DE19518192A1

DE19518192A1 - Ionising radiation measuring system for medical radiation instrument used esp. in cancer treatment

Info

Publication number: DE19518192A1
Application number: DE1995118192
Authority: DE
Inventors: Hans Michael Guenther
Original assignee: SCHUSTER MEDIZINISCHE SYSTEME
Current assignee: SCHUSTER MEDIZINISCHE SYSTEME
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2015-05-23
Also published as: DE19518192C2

Abstract

The measuring system includes a container (1) filled with liquid in which a detector is immersed which is movable only in one direction via a drive unit (8). The container is closed by a cover lid (2) covering the container, the lid being essentially vertical to the direction of the incident radiation and to the movement direction of the detector (5). The lid has a region (2A) for the entry of the incident radiation, the radiation absorption of which is smaller than that of the lid. The lid has a cut out for the reception of a shaft (7) connected with the drive unit. The lid has a cut out for the reception of a drive unit connected with the shaft and/or a cut out for the reception of a displacement pick up (9) connected with the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für ionisierende Strahlung eines medizinischen Bestrahlungsgeräts, umfassend einen flüssigkeitsgefüllten Behälter sowie einen in die Flüssigkeit eintauchenden, mittels einer Antriebseinheit bewegbaren Detektor. Ferner betrifft die Erfindung eine Meßanordnung zur Messung der räumlichen Dosisverteilung ei nes medizinischen Bestrahlungsgeräts.The invention relates to a measuring device for ionizing Radiation from a medical radiation device comprising a liquid-filled container and one in the Liquid immersed by means of a drive unit movable detector. The invention further relates to a Measuring arrangement for measuring the spatial dose distribution ei medical radiation device.

Meßvorrichtungen der eingangs genannten Art werden vor allem zur Überprüfung von medizinischen Bestahlungsgeräten, wie sie bei der Krebstherapie verwendet werden, eingesetzt.Measuring devices of the type mentioned are before especially for checking medical radiation devices, as used in cancer therapy.

Nach dem Stand der Technik ist eine Meßvorrichtung aus einem Prospektblatt der Firma PTW-Freiburg bekannt. Die darin beschriebene Meßvorrichtung umfaßt ein ca. 200 l fassendes, mit Wasser gefülltes Becken, das den menschlichen Körper in bezug auf dessen Dichte bzw. dessen Stahlungsabsorptionseigenschaften simuliert und als sogenanntes Phantom bezeichnet wird. In dieses Becken taucht von oben her ein Detektor ein, der mittels einer am oberen Beckenrand verschiebbar aufgenommenen Verstelleinrichtung in die drei Raumrichtungen innerhalb des Phantomkörpers bewegbar ist. Somit kann an jedem Punkt des Phantoms die Dosis einer einfallenden Strahlung gemes sen und daraus die Dosisverteilung im Phantom ermittelt werden.According to the prior art, a measuring device is made a brochure from the company PTW-Freiburg known. The measuring device described therein comprises an approx. 200 l basin, filled with water, that the human body in terms of its density or Steel absorption properties simulated and as so-called phantom is called. In this basin immerses a detector from above, which by means of an upper pool edge slidably received Adjustment device in the three spatial directions within the phantom body is movable. So at any point the dose of an incident radiation of the phantom and the dose distribution in the phantom is determined will.

Daneben sind nach dem Stand der Technik aus einem weiteren Prospekt der Firma PTW-Freiburg Meßvorrichtungen zur Einpunktmessung bekannt, die ein vergleichsweise kleineres, aus einem wassergefüllten Becken bestehendes Phantom umfas sen, in welches der Detektor eintaucht. Zur Veränderung des Meßpunkts innerhalb des Phantoms, kann der Detektor manuell in verschiedene Positionen versetzt werden.In addition, according to the prior art from another Prospectus of the company PTW-Freiburg measuring devices for Known single point measurement, which is a comparatively smaller, phantom consisting of a water-filled pool into which the detector is immersed. To change the Measuring point within the phantom, the detector can be done manually can be moved to different positions.

Die Nachteile des vorerwähnten Standes der Technik bestehen im ersten Fall insbesondere im hohen Gewicht der Vorrichtung und der damit zusammenhängenden schlechten Handhabbarkeit. Demgegenüber sind zwar die erwähnten Phantome zur Einpunktmessung kleiner und leichter ausgebil det. Gleichwohl leidet auch deren Handhabbarkeit darunter, daß beim Einbringen einer derartigen Meßvorrichtung in das zu überprüfende medizinische Bestrahlungsgerät Wasser verschüttet werden kann oder das Wasser des Phantoms durch äußere Einflüsse verschmutzt wird. Darüberhinaus ist die für medizinische Bestahlungsgeräte in regelmäßigen Abständen vorgeschriebene Messung der Dosisverteilung mittels eines handhabbaren, mit Wasser gefüllten Phantoms praktisch nicht möglich.The disadvantages of the aforementioned prior art exist in the first case especially in the heavy weight of the Device and the related bad Manageability. In contrast, the mentioned Phantoms for single-point measurement are smaller and easier to train det. Nevertheless, their manageability also suffers from that when introducing such a measuring device in the medical radiation device to be checked water can spill or the water of the phantom through external influences is contaminated. Furthermore, the for medical radiation devices in regular Intervals prescribed measurement of the dose distribution using a manageable phantom filled with water practically not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach handhabbar ist und insbesondere auch zur Messung der Dosisverteilung verwendbar ist.The object of the present invention is therefore a To create measuring device of the type mentioned, the is easy to use and especially for measurement the dose distribution can be used.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung durch die in den jeweiligen Unteransprüchen wiedergegebenen Merkmale gekennzeichnet sind.This object is achieved by the features of claims 1 and 9 solved, expedient embodiments of the invention by those reproduced in the respective subclaims Characteristics are marked.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, daß der Detektor nur in einer Richtung bewegbar ist und der Behälter mittels eines Deckels derart verschließbar ist, daß der Deckel im wesentlichen senkrecht zur Richtung der einfallenden Strahlung und zur Bewegungsrichtung des Detektors ist.According to the invention it is provided that the detector can only be moved in one direction and by means of the container a lid can be closed such that the lid in essentially perpendicular to the direction of the incident Radiation and the direction of movement of the detector.

Dies hat den Vorteil, daß einerseits ein weitgehend dichter Abschluß des Phantoms gewährleistet ist, so daß ein Austritt von Flüssigkeit bzw. eine Verunreinigung derselben ausgeschlossen ist. Andererseits ist trotz des Vorsehens eines abschließenden Deckels eine Messung der Dosis in der Einfallsrichtung der Strahlung möglich.This has the advantage that on the one hand a largely dense one Completion of the phantom is guaranteed so that a Leakage or contamination of the liquid is excluded. On the other hand, despite the provision a final lid, a measurement of the dose in the Direction of incidence of the radiation possible.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung um faßt der Deckel einen Bereich, der so ausgebildet ist, daß ein Durchtritt einfallender Strahlung im wesentlichen ohne Absorptions- und Streuungsverluste gewährleistet ist.According to an advantageous development of the invention the lid captures an area which is designed such that a passage of incident radiation essentially without Absorption and scattering losses are guaranteed.

Insbesondere im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist vorgesehen, die Komponenten des den Detektor bewegenden Antriebssystems so weit wie möglich im Deckel in hierfür eigens vorgesehenen Ausnehmungen unterzubringen. So kann vorteilhafterweise eine Achse, eine mit der Achse in Verbindung stehende Antriebseinheit und ein ebenfalls mit der Achse in Verbindung stehender Wegaufnehmer im Deckel untergebracht werden. Ferner kann eine zur Linearbewegung des Detektors vorgesehene Führung, wie z. B. eine Linearschlitten, eine Schwalbenschwanzführung oder ein Spindelantrieb am Deckel aufgenommen sein.Especially with regard to cost-effective production the measuring device according to the invention is provided Components of the drive system moving the detector as far as possible in the lid in specially provided To accommodate recesses. So can advantageously an axis, one related to the axis Drive unit and one also with the axis in Connected displacement transducer housed in the lid will. Furthermore, one for linear movement of the detector intended leadership, such as. B. a linear slide, a Dovetail guide or a spindle drive on the lid be included.

Um im Phantom eine möglichst einheitliche Dichte zu gewährleisten, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, daß sowohl der Behälter als auch der Deckel aus einem Kunststoff gebildet sind, dessen Dichte einen Wert im Bereich vom 1 g/cm³ aufweist und damit an die Dichte der verwendeten Flüssigkeit angepaßt ist. Im Phantom eingeschlossene Luftblasen, welche die Messung nachteilig beeinflussen können, sind durch geeignete Entlüftungsventile entfernbar. Nach einer weiteren Ausgestaltung ist, insbesondere im Hinblick auf die Handhabbarkeit der Meßvorrichtung vorgesehen, daß der Behälter im wesentlichen würfelförmig ausgebildet ist, wobei dessen Innenraum eine Kantenlänge von maximal 300 mm aufweist. In order to achieve as uniform a density as possible in the phantom ensure is according to another advantageous Design provided that both the container and the lid are formed from a plastic, the Density has a value in the range of 1 g / cm³ and thus is adapted to the density of the liquid used. in the Phantom trapped air bubbles that make the measurement can be adversely affected by appropriate Vent valves removable. After another Design is, especially with regard to the Manageability of the measuring device provided that the Container is essentially cubic, the interior of which has an edge length of a maximum of 300 mm having.

Nach einer weiteren Lösung der Erfindung kann die oben beschriebene Meßvorrichtung insbesondere wegen der Beweglichkeit des Detektors in der Einfallsrichtung der zu messenden Strahlung auch zur Messung der Dosisverteilung verwendet werden. Zu diesem Zweck ist eine Meßanordnung vorgesehen, die eine Verschiebeeinrichtung umfaßt, auf der die oben beschriebene Meßvorrichtung so aufgenommen ist, daß sie in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Detektors verschiebbar ist.According to a further solution of the invention, the above described measuring device in particular because of Mobility of the detector in the direction of incidence measuring radiation also for measuring the dose distribution be used. For this purpose there is a measuring arrangement provided which comprises a displacement device on the the measuring device described above is included that they are in a plane perpendicular to the direction of movement of the Detector is displaceable.

Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Verschiebeeinrichtung um einen Kreuztisch. Der Kreuztisch kann, ebenso wie der Detektor, motorisch antreibbar ausge staltet sein. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, sowohl die Bewegung des Detektors innerhalb des Phantoms als auch die Bewegung des Phantoms mittels der Verschiebeeinrichtung durch einen Prozeßrechner zu steuern, so daß die Messung der Dosisverteilung automatisiert erfolgen kann.Advantageously, it is the Sliding device around a cross table. The cross table can, like the detector, be driven by a motor be. It is considered to be particularly advantageous both the movement of the detector within the phantom as well as the movement of the phantom by means of the Control the displacement device by a process computer, so that the measurement of the dose distribution is automated can be done.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an hand der Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigtAn embodiment of the invention is described below hand of the drawing explained in more detail. Here shows

Fig. 1 einen ersten Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung, Fig. 1 is a first vertical sectional view of a measuring device according to the invention,

Fig. 2 einen zweiten Vertikalschnitt der Meßvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 shows a second vertical section of the measuring device according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt auf die Innenseite des Deckels der Meßvorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3 is a horizontal section on the inside of the lid of the measuring device according to Fig. 1 and

Fig. 4 eine Meßanordnung unter Verwendung einer Meßvorrichtung nach Fig. 1. Fig. 4 shows a measuring arrangement by using a measuring device of FIG. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Meßvorrichtung umfaßt einen Behälter 1 mit einem Deckel 2. Der Deckel 2 weist einen zentralen Bereich 2A auf, der einen weitgehend unbeeinflußten Durchgang der einfallenden Strahlung gewährleistet. Dieser Bereich 2A kann beispielsweise mit einer Folie oder einer dünnen Spezialglasschicht abgedeckt sein (hier nicht darge stellt). An der Innenseite des Deckels 2 ist eine Führung 3 gehalten, die sich senkrecht bis zum Boden des Behälters 1 erstreckt. Auf der Führung 3 ist gleitverschiebbar ein Schlitten 4 gehalten, der den Detektor 5 trägt. Der Schlitten 4 steht über einen Zahnriemen 6 mit einer im Deckel 2 aufgenommenen Achse 6 in Verbindung. Ferner ist im Deckel 2 ein Antriebsmotor 8 zum Antrieb der Achse 7 vorgesehen.The measuring device shown in FIG. 1 comprises a container 1 with a lid 2 . The cover 2 has a central area 2 A, which ensures a largely uninfluenced passage of the incident radiation. This area A 2 may for example be covered with a foil or a thin layer of special glass (not shown here represents). On the inside of the lid 2 , a guide 3 is held, which extends perpendicularly to the bottom of the container 1 . A slide 4 , which carries the detector 5 , is slidably held on the guide 3 . The carriage 4 is connected via a toothed belt 6 to an axis 6 accommodated in the cover 2 . Furthermore, a drive motor 8 for driving the axis 7 is provided in the cover 2 .

Fig. 2 zeigt in einem zweiten Vertikalschnitt eine Rückansicht der Meßvorrichtung. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß die Führung 3 aus zwei parallel angeordneten Stäben gebildet ist. Im Deckel 2 ist außer dem Antriebsmotor 8 und der Achse 7 ein Wegaufnehmer 9 aufgenommen, der ebenfalls mit der Achse 7 in Verbindung steht (hier nicht dargestellt). Fig. 2 shows a second vertical section of a rear view of the measuring device. From this representation it is clear that the guide 3 is formed from two parallel bars. In addition to the drive motor 8 and the axis 7, a displacement transducer 9 is accommodated in the cover 2 , which is also connected to the axis 7 (not shown here).

Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt durch die Meßvorrichtung nach Fig. 1 auf die Innenseite des Deckels 2. Deutlich erkennbar sind in dieser Ansicht die im Deckel vorgesehenen Ausnehmungen für den Antriebsmotor 8 sowie den Wegaufnehmer 9. Weiterhin ist eine umlaufende Nut 10 zur Aufnahme einer Dichtung ersichtlich. Die Achse 7 ist gegen den mit Wasser befüllten Innenraum des Behälters mittels zweier Ringdichtungen 11 abgedichtet. Mit 12 sind Bohrungen zur Durchführung von Befestigungselementen bezeichnet, die zur lösbaren Verbindung des Deckels 2 mit dem Behälter dienen. FIG. 3 shows a horizontal section through the measuring device according to FIG. 1 on the inside of the cover 2 . The recesses provided in the cover for the drive motor 8 and the displacement sensor 9 are clearly recognizable in this view. Furthermore, a circumferential groove 10 for receiving a seal can be seen. The axis 7 is sealed against the water-filled interior of the container by means of two ring seals 11 . With 12 holes for carrying out fasteners are designated, which are used for releasably connecting the lid 2 to the container.

Fig. 4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Meßanordnung. Ersichtlich ist eine mit MV bezeichnete Meßvorrichtung auf einem in Y-Richtung verschiebbaren Schlitten 15 einer in X- Richtung bewegbaren Brücke 14 eines Kreuztischs 13 aufgenommen. Der Meßvorrichtung MV ist vorzugsweise lösbar bsp. mittels eines Schnellverschlusses mit dem Schlitten 15 verbunden (hier nicht dargestellt). Fig. 4 shows schematically a perspective view of an embodiment of a measuring arrangement according to the invention. As can be seen, a measuring device designated MV is accommodated on a slide 15 which can be displaced in the Y direction and a bridge 14 of a cross table 13 which can be moved in the X direction. The measuring device MV is preferably detachable, for example. connected to the carriage 15 by means of a quick-release fastener (not shown here).

Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist, bewirkt eine durch den Antriebsmotor 8 hervorgerufene Drehung der Achse 7 über den Zahnriemens 6 eine Hebe- bzw. Senkbewegung des fest mit dem Zahnriemen verbundenen Schlittens 4. Die Führung des Schlittens bewirkt, daß diese Heb- bzw. Senkbewegung stets linear und auf demselben Weg erfolgt. Damit ist jederzeit gewährleistet, daß der fest auf dem Schlitten 4 montierte Detektor 5 stets in einer Achse senkrecht zum Deckel 2 und insbesondere unterhalb des Bereichs 2A des Deckels bewegt wird.As can be seen from FIG. 1 and FIG. 2, a rotation of the axis 7 caused by the drive motor 8 via the toothed belt 6 causes a lifting or lowering movement of the carriage 4 which is fixedly connected to the toothed belt. The guiding of the carriage causes this lifting or lowering movement to always take place linearly and in the same way. This ensures at all times that the detector 5 fixedly mounted on the carriage 4 is always moved in an axis perpendicular to the cover 2 and in particular below the region 2 A of the cover.

In Kombination mit einem in X und Y-Richtung bewegbaren Kreuztisch 13 ist der in Z-Richtung bewegbare, im Phantom aufgenommene Detektor 5 somit in alle 3 Raumrichtungen bewegbar und kann in dieser Anordnung zur Messung der Dosisverteilung eines medizinischen Bestrahlungsgeräts verwendet werden.In combination with a cross table 13 which can be moved in the X and Y directions, the detector 5 which is movable in the Z direction and recorded in the phantom can thus be moved in all 3 spatial directions and can be used in this arrangement to measure the dose distribution of a medical radiation device.

Claims

1. Measuring device for ionizing radiation of a medical radiation device, comprising a liquid-filled container and a liquid immersed in the liquid by means of a drive unit movable detector, characterized in that the detector ( 5 ) can only be moved in one direction and the container ( 1 ) can be closed by means of a cover ( 2 ) such that the cover is essentially perpendicular to the direction of the incident radiation and to the direction of movement of the detector ( 5 ).

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the cover ( 2 ) has an area ( 2 A) for the passage of the incident radiation, the radiation absorption of which is less than that of the cover.

3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the cover ( 2 ) has a recess for receiving an with the drive unit ( 8 ) in connection with the axis ( 7 ).

4. Measuring device according to claim 3, characterized in that the cover ( 2 ) has a recess for receiving a with the axis ( 7 ) in connection with the drive unit ( 8 ) and / or a recess for receiving a with the axis ( 7 ) in Connected displacement sensor ( 9 ).

5. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the detector ( 5 ) along a cover ( 2 ) accommodated guide ( 3 ) is linearly movable.

6. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the lid ( 2 ) and the container ( 1 ) are formed from a plastic, the specific weight of which is in the range of 1 g / cm³.

7. Measuring device according to claim 6, characterized in that the container ( 1 ) has a substantially cube-shaped interior whose edge length is a maximum of 300 mm.

8. Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one vent valve for bubble-free liquid filling of the container ( 1 ) is provided.

9. Measuring arrangement for measuring the spatial dose distribution of a medical radiation device, characterized in that the measuring arrangement comprises a displacement device on which a measuring device according to claim 1 is received so that it is movable in a plane perpendicular to the direction of movement of the detector ( 5 ).

10. Measuring arrangement according to claim 9, characterized in that the displacement device is a cross table ( 13 ) which comprises a device for releasably receiving the measuring device.