[发明专利]含电活性聚合物元件的轮廓准直器和自适应过滤器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节X射线辐射的光路的轮廓的轮廓准直器或自适应过滤器以及对应的方法。 

背景技术

轮廓准直器使用在用于处理肿瘤的X射线治疗中。在X射线治疗中，用富含能量的辐射，通常是用直线加速器的高能量X射线辐射照射肿瘤。该轮廓准直器在此引入X射线辐射的光路中。它具有辐射可穿透的开口，其轮廓应当与肿瘤的轮廓相对应。因此，轮廓形成一个用于透射X射线辐射的开口。由此可以可靠地实现，只用X射线照射肿瘤，而不照射与之相邻的健康的身体组织。通过适合地构造轮廓准直器，可以仿照几乎每个任意的肿瘤轮廓构造。 

广泛流行的用于放射线治疗的准直器是所谓的叠片式准直器，例如在专利文献DE102006039793B3中所记载。叠片式准直器具有多个，例如160个可相互通过电机驱动的方式移动的用于形成开口的叠片。这些叠片由吸收X射线辐射的材料构成。按这种类型，两组叠片这样地对置，使得它们可以以其端侧相向地或相离地移动。 

每个叠片能单独地借助电机移动。因为在叠片定位时在叠片额定值与实际调节的实际位置之间会出现略微的偏差，所以每个叠片具有位置测量器件，通过该位置测量器件可以精确地确定实际调节的位置。 

在借助X射线检查时，经常会出现，患者或其器官在待检查区域中具有对于所使用的X射线辐射而言强烈不同的吸收特性。例如在胸透拍摄时，由在该处布置的器官决定地在肺前方的区域中的衰减很大，而在肺区域中的衰减本身较小。既对获得有表现力的照片也对尤其是保护患者重要的是，运用的剂量与区域有关地这样调节，使得不需要输送比所需更多的X射线辐射。也就是说，在具有较大衰减的区域内采用比在具有较小衰减的区域中更大的剂量。此外，存在这些应用，其中，必须以更高的诊断质量，也就是必须以 小的噪音拍摄检查区域的仅一部分。周围的部分对定位是重要的，但对诊断本身并不重要。因此，该周围区域可以以较小剂量成像，以便以这种方式减少整体采用的剂量。 

为了衰减X射线辐射使用过滤器。这种过滤器例如由DE4422780A1已知。该过滤器具有带有可控制的电极阵列的壳体，借助该电极阵列可产生作用到与电极阵列连接的液体上的电场，在该液体中存在吸收X射线的离子。这些离子自由地移动并且与施加的电场有关地游走。以这种方式可以通过在一个或多个电极的区域中相应电场的形成积累很多或少许离子，以便以这种方式局部地改变过滤器的吸收性能。 

由现有技术已知一些通过电压的施加改变其形状的聚合物。它们被称作电活性聚合物(EAP)。电活性聚合物的例子是介电弹性体。介电弹性体将电能直接转变成机械功。基于介电弹性体的致动器例如可以通过弹性体薄膜两侧涂布电极而构造，然后可以给所述电极施加电压。通过电压的施加，弹性体薄膜在厚度方向上挤压到一起，同时它向侧向延展。在该过程中，弹性体薄膜可以做功并因此作为致动器。若又除去电极之间的电压，则弹性体薄膜又恢复其原形。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供另一种轮廓准直器和另一种自适应过滤器，它们可以鲁棒地并且迅速地仿照一个轮廓构造。此外还要解决的技术问题是，提供一种对应的用于形成轮廓的方法。 

本发明涉及一种用于调节X射线辐射的光路的轮廓的轮廓准直器或自适应过滤器，其特征在于，所述轮廓准直器或自适应过滤器具有X射线辐射无法透过的液体，和与所述液体作用连接的电活性聚合物元件，所述电活性聚合物元件被布置并且设计成，使得能够通过给所述电活性聚合物元件的至少一个施加电压而部分地挤出所述液体，由此在所述液体中形成一个构成所述轮廓的开口。 

本发明的原理在于，借助电活性聚合物元件(EAP元件)在吸收X射线辐射的液体中或在X射线辐射无法穿透的液体中产生一形成该轮廓的开口。在此，通过给EAP元件施加电压，液体或部分液体这样挤出，使得出现X射线可穿透的开口。EAP是可以通过电压的施加改变其形状的聚合物。 

本发明请求保护一种用于调节X射线辐射的光路的轮廓的轮廓准直器或自适应过滤器。该轮廓准直器或自适应过滤器具有X射线辐射无法透过的液体，和与液体作用连接的电活性聚合物元件，聚合物元件被布置并设计成，使得它通过施加电压而能够在液体中形成一个构成所述轮廓的开口。由电压激活的聚合物元件通过形状变化将液体部分地挤出。本发明的优点是，轮廓准直器或自适应过滤器的轮廓可以迅速并且鲁棒地调节。 

在本发明的一种扩展设计中，液体是由镓、铟和锡组成的共晶合金。这种液体可以按商标名购买到。 

在另一种实施形式中，轮廓准直器或自适应过滤器可以包括填充了液体的第一层状单元。