DE844949C

DE844949C - Vorrichtung zur Ausblendung konvergenter Strahlenbuendel

Info

Publication number: DE844949C
Application number: DES304A
Authority: DE
Original assignee: RUDOLF SIGMUND DR MED
Current assignee: RUDOLF SIGMUND DR MED
Priority date: 1949-10-27
Filing date: 1949-10-27
Publication date: 1952-07-28

Description

Vorrichtung zur Ausblendung konvergenter Strahlenbündel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausblendung konvergenter Strahlenbündel mit veränderbaren Brennweiten und Brennvolumen. Mit besonderem Vorteil findet die Vorrichtung Anwendung für therapeutische Zwecke in der Strahlenbehandlung.
Es hat sich bei der Strahlenbehandlung bösartiger Geschwülste usw. als zweckmäßig erwiesen, die Dosis auf den Krankheitsherd zu konzentrieren und das umgebende gesunde Gewebe nur mit einer möglichst kleinen Dosis zu belasten, um die Strahlenreaktion des letzteren möglichst klein zu halten. Als Mittel zur Erreichung dieses Zieles wurde vorgeschlagen, ein Röntgenrohr mit großflächiger Anode, sog. Großfokusrohr, zu benutzen und vor den Fokus eine rastenartige Blende zu setzen. Diese besteht aus strahlenundurchlässigem Material und besitzt Bohrungen, deren verlängerte Achsen sich in einem Brennpunkt schneiden. Da sich die Krankheitsherde aber in den verschiedensten Körpertiefen befinden können, ist es erforderlich, die Brennweiten den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend zu ändern, d. h. den Konvergenzpunkt im Gewebe in verschiedene Tiefen zu verlagern.
Um dies zu erreichen, kann man bei konstantem Öffnungswinkel der Strahlung den Abstand der Energiequelle mit ihrer Blende von dem zu behandelnden Objekt, beispielsweise der Haut, verändern. Dabei belastet man jedoch die Oberfläche mit einer um so größeren Dosis, je näher der Konvergenzpunkt unter die Haut zu liegen kommt, weil damit das bestrahlte Oberflächenfeld um so kleiner wird.
Dieser Nachteil wird bei der Erfindung behoben. Mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Abstand der Energiequelle von dem zu bestrahlenden Objekt beibehalten. Zwecks Verlagerung des Brennpunktes bzw. des Brennvolumens werden Blenden aus einem strahlenabsorbierenden Material verwendet, die Strahlendurchgangsöffnungen von verschiedenem Neigungswinkel besitzen, deren Verlängerungen sich in einem gemeinsamen Punkt, dem Brennpunkt, treffen. Dadurch bleibt bei der Änderung des Öffnungswirikels die durchstrahlte Oberfläche auch dann verhältnismäßig groß, wenn der Brennpunkt nahe unter die Haut verlegt wird. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist damit die Oberflächenbelastung wesentlich kleiner als bei den bekannten Verfahren.
Die Verlagerung des Brennpunktes kann erfindungsgemäß in verschiedener Weise durchgeführt werden. Entweder werden mehrere Blenden, die verschiedene Brennweiten haben, gegeneinander ausgetauscht, oder es können auch mehrere Blenden unmittelbar hintereinandergeschaltet werden, die um eine gemeinsame Achse drehbar sind, so daß durch die Verdrehung Öffnungen von verschiedenem Abstand von der Drehachse voreinander zu liegen kommen. Damit kann der Brennpunkt tiefer oder näher unter die Haut verlegt werden.
Im letzteren Falle sind in den einzelnen hintereinandergeschalteten Blenden die Durchgangsöffnungen jeweils im gleichen Winkelabstand auf Spiralen angeordnet, wobei die Spiralen der der Energiequelle am nächsten liegenden Blenden den größten Steigungswinkel und die der Energiequelle am entferntesten liegenden Blenden den kleinsten Steigungswinkel besitzen. Werden die Blenden dabei in dem Winkelabstand zueinander verdreht, so können die Strahlen jeweils in einer anderen Neigung durch die Gesamtheit der Blende austreten.
Die Dicke der Blenden, die Weite der Öffnungen, die eine beliebige Gestalt, beispielsweise runde, ovale oder eckige Form haben können, und die Wandstärken zwischen den Öffnungen sind dabei so gegeneinander ausgeglichen, daß ein optimaler Nutzeffekt erzielt wird.
Die Erfindung kann in den verschiedensten Gebieten Anwendung finden. Vorzugsweise können Energiequellen mit ionisierenden Strahlungen verwendet werden, wobei gegebenenfalls die Blenden in einem Kompressionstubus untergebracht sind.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel im folgenden beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. i die schematische Darstellung der Erfindung bei Verwendung austauschbarer Blenden, Fig. 2 dieselbe Vorrichtung unter Benutzung einer anderen Blende mit anderer Brennweite, Fig. 3 den Erfindungsgegenstand bei Verwendung mehrerer hintereinanderliegender drehbarer Blenden in Vorderansicht und Fig. 4 die dazugehörende Seitenansicht; Fig. 5, 6 und 7 zeigen axiale Schnitte durch mehrere hintereinandergeschaltete Blenden in verschiedenen Winkelstellungen.
i ist der zu behandelnde Gegenstand. 2 die Energiequelle und 3a und 3b auswechselbare Blenden. Die Zahl der Blenden ist beliebig. 4 und 5 sind Brennpunkte, die in verschiedener Tiefe in dem zu behandelnden Gegenstand liegen. Dies wird dadurch erreicht, daß entweder eine Blende 3a mit der in Fig. i dargestellten Neigung des Strahlendurchganges oder eine Blende 3b mit der in Fig.2 dargestellten Strahlendurchgangsrichtung benutzt wird. Bei entsprechender Anwendung anderer Blenden mit kürzeren Brennpunkten kann der Brennpunkt bis nahezu unter die Hautoberfläche des Körpers i.herangezogen werden. Wie die Fig. i und 2 erkennen lassen, bleibt die Oberflächenbelastung F1 undF2ungefährgleich. Das ist von besonderem Vorteil, um die durchstrahlten gesunden Gewebeteile im Sinne der Kleinraumbestrahlung möglichst zu entlasten.
In den Fig. 3 und 4 ist die Anordnung mit mehreren dicht hintereinandergeschalteten Blenden 6 und dargestellt. Dabei zeigt Fig. 3 die vorderste Blende mit den in ihr angeordneten Strahlendurchgangsöffnungen $. Die Strahlendurchgangsöffnungen 9 der Blende 7 sind in Fig. 3 punktiert zu erkennen. Sämtliche Durchgangsöffnungen liegen im gleichen Winkelabstand voneinander entfernt. Außerdem liegen die einzelnen Öffnungen auf Spiralen hintereinander, und zwar steigen die Spiralen der Durchgangsöffnungen der Blende 6, die der Energiequelle am nächsten liegt, stärker an als die Spiralen mit den Öffnungen 9 der Blende 7. Bei der Anordnung weiterer Blenden haben dann die Spiralen dieser von der Energiequelle abgewendeten Blenden eine immer kleinere Steigung.
Bei Verdrehung der Blenden 6 und 7 jeweils um den Bereich des Abstandswinkels a oder eines Vielfachen dieses Winkels treten -die Öffnungen 9 in radialer Richtung hinter die Öffnungen B. Sie liegen jedoch wegen ihres kürzeren Mittelpunktabstandes von der Drehachse io jeweils dieser Achse näher, so daß die Strahlen jetzt nicht mehr unter dem Winkel y, sondern unter dem Winkel f3 hindurchtreten und dadurch die Brennweite verändern.
Aus den Fig. 5 bis 7 sind Einrichtungen zu erkennen, bei denen außer den Blenden 6 und 7 noch weitere Blenden ii und 12 Anwendung finden. Es ist außerdem zu erkennen, wie durch Verdrehung der Blenden der Strahlungsdurchgang geändert wird, so daß die Brennpunkte 4, 5 und 13 erreicht werden.
Dabei ist betreffend der Anordnung der Strahlendurchgangsöffnungen zwecks Energieausnutzung folgendes zu beachten. Je mehr Durchgangsöffnungen angeordnet werden, desto mehr Fläche beanspruchen die Zwischenwände und desto mehr Strahlung wird von diesen Zwischenwänden absorbiert. Dieser absorbierende Anteil wird bei abnehmender Dicke des Rasters schließlich so groß, daß der Nutzeffekt, der durch die Dickenverminderung zunächst ansteigt, in eine gegenläufige Funktion übergeht und wieder abnimmt.
Es kommt also darauf an, eine optimale Dicke der Blenden wie eine entsprechende Zahl und Weite der Öffnungen zu wählen, bei welcher der Nutzeffekt,am größten ist. ,

Claims

P A T F N T A N S P R I. C H E i. Vorrichtung zur Ausblendung konvergenter Strahlenbündel unter Benutzung einer vor die Energiequelle geschalteten Blende mit Öffnungen für den Strahlendurchgang, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielens veränderbarer Brennweiten und Brennvolumen unter Beibehaltung des Abstandes der Energiequelle (2) von dem zu bestrahlenden Objekt (i) und zwecks Verlagerung des Brennpunktes (4, 5, 13) bzw. des Brennvolumens Blenden (3, 6, 7) aus einem strahlenabsorbierenden Material verwendet werden, die verschieden gerichtete Strahlendurchgangsöffnungen (8, 9, 14 und 15) besitzen, deren Verlängerungen sich in jeweils einem gemeinsamen Punkt, dem Brennpunkt, treffen.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung des Brennpunktes dadurch erreicht wird, daß Blenden (3a, 3b) gegeneinander ausgetauscht werden, die verschiedene Brennweiten (4, 5) haben.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung des Brennpunktes dadurch erreicht wird, daß mehrere Blenden (6, 7, 11, 12) unmittelbar hintereinandergeschaltet und um eine gemeinsame Achse (io) drehbar sind, so daß durch die Verdrehung Öffnungen (8, 9, 14, 15) von verschiedenem Abstand von der Drehachse (io) hintereinanderzuliegen kommen. :
4. Vorrichtung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen hintereinanderliegenden Blenden (6, 7, 11, 12) die Durchgangsöffnungen (8, 9, 14, 15) im gleichen Winkelabstand (a) auf Spiralen angeordnet sind, wobei die Spiralen der der Energiequelle (2) am nächsten liegenden Blende den größten Steigungswinkel und die der Energiequelle am entferntesten liegende Blende den kleinsten Steigungswinkel besitzen.
5. Vorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Blenden, die Weite, die beliebig geformten Öffnungen und die Wandstärke zwischen den Öffnungen so gegeneinander ausgeglichen sind, * daß ein optimaler Nutzeffekt erzielt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Energiequelle mit ionisierenden Strahlungen verwendet wird, wobei gegebenenfalls die Blenden (3a, 3b, 6, 7, 11, 12) in einem Kompressionstubus untergebracht sind. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 69o 618.