DD271844A1

DD271844A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING AND MONITORING AN AFTERLOADING DEVICE

Info

Publication number: DD271844A1
Application number: DD31567288A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Kaufhold; Norbert Kaufmann; Wolfgang Schueler
Original assignee: Karl Marx Stadt Bkh F Wolf
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1989-09-20

Abstract

Das Anwendungsgebiet ist in der Strahlentherapie die Behandlung nach dem Afterloading-Prinzip bei dem umschlossene Radionuklidquellen mit Hilfe eines Applikator-Schlauchsystems in Koerperhoehlen des Menschen eingebracht werden. An einen Steuer- und Bestrahlungsplanungsrechner sind Eingabegeraete fuer Daten des Patienten, ein Display und ein Ausgabegeraet fuer Bestrahlungsplanungsprotokolle angeschlossen. Zur Ueberwachung dienen ein klinisches Dosimeter zur Strahlungsmessung am Patienten, ein Strahlungsdetektor zum Erkennen der Endlage der Radionuklidquelle im Quellencontainer und insbesondere Infrarot-Lagesensoren zum Ueberwachen der Radionuklidquelle innerhalb eines pneumatischen Transportsystems vom Container bis zum Applikator.The field of application in radiation therapy is the treatment according to the afterloading principle in which the enclosed radionuclide sources are introduced into the body cavities of the human with the aid of an applicator hose system. To a control and irradiation planning computer input devices for data of the patient, a display and an output device for irradiation planning protocols are connected. For monitoring serve a clinical dosimeter for measuring radiation on the patient, a radiation detector for detecting the final position of Radionuclide in the source container and in particular infrared position sensors for monitoring the radionuclide within a pneumatic transport system from the container to the applicator.

Description

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Title of the invention

Schaltungsanordnung zur Steuerung und Überwachung eines Afterloading-GerätesCircuit arrangement for controlling and monitoring an afterloading device

Field of application of the invention

Das Anwendungsgebiet ist die strahlentherapeutische Behandlung nach dem Afterloading-Prinzip, bei dem umschlossene Radionuklidquellen mit Hilfe eines Applikator-Schlauch-Systems in Körperhöhlen des Menschen eingebracht werden.The field of application is the radiotherapy treatment according to the afterloading principle, in which enclosed radionuclide sources are introduced into body cavities of the human with the aid of an applicator hose system.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt sind ferngesteuerte Applikationsanlagen (Afterloading-Geräte) zur Therapie mit umschlossenen gammastrahlenden radioaktiven Stoffen. Es wird ein unbeladener Applikator gelegt, der nachträglich über eine Strahlerführung (z. B. Transportschlauch) mit dem radioaktiven Strahler ferngesteuert beladen wird (Afterloading-Technik). Zur Anlage gehören die Applikationseinrichtung, der Bestrahlungsraum und ein Bedienerraum. Die Applikationseinrichtung beinhaltet das Bestrahlungsgerät, die Bedienungsvorrichtung, die Strahlerführung und den Applikator. Das Bestrahlungsgerät enthält im wesentlichen den Strahlenschutzbehälter zur Aufnahme des Strahlers in seiner Ruhestellung, die Antriebsvorrichtung zum Aus- und Einfahren und zur Bewegung des Strahlers während der Bestrahlung sowie Vorrichtungen zur Zusammenstellung von Strahlerreihen. Die Bedienvorrichtung ist außerhalb des Bestrahlungsraumes angebracht, vonRemote-controlled application systems (afterloading devices) for therapy with enclosed gamma-emitting radioactive substances are known. An unloaded applicator is placed, which is subsequently loaded remotely via a radiator guide (eg transport hose) with the radioactive radiator (afterloading technique). The system includes the application device, the irradiation room and an operator room. The application device includes the irradiation device, the operating device, the emitter guide and the applicator. The irradiation device essentially contains the radiation protection container for receiving the radiator in its rest position, the drive device for extension and retraction and for movement of the radiator during irradiation and devices for assembling rows of emitters. The operating device is mounted outside the irradiation room, from

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der aus die Antriebsvorrichtung im Bestrahlungsgerät strahlengeschützt bedient wird. Die Strahlerführung dient zur Führung des Strahlers vom Bestrahlungsgerät zum Applikator. Sie besteht aus einer flexiblen Schlauchleitung oder aus einem starren Rohr. Bei Geräten mit elektromechanisch bewirkter Bewegung des Strahlers erfolgt das Aus- und Einfahren des Strahlers und seine Bewegung innerhalb des Applikators über ein Transportkabel mit einem Kopplungsmechanismus, während bei pneumatischem Antrieb die Strahler mittels eines Luftstromes durch die Strahlerführung in den Applikator und von dort zurück in den Strahlenschutzbehalter des Bestrahlungsgerätes transportiert werden (DIN 6853). Die überwachung der Quelle erfolgt wegen der Gammastrahlenemmission durch Strahlungsdetektoren, die über dem Applikator und Behälter in der Endlage angebracht sind.which is operated radiation protected from the drive device in the irradiation device. The emitter guide serves to guide the emitter from the irradiation device to the applicator. It consists of a flexible hose or a rigid tube. In devices with electromechanically effected movement of the radiator, the extension and retraction of the radiator and its movement takes place within the applicator via a transport cable with a coupling mechanism, while pneumatic drive the radiator by means of an air flow through the radiator guide into the applicator and from there back into the Radiation protection container of the irradiation device are transported (DIN 6853). The monitoring of the source is due to the gamma-ray emission by radiation detectors mounted over the applicator and container in the end position.

Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung zur Bestrahlung in einer Körperhöhle mit einem Verteiler aus radioaktiven und neutralen Kugeln, mit wenigstens einem Applikationsrohr, das in die Körperhöhle eingeführt werden kann und mit einem pneumatischem Förderer, mittels dessen eine Kugelreihe in ein Applikationsrohr eingebracht und daraus entfernt werden kann (DE - PS 27 36 318). Die Vorrichtung umfaßt Vorratsbehälter für die radioaktiven und die neutralen Kugeln, die über Ventile und dem zur Herstellung der Kugelreihe verwendeten Verteiler in Verbindung stehen. Der Verteiler kann eine Reihe von Weichen enthalten, über welche die Ventile mit einem bestimmten Applikationsrohr verbunden werden können. Nach Ablauf der Bestrahlung werden die Kugeln der eingebrachten Kugelreihe einem Sortierer zugeführt, der die Kugeln wieder in richtiger Weise über die Vorratsbehälter verteilt. Die Sortierung kann auf magnetischem Weg stattfinden, in dem die neutralen Kugeln aus einem magnetischen Material, z. B. aus rostfreiem Stahl bestehen, während die radioaktiven Kugeln nicht magnetisch sind.Also known is a device for irradiation in a body cavity with a distributor of radioactive and neutral balls, with at least one application tube, which can be inserted into the body cavity and with a pneumatic conveyor, by means of which a row of balls can be introduced into an application tube and removed therefrom (DE - PS 27 36 318). The device comprises reservoirs for the radioactive and neutral balls, which communicate via valves and the distributor used to produce the ball row. The manifold may include a number of switches through which the valves can be connected to a particular application tube. After the irradiation, the balls of the introduced ball row are fed to a sorter, which distributes the balls again in the right way on the reservoir. The sorting can take place in a magnetic way, in which the neutral balls of a magnetic material, for. B. stainless steel, while the radioactive balls are not magnetic.

Die bekennten Lösungen verwenden gammastrahlende Quellen zur Therapie und die dazu eingesetzte Technik, insbesondere die Transportmittel einschließlich der Kopplungsmechanik und die damit verbundenen Sicherheitseinrichtungen, sind dpfür ausgebildet.The well-known solutions use gamma-emitting sources for therapy and the technology used for this purpose, in particular the means of transport including the coupling mechanism and the associated safety devices, are dpfür trained.

Auf Grund des strahlenbio.logischen ttirkungsmechanismus der Gammastrahlung ist eine Behandlung nicht in jedem Fall erfolgreich, kann jedoch durch Neutronenstrahlung erlangt werden. Die Anwendung von Radionuklidquellen, die keinen Kopplungsmechanismua für den Anschluß an einen Seilzug besitzen, bedingen einen pneumatischen Antrieb. Die bisher bekannten Lagekoutroll- und Steuersysteme in der Afterloading-Technlk erbringen keine ausreichende Sicherheit hinsichtlich des Strahlenschutzes während des Transportes, der Behandlung und in Havariefällen beim Einsatz von Radionuklidquellen.Due to the radio-biological mechanism of gamma radiation, treatment is not always successful, but can be achieved by neutron radiation. The use of radionuclide sources, which have no Kopplungungsmechanismua for connection to a cable, require a pneumatic drive. The known Lagekoutroll- and control systems in the afterloading technology do not provide sufficient safety with regard to radiation protection during transport, treatment and in emergencies when using radionuclide sources.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, dip genannten Nachteile zu beseitigen, um die Behandlung nach dem Afterloading-Prinzip mittels Radionuklidquellen, insbesondere Neutronenquellen, die eine höhere strahlenbiologische Wirksamkeit gegenüber Tumorzellen besitzen, zu ermöglichen.The aim of the invention is to eliminate dip mentioned disadvantages in order to enable the treatment after the afterloading principle by means of radionuclide sources, in particular neutron sources, which have a higher radiation-biological activity against tumor cells.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung zur Steuerung und überwachung eines Afterloading-Gerätes mit Radionuklidquellen unter Verwendung eines pneumatischen Transportsystems, wodurch die erforderliche Sicherheit bei der Behandlung mit Radionuklidquellen gegeben ist und die Steuerung sowie die Kontrolle des Radionuklidquellentransportes und die überwachung der aktuellen Lage der Radionuklidquellen erfolgt. Weiterhin soll die ständige Eingriffsmöglichkfcit in den Behandlungsablauf gesichert sein. Im Havariefall, bei Stromausfall oder Ausfall deö Steuer- und Bestrahlungsplanungsrechners müssen die wichtigsten Steuerfunktionen, z. B. die Rückführung der Radionuklidquellen in den Container, weiter ausgeführt werden.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for controlling and monitoring an afterloading device with radionuclide sources using a pneumatic transport system, which gives the required security in the treatment with radionuclide sources and the control and control of radionuclide source transport and the monitoring of the current position of the Radionuclide sources takes place. Furthermore, the constant possibility of intervention should be ensured in the course of treatment. In case of emergency, power failure or failure deö control and irradiation planning computer, the main control functions, eg. As the return of radionuclide sources in the container, continue to run.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mit einem Steuer- und Bestrahlungsplanungsrechner ein Eingabegerät für Patientenquerschnitte, ein Display für Bestrahlungsplanungs- und Dokumente-According to the invention the object is achieved in that with a control and irradiation planning computer an input device for patient cross-sections, a display for irradiation planning and document

V.ionedaten, ein Ausgabegerät für das Bestrahlungsprotokoll, ein klinisches Dosimeter zur Strahlungsmessung am Patienten, ein Strahlungsdetektor zum Erkennen der Endlage der Radionuklidquelle im Quellencontainer und das Interface eines Steuergerätes verbunden sind. An das Interface ist eine beliebige Anzahl rciüriiirnt verschal teter Infrarot-Lagesensoren für die Überwachung der Radionuklidquellenlage, eine beliebige Anzahl NOT-AUS-Taster und eine Drucküberwachungseinrichtung angeschlossen. In dem Steuergerät ist mit dem Interface eine Steuereinrichtung für NOT-AUS-Automatik, deren Auegang auf die Relaisansteuerung des pneumatischen Transportsystems geführt ist sowie eine Spannungsversorgung verschaltet.V.ionedaten, an output device for the irradiation protocol, a clinical dosimeter for measuring radiation on the patient, a radiation detector for detecting the end position of the radionuclide source in the source container and the interface of a control unit are connected. Connected to the interface are any number of randomly mounted infrared position sensors for monitoring the radionuclide source location, any number of EMERGENCY STOP buttons, and pressure monitoring equipment. In the control unit with the interface, a control device for EMERGENCY-STOP-automatic, the outside of which is performed on the relay control of the pneumatic transport system and a power supply connected.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in einem Infrarot-Lagesensor als Strahlenschranken einem Infrarot-Sender mit einem Impulsgenerator, einem in Reihe nachgeschalteten Verstärker und einer beliebigen Anzahl von Infrarot-Emitter·Dioden gegenüber eine beliebige Anznhl von Infrarot-Empfängern mit jeweils einem Fototransistor und in Reihe nachgeschaltetem Frequenzfilter, Integrator, invertierendem Verstärker und Schmitt-Trigger angeordnet sind.An embodiment of the invention provides that in an infrared position sensor as radiation barriers an infrared transmitter with a pulse generator, a series-connected amplifier and any number of infrared emitter · diodes against any number of infrared receivers, each with a phototransistor and in series downstream frequency filter, integrator, inverting amplifier and Schmitt trigger are arranged.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Infrarot-Dioden und die Fototransistoren der Infrarot-Lagesensoren innerhalb des pneumatischen Transportsystems am Ausgang des Radionuklidquellencontainers, am Eingang und Ausgang des Selektionsmechanismus für die Radionuklidquellen und die Blindquellen sowie am Applikator angeordnet sind.It is further provided that the infrared diodes and the phototransistors of the infrared position sensors are arranged within the pneumatic transport system at the outlet of the radionuclide source container, at the entrance and exit of the selection mechanism for the radionuclide sources and the blind sources and on the applicator.

Vorteilhaft ist, daß der Steuer- und Bestrah.lungsplanungsrechner zur überwachung der Pegelzustände mit den Infrarot-Lagesensoren, der Drucküberwachungseinrichtung, dem klinischen Dosmeter zur Strahlungsmessung am Patienten, dem Strahlungsdetektor zum Erkennen der Endlage der Radionuklidquelle, der Spannungsversorgung sowie mit einer beliebigen Anzahl von Türkontakten zyklisch verbindbar ist.It is advantageous that the control and Bestrah.lungsplanungsrechner for monitoring the level conditions with the infrared position sensors, the pressure monitoring device, the clinical dose meter for measuring radiation on the patient, the radiation detector for detecting the end position of Radionuclide, the power supply and with any number of door contacts is cyclically connectable.

Desweiteren ist vorgesehen, daß das gesamte überwachungssystem redundant verschaltet ist.Furthermore, it is provided that the entire monitoring system is connected redundantly.

Eine Ausführung sieht vor, daß in der Steuereinrichtung für die NOT-AUS-Automatik die Verbindungsleitung vom Interface auf einen ersten und einen dritter; Monoflop geführt ist, daß der Ausgang des ersten Monoflops mit einem zweiten Monoflop und mit einem NAND-Gatter verbunden ist, daß an weitere Eingänge des NAND-Gatters die Ausgänge des zweiten und dritten Monoflops und ein RC-Glied angeschlossen sind. Der Ausgang des NAND-Gattere ist über einen Widerstand einen Transistor mit einem ersten Relais der Relaisansteuerung verbunden.An embodiment provides that in the control device for the emergency stop automatic, the connection line from the interface to a first and a third; Monoflop is performed, that the output of the first monoflop is connected to a second monoflop and a NAND gate, that are connected to other inputs of the NAND gate, the outputs of the second and third monoflop and an RC element. The output of the NAND gate is connected via a resistor to a transistor with a first relay of the relay drive.

Ausführungsbeispielembodiment

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, Figur 2 die Schaltungsanordnung der Infrarot-Lagesensoren, Figur 3 die Schaltungsanordnung der NOT-AUS-Automatik.Figure 1 shows the circuit arrangement according to the invention, Figure 2 shows the circuit arrangement of the infrared position sensors, Figure 3 shows the circuit arrangement of the emergency stop automatic.

Mit dem Steuer- und Bestrahlungsplanungsrechner 1, kurz Steuerrechner genannt, sind das Eingäbegerät für Patientenquerschnitte 2, das Display für Bestrahlungsplanungs- und Dokumentationsdaten 3, das Ausgabegerät für das Bestrahlungsplanungsprotokoll 4, dpo klinische Dosimeter zur Strahlungsmessung am Patienten 5, der Strahlungsdetektor zum Erkennen der Endlage der Radionuklidquelle im Quellencontainer 6 und das Interface 7.1 des Steuergerätes 7 verbunden. An das Interface 7.1. sind eine beliebige Anzahl Lagesensoren 8, NOT-AUS-Taster 9 und die Drucküberwachungseinrichtung 10 angeschlossen. In dem Steuergerät 7 sind an das Interface 7,1 die Spannungsversorgung 7.3 und die Steuereirrichtung für die NOT-AUS-Automatik 7.2 verschaltet, wobei der Ausgang der letzteren .auf die Relaisansteuerung 11.1 des pneumatischen Transportsystems Ii geführt ist.With the control and irradiation planning computer 1, called control computer for short, the patient device for patient cross sections 2, the display for irradiation planning and documentation data 3, the output device for the irradiation planning protocol 4, dpo clinical dosimeter for measuring radiation on the patient 5, the radiation detector for detecting the end position the radionuclide source in the source container 6 and the interface 7.1 of the control unit 7 connected. To the interface 7.1. Any number of position sensors 8, EMERGENCY STOP button 9 and the pressure monitoring device 10 are connected. In the control unit 7, the voltage supply 7.3 and the Steuereirrichtung for the EMERGENCY-STOP-automatic 7.2 are connected to the interface 7.1, the output of the latter .The relay control 11.1 of the pneumatic transport system Ii is performed.

Die Infrarot-Lagesensoren 8 als Strahlenschranken bestehen aus Infrarot-Sensoren 8.1 und Infrarot-Empfängern 8.2. Im Infrarot-Sender 8.1 sind ein Impulsgenerator 8.11 und ein Verstärker 8.12The infrared position sensors 8 as radiation barriers consist of infrared sensors 8.1 and infrared receivers 8.2. In the infrared transmitter 8.1, a pulse generator 8.11 and an amplifier 8.12

in Reihe geschaltet, die eine beliebige Anzahl von parallel geschalteten Infrarot-Emitter-Dioden 8.13 ansteuern. Der Infrarot-Empfänger 8.2 besteht aus der gleichen Anzahl von Fototransistoren 8.21, von denen jedes mit eimern nachfolgenden Frequenzfilter 8.22, Integrator 8.23 invertierendem Verstärker 8.24 und Schmitt-T'igger 8.25 verbunden ist.connected in series, which drive any number of parallel-connected infrared emitter diodes 8.13. The infrared receiver 8.2 consists of the same number of phototransistors 8.21, each of which is connected to a subsequent frequency filter 8.22, integrator 8.23 inverting amplifier 8.24 and Schmitt-T'igger 8.25.

In der Steuereinrichtung für die NOT-AUS-Automatik 7.2 ist die Verbindungsleitung vom Interface 7.1 auf einen ersten und dritten Monoflop 7.2i, 7.23 geführt. Der Ausgang des ersten Monoflop 7.21 ist mit einem zweiten Monoflop 7.22 und mit einem NAND-Gatter 7.24 verbunden. Die anderen Eingänge des NAND-Gatters 7.24 sind an die Aufgänge des zweiten und dritten Monoflops 7.22, 7.23 und an ein RC-Glied 7.25 angeschlossen. Der Ausgang des NAND-Gatters 7.24 ist fiber einen Widerstand 7.26 und einen Transietor 7*27 mit einem ersten Relais 11.11 der Relnisansteuerung 11.1 verbunden.In the control device for the emergency stop automatic 7.2, the connecting line from the interface 7.1 to a first and third monoflop 7.2i, 7.23 out. The output of the first monoflop 7.21 is connected to a second monoflop 7.22 and to a NAND gate 7.24. The other inputs of the NAND gate 7.24 are connected to the gates of the second and third monoflops 7.22, 7.23 and to an RC gate 7.25. The output of the NAND gate 7.24 is connected via a resistor 7.26 and a Transietor 7 * 27 with a first relay 11.11 Relnisansteuerung 11.1.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt:The operation of the circuit arrangement is as follows:

Die Schaltungsanordnung verbindet die Steuerungs- und Überwachungsfunktionen des Afterloading-Gerätes zu einem Gesamtsystem, indem durch den Steuer- und Destrahlungsplanungsrechner der gesamte Bestrahlungsablauf gesteuert wird. Die Sicherheitsanforderungen beim Einsatz des Strahlentherapiegerätes bedingen eine ständige Eingriffsmöglichkeit im Havariefall (z. B. bei Stromausfall oder bei Ausfall des Steuerrechners 1). Die Schaltungsanordnung besteht aus einem aktiven, vom Steuerrechner 1 realisierten Teil und aus einem passiven Teil, das im llavariefall den sicheren Rücktransport der Strahlenquelle in den Quellencontainer und den Bestrahlungsabbruch gewährleistet. Die Kopplung zwischen dem Steuerrechner 1 und dem Afterloading-Gerät erfolgt über das Steuergerät 7. In dem Steuergerät 7 befinöet sich das Interface 7.1, die Steuereinrichtung für die NOT-AUS-Automatik 7.2 und zwei Netzteile für die Spannungsversorgung 7.3.The circuit arrangement combines the control and monitoring functions of the afterloading device into an overall system in that the entire irradiation sequence is controlled by the control and radiation planning computer. The safety requirements when using the radiotherapy device require constant intervention in the event of an accident (eg in the event of a power failure or failure of the control computer 1). The circuit arrangement consists of an active, implemented by the control computer 1 part and a passive part, which ensures the safe return transport of the radiation source in the source container and the irradiation termination in llavariefall. The coupling between the control computer 1 and the afterloading device via the control unit 7. In the control unit 7 befinöet the interface 7.1, the control device for the emergency stop automatic 7.2 and two power supplies for the power supply 7.3.

Der Bestrahlungsablauf und die Positionierung der Quellen wird über ein Steuerprogramm vorgegeben, das die Pneumatikventile 11.2The irradiation process and the positioning of the sources is specified by means of a control program which includes the pneumatic valves 11.2

2 7 Ι θ 4 42 7 Ι θ 4 4

des pneumatischen Transportsystems 11 über Relais 1.1.1 schaltet. Osr Bestrahlungsablauf beginnt mit dem Sortiervorgang. Hierbei werden 10 verschiedene Quellenkonfigurationen, die jeweils aus einer aktiven Radionuklidque]Ie (252 - Cf-Quelle) und neun Blindquellen bestehen. Die im pneumatischen Selektionsmechanismus zusammengestellte Quellenkonfiguration wird über ein Schlauchsystem in den Applikator transportiert und verbleibt dort für die Dauer der Bestrahlung. Nach Ablauf der Bestrahliingszeit beginnt der Quellenrückführ- und Desortiervorgang. Die Quellenkonfiguration wird in den Selektionsmechanismus zurückgeführt und die Radionuklidquellen und die Blindquellen' werden voneinander getrennt. Erst wenn sich die aktive Quelle und die Blindquellen im Container befinden, ist der Bestrahlungsvorgang beendet. Vom Steuerrechner 1 werden während des gesamten Bestrahlungsvorganges die Infrarot-Lagesensoren 8, die die Lage der Quellenkonfiguration angeb i, abgefragt. Zeigen die Infrarot-Lagesensoren 8 unerlaubte Quellenlagen an, wird eine Notabschaitung ausgelöst. Diese Notabschaltung führt zum sofortigen Abbruch der Bestrahlung. Die Notabschaltung erfolgt außerdem durch externe NOT-AUS-Schalter 9, durch Stromausfall, Rechnerausfall oder durch einen nicht geschlossenen Türkontakt des Bestrahlungsraumes .of the pneumatic transport system 11 via relay 1.1.1 switches. Osr irradiation process begins with the sorting process. There are 10 different source configurations, each consisting of an active radionuclide (252 - Cf source) and nine dummy sources. The source configuration compiled in the pneumatic selection mechanism is transported via a tube system into the applicator and remains there for the duration of the irradiation. At the end of the irradiation time, the source recycling and desorting process begins. The source configuration is returned to the selection mechanism and the radionuclide sources and the blind sources are separated. Only when the active source and the blind sources are in the container, the irradiation process is completed. From the control computer 1, the infrared position sensors 8, which indicates the position of the source configuration, are interrogated during the entire irradiation process. If the infrared position sensors 8 indicate unauthorized source positions, an emergency shutdown is triggered. This emergency shutdown leads to the immediate termination of the irradiation. The emergency shutdown is also done by external EMERGENCY STOP switch 9, by power failure, computer failure or by a non-closed door contact of the irradiation room.

Das Interface 7.1 realisiert eine bitparallele Ein- und Ausgabe vom Steuerrechner 1 zum Steuergerät 7 und den damit verbundenen Komponenten.The interface 7.1 realizes a bit-parallel input and output from the control computer 1 to the control unit 7 and the associated components.

In der Steuereinrichtung für die NOT-AUS-Automatik 7.2 steuert das erste Monoflop 7.21 das zweite Monoflop 7.22 an. Beide Ausgänge sin'J auf das NAND-Gatter 7.24 geführt. Derselbe Impuls der auch das Monoflop 7.21 ansteuert, steuert das dritte Monoflop 7.23 an, dessen llaltezeit langer als die des ersten Monoflops 7.21 ist, zur Überbrückung der Schalfflanke. Mit dem RC-Glied 7.25 am vierten Eingang des NAND-Gatters 7.24 wird erreicht daß beim Einschalten entstehende Spannungsspitzen nicht zum Schalten des NOT-AUS-Relais 11.11 führen. Der Ausgang des NAND-Gatters 7.24 führt auf Widerstand 7.26 und steuert über dem Transistor 7.27 das NOT-AUS-Relais 11.11 der Relaisansteuerung 11.1In the control device for the emergency stop automatic 7.2, the first monoflop 7.21 controls the second monoflop 7.22. Both outputs are fed to the NAND gate 7.24. The same pulse which also drives the monoflop 7.21 controls the third monoflop 7.23 whose idle time is longer than that of the first monoflop 7.21 in order to bridge the switching edge. With the RC element 7.25 at the fourth input of the NAND gate 7.24 is achieved that arise when switching voltage spikes not to switch the EMERGENCY STOP relay 11.11. The output of the NAND gate 7.24 leads to resistor 7.26 and controls via the transistor 7.27 the EMERGENCY STOP relay 11.11 of the relay control 11.1

Die Zeitkonstante der Monoflops richtet sich nach der maximalen Programmzykluszeit, innerhalb der vom Steuerrechner 1 eine LH-Flanke ausgegeben wird. Das ermöglicht eine ständige Kontrolle, ob das Steuerprogramm vom Steuerrechnot' 1 abgearbeitet wird. Fällt der Steuerrechner 1 aus oder die Programmbearbeitung wird unterbrochen, so wird nach einer bestimmten Zeit die NOT-AUS-Scholtung ausgelöst.The time constant of the monoflops depends on the maximum program cycle time within which an LH edge is output by the control computer 1. This allows a constant check whether the control program is processed by the control computer '1. If the control computer 1 fails or the program processing is interrupted, then after a certain time the emergency-OFF voltage is triggered.

Die Relaisansteuerung 11.1 realisiert die Befehle für die Pneumatikventile 11.2 durch den Steuerrechner 1 und schaltet die Steuerspannung. Die Relais werden über Schal transistoren angesteuert. Für die Pneumatikventile 11.2 wird folgende Ansteuerung eingesetzt:The relay control 11.1 realizes the commands for the pneumatic valves 11.2 by the control computer 1 and switches the control voltage. The relays are controlled by scarf transistors. For the pneumatic valves 11.2 the following control is used:

Das erste Relais 11.11 realisiert die NOT-AUS-Automatik, drei weitere Relais steuern Sperren sowie eine Weiche. Weitere Relais aktivieren die Pneumatikventile für den Sortiervorgang (im angezogenem Zustand) und den Desortiervorgang (im Ruhezustand). Ein anderes Relais schaltet eine Warnleuchte im Schaltraum.The first relay 11.11 realizes the EMERGENCY STOP automatic, three further relays control locks as well as a switch. Other relays activate the pneumatic valves for the sorting process (when tightened) and the desorting process (at rest). Another relay switches a warning light in the control room.

Die überwachung der Quellenlage erfolgt mittels fotoelektrischer Sensoren, wodurch eine hohe Störunempfindlichkeit und hohe Strahlenfestigkeit (besonders gegenüber Neutronen) bei geringer Abmessung gegeben ist. Mittels der Infrarot-Strahlschrankenpaare der Lagesensoren 8 läßt sich die Quellenlage am Containereusgang, am Eingang und Ausgang des Selektionsmechanismus und am Applikator genau bestimmen. Das Ste'ierprogramm des Stcuerrechners 1 fragt zyklisch die Zustände der IR-Sensoren ab, aus denen der aktuelle Aufenthaltsort der Quellenkonfiguration hervorgeht. Der Einsatz von jeweils zwei Strahlschranken, die paarweise ausgewertet werden, dient zur Sicherung der Redundanz des Überwachungssystems. Die Quellenendlage der aktiven Quelle im Container wird mit Hilfe eines Strahlungsdetektors ϋ überprüft. Dieses Signal wird ebenfalls vom Steuerrcchner zyklisch ausgewertet.The monitoring of the source location is carried out by means of photoelectric sensors, whereby a high immunity to interference and high radiation resistance (especially to neutrons) is given at a small size. By means of the infrared ray barrier pairs of the position sensors 8, the source location at the container outlet, at the entrance and exit of the selection mechanism and the applicator can be accurately determined. The Ste'ierprogramm the Stcuerrechners 1 cyclically queries the states of the IR sensors, showing the current location of the source configuration. The use of two beam barriers, which are evaluated in pairs, serves to ensure the redundancy of the monitoring system. The source end position of the active source in the container is checked by means of a radiation detector ϋ. This signal is also cyclically evaluated by the Steuerkcchner.

Der Infrarot-Sender 8.1 befindet sich In Steuergerät 7. Eine Spannungsstabilisierungsschaltung stellt eine stabile Betriebs-The infrared transmitter 8.1 is located in the controller 7. A voltage stabilizer circuit provides a stable operating

spannung bereit. Es wird damit ein Rechteckgenerator 8.11 aufgebaut, dessen Frequenz einstellbar ist. tin Transistor 8.12 verstärkt das Rechtecksignal und steuert eine beliebige Anzahl von Infrarot-EmiLter-Dioden 8.13 an den zu überwachenden Stellen innerhalb des pneumatischen Transportsystems, am Ausgang des Radionuklidquellencontainers, am Eingang und Ausgang des Selektionsmechanismus und am Applikator an.voltage ready. It is thus constructed a square wave generator 8.11, the frequency is adjustable. Transistor 8.12 amplifies the square wave signal and drives any number of infrared emitter diodes 8.13 at the points to be monitored within the pneumatic transport system, at the output of the radionuclide source container, at the input and output of the selection mechanism and at the applicator.

Der Infrarot-Empfänger 8.2 bestellt uus den, den Infrarot-Emitter-Dioden 8.13 gegenüber angeordneten Fototransistoren 8.21 gleicher Anzahl. Die weitere Verschaltung dea Infrarot-Empfängers befindet sich im Steuergerät 7. Um eine möglichst hohe Gleichlichtunempflindlichkeit zu erreichen, sind die Infrarot-Empfänger 8.2 für gepulste Strahlung ausgelegt. Das Frequenzfilter 8.22 wird auf die Sendefrequenz des Infrarot-Sender 8.1 abgeglichen. Frequenzen unterhalb und oberhalb der Sendefrequenz werden stark bedämpft. Die empfangenen Rechteckimpulse werden danach gleichgerichtet, verstärkt und auf einen Ladekondensabor integriert. Die Impulsformung erfolgt durch den Schmitt-Trigger 8.25. Der Ausgang gelangt über das Interface 7.1 an den Steuerrechner 1.The infrared receiver 8.2 ordered from the, the infrared emitter diodes 8.13 opposite arranged phototransistors 8.21 same number. The further interconnection of the infrared receiver is located in the control unit 7. In order to achieve the highest possible Gleichlichtunempflindlichkeit, the infrared receiver 8.2 are designed for pulsed radiation. The frequency filter 8.22 is adjusted to the transmission frequency of the infrared transmitter 8.1. Frequencies below and above the transmission frequency are heavily attenuated. The received square pulses are then rectified, amplified and integrated into a charging capacitor laboratory. The pulse shaping is performed by the Schmitt trigger 8.25. The output passes via the interface 7.1 to the control computer. 1

Die Steuerung des gesamten Afterloading-Geräteo erfolgt durch ein, vor der Abarbeitung in das Eingabegerät 2, z, B, ein Magnetbandgerät, über eine Magnetbandkassette eingelesenes Programm. Von einer zweiten Magnetbandkassette werden weitere Daten, z. B. Therapiemethoden und Quellenparameter vor dem Start abgelesen. Danach wird überprüft, ob sich alle Blindquellen in ihrem Container befinden. Ist das nicht der Fall, was die Folge einer Notabschaltung während einer Bestrahlung gewesen sein kann, wird der gesamte Quellenzug, der sich im Quellencontainer befindet, in den Selektionsmechanismus befördert und umsortiert. Das geschieht, indem aktive Quelle und Blindquellen nacheinander in den Quellencontainer geschossen und mittels des Signals des Strahlungsdetektors 6 identifiziert werden.The control of the entire afterloading device is done by a, before processing in the input device 2, z, B, a magnetic tape device, read via a magnetic tape cassette program. From a second magnetic tape cassette more data, eg. B. Therapy methods and source parameters are read before the start. Then it is checked whether all blind sources are in their container. If this is not the case, which could have been the result of an emergency shutdown during an irradiation, the entire source train located in the source container is transported into the selection mechanism and resorted. This is done by successively shot active source and reactive sources in the source container and identified by the signal of the radiation detector 6.

Danach wird das Tagesdatum abgefragt, auf Plausibilitat geprüft und die aktuelle Dosisleistung der Quelle berechnet. In einem Menü sindThereafter, the current date is queried, checked for plausibility and the current dose rate of the source is calculated. In a menu are

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drei Unterprogramme enthalten:Three subprograms contain:

1. Durchführung von Bestrahlungen1. Carrying out irradiations

2. Eingebe von neuen Methoden2. Input of new methods

3. Eingabe der Parameter einer neuen Quelle3. Enter the parameters of a new source

Bei der Eingabe einer neuen Methode werden eine Ordnunganummer für die Ablage, der Name der Methode, die Bezugsdosisleistung, die Anzahl der Ap'plikationen und die Wichtungsfaktoren für die einzelnen Applikationen eingegeben sowie auf Kassette gespeichert.When entering a new method, an order number for the filing, the name of the method, the reference dose rate, the number of applications and the weighting factors for the individual applications are entered and stored on cassette.

Die Eingabe der Parameter einer neuen Quelle beschränkt sich auf das Erfassen der Dosisleistung und deren Meßdatum, diese Daten werden in der Datenkasselte abgelegt.The input of the parameters of a new source is limited to the recording of the dose rate and its measurement date, these data are stored in the data cache.

Das Unterprogramm, das die Bestrahlung realisiert, beginnt mit einem Test aller Legesensoren auf Funktionstüchtigkeit. Danach wird abgefragt, mit welcher der gespeicherten Methoden bestrahlt und welche Dosis appliziert werden soll. Danach wird ein Übersichtsschema auf dem Bildschirm 3 angezeigt, in dem Quellen- und Blindquellencontainer, der Selektionsmechanismus, der Applikator und die derzeitige Position der aktiven Quelle und der Blindquellen dargestellt sind. Das Schema wird nach jeder Bewegung der Quellen aktualisiert. Die sich aus der aktuellen Dosisleistung ergebende Gesar.itbestrahlungszeit und die laufende öesti ahlungszeit wird ebenfalls auf dem Bildschirm angezeigt.The sub-program that realizes the irradiation begins with a test of all the placement sensors for functionality. Then it is queried with which of the stored methods irradiated and which dose should be applied. Thereafter, an overview scheme is displayed on the screen 3 showing source and blind source containers, the selection mechanism, the applicator and the current position of the active source and the blind sources. The schema is updated after each movement of the sources. The total irradiation time and the current residence time resulting from the current dose rate are also displayed on the screen.

Nachdem die Starttaste des Rechners gedrückt wurde, die Türan geschlossen und der festgelegte Pneumatikdruck erreicht ist, wird die Bestrahlung gemäß der ausgewählten Methode durchgeführt. Die Zeitmessung erfolgt durch einen rechnerinternen CTC-Schaltkreis mit Hilfe einer Assemblerroutine. Die Position des Quellenzuges, die Konstanz des Pneumatikdruckes und der Türkontakt werden zyklisch in 0,1s .Takt überwacht. Bei Abweichungen von den Sollwerten wird die Bestrahlung abgebrochen. Der Abbruch ist ebenfalls durch Drücken der STOP-Taste möglich.After the start button of the calculator has been pressed, the door closed and the set pneumatic pressure reached, the irradiation is performed according to the selected method. The time measurement is performed by a computer-internal CTC circuit using an assembler routine. The position of the source train, the constancy of the pneumatic pressure and the door contact are monitored cyclically in 0.1s. In case of deviations from the nominal values, the irradiation is stopped. Cancellation is also possible by pressing the STOP button.

Der gesamte Bestrahlungsvorgang wird über einen Drucker protokollier toThe entire irradiation process is logged to a printer

Claims

11 claims

1. Circuit arrangement for controlling and monitoring an afterlooding device with radionuclide sources using a pneumatic transport system, characterized in that with a control and irradiation planning computer (1) an input device for patient cross-sections (2), a display for irradiation planning and documentation data (3) , an irradiation protocol output device (4), a clinical dosimeter for measuring radiation on the patient (5), a radiation detector for detecting the end position of the radionuclide source in the source container (6) and the interface (7.1) of a control device (7) the interface (7.1) is connected to a be-ljebige number of redundantly versohalteter infrared position sensors (8) for the monitoring of Radionuklidquellenlaye, any number of EMERGENCY STOP button (9) and a pressure monitoring device (10) that in the control unit (7 ) with the interface (7.1) a control device for emergency stop (7.2), whose output is routed to the relay control (11.1) of the pneumatic transport system (11) and a power supply (7.3) are connected.

2. Circuit arrangement according to claim 1 / characterized in that in an infrared position sensor (8) as Strahkschranken an infrared transmitter (8.1) with a pulse generator (8.11), a series-connected amplifier (8.12) and any number of infrared Emitter diodes (8.13) compared to any number of infrared receivers (8.2), each with a phototransistor (8.21) and in series nachgeschltem frequency filter (8.22), integrator (8.23), inverting amplifier (8.24) and Schmitt trigger (8.25) are arranged.

3. A circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that'im the infrared emitter diodes (8.12) and the phototransistors (8.21) of the infrared position sensors (8) within the pneumatic transport system (11), at the output of Radionuclidequellencontainers, on Input and output of the selection mechanism for the radionuclide sources and the blind sources and the applicator are arranged.

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4. The circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control and Irradungsplanungsreohner (1) for monitoring the level conditions with the Infrarot Lagesensorcn (8), the pressure monitoring device (10), the clinical dose meter for measuring radiation on the patient (5) Radiation detector for detecting the end position of the radionuclide source (6), the power supply (7.3) and with any number of door contacts is cyclically connectable.

5. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the entire monitoring system is connected redundantly.

G. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in the control device for the emergency stop automatic (7.2), the connection line from the interface (7.1) to a first and a third monoflop (7.21, 7.23) is performed that the output of first monoflop (7.21) is connected to a second monoflop (7.22) and to a NAND gate (7.24), that to further inputs of the NAND gate (7.24) the outputs of the second and third monoflop (7.22, 7.23) and an RC Are connected (7.25), that the output of the NAND gate (7.24) via a resistor (7.26) is a transistor (7.27) connected to a first relay (11.11) of the relay control (11.1).

For this 3 sheet drawing