DE1516402C - Rotations-konvergenter Apparat für distanzierte Strahlentherapie - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft rotationskonvergente Apparate für distanzierte Strahlentherapie von bösartigen Geschwülsten und anderen Krankheiten mittels intensiver Energieausstrahlung, bei dem der Strahlenkopf und das Gegengewicht zu einem beweglichen Aggregat vereinigt sind, das mit dem Antrieb verbunden ist und Schwenkbewegungen relativ zum Behandlungstisch und zur Konsole ausführen kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die statische Strahlentherapie sowie auch die rotierende, pendelnde, tangentiale, kegelförmige und rotationskonvergente Strahlenbehandlung, wobei das Strahlenbündel in einem Punkt konzentriert oder entlang einer gekrümmten Fläche durch Auslenken des Strahlenbündeis vom fsetgestellten Drehpunkt geführt werden muß.

Es sind rotations-konvergente Apparate bekannt, die das Strahlenbündel in einem Punkt konzentrieren.

Bei diesen Apparaten wird die Strahlenquelle innerhalb eines sphärischen Segments verstellt, das durch zwei senkrechte Ebenen begrenzt wird.

Dieses wird durch Drehen des Strahlenkopfes um zwei zueinander senkrechte Achsen erreicht, wie es beispielsweise bei Apparaten mit gyroskopischer Aufhängung des Strahlerkopfes, der durch ein ebenfalls im Innenring des Apparates befindliches Gegengewicht ausgeglichen wird, der Fall ist.

Es sind auch Apparate bekannt, bei denen der Strahlerkopf und das Gegengewicht einander gegenüber an den Enden eines gebogenen Rahmens angeordnet sind, der in den bogenförmigen Führungen der schwenkbaren Walze eingehängt ist.

Jedoch weisen derartige Apparate den Nachteil auf, daß keine Bestrahlungen außerhalb des eingestellten Drehpunkts durchgeführt werden können. Diese Apparate können bei vielen Lokalisationen von Geschwülsten nur in begrenztem Maße eingesetzt werden, da die Bewegungszone des Strahlerkopfes infolge der wesentlichen Gefahr eines Zusammenpralls der beweglichen Apparateteile mit dem Patienten oder dem Behandlungstisch während der Bestrahlung sehr begrenzt ist.

Das sich neben dem Behandlungstisch befindende Gegengewicht sowie andere Hilfsausrüstungsteile erschweren die Bedienung des Apparates vor der Bestrahlung beim Hinlegen und Zentrieren des Patienten auf dem Tisch.

Die erwähnten Nachteile sind in geringerem Maße Apparaten eigen, die nach dem Kragarmstangenprinzip gebaut sind, wobei die Stange den Strahlerkopf trägt, der durch ein Hebelwerk und die dieses Hebelwerk tragende schwenkbare Walze in Bewegung versetzt wird. ■■■..,

Bei diesen Apparaten ist das Gegengewicht außerhalb des Strahlerkopfes angeordnet und befindet sich außerhalb der Behandlungszone.

Die obenerwähnten Apparate gestatten auch keine Bestrahlung außerhalb des eingestellten Drehpunktes.

Es ist ferner ein Gerät für Bewegungsbestrahlung bekannt, das kein Gegengewicht aufweist, bei dem unter Zentrierung auf einen Punkt eine ringförmige Hautzone belastet wird, wobei die notwendige Röhrenbewegung von einer rotierenden Scheibe aus über ein storchschnabelartiges Hebelsystem erzielt wird. Mit diesem Gerät kann die Bestrahlungsröhre lediglich längs einer einzigen vorgegebenen Bahn bewegt werden, was in der modernen Strahlungstherapie, wo es erforderlich.ist, Bewegungsbestrahlungen in einem Feld gemäß beliebig geformter, sich nicht wiederholender Bahnen und gekrümmter Flächen durchzuführen, nicht ausreichend ist.

^Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die voneinander abhängige Bewegung des Strahlerkopfes und des Gegengewichtes in bezug auf zwei zueinander senkrechte Achsen sicherstellt, die sich in einem festgelegten Punkt schneiden, wobei die Vorrichtung es auch gestattet, daß der Strahlerkopf zusätzliche Schwenkungen um seine Achse ausführt, um das Strahlenbündel vom Drehpunkt abzulenken.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eines der langen Glieder des den Strahlerkopf und das Gegengewicht miteinander verbindenden und mit seinem Mittelteil an der querliegenden Drehwalze befestigten Parallelgestänges mit dem Strahlerkopf und- dem Arbeitsglied des Antriebs durch relativ lange um zueinander parallele Drehachsen der Walze und des Strahlerkopfes Drehbewegungen übertragende Verbindungsstäbe konstanter Länge verbunden ist.

Jeder der erwähnten verhältnismäßig langen Verbindungsstäbe konstanter Länge dient vorzugsweise als Hauptglied zweier Kurbeltriebe, deren Kurbeln und Schubstangen paarweise einander gleich sind und gleiche Winkel mit der Bewegungsrichtung der Gleitstange bilden, die längs der Walzen- bzw. Strahlerkopfachse angeordnet ist und aus zwei Teilen besteht, die gelenkig verbunden sind, um eine gegenseitige Drehung der Teile um die gemeinsame Längsachse zu ermöglichen.

In den Gelenken des Parallelgestänges können regelbare Exzentergelenke vorgesehen werden.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung und der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht des Apparates und

F i g. 2 die Vorderansicht des Apparates.

In der Konsole 1 (F i g. 1 und 2) ist die Walze 2 gelagert, die um die waagerechte Achse drehbar ist, und der Antrieb 3 eingebaut, der über den Getriebezug 4 mit dem Triebrad 5 und dem auf der Walze 2 sitzenden Zahnrad 6 verbunden ist. (

In der Kpnsole sind auch der Motor 7 und der Getriebezug 8 eingebaut, durch den das Triebrad 9 in Drehung versetzt wird, das mit dem Zahnsektor 10 im Eingriff steht, der um die Achse 11 drehbar ist und über das Gelenk 12 mit der Schubstange 13 in Verbindung steht, die wiederum über das Gelenk 14 mit der Gleitstange 15 verbunden ist, die in der Walze 2 eingebaut längs ihrer Drehachse verschiebbar ist.

Der Strahlerkopf 16 und das Gegengewicht 17 sind miteinander durch das Parallel-Gestänge verbunden, dessen lange Glieder 20 und 21 ungefähr in der Mitte in den Punkten 18 und 19 an der Walze 2 angelenkt sind."

Das obere kurze Glied 22 des Parallel-Gestänges geht in einen Kragarm über.

In letzterem ist die Gabel 23 eingesetzt, die um die der Walzenachse parallelen Horizontalachse 24 drehbar ist.

Zwischen den Zapfen der Gabel 23 ist der Strahlerkopf 16 gelagert, der um die zur Achse 24 senkrechte Achse 25 drehbar ist.

Das untere kurze Glied des Parallel-Gestänges besteht aus dem Gegengewicht 17 oder der austausch-.

baren Stange 26, an deren auskragendem Ende der Aufnahmeschirm 27 befestigt ist, der gleichzeitig als Gegengewicht dient.

Die Gleitstange 15 besteht aus zwei Teilen, die durch das Gelenk 28 verbunden sind. Letzteres ermöglicht die gegenseitige Drehung der beiden Teile um ihre gemeinsame Längsachse.

Der Teil 29 der Gleitstange ist an seinem Ende 30 gelenkig mit der Schubstange 31 verbunden, die an dem langen Glied 20 des Parallel-Gestänges über das _χο Gelenk 32 angelenkt ist.

Bei der beschriebenen Vorrichtung bildet der zwischen den Achsen 11 und 19 befindliche Mechanismus, in dem der Zahnsektor 10 und das lange Glied 20 des Parallel-Gestänges als Kurbeln dienen, zu- _J5 sammen mit den Schubstangen 13 und 31 und der Gleitstange 15 zwei Kurbeltriebe, bei denen die entsprechenden Glieder einander gleich sind und gleiche Winkel mit der Bewegungsrichtung der Gleitstange 15 bilden. _ao

Mit einer ähnlichen Vorrichtung ist das kurze Glied 22 des Parallel-Gestänges verknüpft.

Die Schubstange 33 ist im Punkt 34 gelenkig mit dem langen Glied 20 des Parallel-Gestänges verbunden und an der Gleitstange angelenkt, deren Teile 35 und 36 durch das Gelenk 37 miteinander verbunden sind, sich gemeinsam längs der Gabeldrehachse 24 verschieben lassen und um diese Achse relativ zueinander drehbar sind.

Der Teil 36 der Gleitstange ist durch das Gelenk 38 mit der Schubstange 39 verbunden, die im Punkt 40 am Strahlerkopf 16 angelenkt ist.

Somit besteht der zwischen den Achsen 41 und 25 befindliche Mechanismus ebenfalls aus zwei Kurbeltrieben, bei denen die entsprechenden Glieder einander gleich sind und gleiche Winkel mit der Bewegungsrichtung der Gleitstange 36 bilden.

Um die Gabel 23 um die Achse 24 zu verschwenken, sind im Glied 22 ein Motor 42 und ein Triebrad 43 angeordnet, wobei sich letzteres mit dem auf der Gabel 23 befestigten Zahnrad 44 im Eingriff befindet.

Die Glieder 20 und 21 des Parallel-Gestänges sind mit dem Gehäuse des Gegengewichts 17 oder mit der austauschbaren Stange 26 durch verstellbare Exzentergelenke 45 und 46 verbunden.

Durch gleichzeitiges Verschwenken der Wellen 47 und 48 um gleiche Winkel um die Achsen der Exzentergelenke 45 und 46 wird das Gegengewicht 17 der Achse der Walze 2 genähert oder von ihr entfernt.

Die Wellen 47 und 48 sind hierbei im Gehäuse des Gegengewichts 17 unbehindert drehbar.

Die Wellen 47 und 48 werden, nachdem das Gegengewicht in die erforderliche Lage relativ zur Achse der Walze 2 gebracht wurde, starr mit dem Gegengewicht 17 gekoppelt.

Hierdurch wird jedwede Unwucht des Apparats in bezug auf die Achse der Walze 2 vollkommen vermieden, ohne Störung seiner Auswuchtung in bezug auf die senkrecht zur Achse der Walze 2 stehende Achse 49. Das ermöglicht eine Herabsetzung der Motorleistung der Antriebsmotore 3 und 7.

Der Motor 3 erzeugt über den Getriebezug 4 und das Schaftrad 5 eine Rotationsbewegung, d. h. eine sektorartige Schwenkbewegung oder Drehung der Walze 2 mit dem an ihr befestigten Parallelmechanis- <»5 mus, dem Strahlerkopf 16 und dem Gegengewicht 17 (oder 27) relativ zum Tisch 50 und der ortsfesten Konsole 1.

Die Schwenkbewegung des Kopfes 16 um die Achse 49, d. h. die konvergente Bewegung, wird durch den Motor 7 über den Getriebezug 8, den Zahntrieb 9 und 10, den in der Walze 2 eingebauten Kurbeltrieb, das Parällel-Gestänge 20, 21, 22 und das im Glied 22 befindliche Werk erzeugt.

Hierbei führt das Gegengewicht 17 (oder der Aufnahmeschirm 27) eine fortschreitende Bewegung aus und sorgt für ein genaues Auswuchten der Massen aller beweglichen Apparateteile bei allen Apparatestellungen.

Dank des in der Walze 2 eingebauten Mechanismus zur Übertragung der Bewegung vom Motor 7 auf das Glied 20 hat die Drehung der Walze 2 keinen Einfluß auf die Bewegung des Strahlerkopfes 16 relativ zur Achse 49.

Da die Motoren 7 und 3 im schalldämpfenden Gehäuse der Konsole 1 eingebaut sind, wird das Arbeitsgeräusch des Apparats von der Behandlungszone ferngehalten.

Mit dem Apparat können alle gebräuchlichen statischen und dynamischen Bestrahlungen ausgeführt werden.

Bei eingeschaltetem Motor 3 und bei auf den Schnittpunkt der Drehachse der Walze 2 mit der Achse 49 gerichtetem Strahlerkopf 16 können rotierende, pendelnde und kegelartige Bestrahlungen ausgeführt werden.

Bei eingeschaltetem Motor 3 und bei nach rechts oder links von der Achse der Walze 2 um die Achse 24 geschwenktem Strahlerkopf 16 kann eine tangentiale Bestrahlung an einem Kreisbogen mit konstantem Radius ausgeführt werden.

Bei gleichzeitig eingeschalteten Motoren 3 und 42 kann eine tangentiale Oberflächenbestrahlung an einem Kreisbogen mit veränderlichem Radius oder an einem Kreisbogen mit geringer Krümmung ausgeführt werden.

Durch Kombination der Strahlerkopfbewegungen bei gleichzeitig eingeschalteten Motoren 7 und 3 können unterschiedliche rotationskonvergente Bestrahlungen mit konvergentem Feld ausgeführt werden. Die Bestrahlung kann, wenn in diesem Fall das Strahlenbündel aus dem Drehpunkt abgelenkt wird, außerhalb des Drehpunkts erfolgen. Hierbei gleitet das Strahlenbündel entlang einer gekrümmten Fläche.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rotations-konvergenter Apparat für distanzierte Strahlentherapie, bei dem der Strahlerkopf und das Gegengewicht zu einem beweglichen Aggregat vereinigt sind, das mit dem Antrieb verbunden ist und Schwenkbewegungen relativ zum Behandlungstisch und zur Konsole ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß eines der langen Glieder (20,21) des den Strahlerkopf (16) und das Gegengewicht (17) miteinander verbindenden und mit seinem Mittelteil an der querliegenden Drehwalze (2) befestigten Parallel-Gestänges mit dem Strahlerkopf (16) und dem Arbeitsglied des Antriebs (7) durch relativ lange zueinander parallele Drehachsen der Walze (2) und des Strahlerkopfes (16) Drehbewegungen übertragende Verbindungsstäbe konstanter Länge verbunden ist.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der erwähnten langen Ver-

bindungsstäbe konstanter Länge als Glied zweier Kurbeltriebe dient, bei denen die Kurbeln (10 und 20) und die Schubstangen (13 und 31, 33 und 39) paarweise einander gleich sind und gleiche Winkel mit der Bewegungsrichtung der Gleitstange bilden, die längs der Drehachse der Walze (2) oder des Strahlerkopfes (16) angeordnet ist und aus zwei Teilen (15 und 29 oder 36 und 35) besteht, die durch eine gegenseitige Drehung der Teile um ihre gemeinsame Längsachse ermöglichende Gelenke (28 und 37) verbunden sind.

3. Apparat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Parallel-Gestänge verstellbare Exzentergelenke (45, 46) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen