DE3145262C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie in der DE-OS 32 39 547 beschrieben ist.

Im klinischen Anwendungsbereich werden die Dosisverteilung und die Energiebestimmung von Teilchenbeschleunigern durch Kontroll­ messungen mit einem Wasserphantom geprüft, wobei in einem Was­ serbehälter mit z. B. 200 l Inhalt ein Strahlendetektor, beispiels­ weise eine Ionisationskammer, motorisch in allen drei Achsen be­ wegt wird. Dieses Meßverfahren ist sehr unpraktisch, da das ge­ nannte Wasserphantom sehr schwer ist und eine sehr umfang­ reiche Antriebs- und Steuereinrichtung zur Bewegung desselben benötigt wird. Außerdem erfordert die Handhabung und Auswer­ tung dieser hochpräzisen Meßmethode viel Fachkenntnis und ist somit nur von Spezialisten ausführbar. Da der Meßaufbau außer­ dem sehr zeitraubend ist, ist er für tägliche klinische Routine­ tests ungeeignet, so daß die erforderlichen Überprüfun­ gen im allgemeinen nur selten erfolgen können.

Aus der DE-OS 32 39 547 ist eine Strahlungsmeßeinrichtung mit einem Phantom, das aus einem dem Gewebe des menschlichen Or­ ganismus ähnlichen Material besteht und das eine Aushöhlung zur Unterbringung eines Strahlungsdetektors aufweist, bekannt­ geworden, welche im wesentlichen aus einem größeren und einem kleineren Zylinder besteht, wobei der kleinere Zylinder in einer Aussparung des größeren Zylinders drehbar gelagert ist und in ihm in einer entsprechenden Aus­ sparung der Strahlungsdetektor untergebracht ist.

Diese vorbekannte Strahlungsmeßvorrichtung dient dazu, die effektive Dosis bzw. die Dosismeßzahl, d. h. die Strahlenmenge an einem festgelegten Punkt primär und zeitunabhängig zu er­ mitteln. Bei der vorbekannten Einrichtung wird durch eine me­ chanische Zwangssteuerung der Detektor längs des Zentralstrahls geführt. Nachteilig ist die schwirige Justierung eines Zylinders in Relation zum Zentralstrahl.

Aus der DE-OS 30 39 480 ist eine Ausrichtvorrichtung für rech­ nergesteuerte Tomographie-Phantome bekanntgeworden, welche ein zylinderförmiges Phantom mit einer Endfläche aufweist, auf der ein sichtbares Fadenkreuz angebracht ist. Der Phantomkör­ per kann dabei aus einem wassergefüllten Kunststoffzylinder oder einem festen Kunststoffzylinder bestehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, die Querverteilung und die Tie­ fenverteilung mittels des Phantomkörpers zu untersuchen, wobei Meßverfälschungen, insbesondere gegenüber einem Wasserphantom, vermieden werden und sich die Justierung des Phantomkörpers in Relation zur Strahlungsrichtung relativ leicht durchführen läßt, so daß das Meßver­ fahren auch von angelernten Kräften durchgeführt werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art vorgeschlagen, welche die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden mehrere Vor­ teile erzielt.

Für die Ermittlung der Querverteilung kann der Strahlendetektor rechtwinklig zur Strahlenachse bewegt werden. Durch die plane Bezugsebene des quader- oder würfelförmigen Festkörpers und der Grundplatte werden insbesondere im Flankenbe­ reich der gemessenen Kurve Meßverfälschungen, wie sie bei einem Phantom mit gewölb­ ter Oberfläche auftreten, vermieden. Außerdem läßt sich die Ent­ fernung der Oberfläche von der Strahlenquelle durch die würfel- oder quaderförmige Ausbildung des Festkörpers leichter bestimmen als bei Wasserphantomen oder runden Phantomen. Schließlich ist es auf der ebenen Fläche möglich, Justierhilfen (Lichtvisier) ein­ fach zu handhaben.

In einfacher Weise kann die Übereinstimmung des Lichtfeldes mit dem Strahlen­ gang überprüft werden.

Wie Versuche zeigten, werden reproduzierbare Kurven geliefert, die sich leicht auswerten und in­ terpretieren lassen. Dies kann beispielsweise durch Vergleich mit einer Transparentmutterpause, auf der die Toleranzgrenzen eingezeichnet sind, oder durch einen Rechner durchgeführt werden.

Der Aufbau der Vorrichtung ist problemlos und sehr robust, was einen rauhen Betrieb, z. B. während der Montage der Strahlungsquelle ermöglicht.

Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Gegensatz zum Wasserphantom die Möglichkeit auf, mit dem System in allen Lagen zu arbeiten, so daß Rotationsbestrahlungen ohne weiteres ausgemessen werden können.

Weitere Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung soll am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die nur im Prinzip dar­ gestellte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungs­ form des als Würfel aus Acrylglas gebildeten Festkörpers.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, besteht die Vorrichtung gemäß der Erfindung im wesentlichen aus einem Wür­ fel 1, der mittels Gleitvorrichtungen 2 , beispielsweise schleifende Gleiter oder Rollen, in zwei Schienen 3, 4 in Richtung des Doppelpfeiles 5 längsbeweglich ist. Die Schienen 3, 4 sind auf einer Acrylglasplatte 6 be­ festigt. Der Würfel 1 aus Acrylglas ist ferner mittels eines Halters 5′ an einem Förderseil oder -band 7 be­ festigt, das über eine Antriebswelle 7′ eines Elektro­ motors 8 und eine Umlenkrolle 9 läuft. Der Elektro­ motor 8 wird über ein nicht näher dargestelltes Steuer­ gerät 10 über die Zuleitungen 11 entsprechend mit Strom versorgt, so daß der Würfel 1 in beliebiger Weise in Richtung des Doppelpfeiles 5 bewegt werden kann.

Wie sich insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ergibt, ist in dem Würfel 1 aus Acrylglas eine zylindrische Bohrung 12 vorgesehen, in welcher eine Walze 13 aus dem gleichen Material um eine Achse 14 in Richtung des Pfeiles 15 drehbar ist. In der Walze 13 befindet sich eine exzentrische Bohrung 16, in welcher der Strahlungs­ detektor, z. B. eine Ionisationskammer, 17 eingesetzt ist. Die Höhe h vom unteren Rand der Walze bis zum Ende des Würfels beträgt mindestens 50 mm, während die Gesamtkantenlänge des Würfels mindestens 150 mm be­ trägt.

Durch Drehung der Achse 14 kann somit die Meßkammer 17 mehr oder weniger in den inneren Bereich des Würfels 1 hineinbewegt werden, wodurch eine Tiefenmessung möglich ist.

Das Material des Würfels 1 und der Walze 13 besteht aus einem Werkstoff, der dem menschlichen oder tie­ rischen Körper in der Aufnahme radioaktiver Strahlung entspricht und stellt somit das Festkörperphantom dar. Zur Durchführung der Messung wird die Platte 6 mit der gesamten Anordnung unter die mit X bei 18 dar­ gestellte Strahlenquelle gebracht und längs des Doppel­ pfeiles 5 verschoben. Die Gravur 18′ zeigt das Lichtfeld an. Der Einfall der Strahlung ist in den Fig. 2 und 3 durch den Pfeil 19 dargestellt.

Die vom Strahlungsdetektor gelieferten Werte werden über die Zuleitungen 20 einer nicht dargestellten, be­ kannten Meßauswertvorrichtung zur Ablesung und Aus­ wertung der gemessenen Werte zugeleitet.

Zur Messung der Tiefendosis ist auf der Achse 14 der Walze 13 ein Getriebemotor 21 angeordnet, der starr mit einem Weggeber 22 (Präzisionspotentiometer) verbunden ist. Zur Befestigung dient ein Haltewinkel 23.

Der Motor 21 ist über die Zuleitungen 24 mit dem Steuer­ gerät 10 verbunden und wird durch diese Leitungen mit Strom versorgt. Die Positionierung wird vom Weg­ geber 22 über die Leitungen 31 dem Steuergerät über die Leitungen 25 rückgemeldet.

Die Rückmeldung der Positionierung des Würfels 1 zum Steuergerät 10 erfolgt von einem Weggeber 28, der auf der Achse der Umlenkrolle 9 für das Antriebsband 7 sitzt und über die Zuleitungen 27 mit dem Steuergerät 10 verbunden ist.

Es ist ferner hervorzuheben, daß bei der Messung durch einen Seitenversatz der Versatz der Abweichung des Detektors vom Zentralstrahl in X-Richtung korrigiert werden muß. Die Ausführung des motorischen Antriebs, der elektoni­ schen Steuerung sowie der Vermessung der Wegstrecke kann beliebig ausgeführt werden. Grundsätzlich ist jedoch darauf zu achten, daß sich kein Metall im Strahlengang befindet.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Messung der Dosisverteilung und Tiefendosis von ionisierenden Strahlen, die eine bestimmte Strahlungsrichtung haben, mit­ tels eines Festkörperphantoms, bestehend aus einem bewegli­ chen Festkörper aus körperäquivalentem Material und einem in diesem drehbar gelagerten, zylindrischen Körper des glei­ chen Materials, in dem exzentrisch zur Achse des zylindrischen Körpers ein Strahlungsdetektor angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer planen Grundplatte (6) als Festkörper ein Würfel oder Quader angeordnet ist, der mittels einer Einrich­ tung (7′, 8, 9 ) längsbeweglich zur Grundplatte und senkrecht zur Strahlungsrichtung verschiebbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper aus Acryl­ glas besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (14) des zylindrischen Körpers (13) ein Ge­ triebemotor (21) angeordnet ist.