[發明專利]包括壓電供能的X射線源的電子短距治療輻射施加裝置

無效

• 申請號: 201280055802.1
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103931007A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: C·里賓;G·福格特米爾
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H01L41/113
• 分類號: H01L41/113;H05G1/06;A61N5/10;A61N7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

技術領域

本發明涉及一種用于在對象內的位置處施加輻射的輻射施加裝置和輻射施加方法。

背景技術

在電子短程治療中，微型X射線管被導航到人體內的X射線要被施加到的期望位置，例如用于處置腫瘤，其中，所述X射線管以例如50kV的電壓被操作。由于必須從人外部將該高電壓傳送到人體內的X射線管，出于安全原因，必須對線纜絕緣和電流限制可靠性應用極端要求以防發生線纜斷裂或短路。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于在對象內的位置處施加輻射的輻射施加裝置和輻射施加方法，其中，能夠降低有關電絕緣和電流限制可靠性的要求。

在本發明的第一方面中，提出一種用于在對象內的位置處施加輻射的輻射施加裝置，其中，所述輻射施加裝置包括：

-轉換單元，其在所述對象內被布置在所述位置處，并用于將超聲能轉換為電能，

-輻射源，其被布置在所述對象內，并用于生成要被施加于所述對象內的所述位置處的輻射，其中，所述輻射源由所述電能驅動。

由于所述轉換單元將所述超聲能轉換為電能，所述電能由所述輻射源用于生成所述輻射，因而不需要向所述輻射源傳送電能，即，不一定需要例如可能必須被隔離的對應的線纜。由于電能不需要被傳送到所述輻射源，因此能夠減少絕緣問題和對應的安全問題，這些問題在使用線纜，尤其是使用對應的高壓線纜的情況下是可能存在的。

所述對象優選為人，其中，所述輻射被施加到所述人的內部。所述對象還能夠為動物或技術對象。特別地，所述輻射能夠被施加到，例如人體內的腫瘤，必須將輻射施加到所述腫瘤處以破壞所述腫瘤。

優選地，所述輻射源為X射線源，所述X射線源用于當所述電能被施加到所述X射線源時生成X射線作為輻射。所述X射線源優選為微型X射線源，所述微型X射線源被布置在例如包括導管或針的短程治療施加器內。因此，例如，能夠通過使用X射線處置人體內的組織。典型的操作電壓優選地處于20kV至100kV的范圍中，其允許在組織中產生mm到cm范圍的X射線譜。操作電流為管電流，其能夠被選擇為在典型的目標組織處產生足夠高的劑量率。具體而言，所述操作電流能夠在20μA至800μA的范圍中。

所述轉換單元優選地適于將所述超聲能轉換成用于提供電能的高電壓。所述高電壓優選地在驅動X射線管所需要的范圍內。其優選地在20kV至100kV的范圍中，并且進一步優選地在40kV至100kV的范圍中。

所述轉換單元能夠適于提供脈沖電能，其中，所述輻射源能夠適于基于所述脈沖電能生成脈沖輻射。具體而言，所述轉換單元能夠適于在X射線管的陽極與陰極之間生成脈沖電場，并因此生成脈沖電流，所述脈沖電流可以在kHz到MHz的頻率范圍中。在另一實施例中，所述轉換單元還能夠適于提供連續電能，并且所述輻射源能夠適于基于所述連續電能生成連續輻射。

進一步優選地，所述轉換單元包括用于將所述超聲能轉換成電能的壓電元件。這允許通過以相對簡單的方式生成對應的電壓，將所述超聲能轉換成電能。所述壓電元件能夠被并入所述輻射源或在所述輻射源附近。具體而言，所述壓電元件能夠位于微型X射線源的陰極之后或陽極之后，以便在陰極與陽極之間產生加速電場，同時仍不被兩個電極之間的電子擊中。所述壓電元件還能夠與陽極或陰極集成。具體而言，其能夠與所述X射線源的陰極相同。在該情況中，當所述壓電元件中的電場反轉時，電子從所述壓電元件的表面發射，從而產生脈沖電子發射。這允許減小所述輻射源的尺寸，由此便于將所述輻射源與所述轉換單元引入到所述對象中。

所述壓電元件優選為陶瓷的，并且可以包括以下材料中的至少一種：鋯鈦酸鉛(PZT)、石英、LiNbO₃、LiTaO₃、GaPO₄、La₃Ga₅SiO₁₄、BaTiO₃、KNbO₃、Na₂WO₃、Ba₂NaNb₅O₅、Pb₂KNb₅O₁₅、NaKNb、BiFeO₃、NaNbO₃。也可以使用聚合物壓電材料，如聚偏氟乙烯(PVDF)，其呈現比石英顯著更高的壓電性。