Ручной зонд для локальной радиометрии

Ручной зонд для локальной радиометрии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к медицинской технике, точнее к приборам радиоуправляемой хирургии, и предназначено для обнаружения местоположения злокачественных новообразований с целью биопсии или их прицельного удаления.

Известен ручной зонд для локальной радиометрии, содержащий жесткий корпус, в котором установлен селеновый фотоэлемент, оптически сопряженный через защитное стеклю со сцинтиллятором, а электрически, через его контакты, подключенные к проводам, проходящим через гибкий проводник и рукоятку, - с электрическим блоком, включающим индикатор [1].

Ручной зонд [1] предназначен для подведения детектора к очагу поражения через полый орган, с целые обеспечения возможности прицельной гамма-терапии пораженного участка в теле больного.

Известен ручной зонд для локальной радиометрии Нео 2000, производства компании «Этикон Лтд.» (Великобритания) [2]. Он имеет детектор гамма-излучения, представляющий собой счетчик Гейгера, снабженный коллиматором и закрепленный на торце рукоятки, внутри которой проходит электропровод, соединяющий детектор с разъемом, установленным в основании рукоятки. Ручной зонд соединен электрическим проводом с измерительным блоком.

Ручной зонд Нео 2000 специально сконструирован для применения в хирургии злокачественных новообразований и может использоваться со следующими изотопами: технеций-99 (Тс-99m), индий-111 (In-111), иод-125 (I-125).

Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является ручной зонд для локальной радиометрии, содержащий детектор гамма-излучения, имеющий фотодиод, оптически сопряженный со сцинтиллятором и коллиматором, закрепленный на рукоятке, внутри которой проходит электрический провод, соединяющий детектор гамма-излучения с разъемом, установленным в основании рукоятки [3].

Детектор [3] выпускается в двух вариантах: с кристаллом (сцинтиллятором) CdTe для энергий излучения 110-170 keV и с кристаллом CsI для энергий излучения 100-200 keV.

Данный аналог [3] был выбран нами в качестве прототипа.

Основным недостатком ручного зонда для локальной радиометрии, принятого нами в качестве прототипа, как и всех известных аналогов, является то, что он не обеспечивает возможности определения глубины залегания сторожевого лимфатического узла. Поэтому хирург не может прицельно, с меньшим травматизмом, подвести инструмент к целевой точке, например при биопсии.

Целью настоящего изобретения является создание ручного зонда для локальной радиометрии, обеспечивающего возможность определения местоположения сторожевого лимфатического узла в трех координатах Х, Y, Z, где координата Z характеризует глубину залегания сторожевого лимфатического узла.

Данная цель достигается тем, что в конструкцию ручного зонда для локальной радиометрии, содержащего детектор гамма-излучения, имеющий фотоприемник, оптически сопряженный со сцинтиллятором и коллиматором, закрепленный на рукоятке, внутри которой проходит электрический провод, соединяющий детектор гамма-излучения с разъемом, установленным в основании рукоятки, введен второй детектор гамма-излучения, закрепленный на лимбе, ось которого проходит через оптическую ось второго детектора гамма-излучения, при этом оптические оси двух детекторов гамма-излучения находятся в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси лимба, а нулевой отсчет лимба расположен на прямой, параллельной оптической оси первого детектора, кроме того ручной зонд имеет механизм поворота лимба и индикатор угла поворота.

В дальнейшем изобретение поясняется чертежами и описанием к ним.

На фиг.1 показан ручной зонд для локальной радиометрии (вид сбоку); на фиг.2 - вид по А фиг.1; на фиг.3 - сечение В-В фиг.2; на фиг.4 - вид по С фиг.2. На фиг.5 показан ручной зонд для локальной радиометрии, подключенный к электронному блоку, а на фиг.6 изображена геометрия гамма-топографической засечки сторожевого лимфатического узла.

Ручной зонд для локальной радиометрии имеет два детектора гамма-излучения 1 и 2, закрепленных на держателе 3, расположенном на дистальном конце рукоятки 4 (фиг.1, 2, 3, 4).

Детектор гамма-излучения 1 содержит коллиматор 5 цилиндрической формы, изготовленный из материала с высоким атомным номером, например вольфрама. Внутри коллиматора 5 находится сцинтиллятор 6, например кристалл GsI, к которому примыкает фотодиод 7. Фотодиод 7 соединен проводом 8, проходящим внутри рукоятки 4, с электрическим разъемом 9, закрепленным в основании рукоятки 4. Детектор 1 жестко соединен с держателем 3.

Детектор гамма-излучения 2 содержит коллиматор 10, кристалл сцинтиллятора 11 и фотодиод 12, такие же, как в детекторе гамма-излучения 1. Детектор 2 закреплен на лимбе 13, установленном на оси 14, связанной с основанием 15 держателя 3. Лимб 13 связан червячной парой 16 с осью миниатюрного редуцированного электродвигателя 17 реверсивного типа. Электродвигатель 17 соединен проводом 1&, проходящим в рукоятке 4, с электрическим разъемом 9. Включение и изменение направления вращения электродвигателя 17 производится с пульта управления, содержащего две кнопки 19 и 30, закрепленные в рукоятке 4. При работе электродвигателя 17 лимб 13 медленно вращается вокруг оси 14 в пределах от 0 до 50°. На лимбе 13 нанесена шкала 21. Индикатор угла поворота содержит марку 22, нанесенную на основание 15 держателя 3 и примыкающую к шкале 21 лимба 13, и лупу 23, закрепленную над маркой 22. Фотодиод 12 детектора 2 соединен гибким проводом 24 с электрическим разъемом 9.

Ручной зонд для локальной радиометрии подключен гибким проводом 25 к электронному блоку 26. В электронном блоке 26 производится обработка электрических сигналов, приходящих от детекторов 1, 2, и индикация результирующей информации на цифровом дисплее 27. В блоке 26 также находится источник питания для электродвигателя 17.

Ручной зонд для локальной радиометрии имеет следующие оптико-геометрические характеристики.

Оптическая ось в каждом из детекторов гамма-излучения (1, 2) совпадает с геометрической осью соответствующего коллиматора (5, 10). Ось вращения лимба 13 проходит через оптическую ось детектора 2, при этом оптические оси детекторов 1 и 2 постоянно находятся в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси вращения лимба. Нулевой отсчет лимба 13 находится на прямой, параллельной оптической оси детектора гамма-излучения 1.

Ручной зонд для локальной радиометрии используется следующим образом.

До операции по периметру опухоли вводится небольшая доза радиоактивного коллоида, например технеция-99 (время полураспада - 6 часов). Примерно через час после введения коллоида с помощью детектора гама-излучения 1 (включение детекторов 1 или 2 производится на электронном блоке 26) хирург проводит трансдермальное сканирование аксиллярной зоны для определения источника радиоактивности. Детектором 1 определяется место с наивысшим сигналом J₁ (фиг.6). Сигнал от детектора 1 наблюдается на цифровом дисплее 27 электронного блока 26. При максимальном сигнале источник радиоактивности 28, например сторожевой лимфатический узел, будет находиться под точкой М кожного покрова 29. Эту точку принимают за начало координат Х_M=Y_M=0. Далее включают детектор гамма-излучения 2. Путем вращения лимба 13 хирург наводит детектор 2 на целевой объект 28, добиваясь максимального сигнала J₁ на дисплее 27.

Для определения глубины залегания Z=MC очага поражения 28 можно использовать уравнение

Z=b ctg ϕ-h,

где: b=АВ является конструктивной величиной (фиг.6);

ϕ - угол наклона детектора 2 (определяется по отсчету на лимбе 13);

h - расстояние от торца коллиматора 5 детектора 1 до фотодиода 7 (конструктивная величина).

Приведенное уравнение, характеризующее гамма-топографическую засечку целевого объекта 28, легко получить из прямоугольного треугольника АВС (фиг.6).

Зная проекцию очага поражения на кожный покров (точка М) и его глубину залегания Z, хирург может прицельно с меньшим травматизмом для больного произвести операцию, например выполнить биопсию.

Источники информации (аналоги)

1. Патент РФ №2219843, МПК 7 А 61 В 6/00. 2002 г.

2. Детектор гамма-излучений Нео 2000. - Проспект компании «Этикон Лтд.» (Великобритания), 2003 г.

3. Fougeres P., Kazandjian A, Prat V, Simon H, Ricard M, Bede J. Sentinel node in cancer diagnosis with surgical probes// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 2001. - A 458. - P. - 34-40.

1. Ручной зонд для локальной радиометрии, содержащий детектор гамма-излучения, имеющий фотоприемник, оптически сопряженный со сцинтиллятором и коллиматором, закрепленный на рукоятке, внутри которой проходит электрический провод, соединяющий детектор гамма-излучения с разъемом, установленным в основании рукоятки, отличающийся тем, что он дополнен вторым детектором гамма-излучения, закрепленным на лимбе, ось которого проходит через оптическую ось второго детектора гамма-излучения, при этом оптические оси двух детекторов гамма-излучения находятся в плоскости, проходящей перпендикулярно к оси лимба, а нулевой отсчет лимба расположен на прямой, параллельной оптической оси первого детектора, кроме того, ручной зонд имеет механизм поворота лимба и индикатор угла поворота.

2. Ручной зонд по п.1, отличающийся тем, что механизм поворота лимба выполнен в виде редуцированного миниатюрного электродвигателя реверсивного типа, установленного на рукоятке и снабженного пультом управления.

3. Ручной зонд по п.п.1, 2 отличающийся тем, что пульт управления электродвигателем закреплен в рукоятке.

4. Ручной зонд по п.1, отличающийся тем, что индикатор угла поворота лимба имеет лупу, закрепленную над шкалой лимба.