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Phantom zum Bestimmen der Körperdosis von Gamma- oder harter Röntgenstrahlung
Die Erfindung betrifft ein Phantom zum Bestimmen der Körperdosis von Gamma- oder
harter Röntgenstrahlung mit einer wenigstens annähernd der Form des menschlichen
Körpers nachgebildeten und mit einer gewebeäquivalenten Flüssigkeit gefüllten Hülle
und - mit einem darin angeordneten Strahlungsdetektor.
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Gegenwärtig wird die Strahlentherapie bei der Behandlung tiefliegender
bösartiger Geschwülste weitgehend verwendet. Die Wirksamkeit der Behandlung ist
jedoch dadurch bedeutend herabgesetzt, daß die Ärzte vielfach nicht in der Lage
sind, die Bestrahlungsdosis, die bei der jeweiligen Bestrahlungsmethode (statische,
Vielfeld-, Bewegungs-, Siebbestrahlung oder Bestrahlung mit Keilfilter) auf die
Geschwulst selbst fällt, sowie die Dosis, welche auf die anliegenden lebenswichtigen
Organe gelangt, exakt zu ermitteln.
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Das Bestimmen der Körperdosis wird an einem dem Körper des Patienten
nachgebildeten Modell, einem Phantom, durchgeführt, das erstens den Abmessungen
des Körpers des Patienten entspricht und zweitens gewebeäquivalent ist, d. h., das
Material des Phantoms hat dieselben absorbierenden und streuenden Eigenschaften
für die vorliegende Bestrahlung wie die lebenden Gewebe.
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Für verschiedene Strahlungen und verschiedene Bestrahlungsmethoden
werden unterschiedliche Phantome hergestellt. Die bekannten starren Phantome, die
aus Paraffin, Holz, Plexiglas, Knochenparaffin u. a. gefertigt werden, entsprechen
weitgehend der Körperform des Patienten, weisen jedoch die Nachteile auf, daß die
Strahlungsdetektoren nur an bestimmte Stellen des Phantoms gesetzt werden können
und daß für jeden einzelnen Fall ein besonderes Phantom angefertigt werden muß.
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Da bei der Röntgen- und Gammastrahlung mit einer Energie über 400
keV der Absorptions- und Streuungsgrad der verschiedenen Gewebe des menschlichen
Körpers (Knochen, Fett, Muskelgewebe) demjenigen des Wassers sehr nahe kommt, wird
in diesem Fall vielfach Wasser als gewebeäquivalente Flüssigkeit verwendet Zu diesem
Zweck wird ein Behälter von entsprechender Form (Würfel, Zylinder usw.) mit Wasser
gefüllt. In solch einem Phantom kann der Strahlungsdetektor an jedem beliebigen
Ort aufgestellt werden. Der Nachteil derartiger Phantome besteht jedoch darin, daß
sie von Ser Form des menschlichen Körpers erheblich abweichen und daß wegen der
unterschiedlichen Abnessungen eine große Zahl von solchen Behältern zerschiedener
Form verfügbar sein müssen.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Phantoms, das sich beliebigen
Körperabmessungen anpassen läßt und in dem der Detektor an beliebige Stellen gebracht
werden kann.
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Dies wird bei einem Phantom der oben bezeichneten Gattung dadurch
erreicht, daß als Hülle ein aus elastischem, wasserdichtem Material bestehender,
durch Einfüllen von Flüssigkeit entsprechend verschiedenen Körperabmessungen aufblähbarer
Sack vorgesehen ist, der an vorgegebenen Körperstellen mit gürtelförmigen Bandagen
zur Einstellung eines gewünschten Umfangs versehen ist, und daß der Strahlungsdetektor
am Ende eines beweglichen Stieles derart angeordnet ist, daß er sich an beliebige
Stellen innerhalb des Phantoms bringen läßt.
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Mittels eines solchen Phantoms kann der Arzt, der für die Strahlenbehandlung
Gamma- oder Röntgenstrahlen mit einer Energie über 400 keV verwendet, schnell und
genau die erforderliche Dosis ermitteln.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung
des Phantoms, F i g. 2 das Gelenkstück zum Einführen des Strahlungsdetektors im
Längsschnitt, F i g. 3 das Gelenkstück im Querschnitt.
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Das Phantom besteht aus einem aus elastischem, wasserdichtem Material
bestehenden, dem Rumpf eines Menschen mittlerer Größe nachgebildeten
Sackl,
der an einer Seite mit Stutzen 2 zum Einfüllen und Entleeren von Wasser, an der
anderen Seite mit einem wasserdichten Gelenkstück 3 zum Einführen des Strahlungsdetektors
4 in das Innere des mit Wasser gefüllten Phantoms versehen ist.
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Das Gelenkstück 3 (F i g. 2 und 3) ist aus rostfreiem Stahl angefertigt.
Innerhalb des äußeren Rahmens 5 kann sich der innere Rahmen 6 frei um die AchseA-A'
drehen. Am inneren Rahmen 6 ist ein Führungsstutzen 7 frei beweglich angeordnet,
durch den der Stiel, an dessen Spitze der Strahlungsdetektor sitzt, geführt ist.
Dieser Führungsstutzen 7 kann sich um die AchseB-B' drehen. Der Strahlungsdetektor
wird durch zwei Sperrvorrichtungen 8 und 9 und eine tYberwurfmutterlO fixiert. Eine
Gummiplatte 11 und eine Stopfbüchse 12 mit Überwurfmutter verhindern einen Austritt
der Flüssigkeit durch den Führungsstutzen 7.
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Der Sack 1 ist mit gürtelförmigen, aus Stoff gefertigten Bandagen
13 versehen, durch die einzelne Teile des Sackes zusammengezogen werden können (Brust,
Taille, Oberschenkel). Durch Füllung von Wasser in den Sack (gewöhnlich von der
Wasserleitung) wird der Umfang des Sackes bis zum erwünschten Maß gebracht und ihm
darauf mittels der Gürtel die erforderliche Form verliehen. Besteht die Hülle des
Sackes aus undurchsichtigem Material, z. B. aus Gummi, so wird die Lage des Strahlungsdetektors
im Phantom mittels einer Röntgenstrahlenjustiervorrichtung bestimmt, besteht die
Hülle jedoch aus durchsichtigem Material, mittels einer optischen Justiervorrichtung.
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Ein in der Form eines menschlichen Rumpfes gestalteter, aus zwei
miteinander verklebten, 1 mm starken Gummischichten gefertigter Sack folgender Abmessungen:
Länge 650 mm, Umfang in Schulterhöhe 850 mm, Umfang in Gürtelhöhe 700 mm, konnte,
ohne daß Risse in der Hülle auftraten, sowohl in Schulterhöhe als auch in der Gürtelhöhe
bis auf 1100 mm gedehnt werden.
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Patentansprüche: 1. Phantom zum Bestimmen der Körperdosis von Gamma-
oder harter Röntgenstrahlung mit einer wenigstens annähernd der Form des menschlichen
Körpers nachgebildeten und mit einer gewebeäquivalenten Flüssigkeit gefüllten Hülle
und mit einem darin angeordneten Strahlungsdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß
als Hülle ein aus elastischem, wasserdichtem Material bestehender, durch Einfüllen
von Flüssigkeit entsprechend verschiedenen Körperabmessungen aufblähbarer Sack (1)
vorgesehen ist, der an vorgegebenen Körperstellen mit gürtelförmigen Bandagen (13)
zur Einstellung eines gewünschten Umfangs versehen ist und daß der Strahlungsdetektor
(4) am Ende eines beweglichen Stieles derart angeschlossen ist, daß er sich an beliebige
Stellen innerhalb des Phantoms bringen läßt.