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Vorrichtunq für Bewegungsbestrahlungen Für Bewegungsbestrahlung sind
Vorrichtungen in verschiedenen Ausführungen bekannt, bei welchen die Strahlenquelle
relativ zum Körper des Patienten oder der Körper des Patienten relativ zur Strahlenquelle
bewegt wird.
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Wird die Strahlenquelle relativ zum Körper des Patienten bewegt,
wie z. B. bei der Pendelbestrahlung, Konvergenzbestrahlung usw., dann muß die Strahlenquelle
mit dem wegen des nötigen Strahlenschutzes schweren Strahlenschutzträger zusammen
bewegt werden. Die Konstruktion wird um so umständlicher und teurer, je größer und
komplizierter der Weg des Strahlenträgers sein soll.
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Wird der Körper des Patienten relativ zur Strahlenquelle bewegt,
wie z. B. bei der Rotationsbestrahlung usw., dann wird der Patient um eine durch
den zu bestrahlenden kranken Herd gehende Achse gedreht.
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Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß der Patient entweder nur
stehend oder sitzend bestrahlt werden kann, was bei Schwerkranken kaum durchführbar
ist, oder liegend, bei einer Art der Konvergenzbestrahlung, bei der jedoch die Einstellung
und Verteilung der Dosis im kranken Herd nicht günstig ist.
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Im allgemeinen ist es im Interesse der leichten und zuverlässigen
Einstellung der Herddosis und des günstigen Verhältnisses zwischen Herdvolumen-
und Körpervolumendosis nicht vorteilhaft, wenn sich der Weg des Strahles von der
Hautoberfläche bis zum kranken Herd während der Bestrahlung stark ändert.
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Aus obigen Gründen wäre es vorteilhaft, eine solche Ausführung der
Bewegungsbestrahlung zu wählen, bei welcher bei minimaler Bewegung des Strahlenquellenträgers
und des Patientenkörpers, bei beliebiger Patientenlage, eine genügend homogene,
maximale Herddosis mit während der Bestrahlung nur wenig verschiedenem Weg des Strahles
von der Hautoberfläche bis zum Herd möglich ist.
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Es ist z. B. bekannt, den Patienten während der Bestrahlung auf einem
vorher in seiner Höhe einstellbaren Tisch um seine Achse so zu schwenken, daß dabei
die Strahlen nicht dauernd an ein und derselben Stelle, jedoch immer auf den zu
bestrahlenden Punkt gerichtet, in den Körper eindringen. So wird das gesunde Gewebe
bei der Bestrahlung zwar nicht mehr dauernd an derselben Stelle belastet, die Entlastung
erfolgt jedoch nur in linearer Ausdehnung. Diese Vorrichtung hat sich in der Praxis
nicht bewährt, weil die Einstellung des Strahlenkegels auf den kranken Herd zu umständlich
und ungenau war. Der Patient mußte auf dem flachen Tisch so lange seitwärts verschoben
werden, bis der Strahlenkegel auf den kranken Herd eingestellt war. Die Tischplatte
selbst konnte ja nicht verschoben werden, da der Hauptstrahl des Strahlenkegels
die Schwenkachsenlinie immer treffen muß. Die Tischplatte mußte weiterhin flach
sein, um darauf den Patienten seitwärts verschieben zu können; dadurch aber ist
die Schwenkbarkeit nur gering, sonst rutscht der Patient seitwärts ab. Durch die
zu geringe Schwenkbarkeit (etwa 150) des flachen Patiententrägers ist die Entlastung
des den kranken Herd umgebenden gesunden Gewebes zu gering.
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Es ist ferner z. B. eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der Patiententräger
um eine vertikale Achse gedreht wird und gleichzeitig in der Längsachse verschiebbar
über eine Kupplungsvorrichtung mit dem verschwenkbar angeordneten Strahlenquellenträger
verbunden ist. Dabei ergibt sich zwar der Vorteil, daß zur Entlastung des gesunden
Gewebes auch das quer dazu liegende Gewebe herangezogen wird, so daß die Entlastung
also nicht mehr nur linear, sondern auch quer zur Schwenkachse flächenmäßig erfolgt.
Aber auch dieses Prinzip fand in der Praxis keinen Anklang, weil die Einstellung
des Strahlenkegels auf den kranken Herd zu umständlich und ungenau war und weil
außerdem die konstruktive Lösung nur für Bestrahlung sitzender, eventuell stehender
Patienten geeignet ist. Nicht einmal gesunde Leute können erfahrungsgemäß längere
Zeit (z. B. 10 Minuten) so ruhig sitzen oder stehen, daß ein gewisser Punkt in ihrem
Körper örtlich an derselben Stelle bleibt. Kranke können dies noch weniger. Aus
diesem Grund werden besonders Bewegungsbestrahlungen in ganz iiberwiegender Zahl
liegend ausgeführt.
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Aufgabe war also, eine konstruktive Lösung zu finden, bei welcher
die erwähnten Nachteile eliminiert sind. So fiel die Wahl auf die Kombination verschie-
dener
im einzelnen bekannter Relativbewegungen, bei welchen der Patiententräger um seine
Längsachse schwenkbar, in der Längsachse verschiebbar und über eine Kupplungsvorrichtung
mit dem verschwenkbar angeordneten Strahlenquellenträger verbunden ist, aber so
ausgeführt, daß der Patient, bei flächenmäßiger Entlastung des gesunden Gewebes
und maximaler Herddosis, bei mit während der Bestrahlung nur wenig verschiedenem
Weg des Strahles vom Hauteintritt bis zum Herd auch vorwiegend liegend bestrahlt
werden kann und außerdem die wichtigste Voraussetzung eines Erfolges, die genaue,
einfache und leichte Einstellung des Strahlenkegels auf den Herd, so wie diese während
der ganzen Bestrahlung bleiben muß, ermöglicht ist.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Bewegungsbestrahlung,
bei der der Patiententräger um seine Längsachse schwenkbar, in der Längsachse verschiebbar
und über eine Kupplungsvorrichtung mit dem verschwenkbar angeordneten Strahlenquellenträger
verbunden ist. Gemäß der Erfindung sind die Schwenkachsen an einem oder beiden Enden
des Patiententrägers relativ zum Patiententräger nicht nur in einer Richtung (z.
B. vertikal), sondern auch quer dazu (z. B. horizontal) vorteilhaft kontinuierlich
verstellbar und die Kupplungsvorrichtung ist entlang der Längsachse relativ zum
Patiententräger auch vorteilhaft kontinuierlich verstellbar. Der Patiententräger
wird nach der Einstellung während der Bestrahlung um diese verstellbare Achse bzw.
Zapfen geschwenkt und gleichzeitig entlang der Längsachse so verschoben, daß der
Hauptstrahl aus dem Strahlenquellenträger kommend durch die damit verbundene Kupplungsvorrichtung
entsprechend verschwenkt ständig auf den zu bestrahlenden Punkt bzw. Krankheitsherd
gerichtet bleibt.
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Dieses Prinzip läßt sich mit der Bewegung einer Vorrichtung der kardanischen
Aufhängung vergleichen, bei dem eine bestimmte Stelle der Vorrichtung im Raume im
Gegensatz zu den übrigen Teilen der Vorrichtung immer an der gleichen Stelle bleibt.
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Es handelt sich also zwecks Einstellung auf den kranken Herd im Prinzip
um Stellwerke, welche eine relative Verstellbarkeit des Patiententrägers in den
Richtungen zu einander senkrechter Koordinaten x, , z gegenüber der fest stehenden
Strahlenquelle ermöglichen. Diese Stellwerke für die Verschiebung bzw. Verstellung
des Patiententrägers in den Richtungen x, y, z sind vorteilhaft Spindeltriebe mit
Hand-oder Motor-Betätigung. Durch motorische oder hydraulische Fernbetätigung bzw.
Steuerung der Stellwerke in den Richtungen x, y, k ist, außer der leichten und genauen
Einstellung des Strahlenkegels auf den kranken Herd durch eine vorgeschriebene Bewegung
der Stellwerke in den Richtungen x, y, z während der Bestrahlung die Verfolgung
des Herdes länglicher, in beliebige Richtung verzogener Herde kompliziertester Form
möglich.
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Der Patiententräger ist am vorteilhaftesten muldenförmig bzw. wannenartig
ausgeführt, damit der Patient ohne Verwackeln oder Abrutschen im größeren Winkel
geschaukelt werden kann.
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Zwecks genauesten Einstellens des Strahlenkegels auf den kranken
Herd werden ein Leuchtschirm sowie ein Spiegel derart angebracht, daß die Kontrolle
der richtigen Bestrahlung des Krankheitsherdes nicht nur vor, sondern auch während
der Bestrahlung möglich ist. Die mit dem verschwenkbar angeordneten Strahlenquellenträger
verbundene Kupplungsvorrichtung sorgt gleichzeitig für die zweckmäßige Verschiebung
des
Lenchtschirmes und Spiegels. Der Patiententräger wird vorteilhaft aus strahlendurchlässigem
Material angefertigt, damit die Strahlen ungehinderter den Leuchtschirm erreichen
können. Vorteil dieser Anordnung ist, daß der Primärstrahl bei der Kontrolle mit
dem Durchleuchtungsschirm nicht in Richtung des Arztes oder Assistenten, sondern
quer dazu vorbeigeht, was besonders bei Strahlen größerer Energie in bezug auf den
Strahlenschutz von großer Bedeutung ist.
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Eine andere Lösung des neuen Prinzips ist die Anordnung einer zweiten
Schwenkachse für den Patiententräger, welche die erste bekannte Schwenkachse schneidet.
Stellt man eine so eingerichtete Vorrichtung in der Weise ein, daß die zu bestrahlende
Stelle im Schnittpunkt der beiden Schwenkachsen liegt, so bleibt diese SteIle bei
der Bewegung um die beiden Achsen immer in der Mitte der beiden Strahlen, gleichsam
so, als wenn der Körper bei der räumlichen Drehung punktförmig im Krankheitsherd
aufgehängt wäre. Diese zweite Schwenkachse ermöglicht durch Waagrecht-, Schräg-
oder Lotrechtstellung des Patiententrägers nach Belieben die Bestrahlung des Patienten
liegend, in Schräglage und sitzend oder stehend durchzuführen. In stehender Lage
des Patiententrägers kann der Patient auch bis zu 3600 um eine durch den Herd gehende
Längsachse gedreht werden, wobei die Beobachtungsvorrichtung (Leuchtschirm und Spiegel)
auch entsprechend eingestellt werden können.
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Ein Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß der Patiententräger
drei verschiedene Bewegungen ausführen kann, und zwar 1. eine schwingende Bewegung
um die Längsachse, 2. eine Bewegung entlang der Längsachse und 3. eine Kippbewegung
um die horizontale Querachse.
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Von diesen Bewegungen kann bei der Bestrahlung entweder jede Bewegung
allein durchgeführt, oder es können zwecks weiterer Vergrößerung des Strahleneintrittsfeldes
die Bewegungen 1. und 2. oder 1. und 3. miteinander kombiniert werden. Bei länglicher
Form des Herdes kann weiterhin während der Bestrahlung der- Herd durch den Strahlenkegel
automatisch verfolgt werden. In diesem Fall bleibt der Hauptstrahl während der ganzen
Bestrahlungszeit nicht auf einem zu bestrahlenden Punkt, sondern wandert eine vorgeschriebene
Linie entlang.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gerätes nach der Erfindung ist in den
Zeichnungen schematisch dargestellt.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt, Fig. 3 eine Konstruktionseinzelheit.
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In allen Figuren sind gleichen Bestandteilen gleiche Bezugszeichen
zugeordnet.
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Der Patiententräger 1 ist wiegenartig ausgebildet.
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Der Patient liegt in einer trogförmigen Mulde. Der Patiententräger
1 ist im Gestell 2 um Zapfen schwingbar gelagert, wobei die gemeinsame geometrische
Achse 3 der beiden Zapfen die Schwingachse des Patiententrägers 1 bildet. Zwecks
Grobeinstellung des Patiententrägers in der Längsrichtung relativ zur Strahlenquelle
4 ist das Gestell 2 in an sich bekannter Weise mit an Bodenschienen laufenden Rollen
5 versehen. Zwecks Feineinstellung, das ist Einbringung des Krankheitsherdes in
den Schnittpunkt 0 des Hauptstrahls der Strahlenquelle und der die Schwingachse
bildenden Längsachse 3, und zwecks eventueller Abtastung in beliebiger Richtung
verzogener Herde komplizierter Form während der Bestrahlung sind
Stellwerke
vorgesehen. Mit den Stellwerken 6 kann die Schwingachse 3 des im Gestell 2 gelagerten
Patiententrägers 1 relativ zum Patiententräger, quer zur Längsachse, in der Höhenrichtung
(Einstellung in Richtungx) und mit den Stellwerken7 in horizontaler Richtung (Einstellung
in Richtung y) verstellt werden. Mit einem dritten Stellwerk durch Verstellen des
Zapfens 17 auf dem Längsträger 16 wird der Patiententräger 1 samt Gestell 2 relativ
zum Zapfen 17 in Längsrichtung verstellt (Einstellung in Richtung z).
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Die Anordnung zum Verstellen der Zapfen gegenüber dem Patiententräger
1 bzw. dem Gestell 2 kann in beliebiger, in an sich bekannter Weise, z. B. ähnlich
der Supportverstellung bei Drehbänken, ausgebildet sein.
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Um die Einstellung des Krankheitsherdes und dessen Überwachung zu
erleichtern, ist- der Patiententräger 1 zweckmäßig aus einem strahlendurchlässigen
Stoff, z. B. aus Holz- oder Kunststoffen, hergestellt, und unter dem Patiententräger
eine Beobachtungsvorrichtung vorgesehen, die aus einem Leuchtschirm 8 und einem
unter dem Leuchtschirm schräg angeordneten Spiegel 9 besteht, die beide als eine
Einheit am Längsträger23 des Gestells verschiebbar angeordnet sind. Die Anordnung
hat den Vorteil, daß der beobachtende Arzt von den Primärstrahlen nicht getroffen
wird.
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Der wiegenartige Patiententräger 1 kann nach der oben beschriebenen
Einstellung des Krankheitsherdes in Schwingbewegung versetzt werden, wobei der Krankheitsherd
0 ständig vom Hauptstrahl getroffen wird. Diese wiegenartige Bewegung wird vorteilhaft
mit Hilfe eines elektrischen Stellwerkes erreicht, dessen Motor in an sich bekannter
Weise in den Endstellungen selbsttätig reversiert wird, wobei vorteilhaft der Winkelausschlag
und die Winkelgeschwindigkeit des Patiententrägers 1 am Stellwerk eingestellt werden
können.
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Die Verstellung des Patiententrägers 1 in der Höhenrichtung und in
der waagerechten Richtung erfolgt mit Hilfe der Stellwerke 6, 7 und bei 17 (in der
Zeichnung nicht dargestellt). Es ist außerdem ein viertes Stellwerk 19 vorgesehen,
mit welchem der Patiententräger 1 zusammen mit seinem Rahmen 23 ebenfalls in der
Längsrichtung, das ist in der Richtung der Schwingachse 3, verschoben werden kann,
jedoch bei gleichzeitiger Schwenkung der Schutzhaube der Röhre. Der Patiententräger
1 und sein Rahmen 23 sind im Gestell 2 auch um eine horizontale Querachse bildende
Zapfen 10 schwingbar gelagert, wobei diese zweite Querachse die Schwingachse 3 unter
einem rechten Winkel schneidet. Mit Hilfe dies er Anordnung kann der Patiententräger
1 und sein Rahmen 23 aus der dargestellten horizontalen Lage in eine schräge Lage
gebracht werden. Diese Bewegung kann auch während der Bestrahlung als eine ständig
schwingende Bewegung ausgeführt werden, wobei der Antrieb zweckmäßig elektrisch
über ein Zahnrad 11 und eine mit diesem zusammenarbeitende, an der Trägervorrichtung
angelenkte Zahnstange 12 erfolgt.
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Damit während der Bewegung des Patiententrägers 1 in Richtung der
Schwingachse 3 der Haupt-
strahl ständig den Leuchtschirm trifft, müssen die Bewegungen
des Strahlenkegels, des Krankheitsherdes 0 und er Beobachtungsvorrichtung 8 und
9 koordiniert werden. Zu diesem Zweck dient eine mechanische Kopplung, die beispielsweise
aus einem Führungsstab besteht. Das obere Ende 14 dieses Führungsstabes ist mit
der Schutzhaube der Röhre 4 bzw. einem Fortsatz 24 der Schutzhaube fest verbunden
und in einem Längsschlitz 15 durch den im Längsträger 16 des Rahmens des Patiententrägers
angeordneten, in der Längsrichtung mittels Stellwerken verstellbaren Zapfen 17 geführt.
Das untere Ende 20 des Führungsstabes ist mit einem vorteilhaft gabelförmigen Führungsglied
21, das mit der Beobachtungsvorrichtung 8, 9 fest verbunden ist, mechanisch gekoppelt,
und zwar derart, daß sich das Stabende 20 im Führungsglied 21 verschieben und hierbei
auch eine Schwingbewegung ausführen kann. Der Führungsstab bewirkt dadurch, daß
der Fokus, der Krankheitsherd und ein Teil des Leuchtschirmes in jeder Lage des
Patiententrägers in einer Geraden liegen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung für Bewegungsbestrahlung, bei der
der Patiententräger um seine Längsachse schwenkbar, in der Längsachse verschiebbar
und über eine Kupplungsvorrichtung mit dem verschwenkbar angeordneten Strahlenquellenträger
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (14) entlang
der Längsachse relativ zum Patiententräger verstellbar ist und die Schwenkachsen
an einem oder beiden Enden des Patiententrägers relativ zum Patiententräger nicht
nur in einer Richtung, z. B. vertikal, sondern auch quer dazu, z. B. horizontal,
verstellbar sind.