DE1514451B1

DE1514451B1 - Kollimator fuer radiotherapeutische Apparate

Info

Publication number: DE1514451B1
Application number: DE19651514451
Authority: DE
Inventors: Alex Shewchenko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-01-06
Filing date: 1965-04-23
Publication date: 1970-04-16
Also published as: GB1083402A

Description

Die Erfindung betrifft einen Kollimator für radio- lungsschacht des Kollimators bilden. Diese Klötze

therapeutische Apparate mit zueinander unter einem sind jedoch nicht an einer gemeinsamen Drehachse

von Null verschiedenen Wandneigungswinkel an- aufgehängt, sondern die Führung zur Einstellung der

geordneten Seitenwänden und mit einem ersten und Wandschräge ist gleichzeitig die Lagerung. Da in einem zweiten Paar von Wandelementen, die rings 5 Strahlungsriehtung lediglich drei dieser Klötze vor-

um eine Strahldurchtrittsöffnung angeordnet sind, gesehen sind, ist zudem die Einstellung von HaIb-

wobei jedes Wandelement einen zentralen Steg und schatten begünstigt.

im Sinne der Gestaltung eines Doppelkammes eine Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Mehrzahl von quer dazu angeordneten Armen auf- Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolliweist, wobei die Arme benachbarter Wandelemente io mator der eingangs beschriebenen Gattung vorauf Lücke stehen und wobei die Wandelemente aus zuschlagen, bei dem unter Einsatz einfacher Koneinem für Kernstrahlung undurchlässigen Material struktionselemente eine außerordentlich genaue Einbestehen und im Sinne der Veränderbarkeit des stellbarkeit der bestrahlten Fläche ermöglicht wird Wandneigungswinkels zu der Achse der Strahldurch- und bei dem die bestrahlte Fläche ohne Auftreten trittsöffnung mit Hilfe einer Verstelleinrichtung 15 von Halbschatten erheblich genauer begrenzbar ist schwenkbar gelagert sind. als bei den bekannten Einrichtungen.

Ein Kollimator der vorstehend geschilderten Gat- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch getung ist aus der Zeitschrift »Am. Journ. Roentg.«, löst, daß in an sich bekannter Weise auf einem den 1959, Heft Januar, bekanntgeworden. Bei diesem Kollimator umgebenden Paar von Ringen bogenbekannten Kollimator sind die auf Lücke stehenden ao förmig nach innen verlaufende Führungsbahnen vor-Arme benachbarter Wandelemente ineinander so gesehen sind, in welchen an den Wandelementen gleitend angeordnet, daß durch Verschieben der des Kollimators befestigte Führungsglieder so geführt Wandelemente in Richtung auf die Strahlenachse sind, daß durch Drehen der Ringe in ihrer Ebene das der Bestrahlungsquerschnitt verändert werden kann. Verschwenken der Wandelemente bewirkt wird, daß Um Platz für einen Verschiebemechanismus in Form 25 die aus den Ringen, Führungsbahnen und Führungsvon an den Ecken des so geschaffenen Kollimator- gliedern bestehende Verstelleinrichtung an dem der Schachtes angeordneten Schiebestangen zu schaffen, Strahlungsquelle abgewandten, vordersten Ende der besitzen die Wandelemente bei dem bekannten Kolli- Wandelemente angreift, und daß zur Begrenzung des mator nur in der Nähe der Strahlungsquelle senkrecht Wandneigungswinkels zwischen der Strahlungsquelle vom Steg abstehende Arme voller Länge, jedoch 30 und den Wandelementen ein Begrenzungsstück vorverkürzte an dem der Strahlungsquelle entfernten gesehen ist, welches zur gleichzeitigen Abschirmung Ende. An ihrer Stelle besitzen die Schiebestangen in der Streu- und Sekundärstrahlung den Gelenkmecharechtwinkelig zueinander stehenden Ebenen entspre- nismus zur Verschwenkung der Wandelemente eng chende Arme, die mit den ihnen zugeordneten kurzen umschließt.

Wandelementen auf Lücke stehen. Die Verschiebung 35 Zweckmäßigerweise ist das zur Einstellung des erfolgt durch Bewegen der Schiebestangen in Rieh- Kollimators dienende Paar von Ringen über eine tung auf die Strahlenachse oder von ihr weg. Diese Außenverzahnung drehbar. In weiterer Ausgestaltung Art der Einstellung der Größe der bestrahlten Fläche der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungsist trotz der relativ aufwendigen Konstruktion ziem- glieder auf Wälzkörpern in den Führungsbahnen gelich ungenau. 40 führt sind. Schließlich ist zum Zweck der engen

Es ist zwar bereits ein weiterer Kollimator aus der Umschließung der Strahlungsquelle vorgesehen, daß

britischen Patentschrift 912 084 bekanntgeworden, der Gelenkmechanismus zur Verschwenkung der

der im wesentlichen aus vier, in geschlossener Stel- Kollimatorwände an deren zentralen Stegen vor-

lung einen etwa kreiszylindrischen Schacht bildenden, gesehen ist.

gekrümmten Platten besteht. Diese Platten werden 45 Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin-

jeweils um eine in der Nähe der Strahlungsquelle dung wird im folgenden an Hand der Zeichnung

liegenden Schwenkachse mit Hilfe von Schiebern, beschrieben. Es zeigt

die durch Kurvenführungen eines Betätigungsringes Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von vier inverschoben werden, verschwenkt. Durch Verdrehen einandergreifenden Wandelementen kammartiger Gedes Betätigungsringes erfolgt somit das öffnen oder 50 stalt in einer ersten Winkellage zueinander, Schließen der Kollimatorwandelemente. Um eine F i g. 2 die gleichen vier Wandelemente der F i g. 1 einigermaßen brauchbare Abschirmung der Strahlung in einer anderen Winkellage, und deren Führung in der Nähe der Strahlungsquelle F i g. 3 eine Draufsicht eines Wandelementes, zu gewährleisten, sind die Schwenkachsen der Platten F i g. 4 eine Seitenansicht des Wandelementes der in Strahlrichtung gegeneinander versetzt angeordnet. 55 Fig.3,

Dies erfordert jedoch neben einer ungleichmäßigen F i g. 5 einen Schnitt durch einen Kollimator entAusbildung der Platten eine entsprechende Verset- lang der Linie 5-5 der F i g. 6 und zung der Schieber, die unter der Einwirkung der F i g. 6 eine Ansicht von der Objektseite des Kolli-Kurvenführungen im Betätigungsring das Verschwen- mators, wobei gewisse Teile entfernt werden, ken der Platten bewirken. Um außerdem den Ver- 60 In Fig. 1 ist in stark vereinfachter Form ein Kollischiebeweg der Schieber klein zu halten, sind diese mator gezeigt, der ein oberes Wandelement 1, ein in der Nähe der Strahlungsquelle mit den Platten unteres Wandelement 2 und seitliche Wandelemente 3 verbunden. Das beeinträchtigt jedoch die Möglich- und 4 aufweist. Das obere Element 1 besitzt einen keiten zur Abschirmung des den Kollimator um- zentralen Steg 10, von dem Arme 12,14,16 und 18 gebenden Raumes von der Strahlung. 65 abzweigen und die dem ganzen eine doppelkamm-Schließlich ist auch aus der britischen Patentschrift artige Gestalt verleihen. Das untere Element 2 besitzt 867 240 ein Kollimator bekanntgeworden, bei dem einen zentralen Steg 20, von dem seitliche Arme 22, ineinander einschiebbare Abschirmklötze den Strah- 24,26 und 28 abzweigen. Die seitlichen Wand-

3 4

elemente 3 und 4 besitzen zentrale Stege 30 bzw. 40, der mit dem radiotherapeutischen Apparat durch von denen Arme 32, 34, 36 und 38 bzw. 42, 44, 46 nichtgezeichnete Mittel verbunden ist. Der Kolli- und 48 abzweigen. Die Arme der oberen und unteren matorrahmen 100, das Begrenzungsstück 102 und die

Wandelemente 1 und 2 liegen auf Lücke zu den Schwenkplatten 108 können als Gesamteinheit um Armen der Seitenelemente 3 und 4. Die Wand- 5 eine horizontale Achse relativ zum radiotherapeu-

elemente liegen so zueinander, daß dadurch ein tischen Apparat gedreht werden. Ein äußerer Ring Kanal oder eine Durchtrittsöffnung zwischen den 117 kann um den inneren Ring 112 gedreht werden, vier Elementen geschaffen wird. Die Wandelemente Seine Funktion besteht darin, Zusatzeinrichtungen

bestehen aus für Kernstrahlung undurchlässigem zu tragen, was im Zusammenhang mit der Erfindung

Material. io jedoch nicht wesentlich ist.

In F i g. 2 ist der Kollimator in einer Stellung ge- Mit dem Flansch 110 des Kollimatorrahmens 100

zeigt, bei der die Wandelemente 1, 2, 3 und 4 nach ist durch eine nichtgezeichnete Verschraubung ein

außen geschwenkt sind. Es ist so eine vergrößerte Führungsgehäuse 118 über seinen rückwärtigen

Öffnung des Durchtrittes zwischen den vier Wand- Flansch 119 verbunden. Das Führungsgehäuse 118

elementen geschaffen. In F i g. 3 und 4 ist das untere 15 hat ein gekrümmtes Führungsteil 118 a, das die Ge-

Wandelement 2 im einzelnen gezeichnet. Ein stalt eines Segmentes einer Hohlkugel besitzt. Wie

Schwenkarm 21 ist am zentralen Steg 20 mittels aus F i g. 6 ersichtlich, hat das Führungsteil 118 a

Schrauben 23 befestigt. Der Schwenkarm hat eine eine im wesentlichen viereckige Aussparung 118 b;

Öffnung 25 zur Aufnahme eines Gelenkstiftes, der von den vier Seiten des Vierecks gehen Führungs-

noch beschrieben wird. Die Arme 22, 24, 26 und 28 ao schlitze 118 c aus, in welche die vier Wandelemente 1

sind bogenförmig ausgebildet, deren Krümmungs- bis 4 eingreifen. Ein Flansch 119 (Fig.5) des Füh-

halbmesser zwischen i\ und R₁ liegen, wobei der rungsgehäuses 118 enthält Lager 120. Ein Deckel 121

Krümmungsmittelpunkt in oder in der Nähe der hat eine öffnung 122 und eine Fadenkreuzeinrich-

Schwenköffnung 25 liegt. Die Arme 22, 24, 26 und tungl23 mit Drähten 123 λ. Im Deckel 121 liegt

28 bilden also Stücke von Ringen. 25 weiterhin ein Lager 124 für eine Antriebswelle. Der

Abgesehen davon, daß die Arme 22, 24, 26 und Deckel 121 ist am Führungsgehäuse 118 mit nicht-

28 im Grundriß gekrümmt erscheinen, sind sie in gezeichneten Schrauben befestigt, und zwar so, daß

Beziehung auf den zentralen Steg 20 im Seitenriß jeweils das vordere Lager 124 mit dem Lager 120

schräg angeordnet, wie es die F i g. 4 zeigt. Die im Flansch 119 fluchtet. Ein Trägerring 125 ist inner-

Schrägstellung der Arme 22,24,26 und 28 erfolgt 30 halb des Führungsgehäuses 118 an diesen mittels

in Annäherung der Sekanten der Krümmungsradien nichtgezeichneter Schrauben befestigt und besitzt

zwischen r.₂ und R₀. Aus Gründen der Vereinfachung Öffnungen 127, die mit den Lagern 120 und 127

sind die verschiedenen Flächen, die den RadienT₂ fluchten. Der Trägerring 125 besitzt nebeneinander-

und R₂ entsprechen würden, der nächstliegenden Se- liegende Rillen 128 und 129 an seiner Innenfläche,

kante angeglichen, z. B. bei 22 α und 28 a. Am zen- 35 Ein Ring 130 umschließt eine öffnung 131 und

tralen Steg 20 ist ein Führungsarm 29 befestigt. Ent- besitzt eine Rille 132 am äußeren Rand sowie eine

sprechende Führungsarme 19, 39, 49 sind an den zen- Verzahnung 133. Der Ring 130 besitzt weiter ein

tralen Stegen 10, 30 und 40 der Wandelemente 1, 3 Paar von Führungen 134 (Fig. 6). Die beiden Füh-

und 4 befestigt. rungen 134 erstrecken sich nach innen, ausgehend

Die F i g. 5 zeigt in einem vertikalen Schnitt obere 4° von diametral gegenüberliegenden Punkten des vor- und untere Wandelemente 1 und 2, die in einem deren Ringes 130, und zwar im Winkel zur Radialen. Gehäuse liegen. Der Ring 130 ist im Trägerring 125 auf Kugeln

Ein Kollimatorrahmen 100 ist durch Bolzen 101 drehbar gelagert. Ein weiterer Ring 135 besitzt eine

mit einem Begrenzungsstück 102 verbunden, das in Führungsnut 136 und an seinem Außenrand eine

der Nähe einer Platte 103 schwenkbar gelagert ist. 45 Verzahnung 137. Im übrigen besitzt der Ring 135

Die Platte 103 besitzt eine Öffnung 104, hinter der ebenfalls Führungen 134.

eine Strahlungsquelle 105 liegt. Die Platte 103 wird Eine obere Antriebswelle 150 ist drehbar in den

in ihrer Lage durch ein Gehäuse 106 gehalten, das Lagern 120 und 127 gelagert. Die obere Welle 150

einen Teil des nicht gezeigten radiotherapeutischen trägt ein Ritzel 151 zum Eingriff mit der Außen-

Apparates bildet. 50 verzahnung 133 am Ring 130. Ein Griffrand 152 ist

Das Begrenzungsstück 102 umschließt eine öff- zur Verstellung des Ringes 130 vorgesehen. Der Griffnung 107, die von der Quelle 105 ausgehend sich rand 152 ist verriegelbar, damit bei unbeabsichtigtem erweitert. Am Begrenzungsstück sitzen vier Schwenk- Berühren der Ring 130 nicht verstellt wird,
platten, von denen zwei bei 108 gezeigt sind. Die Eine untere Welle 160 liegt im Lager 120 und 127 Schwenkplatten 108 haben Öffnungen 108a zum 55 (Fig.5). Auf der Welle 160 sitzt ein Ritzel 161, das Eingriff von Bolzen. Die Schwenkplatten 108 sind mit der Außenverzahnung 137 des zweiten Ringes mit dem Begrenzungsstück 102 über Schrauben 109 135 kämmt. Ein Griffrand 162 ist für die Handverbunden, die in Langlöcher od. dgl. eingreifen, so verstellung des Ringes 135 vorgesehen. Auch der daß die Stellung der Öffnungen 108 α eingestellt wer- Griffrand 162 ist gegen unbeabsichtigtes Berühren den kann. Der Kollimatorrahmen 100 führt bei sich ^6o verriegelt.

erweiternder Öffnung von der Quelle 105 zu einem Jeder der vier Führungsarme 19, 29, 39 und 49 radial angeordneten Flansch 110, an dessen Umfang trägt Rollen 170, die drehbar auf Bolzen 171 sitzen eine Rille 111 verläuft. In der Ebene des Flansches und in die Führungen 134 hineinragen. Auf diese 110 ist noch ein Haltering 112 angebracht, der eine Weise wird die Lage der Wandelemente 1, 2, 3 und 4 innenliegende Rille 113 und eine außenliegende Rille 65 gesteuert. Die Seitenwandelemente 3 und 4 können 114 besitzt. Diese Rillen sind die Laufflächen für nach innen oder nach außen, aber unabhängig von jeweils ein Kugellager 115 und 116. Das innere der Verstellung der oberen und unteren Wand-Kugellager 115 arbeitet mit dem Ring 112 zusammen, elemente 1 und 2 verstellt werden, so daß die Form

der bestrahlten Fläche den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann, da auch rechtwinklige Querschnitte der Stahldurchtrittsöffnung mit verschieden großen Achsen möglich sind.

Claims

5 Patentansprüche:

1. Kollimator für radiotherapeutische Apparate mit zueinander unter einem von Null verschiedenen Wandneigungswinkel angeordneten Seitenwänden und mit einem ersten und einem zweiten Paar von Wandelementen, die rings um eine Strahldurchtrittsöffnung angeordnet sind, wobei jedes Wandelement einen zentralen Steg und im Sinne der Gestaltung eines Doppelkammes eine Mehrzahl von quer dazu angeordneten Armen aufweist, wobei die Arme benachbarter Wandelemente auf Lücke stehen und wobei die Wandelemente aus einem für Kernstrahlung undurchlässigen Material bestehen und im Sinne der Veränderbarkeit des Wandneigungswinkels zu der Achse der Strahldurchtrittsöffnung mit Hilfe einer Verstelleinrichtung schwenkbar gelagert sind, dadurchgekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise auf einem den Kollimator umgebenden Paar von Ringen (130,135) bogenförmig nach innen verlaufende Führungsbahnen (134) vorgesehen sind, in welchen an den Wandelementen (1,2,3, 4) des Kollimators befestigte Führungsglieder (19,29,39,49) so geführt sind, daß durch Drehen der Ringe (130,135) in ihrer Ebene das Verschwenken der Wandelemente bewirkt wird, daß die aus den Ringen (130,135), Führungsbahnen (134) und Führungsgliedem (19, 29,39,49) bestehende Verstelleinrichtung an dem der Strahlungsquelle abgewandten, vordersten Ende der Wandelemente (1,2, 3, 4) angreift, und daß zur Begrenzung des Wandneigungswinkels zwischen der Strahlungsquelle und den Wandelementen (1,2,3,4) ein Begrenzungsstück (102) vorgesehen ist, welches zur gleichzeitigen Abschirmung der Streu- und Sekundärstrahlung den Gelenkmechanismus zur Verschwenkung der Wandelemente eng umschließt.

2. Kollimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Einstellung der Wandelemente (1,2, 3, 4) dienende Paar von Ringen (130,135) über je eine Außenverzahnung (133, 137) verdrehbar ist.

3. Kollimator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (19, 29, 39, 49) vorzugsweise auf Wälzkörpern in den Führungsbahnen (134) geführt sind.

4. Kollimator nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkmechanismus zur Schwenkung der Wandelemente an den zentralen Stegen (10,20, 30,40) der Wandelemente angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen