DE965062C - Irradiation device with time-dependent movement control - Google Patents
Irradiation device with time-dependent movement controlInfo
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Description
AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1957ISSUED MAY 29, 1957
M 24838 VIIId /30 a 'M 24838 VIIId / 30 a '
ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor
C. H. F. Müller A. G., HamburgC. H. F. Müller A. G., Hamburg
Patentanmeldung bakanmitgemachit am 6. Dezember 1956Patent application bakanmitgemachit on December 6, 1956
Patenterteilung bekamntgeiniachit am 16. Mai 1957Entgeiniachit granted the patent on May 16, 1957
Für therapeutische Zwecke sind Bestrahlungseinrichtungen bekannt, bei denen die Strahlenquelle mehrdimensional bewegbar ist, vorzugsweise unter der Bedingung, daß bei allen Bewegungen die Richtung des austretenden Röntgen- oder Gammastrahles auf einen bestimmten im Raum feststehenden Punkt, d. h. in der Regel auf den Krankheitsherd, gerichtet bleibt. Eine derartig durchgeführte Bestrahlung nennt man Konvergenz- oder Pendelkonvergenzbestrahlung, je nach der Art, wie die mehrdimensionale Bewegung der Strahlenquelle erfolgt.For therapeutic purposes, radiation devices are known in which the radiation source is multi-dimensionally movable, preferably under the condition that the Direction of the exiting x-ray or gamma ray on a certain fixed in space Point, d. H. usually remains focused on the focus of the disease. One carried out in this way Irradiation is called convergence or pendulum convergence irradiation, depending on the way in which the multidimensional movement of the radiation source takes place.
Wenn man gemäß Fig. 1 die Strahlenquelle in spiralförmiger Bahn auf einer Kugelkappe führt und dabei den Zentralstrahl der austretenden Strahlung auf den PunktM gerichtet hält, bekommt man eine Konvergenzbestrahlung mit dem Kegelöffnungswinkel γ. If, as shown in FIG. 1, the radiation source is guided in a spiral path on a spherical cap and the central ray of the emerging radiation is kept directed at the point M , a convergence irradiation with the cone opening angle γ is obtained.
Als Pendelkonvergenzbestrahlung bezeichnet man Bewegungsbestrahlungen, bei denen die Strahlenquelle in zickzackförmiger Bahn entweder gemäß Fig. 2 auf einer Zylinderfläche oder gemäß Fig. 3 auf einer Kugelfläche geführt wird unter Zentrierung auf den Punkt M. In diesen beiden Fällen setzt sich die Bewegung der Strahlenquelle aus einer Rotation um den Punkt M innerhalb eines Winkels β und aus einer translatorischen bzw. ebenfalls rotatorischen Bewegung um den Punkt M mit dem Winkel α zusammen.As a pendulum convergence irradiation is called motion irradiations in which the radiation source in a zigzag path in accordance with either Fig. 2 on a cylindrical surface, or as shown in FIG. Guided on a spherical surface 3, centering on the point M. In both of these cases, the movement of the radiation source is composed of a Rotation around point M within an angle β and from a translational or likewise rotary movement around point M with angle α together.
Bisher arbeiten derartige Bestrahlungseinrichtungen mit einmalig festgelegter Bewegungsgeschwindigkeit der Strahlenquelle. Um eine Be- So far, such irradiation devices work with a uniquely determined movement speed of the radiation source. In order to
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strahlung durchzuführen, muß in diesem Falle wie nachstehend geschildert vorgegangen werden, wobei auf Fig. 2 Bezug genommen wird.To carry out radiation, in this case the procedure outlined below must be followed, whereby reference is made to FIG.
Für die gegebene Lage des zu bestrahlenden Krankheitsherdes muß am Bewegungsbestrahlungsgerät sowohl der Winkel β als auch der Winkel α eingestellt werden. Es wird ferner festgelegt, daß bei einer Bes tr ahlungs sitzung eine bestimmte r-Zahl appliziert werden soll. Die Zeit, in der der ίο Winkel α vom Gerät durchlaufen wird, ist bekannt. Teilt man die eben erwähnte r-Zahl durch diese Durchlauf zeit für den Winkel α, so erhält man die zu applizierende r-Zahl je Minute. Diese Zeit muß am Schalttisch des Therapieapparates an der Bestrahlungsuhr eingestellt werden, und Spannung (kV) und Strom (mA) müssen dann so errechnet werden, daß die zu applizierende r-Zahl je Minute eingehalten ist. Diese Beschreibung gilt bei einer Röntgenbewegungsbestrahlung, bei der die Zahl r/Min, durch Variation von Röhrenspannung und Röhrenstrom veränderbar ist. Benutzt man als Strahlenquelle z. B. eine Kobalt-60-Bombe oder ein anderes radioaktives Isotop, so ist eine Variation der r-Zahl je Minute in Anpassung an den Bewegungsablauf wesentlich schwieriger, da diese Zahl nur noch durch vorgeschaltete Schwächungsfilter variiert werden kann. For the given position of the disease focus to be irradiated, both the angle β and the angle α must be set on the motion irradiation device. It is also stipulated that a certain r-number should be applied during a radiation session. The time in which the device passes through the ίο angle α is known. If you divide the r-number just mentioned by this passage time for the angle α, you get the r-number to be applied per minute. This time must be set on the radiation clock on the control table of the therapy apparatus, and voltage (kV) and current (mA) must then be calculated so that the r-number to be applied per minute is adhered to. This description applies to X-ray movement irradiation in which the number r / min can be changed by varying the tube voltage and tube current. If one uses as a radiation source z. B. a cobalt-60 bomb or another radioactive isotope, a variation of the r-number per minute to adapt to the movement sequence is much more difficult, since this number can only be varied by upstream attenuation filters.
Diese Beschreibung zeigt, daß zur korrektenThis description shows that to be correct
Durchführung einer Bewegungsbestrahlung eine ganze Zahl sorgfältiger Überlegungen angestellt werden müssen. Das gleiche gilt sinngemäß auch für .eine Konvergenzbestrahlung gemäß Fig. 1.Performing exercise exposure has made a number of careful considerations Need to become. The same applies accordingly to a convergence irradiation according to FIG. 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorbereitung einer Bewegungebestrahlung dadurch wesentlich zu erleichtern, daß derjenige Teil der vorbeschriebenen Überlegungen, die dem Arzt abgenommen werden können, selbsttätig von der Bestrahlungsmaschine durchgeführt werden, so daß dem Arzt nur noch diejenigen Überlegungen überlassen bleiben, die durch maschinelle Hilfsmittel nicht erledigt werden können, das sind die zweckmäßige Wahl der Winkel α, β oder γ und die Festlegung der r-Zahl je Sitzung.The invention is based on the object of making the preparation of a movement irradiation significantly easier in that that part of the above considerations that can be removed from the doctor are carried out automatically by the irradiation machine, so that the doctor is only left with those considerations that are due to mechanical aids cannot be carried out, these are the appropriate choice of the angles α, β or γ and the determination of the r-number for each session.
Gemäß der Erfindung stellt bei einer Be-Strahlungseinrichtung mit mehrdimensional be- - wegter Strahlenquelle, vorzugsweise für Röntgen- bzw. Gammakonvergenzbestrahlungen, bei der die Abgrenzung des Bewegungsbereiches der Strahlenquelle und bzw. oder die Bestrahlungszeit eingestellt wird, zwecks selbsttätiger Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeit der Strahlenquelle derart, daß ihre Laufzeit längs der voreingestellten Bahn mit der jeweils gewählten Bestrahlungszeit übereinstimmt, eine Steuer- und Regeleinrichtung die Drehgeschwindigkeit der Antriebsmittel für die Strahlenquelle ein unter dem Einfluß einer S teuer spannung, welche an einem Meßwiderstand abgenommen wird, der in einem von der Einschaltzeit der Strahlenquelle und dem Translationsbereich bzw. dem Laufweg der Strahlenquelle beeinflußten Stromkreis liegt.According to the invention, in a radiation device with multi-dimensional loading - wegter radiation source, preferably for X-ray or gamma convergence irradiation, in which the Delimitation of the range of motion of the radiation source and / or the irradiation time set is, for the purpose of automatic adjustment of the speed of movement of the radiation source in such a way, that their running time along the preset path with the selected irradiation time agrees, a control and regulating device, the rotational speed of the drive means for the radiation source under the influence of an expensive voltage, which is connected to a measuring resistor is removed, which is in one of the switch-on time of the radiation source and the translation area or the path of the radiation source influenced circuit.
Die Einstellung der Bestrahlungszeit allein kommt in Frage bei einer Konvergenzbestrahlung gemäß Fig. 1, bei vorgegebenem Konvergenzwinkel γ der Bestrahlungseinrichtung oder bei Be-Strahlungen gemäß Fig. 2 und 3; bei festem Winkel β ist dagegen bei Fig. 2 und 3 der Winkel α am Gerät veränderbar oder bei einer Einrichtung gemäß Fig. 1 der Lauf weg der Strahlenquelle begrenzbar; dann liegt der Fall vor, daß der Bewegungsbereich und die Bestrahlungszeit variierbar sind.The setting of the irradiation time alone comes into question with a convergence irradiation according to FIG. 1, with a predetermined convergence angle γ of the irradiation device or with irradiation according to FIGS. 2 and 3; with a fixed angle β , on the other hand, in FIGS. 2 and 3, the angle α on the device can be changed or, in the case of a device according to FIG. 1, the path away from the radiation source can be limited; then there is the case that the range of motion and the irradiation time can be varied.
Wenn man sich auf eine Bewegungsbestrahlung gemäß Fig. 2 oder 3 bezieht, so besteht der in Fig. 4 gezeigte Zusammenhang zwischen der Translationsgeschwindigkeit V, dem' Translationswinkel α und der Bestrahlungszeit f.If one refers to a movement irradiation according to FIG. 2 or 3, the relationship shown in FIG. 4 exists between the translation speed V, the translation angle α and the irradiation time f.
Eine Einrichtung nach der Erfindung besitzt also mindestens einen Antriebsmotor mit regelbarer Geschwindigkeit, eine Steuereinrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors, eine Automatik, die bei Bestrahlungen gemäß Fig. 2 und 3 die Rechenoperation gemäß Fig. 4 selbsttätig ausführt und eine Steuerverbindung zur Zeitschaltuhr für die Bestrahlung, an der bei Röntgenbestrahlung die Einschaltzeit der Röntgenröhre eingestellt wird, oder bei Gammabestrahlung die Öffnungszeit des Schließers an der Strahlenaustrittsöffnung vorgewählt wird.A device according to the invention thus has at least one drive motor with controllable Speed, a control device for regulating the speed of the motor, an automatic system that works in the case of irradiations according to FIGS. 2 and 3 automatically carries out the arithmetic operation according to FIG. 4 and a control connection to the timer for the radiation at which the switch-on time of the X-ray tube is set for X-ray exposure, or in the case of gamma radiation, the opening time of the closer at the beam exit opening is preselected will.
Ein Ausführungsbeispiel für Bestrahlungen gemaß Fig. 2 ist in Fig. 5 dargestellt, wobei Bezug genommen wird auf eine Bestrahlung mit einer Röntgenstrahlenquelle.An exemplary embodiment for irradiations according to FIG. 2 is shown in FIG. 5, with reference is taken on exposure to an X-ray source.
In an sich bekannter Weise wird die Röntgenröhre ι mittels einer am Bestrahlungsgerät in der Gleitbuchse 2 gelagerten Vorschubstange 3 über die Zahnstange 4 und das Ritzel 5 von einem Motor angetrieben, dessen Anker mit 6 und dessen Feldwicklung mit 7 bezeichnet ist. Bei Bewegungen der Röntgenröhre 1 in Richtung des Pfeiles 8 soll dabei durch nicht dargestellte, an sich bekannte Hilfsmittel die Strahlenaustrittsrichtung 9 immer auf den Punkt M gerichtet gehalten werden. Der größte Translationswinkel des Gerätes sei amax. Die Röntgenröhre ι hat dann die Stellung iß erreicht. Dieser Vorschubmechanismus ist in bekannter Weise noch mit Endkontakten zur Begrenzung der Translationsbewegung versehen. DieseKontaktanordnung besteht beispielsweise aus einer fest mit dem Bestrahlungsgerät verbundenen Führungsstange io, auf der zwei isolierende Reiter 11 und 12 verschiebbar sind, die Kontaktsätze 13 und 14 tragen. Durch Einstellung dieser Reiter 11 und 12 auf der Stange 10 kann der gewünschte Translationsbereich in den durch amax vorgegebenen Grenzen eingestellt werden. Das Aufladen des Nockens 15 auf die Endkontakte 13 und 14.bewirkt dann in bekannter Weise und über bekannte Hilfsmittel das Abschalten des Antriebsmotors nach Erreichen der ewünschten Endstellung.In a manner known per se, the X-ray tube is driven by a motor, whose armature is denoted by 6 and whose field winding is denoted by 7, by means of a feed rod 3 mounted on the irradiation device in the sliding bush 2 via the rack 4 and the pinion 5. When the X-ray tube 1 moves in the direction of the arrow 8, the beam exit direction 9 should always be kept directed to the point M by means of aids which are not shown and are known per se. The largest translation angle of the device is a max . The X-ray tube ι has then reached the position i ß . This feed mechanism is also provided in a known manner with end contacts to limit the translational movement. This contact arrangement consists, for example, of a guide rod io firmly connected to the irradiation device, on which two insulating tabs 11 and 12, which carry sets of contacts 13 and 14, can be displaced. By setting these tabs 11 and 12 on the rod 10, the desired translation range can be set within the limits specified by a max. The charging of the cam 15 onto the end contacts 13 and 14 then causes the drive motor to be switched off after the desired end position has been reached in a known manner and using known aids.
Um den Erfindungsgedanken zu verwirklichen, muß diese Anordnung erweitert werden. Mit 16 ist das Zifferblatt und mit 17 der Zeiger der Zeitschaltuhr am Röntgenapparat bezeichnet, an der die Einschaltzeit der Röntgenröhre eingestellt wird. Diese bekannte Einrichtung muß ergänzt werdenIn order to realize the idea of the invention, this arrangement must be expanded. At 16 is the dial and with 17 the pointer of the timer on the X-ray machine, on which the Switch-on time of the X-ray tube is set. This known device must be supplemented
beispielsweise durch einen Schleppzeiger 18 und eine Potentiometerwicklung 19. Das Bestrahlungsgerät muß eine Erweiterung erfahren durch das Anbringen eines Potentiometers 20 und durch An-5 ordnen von zusätzlichen Schleifkontakten 21 und 22 an den Reitern 11 und 12. Mit ΐαα ist ein Vorwiderstand bezeichnet, der dafür sorgt, daß dem Potentiometer 20 noch eine endliche Spannung zugeführt wird, wenn sich der Schleppzeiger 18 bei eingestellter maximaler Uhrzeit am rechten Ende der Potentiometerwicklung 19 befindet. Tatsächlich müßte erst bei unendlich langer Zeit die Steuerspannung Ust — ο werden.19, for example by a drag pointer 18 and a Potentiometerwicklung The irradiation unit must expansion experienced by the attachment of a potentiometer 20 and by An-5 dispose of additional sliding contacts 21 and 22 on the tabs 11 and 12. By ΐα α is a series resistor referred to, the ensures that the potentiometer 20 is still supplied with a finite voltage when the drag pointer 18 is at the right end of the potentiometer winding 19 when the maximum time has been set. In fact, the control voltage would have to become U st - ο only after an infinitely long time.
Wenn nun bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 an die Klemmen 23 und 24 eine Hilfsspannung angelegt wird, so entsteht an dem Meßwiderstand 25 eine Spannung Ust, deren Größe von der eingestellten Bestrahlungszeit und dem eingestellten Translationswinkel exakt so abhängt, wie es Fig. 4 für die Translationsgeschwindigkeit V vorschreibt. Ust ist also proportional der jeweils erforderlichen Translationsgeschwindigkeit V. Wenn man diese Steuerspannung Ust einer Steuer- und Regeleinrichtung 26 zuführt, die den Motor 6/7 mit den Netzspannungsklemmen 27 und 28 verbindet, so kann diese Spannung in exakt entsprechende Motordrehzahlen umgesetzt werden.If an auxiliary voltage is now applied to terminals 23 and 24 in the circuit arrangement according to FIG. 5, a voltage U st is produced at measuring resistor 25, the magnitude of which depends on the set irradiation time and the set translation angle exactly as shown in FIG for the translation speed V prescribes. U st is therefore proportional to the translation speed V required in each case. If this control voltage U st is fed to a control and regulating device 26 which connects the motor 6/7 to the mains voltage terminals 27 and 28, this voltage can be converted into exactly the corresponding motor speeds.
Für diesen Zweck geeignete Steuer- und Regeleinrichtungen sind bekannt. So kann das Feld 7 des Motors konstante Erregung erhalten, wobei sich im Stromkreis des Ankers 6 eine oder mehrere gittergesteuerte Entladungsröhren befinden, die von der Spannung Usi gitterseitig so gesteuert werden, daß die Drehzahl des Ankers 6 und damit die Translationsgeschwindigkeit V des Gerätes proportional zu Ust sind.Control and regulating devices suitable for this purpose are known. The field 7 of the motor can receive constant excitation, with one or more grid- controlled discharge tubes in the circuit of the armature 6, which are controlled by the voltage U si on the grid side so that the speed of the armature 6 and thus the translational speed V of the device is proportional to U st are.
Mit gleicher Wirkung kann natürlich auch die Ankersteuerung durch Transduktoren erfolgen, also durch eine Zusammenschaltung zweier gleichstromvormagnetisierter Drosseln, deren Benutzung zum Zwecke der Steuerung eines Arbeitsstromes durch einen Signalstrom bekannt ist.With the same effect, of course, the armature control can also be carried out by transducers, that is through an interconnection of two direct current biased chokes, their use for Purposes of controlling an operating current by a signal current is known.
Bei sehr großem Regelbereich für die Motordrehzahl kann es erforderlich sein, durch ähnliche Mittel auch noch den Erregerstrom der Feldwicklung 7 zu steuern.If the control range for the engine speed is very large, it may be necessary to use similar Means also to control the excitation current of the field winding 7.
Ein Bestrahlungsgerät, das nach Fic. 1 arbeitet, besitzt nur einen Antriebsmotor. Falls es so ausgebildet ist, daß ständig nur mit einem festliegenden Winkel γ gearbeitet wird, dann ist die am Potentiometer 19 der Fig. 5 abgegriffene Jpannung bereits die Steuerspannung Ust für den Eingang der Anordnung 26.An irradiation device which, according to Fic. 1 works, has only one drive motor. If it is designed in such a way that only a fixed angle γ is used at all times, then the voltage picked up at the potentiometer 19 in FIG. 5 is already the control voltage U st for the input of the arrangement 26.
Sind dagegen bei der eben beschriebenen Anordnung auch noch kleinere Konvergenzwinkel γ einstellbar, z. B. durch Verschieben eines der Anschlagreiter längs der Laufbahn der Strahlenquelle, dann gilt das Beispiel nach Fig. 5 in der dargestellten Form sinngemäß auch hierfür. Der Potentiometerwiderstand 20 ist dann nicht dem Translationsbereich, sondern dem Laufweg der Strahlenquelle zugeordnet.If, on the other hand, even smaller convergence angles γ can be set in the arrangement just described, e.g. B. by moving one of the stop tabs along the track of the radiation source, then the example of FIG. 5 in the form shown applies accordingly to this. The potentiometer resistor 20 is then not assigned to the translation area, but to the path of the radiation source.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEM24838A DE965062C (en) | 1954-10-14 | 1954-10-15 | Irradiation device with time-dependent movement control |
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DE334461X | 1954-10-14 | ||
DEM24838A DE965062C (en) | 1954-10-14 | 1954-10-15 | Irradiation device with time-dependent movement control |
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DE965062C true DE965062C (en) | 1957-05-29 |
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Family Applications (1)
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB707202A (en) * | 1951-09-04 | 1954-04-14 | Licencia Talalmanyokat | Tube support for x-ray irradiation apparatus |
-
1954
- 1954-10-15 DE DEM24838A patent/DE965062C/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB707202A (en) * | 1951-09-04 | 1954-04-14 | Licencia Talalmanyokat | Tube support for x-ray irradiation apparatus |
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