DE1764862A1

DE1764862A1 - Bestrahlungsapparat fuer die Therapie

Info

Publication number: DE1764862A1
Application number: DE19681764862
Authority: DE
Inventors: Cliude Barataud
Original assignee: Barapio S A
Current assignee: Barapio S A
Priority date: 1967-10-18
Filing date: 1968-08-20
Publication date: 1971-11-25
Also published as: DE1764862B2; CA901693A; BE718417A; DE1764862C3; DE6609995U; GB1233738A; AT300180B; CH525681A; CH537196A; ES356975A1; FR1576138A

Description

Bestrahlungsapparat für die Therapie In vielen Fällen von schweren Krankheiten nimmt man die in einer lokalen Bestrahlung des Kranken bestehende Radiotherapie zu Hilfe, mittels X-Strahlen oder mit von einer radioaktiven Quelle kommenden Gammastrahlen, um die durch die Krankheit erfassten Zellen zu zerstören. Immerhin können diese Behandlungen mit X-Strahlen oder Gemmastrahlen ge@@ürlich sein, denn die den l'ranken Teil umgebenden gesunden Gewebe können oft auch erfasst und zerstört werden.
Andererseits ist die Radiotherapie zurzeit ein Behandlungsmittel zur Zerstörung der Zellen, gestattet aber nicht, rande Zellen 7 heilen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Bestrahlungsapparat für die Therapie, der sich dadurch unterscheidet, dass er im Innern einer chutzhUlle und in einer Lein. gelegen eine in eine Kapsel eingeschlossene Gammastrahlenquelle, ein erstes aus einem Gemisch von erdalkalischen Elementen, Halbmetallen und Elementen mit höherem Atomgewicht bestehendes Filter, ein zweites, aus chemischen Elementen der 6. Periode und den nach Helium kommenden Elementen in flüssiger Lösung bestehendes Filter und eine, in unmittelbarer Nähe des äussern strahlenden ftndes des Apparates angeordnete Neutronquelle umfasst.
Beiliegende Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise zwei Ausführungsformen des Bestrahlungsapparates.
Figur 1 ist ein Längsschnitt der ersten Ausführungsform des Apparates.
Figur 2 ist ein Längsschnitt der zweiten Ausführungsform des Apparates.
Der in Figur 1 gezeigte Apparat umfasst eine Strahlungskammer 1, deren oberes Ende durch einen Deckel verschlossen ist. Diese Strahlungskammer 1 weist im Schnitt gesehen die @allgemeine Form eines Kegelstumpfes mit einem kreisrunden Querschnitt auf. Das untere Ende dieser Strahlungskaimier ist mit dem oberen Ende einer Ionisierungskammer verbunden, welche einen ersten oberen Teil 2 von'cegelstumpfartiger Form umfasst, der die Form der strahlungskammer fortsetzt und einen unteren, zylindrischen Teil 7',' von geringerem Durchmesser und der HChe c.
Eine Trägerpiatte 4 ist dazwischen fixiert und trennt die Strahlungskammer 1 von der Ionisierungskammer 2.
Diese Trägerplatte 4 trägt eine Kapsel 5, im allgemeinen aus Platin welche Radium einschliesst. Nur die von diesem Radium ausgestrahlten Gammastrahlen durchqueren die Kapsel 5. und die Höhe h der Strahlungskammer 1 ist so, dass die Absorption der nach oben ausgestrahlten Gammastrahlen in der in dieser Kammer enthaltenen Luft ausreichend ist, um einen guten Schutz der Benützer sicherzustellen. In gewissen Fällen kann eine Glühlampe oder jedes andere Erhitzungsmittel in dem oberen Teil der Strahlungskammer 1 vorgesehen sein.
Diese Hitzequelle gestattet, den Apparat auf einer gewünschten Temperatur zu halten, für welche die egenseitige Wirkung zwischen den von der Radiumquelle ausgestrahlten Gammastrahlen und den in den verschiedenen Filtern enthaltenen Elementen ein Optimum darstellt.
In einer gewissen Entfernung a von der Radiumkapsel 5 und in einem Querschnitt der Ionisierungskammer 2 angeordnet befindet sich ein erstes festes Filter 6, welches aus einem Gemisch von erdalkalischen Elementen, Halbmetallen und Elementen von höherem Atomgewicht (über 100) in fester Form besteht, zum Beispiel ein agglomeriertes Pulver. Dieses feste Filter 6 wird zwischen zwei Plättchen gehalten und ist auf mit der Ionisierungskammer kraft schlüssig verbundenen Krampen 7 fixiert.
Die Zusammensetzung dieses festen Gamma-Filters kann zum Beispiel die folgende sein: Calcium, metallisch 4 bis 5 ß Calciumfluorid 4 bis 5 ffi Titanoxyd 3 bis 4 ffi Bleioxyd 6 bis 7 ffi Zinkoxyd 2 bis 3 % Kaliumcyanid 4 bis 5 ffi Kaliumbichromat 2 bis 4 % Calciumkarbonat 6 bis 7 % Magnesiumoxyd 5 bis 6 ffi Kieselerde 2 bis 3 % Kupfersulfat 4 bis 5 % Cadmiumjodid 5 bis 6 ffi Arsen 1 bis 2 ß Bariumoxyd 8 bis 10% Gips in Pulver 2 bis 4 % Natriumchlorid 5 bis 6 % Eisenoxyd 1 bis 2 % Osmiumoxyd 3 bis 4 ß Palladiumoxyd 8 bis 10% Antimonschwefel 5 bis 6 ß Natriumkarbonat 9 bis 10% die % sind in Gewicht gerechnet.
Am unteren Ende des oberen, konischen Teils der Ionisierungskammer 2 befindet sich einerseits ein zweites, festes Filter in der Form eines dünnen Magnesiumplättchens 8 und andererseits eine mit Hilfe eines Trägers 10 an der Ionisierungskammer befestigte Ampulle 9, welche in Form einer flüssigen Lösung ein Gemisch von Oligo-Elementæ, von der 6. Periode des periodischen Systems angehUrenden Elementen und Elementen, die auf das Helium folgen, enthält. Diese flüssige Lösung kann zum Beispiel in destilliertem Wasser 250 mg eines jeden nachstehenden Elementes gelöst umfassen: Eisen -Silber -Kupfer -Gold -Blei Jod -Brom -Fluor -Calcium -Magnesium - Mangan -Titan -Zink -Cadmium -Der Abstand b trennt das feste Filter 6 von dem Magnesiumplättchen 8.
Endlich befindet sich am unteren Ende der Ionisierungskammer 2 eine Quelle 11 für freie Neutronen. Diese Neutronenquelle wird im Innern eines kleinen BehSlters 12 aus Blei gehalten, der nach oben mit Hilfe eines Korkstopfens 13 geöffnet ist. Die untere Seite des Bodens des Behälters 12 ist mit einem Paraffinhäutchen bedeckt. Der Apparat wird enulich durch ein Endstück 14 beendigt, welche den Strahlungsbereich dieses Apparates abgrenzt.
Die die Strahiungskammer 1 und die Ionisierungskammer 2, 3 bildenden Materialien sowie die verschiedenen Träger der festen und flüssigen Filter sowie diejenigen der Radiumkapsel und der Neutronenquelle sind derart, dass sie uter dem Einfluss der ausgesandten Strahlungen keine kenntlichen Veränd@@ungen erleiden.
Zum Schutze des diesen Apparat bedienenden Personals ist dieser mit einer Schutzhülle umgeben, die für ihren unteren Teil aus einer Bleium@üllung 15 und für den oberen Teil, aus heisst den Teil, der von der Mitte der-ùas Filter 6 von dem Plättchen 8 trennenden Entfernung bis ungefähr zur Hälfte der Strahlungskammer 1 geht,durch die Bleiumhüllung 15, gebildet ist, in deren Innerem sich aber eine Korkschicht 16 befindet. Diese Schutzhülle ist nach unten offen, umgibt aber das Endstück 14, während ein Deckel 17 sie nach oben verschliesst.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Apparat die folgenden Masse auf HUhe der Strahlungsiammer 1 = 70 cm Durchmesser der Strahlungskammer 25 cm / 15 cm HUhe zwischen der Radiumkapsel und dem festen Filter 6 a = 10 cm Höhe des oberen Teils der Ionisierungs-Kammer a+b = 40 cm Durchmesser des obere@ @@@ @r Ionisierungskammer = 15 oder 9 cm HUhe der Ionisierungskammer in ihrem zylindrischen Teil C = 31 cm Durchmesser des zylindrischen Teils der Ionisierungskammer = 7 cm Höhe des Bleibehälters 12 = 8 cm Dicke des Magnesiumplättchens = 0,2 mm Dicke des festen Filters 6 = i cm Wohlverstandenerweise sind die oben aufgeführten Masse beispielsweise gegeben und können verändert werden.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Apparates ist die folgende: Der Apparat sendet einerseits einen gewissen Neutronenfluss aus, der durch die Neutronenquelle 11 und den dem Paraffinüberzug und dem Behälterboden aus Blei 12 zukommenden Absorptionsfaktor bestimmt wird, und andererseits einen Fluss sekundärer Gammastrahlen.
Diese sekundären Gammastrahlen entstehen durch eine Reaktion zwischen den einfallenden, vom Radium ausgesandten primären Gammastrahlen und den in den festen Filtern 6, 8 enthaltenen Elementen und den flüssigen Filtern 9 infolge eines Comptoneffekts.
Die Energie der ausgesandten sekundären Gammastrahlen wird durch die Elemente der Filter bestimmt, während ihre Intensität durch die Menge des in der Kapsel 5 enthal nen Radiums und den hbsorptionsfaktor bestimmt wird, der einerseits in der Luft urd andererseits in den verscr, iedenen Materialien besteht, die sich auf dem Durchgang dieser Gammastrahlen befinden.
Die zweite Ausführungsform des Apparates umfasst wie die erste oben beschriebene Ausführungsform eine Strahlungskammer 1, deren oberes Ende durch einen Deckel verschlossen und von der Ionisierungskammer 2, 3 durch eine Platte 4 getrennt ist, welche eine Quelle für Gammastrahlen 5 trägt.
Diese Ionisierungskammer ist gleichfalls durch ein festes Filter 8 in einen oberen Teil 2 und einen unteren Teil 3 getre nt, wobei auf dem festen Filter 8 eine Ampulle 9 ruht, weiche die das flüssige Filter bildende flüssige Lösung enthält. Das ausstrahlende Ende des Apparates, das die Neutronenquelle 11 und das Endstück 14 umfasst, ist ebenfalls dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen ähnlich.
Des reste Filter 6 weist dagegen einen viel grösseren Rauminhalt auf, der zum Beispiel 400 bis 1000 g des dieses feste Filter bildenden Gemischs aurnehmen kann, das in einem versiegelten, auf dem unteren Teil 19 der Wand des oberen Teils 2 der Ionisierungskammer 2, 3 befestigten Behälter 18 enthalten ist.
Es ist auch zu bemerken, dass diese IonisierunOskammer 2, 3 durch ein unteres, zylindrisches, auf dem ßndstück 14 fixiertes Rohr 0, ein kegelstumpfartiges, auf dem oberen Ende des Rohres 20 befestigtes oder ruhendes Zwischen stück 21 und ein oberes kegelstumpfartiges 1l1ck 22 begrenzt wird, dessen unteres Ende in das obere Ende des Zwischenstücks 21 eingefügt ist.
In ähnlicher Weise umfasst die Strahlungskammer einen untern, kegelstumpfartigen Teil 23, dessen unteres Ende in das obere Ende des oberen Stücks 22 der Ionisierungskammer eingefügt ist, und einen oberen, auf dem oberen Ende des unteren Teils 23 fixierten Teil 24.
Das obere Ende der Strahlungskammer 1 ist durch einen Deckel 25 verschlossen, der mit einer Hitzequelle, zum Beispiel einer Glühlampe 26 ausgestattet ist.
Die Sicherheit der mit diesem Apparat arbeitenden Personen ist mit Hilfe einer Schutzhülle gewährleistet, die eine geschlossene Umhüllung und eine Abschirmung umfasst.
Die geschlossene Umhüllung umfasst einen unteren Teil 27, dessen unteres Ende auf dem Endstück 14 festgemacht ist, während das obere Ende durch einen Ring 28 mit dem oberen Ende des Teils 23 der Strahlungskammer 1 mechanisch verbunden ist. Ein oberer Teil 29 dieser auf dem unteren Teil 27 befestigten Umhüllung umgibt den oberen Teil der Strahlungskamrner Diese Umhüllung ist zum Beispiel aus Metall oder einer Leichtmetallegierung.
Die Abschirmung wird durch einen ringförmigen Behälter 30 gebildet, der ein echtes Material 31 wie Kork oder Paraffin einschliesst. Dieser Benälter ist an seinem oberen Ende auf einem Ring 2 und auf einem Träger 32 fixiert, der auf der Aussenwand des Werkstücks 21 an seinem unteren Ende befestigt ist.
Die Höhe dieser Abschirmung ist derart, dass sie mindestens die Quelle der Gammastrahlen 5 und das feste Filter 6 umgibt.
Ein Zwischenraum ist vorgesehen sowohl zwischen der Innenwand des Behälters 30 und den Strahlungs- und Ionisierungskammern als auch zwischen ihrer Aussenwand und der Umhüllung 27.
Um ausserdem jede falsche Bedienungsweise @uszuschliesset, sind durch einen Draht gebildete Unverletzlichkeitsvorrichtungen 33, 34 und 35 vorgesehen, dessen Enden verbleit sind, um die Trennung des Endstücks 14 und des unteren Teils 27 der Umhüllung, der unteren 27 und oberen Teile 2) cr Umhüllung und der Quelle 5 von dem unteren Teil 23 der S rahiungskämmer zu verhindern.
Bei dieser Ausführungsform weist der Apparat somit eine erhöhte Sicherheit für das Bedienungspersonal und Uberdies infolge seiner Leichtigkeit eine grössere Handlichkeit auf.
Dies kommt von der Unterdrückung der Schutzhülle aus Blei, welche dadurch möglich wurde, dass die Strahlung der Quelle aus zwei Zellen von 140 Mikrogramm RA 226 ohne Zinksulfid bosteht und schon in einer Entfernung von 20 cm nicht mehr gefährlich ist.
Es ist selbstverständlich, dass in Abänderungen die Quelle für Gammastrahlen durch einen anderen, radioaktiven Körper als Radium gebildet sein könnte.
In einer anderen Abänderung :&nn der beschriebene Apparat ausserdem eiiie Zufuhr von Sauerstoff in das Endstück 14 umfassen, as die Bildung von negativen Aero-Ionen gestatten würde, welche dann in verschiedenen Therapien Anwendung finden könnten.

Claims

PATENTANSPRUECHE > estrahlungsapparat für die Therapie, dadurch gekennzeichnet, dass er im Innern einer Schutzhülle und in einer Linie gelegen eine Kapsel (5), welche eine Gammastrahlenquelle einschliesst, ein erstes Filter (6). welches aus einem Gemisch von erdalkalischen Elementen. Halbmetallen und Elementen mit höherem Atomgewicht besteht; ein zweites Filter (9), welches durch ein Gemisch von Oligoelementen, von Elementen, welche der 6. Periode des periodischen Systems angehören, und von Elementen, die auf Helium folgen, in Form einer flüssigen Lösung gebildet ist; und eine in unmittelbarer Nähe des ausstrahlenden Endes des Apparates angeordnete Neutronenquelle (11) umfasst.
2. Apparat gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Strahlungskammer (1) und eine Ionisierungskammer (2) umSasst, wobei die Gammastrahlenquelle (5) an der Verbindungsstelle dieser beiden Kammern untergebracht ist.
3. Apparat gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisierungskammer (2, 3) einen oberen Teil (2) von kegelst;*mprartiger Form umfasst, dessen Wand in der Verlängerung der Wand der Strahlungskammer (1) liegt, sowie einen zylindrischen, unteren Teil (3).
4. Apparat gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass das erste, feste Filter (6) in einem Querschnitt des oberen Teils der Ionisierungskammer (2) gelegen ist.
5. Apparat gemäss Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er ein zweites, festes Filter (8) umfasst das aus einem dUnnen, zwisenen den kegel @um @tigen und @@@@drischen Teilen der Ionisierungskammer (?) @@ @rdneten Met@llplättchen gebildet ist.
6. Apparat gemäss Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Filter in einer Ampulle (9) enthalten ist, deren Boden auf dem zweiten, metallischen Filter (8) ruht.
7. Apparat gemss Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die am unteren Ende des zylindrischen Teils (3) der Ionisierungskammer (2, 3) angeordnete Neutronenquelle (11) im Innern einer Glasampulle untergebracht ist, die sich ihrerseits in einem Behälter aus Blei (12) befindet, der nach oben offen ist and die mit Hilfe eines Korkstopfens im Innern des Bekälter befestigt ist.
8. Apparat gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dnss der Boden des Bleibehälters (12), welcher die Neutronenquelle (11) einschliesst, mit einem Paraffinhäutchen ausgestattet ist.
9. Apparat gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sein unteres Ende mit einem Endstück (14) ausgestattet ist, welches die Ausstrahlung begrenzt.
10. Apparat gemäss Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle eine Bleischicht (15) umfasst, welche im oberen Teil der Ionisierungskammer (2) und im unteren Teil der Strahlungskammer (1) mit einer Korkschicht (16) aus-3ekleidet ist.
11. Apparat gemäss einem der obenstehenden Patentansprüche, (II,-durch gekennzeichnet, dass er noch eine Hi@zequelle umfasst, welche im oberen Teil der Strahlungskammer (-) untergebracht ist.
12. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 1O, dadurch gekennzeichnet dass die radioaktive Quelle (5) durch Radium g@@ldet ist.
13. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch g@ennzeichnet, dass die Höhe der Strahlungskammer (1) zwischen 6 und 75 cm inbegriffen ist.
14. Apparat gemäss eine der Patentansprüche 2 bis IG dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung, welche die radioaktive Quelle (5) vom ersten, festen Filter (o) trennt, swischen und 15 cm inbegriffen ist.
15. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis C, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des kegelstumpfartigen Teiles (2) der Ionisierungskammer (2, 3) zwischen 35 und 45 cm inbegriffen ist.
16. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des zylindrischen Teils (3) der Ionisierungskammer (2, 3) zwischen 25 und 35 cm inbegriffen ist.
17. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des zylindrischen Teils (3) der Ionisierungskammer (2, 3) zwischen 5 und 10 cm inbegriffen ist.
18. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Durchmesser der Ionisierungskammer (2, 3) zwischen 10 und 20 cm inbegriffen ist.
19. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch ge@ennzeichnet, dass der obere Durchmesser der ausstrahlenden Kammer (1) zwischen 20 und 30 cm inbegriffen ist.
20. Apparat @chutzvorrichtung @emäss Paten@anspruch 1, dad@h gek@nzeichnet, dass die Schutzhülle eine äussere, geschlossene Umhüllung umfasst, in deren Innerem eine Abschirmung aus einem leichten Material angeordnet ist, weiche m @itene :ie Quelle der Gammastrahlen (5) unc c.as erste, fee Filter (6) umgibt.
21. Appa@ gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Vorrichtung zum Unverletzlichmachen umfasst, welche jedes ungewollte Oeffnen der Schutzhülle verbietet.
22. Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vorrichtung zum Unverletzlichmachen umfasst, welche jedes ungewollte Herausnehmen der Quelle der Gammastrahlen (5) verbietet.
23. Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfassung mit einem Endstück (14) kraftschlüssig verbunden ist, welche die Strahlungszone des Apparates begrenzt und die Gesamtheit der Strahlungs- (1) und Ionisierungskammer (2, 3) umgibt.
24. Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung im allgemeinen von ringförmiger worm ist, und aus einem Behälter gebildet ist, der ein leichtes Material wie Kork oder Parafrin enthält.
25. Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste feste Filter (6) eine Masse aufweist, die zwischen 400 und 1000 Gramm inbegriffen ist. L e e r s e i t e