DE802264C

DE802264C - Einrichtung zur Konvergenzbestrahlung, insbesondere mittels Roentgenstrahlen

Info

Publication number: DE802264C
Application number: DEP22818A
Authority: DE
Inventors: Josef Gerneth
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1948-11-26
Filing date: 1948-11-27
Publication date: 1951-02-08

Description

(WiGBl. S. 175)

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AUSGEGEBEN AM 8. FEBRUAR 1951

p 22818 IX a 130 a D

Josef Gerneth in Erlangen

ist als Erfinder genannt worden

Röntgenstrahlen

Bei der therapeutischen Behandlung im Körperinnern liegender Krankheitsherde mit einer durchdringenden Strahlung (Röntgen-, Elektronen-, Neutronen- oder Ultraschallstrahlung, einer elektromagnetischen Strahlung usw.) ist es zur Schonung der Körperoberfläche erwünscht, die räumliche Lage der Strahlenquelle während der Bestrahlung derart zu verändern, daß die stets auf den Krankheitsherd gerichtete Strahlung nacheinander durch möglichst viele verschiedene Stellen der Körperoberfläche in den Körper eintritt. Eine derartige Bestrahlung ist unter der Bezeichnung Konvergenzbestrahlung bekannt.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Einrichtung zur Konvergenzbestrahlung die Strahlenquelle (Röntgenröhre) während der Bestrahlung mittels eines motorischen Antriebsmittels mit stets radial gerichtetem Zentralstrahl in Spiralen auf einem Teil der Oberfläche einer Kugel bewegt, deren Mittelpunkt im Krankheitsherd liegt. Hierdurch wird die auf den Krankheitsherd einwirkende Strahlung bei stets gleich großem Abstand der Strahlungsquelle vom Krankheitsherd auf eine große Körperoberfläche verteilt. Eine gleich große spezifische Belastung aller Teile dieser Körperoberfläche kann dabei dadurch erreicht werden, daß die Geschwindigkeit der Verschiebung der Strahlenquelle mit abnehmendem Spiralenradius zunimmt. Die Verschiebungsgeschwindigkeit wird im übrigen vorteilhaft so gewählt, daß die Gesamtstrahlendosis verabfolgt wird, während die Strahlenquelle die gesamte Spiralbahn einmal durchläuft. Als Antriebsmotor wird zweckmäßig ein solcher mit umkehrbarer Drehrichtung verwendet, damit eine zweite Bestrahlung mit entgegengesetztem Bewegungssinn unmittelbar im Anschluß an die erste Bestrah-

lung erfolgen kann. Um eine Bestrahlung bei stillstehender Strahlenquelle auszuschließen, empfiehlt es sich, die Ein- und Ausschaltung der Strahlenquelle durch ihre Bewegung zu steuern. Auch das Cm- und Ausschalten des Antriebsmotors kann durch die Bewegung der Strahlenquelle gesteuert werden, wobei es wesentlich ist, daß die Strahlenquelle mit Sicherheit früher ausgeschaltet wird als der Antriebsmotor. Erfolgt die Stromzuführung

ίο zur Strahlenquelle über Kabel, insbesondere über stark isolierte und mit einer geerdeten Metallabschirmung umgebene Hochspannungskabel wie bei einer Röntgenbestrahlungsanlage, so ist es zur Vermeidung einer Verdrallung der Stromzuführungskabel vorteilhaft, die Strahlenquelle um eine mit dem Zentralstrahl zusammenfallende Achse drehbar zu lagern und eine Lenkung vorzusehen, die eine Drehung der Strahlenquelle um diese Achse überhaupt, mindestens aber um mehr als i8o° vermeidet. Durch eine Drehung um i8o° während der Bewegung der Strahlenquelle längs eines halben Spiralenganges und eine während des anschließenden halben Spiralenganges entgegengesetzte Drehung läßt sich bei solchen Strahlenquellen, deren Abmessungen lediglich in einer zur Richtung des Zentralstrahles senkrechten Richtung groß sind, insbesondere bei Röntgenröhren, eine geringere Ausladung der Einrichtung erreichen.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann zum Beispiel in der Weise aufgebaut sein, daß die als Halbkugel oder Kugelkalotte ausgebildete Innenfläche eines Gehäuses mit einer spiralig aufgewickelten Zahnstange versehen ist, längs der sich die daran hängende Einheit aus Strahlenquelle und Antriebsmotor mittels eines auf der Welle des Motors sitzenden Zahnrades bewegt. Eine im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Strahlung auf die bestrahlte Körperoberfläche günstigste Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung besteht aus einer kreisbogenförmigen Führungsbahn, längs der die Strahlenquelle während der Bestrahlung motorisch verschoben wird und die sich um eine mit einem Radius der Kreisbogenbahn zusammenfallende Achse motorisch dreht. Eine in dieser Weise aufgebaute Einrichtung zur Konvergenzbestrahlung mittels Röntgenstrahlen ist in den Figuren veranschaulicht. Im nachfolgenden werden diese Figuren und weitere Merkmale der Erfindung erläutert.

Die Fig. 1 veranschaulicht die Einrichtung ohne Gehäuse in einer geschnittenen Seitenansicht, die Fig. 2 in Draufsicht mit von ihrem Wagen abgenommener Röntgenröhre. Die Führungsbahn für die Röntgenröhre mit ihrem Schutzgehäuse 9 besteht aus zwei mit ihren Schenkeln einander zugekehrten kreisbogenförmigen — mit dem Kreismittelpunkt 11 —■ l)-Schienen I, die mit ihren Gußfüßen 2 auf dem Ring 3 mit U-förmigem Querschnitt aufsitzen. Der Ring 3 ist mittels vier Rollen 4 in den Führungsring 5 mit U-förmigem Querschnitt um die Achse 10 drehbar gelagert. Der der besseren Übersicht" wegen in der Fig. 2 nur teilweise veranschaulichte Führungsring 5, an dem der Kompressionstubus 30 befestigt ist, wird von dem lediglich aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen abgekröpften Zwischenstück 6 getragen, das an einem höhenverstellbaren Wandarm um dessen Achse drehbar angebracht ist. Längs der Führungsbahn ι ist der mit den Rollen 8 versehene Wagen 7,

j an dem die Röntgenröhre in ihrem Schutzgehäuse 9 mit dem Strahlenaustrittstubus 12 um den Zentralstrahl 31 drehbar gehalten ist, von seiner in der

; Fig. ι veranschaulichten einen Endstellung in die aus der Fig, 2 ersichtliche aridere,- Eri-dstellung verschiebbar. Mit dem in den Fig. i,..und 2 rechten

■ Ende der Führungsbahn 1 sind das Gehäuse 13, in dem Getriebeteile untergebracht sind, uriä der Antriebsmotor 14 fest verbunden, der über hi den Figuren nicht dargestellte Schleifringe gespeist wird, die in einem am Boden des Ringes 3 befestigten Ring aus isoliermaterial eingelegt sind. Dadurch, daß die Röntgenröhre stets auf dem in den Fig. ι und 2 linken Teil der Führungsbahn gleitet, der Antriebsmotor mit seinem Getriebe aber am rechten Führungsbahnteil befestigt ist, ist eine einseitige Belastung des Ringes 3 vermieden. Der Motor 14 treibt über seine Welle 15 das Schneckengetriebe 16, 17 und die Welle 18 einerseits das Ritzel 19 an, das in einen an dem oberen Rand des Führungsringes 5 befestigten Zahnkranz 20 ein- go greift, und bewirkt andererseits über die weiteren Getriebe 21, 22 und die Welle 23 ein langsames Drehen der Welle 24, an deren beiden Enden die Kurvenscheiben 25 und 26 befestigt sind. Diese Scheiben entsprechen in ihrer Form einander derart, daß von den zwei über sie geführten Zugorganen 27, 28 (Ketten oder Seile), von denen das erstere unmittelbar mit dem Wagen 7 verbunden ist, während das letztere über eine an der gegenüberliegenden Seite des Ringes 3 gelagerte Rolle 29 geführt ist und somit stets in entgegengesetzter Richtung wirkt wie das Zugorgan 27, bei einer Drehung der Welle 18 das eine stets ebensoviel abgewickelt wie das andere aufgewickelt wird. Der Wagen 7 mit der Röntgenröhre ist dadurch in allen Lagen der Be-Strahlungseinrichtung gegen ungewollte Verschiebungen gesichert. Der Antriebsmotor 14, der zweckmäßig mit einem Fliehkraftregler versehen ist und in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann, rollt in eingeschaltetem Zustand über das Ritzel 19 an dem Zahnkranz 20 entlang und dreht dabei den Ring 3 samt Führungsbahn 1 um die Achse 10. Gleichzeitig dreht sich sehr viel langsamer die Welle 24 mit den beiden Kurvenscheiben 25, 26, so daß über die Zugorgane 27, 28 der Röntgenröhrenwagen 7 langsam aus der einen in die andere Endstellung gezogen wird. Die Form der Kurvenscheiben bedingt dabei, daß die Geschwindigkeit der Verschiebung des Wagens 7 mit abnehmendem Spiralenradius derart stetig zunimmt, daß die spezifische Belastung aller Teile der bestrahlten Oberfläche gleich groß ist.

An der Führungsbahn 1 sind in den Figuren nicht dargestellte Kontakte angebracht, durch die der Röntgenapparat kurz nach Beginn der Röhrenbewegung zwangsläufig eingeschaltet und kurz vor

Claims

Beendigung der Röhrenbewegung ausgeschaltet wird. Die Um- bzw. Abschaltung des Antriebsmotors erfolgt in der gleichen Weise, sobald der Röhrenwagen 7 seine in der Fig. 2 angedeutete Mittelstellung erreicht hat. In den Fig. 3 und 4 ist die Einrichtung mit dem sie umgebenden Gehäuse, und zwar in Fig. 3 in zweifach geschnittener Seitenansicht und in Fig. 4 in Draufsicht dargestellt. Die Fig. 3 veranschaulicht dabei zwei, die Fig. 4 sechs verschiedene Stellungen der Röntgenröhre. In beiden Figuren ist das Gehäuse der Einrichtung mit 32 bezeichnet. Wie ersichtlich, ist das Röhrengehäuse 9 mit zwei Führungsrollen 33 versehen, durch die es jeweils während eines halben Spiralenganges auf dem zylindrischen, in den Figuren linken Teil der Innenwandung des Gehäuses 32 gleitet und sich dadurch während dieser Bewegung um i8o° um den Zentralstrahl dreht, wodurch eine leichte Verdrallung ihrer nicht dargestellten Stromzuführungskabel erfolgt. Der in den Figuren rechte Gehäuseteil ist wenigstens unten im wesentlichen rechteckig und so weit, daß sich das Röntgenröhrengehäuse 9 hierin um den Zentralstrahl beliebig drehen kann. Die während der Bewegung längs des ersten halben Spiralenganges erfolgte λ erdrallung der Kabel kann sich daher während der Bewegung längs des zweiten halben Spiralenganges auflösen. P A T E N T A N S l> R C C. HE:

1. Einrichtung zur Konvergenzbestrahlung, insbesondere mittels Röntgenstrahlen, bei der die Strahlenquelle (Röntgenröhre) während der Bestrahlung mit stets auf den im Innern des Behandlungsobjektes liegenden Krankheitsherd gerichteter Strahlung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle mittels eines motorischen Antriebsmittels mit stets radial gerichtetem Zentralstrahl in Spiralen auf einem Teil der Oberfläche einer Kugel bewegt wird, deren Mittelpunkt im Krankheitsherd liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise aus zwei mit ihren Schenkeln einander zugekehrten IJ-Schienen bestehende kreisbogenförmige Führungsbahn, längs der die Strahlenquelle motorisch verschoben wird und die sich um eine mit einem Radius der Kreisbogenbahn zusammenfallende Achse motorisch dreht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisbogenförmige Führungsbahn, zweckmäßig mit ihren beiden Enden, an einem drehbaren Ring befestigt ist und ein vorzugsweise hinsichtlich seiner Drehrichtung umschaltbarer Motor über ein Getriebe eine Drehung des Ringes und über ein weiteres Getriebe eine Verschiebung der Strahlenquelle längs der Führungsbahn bewirkt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor an dem drehbaren Ring, vorzugsweise an dem Ende des von der Strahlenquelle nicht befahrenen Teiles der Führungsbahn, befestigt ist und über ein Ritzel, das auf einem den drehbaren Ring umgebenden feststehenden Zahnkranz abrollt, den Ring dreht und über ein Schneckengetriebe

o. dgl. Zugorgane (Ketten oder Seile) bewegt, die an einem auf der Führungsbahn gleitenden, die Stromquelle tragenden Wagen angreifen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Bewegung der Zugorgane durch Kurvenscheiben gesteuert wird, auf die die Zugorgane aufgewickelt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an in bezug auf seine Verschiebungsrichtung gegenüberliegenden Seiten des Wagens angreifende Zugorgane vorgesehen sind, von denen das eine unmittelbar mit dem Wagen verbunden, das andere zuvor über eine Rolle geführt ist, die an der der Befestigungsstelle des Getriebes am Ring gegenüberliegenden Ringseite gelagert ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Verschiebung der Strahlenquelle auf der Führungsbahn mit abnehmendem Spiralenradius zunimmt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausschaltung der Strahlenquelle und die Um- bzw. Ausschaltung des Antriebsmotors durch die Bewegung der Strahlenquelle gesteuert wird.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (Röntgenröhre) um eine mit dem Zentralstrahl zusammenfallende Achse drehbar gelagert und eine Lenkung vorgesehen ist, die eine Drehung der Strahlenquelle um diese Achse überhaupt, mindestens aber um mehr als i8o° vermeidet.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Strahlenquelle mittels Rollen o. dgl. jeweils während eines halben Spiralenganges auf z. B. von der Innenwandung des die Einrichtung umgebenden Gehäuses gebildeten Führungsschienen derart geführt wird, daß es sich um i8o° um eine mit dem Zentralstrahl zusammenfallende Achse dreht und während des anschließenden halben Spiralenganges, z. B. durch eine einseitige Erweiterung des Gehäuses der Einrichtung, diese Führung aufgehoben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen