[發明專利]用于電離放射的成像系統

有效

• 申請號: 201010614813.1
• 申請日: 2006-09-13
• 公開（公告）號: CN102058938A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: A·龍;K·布朗;J·艾倫
• 申請（專利權）人: 伊利克塔股份有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王忠忠

本申請是申請人伊利克塔股份有限公司于2009年3月13日提交的、發明名稱為“用于電離放射的成像系統”的中國專利申請No.200680055824.2的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于檢測電離放射的成像系統。

背景技術

平板影像通常被用在放射治療和其他應用中，以實現從(例如)穿過患者的電離放射中獲得圖象。診斷影像通常采用千伏電壓(kV)放射獲得，且可被用作二維影像，或是被用作多個上述二維影像的，以便形成由計算機X線斷層掃描的三維表示。放射治療趨向于在兆伏(MV)范圍內，且還可用于獲得射野影像(portal?image)。這是穿過患者后該放射治療的影像；通常該影像具有低對比度引起的低質量。盡管如此，解剖學特點在影像中是顯而易見的，而且這些特點可被用以證明(例如)患者得以正確地處置。

MV放射產生的影像具有固有的低對比度，因此，當前在影像中沒有贗象使組織模糊是重要的。MV源典型地在占空因數近似為1/1000的脈沖方式下操作，因此在脈沖之間有充足的機會從平板影像的少數排中獲得數據。

圖1顯示了平板成像器10的典型結構。上層12由在施加x-射線14下的閃爍物組成。如此產生光16撞擊到光電二極管和晶體管的陣列18上，上述光電二極管和晶體管布置在直接位于上層12之下的層中。陣列18被分為單個的像素，每個像素與單獨的光電二極管相關聯。光在陣列中的光電二極管上撞擊，產生由晶體管適當門控的電子信號。如此產生的電子信號20經由讀出電子器件22從平板陣列中提取，以形成用于構造所述影像的數字數據流24。

發明內容

我們發現，此類射野影像受到和MV能量的脈沖有關的贗象的影響。當MV脈沖到達時，不僅將引起閃爍物的閃爍，還將在晶體管陣列上和讀出電子器件上撞擊、并且電離形成它們的材料。這將因此產生其它電子信號，完全忽略閃爍物和光電二極管。我們提出兩種方法可克服該問題。

第一方面，因此，我們提供放射治療儀器，包括用于治療性放射的脈沖源和平板探測器，探測器包括控制電路，像素元件陣列，每個具有信號輸出端和“使能”輸入端，且被設置為在通過所述使能輸入端的觸發下經由信號輸出端釋放信號，以及解釋器，該解釋器被設置為接收像素元件的信號輸出，解釋器具有復位控制，該控制電路適用于在治療性放射的脈沖之后復位解釋器，該操作在使能該陣列的至少一像素之前。

因此，解釋器復位在治療脈沖期間保持打開(on)或在之后激活。這將導致系統忽視作為脈沖的結果收集的電荷，并且移除從中產生的贗象。

一般地，此類探測器的像素元件通過輸出信號工作，在該信號中經過的總電荷量表明自從最后一次該像素被讀取的總的入射的放射。因為像素中的放射是入射的，因此它導致電離且結果電荷被保留。當像素處于使能狀態，電荷流經輸出端且需被計算。這樣，解釋器通常包括積分器，在這種情況下，復位控制被設置為使得積分器清零。積分器被用于對進入光電二極管的電流進行積分，從而測量已經流過的電荷。

該問題的第二個解決方法在于在治療加速器操作模式背后的一種假定的再評估。如上所述，上述操作以占空因數近似為1/1000在脈沖方式中操作。典型地，這是每3ms的3μs脈沖或在此附近。

治療需要的總時間將被理想地減到最少。隨著時間的流逝，患者變得疲倦，可能會移動或無意間的內在運動將發生，這意味著長時間的治療將會降低臨床效果。進一步，削減的治療時間可允許更多的患者接收治療，因此提高儀器的臨床效率。這樣，治療從要求到交付在盡可能的最短時間內完成，由此可得出結論，必須有真正非常好的采用低至0.1％的占空因數的理由。即使低至1％的占空因數也將允許臨床效率中的十倍的改進，和在臨床效果中(難以估計)的改進。

這個原因是避免儀器熱超負荷的保護手段。傳送的脈沖包括很高的能量，制造它們所需要的能量也是巨大的。該能量必須被驅散，而且(不可避免地)一些能量將在儀器中以熱的形式出現。占空因數需要降低以防止裝置的溫度升至不可接受的高。所選擇的占空因數為，在該占空因數中，使得輸入到裝置中的加熱速率與所提供的冷卻速率相匹配。

我們已經認識到，裝置的熱態狀況中的時間常數的存在，實際上意味著，在這個平衡關系中，在該時間常數內的平均占空因數是重要的。如果占空因數臨時增長然后降低，儀器將開始發熱，但隨即在超過可接受的溫度限度前冷卻。