放射学设备

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放射学设备\n技术领域\n[0001] 本发明涉及放射学设备。\n[0002] 通过在不危及医护人员或其他患者的情况下发出高等级的放射线，这种设备允许使用者研究患者的治疗。最特别地但非限制性地，本发明的领域为通过放射性核素的施用进行癌症治疗的领域。\n现有技术\n[0003] 患者的癌症治疗方法是通过施用放射性核素使该患者经受高活性的放射性物质，目的是减少或消除肿瘤细胞。\n[0004] 鉴于经受这种治疗的患者的高放射性，存在两种可能的选项：\n[0005] -要么研究患者的状况；鉴于患者的高放射性，这造成了一方面对于与这些患者接触的医护人员的放射防护问题，另一方面对于可能使用包含专用设备(例如，PET扫描仪，即“正电子发射断层扫描”)的房间的其他患者的放射防护的问题。\n[0006] -要么将患者置于隔离间中，将他们与医护人员以及可能和其他患者共用的房间隔离开，直到他们的放射性水平降至一定阈值以下，这对监测治疗和患者造成了问题。\n[0007] 本发明的目的在于提供一种能够解决这两个问题的设备。\n发明内容\n[0008] 利用一种放射学设备实现了该目标，所述设备包括：\n[0009] -至少一个伽马辐射检测器，\n[0010] -获取装置，其被布置以从每个伽马辐射检测器获取数据，\n[0011] -传输装置，其被布置以将获取的数据传输到所述设备之外，\n[0012] -至少一个电池，其被布置以储存电能，并且对每个检测器、获取装置和传输装置供电。\n[0013] 根据本发明的设备优选被布置以便整体地被使用者穿戴。如将在下文中描述的，这能够特别是因为其重量、和/或其范围(电池、用于本地记录的存储装置、和/或例如通过Wifi的无线传输装置)、和/或其能够有利地被布置以便不需要在获取装置从至少一个检测器获取数据期间有线连接到根据本发明的设备之外的事实。\n[0014] 传输装置：\n[0015] -能够包括用于在所述设备中存储数据的装置。在这种情况下，传输装置还优选地包括用于通过有线连接将数据传输到所述设备之外的装置，其被布置以在获取装置获取数据和存储装置存储所述数据之后传输所述数据；和/或\n[0016] -能够被布置以优选地在获取装置获取数据时通过无线链路将所述数据传输到所述设备之外。\n[0017] 根据本发明的设备的总重量能够小于4千克，优选小于2千克，理想地小于1千克。\n[0018] 根据本发明的设备还能够包括附着装置，其被布置以使至少一个检测器附着到使用者身体的一部分。附着装置能够包括用于至少一个检测器的颈托。该至少一个检测器能够包括两个检测器的第一组，该两个检测器：\n[0019] -被放置在颈托的正面上，该正面旨在被定位为绕沿着颈部轴线纵向延伸的颈部并且在该颈部的前部表面的一侧，和\n[0020] -优选以相对于对称平面对称的方式被放置，使得颈部轴线形成该对称平面的一部分。\n[0021] 至少一个伽马辐射检测器能够至少包括一个第一组(其每个检测器都被置于颈托上)和第二组(其每个检测器都不被置于颈托上而是能够独立于颈托移动)，每个组都包括至少一个伽马辐射检测器，附着装置不是为第一组和第二组所共用的，使得：\n[0022] -附着装置包括用于第一组的颈托，和\n[0023] -第二组被布置以充当用于第一组的测量参照。\n[0024] 附着装置能够包括一件衣物以容纳至少一个检测器。\n[0025] 至少一个伽马辐射检测器能够包括至少两个组，其每个都包括至少一个伽马辐射检测器，使得附着装置不是为所有的检测器组所共用的。这两个组能够包括被布置以充当用于第一组的测量参照的第二组。\n[0026] 根据本发明的设备优选仅包括伽马辐射检测器，而不包括X射线检测器。\n[0027] 获取装置优选包括用于每个伽马辐射检测器且与该检测器结合为一体的专用电子获取模块。\n[0028] 传输装置和至少一个电池优选地在通过有线连接来电连接到每个检测器的盒子中集合在一起，该有线连接被布置以通过至少一个电池对每个检测器供电，并且以便将数据传送到传输装置。\n[0029] 根据本发明的设备还能够包括用于测量心率的装置和/或用于测量使用者的呼吸率的装置，和用于使从每个伽马辐射检测器的数据获取与心率和/或呼吸率同步的装置。\n[0030] 附图和实施例的描述\n[0031] 通过阅读绝非限制性的实施方式和实施例的详细描述以及附图，本发明的其他优点和特征将变得明显，其中：\n[0032] -图1示出了由人类使用者7(也被称为患者)穿戴的根据本发明的设备的一个优选实施例，\n[0033] -图2示出了图1的根据本发明的设备1的检测器2，该检测器由其所关联的电子获取模块4承载。\n[0034] -图3示出了图1的根据本发明的设备1的检测器2的电子获取模块4。\n[0035] -图4详细示出了图1的根据本发明的设备1的检测器2的电子获取模块4的第一部分41，和\n[0036] -图5详细示出了图1的根据本发明的设备1的检测器2的电子获取模块4的第二部分42。\n[0037] 由于这些实施例是绝非限制性的，因此如果在下文中描述的、与描述的其他特征孤立的特征的选集足以赋予技术优点或者足以将本发明与现有技术区分开，则可以特别考虑仅包括该特征选集的本发明的变型(即使该选集是在包括这些其他特征的句子中抽出的也是如此)。所述选集包括不具有结构细节的至少一个特征、优选为至少一个功能特征，或者如果结构细节的一部分单独足以赋予技术优点或足以将本发明与现有技术区分开的话包括仅具有结构细节的这部分的至少一个特征、优选为功能特征。\n[0038] 首先，将参照图1到图5描述根据本发明的放射学设备1的一个优选实施例。\n[0039] 放射学表示使用放射性辐射来计数或放射量测定和/或成像。\n[0040] 设备1是便携式设备，即旨在整体地被使用者7穿戴的设备。\n[0041] 设备1包括至少一个伽马辐射3检测器2。在图1所示的设备1的情况下，该设备1包括四个检测器2。\n[0042] 伽马辐射3优选表示频率大于7x1018赫兹、优选为7x1018赫兹到3x1022赫兹(或波长小于10-11米、或波长为10-14米到10-11米)的电磁辐射。每个检测器优选被布置以检测能量为\n30keV(千电子伏)到600keV的伽马辐射，例如对应于碘131的伽马辐射(364keV)。\n[0043] 在设备1的情况下，所有的检测器2都具有下文中描述的相同的技术特征。每个检测器2都例如是参照AGM SPM Sensor SSL-CsI-001的检测器。\n[0044] 每个伽马辐射3检测器2都包括：\n[0045] -闪烁晶体18(例如CsI(Tl)铊掺杂的碘化铯类型的闪烁晶体)，其被布置以将伽马辐射3转换为至少一个新光子19，该新光子具有与伽马辐射3的光子的波长不同(优选比其\n14 14\n大)的“可见”波长(这些新光子19具有4.3x10 赫兹到9.4x10 赫兹的典型频率，或具有320纳米到700纳米的波长)，和\n[0046] -检测器或光电倍增器20(优选为SiPM(对于硅光电倍增器)类型的光电倍增器、例如参照SensL MicroSL30035-X13或Hamamatsu S10931-050P)，其被布置以捕获源于晶体18的每个新光子19，并且基于所捕获的光子19产生与检测器2检测到的伽马辐射对应的电信号。\n[0047] 每个检测器2的晶体18和光电倍增器20都安装在准直器21的导管内，该导管优选至少部分地由铝和/或钨组成。\n[0048] 晶体18和光电倍增器20光学连接并且与光学凝胶层22(例如参照来自Neyco的OC-\n462或NyoGel OC-431A-LVP)接触，该光学凝胶层具有与晶体18相同的光学指数。\n[0049] 优选在晶体18之前有滤波器23，其仅允许伽马辐射3从设备1之外传到晶体18(或至少阻挡具有对光电倍增器20“可见”的波长的光)。\n[0050] 设备1还包括获取装置4、41、42，其被布置以从每个伽马辐射3检测器2获取数据。\n[0051] 获取装置4、41、42包括用于每个伽马辐射检测器2并且被牢固地固定于该检测器2的专用电子获取模块4(通常是电子板)。\n[0052] 每个检测器2的光电倍增器20(通过焊接该检测器2的光电倍增器20的电极24)被安装到与该检测器2相关联的获取电子板上。\n[0053] 在每个获取电子装置4中，电子处理模块27(接口和放大)被布置以对由与该获取电子装置4相关联的检测器2产生的信号34(具有任何形状，通常为曲线的脉冲)进行整形。\n电子脉冲检测模块28被布置以使得如果信号34在由模块27处理后超过一定阈值，则产生脉冲(通常是矩形脉冲35)。电子模块26被布置以测量光电倍增器20的温度。该模块26包括温度传感器，参照德州仪器TMP 275。用于阈值选择的电子模块29被布置以优选地根据由模块\n26测量的温度来调节该阈值，并且该电子模块被布置以能够仅选择伽马辐射谱的一部分，并且以便校准检测器2。电子模块25被布置以优选地根据由模块26测量的温度来控制对光电倍增器20的供电。微控制器32(参照MicroChip PIC24EP64GP202)被布置用于整体控制。\n检测器2的获取电子装置4还包括存储器33，其通常为EEPROM类型(即电子可擦除可编程只读存储器、例如参照MicroChip25AA1024X)，所述存储器被布置以存储通过与该检测器2相关联的电子获取模块4从该检测器获取的数据。电子供电模块30被布置以对检测器2的整个获取电子装置4分配和调整电能。检测器的获取电子装置4还包括连接器31。\n[0054] 对于每个检测器2，由获取装置(即通过与该检测器2相关联的获取电子装置4)由此获取的数据通常包括：\n[0055] -优选地，随着时间变化的每单位时间的伽马辐射测量值(例如，脉冲35的数目)(通常，检测器2将在几秒的持续时间内(优选每N分钟，其中N为大于或等于1的整数)对每秒脉冲35的数目进行计数)(例如几个测量点，每个测量点都具有如下类型的形式：在t＝3秒到t＝6秒的时间段T内每秒10个脉冲35，每3秒或每分钟一个测量点)，或\n[0056] -随着时间变化的伽马辐射测量值(例如脉冲35的数目)(例如几个测量点，每个测量点为如下类型的形式：在t＝3秒到t＝6秒的时间段T内的30个脉冲35；或甚至几个测量点，两个连续测量点为如下类型的形式：t＝3秒处检测到第n个脉冲，在t＝3.1秒处检测到第(n+1)个脉冲)。\n[0057] 每个检测器2及其所关联的获取电子装置4被布置以使得它们一起将伽马辐射3转换为电子脉冲35。每个获取电子装置4被布置以对在预定时间段T内撞击到所关联的检测器\n2的伽马射线3的数目进行计数，并且以便(在存储器33中)存储几个连续时间段内的该数字。这些数据然后(通过连接器31)被发送到中央板(传输装置5的电子板)。\n[0058] 设备1被布置以整体地被使用者7穿戴。\n[0059] 设备1被布置以在通过获取装置4、41、42从至少一个检测器2获取数据期间，不需要从设备1到设备1外的有线连接。因此，根据本发明的设备1使得能够监测患者7和他们的治疗，同时允许他们在没有任何移动约束的情况下自由移动和正常生活。患者不再需要在特殊房间(例如PET扫描间)中并且为了医护人员和其他患者的安全能够被置于例如隔离间的房间中。\n[0060] 获取装置4、41、42优选被布置用于连续获取在时间段T内的伽马辐射3的放射量测定性读取数据，并且用于存储在几个连续时间段T内的这样的获取数据。这使得优选地当患者7留在隔离间中时能够建立患者7(通常是他们的甲状腺)对于治疗性放射性核素的施用是如何反应的。除了保护医护人员和其他患者之外，这还允许对患者7的放射性核素吸收的定量检查，并且这使得能够相应地调整治疗。\n[0061] 设备1还包括被布置以将获取的数据传输到设备1之外的传输装置5，和用于将传输装置5附着到使用者身体7的一部分的装置36、37。\n[0062] 设备1还包括至少一个电池6(例如串联的3节电池，参照SAFT MP174565)，其被布置以储存电能并且对每个检测器2、获取装置4、41、42、和传输装置5、以及用于将至少一个电池6附着到使用者身体7的一部分的装置36、37供电。所述至少一个电池6被配备有插头，其使得能够将该至少一个电池6插入到与电插座连接的电线中，以便不时地(优选在设备1没有被使用者7穿戴或使用以从伽马辐射检测器2获取数据的时候)对电池充电。\n[0063] 传输装置5和至少一个电池6在盒子15中集合在一起并且通过有线连接(通过与每个检测器2相关联的获取电子装置4的连接器31)电连接到每个检测器2，所述有线连接被布置以通过至少一个电池6对每个检测器2供电，并且用于将由获取装置4从至少一个检测器2获取的数据传送到传输装置5。盒子15被配备有肩带37和/或被布置以使盒子15附着到使用者7的皮带的夹子或环36。\n[0064] 传输装置5包括存储装置(例如参照MicroChip 25AA1024X的存储器)，其被布置以将由获取装置4从至少一个检测器2获取的数据存储在设备1中。\n[0065] 传输装置5包括用以通过有线连接将数据传输到设备1之外的装置(例如用以将设备1连接到计算机或个人计算机以检索和分析这些数据的USB端口)，其被布置以在由获取装置4获取这些数据之后并且由存储装置存储这些数据之后传输这些数据。因此，即使当患者7处于隔离间中时，医护人员也被保护不受放射线的影响，而仍然能够在结束治疗时访问描述随时间变化的治疗进展的数据，这些数据比简单的所拍摄的放射量测定标记完整得多。\n[0066] 传输装置5(通常包括Wifi发射器)被布置以优选在数据被获取装置4获取时，或甚至在由存储装置存储这些数据之后，通过(例如Wifi类型的)无线链路将由获取装置4从至少一个检测器2获取的数据发送到设备1之外。因此，即使当患者7处于隔离间中时，医护人员也会被保护不受放射线影响，而仍然能够借助于传输装置5在其他房间中监测治疗，该传输装置被布置以通过(例如Wifi类型的)无线链路(优选直接地和不在延迟的模式下)将由获取装置4从至少一个检测器2获取的数据发送到设备1之外。\n[0067] 设备1(优选在盒子15中)还包括处理器，其被布置以监测至少一个电池6的充电状态。\n[0068] 设备1还包括附着装置8，其被布置以将检测器2中的至少一个附着到使用者身体7的一部分。附着装置8通常包括绕身体的该部分扎紧的装置。应注意的是，并不是所有的检测器2都必需具有这些可选的附着装置8。附着装置8不是为所有的检测器2所共用的，而优选是不同的，以使得至少一个伽马辐射3检测器2包括几个组10、14、38，每个组都包括至少一个伽马辐射检测器2，每个组10、14、38都是能够相对于其他组移动的。\n[0069] 在设备1中，附着装置8包括颈托9，其用于两个检测器2的第一组10，该组用于获取源于患者7的甲状腺的伽马辐射3(每个甲状腺叶一个检测器2)。\n[0070] 以已知的方式，颈托(有时也被称为颈套或颈部支架)是绕患者7颈部放置并且被布置以使得使用者7头部相对于使用者7的颈部保持在固定位置的器械，该固定位置大致是直的且可延伸的。颈托因此被配备有用于固定使用者7的颈椎(以及由此固定使用者的颈部)的装置。\n[0071] 颈托通常包括用于使用者7的胸骨支撑件和/或用于使用者7的下颌支撑件。\n[0072] 第一组10的两个检测器2：\n[0073] -被放置在颈托9的正面11上或之中(在颈托的内壁或外壁上，或在颈托内侧)，该正面11旨在被定位为：\n[0074] ο绕使用者7的颈部，该颈部沿着颈部轴线12纵向延伸，和\n[0075] ο在该颈部的前部表面的一侧，和\n[0076] -以相对于(与图1的平面垂直的)对称平面13对称的方式被放置，使得颈部轴线12形成该对称平面13的一部分。\n[0077] 包括单个检测器2的第二组14(其中每个检测器都未被放置在颈托上，而是能够独立于颈托移动)被布置以充当第一组10的测量参照，即以测量使用者环境的周围辐射水平。\n应注意的是，该第二组14未被配备有附着装置8。\n[0078] 包括检测器2的第三组38使得能够在身体的另一部分(例如在患者7的膀胱上)上进行测量。附着装置8的用于该第三组38的那部分(未示出)包括例如自黏表面或Velcro紧固件或夹子或皮带扣、或者一件衣物(皮带、夹克、袖套、无袖夹克、短裤、头盔、帽子、长裤、短袜、鞋子、手套等)，其被布置用于(例如利用口袋)容纳检测器2。\n[0079] 可选地，设备1还包括以下元件(未在图上示出)：\n[0080] -首先：\n[0081] ο用于测量使用者7的心率的至少一个系统。通常，每个用于测量心率的系统都包括ECG(心电图)，例如参照Lead Lok A10。每个检测器2都被配备有其自己的用于测量心率的系统，该系统直接连接到该检测器2的获取电子装置4而不经过电池6的和传输装置5的盒子15，和/或\n[0082] ο用于测量使用者7的呼吸率的至少一个系统17。通常，每个用于测量呼吸率的系统都包括压电压力测量系统，例如参照Respironics CT2P1823。设备1包括单个呼吸率测量系统17，其为所有检测器2所共用，并且优选地通过经过至少一个电池6的和传输装置5的盒子15而电连接到每个检测器2。\n[0083] -以及还有(在每个获取电子装置4内的)电子装置，其用于使从每个伽马辐射3检测器2的数据获取与心率和/或呼吸率同步。\n[0084] 这使得能够通过消除某些测量的伪迹来提高所获取数据的精确度。\n[0085] 设备1具有小于1千克的重量。\n[0086] 应注意的是，设备1仅包括伽马辐射检测器，而不包括X射线检测器。\n[0087] 当然，本发明并不限于刚才已经描述的示例，并且在不超出本发明的范围的情况下能够对这些示例做出许多调整。\n[0088] 特别地，能够设想设备1的可以彼此结合的变型：\n[0089] -至少一个检测器2能够包括单个检测器2、或单个检测器组10、14、或38，[0090] -附着装置8能够不存在；在这种情况下，每个检测器2都能够被固定在不构成设备\n1一部分的口袋中或借助于不构成设备1一部分的胶带或自黏胶或胶水来固定，[0091] -用于附着至少一个电池6和/或用于附着传输装置5的装置36、37能够不存在；在这种情况下，至少一个电池6和/或传输装置5能够被附着到不构成设备1一部分的口袋中或借助于不构成设备1一部分的胶带或自黏胶或胶水来附着，\n[0092] -检测器2中的至少一个能够包括几个像素(例如参照SensL ArraySM-4的一个或更多个检测器)，使得能够进行成像(例如在颈托的情况下对甲状腺成像)，获取的数据甚至允许随时间进行成像。从这些检测器中的至少一个获取的数据允许构建图像。为此，根据本发明的设备包括(优选在盒子5中或者在所述至少一个检测器的电子装置4中)用于处理所获取数据并且构建电子数据和/或计算机数据形式的图像的装置(专用电子电路)。\n[0093] 当然，本发明的不同的特征、形式、变型和实施例能够在不互相不兼容或互相排斥的范围内以各种结合彼此地结合。特别地，之前描述的所有变型和实施例能够结合到一起。