CZ15294U1

CZ15294U1 - Asymmetric screen of radionuclide irradiators

Info

Publication number: CZ15294U1
Application number: CZ200516322U
Authority: CZ
Inventors: Pavel Ing. Krupička
Original assignee: Ujp Praha A. S.
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2005-04-04

Description

Technické řešení se týká clony ozařovačů využívajících radionuklídových zdrojů záření, popřípadě jiných druhů záření, pro radioterapeutické aplikace.The technical solution relates to iris diaphragms using radionuclide radiation sources or other types of radiation for radiotherapeutic applications.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Asymetrické pole, vymezené svazkem radioaktivního záření vycházejícího ze zářiče umístěného nad clonou, se v současné době využívá pouze v elektronových urychlovačích. Využití vlastností asymetrického pole při aplikaci radioterapie je přitom velmi důležité při léčbě specifických druhů nádorů. Dosud se pro odstínění části svazku paprsku a tím vytvoření asymetrického pole využívalo stínících bloků, složitě umísťovaných do svazku záření mezi zdroj a pacienta, jak je tomu například v řešení podle užitného vzoru č. 4117. Při opakované terapii s tímto zařízením se však zpravidla nedosahovalo požadované přesnosti odstínění svazku záření. V ozařovacím zařízení podle patentové přihlášky US 2004/213381 je svazek záření ze zdroje v přerušovači rozdělen na množinu dílčích svazků záření, které po samostatném průchodu příslušným ovladačem a kolimátorem dopadají na ozařovaný povrch. Plochy ozařované jednotlivými dílčími svazky záření se řízené překrývají, přičemž mírou překrývání dílčích svazků záření na ozařovaném povrchu je možno dosáhnout požadované intenzity a dávky ozáření. Jiné řešení uvádí patent US 5216255. V zařízení podle tohoto patentu prochází svazek záření kolimátorem se soustavou lopatek, orientovaných kolmo k ose svazku záření, přičemž lopatky jsou orientovány tak, aby umožňovaly změnu šíře svazku záření. Změnou intenzity záření při nastavené šíři svazku v kombinaci s rotací kolimátoru je na ozařovaném povrchu dosaženo požadované dávky ozáření. Podobné zařízení popisuje patentová přihláška WO 96/19262. Zařízení pro léčbu nádorových onemocnění podle tohoto dokumentuje tvořeno předkolimátorem svazku záření, který procházející záření zmoduluje do čtvercového průřezu, a koncovým kolimátorem, jehož nejméně čtyři segmenty jsou sa25 mostatně nastavitelné ve dvou směrech pomocí ovládacího motoru. Koncový kolimátor je upevněn v zařízení tak, aby mohl rotovat s osou rotace shodnou s osou svazku záření. Výsledkem pohybu segmentů koncového kolimátoru společně sjeho rotací je potom asymetrické pole.The asymmetric field, delimited by the beam of radioactive radiation emanating from the emitter located above the aperture, is currently used only in electron accelerators. The use of asymmetric field properties in radiotherapy is very important in the treatment of specific types of tumors. Until now, shielding blocks have been used to shield part of the beam and thus create an asymmetric field, complexly positioned in the radiation beam between the source and the patient, as in the utility model No. 4117. However, repeated therapy with this device has generally failed to achieve radiation shielding accuracy. In the irradiation device according to patent application US 2004/213381, the radiation beam from the source in the interrupter is divided into a plurality of partial beams of radiation which, upon separate passage through the respective actuator and collimator, impinge on the irradiated surface. The areas irradiated by the individual radiation sub-beams are controlled overlap, and the degree of overlap of the radiation sub-beams on the irradiated surface can achieve the desired irradiation intensity and dose. Another solution is disclosed in U.S. Pat. No. 5,216,255. In the apparatus of this patent, the radiation beam passes through a collimator with a plurality of vanes oriented perpendicular to the axis of the radiation beam, the vanes oriented so as to allow the width of the radiation beam to be changed. By varying the radiation intensity at the set beam width in combination with the collimator rotation, the desired radiation dose is achieved on the irradiated surface. A similar device is described in patent application WO 96/19262. The cancer treatment device according to this document comprises a radiation collimator pre-collimating which transmits radiation to a square section and an end collimator whose at least four segments are substantially adjustable in two directions by means of a control motor. The end collimator is mounted in the device so that it can rotate with the axis of rotation coinciding with the axis of the radiation beam. The movement of the end collimator segments together with their rotation results in an asymmetric field.

Podstata technického řešeniThe essence of the technical solution

Asymetrická clona radionuklídových ozařovačů podle tohoto technického řešení umožňuje jed30 noduchým způsobem aplikovat asymetrická pole, která jsou při mnoha typech radioterapie velice důležitá. Zároveň však lze nastavit tuto clonu také jako symetrickou.The asymmetric iris diaphragm of the radionuclide irradiators according to the present invention allows the asymmetric fields to be applied in a simple manner, which are very important in many types of radiotherapy. At the same time, this aperture can also be set as symmetrical.

Asymetrická clona obsahuje čtyři segmenty - lopatky clony, které kolimují procházející svazek záření. Lopatky jsou uspořádány po dvojicích tak, že dvojice proximálních lopatek je umístěna blíže zdroje záření kolmo na dvojici distálních lopatek, která je umístěna dále od zdroje záření.The asymmetric iris consists of four segments - iris blades that collimate the transmitted beam. The vanes are arranged in pairs such that the pair of proximal vanes is located closer to the radiation source perpendicular to the pair of distal vanes, which is located away from the radiation source.

Lopatky jsou zavěšeny ve výklopných čepech, pomocí kterých je každá z lopatek upevněna na nosiči lopatek v horním dílu ozařovače. Každá z lopatek je opatřena pohybovým mechanismem, který je tvořen pohybovým šroubem a převodovým mechanismem s elektrickým motorem. Každý pohybový mechanismus je opatřen snímačem polohy, který přesně ukazuje polohu lopatky vůči středu svazku záření, popřípadě lze pomocí řídící elektroniky polohu indikovat i vzhledem k jinému bodu.The blades are hinged in hinged pins, by means of which each of the blades is attached to the blade carrier in the upper part of the irradiator. Each of the blades is provided with a movement mechanism consisting of a movement screw and a gear mechanism with an electric motor. Each movement mechanism is provided with a position sensor that accurately shows the position of the blade relative to the center of the radiation beam, or the position electronics can also be used to indicate the position with respect to another point.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení je zobrazeno na obrázcích 1 až 4. Obrázek 1 představuje pohled na asymetrickou clonu se znázorněným nosičem lopatek v horním dílu ozařovače a na samostatné pohony clony. Na obrázcích 2 až 4 jsou detaily pohonu jedné lopatky clony z vhodných úhlů pohledu.The technical solution is shown in Figures 1 to 4. Figure 1 is a view of the asymmetric orifice with the blade carrier shown in the upper part of the irradiator and the separate orifice drives. Figures 2 to 4 show details of the drive of one orifice blade from suitable viewing angles.

- 1 CZ 15294 Ul- 1 CZ 15294 Ul

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Clona ozařovacího zařízení podle obr. 1 se skládá z horního dílu ozařovače I, ve kterém jsou zavěšeny ve výklopných čepech lopatky clony 2.The iris of the irradiation device according to Fig. 1 consists of the upper part of the irradiator I, in which the blades of the iris 2 are suspended in the hinged pins.

Popis vlastního mechanismu je znázorněn na obrázcích 2, 3 a 4. Každá lopatka clony 2 je v dolní 5 části pomocí lineárního ložiska 3 a čepu 4 spojena s pohybovým šroubem 5.A description of the mechanism itself is shown in Figures 2, 3 and 4. Each aperture blade 2 is connected to the motion screw 5 in the lower 5 part by means of a linear bearing 3 and a pin 4.

Pohon pohybového šroubu 5 zajišťuje motor s převodovkou 7, který přes ozubený převod 6 pohání matici pohybového šroubu. Díky velkému převodu v převodovce 7 mezi motorem a maticí pohybového šroubu a přesnému vymezení vůlí lze dosáhnout velmi jemného nastavení polohy lopatky clony 2. Celý mechanismus pohonu ozubenými převody s maticí pohybového šroubuje ío uložen na dutém hřídeli 14 a zároveň je vše umístěno v trubce 15, která je čtyřmi šrouby 16 připevněna k tělesu clony 17.The drive of the motion screw 5 is provided by a geared motor 7 which drives the motion screw nut via a gear 6. Thanks to the large transmission in the gearbox 7 between the motor and the movement screw nut and the exact clearance clearance, a very fine adjustment of the aperture blade position 2 can be achieved. The entire gear mechanism with the movement screw nut is mounted on the hollow shaft 14 and which is attached to the body of the orifice 17 by four screws 16.

Polohu lopatky odečítá přesné rotační čidlo 8, jehož rotace je odvozena od rotace dutého hřídeleThe blade position is read by a precision rotary encoder 8, the rotation of which is derived from the rotation of the hollow shaft

14, respektive od rotace matice pohybového šroubu, uzavřené v dutém hřídeli. Ozubené kolo 10, umístěné na hřídeli rotačního čidla 8 je rozděleno na dvě části a proti sobě jsou tyto části tlačeny tažnými pružinami, čímž se dociluje bezvůlového ozubeného převodu. Díky tomu je odečítání polohy velmi přesné. Rotační čidlo 8 je šrouby připevněno pomocí držáku 9 čidla k nosné trubce14, respectively, from the rotation of the nut of the motion screw enclosed in the hollow shaft. The gear 10, located on the shaft of the rotary encoder 8, is divided into two parts and these parts are pushed against each other by tension springs, thereby achieving a play free gear. This makes positioning very accurate. The rotary sensor 8 is bolted to the support tube by means of the sensor holder 9

15.15 Dec

Kromě odečítání přesné polohy pohybujících se lopatek clony 2 jsou jejich mezní polohy jištěny dvěma koncovými spínači 11, které jsou upevněny na krakorci _L2 a ten na nosné trubce J_5.In addition to reading the exact position of the moving blades of the orifice 2, their limit positions are secured by two limit switches 11, which are fastened to the bracket 12 and the latter to the support tube 15.

Dorazy Γ8 koncových spínačů odvozují svoji polohu z polohy tělesa lineárního ložiska 3 a jsou připevněny na nosič 13 dorazů pomocí dvou šroubků. Poloha dorazů L8 se seřizuje posunutím dorazů v drážkách na nosiči 13 dorazů.The limit switch stops Γ8 derive their position from the position of the linear bearing housing 3 and are fixed to the stopper carrier 13 with two screws. The position of the stops L8 is adjusted by displacing the stops in the grooves on the stop carrier 13.

Další výhodou řešení pohonu lopatky clony 2 s odečítáním její polohy rotačním čidlem 8 a s koncovými spínači JJ. je snadná vyměnitelnost celého mechanismu. Vzhledem k tomu, že všechny části jsou připevněny na nosné trubce J5, lze vyjmutím dvojice čepů 4 a odšroubováním šroubů odebrat celý mechanismus a vyměnit za nový, což přináší urychlení servisních zásahů.A further advantage of the aperture solution of the aperture 2 with reading its position by a rotary sensor 8 and with limit switches 11. it is easy to replace the entire mechanism. Since all parts are attached to the support tube J5, the entire mechanism can be removed and replaced with a new one by removing the pair of pins 4 and unscrewing the screws, thus speeding up service interventions.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Asymetrickou clonu ozařovacích zařízení lze využít ve všech typech lékařských ozařovačů.The asymmetrical iris diaphragm can be used in all types of medical irradiators.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. An asymmetric iris diaphragm of radionuclide irradiators characterized in that it comprises four iris blades

2), mounted hingedly on the blade carrier in the upper part of the irradiator (1), each blade having its own tilting mechanism consisting of a linear bearing (3), a pin (4), a movement screw (5), a gear (6) and a geared motor (7).

The asymmetric iris diaphragm irradiator according to claim 1, characterized in that the tilt mechanism of each blade is provided with a separate blade position metering consisting of a gear (10), a rotary sensor (8) and a sensor holder (9).

An asymmetric iris diaphragm irradiator according to claims 1 and 2, characterized in that in the end positions of the linear movement induced by the movement screw (5),

40, two limit switches (11) are located on the brackets (12) at the point of approach of the stops (18).

An asymmetric iris diaphragm irradiator according to claims 1 to 3, characterized in that each vane tilting mechanism is mounted on the support tube (15) together with the vane position metering.