ЗАПАЯННАЯ НЕЙТРОННАЯ ТРУБКА Российский патент 2008 года по МПК A61N5/10 G21G4/02 

Изобретение относится к средствам для лучевой терапии, в частности к запаянным нейтронным трубкам, и может найти применение для внутриполостного и внутритканевого терапевтического облучения онкологических больных.

Известны нейтронные генераторы на газонаполненных нейтронных трубках для активационного анализа и физических исследований, Межотраслевая научно-техническая конференция «ПОРТАТИВНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ НЕЙТРОНОВ И ТЕХНОЛОГИИ НА ИХ ОСНОВЕ», 26-30 мая 2003 г., Москва, Россия, Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова, с.67.

Известно устройство, содержащее полый зонд, источник излучения нейтральных частиц, рентгеновских лучей или гамма-квантов либо нейтронов, и средство формирования пучка частиц этого излучения, ориентированного по продольной оси зонда. Средство формирования пучка частиц выполнено в виде коллиматора или линзы, представляющей собой совокупность изогнутых каналов транспортировки излучения с полным внутренним отражением. Указанное средство может быть размещено внутри зонда, выполненного съемным. Патент Российской Федерации №2238774, МПК А61N 5/10, 2004.

Известно устройство, содержащее полый зонд, находящийся под высоким потенциалом, с расположенной на его конце тритиевой мишенью, источник ионов дейтерия, размещенный под нулевым потенциалом, и вакуумный насос. Патент США №6925137, МПК G21G 1/10, 2005 г.

Зонд данного устройства находится под потенциалом ускоряющего напряжения, устройство требует непрерывной откачки. В реальных условиях внутри должен быть тритий. Из-за применения вакуумного насоса устройство является громоздким. Эксплуатация габаритного, откачного устройства с тритием представляет значительные трудности, т.к. необходимо исключить попадание этого изотопа в атмосферу.

Прототипом изобретения является запаянная нейтронная трубка, содержащая источник ионов дейтерия, закрепленный герметично на конце цилиндрического высоковольтного изолятора, тритиевую мишень, закрепленную герметично на другом его конце, натекатель газа. Manual for troubleshooting and upgrading of neutron generators. International Atomic Energy Agency, IAEA-TECDOC-913, 1996 г., с.86. Прототип.

Использование в такой конструкции тонкого трубчатого зонда с мишенью на его конце для введения его в полости человеческого организма или в живую ткань человека трудноосуществимо из-за расходимости пучка на большом пролетном расстоянии и невозможности юстировки ионно-оптической оси трубки после окончательной сборки. Происходит практически неконтролируемое от изделия к изделию отклонение пучка от оси и его расфокусировка.

Техническим результатом изобретения является уменьшение пролетного расстояния ионов в ускоряющем промежутке и обеспечение фокусировки пучка на мишень в процессе эксплуатации трубки.

Технический результат достигается тем, что в запаянной нейтронной трубке для внутриполостного облучения онкологических больных, содержащей металлический заземленный корпус, соединенный с ним с одного конца трубчатый зонд с размещенной на его противоположном конце тритиевой мишенью, источник ионов дейтерия, разделенные высоковольтным изолятором, и натекатель, изолятор расположен внутри корпуса, источник ионов закреплен на конце изолятора напротив зонда, а другой конец изолятора соединен с корпусом. Трубчатый зонд соединен с металлическим заземленным корпусом через гибкий упругий элемент, снабженный юстировочным узлом для обеспечения углового отклонения оси зонда относительно оси трубки. Конец изолятора соединен с корпусом через упругий гибкий элемент, снабженный юстировочным узлом для изменения углового перемещения источника относительно оси трубки.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже схематично изображена запаянная нейтронная трубка для внутритканевого терапевтического облучения онкологических больных, где: 1 - корпус, 2 - гибкий упругий элемент (сильфон или мембрана), 3 - тонкий трубчатый зонд, 4 - мишень, 5 - источник ионов дейтерия или трития, 6 - высоковольтный изолятор, 7 - гибкий упругий элемент, 8 - натекатель, 9 - юстировочное устройство для изменения углового перемещения источника относительно оси трубки, 10 - юстировочное устройство для обеспечения углового отклонение оси зонда относительно оси трубки.

С помощью натекателя 8 газа в трубке создают рабочее давление дейтерия. В источнике ионов 5 происходит ионизация дейтерия. Образующиеся ионы вытягиваются и ускоряются к мишени 4 благодаря высокому напряжению, приложенному к высоковольтному изолятору 6 трубки. Проходя расстояние от источника ионов 5 к мишени 4, ускоренные ионы бомбардируют мишень 4, насыщенную тритием. В результате реакции ³H(d,n)⁴He и реакции ²H(d,n)³He образуются нейтроны.

Высоковольтный изолятор 6 размещен в объеме металлического корпуса 1. Источник ионов 5 закреплен на конце изолятора 6 напротив трубчатого зонда 3, а другой конец изолятора 6 соединен с корпусом 1 через упругий гибкий элемент 7, например мембрану или сильфон, с юстировочным устройством 9, обеспечивающим угловое перемещение источника ионов дейтерия или трития 5 относительно оси трубки. Мишень 4 электрически изолирована от трубчатого зонда 3. Кроме того, тонкий трубчатый зонд 3 соединен с корпусом 1 через гибкий упругий элемент 2, например сильфон, с юстировочным устройством 10, обеспечивающим угловое отклонение оси зонда относительно оси трубки. Уменьшение пробега ионов достигается за счет приближения источника 5 ионов к трубчатому зонду 3. Фокусировка пучка ионов на мишень 4 осуществляется путем деформации гибких упругих элементов трубки 2, 7. Критерием оптимальной фокусировки является максимальное отношение тока с изолированной от корпуса 1 мишени 4 к току высоковольтного источника, подсоединенного к высоковольтному изолятору 6.

Перед сеансом облучения трубчатый зонд 3 с находящейся на его конце мишенью 4 вводится непосредственно в опухоль больного.

Размещение источника ионов 5 и высоковольтного изолятора 6 внутри металлического корпуса 1 уменьшило расстояние пробега ионов. При этом длина высоковольтного изолятора 6 не уменьшается по сравнению с прототипом.

Корректировку фокусировки пучка на мишень 4 осуществляют изменением углов источника ионов 5 и трубчатого зонда 3 относительно оси трубки путем деформации гибких упругих элементов трубки с помощью юстировочных устройств 9 и 10.

Изобретение относится к средствам для лучевой терапии, в частности к запаянным нейтронным трубкам, и может найти применение для внутриполостного и внутритканевого терапевтического облучения онкологических больных. Запаянная нейтронная трубка для внутриполостного облучения онкологических больных содержит металлический заземленный корпус, соединенный с ним с одного конца трубчатый зонд с размещенной на его противоположном конце тритиевой мишенью и источник ионов дейтерия, разделенные высоковольтным изолятором. Изолятор расположен внутри корпуса, источник ионов закреплен на конце изолятора напротив зонда, а другой конец изолятора соединен с корпусом. Использование изобретения позволяет уменьшить пролетное расстояние ионов в ускоряющем промежутке. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Запаянная нейтронная трубка для внутриполостного облучения онкологических больных, содержащая металлический заземленный корпус, соединенный с ним с одного конца трубчатый зонд с размещенной на его противоположном конце тритиевой мишенью, источник ионов дейтерия, разделенные высоковольтным изолятором, отличающаяся тем, что изолятор расположен внутри корпуса, источник ионов закреплен на конце изолятора напротив зонда, а другой конец изолятора соединен с корпусом.2. Запаянная нейтронная трубка для внутриполостного облучения онкологических больных по п.1, отличающаяся тем, что трубчатый зонд соединен с металлическим заземленным корпусом через гибкий упругий элемент, снабженный юстировочным узлом.3. Запаянная нейтронная трубка для внутриполостного облучения онкологических больных по п.1, отличающаяся тем, что конец изолятора соединен с корпусом через упругий гибкий элемент, снабженный юстировочным узлом.