CA1177179A - Device for the storage of a photon source and the radiation of a body - Google Patents
Device for the storage of a photon source and the radiation of a bodyInfo
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif de stockage d'une source de photons et d'irradiation d'un corps par le rayonnement de ladite source. Ce dispositif comprend un corps de protection biologique présentant une cavité cylindrique et deux passages débouchant dans la cavité et sur la paroi externe du corps, un disque de protection biologique dans la cavité du corps, présentant un logement débouchant sur la paroi latérale du disque et un passage sinueux débouchant dans deux zones de la paroi latérale du disque susceptible d'être simultanément en vis-à-vis desdits passages du corps, une source de rayonnement y dans le logement du disque, au moins une fibre optique disposée dans le passage du disque, un collimateur disposé au droit de l'un des passages du corps, un dispositif optique au droit de l'autre passage du corps et des moyens pour déplacer en rotation le disque entre une première position pour laquelle la source est en vis-à-vis du collimateur et une deuxième position pour laquelle les deux extrémités de la fibre sont respectivement en vis-à-vis du dispositif optique et du collimateur.The invention relates to a device for storing a photon source and for irradiating a body with radiation from said source. This device comprises a biological protection body having a cylindrical cavity and two passages opening into the cavity and on the external wall of the body, a biological protection disc in the body cavity, having a housing opening onto the side wall of the disc and a sinuous passage opening into two zones of the side wall of the disc capable of being simultaneously opposite said passages of the body, a source of radiation y in the disc housing, at least one optical fiber disposed in the passage of the disc , a collimator arranged at the right of one of the passages of the body, an optical device at the right of the other passage of the body and means for rotating the disk between a first position for which the source is facing vis the collimator and a second position for which the two ends of the fiber are respectively vis-à-vis the optical device and the collimator.
Description
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La presente invention a pour objet un disposi-tif de stockage d'une source de photons y et d'irradia-tion d'un corps par le rayonnement de ladite source. Le dispositif s'applique à la therapie humaine et veteri-naire, à la métrologie, a la biologie, notamment enrecherche, a la medecine et à la recherche veterinaire.
L'invention a egalement pour objet un procede de transport et de remplacement d'une source radioactive dans un dispositif d'irradiation.
Plus precisement, l'invention concerne un dis-positif du type comportant un corps de protection biolo-gique, un elément de disque de support d'une source de photons mobile dans ledit corps entre une premi~re posi-tion permettant le stockage de la source dans de bonnes conditions de protection biologique et une deuxieme position permettant l'emission a l'exterieur du corps d'un faisceau de photons, un precollimateur pour limiter le faisceau a une zone donnee du corps irradie. Pour certaines applications, comme par exemple la télécobal-therapie, le dispositif selon l'invention comporte enoutre un ensemble optique pour engendrer un faisceau lumineux simulant le faisceau de photons et un disposi-tif de collimation secondaire.
On conna~t des dispositifs du type precite concus anterieurement a la présente invention qui com-portent un élément support d'une source de photons, mobile en translation, et un ensemble optique constitué
par une source de lumière, telle qu'une ampoule lumi-neuse, qui est portee par l'element-support de la source.
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On connaît également, en particulier parle brevet américain 2,9Sl,162, des dispositifs qui comportent une enveloppe métallique procurant une protection biologique contre le rayonnement d'une 5 source radioactive, à l'intérieur de laquelle se trouve un cylindre mobile en rotation autour de son axe lon-gitudinal. Ce cylindre comporte deux trous longitu-dinaux, diamétralement opposés. La source radioac-tive est montée sur une barre amovible jouant le rôle 10 de protection biologique et s'engageant dans l'un desdits trous longitudinaux. Une source lumineuse montée sur une barre similaire s'engage dans le deuxième trou longitudinal. L'enveloppe de protection comporte une ouverture conique pour le passage du rayonnement 15 de la source et celui du faisceau lumineux.
De tels dispositi~s connus présentent un certain nombre d'inconvénients. En particulier, ils sont d'un poids élevé et de dimensions relativement importantes. Ceci conduit à un balourd gênant dans 20 le cas de certaines applications pour lesquelles le dispositif d'irradiation est animé dlun mouvement de rotation, telles que le traitement thérapeutigue d'un patient par irradiation d'une partie de son or-ganisme.
Un autre inconvénient des dispositifs d'ir-radiation connus est constitué par un fait qu'il est nécessaire d'accéder à l'intérieur de l'appareil pour changer la source lumineuse ou la source radioactive~
Enfin, les appareils d'irradiation de type 30 connu, utilisant des sources radioactives, présentent un autre inconvénient i~portant qui est le changament de ces sources radioactives lorsqu'elles ont perdu au cours du temps une quantité determinée de leur activité. En particulier, lorsque ces appareils sont 35 utilisés en radiothérapie, il est nécessaire de suspendre B 6481.3 LW
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leur utilisation et de demander à une équipe spécialisée de procéder sur place au changement de ces sources avec un matériel adapté.
En outre, pour certaines applications telles que le traitement thérapeutique d'un patient, il est nécessaire de délivrer un faisceau de photons de dimensions précises et de régler la position de ce faisceau.
Les dispositifs d'irradiation de type connu, qui comportent un système optique éclairant sur un angle solide de 10 4~ stéradians, ne permettent pas une simulation précise du faisceau de photons.
La présente invention a précisément poùr objet un dispositif de stockage d'une source de photons et dlirradiation d'un corps par le rayonnement de 15 cette source qui remédie aux inconvénients des dispositifs antérieurement connus.
Un objet de la présente invention est un dispositif d'irradiation destiné à délivrer un faisceau de photons de dimensions précises, facilement réglable, 20 avec un dispositif assurant une première collimation.
Un autre objet de cette invention est de fournir un dispositif permettant le changement des sources radioactives sans avoir recours à des manipu-lations délicates sur le lieu même de l'utilisation 25 de l'appareil.
Le dispositif d'irradiation selon la présente invention remédie à ces inconvénients, en ce qu'il sert à la fois de dispositif de stockage et de dispositif d'irradiation. La source radioactive est mise en place 30 à l'intérieur du disque de support, son réglage est effectué au moment de la fabrication. Le dispositif muni de sa source déjà réglée est ensuite transporté
sur le lieu d'utilisation. Il suffit alors de le monter de fa~on amovible, par exemple au moyen de vis, sur 35 un bras support, pour qu'il soit prêt à fonctionner B 6481.3 LW
sans aucun réglage supplémentaire. Lorsqu'au bout d'un temps déterminé, l'activité de la source radio-active ayant décru, il est devenu nécessaire de la remplacer, le dispositif d'irradiation est démonté
5 de son bras support, et un dispositif d'irradiation identique comportant ùne source neuve est monté à
sa place. On évite ainsi de recourir à une main-d'oeuvre spécialisée, pour procéder au changement de source.
Plus précisément, le dispositif de stockage 10 d'une source de photons et d'irradiation d'un corps par le rayonnement de ladite source se caractérise en ce qu'il comprend :
- un corps de protection biologique présentant une cavité cylindrique de section ci~culaire et deu~ passages 15 dits respectivement premier et deuxième passages, ces passages débouchant à l'une et à l'autre de leurs extrémités dans ladite cavité et sur la paroi externe du corps, - un disque de protection biologique, de forme complé-20 mentaire à celle de la cavité du corps et présentantd'une part, un logement centré sur un axe perpendiculaire à l'axe de la cavité, ce logement d~ébou~hant sur la paroi latérale du disque, - une source de rayonnement Y con~enue dans ledit 25 logement, - un précollimateur disposé au droit dudit premier passage, - des moyens pour déplacer en rotation ledit disque entre une première position pour laquelle ladite source 30 est en vis-à-vis du précollimateur et une deuxième position pour laquelle la source est en position de stockage.
Ce dispositif comporte notamment les avantages suivants :
- il peut, grâce à sa compacité, être monté aisémen~
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sur son support en position opérationnelle, et grâce à la présence d'une protection biologique intégrée se suffisant à elle-même, être directement utilisé
pour le transport des sources radioactives, cette protection biologique étant constituée partiellement d'uranium appauvri. Cette fonction de stockage de la source permet d'éviter toutes opérations de chargement ou de déchargement de la source sur le lieu d'utilisation.
- il présente un faible encombreme~t, tout en assurant une bonne protection biologique et en s'opposant aux fuites de rayonnement directes ou diffuses, grace à l'utilisation d'un disque rotatif pour la mise en place de la source de photons, - il est amovible, et peut être démonté facilement de son bras-support, - enfin, l'utilisation d'uranium appauvri, dont la capacité d'absorption du rayonnement est supérieure à celle du plomb, pour réaliser la protection biologique permet d'abaisser le poids de ce dispositif. Ceci permet en particulier d~ réduire son balourd lors~u'il est monté sur un bras-support animé diun mouvement de rotation.
Pour certaines applications, il est nécessaire de délivrer un faisceau lumineux de dimensions précises et facilement réglable servant au repérage du faisceau d'irradiation. Pour de telles applications, le disque de protection biologique du dispositif de stockage seIon l'invention présente en outre un passage disposé
dans le plan du disque contenant l'axe dudit logement, ce passage débouchant à l'une et à l'autre de ses extrémités dans deux zones de la paroi latérale du disque susceptible d'~etre simultanément en vis-à-vis desdits premier et deuxième passages r - au moins une fibre optique disposée dans ledit passage du disque, les extrémités de ladite fibre dites respec-tivement extrémités réceptrice et émettrice étant B 6481.3 LW
~aintenues au droit de chacune des extrémités dudit passage par l'intermédiaire de moyens de fixation démontables, - un dispositif optique solidaire dudit corps pour 5 engendrer un rayonnement lumineux sur l'extrémité
réceptrice de ladite fibre ce dispositif étant disposé
au droit dudit deuxième passage.
Cette disposition préférentielle permet une simulation parfaite du faisceau de photons grâce 10 à l'utilisation de l'extrémité émett~ice de la fibre optigue susceptible d'être définie et positionnée avec précision ; elle permet d'autre part, le rempla-cement aisé du dispositif optique destiné à engendrer le rayonnement lumineux sur l'extrémité réceptrice 15 de la fibre optique.
Le dispositif d'irradiation selon l'invention permet en outre, quand la source est en position de stockage, d'accéder à chacune des extremités de la fibre optique par le passage du corps au droit duquel 20 le dispositif optique est disposé, ceci tout en limitant à deux, les positions fixes du disque de protection biologique. Ainsi, après démontage du dispositif optique, il est aisé d'introduire ou d'extraire la fibre optique dans le passage court du disque, et de régler son 25 positionnement au droit des extrémi~és dudit passage.
Selon une disposition préEérentielle de l'invention, les axes des extrémit23 réceptrice et émettrice de la fibre, définissent un angle voisin de 90~. Cette disposition permet de rendre minimale 30 l'irradiation de la fibre optique au cours du fonc-tionnement de l'appareil.
Selon une autre disposition préférentielle de l'invention, l'angle de rotation du disque de pro-tection lorsque la source passe de la position de B 6481.3 LW
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stockage à la position d'irradiation, est de 110.
Cette disposition permet de limiter le débit de fuites du rayonnement de la source, lorsque cette dernière est en position de stockage. Elle permet également de limiter la hauteur du corps de protection entourant le disque.
Selon l'invention, le dispositif de st~ckage d'une source de photons et d'irradiation d'un corps ~ar le rayonnement de cette dernière, comporte de 10 préférence d'une part des moyens électriques de verrouil-lage du disque dans ladite première position permettant l'irradiation, et d'autre part, des moyens mécaniques pour placer automatiquement le disque dans ladite deuxième position correspondant au stockage de la 15 SOUrce Par ailleurs, le corps est de préférence constitué par une masse dans laquelle est inclus un bloc en uranium appauvri, ce bloc définissant la portion de la paroi de la cavité située autour de ladite source 20 lorsque ledit disque est dans la position de stockage.
Un avantage important de l'invention est qu'elle permet un remplacement rapide de la source radioactive.
A cet effet, l'invention a également pour 25 objet un procédé de remplacement et de transport d'une source radioactive. Ce procédé se caractérise en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes :
- on transporte sur le lieu de son utilisation un dispositif d'irradiation muni d'une source neuve préala-blement réglée et prête à l'utilisation, le dispositifd'irradiation jouant le r81e d'un château de radiopro-tection, - on démonte le dispositif d'irradiation portant la sourc~ usagée du bras support sur lequel il est fixé, - on monte le dispositif d'irradiation comportant la source radioactive neuve et préréglée.
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Ainsi, le réglage délicat de la source est effectué au moment de la fabrication du dispositif.
Le démontage du dispositif d'irradiation comportant la source usagée, puis le montage du dispositif d'irra-dl.ation neuf s'effectuent d'une manière simple, sansnecessiter aucun réglage supplémentaire, et par conséquent sans qu'il soit nécessaire de faire appel à une main-d'oeuvre spécialisée.
D'autres caractéristiques et avantages.de 10 la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation du dispositif de l'invention donnée à titre illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure l représente schématiquement un exemple d'installat;on du dispositif d'irradiation fselon l'invention, - la figure 2 représente une coupe transver-sale du dispositif de stockage et d'irradiation selon 20 l~inventiont - la.figure 3 représente une coupe longitudi-nale de ce même dispositif, - la figure 4a représente une vue selon la direction IV de la fi~ure 3, - la figure 4b représente une vue de détail du dispositif de précollimation, - les figures 5 et 6 représentent le détail du système de retour en force du disque de protection biologique.
On a représenté sur la figure l, un dispositif d'irradiation qui peut être utilisé avantageusement en radiothérapie. Cet appareil comporte un support fixe 1, un bras 2 mobile autour d'un axe X-X, un dispo-sitif d'irradiation 3 monté de ~açon amovible sur 35 le bras mobile 2, un précollimateur 13 et un dispositif de collimation secondaire 4 d'axe Y-Y. Le collimateur 4 est fixé de façon amovible sur le bras mobile 2 au m oyen d'un plateau support 15, fixé par des vis 16.
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On a représenté sur la figure 2, une coupe transversale du dispositif d'irradiation 3 de la figure 1.
Ce dispositif d'irradiation comporte une enceinte 5 ayant la forme d'une cuvette munie d'un rebord 6.
S Cette enceinte 5 peut etre fixée de façon amovible sur le bras 2 au moyen de vis traversant ce rebord 6.
Un blindage fixe 7 de protection biologique est placé à l'intérieur de l'enceinte 5. Le blindage 7 entoure au moins partiellement un disque de protection 10 biologique 8 mobile en rota~ion autour d'un axe passant par son centre C. Le disque 8 est muni d'un logmeent 9 destiné à recevoir une source radioactive. Ce logement 9 s'ouvre vers l'extérieur du disque 8 de facon à
laisser passer le faisceau de photons délivré par 15 la source radioactive 10. Le blindage fixe 7 se compose d'un bloc d'uranium appauvri 7a, noyé dans un bloc de plomb 7b. Le bloc d'uranium appauvri 7a entoure la source de photons lorsque cette dernière S2 trouve dans la position de stockage représentée en traits 20 mixtes sur la figure 2. La capacité de l'uranium à
absorber le rayonnement étant environ deux fois supérieure à celle du plomb, l'utilisation d'un bloc d'uranium appauvri permet d'assurer une protection biologique satisfaisante, tout en assurant, une réduction du poids et de la taille du dispositif d'irradiation selon l'invention.
~ ans l'exemple de réalisation représenté
sur la figure 2, une fibre optique 11, destinée a transmettre un flux lumineux, est disposée dans le disque 8. La fibre optique 11 débouche à l'une de ses extrémités lla, dite extrémité réceptrice, en regard d'une source lumineuse 12 fixée à l'extérieur de l'enceinte 5 et à son autre extrémité llb, dite extrémité émettrice, suivant l'axe Y-Y. Chacune des B 6481.3 LW
extrémités réceptrice et émettrice est maintenue par l'intermédiaire de moyens de réglage de leur positionnement.
Le dispositif optique 12 focalise un rayonnement lumineux sur l'extrémité réceptrice de la fibre optique 11, ce dispositif optique 12 pouvant par exemple consister en une source lumineuse associée à un réflecteur pour la focalisation de son fa;sceau ~umineux. Par rayonnement lumineux, il convient d'entendre dans le présent texte un rayonnement électromagnétique situé dans la partie 10 visible du spectre.
Le passage prévu dans le disque 8 de la fibre optique 11 présente une forme sensiblement recti-ligne, à l'exception de ses extrémités. De préférence, les extrémités émettrice et réceptrice de la fibre 15 11 déterminent un angle au centre égal à 90. Une telle disposition permet de rendre minimale l'irradiation de la fibre optique au cours du fonctionnement de l'appareil. On a désigné sur la figure 2, par a l'angle de rotation du disque 8 qui permet de passer de la 20 position d'irradiation de la source radioactive 10 représentée en traits pleins, à la position de stockage de cette même source, représen~ée en traits mixtes.
La valeur de l'angle a est de llG. Cette valeur permet de limiter le débit de fuites du rayonn2ment lorsque 25 la source radioactive 10 est en position de stockage ainsi que la hauteur du corps de protection biologique 7 entourant le disque 8.
On a représenté sur la figure 3, une coupe longitudinale du dispositif d'irradiation représenté
30 sur la figure 2. Cette vue montre en particulier l'en-semble des positionnements du disque 8 apte à assurer une alternance rapide des positions d'irradiation et de stockage, avec verrouillage du disque en position d'irradiation et retour de ce dernier en position 35 de stockage lors d'une action de sécurité ou dans l'éventualité d'une panne électrique.
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Le disque 8, monté sur des roulements 15, est solidaire en rotation de l'arbre 16. Un disque d'embrayage 18 est monté en boub de l'arbre 16. Un pi.gnon 20, monté libre. en rotation sur l'arbre 16, pe!ut être accouplé à cet arbre au moyen de llembrayage électromagnétique 22. Lorsque l'embrayage électromagnétique 22 est aiimenté, l'arbre 16 est entraîné en rotation par le pignon 24 du moto-réducteur 26. D'autre part, l'arbre 16 est solidaire en rotation, par exemple au moyen d'un clavetage, d'un pignon 30 entra;nant une crémaillère 32 qui est destinée à définir les positions d'irradiation et de stockage du disque 8.
On a d'autre part représenté schématiquement en traits mixtes, le bras mobile 2 sur lequel est 15 monté le dispositif de l'invention, le dispositif de maintien de la position du disque 8 désigné par la référence 36 et enfin, le dispositif 38 de visualisation de la position du disque. Ces dispositifs seront décrits plus en détail en référence aux figures 4, 5 et 6.
On a représenté sUr la figure 4a, une vuP
selon la flèche IV de la figure 3, du dispositif repré-senté sur cette figure. Cette figure montre en particulier le dispositif 41 de détection de la position du disque 8.
La crémaillère 32 est susceptible d'être 25 déplacée par un motoréducteur entre une première position, représentée en traits pleins sur la figure 4, pour laquelle elle est en butée contre une ventouse électro-magnétique 35 réglable en position au moyen d'un écrou 39, et une dauxième position, représentée en traits 30 mixtes sur la figure 4, pour laquelle la crémaillère 32 se trouve à proximité d'un ensemble amortisseur 40 dont l'action est ré~lée par le positionnement de la tige 42.
Un contact électrique 41 commande 1'arrêt 35 de l'embrayage électromagnétique 22, lorsque la crémaillère 32 parvient, en étant d~placée suivant le sens de B 6481.3 LW
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la flèche f, à une faible distance de la ventouse électromagnétique 36. Par ailleurs, pour permettre le retour automatique du disque 8 en position de stockage, un ressort 44 est interposé entre une paroi de la 5 crémaillère 32 et une paroi fixe solidaire de l'enceinte 5, de façon à ce que le disque passe automatiquement selon le sens de la flèche F de la position d ! irradiation à la position de stockage lors du déclenchement d'un organe de sécurité ou lors d'une panne électrique.
1 Un deu~ième contact électrique 46 actionné
par le doigt 45, permet de déterminer la position de fin de course de la crémaillère 32 lorsque celle-ci se trouve à proximité du dispositif amortisseur 40.
Enfin, un troisièm~ contact electrique 48 permet de d~terminer le début de l'irradiation. En effet, le déhut de cette irradiation est déterminé
par le moment où la source radioactive 10 commence à apparaître dans le précollimateur. Cette position ! 20 de la source désignée par la référence lOa a été repré-sentée sur la figure 4b.
Enfin, on a représenté, en traits mixtes, sur la fig. 4a, une deuxième position lOb de la source radioactive, qui correspond à un léger dépassement 25 par la source radioactive 10 de la position de l'axe Y-Y du dispositif de collimation. Cette disposition a pour but de permettre un rattrapage du jeu inévitable de lz crémaillère et du plgnon d'entrainement.
On a représenté en 5 sur la figure 4b le 30dispositif de précollimation avec en outre, représenté
en traits mixtes un dispositif de collimation secondaire 50 associé à la tête d'irradiation.
On a représenté sur les figures 5 et 6 le détail du système permettant le retour en force du 35disque 8 en cas d'incident. Ce dispositif, désigné
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par la réEérence générale 38, se compose d'un toc 60 rendu solidaire de l'arbre 16 au moyen d'un clavetage.
Le toc 60 porte un doigt de toc 62. La rotation du toc 60 est limitée par deux butées 64 et 66. La butée 5 64, qui est une butée en caoutchouc, correspond à
la position d'irradiation. La butée 66 correspond à la position de stockage de la source radioactive 10. D'autre part, un disque 68 est solidaire du toc 60. Le disque 68 comporte des zones colorées correspondant 10 aux différentes positions du disque. On trouve ainsi successivement une zone 68a de couleur verte correspondant à la position de stockageet une zone 68c rouge corres-pondant à la position d'irradiation.
Un levier 70, dont le débattement angulaire est limité, est monté fou sur l'extrémité de l'arbre 16. Ce levier permet la commande en force du disque 8 au moyen du toc 60. On remarque que l'arbre 16 ne peut être entra;né grâce à ce dispositif que dans 20 un sens, ce sens correspondant au passage de la position d'irradiation à la position de stockage.
On a représenté sur la figure 5, en traits mixtes, les positions 70a et 70~ du levier 70 qui correspondent respectivement aux positions d'irradiation 25 et de stockage. Un indexage extérieur 72 situé en regard du disaue 68 per~et de déterminer grace aux zones colorées de ce disque sa position.
Le dispositif d'irradiation qui vient d'être décrit, présente l'avantage important de servir éga-30 lement de chateau de radioprotection pour le transportde la source radioactive. Ceci permet de régler la source en usine, au moment de la fabrication, et d'effectuer d'une manière simple, sans recourir à une main-d'oeuvre spécialisée, le changement de source radioactive.
35 pour cela, on transporte un dispositif d'irradiation muni d'une source neuve préalablement réglée et prête à l'utilisation sur le lieu de son utilisation, le dispositif d'irradiation jouant le role d'un château de radioprotection.
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The subject of the present invention is a device storage of a source of photons y and irradia-tion of a body by the radiation of said source. The device applies to human and veterinary therapy nary, metrology, biology, in particular research, medicine and veterinary research.
The invention also relates to a method for transporting and replacing a radioactive source in an irradiation device.
More precisely, the invention relates to a dis-positive of the type comprising a biolo-gique, an element of support disc of a source of photons mobile in said body between a first ~ re tion allowing the storage of the source in good biological protection conditions and a second position allowing emission outside the body of a photon beam, a precollimator to limit the beam has a given area of the body irradiated. For certain applications, such as telecobal-therapy, the device according to the invention further comprises an optical assembly for generating a beam light simulating the photon beam and a device tif of secondary collimation.
We know ~ t devices of the aforementioned type designed prior to the present invention which comprises carry a support element of a photon source, mobile in translation, and an optical assembly made up by a light source, such as a light bulb neuse, which is carried by the support element of the source.
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Also known, in particular by the American patent 2,9Sl, 162, devices which have a metal casing providing biological protection against radiation from 5 radioactive source, inside which is a cylinder movable in rotation around its axis lon-gitudinal. This cylinder has two longitu-diametrically opposed. The radioactive source tive is mounted on a removable bar playing the role 10 of biological protection and engaging in one said longitudinal holes. A light source mounted on a similar bar engages in the second longitudinal hole. The protective envelope includes a conical opening for the passage of radiation 15 of the source and that of the light beam.
Such known dispositi ~ s have a number of drawbacks. In particular, they are of high weight and relatively large important. This leads to an annoying imbalance in 20 the case of certain applications for which the irradiation device is animated by a movement rotation, such as therapeutic treatment of a patient by irradiation of part of his or-ganism.
Another disadvantage of ir-known radiation is constituted by a fact that it is necessary to access the interior of the device to change the light source or radioactive source ~
Finally, type irradiation devices 30 known, using radioactive sources, present another disadvantage i ~ bearing which is the changament of these radioactive sources when they lost over time a specified amount of their activity. In particular, when these devices are 35 used in radiotherapy, it is necessary to suspend B 6481.3 LW
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their use and ask a specialized team to change these sources on the spot with suitable equipment.
In addition, for certain applications such that a patient's therapeutic treatment it's necessary to deliver a beam of photons of dimensions precise and adjust the position of this beam.
Irradiation devices of known type, which include an optical system illuminating on a solid angle of 10 4 ~ steradians, do not allow precise simulation of the photon beam.
The present invention is precisely for object a device for storing a photon source and irradiation of a body by the radiation of 15 this source which remedies the drawbacks of the devices previously known.
An object of the present invention is a irradiation device for delivering a beam photons of precise dimensions, easily adjustable, 20 with a device ensuring a first collimation.
Another object of this invention is to provide a device for changing the radioactive sources without resorting to manipulation delicate lations at the place of use 25 of the apparatus.
The irradiation device according to the present invention overcomes these disadvantages, in that it serves both as a storage device and as a device irradiation. The radioactive source is put in place 30 inside the support disc, its setting is made at the time of manufacture. The device with its source already set is then transported at the place of use. Then just mount it in ~ fa removable, for example by means of screws, on 35 a support arm, so that it is ready to operate B 6481.3 LW
without any additional adjustment. When at the end of a determined time, the activity of the radio source active having decreased, it became necessary to replace, the irradiation device is disassembled 5 of its support arm, and an irradiation device identical with a new source mounted on its place. This avoids the need for labor specialist, to change the source.
More specifically, the storage device 10 of a photon source and a body irradiation by the radiation of said source is characterized in that it includes:
- a biological protection body having a cylindrical cavity of ci section ~ circular and two ~ passages 15 said first and second passages respectively, these passages leading to either of their ends in said cavity and on the outer wall from the body, - a biological protection disc, of complete shape 20 mentally to that of the body cavity and having, on the one hand, a housing centered on a perpendicular axis at the axis of the cavity, this housing d ~ ebou ~ haunts on the side wall of the disc, - A source of radiation Y con ~ enue in said 25 accommodation, - a pre-collector placed in front of said first passage, - Means for rotating said disc between a first position for which said source 30 is facing the precollimator and a second position for which the source is in position of storage.
This device notably has the advantages following:
- it can, thanks to its compactness, be easily mounted ~
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on its support in operational position, and thanks the presence of integrated biological protection self-sufficient, be used directly for the transport of radioactive sources, this biological protection being partially constituted depleted uranium. This storage function of the source avoids all loading operations or unloading the source at the place of use.
- It has a small footprint ~ t, while ensuring good biological protection and by opposing direct or diffuse radiation leaks, thanks when using a rotating disc for setting place of photon source, - it is removable, and can be dismantled easily of its support arm, - finally, the use of depleted uranium, the radiation absorption capacity is greater to lead, to achieve biological protection allows to lower the weight of this device. This allows in particular to reduce its imbalance when it is mounted on an arm supported by a movement of rotation.
For some applications, it is necessary to deliver a light beam of precise dimensions and easily adjustable to locate the beam irradiation. For such applications, the disc of biological protection of the storage device if the invention further presents a passage arranged in the plane of the disc containing the axis of said housing, this passage leading to both of its ends in two areas of the side wall of the disc likely to be simultaneously opposite of said first and second passages r - at least one optical fiber placed in said passage of the disc, the ends of said fiber called respec-both receiving and transmitting ends being B 6481.3 LW
~ intervened at the right of each end of the said passage through fastening means removable, - an optical device integral with said body for 5 generate a light radiation on the end receiving said fiber, this device being arranged to the right of said second pass.
This preferential arrangement allows a perfect simulation of the photon beam thanks to 10 when using the emitting ~ ice end of the fiber optigue likely to be defined and positioned precisely ; on the other hand, it replaces easy cementing of the optical device intended to generate light radiation on the receiving end 15 of optical fiber.
The irradiation device according to the invention also allows, when the source is in position storage, to access each of the ends of the optical fiber through the passage of the body to the right of which 20 the optical device is arranged, this while limiting two, the fixed positions of the protective disc organic. Thus, after dismantling the optical device, it is easy to introduce or extract optical fiber in the short passage of the disc, and adjust its 25 positioning to the right of the extremi ~ és of said passage.
According to a preEerential provision of the invention, the axes of the receiving extremities and emitting fiber, define a neighboring angle from 90 ~. This provision makes it possible to make minimal 30 the irradiation of optical fiber during operation operation of the device.
According to another preferential provision of the invention, the angle of rotation of the pro-tection when the source passes from the position of B 6481.3 LW
11 ~ 7'` ~ 1 7 ~: ~
storage at the irradiation position, is 110.
This arrangement limits the flow of leaks radiation from the source, when the latter is in storage position. It also allows limit the height of the surrounding protective body the disc.
According to the invention, the st ~ ckage device of a photon source and a body irradiation ~ ar the radiation of the latter, includes 10 preferably on the one hand electrical locking means lage of the disc in said first position allowing irradiation, and secondly, mechanical means to automatically place the disc in said second position corresponding to the storage of the 15 source Furthermore, the body is preferably consisting of a mass in which is included a depleted uranium block, this block defining the portion of the wall of the cavity located around said source 20 when said disc is in the storage position.
An important advantage of the invention is that it allows a quick replacement of the source radioactive.
To this end, the invention also has for 25 subject a method of replacing and transporting a radioactive source. This process is characterized in that that it comprises the following successive stages:
- we transport to the place of use a irradiation device provided with a new source prior to properly adjusted and ready for use, the irradiation device playing the role of a radiopro-tection, - the irradiation device carrying the sourc ~ used of the support arm on which it is fixed, - the irradiation device comprising the the new and preset radioactive source.
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l ~ 771 ~ '~
So the delicate source setting is performed at the time of manufacture of the device.
Disassembly of the irradiation device comprising the used source, then mounting the irra-dl.ation neuf is carried out in a simple way, without requiring any additional adjustment, and consequently without the need for a hand of specialized work.
Other features and benefits.
10 the present invention will appear more clearly on reading the following description of an example for making the device of the given invention by way of illustration and in no way limitative, with reference to the accompanying drawings in which:
- Figure l shows schematically an example of an installation; of the irradiation device according to the invention, - Figure 2 shows a cross-section dirty storage and irradiation device according to 20 invention - la.figure 3 represents a longitudi section nale of this same device, - Figure 4a shows a view along direction IV of fi ~ ure 3, - Figure 4b shows a detail view the precollimation device, - Figures 5 and 6 show the detail of the protective disc force feedback system organic.
FIG. 1 shows a device which can be used advantageously in radiotherapy. This device has a support fixed 1, an arm 2 movable around an axis XX, a provision irradiation setter 3 mounted on ~ removable hook 35 the movable arm 2, a precollimator 13 and a device of secondary collimation 4 of axis YY. Collimator 4 is removably attached to the movable arm 2 by means of a support plate 15, fixed by screws 16.
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There is shown in Figure 2, a section transverse of the irradiation device 3 of FIG. 1.
This irradiation device includes an enclosure 5 having the shape of a bowl provided with a rim 6.
S This enclosure 5 can be removably attached on the arm 2 by means of screws passing through this rim 6.
A fixed shield 7 of biological protection is placed inside the enclosure 5. The shield 7 at least partially surrounds a protective disc 10 biological 8 mobile in rota ~ ion around a passing axis by its center C. The disc 8 is provided with a logmeent 9 intended to receive a radioactive source. This accommodation 9 opens towards the outside of the disc 8 so as to pass the photon beam delivered by 15 the radioactive source 10. The fixed shield 7 consists of a block of depleted uranium 7a, embedded in a block lead 7b. The depleted uranium block 7a surrounds the photon source when the latter S2 finds in the storage position shown in lines 20 mixed in Figure 2. The ability of uranium to absorb the radiation being about twice as much to that of lead, the use of a block of uranium depleted provides biological protection satisfactory, while ensuring, a reduction in weight and size of the irradiation device according to the invention.
~ years the example of realization shown in FIG. 2, an optical fiber 11, intended for transmit a luminous flux, is arranged in the disk 8. The optical fiber 11 leads to one of its ends lla, called the receiving end, in look of a light source 12 fixed to the outside of enclosure 5 and at its other end llb, called emitting end, along the YY axis. Each of B 6481.3 LW
receiving and transmitting ends is maintained by by means of adjusting their positioning.
The optical device 12 focuses light radiation on the receiving end of the optical fiber 11, this optical device 12 can for example consist into a light source associated with a reflector for focusing his fa; uminous seal. By radiation bright, it should be understood in this text electromagnetic radiation located in the part 10 visible from the spectrum.
The passage provided in disc 8 of the optical fiber 11 has a substantially recti-line, except for its ends. Preferably, the emitting and receiving ends of the fiber 15 11 determine an angle at the center equal to 90. A
such a provision makes it possible to minimize the irradiation of optical fiber during the operation of the device. We have designated in Figure 2, by the angle of rotation of the disc 8 which makes it possible to pass from the 20 radioactive source irradiation position 10 shown in solid lines, in the storage position from the same source, represented ~ ée in phantom.
The value of the angle a is llG. This value allows to limit the rate of radiation leakage when 25 radioactive source 10 is in storage position as well as the height of the body of biological protection 7 surrounding the disc 8.
There is shown in Figure 3, a section view of the irradiation device shown 30 in FIG. 2. This view shows in particular the seems to position the disc 8 capable of ensuring rapid alternation of irradiation positions and storage, with disc lock in position irradiation and return of the latter to position 35 of storage during a security action or in the possibility of an electrical failure.
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The disc 8, mounted on bearings 15, is integral in rotation with the shaft 16. A disc clutch 18 is mounted on the shaft 16. A
pi.gnon 20, free mounted. in rotation on the shaft 16, can be coupled to this shaft by means of the clutch electromagnetic 22. When the electromagnetic clutch 22 is powered, the shaft 16 is rotated by the pinion 24 of the gear motor 26. On the other hand, the shaft 16 is integral in rotation, for example by means of keying, a pinion 30 entering;
a rack 32 which is intended to define the disc irradiation and storage positions 8.
We have also shown schematically in dashed lines, the movable arm 2 on which is 15 mounted the device of the invention, the device maintaining the position of the disc 8 designated by the reference 36 and finally, the display device 38 disc position. These devices will be described in more detail with reference to Figures 4, 5 and 6.
FIG. 4a shows a vuP
according to arrow IV of FIG. 3, of the device represented felt on this figure. This figure shows in particular the device 41 for detecting the position of the disc 8.
Rack 32 is likely to be 25 moved by a gearmotor between a first position, shown in solid lines in FIG. 4, for which it abuts against an electro-magnetic 35 adjustable in position by means of a nut 39, and a second position, shown in lines 30 mixed in Figure 4, for which the rack 32 is located near a shock absorber assembly 40 whose action is re ~ lated by positioning of the rod 42.
An electrical contact 41 controls the stopping 35 of the electromagnetic clutch 22, when the rack 32 succeeds, being moved in the direction of B 6481.3 LW
'7 ~
arrow f, a short distance from the suction cup electromagnetic 36. Furthermore, to allow the automatic return of the disk 8 to the storage position, a spring 44 is interposed between a wall of the 5 rack 32 and a fixed wall integral with the enclosure 5, so that the disc plays automatically according to the direction of the arrow F of the position d! irradiation to the storage position when a safety device or during a power failure.
1 A deu ~ th electrical contact 46 actuated by finger 45, used to determine the position end of stroke of rack 32 when it this is near the shock absorber 40.
Finally, a third ~ electrical contact 48 used to determine the start of irradiation. In indeed, the debut of this irradiation is determined by the time the radioactive source 10 begins to appear in the pre-collimator. This position ! 20 from the source designated by reference 10a has been shown felt in Figure 4b.
Finally, we have shown, in dashed lines, in fig. 4a, a second position lOb of the source radioactive, which corresponds to a slight overshoot 25 by the radioactive source 10 of the axis position YY of the collimation device. This provision aims to allow an inevitable game catch-up lz rack and plgnon training.
5 is shown in Figure 4b the 30 precollimation device with, in addition, shown in dashed lines a secondary collimation device 50 associated with the irradiation head.
Figures 5 and 6 show the detail of the system allowing the force to return 35 disc 8 in case of an incident. This device, designated ;
B 6481.3 LW I ~
by general reference 38, consists of a knock 60 made integral with the shaft 16 by means of a keying.
The toc 60 carries a toc finger 62. The rotation of the toc 60 is limited by two stops 64 and 66. The stop 5 64, which is a rubber stopper, corresponds to the irradiation position. Stop 66 corresponds at the storage position of the radioactive source 10. On the other hand, a disc 68 is integral with the knock 60. The disc 68 has corresponding colored zones 10 at the different positions of the disc. We thus find successively a corresponding green area 68a at the storage position and a corresponding red area 68c laying in the irradiation position.
A lever 70, whose angular movement is limited, mounted mad on the end of the shaft 16. This lever allows the force control of the disc 8 by means of the toc 60. We note that the tree 16 does can be entered; born thanks to this device only in 20 one direction, this direction corresponding to the passage from the position irradiation at the storage position.
There is shown in Figure 5, in lines mixed, positions 70a and 70 ~ of lever 70 which correspond respectively to the irradiation positions 25 and storage. An external indexing 72 located in look of the disaue 68 per ~ and determine thanks to colored areas of this disc its position.
The irradiation device which has just been described, has the important advantage of also serving 30 also a radiation protection castle for the transport of the radioactive source. This adjusts the factory source, at the time of manufacture, and perform in a simple way, without resorting to manpower specialized, change of radioactive source.
35 for this, we carry an irradiation device provided with a new source previously adjusted and ready during use at the place of use, the irradiation device playing the role of a castle radiation protection.
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Claims (9)
- un corps de protection biologique pré-sentant une cavité cylindrique de section circulaire et deux passages dits respectivement premier et deuxième passages, ces passages débouchant à l'une et à l'autre de leurs extrémités dans ladite cavité et sur la paroi externe du corps;
- un disque de protection biologique, de forme complémentaire à celle de la cavité du corps et présentant, d'une part, un logement centre sur un axe perpendiculaire à l'axe de la cavité, ce logement débou-chant sur la paroi latérale du disque, et présentant, d'autre part, un passage disposé dans le plan du disque contenant l'axe dudit logement, ce passage débouchant à l'une et à l'autre de ses extrémités dans deux zones de la paroi latérale du disque susceptible d'être simul-tanément en vis-à-vis desdits premier et deuxième passa-ges;
- une source de rayonnement .gamma. contenue dans ledit logement;
- un précollimateur disposé au droit du-dit premier passage;
- des moyens pour déplacer en rotation le-dit disque entre une première position pour laquelle la-dite source est en vis-à-vis du précollimateur et une deuxième position pour laquelle la source est en posi-tion de stockage;
- au moins une fibre optique disposée dans ledit passage du disque, les extrémités de ladite fibre dites respectivement extrémités réceptrice et é-mettrice étant maintenues au droit de chacune des extré-mites dudit passage par l'intermédiaire de moyens de fixation démontables;
- un dispositif optique solidaire dudit corps pour engendrer un rayonnement lumineux sur l'extré-mité réceptrice de ladite fibre, ce dispositif étant disposé au droit dudit deuxième passage. 1. Device for storing a source of photons and irradiation of a body by radiation from said source, characterized in that it comprises:
- a pre-biological protection body feeling a cylindrical cavity of circular section and two passages called first and second respectively passages, these passages leading to both of their ends in said cavity and on the wall external of the body;
- a biological protection disc, shape complementary to that of the body cavity and having, on the one hand, a center housing on an axis perpendicular to the axis of the cavity, this housing opens out edge on the side wall of the disc, and presenting, on the other hand, a passage arranged in the plane of the disc containing the axis of said housing, this passage opening at either end in two zones of the side wall of the disc likely to be simulated temporarily opposite said first and second pass ges;
- a .gamma radiation source. contained in said accommodation;
- a pre-collector willing to the right of-said first pass;
- means for rotating the said disc between a first position for which the-said source is opposite the precollimator and a second position for which the source is in posi-storage;
- at least one optical fiber arranged in said passage of the disc, the ends of said fiber respectively said receiving end and é-being maintained at the right of each of the mites of said passage by means of removable fasteners;
- an optical device integral with said body to generate light radiation on the outside mite receiving said fiber, this device being disposed at the right of said second passage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA000352177A CA1177179A (en) | 1980-05-16 | 1980-05-16 | Device for the storage of a photon source and the radiation of a body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CA000352177A CA1177179A (en) | 1980-05-16 | 1980-05-16 | Device for the storage of a photon source and the radiation of a body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CA1177179A true CA1177179A (en) | 1984-10-30 |
Family
ID=4116983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA000352177A Expired CA1177179A (en) | 1980-05-16 | 1980-05-16 | Device for the storage of a photon source and the radiation of a body |
Country Status (1)
Country | Link |
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CA (1) | CA1177179A (en) |
-
1980
- 1980-05-16 CA CA000352177A patent/CA1177179A/en not_active Expired
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