DE2164207B2 - Einrichtung zur bestrahlung mit energiereichen elektronen - Google Patents
Einrichtung zur bestrahlung mit energiereichen elektronenInfo
- Publication number
- DE2164207B2 DE2164207B2 DE19712164207 DE2164207A DE2164207B2 DE 2164207 B2 DE2164207 B2 DE 2164207B2 DE 19712164207 DE19712164207 DE 19712164207 DE 2164207 A DE2164207 A DE 2164207A DE 2164207 B2 DE2164207 B2 DE 2164207B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electron beam
- electron
- lenses
- magnetic
- electrons
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/04—Irradiation devices with beam-forming means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J33/00—Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
- A61N2005/1089—Electrons
Description
»5
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestrahlung mit energiereichen Elektronen, bei welcher die aus
einem Teilchenbeschleuniger austretenden Elektronen mittels eines Magnetfeldes auf ein bestimmtes Bestrahlungsfeld
gelenkt werden, und soll vor allem die tiefentherapeutische V/irksamkeit von Elektronenbestrahlungen
erhöhen.
Aus den bekannten Elektronenbeschleunigern, die zur Erzeugung eines Elektronenstrahles verwendet werden,
tritt in der Regel ein divergenter Elektronenstrahl kleinen Querschnitts aus. Um damit größere Flächen
bestrahlen zu können, hat man elektrische Ablenkmittel verwendet, durch die der Elektronenstrahl in Abtastbewegung
versetzt wird, In der medizinischen Bestrahluifigslechnik
hat man auch in den Weg des Elektronen-Strahls sog. Streukörper oder Streufolien angeordnet,
um den Elektronenstrahl aufzustreuen und damit dessen Querschnitt zu vergrößern und um zugleich die
Elektronenstrahldichte zu homogenisieren (Siemens-Zeitschrift,
Bd. 42 (19fi8), Heft 5, S. 335 bis 362). Auch durch die Zeitschrift »Journal of Applied Physics«, Juli
1948, S. 599 bis 604 ist es bekannt, eine Elektronenstrahlung, die aus einem Generator austritt, durch eine
Miembran und durch magnetische Mittel aufzuweiten. Auch bei dieser bekannten Einrichtung hängt die Dosis
vom Abstand zwischen der Elektronenquelle und der zu bestrahlenden Stelle ab.
Bei der Tiefentherapie mittels Elektronen ist man bestrebt, die Lage der Zone, in welcher 80% der
Strahlung wirksam werden (80% Isodose), in die größtmögliche Tiefe des Bestrahlungsfeldes zu verlagern.
Dies ist auch die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe. Bei den bekannten Elektronenaustrittssystemen
tritt demgegenüber aber infolge der Strahlendivergenz eine Abnahme der Dosis proportional dem *>
Quadrat der Entfernung von der Elektronenquelle (1 : R2-Gesetz) ein, so daß die Tiefenlage der 80%
tsodose zusätzlich zu dem von der kinetischen Energie abhängigen Reichweitespektrum noch weiter vermindert
wird.
Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art sind daher erfindungsgemäß dem Austrittsfenster des
Elektronenbeschleunigers im Richtung des Elektronen-Strahls nacheinander eine Aufweilvorrichtung und eine
magnetische Fokussiervorrichtung nachgeordnet. Hierdurch wird ein Elektronenstrahlenbündel erweiterten
Querschnitts erhalten, bei welchem die Strahlenrichtung parallel oder auch konvergent ist, so daß die Läge der
80% Isodose unabhängig von dem 1 : R2-Gesetz wird.
Die bei bekannnten Verfahren zur Bestrahlung größerer Flächen mit Elektronen hoher Energie verwendeten
Mittel erzeugen dagegen ein divergentes Elektronenstrahlenbündel mit dadurch bedingter geringerer
Tiefenlage der 80% Isodose. Ein weiterer Vorteil der
Erfindung besteht darin, daß die zu verwendenden Elemente auch an fertige Elektronenbeschleuniger
anbringbar sinc|.
Eine einfache Bauweise läßt sich erreichen, wenn die
Aufweitvorrichtung in Weiterbildung der Erfindung eine Streufolie ist. Mit Streufolien wird bereits in der
medizinischen Bestrahlungstechnik gearbeitet. Sie sind relativ preiswert, ihre Anwendung ist problemlos.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung
kann die Aufweitvorrichtung eine magnetische Linse sein. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung
ergibt sich die Möglichkeit, durch gleichzeitige Beeinflussung des Magnetfeldes der Aufweitvorrichtung und
der Fokussiervorrichtung die Auslenkung und den Querschnitt des Elektronenstrahlenbündels zu verändern.
Die durch die den Elektronenstrahl aufweitenden Elemente erhaltene Divergenz des Elektronenstrahls
wird durch eine in Strahlungsrichtung im Abstand von den den Elektronenstrahl aufweitenden Elementen
angeordnete elektromagnetische Fokussiervorrichtung wieder aufgehoben. Hierzu werden im wesentlichen
Quadrupollinsen oder andere Magnete verwendet, die Ablenkfelder erzeugen. Auch fokussierende Toroidspulen
sind anwendbar. Dabei muß die Fokussiervorrichtung einen dem aufgeweiteten Elektronenstrahlenbündel
angepaßten Querschnitt erhalten.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen
F i g. 1 dein schematischen Querschnitt durch ein
Betatron,
F i g. 2 den Querschnitt durch einen dem Elektronenaustrittsfenster
des Betatrons nachgeschalteten Einsatz, welchem ein Streukörper und Fokussierungslinsen
zugeordnet sind, und
Fig.3 den Querschnitt durch einen anderen, dem
Elektronenaustrittsfenster des Betatrons nachgeschalteten Einsatz, bei welchem der Streukörper durch
Elektromagnete ersetzt ist.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein Magnet eines Betatrons
bezeichnet, bei welchem Elektronen in einer evakuierten Röhre 2 längs einer gestrichelt angedeuteten
Sollkreisbahin in bekannter Weise beschleunigt werden.
Durch eine hier nicht dargestellte Ablenkvorrichtung werden die beschleunigten Elektronen aus der Sollkreisbahn
und auf ein Elektronenaustrittsfenster 3 gelenkt, durch das sie aus der Röhre austreten. Durch eine dem
Austrittsfenster gegenüberliegende öffnung in einer Bleiabschirmung 4 gelangen die Elektronen ins Freie.
Durch Schwenken des Betatrons können sie auf ein Bestrahlungsobjelit gerichtet werden. In der öffnung in
der Bleiabsnhirmung 4 befindet sich ein Einsatz 5, der
die erfindungsgemäßen Aufweit- und Fokussiervorrichtung enthält.
In der Fig.2 ist der Einsatz 5 vergrößert herausgezeichnet.
Er schließt in der gestrichelten Umrandung eine Streufolie 6 und magnetische Fokussierungslinsen 7
und 8 ein. Für die im Betatron der F i g. 1 erzeugten 42
MeV Elektronen ist die Streufolie 6 etwa 1,5 mm dick
und aus Pb. Sie hat einen Durchmesser von 25 cm. Die Fokussicrungslinsen 7 und 8 liegen bezüglich des
Austrittsfensters 3 in einem Abstand von 10 cm nach der
Streufolie 6 und haben eine Durchtrittsöffnung von 30 cm. Weil die Magnetfelder jeder der beiden
Fokussierungslinsen 7 und 8 nur in jeweils einer Ebene fokussieren, müssen zwei Magnetfelder, d. h, zwei um
90° um die Symmetrieachse des ursprünglichen Elektronenstrahls 9 gegeneinander verdrehte Fokussierungslinsen
vorgesehen sein. Durch überlagerte Magnetfelder kann Vieh auller der Fokussierung des
Elektronenstrahlenbündels auch eine aus der Fig.2 ersichtliche Umlenkung des Strahlenbündels ergeben.
Diese Umlenkung des Strahlenbündel kann, da die beiden von den Fokussierungslinsen 7 und 8 erzeugten
Magnetfeld um 90° gegeneinander verdreht sind, auch um zwei zueinander und zur Symmetrieachse des
ursprünglichen Elektronenstrahls 9 senkrechte Achse erfolgen.
Der durch das Fenster 3 !austretende Elektronenstrahl
9 wird in der Streufolie 6 aufgeweitet, so daß die Elektronen in einem durch die Linien 10 und 11
begrenzten Kegel auseinanderlaufen. Dieses divergierende Elektronenstrahlenbündel wird dann durch die
durch die Fokussierungslinsen 7 und 8 erzeugten Magnetfelder zu einem konvergierenden Strahlenkegel
gebündelt, der durch die strichpunktierten Linien 12' und 13' begrenzt würde, wenn keine gleichzeitige
Umlenkung des Elektronenstrahlenbündels stattfände. Wegen der Umlenkung des Elektronenstrahlenbündels
wird die Kegel in Wirklichkeit durch die Linie 12 und 13, die nicht mehr in der Zeichenebene der F i g. 2 zu liegen
brauchen, begrenzt. Die beiden Fokussierungslinsen bewirken somit letztendlich, daß die Elektronen statt in
einem divergierenden Kegel, der in der F i g. 2 durch die Linien 10' und 11' begrenzt wird, in einem zwar
umgelenkten, aber konvergierenden Kegel, der durch die Linien 12 und 13 begrenzt ist, verlaufen. Ein Körper,
dessen Begrenzung durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet ist, kann auf diese Weise mit einem
konvergierenden Strahlenbündel bestrahlt werden, bei welchem die 80% Isodose um 50% tiefer liegt als bei
Eini ichtungen ohne den erfinduflgsgemäßen Einsatz 5.
S Die Fig.3 zeigt eine Variante mit einem gegenüber dem Einsatz 5 etwas abgewandelten Einsatz 5'. Der aus einer Röhre lii durch ein Austrittsfenster 16 austretende Elektronenstrahl 17 durchsetzt in dem Einsatz 5' magnetische Linsen 18, i8', die anstelle einer Streufolie
S Die Fig.3 zeigt eine Variante mit einem gegenüber dem Einsatz 5 etwas abgewandelten Einsatz 5'. Der aus einer Röhre lii durch ein Austrittsfenster 16 austretende Elektronenstrahl 17 durchsetzt in dem Einsatz 5' magnetische Linsen 18, i8', die anstelle einer Streufolie
ίο zur Aufweilung des Elektronenstrahls vorgesehen sind.
Der Elektronenstrahl 17 wird durch die Ablenkfelder der Linsen 18,18' zu einem divergierenden Elektronenstrahlenbündel,
das in der F i g. 3 von den Linien 19 und 20. die nicht in der Zeichenebene zu liegen brauchen,
dargestellt wird. Durch die in Strahlenrichtung hinter den Linsen 18, 18' zur Aufweitung des Elektronenstrahls
liegenden Fokussierungslinsen 21, 2V wird das durch die Linien 19 und 20 begrenzte Elektronenstrahlbündel
fokussiert und gegebenenfalls auch umgelenkt.
Nach Durchtritt durch die Fokussierungslinsen 21, 2Γ
wird das nunmehr konvergierende Elektronenstrahlenbündel durch die Linien 22 und 23 begrenzt dargestellt.
In einem Körper, dessen Kontur durch die gestrichelte Linie 24 angedeutet wird, liegt daher die 80% Isodose
tiefer und ist der Durchmesser des Strahlenkegels größer, als wenn der Einsatz 5' fehlen würde. Da die
Ablenkfelder der Linsen 18 und 18' zusätzlich zur Aufweitung des Elektronenstrahls eine Umlenkung des
Elektronenstrahls bewirken können, ähnlich wie bei den Fokussierungslinsen 21 und 2Γ oder 7 und 8, kann das
aus dem Einsatz 5' austretende durch die Linien 22, 23 begrenzte Elektronenstrahlenbündel etwas außerhalb
der Zeichenebene liegen. Die Linsen 18, 18', durch welche die Aufweitung des Elektronenstrahls erfolgt,
haben eine Öffnung von etwa 15 cm Durchmesser. Durch zusätzliche Elemente, die den Strom in den
Wicklungen der Linsen 18,18' bzw. Fokussierungslinsen 21 und 2Γ verändern, ist eine Anpassung des
Elektronenstrahlenbündels an verschieden große Be-Strahlungsfelder möglich.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Einrichtung zur Bestrahlung mit energiereichen
Elektronen, bei welcher die aus einem Teilchenbeschleuniger austretenden Elektronen mittels eines
Magnetfeldes auf ein bestimmtes Bestrahlungsfcld gelenkt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Austrittsfenster (3, 16) des Eisktronenbeschleunigers
in Richtung des Elektronenstrahls (9, '° 17) nacheinander eine Aufweit vorrichtung (6,18,18')
und eine magnetische Fokussiereinrichtung (7,8,21,
21') nachgeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitvorrichtung eine Streufolie '5
(6) ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitvorrichtung eine magnetische
Linse (18,18') ist.
4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekenn- !'°
zeichnet, daß die magnetische Fokussiereinrichtung (7,8,21,21') justierbar ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712164207 DE2164207C3 (de) | 1971-12-23 | 1971-12-23 | Einrichtung zur Bestrahlung mit energiereichen Elektronen |
CH1252172A CH542632A (de) | 1971-12-23 | 1972-08-24 | Einrichtung zur Bestrahlung mit energiereichen Elektronen |
IT3255172A IT972278B (it) | 1971-12-23 | 1972-12-06 | Dispositivo per l irraggiamento con elettroni ad alto contenuto energetico |
GB5840972A GB1386318A (en) | 1971-12-23 | 1972-12-18 | Apparatus for use in irradiating with charged particles |
FR7245011A FR2164652B1 (de) | 1971-12-23 | 1972-12-18 | |
JP12628572A JPS4868998A (de) | 1971-12-23 | 1972-12-18 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712164207 DE2164207C3 (de) | 1971-12-23 | 1971-12-23 | Einrichtung zur Bestrahlung mit energiereichen Elektronen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2164207A1 DE2164207A1 (de) | 1973-07-05 |
DE2164207B2 true DE2164207B2 (de) | 1977-09-01 |
DE2164207C3 DE2164207C3 (de) | 1978-05-03 |
Family
ID=5829034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712164207 Expired DE2164207C3 (de) | 1971-12-23 | 1971-12-23 | Einrichtung zur Bestrahlung mit energiereichen Elektronen |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS4868998A (de) |
CH (1) | CH542632A (de) |
DE (1) | DE2164207C3 (de) |
FR (1) | FR2164652B1 (de) |
GB (1) | GB1386318A (de) |
IT (1) | IT972278B (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2495878A1 (fr) * | 1980-12-09 | 1982-06-11 | Dmitriev Stanislav | Dispositif pour irradier des objets par electrons |
IT1333559B (it) * | 2002-05-31 | 2006-05-04 | Info & Tech Spa | Macchina per radioterapia intraoperatoria. |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB834540A (en) * | 1955-06-08 | 1960-05-11 | Vickers Electrical Co Ltd | Improvements relating to the irradiation of substances by electronic bombardment |
US3174026A (en) * | 1962-06-20 | 1965-03-16 | Budd Co | Method and means of circumventing cathode maintenance in electron beam devices |
-
1971
- 1971-12-23 DE DE19712164207 patent/DE2164207C3/de not_active Expired
-
1972
- 1972-08-24 CH CH1252172A patent/CH542632A/de not_active IP Right Cessation
- 1972-12-06 IT IT3255172A patent/IT972278B/it active
- 1972-12-18 GB GB5840972A patent/GB1386318A/en not_active Expired
- 1972-12-18 FR FR7245011A patent/FR2164652B1/fr not_active Expired
- 1972-12-18 JP JP12628572A patent/JPS4868998A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2164207C3 (de) | 1978-05-03 |
JPS4868998A (de) | 1973-09-19 |
CH542632A (de) | 1973-10-15 |
IT972278B (it) | 1974-05-20 |
GB1386318A (en) | 1975-03-05 |
FR2164652A1 (de) | 1973-08-03 |
DE2164207A1 (de) | 1973-07-05 |
FR2164652B1 (de) | 1977-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007054919B4 (de) | Schnelle Regelung der Reichweite von hochenergetischen Ionenstrahlen für Präzisionsbestrahlungen von bewegten Zielvolumina | |
EP1987859B1 (de) | Partikeltherapieanlage | |
DE102004057726B4 (de) | Medizinische Untersuchungs- und Behandlungseinrichtung | |
DE102009032275A1 (de) | Beschleunigeranlage und Verfahren zur Einstellung einer Partikelenergie | |
DE3805123A1 (de) | Verfahren zur bestrahlung eines grossflaechigen feldes mit einem strahl aus geladenen teilchen und vorrichtung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens | |
DE102007036035A1 (de) | Steuervorrichtung zur Steuerung eines Bestrahlungsvorgangs, Partikeltherapieanlage sowie Verfahren zur Bestrahlung eines Zielvolumens | |
DE102007014715A1 (de) | Bestimmung von Steuerparametern für eine Bestrahlung eines bewegten Zielvolumens in einem Körper | |
DE102005012059A1 (de) | Laserbestrahlter Hohlzylinder als Linse für Ionenstrahlen | |
CH405514A (de) | Anordnung zum Richten einer ionisierenden Strahlung auf einen Teil eines zu bestrahlenden Objektes | |
EP2016979B1 (de) | Partikelstrahlapplikationsvorrichtung, Bestrahlungsvorrichtung sowie Verfahren zur Führung eines Partikelstrahls | |
DE102008011015A1 (de) | Partikeltherapieanlage | |
DE3018914A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum bestrahlen eines umgrenzten materievolumens mit einem hochenergetischen teilchenstrahl | |
DE2900516A1 (de) | Vorrichtung zur erzeugung einer roentgenbremsstrahlung | |
EP2189184A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Reduzierung der Strahlaufweitung einer Strahlung | |
DE102010048276A1 (de) | Ionentransporter, Ionentransportverfahren, Ionenstrahlstrahler und medizinischer Teilchenstrahlstrahler | |
DE2631516A1 (de) | Roentgenroehre | |
DE1279859B (de) | Einrichtung zur Erzeugung von Neutronen aus Kernfusionsreaktionen | |
DE102011102977A1 (de) | Multiple Reichweitenmodulatoren | |
DE2164207C3 (de) | Einrichtung zur Bestrahlung mit energiereichen Elektronen | |
DE2317748A1 (de) | Ablenkvorrichtung zur umformung eines schmalen strahlenbuendels energiereicher elektronen in ein breites strahlenbuendel gewuenschter querschnittsflaeche | |
DE3416198A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines elektronenvorhangs mit regulierbarer intensitaetsverteilung | |
EP2652746A1 (de) | Chromatisches energiefilter | |
DE60312985T2 (de) | Vorrichtung zur bestrahlung eines ziels mit einem hadron-geladenen strahl, verwendung in der hadrontherapie | |
DE2613620A1 (de) | Bestrahlungsanlage fuer ionisierende strahlung | |
DE102008044781A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigung von Ionen eines Ionenstrahls |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |