NL1026323C2

NL1026323C2 - HDR inrichting.

Info

Publication number: NL1026323C2
Application number: NL1026323A
Authority: NL
Inventors: Eric Van T Hooft
Original assignee: Isodose Control B V
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2005-12-06
Also published as: EP1602394A1; US20060135841A1

Description

Titel: HDR inrichting / · ' i' 1 ' ’ De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opslaan en manipuleren van een stralingsbron, omvattende: een kluis voor het opslaan van ten minste één, een radioactief materiaal omvattende capsule, een transportorgaan voor het bewegen van de capsule door een op de kluis 5 aangesloten transportslang leidend naar een applicator, en een aandrijfïnrichting voor het aandrijven van het transportorgaan.

Met dergelijke inrichtingen is een bron door middel van de aandrijfïnrichting, bijvoorbeeld, een op een klos gewonden transportdraad, die met de capsule is verbonden, naar een applicator te brengen en op een of 10 meerdere plaatsen stil te zetten of te bewegen om plaateelijk een geconcentreerde straling in het lichaam van een patiënt te bewerkstelligen. Dergelijke inrichtingen zijn bekend en omvatten een radioactieve bron van het isotoop Kobalt 60, Cesium 137 of Iridium 192, die algemeen als "harde stralers" kunnen worden aangeduid.

15 Dergelijke isotopen vragen om een aanzienlijke afgeschermde behandelkamer van 30 tot 60 cm beton tér bescherming van het - : \.

ziekenhuispersoneel en de overige aanwezigen.

Met de uitvinding wordt beoogd een inrichting te voorzien van een isotoop met een aanzienlijk lagere energie waardoor in standaard 20 behandelkamers of standaard operatiekamers kan worden gewerkt.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, door toepassing van de maatregelen van conclusie 1. Volgens de uitvinding wordt derhalve een zwakke stralingsbron toegepast die als voordeel heeft dat de afschermingsmaatregelen aanzienlijk minder zwaar zijn vanwege het 25 mindere doordringende vermogen van de zwakke straler. Door de zwakke stralingsbron te verrijken, kan een stralingsdosis worden afgegeven die effectief is voor een behandeling, zonder dat de stralingsbron onaanvaardbaar in volume toeneemt. Opgemerkt wordt, dat op zichzelf de 1026323 2 • t ; ί zwakke stralingsbron als toepassing wel bekend is bij de behandeling van tumoren, maar dat de intensiteit van deze stralere te gering is om een zogenaamde hoge dosis behandeling (HDR, high dose rate behandeling) toe te passen, waarbij gedurende relatief korte tijd een tumor aan een hoge 5 stralingsintensiteit wordt blootgesteld. Gezien de specifieke toepassing van de inrichting zou bij de bekende zwakke stralers een onaanvaardbaar lange bestralingsduur nodig zijn voor het verkrijgen van een voldoend behandeleffect.

Bij voorkeur wordt derhalve een isotoop word toegepast met een 10 relatief lagere energie ten opzichte van de bovengenoemde bronnen, zoals Ytterbium, Jodium, Palladium, of Thallium-170. Volgens de uitvinding worden deze bronnen verrijkt tot een voldoende concentratie om voldoende specifieke activiteit voor de in een kleine capsule te verkrijgen. Dit kan bijvoorbeeld door middel van een ultra centrifuge proces.

15 Bij voorkeur is de bron zodanig verrijkt is dat een afgegeven dosistempo in het HDR-bereik komt te liggen. Dit bereik is gedefinieerd in de in het vak bekende zg. ICRU-reports. In een uitvoering is de bron |

zodanig verrijkt dat een geabsorbeerde dosis in het weefsel ten minste 10- I

200 Gray/5min bedraagt in een bereik van 0,4 - 3 cm op afstand van de j 20 bron.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de bron Palladium103.

Daarbij bedraagt het massapercentage Palladium 103 ten minste 3%. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de bron Jodium126, bij voorkeur in een massapercentage van ten minste 15%. In nog een verdere 25 voorkeursuitvoeringsvorm omvat de bron Ytterbium169, bij voorkeur in een massapercentage Ytterbium169 van ten minste 0,5%.

De capsule bezit bij voorkeur een doorsnede van ten hoogste 5 mm en een lengte van ten hoogste 20 mm.

1026323 3 t ♦

Verdere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont:

Figuur leen schematische opstelling van de inrichting;

Figuur 2 een schematische dwarsdoorsnede van de bron; en 5 Figuur 3 de resultaten van een simulatie van een door weefsel geabsorbeerde dosis.

In Figuur 1 is schematisch weergegeven een HDR-inrichting 1 voorzien van een kluis 2 voor het opslaan van ten minste één, een 10 radioactieve bron 3 omvattende capsule 4, een op een klos 5 gewonden transportdraad 6, die met de capsule 4 is verbonden, om deze via een i transportslang 7 naar een applicator 8 te brengen die in te bestralen weefsel 9 is ingebracht. Een dergelijke HDR-inrichting is een inrichting waarbij een weefsel wordt bestraald door stralingsbron met een relatief hoog 15 vermogen, zodat in korte tije een hoge dosis straling door het weefsel wordt geabsorbeerd. Volgens het voorbeeld bezit de capsule 2 een doorsnede van ten hoogste 5 mm, bij voorkèur ongeveer 1 mm, om gemakkelijk via een buis in het lichaam van eën patiënt te kunnen wórden gebracht. Grotere diameters zijn wel mogelijk, maar zijn voor de beoogde typen bestralingen 20 doorgaans te groot om zonder ongewenste schade in het lichaam te kunnen aanbrengen. Voor een gemakkelijk transport van de capsule 2 is een lengte van ten hoogste ca. 20 mm aanbevolen, bij voorkeur zelfs korter, ca 5 mm. Deze dimensionering van de capsule 2 brengt met zich mee, dat de brön 3een voldoende specifieke activiteit moet hebben, (d.w.z een afgegeven 25 stralingsvermogen per volume), om effectief te kunnen zijn voor een straüngsbehandeling. Daarbij zal een te lage specifieke activiteit resulteren in een te lange behandelduur of slechts gecompenseerd kunnen worden door een te grote hoeveelheid stralingsmateriaal om via de transportslang 7 in het weefsel 9 in te brengen. Volgens Figuur 1 is een variant getoond van de 30 inrichting 1, waarbij een wissel 10 is voorzien voor het gelijktijdig 1026323 4 aansluiten van een of meerdere transportslangen 7, 7', 7" welke aan een of meerdere applicatoren 8, 8', 8" kunnen worden aangesloten. Daarbij kunnen 1 1 gelijktijdig meerdere capsules wel of niet gevuld met radio actief materiaal worden verplaatst.

5 Figuur 2 toont schematisch de simulatieopstelling voor de tabel van

Figuur 1 waarbij de stralingsbron een cilindervormige capsule van 3 mm doorsnede omvat. Op afstanden D, D' zijn steeds de totale geabsorbeerde energie per kilo per 5 minuten berekend over de totale omtrek van de cilinder. Een praktijkmaat die wordt gehanteerd voor een gewenst 10 stralingsniveau voor het bestralen van weefsel is 50 Gray, waarbij waarden vanaf 10 Gray effectief kunnen zijn. De tabel in Figuur 3 toont de gevonden absorptiewaarden voor verschillende zwakke stralers verrijkte stralingsbronnen, hieronder in het bijzonder begrepen een gammastraler in het energiegebied van 10-100 keV wordt aangeduid.

15 Om een gewenst absorptieniveau te bereiken toont de tabel dat voor

Palladium-103, met een stralingsenergie van 293 GBq/mm een gewichtspercentage van 4,5 % gewenst is. Overeenkomstig is gevonden dat voor Jodium-125 (135 GBq/mm) een gewichtspercentage van 21% gewenst is, en vóór Ytterbium-169 (37,5GBq/mm) een gewichtspercentage van 3,1%. 20 Tenslotte is voor Iridium-192 een gewenst gewichtspercentage gevonden van 1%

De uitvinding is niet beperkt tot de in de beschrijving genoemde isotopen. Ook andere isotopen kunnen worden toegepast van een voldoende lage energie zodat ze gemakkelijk zijn af te schermen en deze een voldoende 25 hoge specifieke activiteit bereiken om in een kleine capsule te passen. Dergelijke bronnen worden geacht te vallen onder het bereik van de conclusies zoals hiernavolgend gedefinieerd.

1026323

Claims

1. Inrichting voor het opslaan en manipuleren van een stralingebron, omvattende: - een kluis voor het opslaan van ten minste één, een radioactief materiaal omvattende capsule, 5. een transportorgaan voor het bewegen van de capsule door een op de kluis aangesloten transportslang leidend naar een applicator, en - een aandrijfmrichting voor het aandrijven van het transportorgaan; met het kenmerk, - dat de capsule een verrijkte stralingebron omvat voor het uitzenden 10 van straling in het bereik van 10-100 keV.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bron zodanig verrijkt is dat een afgegeven dosistempo in het HDR-bereik komt te liggen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de bron 'Palladium108 omvat;

4. Inrichting volgens conclusiè 3, mét het kenmerk,dat het massapercentage Palladium 103 ten minste 3% bedraagt.

5. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de bron Jodium125 omvat.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het 20 massapercentage Jodium125 ten minste 15% bedraagt.

7. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de bron Ytterbium169 omvat. 1026323 *

8. Inrichting volgens conclusie 7, mét het kenmerk, dat het massapercentage Ytterbium169 ten minste 0,5% bedraagt.

9. Inrichting volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de capsule een doorsnede bezit van ten hoogste 5 mm.

10. Inrichting volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de capsule ten hoogste 20 mm lang is.

11. Inrichting volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een wissel voor het gelijktijdig aansluiten van een of meerdere transportslangen welke aan éen 10 of meerdere applicatoren worden aangesloten.

12. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzijn van een wissel welke gelijktijdig meerdere capsules wel of niet gevuld met radio actief materiaal kan verplaatsen.

13. Inrichting vólgens een dèr voorgaande conclusies, met het kenmerk, 15 dat de inrichting mèerdere capsules heeft, elk gevuld met een verschillend . radioactief materiaal. 1026323