенной дозиметрической системы в реальном времени.
В дополнительном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением предусмотрен индикатор в или около рентгеновского аппликатора для того, чтобы визуально очертить по меньшей мере часть рентгеновского луча для позиционирования дозиметрической системы. Предпочтительно индикатор включает в себя источник света, выполненный с возможностью генерации светового поля, пропускаемого через отверстие коллиматора для того, чтобы обеспечить визуализацию рентгеновского луча. Альтернативно индикатор может включать в себя источник света, выполненный с возможностью очерчивания продольной оси рентгеновского луча.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут рассмотрены со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые условные позиции или обозначения относятся к одинаковым элементам. Следует иметь в виду, что чертежи представлены только для иллюстративных целей и не могут быть использованы для ограничения объема прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1a в схематическом виде изображает вариант осуществления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 1b в схематическом виде изображает вариант осуществления перемещаемой панели мобильного рентгеновского аппарата.
Фиг. 1c в схематическом виде изображает вариант осуществления функции перемещения аппликатора рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 в схематическом виде изображает вариант осуществления архитектуры мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 3 в схематическом виде изображает дозиметрическую систему рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 4a в схематическом виде изображает первый вариант осуществления поперечного сечения рентгеновского аппликатора мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением, показывающий первый вариант осуществления индикатора.
Фиг. 4b в схематическом виде изображает второй вариант осуществления поперечного сечения рентгеновского аппликатора мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением, показывающий второй вариант осуществления индикатора.
Фиг. 4c в схематическом виде изображает третий вариант осуществления поперечного сечения рентгеновского аппликатора мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением, показывающий третий вариант осуществления индикатора.
Фиг. 5 в схематическом виде изображает вариант осуществления рентгеновского аппликатора, изображенного на Фиг. 3, снабженного колпачком аппликатора.
Фиг. 6 в схематическом виде изображает дополнительный вариант осуществления рентгеновской трубки мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1a представляет собой схему варианта осуществления мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением. Мобильный рентгеновский аппарат 10 включает в себя основание 2, содержащее по меньшей мере блок питания, систему охлаждения и блок управления для управления работой рентгеновского аппликатора 4, включающего в себя рентгеновскую трубку, размещенную во внешнем корпусе. Рентгеновский аппликатор 4 соединен с основанием с использованием гибких кабелей 3, которые могут по меньшей мере частично находиться в перемещаемой панели 5. Аппликатор 4 поддерживается шарнирным перемещаемым рычагом 4а, который может включать в себя шарнир для изменения угла наклона аппликатора 4 в пространстве. Аппликатор 4 имеет продольную ось и выходное окно 8, через которое выходит генерируемый рентгеновский луч. Шарнирный рычаг 4а также может быть механически соединен с перемещаемой панелью 5 для обеспечения возможности изменения вертикального положения рентгеновского аппликатора 4. Перемещаемая панель 5 предпочтительно снабжена рукояткой 6, которая позволяет легко манипулировать ею. Перемещаемая панель 5 может перемещаться вдоль подходящих рельсов для обеспечения по существу плавного и безударного ее перемещения.
Предпочтительно рентгеновский аппликатор, в котором размещена рентгеновская трубка, имеет коаксиальную геометрию, в которой рентгеновский луч 8a, облучающий целевую область на поверхности P’ пациента P, распространяется из выходного окна 8, имеющего ось луча 8b, по существу соответствующую продольной оси рентгеновской трубки. Это может быть обеспечено, например, посредством размещения анода рентгеновского аппликатора таким образом, чтобы продольная ось анода была по существу параллельна продольной оси рентгеновского аппликатора 4.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения дозиметрическая система 9 предусмотрена для обеспечения данных по меньшей мере о части рентгеновского поля 8a на или около поверхности P’ пациента P. Предпочтительно для дозиметрической системы выбирается система, способная генерировать данные в режиме реального времени. Ионизационные камеры и твердотельные датчики, например полупроводниковые датчики, являются подходящими для этой цели. Предпочтительно, сигнал от дозиметрического блока подается в блок 21 управления рентгеновского аппарата для контроля полученной дозы и/или прерывания в режиме реального времени.
Предпочтительно для позиционирования рентгеновского аппликатора 4 и дозиметрической системы 9 по отношению к целевой области на поверхности P’ аппликатор снабжен индикатором, выполненным с возможностью визуально очерчивать рентгеновское поле, которое будет генерироваться рентгеновской трубкой в аппликаторе 4. Предпочтительно индикатор включает в себя источник света, такой как светодиод, лазер и т.п.
Источник света может быть расположен либо в рентгеновском аппликаторе 4, либо вокруг рентгеновского аппликатора, либо он может быть помещен дистанционно, например в основании 2. В последнем случае свет от источника света (не показан) может быть проведен к рентгеновскому аппликатору с использованием соответствующего одного или большего количества оптоволокон. Более подробно индикатор будет представлен со ссылкой на Фиг. 4a-4c.
Предпочтительно рентгеновский аппарат 10 включает в себя основание 2, поддерживающее перемещаемую панель 5 и снабженный дисплеем 7 для отображения соответствующей информации о пользователе. Дисплей 7 может быть реализован в виде сенсорного экрана, выполненного с возможностью ввода подходящих данных в систему. Например, панель дисплея может включать в себя средство для включения светового индикатора. По желанию световой индикатор может включаться всегда, когда включается рентгеновский аппарат. Пользовательский интерфейс может дополнительно использоваться для ввода предписанной дозы облучения и, возможно, предписанного распределения дозы, особенно когда используются модификаторы дозы для создания градиента в профиле дозы поперек рентгеновского поля. Пользовательский интерфейс может также быть выполнен с возможностью отображения данных относительно фактического профиля получаемой дозы и распределения дозы во время лечения. Следует иметь в виду, что при использовании дозиметрической системы протокол доставки дозы может быть сравнен с фактическими данными о получаемой дозе облучения в реальном времени и, если это необходимо, фактически получаемая доза облучения может быть скорректирована в реальном времени и/или во время последующих процедур курса лечения, если будет обнаружено несоответствие между предписанной и полученной дозой более, чем на 1%.
Фиг. 1b в схематическом виде изображает вариант осуществления перемещаемой панели 5 мобильного рентгеновского аппарата. На этом увеличенном виде 10а изображены конкретные элементы перемещаемой панели 5. Соответственно, рукоятка 6 может быть выполнена в виде механической детали для притягивания или отталкивания панели 5. Альтернативно, рукоятка 6 может быть выполнена в виде электрического привода для запуска двигателей (не показаны) для перемещения панели 5. Например, когда рукоятку 6 тянут на себя, могут быть активированы двигатели, в результате чего панель 5 сместится в направлении А. Нажатие на рукоятку 6 может привести к опусканию панели 5 в направлении B. Предпочтительно мобильный рентгеновский аппарат включает в себя средство ограничения расстояния перемещения панели 5. Это может быть полезным для обеспечения механической стабильности системы с одной стороны (ограничение верхнего уровня), а с другой стороны это может быть полезно для предотвращения повреждений кабеля (ограничение нижнего уровня). Предпочтительно панель 5 перемещается с помощью встроенных рельсов, длина которых может быть выбрана для ограничения диапазона смещения панели 5 желаемым образом.
Дисплей 7 может функционировать в качестве подходящего пользовательского интерфейса 7а. Например, данные о пациенте, такие как фотография пациента и/или фотография поражения могут быть представлены в окне 7b, при этом соответствующая информация о пациенте, например, дата рождения, пол, предписанная доза, протокол применения дозы и так далее, может отображаться в окне 7с. Кнопки 7d могут быть предусмотрены как сенсорная функциональность для обеспечения возможности ввода данных. Альтернативно или дополнительно к этому могут быть предусмотрены подходящие аппаратные переключатели или кнопки.
Фиг. 1c в схематическом виде изображает вариант осуществления функции перемещения аппликатора рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения разработана и реализована механическая часть мобильного рентгеновского аппарата для поддержки широкого спектра поступательных и вращательных движений рентгеновского аппликатора 4.
На виде 11 представлен схематический вариант осуществления, в котором рентгеновский аппликатор находится в своем исходном положении. Следует иметь в виду, что для простоты кабели и оптоволокна не показаны. Такое положение может быть пригодным для перевозки мобильного рентгеновского аппарата к кабине и/или для маневрирования рентгеновским аппаратом вокруг пациента. Для того, чтобы придвинуть рентгеновский аппликатор как можно ближе к основанию 2, шарнирный рычаг 4а может быть изогнут под внешней частью 5а перемещаемой панели 5. Для обеспечения устойчивости мобильного рентгеновского аппарата при его маневрировании, вблизи от пола предусмотрен блок 2а груза для снижения абсолютного положения центра тяжести всей конструкции.
Вид 12 схематически изображает еще одну возможность, в которой рентгеновский аппликатор 4 находится в одном из рабочих положений, в которых рентгеновская выходная поверхность 8 ориентирована по направлению к пациенту P. Для того чтобы соответствующим образом позиционировать рентгеновский аппликатор по отношению к пациенту Р, смещаемая панель может быть перемещена в определенную позицию, расположенную между самым низким положением и самым высоким положением панели 5. Шарнирный рычаг 4а может быть использован для соответствующего вращения рентгеновского аппликатора вокруг оси вращения. Ось вращения предпочтительно выбирается так, чтобы совпадать с направлением испускания рентгеновского луча из выходной поверхности, когда рентгеновская трубка ориентирована вертикально.
Вид 13 схематически изображает еще одну возможность, в которой рентгеновский аппликатор 4 должен быть использован в опущенном положении. С этой целью перемещаемая панель 5 может занять самое низкое положение, и рычаг 4а может быть использован для ориентации рентгеновского аппликатора желаемым способом.
Фиг. 2 в схематическом виде изображает вариант осуществления архитектуры мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением. Мобильный рентгеновский аппарат в соответствии с настоящим изобретением включает в себя источник высокого напряжения, предпочтительно выполненный с возможностью генерирования рентгеновских лучей 50-75 кВ в подходящей рентгеновской трубке, систему охлаждения для охлаждения рентгеновской трубки во время использования и систему управления для управления электронными и электрическими параметрами подблоков рентгеновского аппарата во время использования. Вид 20 схематически изображает основные блоки системы 21 управления и рентгеновского аппликатора 22.
Система 21 управления предпочтительно включает в себя аппаратный пользовательский интерфейс 21а для включения и выключения источника 21b высокого напряжения. Предпочтительно источник 21b высокого напряжения включает в себя генератор 21c высокого напряжения с улучшенными характеристиками разгона и торможения. Предпочтительно время разгона составляет порядка 100 мс. Аппаратный интерфейс 21а может также быть выполнен с возможностью автоматического включения системы 21d охлаждения, когда генератор высокого напряжения включен. В дополнение к этому, система 21 управления может включать в себя первичный контроллер 21е, выполненный с возможностью управления доставкой дозы от используемого рентгеновского аппликатора. Такой первичный контроллер 21е может быть снабжен первичным счетчиком, выполненным с возможностью регистрировать время, прошедшее после того, как инициировано рентгеновское излучение. Первичный счетчик может затем автоматически выключать подачу высокого напряжения на рентгеновскую трубку в случае достижения заранее определенной дозы облучения. Следует иметь в виду, что заранее определенная доза зависит по меньшей мере от энергии генерируемого рентгеновского излучения и его мощности, причем эта зависимость может быть откалибрована заранее. При условии, что соответствующие калибровочные данные доступны для первичного контроллера, может быть обеспечен адекватный первичный контроль дозы облучения. Предпочтительно предусматривается вторичный контроллер 21f для обеспечения независимого контура дозиметрического контроля. Вторичный контроллер может быть соединен с дозиметром, размещенным внутри рентгеновского аппликатора в рентгеновском поле перед коллиматором. Соответственно, дозиметр может в режиме реального времени обеспечить данные о фактической дозе облучения с учетом изменения дозы в процессе разгона и замедления источника высокого напряжения. Также предпочтительно, чтобы система управления могла дополнительно включать в себя контроллер 21g безопасности, выполненный с возможностью сравнения показаний от первичного контроллера 21e и вторичного контроллера 21f для инициирования отключения генератора 21c высокого напряжения в случае, если желаемая доза облучения достигнута. В дополнение к этому или альтернативно, контроллер 21g безопасности может обеспечивать аппаратный аварийный останов, блокировку двери и блокировку генератора.
Система управления может дополнительно включать в себя блок 21h управления дозиметрией, выполненный с возможностью связи с дозиметрической системой, предпочтительно в режиме онлайн. Однако, возможно также, что блок 21h управления дозиметрией может принимать данные из сканированного дозиметрического поля и обновлять данные о полученной дозе с использованием такой последующей обработки.
Блок 21h управления дозиметрией предпочтительно выполнен с возможностью обеспечения сигнала прерывания в том случае, если дозиметр, работающий в режиме реального времени, обнаружит существенное расхождение между предписанной дозой и измеренной дозой. Например, блок 21h управления дозиметрией может обеспечить подходящий сигнал прерывания для блока управления генератором 21c высокого напряжения.
Система управления может дополнительно включать в себя контроллер 21i индикатора для того, чтобы управлять источником света для очерчивания по меньшей мере части рентгеновского луча. Хотя для простоты контроллер 21i индикатора может быть связан с блоком 21b источника питания для включения источника света при включении системы, предпочтительно, чтобы источник света переключался по требованию. Соответственно, управление индикатором может быть выполнено с возможностью подачи электрической энергии на источник света по инициативе пользователя. Пользователь может обеспечить подходящий сигнал переключения посредством пользовательского интерфейса, или, например, используя специальный аппаратный переключатель.
Рентгеновский аппликатор 22 может предпочтительно включать в себя следующие особенности: рентгеновскую трубку 22a, размещенную во внешнем корпусе (защите) 22k. В соответствии с настоящим изобретением предлагается рентгеновская трубка, имеющая копланарную мишень, коллиматор и такую геометрию выходного окна, что она заставляет генерируемый рентгеновский луч распространяться по существу параллельно продольной оси рентгеновской трубки. Предпочтительно расстояние между мишенью и коллиматором находится в диапазоне 4-10 см, предпочтительно примерно от 5 до 6 см. Рентгеновский аппликатор может дополнительно включать в себя фильтр 22b увеличения жесткости излучения для перехвата излучения низкой энергии и фильтр 22с уплощения луча, предназначенный для перехвата части рентгеновского излучения для образования луча по существу с плоским профилем вблизи выходной поверхности рентгеновского аппликатора. Кроме того, рентгеновский аппликатор 22 может включать в себя один или более коллиматоров, выполненных с возможностью определения геометрии лучевой обработки. Предпочтительно используется набор коллиматоров, например, имеющих диаметры 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5 см. Следует иметь в виду, что хотя обсуждаются круглые коллиматоры, возможны также коллиматоры любой формы, например квадратной, эллиптической или заказной формы. Было найдено выгодным обеспечить рентгеновский аппликатор 22 средством 22f автоматического определения коллиматора, выполненным с возможностью автоматического формирования сигнала об используемом коллиматоре. Предпочтительно используется резистивное распознавание, в котором каждый коллиматор снабжен по меньшей мере парой выступов для замыкания резистивного пути, предусмотренного в гнезде коллиматора. Результирующее электрическое сопротивление гнезда коллиматора представляет собой сигнал, характеризующий используемый коллиматор. Рентгеновский аппликатор 22 еще более предпочтительно включает в себя встроенный температурный датчик, выполненный с возможностью формирования сигнала о температуре рентгеновской трубки и/или ее внешнего корпуса (защиты). Сигнал с датчика температуры принимается системой управления, которая проводит его анализ. Если измеренная температура вышла за верхний предел допустимого уровня, может быть сгенерирован сигнал тревоги. По желанию может быть предусмотрен сигнал отключения генератора высокого напряжения. Рентгеновский аппликатор 22 включает в себя также датчик 22h радиации, расположенный внутри внешнего корпуса 22k для обнаружения рентгеновского излучения, фактически выходящего из рентгеновской трубки. По соображениям безопасности рентгеновский аппликатор 22 предпочтительно также включает в себя энергонезависимую память 22i данных, выполненную с возможностью записи рабочих параметров по меньшей мере рентгеновской трубки. Кроме того, для повышения радиационной безопасности рентгеновский аппликатор 22 может быть снабжен индикатором 22j излучения, выполненным с возможностью обеспечения визуального и/или звукового выходного сигнала для пользователя и/или пациента относительно включенного/выключенного состояния рентгеновской трубки. Следует иметь в виду, что индикатор 22j излучения может включать в себя множество распределенных средств сигнализации. Предпочтительно по меньшей мере одно средство сигнализации, например, светоизлучающий диод (LED), связано с рентгеновским аппликатором 22. Более предпочтительно, чтобы средства сигнализации были предусмотрены на рентгеновском аппликаторе 22.
Фиг. 3 в схематическом виде изображает дозиметрическую систему рентгеновского аппарата в соответствии с настоящим изобретением. Рентгеновский аппликатор 4, обсуждавшийся со ссылкой на предшествующее, включает в себя рентгеновскую трубку с анодом 1, имеющим область 1a мишени для того, чтобы генерировать расходящийся рентгеновский луч 8a. Область 1a мишени является по существу плоской пластиной, которая проходит по существу перпендикулярно продольной оси анода 1. Хотя предпочтительно анод 1 ориентирован коаксиально с осью 8b рентгеновского луча (и рентгеновской трубки), возможны также другие соответствующие ориентации. Генерируемый рентгеновский луч испускается рентгеновским аппликатором из выходной поверхности 8’. Следует иметь в виду, что подходящие фильтры, коллиматор и выходное окно рентгеновской трубки не изображены в целях ясности. Соответственно, выходная поверхность 8’ не обязательно соответствует выходному окну рентгеновской трубки.
Предпочтительно для позиционирования рентгеновского аппликатора 4 по отношению к целевой области пациента используется индикатор. Индикатор может включать в себя два источника 15a, 15b света, выполненные с возможностью генерировать узкий луч света и смонтированные на соответствующих поддерживающих плечах 16a, 16b, и посредством этих плеч прикрепленные к наружной поверхности рентгеновского аппликатора 4. Предпочтительно источники света выполнены с возможностью обеспечения пространственной точки C, соответствующей оси 8b луча. Дозиметрическая система 18 может тогда быть отцентрирована относительно точки C для перехвата рентгеновского луча.
Рентгеновский аппарат в соответствии с настоящим изобретением может быть снабжен множеством дозиметрических устройств различного размера. Подходящее дозиметрическое устройство может быть выбрано на основе фактического размера луча. Предпочтительно дозиметрическое устройство 18 проходит дальше, чем рентгеновское поле, для измерения абсолютного размера излучаемого рентгеновского поля.
Предпочтительно дозиметрическая система 18 включает в себя набор независимых измерительных объемов. Следует иметь в виду, что с этой целью может использоваться пленка, либо набор TLD устройств, либо полупроводниковый дозиметр решеточного типа. В результате может быть установлено распределение дозы по рентгеновскому полю для верификации и/или для частичной коррекции.
Предпочтительно дозиметрическое устройство обеспечивает считывание измеренных показателей в реальном времени, которые могут быть переданы с использованием соответствующего кабеля 19 в блок 21h управления дозиметрией, как это обсуждалось со ссылкой на Фиг. 2.
Хотя вариант осуществления дозиметрической системы обсуждается в отношении рентгеновского аппликатора, снабженного средством очерчивания поля, следует иметь в виду, что настоящее изобретение может быть использовано и тогда, когда никакого индикатора, очерчивающего рентгеновское поле, не предусмотрено.
Фиг. 4a в схематическом виде изображает первый вариант осуществления поперечного сечения рентгеновского аппликатора мобильного рентгеновского аппарата, показывающий первый вариант осуществления индикатора. Рентгеновский аппликатор 30 включает в себя внешний корпус 36, в котором размещена сборка 35 рентгеновской трубки, снабженная внешней защитой 35а.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения рентгеновский аппликатор 30 дополнительно включает в себя источник 48a света, работающий вместе с зеркалом 48 для того, чтобы излучать луч света, обозначающий рентгеновский луч, генерируемый рентгеновской трубкой. Предпочтительно рентгеновский луч имеет ось 45a распространения, которая совпадает с продольной осью рентгеновской трубки. Источник 48a света и зеркало 48 расположены так, чтобы генерируемый луч света распространялся по существу вдоль продольной оси сборки 45a рентгеновской трубки.
Когда таким образом сформированный луч света проходит через коллиматор 33, образуется визуальное отображение рентгеновского луча, облегчающее точное совмещение рентгеновского аппликатора и целевой области пациента.
Предпочтительно расстояние между мишенью (анодом) и коллиматором 33 находится в диапазоне от 4 до 10 см, предпочтительно примерно от 5 до 6 см. Такое относительно короткое расстояние от мишени до коллиматора является неожиданно подходящим для генерации рентгеновского луча, имеющего по существу узкую полутень (1,5-1,8 мм для линий разграничения 20/80%) и хорошую плоскостность благодаря относительно небольшому фокусному расстоянию.
Рентгеновский аппликатор 30 также включает в себя фильтр 39 для увеличения жесткости рентгеновского луча, исходящего из мишени 45, фильтр 40 уплощения луча для создания плоского профиля рентгеновского луча и коллиматор 33, вставляемый в гнездо 41 коллиматора.
Для того чтобы предотвратить перегрев используемой рентгеновской трубки, предусмотрена система 34 охлаждения, которая может быть выгодно расположена в пространстве между рентгеновской трубкой 35 и защитой 35а и находиться в контакте с поверхностью рентгеновской трубки 35. Подходящий хладагент может подаваться по трубе 31. Предпочтительно хладагент является циркулирующим и может быть водой или сжатым газом. Рентгеновский аппликатор 30 может дополнительно включать в себя датчик 37 температуры.
Рентгеновская сборка 30 может дополнительно включать в себя подходящий датчик 38 излучения, связанный с индикатором излучения. Предпочтительно данные, собранные датчиком 38 излучения, хранятся в блоке 44 хранения данных.
Для того, чтобы защитить выходную рентгеновскую поверхность рентгеновского аппликатора 30 от загрязнения пациентом, может быть предусмотрен колпачок 42 аппликатора, чтобы закрыть по меньшей мере выходное окно рентгеновского аппликатора 30. Предпочтительно колпачок аппликатора имеет достаточную толщину, чтобы полностью перехватить вторичные электроны, исходящие из рентгеновского аппликатора. Предпочтительно колпачок аппликатора изготовлен из PVDF (поливинилиденфторид) и в той части, которая закрывает окно, имеет толщину около 0,4-0,7 мм, предпочтительно 0,6 мм, и плотность приблизительно 1,75-1,8, предпочтительно 1,78. Альтернативно колпачок аппликатора в той части, которая закрывает окно, может иметь толщину 0,3-0,6 мм, предпочтительно 0,5 мм, и плотность 1,30-1,45, предпочтительно 1,39, будучи изготовленным из PPSU (полифенилсульфон). Было обнаружено, что эти материалы особенно пригодны, поскольку они устойчивы к воздействию рентгеновских лучей и подходят для различных типов стерилизации, например, химической стерилизации или стерилизации при повышенных температурах.
Фиг. 4b в схематическом виде изображает второй вариант осуществления поперечного сечения рентгеновского аппликатора мобильного рентгеновского аппарата, показывающий второй вариант осуществления индикатора. В этом примерном варианте осуществления в гнезде 41 коллиматора выше коллиматора 33 предусмотрено оптоволокно 47a. Оптоволокно 47a расположено так, чтобы генерировать световое поле, которое по существу сосредоточено вокруг отверстия коллиматора 33 для того, чтобы моделировать рентгеновский луч, выходящий из коллиматора. Для этой цели оптоволокно 47a расположено так, чтобы испускать по существу узкий луч, имеющий характеристики расхождения, соответствующие ожидаемым характеристикам расхождения рентгеновского луча.
2
2
Альтернативно можно использовать оптоволокно 47a для того, чтобы визуализировать центральную ось 45a рентгеновского луча. В этом случае выгодно расположить оптоволокно так, чтобы излучать узкий луч света, образующий миниатюрную световую отметку на поверхности пациента. Предпочтительно размер световой отметки составляет менее 5 мм, более предпочтительно размер световой отметки составляет приблизительно 1 мм. Подходящий светодиод или лазер могут использоваться для того, чтобы генерировать свет, выходящий из оптоволокна 47a. Предпочтительно светодиод и лазер расположены на удалении от рентгеновского аппликатора 30. Следует иметь в виду, что может использоваться альтернативная конфигурация, в которой один или более источников света работают вместе с одним или несколькими оптоволокнами.
Фиг. 4c в схематическом виде изображает третий вариант осуществления поперечного сечения рентгеновского аппликатора мобильного рентгеновского аппарата, показывающий третий вариант осуществления индикатора. В этом конкретном варианте осуществления рентгеновский аппликатор, имеющий мишень 45 для генерации рентгеновского луча 45c, имеющего продольную ось 45a, снабжен внешним индикатором для того, чтобы визуализировать продольную ось 45a на предопределенном расстоянии D от нижней поверхности 49 рентгеновского аппликатора. Следует иметь в виду, что нижняя поверхность 49 может соответствовать выходному окну, как это обсуждается со ссылкой на Фиг. 1c, или она может соответствовать колпачку аппликатора, как это обсуждается со ссылкой на Фиг. 5.
Внешний индикатор включает в себя один или более источников 52a, 52b света, расположенных на соответствующих поддерживающих плечах 54a, 54b для того, чтобы генерировать соответствующие узкие лучи 53a, 53b света, направляемые к оси 45a и настраиваемые так, чтобы пересечься на предопределенном расстоянии D от нижней поверхности 49 рентгеновского аппликатора 30. Предпочтительно расстояние D выбирается так, чтобы оно находилось в диапазоне между 0,5 см и 2 см. Поддерживающие плечи 54a, 54b расположены таким образом, чтобы лучи 53a, 53b света не загораживались рентгеновским аппликатором.
При позиционировании рентгеновского аппликатора относительно пациента Р аппликатором необходимо маневрировать таким образом, чтобы лучи 53a, 53b пересекались на поверхности пациента. Однако в том случае, если режим лечения предполагает использование материала, повышающего дозу, лучи 53a, 53b могут пересекаться на поверхности материала, повышающего дозу. Предпочтительно поддерживающие плечи 54a, 54b являются регулируемыми для того, чтобы обеспечить индикацию центральной оси 45a на различных расстояниях от нижней поверхности 49 рентгеновского аппликатора.
Для того, чтобы откалибровать регулировку поддерживающих плеч, может использоваться прозрачный калибровочный фантом, в котором маркированы центральная ось и глубина. Следует иметь в виду, что хотя Фиг. 4a-4c раскрывают отдельные варианты осуществления индикатора, комбинации таких вариантов осуществления также рассматриваются. Например, средство для того, чтобы обозначить центральную ось, может быть скомбинировано со средством для того, чтобы обозначить полное поле. В дополнение к этому, внутренние и внешние индикаторы также могут быть скомбинированы.
Фиг. 5 в схематическом виде изображает вариант осуществления рентгеновского аппликатора, изображенного на Фиг. 3, снабженного колпачком аппликатора. Колпачок 42 аппликатора должен быть изготовлен из материала, который прозрачен для рентгеновских лучей, такого как стекло, пластмасса или керамика. Также возможно, хотя и не предпочтительно, изготавливать колпачок аппликатора из металла. В последнем случае колпачок аппликатора может стерилизоваться, однако, предпочтительно все же использовать одноразовый колпачок аппликатора. На виде 50, изображенном на Фиг. 5, видно, что внешний размер рентгеновского аппликатора 51 может быть больше, чем внешний размер выходной части, покрытой колпачком 42 аппликатора. Хотя такой вариант осуществления предпочтителен для того, чтобы минимизировать общий вес рентгеновского аппликатора, возможно также, чтобы выходная часть имела тот же самый размер, что и корпус рентгеновского аппликатора 51. Колпачок аппликатора может иметь толщину 0,5-2 см, если он изготовлен из материала с низким значением Z.
Фиг. 6 в схематическом виде изображает дополнительный вариант осуществления рентгеновской трубки мобильного рентгеновского аппарата в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения. Рентгеновская трубка 100 имеет корпус 102, закрытый с одного конца концевым окном 104, через которое проходят рентгеновские лучи. Концевое окно сделано из тонкого листа металлического бериллия. Покрытием концевого окна 104 для обеспечения защиты от повреждений окна и защиты от токсического воздействия металла является колпачок 106 аппликатора. Колпачок 106 аппликатора предпочтительно изготавливается из пластмассы.
В корпусе 102 трубки мишень 108 находится на расстоянии от 4 до 10 см от коллиматора 130, и предпочтительно на расстоянии от 4 до 6 см от коллиматора 130 (см. Фиг. 6, сечение F-F). Мишень выполнена из металла вольфрама, чтобы обеспечить желаемый рентгеновский спектр. Вольфрамовое острие мишени устанавливается на большой анодной сборке 110, которая также служит для отвода тепла, образующегося при генерации рентгеновского излучения в мишени. Большая часть анодной сборки изготовлена из меди. Катод 112 расположен немного сбоку от оси вблизи окна. Электроны, испускаемые катодом, ускоряются в зазоре разностью потенциалов между катодом и анодом, в данном случае установленной на уровне примерно 70 кВ, и направляются на мишень, воздействие на которую приводит к генерации рентгеновских лучей известным способом. Рентгеновские лучи, испускаемые из мишени 108, проходят через фильтр 122 увеличения жесткости, а затем через коллиматор 130 и выходную поверхность 124 и попадают на колпачок 106 аппликатора. Коллиматор 130 может быть размещен в подходящем гнезде 128 коллиматора.
Анодная сборка 110 установлена в корпусе 102 и электрически изолирована от него. Чтобы обеспечить желаемый уровень изоляции между анодом и корпусом 102, может быть использован один из ряда известных способов и материалов.
Как также хорошо известно в данной области техники, выработка рентгеновских лучей генерирует большое количество тепла, в результате чего необходимо охлаждать трубку для того, чтобы поддерживать ее температуру на безопасном уровне. Для этого в данной области техники известны и используются различные охлаждающие механизмы. В данном варианте осуществления рентгеновская трубка охлаждается с помощью воды, принудительно циркулирующей вокруг области анода. Вода поступает в заднюю часть трубки через каналы 116 и выходит из нее через второй канал 118. Контур охлаждающей воды представляет собой замкнутый контур, причем вода, выходящая из сборки рентгеновской трубки, охлаждается удаленным охладителем (не показан) перед возвращением в трубку. Альтернативно в качестве охлаждающей среды могут быть использованы масло или другая жидкость. Известно также, что сжатый газ используется в качестве эффективного хладагента в некоторых применениях.
Как известно в данной области техники, рентгеновские лучи генерируются и испускаются во всех направлениях, но экранирование корпусом трубки 102 и другими внутренними компонентами будут иметь тенденцию снижать количество излучения, испускаемого из тела трубки, до минимума, причем большая часть излучения будет испускаться из окна. Толщина экранирования, обеспечиваемого телом, должна быть такой, чтобы она обеспечивала по меньшей мере минимальный уровень защиты для безопасного использования оператором.
Сборка 120 кабеля высокого напряжения соединена с анодной сборкой 110. Сборка кабеля высокого напряжения соединена с гибким кабельным средством (не показано), которое в свою очередь соединено с высоковольтным источником питания.
Датчик 114 излучения, образующий дозиметрическую систему в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, находится вне пути рентгеновского луча, испускаемого из мишени 108 и проходящего через окно 104. Этот датчик может быть любым известным видом датчика излучения. В данном варианте осуществления это известный вид подходящего радиационно стойкого полупроводника, подключенного к усилителю. Датчик 114 излучения определяет, когда трубка 102 работает и излучает рентгеновскую энергию. Выход датчика подается на блок управления, выходные сигналы которого могут быть использованы для обеспечения оптической индикации для пользователя, работает трубка или нет. Посредством этого обеспечивается датчик рентгеновского излучения, который может быть использован для определения того, является ли рентгеновская трубка включенной или выключенной.
При дополнительной калибровке датчика 114 излучения можно определить и рассчитать рентгеновскую дозу, полученную пациентом во время лечения. Таким способом возможно получить дозиметрическую измерительную систему реального времени, с помощью которой может быть определено точное количество дозы излучения. Если мощность дозы известна, план лечения может быть изменен во время лечения. Это является преимуществом, поскольку позволяет очень точно и тщательно контролировать дозу получаемого пациентом рентгеновского излучения.
Для того чтобы обеспечить точное размещение трубки 102 над опухолью, используется средство освещения опухоли. Средство освещения опухоли включает в себя множество ламп 126, расположенных вокруг окружности трубки вблизи окна. При использовании свет попадает на кожу пациента. Так как лампы 126 расположены по окружности корпуса 102 трубки, на небольшом расстоянии от конца трубки они создают круг света с резкой границей внутренней части круга. Таким образом, положение ламп на корпусе 102 трубки создает тень. Этот теневой круг используется для указания области, которая будет подлежать облучению при включении рентгеновской трубки. Следует иметь в виду, что область внутри круга не будет полностью темной; в область тени может попадать окружающий свет.
Предпочтительно лампы 126 являются белыми светодиодами, которые могут быть достаточно яркими, чтобы четко осветить целевую область, но при этом не генерировать большое количество тепла и иметь очень долгий срок службы. Отсутствие тепла важно, потому что источники света будут находиться в непосредственной близости к коже пациента, и поэтому очень важно свести к минимуму риск ожога или других повреждений кожи. Могут быть использованы и другие цвета светодиодов. Альтернативно могут быть использованы другие источники света, например, известные лампы накаливания или даже удаленный источник света, связанный с кольцом посредством волоконно-оптических кабелей.
Хотя выше были описаны конкретные варианты осуществления, должно быть понятно, что изобретение может быть осуществлено иначе, чем описано выше. Вышеприведенные описания предназначены для иллюстрации, а не для ограничения. Таким образом, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в изобретении могут быть сделаны модификации, как описано выше, без отступления от объема формулы изобретения, изложенной ниже.