DE6609995U - Bestrahlungsapparat fuer die therapie. - Google Patents

Bestrahlungsapparat fuer die therapie.

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Description

Elnrelchungafertlg *ur Weiterleitung erhalten
Patentanwalt
Dipl.-Ing. R. Beetz
p ti
2 0, Aug. 1983
Etablissements BARAPIO
Collonge-Bellerive (Genf / Schweiz)
^Bestrahlungsapparat für die Therapie \
In vielen Fj.ll.en 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 die-
se Behandlungen mit X-Strahlen oder Gammastrahlen gefährlich sein, denn die den kranken Teil tungebenden gesunden Gewebe können oft auch erfasst und zerstört werden.
Andererseits ist die Radiotherapie zurzeit ein Behandlungsmittel zur Zerstörung der Zellen, gestattet aber nicht3 kranke Zellen zu heilen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Bestrahlungsapparat für die Therapie, der sich dadurch unterscheidet, dass er im Innern einer Schutzhülle und in einer Linie 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 Endes des Apparates angeordnete Neutronqüelle umfasst.
Beiliegende Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise zwei AusfUhrungsformen des Bestrahlungsapparates.
Figur 1 ist ein Längsschnitt der ersten AusfUhrungsform 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 Strahlungskammer ist mit dem oberen Ende einer Ionisierungskammer verbunden, welche einen ersten oberen Teil 2 von kegelstumpf artiger Form umfasst, der die Form der Strahlungskammer fortsetzt und einen unteren, zylindrischen Teil 3 von geringerem Durchmesser und der Höhe _c.
Eine Trägerplatte 4 ist dazwischen fixiert und trennt die Strahlungskammer 1 von der Ionisierungskammer 2. Diese Trägerplatte 4 trägt eine Kapsel 5, im allgemeinen auc Platin, welche Radium einschliesst. Nur die von diesem Radium ausgestrahlten Gammastrahlen durchqueren die Kapsel 5* und die Höhe Ji 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 Benutzer 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 gegenseitige 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 lonisierungskammer 2 an-
4. Pulver. Dieses verbundenen 4 bis I 5 %
Filter 6, welches ; feste Filter 6 wird zwischen zwei Plättchen gehalten und ist 4 bis 5 % χ
geordnet befindet sich ein erstes festes Elementen, Halbmetalien auf mit der Ionisierungskammer kraftschlüssig Die Zusammensetzung dieses festen Gamma-Filters kann ;· 3 bis 4 % I
aus einem Gemisch von erdalkalischen ; (über 100) in fester Krampen 7 fixiert. zum Beispiel die folgende sein: 6 bis 7 %
und Elementen von höherem Atomgewicht Form besteht, zum Beispiel ein agglomeriertes Calcium, metallisch 2 bis 3 %
Calciumfluorid 4 bis 5 %
Titanoxyd 2 bis 4 %
Bleioxyd 6 bis 7 %
Zinkoxyd 5 Ms 6 %
Kaliumcyanid 2 bis Ά of
_? /O
Kaiiumbichromat 4 bis 5 %
Ci 1 c iumkarbon.it 5 bis 6 %
Magnesiumoxyd 1 bis 2 %
Kieselerde 8 bis Wo
Kupfersulfat 2 bis 4 %
Cadmiumjodid 5 bis 6 %
Arsen
Bariumoxyd
Gips in Pulver
Natriumchlorid
I · 6609995-8.3.73
Eisenoxyd 1 bis 2
Osmiumoxyd 3 bis k
Palladiumc'cyd 8 bis
Antimonschwefel 5 bis β
Natriumkarbonat 9 bis
die 5o sind in Gewicht gerechnet.
Am unteren Ende des oberen, konischen Teils der Ionisieruncskammer 2 befindet sich einerseits ein zweites, festes Filter in der 3?orm eines dünnen Magnesiumplättchens und andererseits eine mit Hilfe eines Trägers 10 an der Ionisierungskammer befestigte Ampulle S, Vielehe in Form einer flüssigen Lösung ein Gemisch von Oligo-Elementen, von der 6. Periode des periodischen Systems angehörenden Elementen und Elementen, die auf das Helium folgen, enthält. Diese flüssige Lösung kann zum Beispiel in destilliertem Wasser mg eines jeden nachstehenden Elementes gelöst umfassen; Eisen -
Silber -
Kupfer -
Gold -
Blei -
Jod -
Brom -
Fluor -
Calcium -
Magnesium -
4$
6.
Mangan -
Titan -
Zink -
Cadmium -
Der Abstand t> 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 Behälters 12 aus Blei gehalten, der nach oben mit Hilfe eines Korkstopfens geöffnet ist. Die untere Seite des Bodens des Behälters 12 ist mit einem Paraffinhäutchen bedeckt. Der Apparat wird endlich durch ein Endstück 14 beendigt, welche den Strahlungsbereich dieses Apparates abgrenzt.
Die die Strählungskaimner 1 und die lonisierungskammer 2, 3 bildenden Materialien sowie die verschiedenen Träger der festen und flüssigen Filter sowie diejenigen der Radiumkapsel und der Neutronenquelle sind derart, dass sie unter dem Einfluss der ausgesandten Strahlungen keine kenntlichen "Veränderungen erleiden.
Zum Schütze des diesen Apparat bedienenden Personals ist dieser mit einer Schutzhülle umgeben, die für ihren unteren Teil aus einer Bleiumhüllung I5 und für den oberen Teil, das heisst den Teil, der von der Mitte der das Filter 6 von den Plattchen 8 trennenden Entfernung bis ungefähr zur Hälfte der Strählungskaimner 1 geht,durch die Bleiumhüllung 15, ge-
7. bildet ist, in deren Innerem sich aber eine Korkschicht 16 ;;
befindet, Diese Schutzhülle ist nach unten offen, umgibt j aber das Endstück 14, während ein Deckel 17 sie nach oben ' |
verschliesst. |
r> In einer bevorzugten Aus führung s form weist der Apparat
die folgenden Masse auf : Höhe der Strahlungskammer 1 Durchmesser der Strahlungskammer
Höhe zwischen der Radiumkapsel und dem festen Filter β j*
Höhe des oberen Teils der Ionisierungskammer a+b
Durchmesser des oberen Teils der Ionisierungskammer
Höhe der Ionisierungskammer in ihrem zylindrischen Teil C
Durchmesser des zylindrischen Teils der
ϊσπχ5xerong?sK.cinnriSär = Y CU!
Höhe des Bleibehälters 12 = 8 cm ..
Dicke des Magnesiumplättchens = 0,2 mm
Dicke des festen Filters 6 = 1 cm
?yionlverstandenerweise 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 zukom-
cm r
= 70 / 15 cm
25 cm cm χ
= 10 cm ΐ
= 40 oder 9 cm -
= 15 cm
= 31
„_
8.
menden 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 S3 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 enthaltenen Radiums und den Absorptionsfaktor bestimmt wird, der einerseits in der Luft und andererseits in den verschiedenen Materialien besteht, die sich auf dein Durchgang dieser Gammastrahlen befinden.
Die zweite Ausfuhrungsform des Apparates umfasst wie die erste oben beschriebene A11^f*)ft?1 ino*,RfYiT»ia girig Strahlungs— kammer I5 deren oberes Ende durch einen Deckel verschlossen und von der Ionisierungskgjnmer 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 ge- -S trennt, wobei auf dem festen Filter 8 eine Ampulle 9 ruht, welche 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.
6603995-8.3.73
Das feste Filter 6 weist dagegen einen viel grösseren Rauminhalt auf, der zum Beispiel 400 bis 1000 g des dieses feste Filter bildenden Gemischs aufnehmen 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 lonisierungskammer 2, 3 durch ein unteres, zylindrisches, auf dem Endstück m fixiertes Rohr 20, ein kegelstumpfartiges, auf dem oberen Ende des Rohres 20 befestigtes oder ruhendes Zwischenstück 21 und ein oberes kegelstumpfartiges Stück 22 begrenzt wird, dessen unteres Ende in das obere Ende des Zv/ischenstücks 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 lonisierungskaismer eingefügt istj 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^ :i; einer Glühlampe 26 ausgestattet ist. ^ΐ
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 Ik festgemacht
10.
ist, währen-J das obere Ende durch einen Hing 28 mit dem oberen Ende des Teils 23 der Strahlungskannner i mechanisch verbunden ist. Ein oberer Teil 2$ dieser auf dem unteren Teil 27 befestigten Umhüllung umgibt den oberen Teil der Strahlungskammer 1.
Diese Umhüllung ist zum Beispiel aus Metall oder einer Leichtmetallegierung.
Die Abschirmung wird durch einen ringförmigen Behälter 30 gebildet, der ein leichtes Material 31 wie Kork oder Paraffin sinschliesst. Dieser Behälter ist an seinem oberon Ende auf einem Ring 28 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 auszuschlies■ sen, sind durch einen Draht geoildete Unverletzlichkeitsvorrichtungen 33> 3^ 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 29 der Umhüllung und der Quelle 5 von dem unteren Teil 2J der Strahlungskammer zu verhindern.
Bei dieser Ausführungsform weist der Apparat somit eine erhöhte Sicherheit für das Bedienungspersonal und Überdies infolge seiner Leichtigkeit eine grössere Handlichkeit auf.
11. :
Dies kommt von der Unterdrückung der Schutzhülle a\is Blei, ' welche dadurch möglich wurde3 dass die Strahlung der Quelle a.us zwei Zellen von 14O Mikrogramm RA 226 ohne Zinksulfid besteht 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 kann der beschriebene · ; Apparat ausserdem eine Zufuhr von Sauerstoff in das Endstück 14 umfassen, was die Bildung von negativen Aero-Ionen gestatten würde, welche dann in verschiedenen Therapien Anwendung finden könnten.

Claims (1)

1. Bestrahlungsapparat für die Therapie, dadurch gekenn3eiebnet, 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) umfasst, wobei die Gammastrahlenquelle (5) an der Verbindungsstelle dieser beiden Kammern untergebracht ist.
j5. Apparat gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisierungskammer (2, 3) einen oberen Teil (2) von kegelstumpf artiger Form umfasst, dessen Wand in der Verlängerung der Wand der Strahlungskammer (1) liegt, sowie einen zylindrischen, unteren Teil (3).
k. Apparat gemäss Patentanspruch J>, 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 dünnen., zwischen den kegelstumpfartigen und zylindrischen Teilen der Ionisierungskammer (2) angeordneten Metallplättchen gebildet ist ο
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 gemäss Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die am unteren Ende des zylindrischen Teils (3) der Ionisierungskammer (2j 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, und die mit Hilfe eines Korkstopfens im Innern des Behälters befestigt ist.
8. Apparat gemäss Patentanspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Bleibehälters (12), welcher die Neutronenquelle (j-i) 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 S, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle eine Bleischicht (I5) umfasst, welche im oberen Teil der Ionisierungskammer (2) und im unteren Teil <äer SfcraMungskammer (1) mit einer Korkschicht (16) ausgekleidet ist.
11. Apparat gemäss einem der obenstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er noch eine Hitzequelle umfasst, welche im oberen Teil der Strahlungskammer (l) untergebracht ist..
12* Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die radioaktive Quelle (5) durch Radium gebildet ist.
13. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekeimzeichnet, dass die Höhe der Stralilungskämmer (1) zwischen 65 und 75 cm inbegriffen ist.
Ih-. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung, welche die radioaktive Quelle (5) vom ersten, festen Filter (6) trennt, zwischen 5 und 15 cm inbegriffen ist.
15. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des kegelstumpfartigen Teiles (2) der Ionisierungskammer (2, 3) zwischen 35 und 45 cm inbegriffen ist.
08189995-8.3.73
16*. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch |
gekennzeichnet, dass die Höhe des zylindrischen Teils (3) der lonisierungskammer (2, 3) zwischen 25 und 35 cm inbegriffen ist.
VJ. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des zylindrischen Teils (3) der lonisierungskammer (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 lonisierungskammer (2, 3) zwischen 10 und 20 cm inbegriffen ist.
19. Apparat gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Durchmesser der ausstrahlenden Kammer (1) zwischen 20 und 30 cm inbegriffen ist.
20. Apparat mit Schutzvorrichtung gemäss Patentanspruch I3 dadurch gekennzeichnet, dass die Schutshülle eine äussere, geschlossene Umhüllung umfasst, in deren Innerem eine Ab-
„.,"" schirmung aus einem leichten Material angeordnet ist, welche mindestens die Quelle der Gammastrahlen (5) und das ersteΛ feste Filter (6) umgibt.
21. Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Vorrichtung zum Unverletzlicfcmachen umfasst, welche jedes ungewollte Oeffnen der Schutzhülle verbietet.
16.
22. Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vorrichtung zum Unverletzlichmachen umfasst. Welche jedes ungewollte Herausnehmen der Quelle der Gammastrahlen (5) verbietet. }
23i Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass
die Einfassung mit einem Endstück (14) kraftschlüssig verbun- - den ist, welche die Strahluhgszbne des Apparates begrenzt und die Gesamtheit der Strahlungs- (1) und Ionisierungskammer (2, 3) j umgibt.
24. Apparat gemäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung im allgemeinen von ringförmiger Form ist, und aus einem Behälter gebildet ist, der ein leichtes Material wie Kork oder Paraffin enthält.
Apparat g^iuäss Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet5 dass das erste feste Filter (6) eine Masse aufweist, die zwischen 400 und 1000 Gramm inbegriffen ist.
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