RU179629U1 - Миниатюрный источник рентгеновского излучения - Google Patents
Миниатюрный источник рентгеновского излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU179629U1 RU179629U1 RU2018101466U RU2018101466U RU179629U1 RU 179629 U1 RU179629 U1 RU 179629U1 RU 2018101466 U RU2018101466 U RU 2018101466U RU 2018101466 U RU2018101466 U RU 2018101466U RU 179629 U1 RU179629 U1 RU 179629U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- ray
- emitter
- cathode
- source according
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 230000007170 pathology Effects 0.000 abstract description 16
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002725 brachytherapy Methods 0.000 abstract description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 2
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 abstract description 2
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 abstract description 2
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 abstract description 2
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 208000007343 Melanotic Neuroectodermal Tumor Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-OUBTZVSYSA-N beryllium-10 Chemical compound [10Be] ATBAMAFKBVZNFJ-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 210000005075 mammary gland Anatomy 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/22—X-ray tubes specially designed for passing a very high current for a very short time, e.g. for flash operation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в урологии, гинекологии, проктологии, педиатрии и других направлениях медицины для лечения патологий, в том числе онкологических заболеваний, а также для технической диагностики труб малого диаметра. Миниатюрный источник рентгеновского излучения содержит вакуумированный корпус, внутри которого между генерирующим рентгеновское излучение анодом и окном для выхода рентгеновского излучения размещен катод с генерирующим электроны эмиттером. Согласно полезной модели эмиттер катода выполнен из фольги тугоплавкого материала с прорезями и снабжен центральным отверстием для выхода рентгеновского излучения, размер которого не превышает размер выходного окна, а торцевая поверхность анода снабжена элементом охлаждения. Миниатюрный источник рентгеновского излучения обеспечивает увеличенную дозу выходного рентгеновского излучения, позволяет проводить лечение патологий внутренних органов при отсутствии к ним прямого доступа (например, желудка), используя гибкий шланг, соединяющий источник излучения и источник электрического питания, а также используя имеющиеся средства введения внутрь организма радиоактивных изотопов (средства изотопной брахитерапии) или эндоскопы. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Техническое решение относится к медицинской технике и может быть использовано в урологии, гинекологии, проктологии, педиатрии и других направлениях медицины для лечения патологий, в том числе онкологических заболеваний, а также для технической диагностики труб малого диаметра.
Современная онкология предъявляет повышенные требования к устройствам для облучения патологий. В первую очередь это касается необходимости облучения только опухолей, не затрагивая здоровых участков тела, и, во-вторых - снижение времени облучения, что косвенно согласуется с первым требованием и имеет самостоятельное значение для эффективности лечения, а также защиты персонала от переоблучения при подготовке прерывающихся (из-за малых токов и, как следствие, длительности разового воздействия) процедур. Такие требования обусловлены тем, что разовая доза на поле может составлять 40-60 Гр, а курсовая доза 60-80 Гр (С.К. Терновой, В.Е. Синицин, Лучевая диагностика и терапия, «ГЭОТАР-Медиа», 2010, Москва, стр. 286-293., Лучевая терапия злокачественных опухолей, Руководство для врачей, Москва, «Медицина» 1996, стр. 5-10., Аспекты клинической дозиметрии, под редакцией З.В. Ставицкого, Москва, «МНТИ», 2000, стр. 27-41).
Для использования в этих целях известен источник рентгеновского излучения в виде моноблока, включающий рентгеновскую трубку, объединенную с источником питания и относящийся к классу рентгеновских трубок с вынесенным анодом (Патент RU №2155413, МПК7 Н01J 35/08, А61N 5/10, опубл. 27.08.2000). Эти источники, наряду с рядом достоинств, характеризуются малыми уровнями мощностей, что обусловлено, в основном, тонким (единицы микрон) слоем вольфрамовой прострельной мишени, сформированной на подложке из бериллия или другого материала с малым атомным номером. Низкая мощность в этих трубках определяется низким уровнем тока, который не превышает единиц микроампер (не более 10 мкА как в цитируемом патенте). Если учесть, что поглощенная доза облучения, определяющая эффективность лечения, пропорциональна току рентгеновской трубки и времени облучения, то становится очевиден принципиальный недостаток указанного устройства - необходимость или длительного облучения пациента, или прерывание процедур для охлаждения анода. При этом, в случае непрерывного облучения, пациент не должен менять позы, чтобы не нарушить геометрию облучения (положение фокуса рентгеновской трубки относительно координат патологии). При прерывистом облучении, при каждой последующей процедуре необходимо строго воспроизводить геометрию облучения, что чрезвычайно сложно, если вообще реализуемо. Кроме того, применение этого устройства ограничено только прямым (линейным) доступом к опухоли, что существенно сужает области его применения, необходимость реализовывать высокие ≥125кВ электрические напряжения из-за удаленности анода от катода усложняет процедуру облучения.
Известно устройство для облучения патологий человеческого организма, в котором для облучения внутренних частей тела в качестве источника ионизирующего излучения используется миниатюрная рентгеновская трубка (Патент US №5090043, МПК5 Н01J 35/32, опубл. 18.02.1992). В соответствии с этим изобретением рентгеновская трубка представляет собой стеклянную колбу диаметром 25 мм и длиной 20-30 мм, внутри которой размещен анод и острийный катод (вариант автоэмиссионной трубки) или катод в виде нити накала (термоэмиссионный вариант).
Однако и это техническое решение обладает таким же принципиальным недостатком, как и предыдущее, а именно - малыми токами рентгеновской трубки. В этом случае малые токи обусловлены применением рентгеновской трубки с автоэмиссионным (холодным) катодом, для которой и характерны токи такого же, как и в предыдущем патенте уровня, а именно единицы (до 10) мкА.
В этом патенте отмечается и возможность использования рентгеновских трубок с термоэмиссионным катодом при наличии системы принудительного охлаждения. Однако при указанных в этом патенте размерах стеклянной колбы и расположении катода и анода относительно тела пациента, обеспечить охлаждение катода, разогретого до температуры 2300°С и неподвижного анода, фокус которого разогрет до температуры ~2500°С, не представляется возможным для реально необходимого времени разового облучения (для среднего уровня необходимой поглощенной дозы в 20 Гр, время облучения составляет от 1 часа до 3 часов).
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели и выбранным в качестве прототипа, является рентгеновская трубка с прострельным катодом. (В. Combee and J.М. Botdem, Philips Technical Review vol. 13, №3, 1951. pp 71-80). Конструкция этого источника излучения представляет собой рентгеновскую трубку с термоэмиссионным катодом, размещенным внутри вакуумированной цилиндрической стеклянной колбы между анодом и выходным окном, расположенным на торце колбы. При этом эмиттер катода изготовлен в виде витой спирали из вольфрамовой проволоки, а система охлаждения выполнена на внешней поверхности цилиндрической колбы в виде полости для прокачки жидкости-охладителя между цилиндрами различного диаметра.
Принципиальным недостатком описанной конструкции является ограниченный уровень (25 Гр/с при 50 кВ и токе 2 мА) мощности дозы рентгеновского излучения, необходимого для медицинской процедуры. Это обусловлено конструкцией и материалом эмиттера катода, выполненного из поликристаллического вольфрама в виде витой спирали. Такая конструкция катода является существенно неоптимальной, во-первых, из-за ограниченной площади эмитирующей поверхности эмиттера в виде спирали и, во-вторых, из-за высокой работы выхода электронов (4.55 эВ) материал эмиттера, в качестве которого использован поликристаллический вольфрам. При таком уровне работы выхода электронов для получения необходимых для медицинских процедур значений интенсивности рентгеновского излучения необходимо разогревать эмиттер до температур 2400°С, что следует из формулы Ричардсона-Дэшмана:
J=ASТ2e-ϕ/kT,
где A, S Т, ϕ - постоянная формы, площадь эмитирующей поверхности, температура и работа выхода электронов соответственно.
Вторым недостатком представленного технического решения, обусловленного первым, является необходимость утилизации высокой температуры катода, а значит, выполнения эффективной и сложной системы охлаждения, что и реализовано на внешней цилиндрической поверхности колбы источника. Но при таком размещении системы охлаждения анод охлаждается не эффективно. Кроме того, такое размещение системы охлаждения противоречит возможности минимизировать размеры источника для внутриполостной терапии, поскольку увеличивает диаметр колбы.
Перед авторами стояла задача создания миниатюрного источника рентгеновского излучения, который бы одновременно обеспечивал возможность его введения внутрь организма, в том числе и при отсутствии прямого доступа к патологии, и возможность снижения времени разового облучения в пределах допустимых лечебных требований, проводя облучение патологий увеличенной дозой лучевого воздействия.
Для решения поставленной задачи и достижения при использовании изобретения технического результата в миниатюрном источнике рентгеновского излучения, содержащем вакуумированный корпус, внутри которого между генерирующим рентгеновское излучение анодом и окном для выхода рентгеновского излучения размещен катод с генерирующим электроны эмиттером, согласно полезной модели эмиттер катода выполнен из фольги тугоплавкого материала с прорезями и снабжен центральным отверстием для выхода рентгеновского излучения, размер которого не превышает размер выходного окна, а торцевая поверхность анода снабжена элементом охлаждения.
В частных случаях осуществления изобретения:
- эмиттер катода может быть выполнен в виде диска с круговыми прорезями в виде меандра, при этом диаметр диска равен диаметру анода;
- эмиттер катода может быть выполнен в виде полого цилиндра с прямоугольными прорезями в виде меандра, расположенными вдоль или перпендикулярно образующей цилиндра, при этом анод также выполнен в виде цилиндра и размещен внутри эмиттера коаксиально последнему;
- элемент охлаждения анода может быть выполнен в виде трубки Фильда, торцевая поверхность которой соединена с анодом;
- элемент охлаждения анода может быть выполнен двухслойным, при этом один слой, соединенный с анодом, выполнен из материала с высокой теплопроводностью, например меди, а другой слой - из материала с высокой теплоемкостью, например графита;
- эмиттер катода и анод могут быть выполнены из монокристалла вольфрама или его сплава с металлом из ряда: Nb, Та, Мо, при этом увеличивается доза выходного излучения;
- эмиттер катода и анод могут быть выполнены из поликристаллического тугоплавкого металла из ряда: W, Та, Nb, Мо или их сплавов;
- фольга из тугоплавкого материала может представлять собой основу из тугоплавкого металла, например вольфрама, на поверхности которой сформирован слой тугоплавкого металла, имеющего значение работы выхода электронов ниже, чем у материала основы, например слой тантала;
- выходное окно может быть снабжено телескопической насадкой с обеспечением возможности изменения размера пятна выходного рентгеновского излучения в зависимости от площади облучаемого участка.
В заявленном техническом решении проблема охлаждения источника рентгеновского излучения решена за счет отвода тепла непосредственно с торцевой поверхности анода, что с одной стороны - повышает эффективность его охлаждения, а с другой стороны - позволяет минимизировать внешний диаметр источника рентгеновского излучения.
Выполнение эмиттера катода из фольги тугоплавкого материала с прорезями и центральным отверстием для выхода рентгеновского излучения, размер которого не превышает размер выходного окна, позволяет увеличить дозу выходного рентгеновского излучения и, как следствие, сократить время единичного облучения пациента.
Заявленный источник рентгеновского излучения, имеющий миниатюрные размеры и обеспечивающий увеличенную дозу выходного рентгеновского излучения, позволяет проводить лечение патологий внутренних органов при отсутствии к ним прямого доступа (например желудка), используя гибкий шланг, соединяющий источник излучения и источник электрического питания, а также используя имеющиеся средства введения внутрь организма радиоактивных изотопов (средства изотопной брахитерапии) или эндоскопы.
Сущность заявленного технического решения иллюстрируется фигурами графических изображений.
На фиг. 1 (а, б) схематически представлен миниатюрный источник рентгеновского излучения, в котором эмиттер катода выполнен из фольги тугоплавкого металла в виде диска с круговыми прорезями в виде меандра и отверстием в центре для выхода рентгеновского излучения. Анод снабжен элементом охлаждения в виде трубки Фильда, а выходное окно размещено на торцевой поверхности вакуумированного корпуса.
На фиг. 2 (а, 6, в) схематически представлен миниатюрный источник рентгеновского излучения, в котором эмиттер катода выполнен из фольги тугоплавкого металла в виде полого цилиндра с прямоугольными прорезями в виде меандра, расположенными вдоль (фиг. 2б) или перпендикулярно (фиг. 2в) образующей цилиндра. Анод также выполнен в виде цилиндра, размещен внутри эмиттера коаксиально последнему и снабжен элементом охлаждения в виде двух цилиндров. Цилиндр, соединенный с анодом, выполнен из материала с высокой теплопроводностью, а второй - из материала с высокой теплоемкостью. Выходное окно при этом размещено на цилиндрической поверхности вакуумированного корпуса.
На фиг. 3 (а, б) схематически представлен миниатюрный источник рентгеновского излучения, в котором эмиттер катода выполнен из фольги тугоплавкого металла в виде полого цилиндра с прямоугольными прорезями в виде меандра, расположенными вдоль образующей цилиндра. Анод также выполнен в виде цилиндра, размещен внутри эмиттера коаксиально последнему и снабжен элементом охлаждения в виде трубки Фильда. Выходное окно при этом размещено на цилиндрической поверхности вакуумированного корпуса. Осуществление полезной модели.
Миниатюрный источник рентгеновского излучения состоит из корпуса (1), представляющего собой колбу, изготовленную из материала совместимого с биологической тканью организма, а именно - из монокристалла AL2O3. Диаметр колбы составляет ≤25 мм, а длина - ≤50 мм. Внутри колбы, имеющей выходное окно (2), расположенное на торцевой поверхности колбы (см. фиг. 1а), размещен катод (3) с эмиттером, который выполненный из фольги тугоплавкого металла, например вольфрама с монокристаллической или поликристаллической структурой толщиной 200 мкм. Эмиттер катода (3) представляет собой диск диаметром 15 мм с круговыми прорезями в виде меандра и с центральным отверстием диаметром 10 мм для выхода рентгеновского излучения (см фиг. 16). На поверхности диска сформирован слой из тантала толщиной 20 мкм (работа выхода электронов тантала равна 4,1 эВ по сравнению с вольфрамом, у которого работа выхода электронов составляет 4, 55 эВ). Анод (4) в виде цилиндра диаметром 15 мм выполнен из монокристалла или поликристалла вольфрама или его сплава с металлом из ряда Nb, Та, Мо, снабжен элементом охлаждения (5) в виде трубки Фильда и соединен с торцевой теплопередающей поверхностью трубки Фильда. При этом катод (3) размещен между анодом (4) и выходным окном (2), выполненным из бериллия диаметром 10 мм, и толщиной 0,8 мм. В качестве теплоносителя в трубке Фильда использована дистиллированная вода.
На фиг. 2 изображена конструкция миниатюрного источника рентгеновского излучения, в которой внутри корпуса (1), имеющего выходное окно (2), расположенное на цилиндрической поверхности корпуса, размещен катод (3) с эмиттером, выполненным в виде полого цилиндра диаметром 22 мм. Эмиттер изготовлен из танталовой фольги толщиной 200 мкм и снабжен прямоугольными прорезями, расположенными вдоль образующей (см. фиг. 3б) или перпендикулярно образующей (см. фиг. 3в) цилиндра. Торцевая поверхность анода (4) снабжена элементом охлаждения (5), который выполнен в виде двухслойного цилиндра диаметром 15 мм. Один слой, соединенный с анодом, выполнен из меди (материала с высокой теплопроводностью), а второй слой - из графита (материала с высокой теплоемкостью). Медный и графитовый цилиндры приварены к аноду и друг к другу методом диффузионной сварки.
Миниатюрный источник рентгеновского излучения, изображенный на фиг. 3, состоит из корпуса (1), представляющего собой колбу, изготовленную из материала совместимого с биологической тканью организма, а именно - из монокристалла AL2O3. Диаметр колбы составляет ≤25 мм, а длина - ≤50 мм. Внутри колбы, имеющей выходное окно (2), расположенное на цилиндрической поверхности колбы (см. фиг. 3а), размещен катод (3) с эмиттером, который выполненный из фольги тугоплавкого металла, например тантала толщиной 200 мкм. Эмиттер катода (3) представляет собой полый цилиндр диаметром 15 мм с прямоугольными прорезями в виде меандра, расположенными вдоль образующей цилиндра, и с центральным отверстием размером 10 мм для выхода рентгеновского излучения (см фиг. 36). Анод (4) из выполнен из WRe проволоки диаметром 1 мм «П»-образной формы и снабжен элементом охлаждения (5) в виде трубки Фильда. При этом эмиттер катода (3) размещен между анодом (4) и выходным окном (2), выполненным из бериллия размером 10 мм и толщиной 0,8 мм. В качестве теплоносителя в трубке Фильда использована дистиллированная вода.
Во всех частных вариантах исполнения размер центрального отверстия в эмиттере катода не превышает размер выходного окна. Выходное окно (2) может быть снабжено телескопической насадкой (на чертежах не показано) с обеспечением возможности изменения размера пятна выходного рентгеновского излучения в зависимости от площади облучаемого участка. При этом максимальный диаметр насадки, закрепленной на колбе, равен внешнему диаметру колбы 25 мм, а минимальный выходной диаметр равен 4 мм.
Использование этого устройства реализуется следующим образом. Миниатюрный источник вводят в естественную полость (например в прямую кишку) или послеоперационную полость (например в молочную железу после операции) до контакта корпуса с патологией. Фиксируют его на патологии.
Включают источник электрического питания для генерирования рентгеновского излучения. С помощью телескопической насадки, расположенной на выходном Be окне, поток излучения ограничивают в диаметре меньшем, чем максимальный размер патологии, который определен предварительным диагностированием, например с помощью компьютерной томографии. Энергию рентгеновского излучения выбирают в зависимости от толщины патологии. Для этого используют табличные значения глубины проникновения соответствующего рентгеновского излучения при различных электрических параметрах источника излучения (напряжения и тока) и коэффициента поглощения этого излучения в воде - имитаторе среды. При этом температуру в зоне контакта корпуса миниатюрного источника с патологией регулируют путем изменения интенсивности работы элемента охлаждения: либо расхода потока теплоносителя в трубке Фильда либо температуры эмиттера катода.
По достижении максимально допустимой температуры выходного окна (рассчитывается или предварительно определяется экспериментально) высокое напряжение отключают (вариант - автоматически). После снижения температуры до уровня ≤37°С, высокое напряжение включают. Цикл повторяют до набора требуемой поглощенной дозы облучения в интервале 60-80 Гр.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает облучение непосредственно патологий, уменьшает облучение соседних здоровых тканей организма, даже при отсутствии прямого доступа к патологии, за счет минимизации размеров источника излучения, использования гибкого шланга для соединения источника излучения с источником электрического питания, а также возможности использования известных средств введения радиоактивных изотопов или эндоскопов внутрь организма.
Кроме того, такая конструкция источника рентгеновского излучения позволяет повысить эффективность лечения за счет использования эмиттера катода, изготовленного из фольги тугоплавкого материала с работой выхода электронов ниже, чем у вольфрама и, как следствие, увеличения на ~20% поглощенной дозы облучения, достигающей 30 Гр. Это значение поглощенной дозы определено при испытаниях экспериментального образца, изготовленного в соответствии с описанной полезной моделью и при сопоставимых с прототипом электрических параметрах электрического напряжения и тока.
Claims (9)
1. Миниатюрный источник рентгеновского излучения, содержащий вакуумированный корпус, внутри которого между генерирующим рентгеновское излучение анодом и окном для выхода рентгеновского излучения размещен катод с генерирующим электроны эмиттером, отличающийся тем, что эмиттер катода выполнен из фольги тугоплавкого материала с прорезями и снабжен центральным отверстием для выхода рентгеновского излучения, размер которого не превышает размер выходного окна, а торцевая поверхность анода снабжена элементом охлаждения.
2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что эмиттер катода выполнен в виде диска с круговыми прорезями в виде меандра, при этом диаметр диска равен диаметру анода.
3. Источник по п. 1, отличающийся тем, что эмиттер катода выполнен в виде полого цилиндра с прямоугольными прорезями в виде меандра, расположенными вдоль или перпендикулярно образующей цилиндра, при этом анод также выполнен в виде цилиндра и размещен внутри эмиттера коаксиально последнему.
4. Источник по п. 1, отличающийся тем, что элемент охлаждения анода выполнен в виде трубки Фильда, торцевая поверхность которой соединена с анодом.
5. Источник по п. 1, отличающийся тем, что элемент охлаждения анода выполнен в виде двухслойного цилиндра, при этом один слой, соединенный с анодом, выполнен из материала с высокой теплопроводностью, например меди, а второй слой - из материала с высокой теплоемкостью, например графита.
6. Источник по п. 1, отличающийся тем, что эмиттер катода и анод выполнены из монокристалла вольфрама или его сплава с металлом из ряда: Nb, Та, Мо.
7. Источник по п. 1, отличающийся тем, что эмиттер катода и анод выполнены из поликристаллического тугоплавкого металла из ряда: W, Та, Nb, Мо или их сплавов.
8. Источник по п. 1, отличающийся тем, что фольга из тугоплавкого материала представляет собой основу из тугоплавкого металла, например вольфрама, на поверхности которой сформирован слой тугоплавкого металла, имеющего значение работы выхода электронов ниже, чем у материала основы, например слой тантала.
9. Источник по п. 1, отличающийся тем, что выходное окно снабжено телескопической насадкой с обеспечением возможности изменения размера пятна выходного рентгеновского излучения в зависимости от площади облучаемого участка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018101466U RU179629U1 (ru) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Миниатюрный источник рентгеновского излучения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018101466U RU179629U1 (ru) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Миниатюрный источник рентгеновского излучения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU179629U1 true RU179629U1 (ru) | 2018-05-21 |
Family
ID=62203095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018101466U RU179629U1 (ru) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Миниатюрный источник рентгеновского излучения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU179629U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5090043A (en) * | 1990-11-21 | 1992-02-18 | Parker Micro-Tubes, Inc. | X-ray micro-tube and method of use in radiation oncology |
| RU2138879C1 (ru) * | 1998-07-29 | 1999-09-27 | Научно-технический центр "Исток" Государственного научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" | Рентгеновская трубка |
| US20020063500A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-05-30 | Medirad I.R.T. Ltd. | Miniature X-ray tube constructions |
| RU118180U1 (ru) * | 2011-11-16 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Рентгеновская трубка |
| US20120212157A1 (en) * | 2009-03-19 | 2012-08-23 | Moxtek, Inc. | Resistively heated small planar filament |
-
2018
- 2018-01-16 RU RU2018101466U patent/RU179629U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5090043A (en) * | 1990-11-21 | 1992-02-18 | Parker Micro-Tubes, Inc. | X-ray micro-tube and method of use in radiation oncology |
| RU2138879C1 (ru) * | 1998-07-29 | 1999-09-27 | Научно-технический центр "Исток" Государственного научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" | Рентгеновская трубка |
| US20020063500A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-05-30 | Medirad I.R.T. Ltd. | Miniature X-ray tube constructions |
| US20120212157A1 (en) * | 2009-03-19 | 2012-08-23 | Moxtek, Inc. | Resistively heated small planar filament |
| RU118180U1 (ru) * | 2011-11-16 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Рентгеновская трубка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2140111C1 (ru) | Устройство и способ для воздействия рентгеновскими лучами на внутреннюю поверхность полости тела | |
| US6464625B2 (en) | Therapeutic method and apparatus for debilitating or killing microorganisms within the body | |
| US5090043A (en) | X-ray micro-tube and method of use in radiation oncology | |
| US8498379B2 (en) | Electron emitter and method of making same | |
| KR101026863B1 (ko) | 탄소나노튜브 전계방출원을 이용한 초소형 엑스선관 | |
| JP4659399B2 (ja) | 小型ｘ線源装置 | |
| KR20110090357A (ko) | 나노물질 전계방출원을 이용한 초소형 엑스선관 | |
| US20140029727A1 (en) | X-ray generating apparatus for paracentesis | |
| RU179629U1 (ru) | Миниатюрный источник рентгеновского излучения | |
| JP2000208294A (ja) | 超小形ｘ線発生装置 | |
| KR101837593B1 (ko) | 탄소나노튜브 기반의 x-선 튜브를 이용한 켈로이드 및 피부암 치료용 x-선 근접 치료 시스템 | |
| KR20170081121A (ko) | 탄소나노튜브 기반의 x-선 튜브를 이용한 켈로이드 및 피부암 치료용 x-선 근접 치료 장치에 사용되는 초소형 x-선 튜브 시스템 | |
| RU2519772C2 (ru) | Способ облучения патологий человеческого организма и устройство для его осуществления (варианты) | |
| US6134295A (en) | Apparatus using a x-ray source for radiation therapy port verification | |
| TWI577413B (zh) | 近端治療裝置及其放射源 | |
| JP2009283169A (ja) | 小型ｘ線発生装置 | |
| KR101971653B1 (ko) | 환부 삽입용 x-선 튜브 시스템 및 이를 포함하는 x-선 근접 치료 시스템 | |
| Mahmoud-Pashazadeh et al. | Miniature CNT-based X-ray tube: assessment for use in intraoperative radiation therapy: Miniature CNT-based X-ray tube | |
| GB1602253A (en) | X-ray tube for examining body cavities | |
| EP2850634B1 (en) | Radiotherapy apparatus | |
| Mahmoud-Pashazadeh et al. | Miniature CNT-based X-ray tube: assessment for use in intraoperative radiation therapy | |
| CN1154177A (zh) | 把预定通量加在体腔内表面的x射线设备 |