DE3900884C2 - Vorrichtung zum Bestrahlen von operativ freigelegten Tumoren und/oder Tumorgebieten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Be­ strahlen von operativ freigelegten Tumoren und/oder Tumor­ gebieten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US 46 38 814 ist eine derartige Vorrichtung bekanntgeworden, die zum Bestrahlen einen Elektronenstrahlbeschleuniger verwendet mit einem in dem Körper des Patienten versenkbaren, mit axialem Ab­ stand zur Strahlenaustrittsöffnung des Beschleunigers an­ geordneten Tubus.

Aus der EP 0 004 694 A2 ist bekanntgeworden, ein verstellba­ res Kollimatorsystem im Kopf eines Elektronenstrahlbe­ schleunigers zu Bestrahlungszwecken vorzusehen. Der Spie­ gel ist im Kopf integriert und dient durch Bestrahlung mit einer Lichtquelle zur Markierung des bestrahlten Gebietes beim Patienten.

Aus der EP 0 193 509 A2 ist bekanntgeworden, das bestrahlte Gebiet zu beleuchten und über eine optische Aufnahmevor­ richtung zu betrachten.

Aus der EP 0 314 231 A2 ist schließlich bekannt, das be­ strahlte Gebiet über einen Spiegel zu beleuchten und ein Kollimatorsystem mit Hilfe einer Videokamera zu überwachen. Mit Hilfe von schmalen Kollimatorplatten kann eine ge­ wünschte Durchtrittsöffnung erzeugt werden und damit eine Anpassung an das bestrahlte Gebiet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestrahlen von operativ freigelegten Tumoren und/oder Tumorgebieten zu schaffen, die bei gezielter wirksamer Bestrahlung mit gewünschter Strahlungsleistung gleichzei­ tig die Beobachtung des bestrahlten Gebietes gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Umlenkspiegel bewirkt zwar eine Aufstreuung der Elek­ tronenstrahlung, andererseits jedoch eine Homogenisierung. Dadurch, daß über den Strahlenaustrittskanal nur der mit­ tige Bereich der (homogenisierten) Elektronenstrahlung austritt, werden die übrigen Strahlenbereiche ausgeblendet und ein homogener, im Querschnitt begrenzter Elektronen­ strahl erhalten, mit dem eine wirksame Bestrahlung durch­ geführt werden kann. Der Umlenkspiegel dient gleichzeitig zum Ausrichten des Tubus und zum Betrachten des bestrahl­ ten Gebietes, zum Beispiel mit Hilfe einer Videokamera. Zwischen dem freien Ende des Strahlenaustrittskanals und dem zugeordneten Ende des Tubus ist ein gewisser axialer Abstand notwendig. Er verhindert, daß durch mechanische Berührung der Tubus auf den Patienten bzw. die Wunde ein­ wirkt. Er stellt ferner eine Entkopplung im Hinblick auf die sterilen Bereiche dar. Der Patient bzw. seine unmittel­ bare Umgebung sind steril zu halten. Diese Anforderung läßt sich an den Elektronenstrahlbeschleuniger bzw. an das erfindungsgemäße Vorsatzgerät nicht unbedingt stellen. Durch den Abstand zwischen Bestrahlungsquelle und Tubus wird eine direkte Keimwanderung unterbunden. Schließlich bewirkt der axiale Abstand auch eine elektrische bzw. elektromagnetische Entkopplung; der Elektronenstrahlbe­ schleuniger bzw. das Vorsatzgerät sind an eine elektrische Energiequelle angeschlossen, und es muß verhindert werden, daß im Körper des Patienten ein Strom erzeugt bzw. indu­ ziert wird.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Merkmale des Patentanspruchs 1 dar. Nach einer Ausge­ staltung der Erfindung ist der Strahlenaustrittskanal von einem Rohr gebildet, das lösbar in der betreffenden Wand des Gehäuses befestigbar ist. Die Befestigung kann zum Beispiel über ein Schraubgewinde erfolgen.

Der Innendurchmesser des Tubus ist an die Größe des zu bestrahlenden Gebietes angepaßt. Entsprechend ist eine Anpassung des Innendurchmessers des Rohres erforderlich. Daher liegt nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung jeweils ein Satz von Strahlenaustrittsrohren und Tuben abgestuften Innendurchmessers vor, um die gewünschte Anpassung zu erreichen.

Über die beschriebene Bildbetrachtung läßt sich auch kon­ trollieren, ob der Tubus koaxial zum Strahlenaustritts­ kanal ausgerichtet ist. Wird letzterer von einem Rohr gebildet, liegt eine koaxiale Ausrichtung vor, wenn die zugeordneten Enden von Rohr und Tubus zum Beispiel kreis­ förmig abgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Der Tubus besteht nach einer Ausgestaltung der Er­ findung aus Kunststoff. Hierfür kann zum Beispiel Acryl­ glas verwendet werden. Eine bessere Beobachtung bzw. Kon­ trolle der Lage des Tubus läßt sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erreichen, wenn auf dem dem Gehäuse zugewandten Ende des Tubus ein Metallring vorge­ sehen ist. Der Metallring kann zum Beispiel in das Kunst­ stoffmaterial eingebettet werden. Der Spiegel besteht aus relativ dünnem Glas. Um zu verhindern, daß bei Glas Bruchsplitter in die geöffnete Wunde hineinfallen, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Spiegel auf der der Eintrittsöffnung zugewandten Seite mit Kunststoff beschichtet ist. Die Kunststoffbeschichtung dient allein der Sicherheit.

Um die gewünschten Strahlenwerte zu erhalten, ist der Ab­ stand zwischen dem freien Ende des Strahlenaustrittskanals und dem zugewandten Ende des Tubus nach Möglichkeit ver­ hältnismäßig genau einzuhalten. Er darf vor allen Dingen nicht zu groß werden, da sonst Streustrahlung austritt. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß an der dem Tubus zugekehrten Außenseite des Gehäuses minde­ stens ein Abstandsanzeiger angebracht ist zur Einstellung des vorgegebenen Abstands zwischen dem freien Ende des Strahlenaustrittskanals und dem zugeordneten Ende des Tubus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt äußerst schematisch eine Vorrich­ tung nach der Erfindung.

Ein Patient 10 liegt rücklings auf einer schematisch ange­ deuteten Liege 11, die um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse 12 schwenkbar gelagert ist. Außerdem kann die Liege senkrecht dazu verschwenkt werden. Die hierzu erforder­ lichen Betätigungsvorrichtungen sind nicht dargestellt. Im operativ geöffneten Bauch des Patienten 10 ist ein Tubus 14 aus Acrylglas versenkt angeordnet, der an seinem oberen freien Ende versenkt einen Metallring 15, zum Beispiel aus Aluminium, aufweist.

Oberhalb des Patienten 10 ist ein Elektronenstrahlbe­ schleuniger 20 angeordnet. Dem Gehäuse des Elektronen­ strahlbeschleunigers 20 ist ein Gehäuse 30 nachgeordnet, das mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel befestigt ist, vorzugsweise mit leicht lösbaren Verschlüssen (nicht ge­ zeigt). Das Gehäuse 30 weist eine Kammer 31 auf, die eine obere zum Elektronenstrahlbeschleuniger 20 ausgerichtete Eintrittsöffnung 32 aufweist, über die ein von einer schematisch angedeuteten Blende 21 gerichteter Elektronen­ strahl 22 in die Kammer 31 eintritt.

Die untere Seite der Kammer 31 ist durch eine verhältnis­ mäßig dicke Wand 33 abgeschlossen, die eine Gewindebohrung 34 aufweist, in die ein Rohr 35 mit Außengewinde ein­ schraubbar ist, wobei ein radialer Flansch 36 in eine ent­ sprechende Ausnehmung der Wand 33 eingreift. Das Rohr 35 steht axial über die Wand 33 vor, wobei sein freies unteres Ende vom oberen Ende des Tubus 15 einen vorgegebenen axialen Abstand a aufweist. Der Innendurchmesser des Rohres 35 entspricht dem Innendurchmesser des Tubus 14. Das Rohr 35 kann durch ein anderes mit einem anderen Innendurch­ messer ausgewechselt werden, wobei in diesem Fall der Tubus 14 den entsprechenden Innendurchmesser aufweist. Ver­ schwenkbare Abstandsanzeiger 37, 38 sind an der äußeren Seite der Wand 33 angebracht und ermöglichen beim Justie­ ren das Einhalten des Abstands a.

Schräg zur Strahlungsrichtung ist in der Kammer 31 ein Um­ lenkspiegel 40 angeordnet, der zum Beispiel aus dünnem Glas besteht, das auf der der Eintrittsöffnung 32 zuge­ kehrten Seite mit Kunststoff beschichtet ist. Die Kammer 31 weist eine seitliche Öffnung 41 auf, der ein Objektiv 42 einer Videokamera 43, beispielsweise einer CCD-Kamera, zugeordnet ist. Schematisch angedeutete Lichtquellen 44 bzw. 45 beleuchten die Kammer 31 bzw. richten eine Licht­ strahlung über das Rohr 35 und den Tubus 15 auf das zu bestrahlende Gebiet, so daß mit Hilfe der Kamera 43, die einem Monitor außerhalb des Bestrahlungsraums angeschlossen ist, das bestrahlte Gebiet ständig beobachtet werden kann. Durch die Art der Beobachtung läßt sich auch kontrollieren, ob Rohr 35 und Tubus 14 koaxial ausgerichtet sind.

Die Elektronenstrahlung 22 durchdringt zwar den Spiegel 40, wird von diesem jedoch aufgestreut, wobei durch das Rohr 35 nur ein mittlerer Teil der Strahlung ausgeblendet und zum Patienten hin gerichtet wird. Die Kammerwände sind so ausgeführt, daß außer über das Rohr 35 Elektronenstrahlung nicht austritt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Bestrahlen von operativ freigelegten Tumoren und/oder Tumorgebieten im Kör­ perinneren mit Hilfe eines Elektronenstrahlbeschleunigers, mit einem in dem Körper des Patienten versenkbaren, mit axialem Ab­ stand zur Strahlenaustrittsöffnung des Beschleunigers angeord­ neten Tubus, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Strahlen­ austrittsöffnung des Elektronenstrahlbeschleunigers (20) und dem Tubus (14) zusätzlich ein Gehäuse (30) angeordnet ist mit einer Kammer (31), die eine zur Strahlenaustrittsöffnung ausgerichtete Ein­ trittsöffnung (32) sowie auf der gegenüberliegenden Seite einen rohrförmigen Strahlenaustrittskanal (35) aufweist, wobei der Durchmesser der Eintrittsöffnung (32) und des Strahlenaus­ trittskanals (35) kleiner ist als die Abmessungen der Kammer (31) quer zur Strahlungsrichtung, der Strahlenaustrittskanal (35) annähernd den gleichen Innendurchmesser wie der dazu aus­ richtbare Tubus (14) aufweist, daß ferner in der Kammer (31) ein für Elektronenstrahlen durchlässiger Umlenkspiegel (40) schräg zur Strahlungsrichtung angeordnet ist, und die Kammer (31) eine seitliche Öffnung (41) aufweist, der außerhalb der Kammer (31) das Objektiv (42) einer optischen Aufnahmevorrich­ tung (43) zugeordnet ist zum Ausrichten des Tubus (14) relativ zum Strahlenaustrittskanal (35) und zum Betrachten des be­ strahlten Gebietes über den Umlenkspiegel (40), den Strahlen­ austrittskanal (35) und den Tubus (14) während der Bestrahlung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenaustrittskanal von einem Rohr (35) gebildet ist, das lösbar in der betreffenden Wand (33) des Ge­ häuses (30) befestigbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spiegel (40) aus dünnem Glas besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (40) auf der der Eintrittsöffnung (32) zu­ gewandten Seite mit Kunststoff beschichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubus (14) aus Kunststoff besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubus auf dem dem Gehäuse (30) zugewandten Ende einen Metallring (15) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz von Strahlenaustrittsrohren (35) und Tuben (14) mit abgestuftem Innendurchmesser vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Tubus (14) zugekehrten Außenseite des Gehäuses (30) mindestens ein Abstands­ anzeiger (37, 38) angebracht ist zur Einstellung des vorgegebenen Abstands zwischen dem freien Ende des Strahlenaustrittskanals (35) und dem zugeordneten Ende des Tubus (14).