Устройство для облучения ускоренными электронами

Устройство для облучения ускоренными электронами

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для лучевой терапии ускоренными электронами. Устройство содержит электронный ускоритель, тубус-коллиматор с апертурой, выполненной в соответствии с угловой расходимостью электронного пучка, и выходным коллиматором, зеркало из натянутой лавсановой пленки с алюминиевым покрытием, расположенное в пределах апертуры тубуса-коллиматора под углом к его оси, кольцевой источник света, телевизионную установку, передающая камера которой и соосный с ее объективом кольцевой источник света расположены против зеркала так, что их общая ось симметрична оси тубуса-коллиматора относительно плоскости зеркала. Телевизионная установка снабжена генератором ввода координатной сетки в телевизионное изображение, положение объектива или его мнимого изображения симметрично положению мнимого источника электронов ускорителя относительно плоскости зеркала, а камера имеет угол зрения больше угла между образующими поверхности апертуры тубуса в осевом сечении. Устройство обеспечивает высокую точность взаимного расположения тубуса-коллиматора и поверхности тела пациента в соответствии с планом облучения и непрерывную бестеневую визуализацию облучаемой части поверхности тела пациента и контроль взаимного расположения облучаемой части поверхности и тубуса-коллиматора в процессе облучения, а значит высокое качество облучения. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам радиационной терапии. Известен терапевтический электронный ускоритель, содержащий тубус-коллиматор с апертурой, выполненной в соответствии с угловой расходимостью электронного пучка, и выходным коллиматором, зеркало, расположенное в пределах апертуры тубуса-коллиматора под углом к его оси, источник света, расположенный против зеркала [1] Такой ускоритель обычно снабжается телевизионной установкой для наблюдения за пациентом в процессе облучения. При облучении пучком электронов с энергией менее 10 МэВ, качественное формирование дозного поля которых требует использования коллимирующих элементов непосредственно вблизи облучаемой поверхности, ориентирование тубуса относительно облучаемой поверхности по световому аналогу электронного пучка, формируемому источником света, зеркалом и коллимирующими элементами выходной части тубуса, затруднено вследствие экранирования освещенной части поверхности тела пациента элементами тубуса. По этой же причине практически исключается непрерывный визуальный контроль облучаемой части поверхности тела и контроль взаимного расположения облучаемой части тела и тубуса в процессе облучения, особенно при выполнении интраоперационного облучения. Цель изобретения повышение качества облучения участка тела пациента за счет повышения точности взаимного расположения тубуса-коллиматора облучающего устройства и поверхности тела пациента в соответствии с планом облучения и обеспечение непрерывной бестеневой визуализации облучаемой части поверхности тела пациента и контроля взаимного расположения облучаемой части поверхности и тубуса в процессе облучения. Цель достигается тем, что в облучающем устройстве, содержащем электронный ускоритель, тубус-коллиматор с апертурой, выполненной в соответствии с угловой расходимостью электронного пучка, и выходным коллиматором, зеркало, расположенное в пределах апертуры тубуса-коллиматора под углом к его оси, источник света, расположенный вне тубуса против зеркала, телевизионную установку, источник света выполнен в виде кольцевой системы источников света, а зеркало в виде натянутой металлизированной пленки, передающая камера телевизионной установки расположена против зеркала так, что оптическая ось объектива симметрична оси тубуса относительно плоскости зеркала, кольцевая система источников света соосна с оптической осью объектива, причем телевизионная установка снабжена генератором введения координатной сетки в телевизионное изображение и объектив передающей камеры телевизионной установки расположен симметрично положению мнимого источника электронного пучка ускорителя относительно плоскости зеркала, а угол зрения передающей камеры больше угла между образующими поверхности апертуры в плоскости осевого сечения. Отраженное зеркалом излучение кольцевой системы световых источников освещает каждый элемент облучаемой части поверхности тела пациента с нескольких направлений, имеющих малые углы относительно оси тубуса, что исключает наличие тени. Бестеневое телевизионное изображение формируется светом, рассеянным поверхностью тела пациента и затем отраженным зеркалом в объектив передающей камеры телевизионной установки. При этом практическое отсутствие рассеяния света зеркалом в направлении, близком к противоположному относительно направления падения на зеркало, практически исключает засветку объектива передающей камеры светом источников, рассеянным зеркалом, что обуславливает достаточно высокое качество телевизионного изображения. Выполнение тубуса, зеркала, передающей камеры телевизионной установки в едином блоке и возможность введения координатной сетки в телевизионное изображение обеспечивают ориентирование тубуса вдоль поверхности тела пациента с высокой точностью по телевизионному изображению. Ограниченная глубина резкости объектива позволяет при этом контролировать также расстояние между тубусом и поверхностью тела пациента по резкости телевизионного изображения. При расположении объектива передающей камеры телевизионной установки симметрично положению мнимого источника электронного пучка ускорителя относительно плоскости зеркала и угле зрения передающей камеры, большем или равном углу между образующими поверхности апертуры в плоскости осевого сечения, телевизионное изображение при любых коллиматорах тубуса включает только часть поверхности тела пациента, на которую непосредственно падают электроны пучка, что дополнительно повышает его информативность. При этом зеркало, например, из натянутой лавсановой пленки с алюминиевой металлизацией практически не возмущает электронный пучок. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 то же, вариант. Облучающее устройство (см. фиг.1) содержит ускоритель 1 электронов на энергию до 10 МэВ, тубус-коллиматор 2, выполненный в соответствии с угловой расходимостью пучка электронов и содержащий сменный выходной коллиматор 3. В пределах апертуры тубуса-коллиматора 2 под углом к его оси установлено плоское зеркало 4, выполненное из натянутой алюминированной лавсановой пленки толщиной 10-20 мкм. Напротив зеркала установлена передающая камера 5 телевизионной установки, соединенная с телевизорами 6 и 7, один из которых расположен непосредственно вблизи ускорителя, а другой в пультовой. Телевизоры соединены с генератором 8 координатной сетки. Оптическая ось объектива 9 передающей камеры 5 симметрична оси тубуса-коллиматора 2 относительно плоскости зеркала 4. Перед зеркалом 5 соосно с оптической осью объектива 9 расположен кольцевой источник света, выполненный в виде совокупности ламп 10 накаливания, расположенных симметрично оси и равномерно по окружности. Объектив защищен от света, исходящего непосредственно от ламп, экранирующим элементом 11. Поверхности всех элементов, на которые падает свет от источника или отраженный, зачернены. В процессе ориентации облучающего устройства относительно части поверхности 12 тела пациента, которую предстоит облучить, тубус располагают на нормальном расстоянии от поверхности, например 2 см. Свет от ламп 10 падает на зеркало 4 и отражается им. При этом часть света отражается на поверхность тела пациента, а часть на элементы конструкции и поглощается зачерненной поверхностью. Поверхность тела рассеивает свет, причем часть рассеянного света отражается зеркалом 4 в объектив 9 передающей камеры телевизионной установки, а другая поглощается зачерненной поверхностью элементов конструкции. На фиг. 1 показаны граничные лучи света, освещающего поверхность тела, и граничные лучи света, который попадает в объектив. Пунктиром показана эквивалентная мнимая система объектив источник света, ось которой совпадает с осью тубуса-коллиматора. На экранах телевизоров при этом наблюдается такое изображение поверхности тела пациента, какое соответствует наблюдению из точки мнимого положения объектива, расположенной на оси тубуса. Координатная сетка в телевизионном изображении, формируемая генератором 8, указывает положение оси тубуса-коллиматора. Изменением взаимного расположения пациента и тубуса-коллиматора по положению координатной сетки в телевизионном изображении устанавливают плановое взаимное расположение вдоль поверхности тела пациента. При этом, поскольку отклонение расстояния между тубусом-коллиматором и пациентом от нормального вызывает расфокусировку телевизионного изображения, то по телевизионному изображению контролируют расстояние между тубусом-коллиматором и участком поверхности тела пациента, который выбран в качестве опорного. При облучении наблюдают телевизионное изображение облучаемой части поверхности тела пациента и контролируют взаимное расположение тубуса-коллиматора и поверхности тела пациента по положению координатной сетки в изображении и фокусировке изображения опорного участка. Поскольку каждый элемент поверхности тела пациента освещается отраженным зеркалом светом источника с разных направлений и под небольшими углами к оси тубуса, то телевизионное изображение поверхности бестеневое. На фиг.2 изображен вариант устройства, в котором мнимое положение объектива 9 совмещено с положением мнимого источника 13 электронов ускорителя, а угол зрения объектива больше угла между образующими поверхности апертуры в осевом сечении. Дополнительно для уменьшения габаритов использовано второе зеркало 14. Положение мнимого изображения 9 объектива во втором зеркале при этом симметрично положению мнимого источника электронов относительно плоскости зеркала 4. В этом варианте граничные лучи света, попадающего в объектив и формирующего телевизионное изображение, совпадают с граничными траекториями электронов, облучающих поверхность тела пациента, а значит телевизионное изображение содержит только изображение облучаемой части поверхности при любом выходном коллиматоре тубуса-коллиматора. В варианте на фиг.1 облучаемая часть поверхности, ограниченная стрелками, не совпадает с частью поверхности, наблюдаемой в телевизионном изображении. При сопряжении телевизионной установки с ЭВМ в телевизионное изображение облучаемой поверхности могут быть введены нормированные изодозные распределения, соответствующие конкретному сменному выходному коллиматору тубуса, а само изображение с координатной сеткой и изодозами может быть считано в память ЭВМ и таким образом документированы конкретные условия облучения. Предлагаемое устройство обеспечивает более высокое качество облучения, так как позволяет в условиях экранирования поверхности тела пациента тубусом-коллиматором с высокой точностью устанавливать плановое взаимное расположение тубуса-коллиматора и участка поверхности тела пациента, который необходимо облучить, непрерывно контролировать взаимное расположение в процессе облучения путем наблюдения бестеневого изображения облучаемой части поверхности, что особенно важно при проведении интраоперационного облучения. Высокая точность реализации дозного плана облучения является необходимым условием более высокой эффективности терапии электронным излучением.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ УСКОРЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ, содержащее электронный ускоритель, тубус-коллиматор с апертурой, выполненной в соответствии с угловой расходимостью электронного пучка, и выходным коллиматором, зеркало, расположенное в пределах апертуры тубуса-коллиматора под углом к его оси, источник света, расположенный вне тубуса-коллиматора против зеркала, телевизионную установку, отличающееся тем, что с целью повышения качества облучения за счет улучшения координирования пучка и обеспечения непрерывной бестеневой визуализации облучаемой части поверхности тела пациента и контроля взаимного расположения облучаемого объекта и тубуса-коллиматора в процессе облучения, передающая телевизионная камера расположена против зеркала так, что оптическая ось объектива камеры симметрична оси тубуса-коллиматора, при этом источник света выполнен в виде кольцевой системы, ось которой соосна с оптической осью объектива. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объектив передающей камеры телевизионной установки расположен симметрично положению мнимого источника электронов, а угол трения передающей телекамеры больше угла между образующими поверхности апертуры тубуса-коллиматора в осевом сечении. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зеркало выполнено в виде натянутой металлизированной пленки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000