RU188670U1

RU188670U1 - X-RAY TREATMENT TUBE

Info

Publication number: RU188670U1
Application number: RU2018143872U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Черний; Валентин Николаевич Дружинин; Геннадий Викторович Ратобыльский; Наталья Владимировна Шелина; Ирина Викторовна Шутихина; Валерий Анатольевич Малов
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2019-04-19

Abstract

Рентгеновская терапевтическая трубка относится к медицинской технике, точнее к рентгеновской, и предназначена для работы в составе терапевтического рентгеновского аппарата при лечении больных методом поверхностной (близкофокусной) дистанционной лучевой терапии онкологических образований, кожных заболеваний и для санирования инфицированных ран. Целью настоящей работы является создание рентгеновской терапевтической трубки широкого спектра излучения, включающего сверхдлинные лучи. Технический результат предлагаемого технического решения выражается в расширении арсенала технических средств для близкофокусной рентгеновской терапии кожной патологии. Он достигается тем, что в рентгеновской терапевтической трубке, содержащей вакуумированную колбу с выходным окном из бериллия, в которой закреплены термокатод с вольфрамовой нитью накала, снабженный фокусирующим экраном, соединенной с внешними электродами, и неподвижный анод с мишенью из однородного тугоплавкого металла, имеющий полую форму с проточным водяным охлаждением, соединенный с внешним электродом, выходное окно имеет внешний тубус в форме усеченного конуса из того же материала, что и колба, внутри которого закреплен растр из металла с малым атомным номером, ламели которого имеют форму концентрических окружностей толщиной 1÷1,5 мм, расположенных с шагом 2÷3 мм, при этом геометрическая ось растра совпадает с центральным лучом рентгеновской трубки.X-ray therapeutic tube refers to medical technology, more specifically to X-ray, and is intended to work as part of a therapeutic X-ray apparatus in the treatment of patients by the method of surface (close-focus) remote radiation therapy of oncological formations, skin diseases and for the rehabilitation of infected wounds. The purpose of this work is to create a wide-spectrum X-ray therapeutic tube, including super-long rays. The technical result of the proposed technical solution is expressed in expanding the arsenal of technical means for close-focus X-ray therapy for skin pathology. It is achieved by the fact that in an x-ray therapy tube containing a vacuumized flask with a beryllium exit window, in which a hot-film with a tungsten filament, fitted with a focusing screen connected to external electrodes, is fixed, and a fixed anode with a target of a uniform refractory metal having a hollow shape with flow-through water cooling, connected to an external electrode, the exit window has an external tube in the shape of a truncated cone of the same material as the flask, inside of which a raster of m thallium low atomic number, which lamellae have a shape of concentric circles thickness of 1 ÷ 1.5 mm, spaced in increments of 2 ÷ 3 mm, the raster geometrical axis coincides with the central beam of the X-ray tube.

Description

Предложенная рентгеновская терапевтическая трубка относится к медицинской технике, точнее к рентгеновской, и предназначена для работы в составе терапевтического рентгеновского аппарата.The proposed x-ray therapeutic tube relates to medical technology, more specifically to x-ray, and is intended to work as part of a therapeutic x-ray machine.

Известна рентгеновская терапевтическая трубка, входящая в состав рентгенотерапевтического аппарата РУМ-11 для дистанционного облучения патологических образований, содержащий излучатель с коллимирующим тубусом, закрепленный на штативе и соединенный с высоковольтным генератором и системой охлаждения, подключенными к пульту управления аппаратом (Справочник по рентгенологии и радиологии под редакцией Г.А. Зедгенидзе. - М.: Медицина, 1972, С. 714 [1]).Famous x-ray therapeutic tube, which is part of the radiotherapy unit RUM-11 for remote irradiation of pathological formations, contains a radiator with a collimating tube, mounted on a tripod and connected to a high-voltage generator and a cooling system connected to the control panel of the device (Radiology and Radiology Handbook edited GA Zedgenidze. - M .: Medicine, 1972, P. 714 [1]).

Рентгенотерапевтический аппарат РУМ-11 технически устарел и в настоящее время не выпускается.X-ray therapy unit RUM-11 is technically obsolete and is currently not available.

Известна также рентгеновская терапевтическая трубка, входящая в состав современного аппарата фирмы TuR:T-200 для дистанционной лучевой терапии, содержащий излучатель с коллимирующим тубусом, закрепленный на штативе и соединенный с высоковольтным генератором и системой охлаждения, подключенными к пульту управления аппаратом (Каталог фирмы TuR Conventional X-Ray Therapy Systems, 2005 [2]).The X-ray therapeutic tube, which is a part of the modern TuR: T-200 device for remote radiation therapy, also contains a radiator with a collimating tube, mounted on a tripod and connected to a high-voltage generator and a cooling system connected to the device control panel (TuR Conventional Company X-Ray Therapy Systems, 2005 [2]).

Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является рентгеновская терапевтическая трубка 0,25БТВ5-100, содержащая вакуумированную колбу с выходным окном из бериллия, в которой закреплены термокатод с вольфрамовой нитью накала, снабженный фокусирующим экраном, соединенной с внешними электродами, и неподвижный анод с мишенью из однородного тугоплавкого металла, имеющий полую форму с проточным водяным охлаждением, соединенный с внешним электродом, (Чикирдин Э.Г., Мишкинис А.Б. Техническая энциклопедия рентгенолога. - М.; МНПИ, 1996, С. 388 [3]).The closest in design to the claimed object is a 0.25BTV5-100 x-ray therapeutic tube containing a vacuumized flask with a beryllium exit window, in which a thermal tungsten with a tungsten filament, fitted with a focusing screen connected to external electrodes, and a fixed anode with a target from homogeneous refractory metal, having a hollow form with flow-through water cooling, connected to an external electrode, (Chikirdin EG, Mishkinis AB, Radiologist technical encyclopedia. - M .; MNPI, 1996, P. 3 88 [3]).

Рентгеновская трубка [3] была выбрана нами в качестве прототипа.The X-ray tube [3] was chosen by us as a prototype.

Недостатком прототипа [3], как и всех известных аналогов, является то, что их конструкция не обеспечивает возможности генерации рентгеновского излучения в диапазоне сверхдлинных волн (8÷9

). В тоже время, сверхдлинное рентгеновское излучение максимально поглощается кожной патологией, поэтому это излучение наиболее эффективно при лечении кожных заболеваний.The disadvantage of the prototype [3], as well as all known analogues, is that their design does not provide the possibility of generating x-rays in the range of superlong waves (8 ÷ 9

). At the same time, superlong X-ray radiation is absorbed as much as possible by skin pathology, therefore this radiation is most effective in treating skin diseases.

Целью настоящей работы является создание рентгеновской терапевтической трубки широкого спектра излучения, включающего сверхдлинные лучи.The purpose of this work is to create a wide-spectrum X-ray therapeutic tube, including super-long rays.

Технический результат полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств для близкофокусной рентгеновской терапии кожной патологии. Он достигается тем, что в рентгеновской терапевтической трубке, содержащей вакуумированную колбу с выходным окном из бериллия, в которой закреплены термокатод с вольфрамовой нитью накала, снабженный фокусирующим экраном, соединенной с внешними электродами, и неподвижный анод с мишенью из однородного тугоплавкого металла, имеющий полую форму с проточным водяным охлаждением, соединенный с внешним электродом, выходное окно имеет внешний тубус в форме усеченного конуса из того же материала, что и колба, внутри которого закреплен растр из металла с малым атомным номером, ламели которого имеют форму концентрических окружностей толщиной 1÷1,5 мм, расположенных с шагом 2÷3 мм, при этом геометрическая ось растра совпадает с центральным рентгеновским лучом рентгеновской трубки.The technical result of the utility model is expressed in the expansion of the arsenal of technical means for close-focus X-ray therapy for skin pathology. It is achieved by the fact that in an x-ray therapy tube containing a vacuumized flask with a beryllium exit window, in which a hot-film with a tungsten filament, fitted with a focusing screen connected to external electrodes, is fixed, and a fixed anode with a target of a uniform refractory metal having a hollow shape with flow-through water cooling, connected to an external electrode, the exit window has an external tube in the shape of a truncated cone of the same material as the flask, inside of which a raster of m thallium low atomic number, which lamellae have a shape of concentric circles thickness of 1 ÷ 1.5 mm, spaced in increments of 2 ÷ 3 mm, the raster geometrical axis coincides with the central X-ray beam X-ray tube.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемой рентгеновской терапевтической трубки неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критерию «новизна».Studies on patent and scientific and technical information sources showed that the design of the proposed X-ray therapeutic tube is unknown and does not follow explicitly from the level of technology studied, i.e. meets the criterion of "novelty."

Предлагаемая рентгеновская терапевтическая трубка простая и может быть изготовлен в условиях современного отечественного производства, т.е. промышленно применима.The proposed X-ray therapeutic tube is simple and can be manufactured in the conditions of modern domestic production, i.e. industrially applicable.

На фиг.1 приведена конструкция рентгеновской терапевтической трубки (вид сбоку в разрезе), на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1, а на фиг. 3 показан принцип формирования мягкого рентгеновского излучения.FIG. 1 shows the construction of an X-ray therapy tube (side view in section); FIG. 2 is a section A-A of FIG. 1, and in FIG. 3 shows the principle of the formation of soft x-ray radiation.

Рентгеновская терапевтическая трубка имеет вакуумированную колбу 1, изготовленную например из стекла, в которой закреплены термокатод с вольфрамовой нитью 2 накала, соединенной токопроводом с внешними электродами 3 и 4, и неподвижный анод 5 стержневой формы, изготовленный из металла, хорошо проводящего тепло, например из меди, внутри которого имеется полость для водяного охлаждения (на фиг. не показана). Внутренний торец анода 5 имеет наклон 17°÷20° к геометрической оси трубки ii, в его центре закреплена мишень 6 из тугоплавкого металла, например вольфрама. Внешний торец 7 анода 5 выходит из колбы 1 и соединен с электродом 8, предназначенным для подключения анода 5 к положительному полюсу (+) высоковольтного генератора. Патрубки 9 предназначены для подключения полого анода 5 к водяному насосу (на фиг. не показан). В колбе 1 имеется выходное отверстие, герметично закрытое пластинкой 10 из металлического бериллия. Выходное окно имеет внешний тубус 11 в форме усеченного конуса из того же материала, что и колба 1, внутри которого закреплен растр 12 из металла с малым атомным номером, например алюминия. Растр 12 закреплен в тубусе 11 посредством шайбы 13. Ламели 14 растра 12 имеют форму концентрических окружностей толщиной 1÷1,5 мм, расположенных с шагом 2÷3 мм, при этом геометрическая ось растра 12 совпадает с центральным лучом рентгеновской трубки of. Ламели 14 удерживаются в растре с помощью крестообразных ламелей 15 (фиг. 2).The x-ray therapy tube has an evacuated flask 1 made, for example, of glass, in which a hot-film with a tungsten filament 2, connected by a conductor to external electrodes 3 and 4, and a fixed anode 5 of a rod shape, made of metal, which conducts heat well, such as copper, are fixed. Inside of which there is a cavity for water cooling (not shown in Fig.). The inner end of the anode 5 has a slope of 17 ° ÷ 20 ° to the geometric axis of the tube ii, in its center is fixed a target 6 of a refractory metal, such as tungsten. The outer end 7 of the anode 5 leaves the bulb 1 and is connected to the electrode 8, intended to connect the anode 5 to the positive pole (+) of the high-voltage generator. Nozzles 9 are designed to connect the hollow anode 5 to the water pump (not shown in Fig.). In the flask 1 there is an outlet opening, hermetically closed by a plate 10 made of metallic beryllium. The exit window has an outer tube 11 in the shape of a truncated cone of the same material as the flask 1, inside which is fixed a raster 12 made of metal with a small atomic number, for example aluminum. The raster 12 is fixed in the tube 11 by means of the washer 13. The lamels 14 of the raster 12 have the shape of concentric circles 1 ÷ 1.5 mm thick, arranged with a step of 2 ÷ 3 mm, while the geometrical axis of the raster 12 coincides with the central beam of the X-ray tube of. The lamellae 14 are held in the raster with the help of the cruciform lamellae 15 (Fig. 2).

Предложенная рентгеновская терапевтическая трубка работает следующим образом.The proposed x-ray therapeutic tube works as follows.

При включении термокатода вольфрамовая нить 2 накала раскаляется и излучает электроны, которые устремляются к аноду 5, который находится под положительным потенциалом +, бомбардируя мишень 6. В результате этого генерируется жесткое тормозное рентгеновское излучение. Кванты жесткого тормозного рентгеновского излучения γ, проходя через растр 12 взаимодействуют с материалом ламелей 14, возбуждая характеристическое рентгеновское излучений (фиг. 3). Если ламели выполнены из алюминия, рождаются кванты характеристического излучения γ'' с длиной волны от 7,981 до 8,337

. Часть квантов характеристического излучения поглощается противоположными ламелями растра, а остальные выходят из растра 12. В тоже время квант жесткого излучения у, участвующий в этой реакции, проходит через стенку ламели 14 и незначительно потеряв свою энергию выходит из растра у', как показано на фиг. 3. В результате этого выходящий пучок рентгеновского излучения содержит как кванты жесткого излучения, так и длинноволновые лучи характеристического излучения. При близкофокусной рентгеновской терапии кожных заболеваний длинноволновые лучи поглощаются кожными тканями, пораженными патологией, например, лишаем, а жесткие лучи проходят вглубь кожи и воздействуют на корневую систему патологии. При этом эффективность лечения кожной патологии увеличивается.When the thermocathode is turned on, the tungsten filament 2 of the heat heats up and emits electrons, which rush to the anode 5, which is at a positive potential +, bombarding target 6. As a result, hard bremsstrahlung radiation is generated. The quanta of the hard bremsstrahlung γ, γ, passing through the raster 12 interact with the material of the lamellae 14, exciting the characteristic X-ray radiation (Fig. 3). If the lamellae are made of aluminum, then quanta of characteristic radiation γ "are produced with a wavelength of from 7.981 to 8.337

. A part of the quanta of characteristic radiation is absorbed by the opposite lamellae of the raster, and the rest come out of raster 12. At the same time, the hard radiation quantum y participating in this reaction passes through the wall of the lamella 14 and, having slightly lost its energy, leaves the raster y ', as shown in FIG. 3. As a result of this, the outgoing X-ray beam contains both hard-radiation quanta and long-wavelength rays of characteristic radiation. With close-focus X-ray treatment of skin diseases, long-wave rays are absorbed by skin tissues affected by pathology, for example, depriving, and hard rays travel deep into the skin and affect the root system of the pathology. At the same time, the effectiveness of the treatment of skin pathology increases.

Предложенная рентгеновская терапевтическая трубка найдет широкое применение в клинической рентгенологии при лечении больных методом поверхностной (близкофокусной) дистанционной лучевой терапии онкологических образований, кожных заболеваний и для санирования инфицированных ран.The proposed X-ray therapeutic tube will be widely used in clinical radiology in the treatment of patients with the method of superficial (close-focus) remote radiation therapy of oncological formations, skin diseases and for the rehabilitation of infected wounds.

Claims

X-ray therapy tube containing a vacuumized flask with a beryllium exit window, in which a hot-air filter with a tungsten filament, fitted with a focusing screen connected to external electrodes, and a fixed anode with a target made of a uniform refractory metal, having a hollow shape with a flow-through water cooling and having a hollow shape with a uniform refractory metal, having a hollow shape with a flow-through water cooling and having a hollow shape with a flowable refractory metal, having a hollow shape with a flow-through water cooling, having a hollow form with a flow-through water cooling, having a hollow shape with a uniform refractory metal, having a hollow shape with a flow-through water cooling, having a hollow form with a flow water cooling, having a water-cooled target with a uniform uniform refractory metal, having a hollow shape with a flow-through water cooling, having a hollow shape with a flow-through water cooling, with a water-cooled, hollow water-cooled. with an external electrode, characterized in that the output window has an external tube in the shape of a truncated cone of the same material as the flask, inside which is fixed a raster of meta la with a small atomic number, which lamellae have a shape of concentric circles 1-1.5 mm thick, spaced in increments of 2 ÷ 3 mm, the raster geometrical axis coincides with the central X-ray beam X-ray tube.