РАДИАЦИОННАЯ ГОЛОВКАВСЕСОЮЗНА?!МОШО~Т?л'Ш':?:.й^Й' Б|-: Советский патент 1970 года по МПК A61N5/00 

Изобретение относится к области медицинской радиологии, .в частности к радиационным головкам аппаратов дистанционной лучевой терапии, использующим источники ионизирующих излучений высокой энергии.

Широко из ест«ы радиационные головки, содержащие защитный кожух с источником ионизирующего излучения и механизмами управления пучком излучения. Недостатком известных радиащион.ных головок является то, что управле-ние пучком осуществляется .в два этапа: включение-выключение и формирование поля облучения (диафрагмирование).

Включение-вЫКлючение пучка осуществляет перВИЧНую коллимацию излучения. Регулировка размеров поля облучения производится специальными диафрагмирующими устройствами, выполненными в виде подвижных блоков из защитного материала, перемещаемых с помощью отдельных средств. При этом материал защиты используется нерационально. Так, в радиационных головках с подвижным источником излучения необходима раздельная защита -источлика и;злучен.ия IB рабочем положении и в положении хранения, что утяжеляет защиту.

В радиационных головках с неподвижным источником излучения излищ«ий расход защитного материала -вызван необходимостью перекрытия коллимирующего отверстия в рабочем положении.

Увеличение веса защиты является нежелательным фактором в связи с требованиями наибольшей подвижности радиационных головок и повышения надежности средств управления пучком.

.Предлагаемая радиационная головка отличается от известных тем, что в ней смонтировано устройство, содержащее механизмы установки элементов затвора в процессе его открывания в заранее заданное взаимное положение, определяющее размеры и форму пучка. Такая головка позволяет совместить процессы включения и выключения и формирования пучка с переменными объемными параметрами с помощью одних и тех же защитных блоков.

Применяемые в современной дистанционной лучевой терапии источники гамма-излучения из радиоактивного кобальта-60 имеют активность .порядка 4000- 6000 кюри и требуют защиты с кратностью ослабления порядка 10. Изобретение позволяет без применения дополнительных защитных средств получать за пределами поля облучения в наименее защищенных участках ослабление прямого лучка от 10 до 10 тогда как диафрагмы Bcejc известных гамма-аппаратоЕ Обеюпечивают ослабление пучка 1Не более, чем в 100 р.аз. Это достигается благодаря тому, что систелируемого ограничения пучка и содержит несколько пар блоков защитного материала, расположенных один под другим по налравлению пучка излучения. Блоки перемещаются в прорези защитного контейнера радиационной головки навстречу друг другу в одной общей плоскости.

Благодаря тому, что поверхности блоков, формирующие пучок излучения, взаимно перпендикулярны в двух соседних парах блоков, они образуют в открытом положении отверстие прямоугольной формы, а в закрытом положении полностью перекрывают отверстие для выхода излучения.

Это позволяет иметь в радиационной головке минимально возможный объем защиты при неподвижном источнике излучения, вписывающийся в сферу расчетного радиуса.

На фиг. 1 изображена предлагаемая радиационная головка в разрезе (при сдвинутых защитных блоках); на фиг. 2 - сечение по Л-А на фиг. 1; на фиг. 3-сечение по Б-Б на фиг, 2 при выключенном источнике; на фиг. 4 -сечение по Б-Б на фиг. 2 при включенном источнике; на фиг. 5 - сечение по В-В на фиг. 1; на фиг. 6 -сечение по Г-Г на фиг. 1.

Предлагаемая радиационная головка содержит основание 1, корпус 2, защитный контейнер 3 с находящимся в нем источником излучения 4, набор пар подвижных защитных блоков 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, приводы 17-18 перемещения нар подвижных блоков, замок 19 (см. фиг. 6), определитель поля 20 с оптическим устройствам 21, имитирующим облучаемое поле. Пары блоков 15- 16, 11-12 и 7-8 имеют одинаковое направление скоса вертикальных торцовых плоскостей 22-23, 24-25, 26-27, обращенных к пучку излучения и образующих угол 45° с направлением их движения.

Пары бло,ков 13-14, 9-JO т 5-6 также имеют одинаковое направление скоса торцовых плоскостей 28-2.9, 30-31, 32-33, которые расположены под углом 90° к плоскостям 22-27, образуя вместе с последними отверстие для выхода излучения, имеющее пирамидальную форму.

Блоки каждой из упомянутых пар согласованно движутся в направляющих 34, 35 во взаимно противоположных направлениях, т. е. по направлению к главной оси пучка излучения или от нее. При этом расстояния от каждого блока одной из пар до оси пучка сохраняются равными между собой.

Все пары блоков с одним и тем же направлением торцовых плоскостей приводятся во взаимосогласованное движение одним приводом.

Силовой элект ромагнит привода 17 содержит корпус 36 с катушкой 37, допускающий поступательное движение в кронштейне 38, закрепленном на корпусе 2 радиационной головки.

с поперечным пазом 41, куда входит палец 42 кривошипа 43, жестко закрепленного на оси 44, установленной в корпусе 2 и допускающей вращение. Ось 44 снабжена поводками 45, 46, 47, пальцы 48, 49, 50 которых входят в поперечные пазы блоков 15, 11, 7, а также поводками 51 и 52, на которых шарпирно с помощью осей 53 и 54 установлена серьга 55, пальцы которой 56, 57, 58 входят в поперечные пазы блоков 16, 12, 8. Серьга 55 несет на себе ролик 59, который взаимодействует с направляющим упором 60, закрепленным на корпусе 2 головки. Якорь 39 электромагнита также снабжен плунжером 61, сжимающим объем воздуха, заключенного в корпусе 36, в конце рабо1чего хода якоря, что -исключает жесткие удары.

Якорь 39 связан с пружиной 62 обратного хода, свободным концом упирающейся в стенку кронщтейна 38.

На корпусе 36 силового электромагнита установлен толкатель 63, положение которого определено пазом 64 кулачка 65, закрепленного на оси 66, установленной в корпусе 2 головки и допускающей вращение.

На оси 66 жестко закреплен кривошип 67 двойного параллелограммного механизма. Второй кривошип 68 свободно вращается на оси 69.

Шатун 70 параллелограммного механизма, несущий на себе стержень 7} определителя поля, параллелен шатуну 72 со стержнем 73, параллельным стержню .7А

Управляющий обод 74, установленный корпусе 2, допускающий поворот,, сцеплен своим пазом с пальцем 75 кривошипа 67, осуществляющего сдвигание или раздвигание стержней 71 и 73 определителя поля.

Аналогичным образом устроен привод IS, перемещающий пары блоков 5-6, 9-W, 13- 14. Устройство для установки стержней 76 и 77 снабжено ободом.

Оба привода 17 и 18 связаны с одним и тем же замком 19. На якоре 78 заправляющего магнита замка 19 укреплены , два поводка, один из которых - поводок 79 - через рычаг 80 с осью вращения 81 связан с поводком 82, установленным на оси корпуса 36 силового электромагнита и допускающим вращение.

Якорь 39 несет на себе кронштейн 83 с роликовым упором 84. В то же время поводок 82 замка снабжен торцовым клином 85, который удерживает рычаг 80 под роликовым упором 84 в конце хода якоря на открывание, преодолевая при этом усилие пружины 62 обратного хода.

Корпус 2 радиационной головки установлен на основании 1 и может вращаться. Он снаб: жен зубчатым ободом 86 и приводным устройством 87.

Описываемая радиационная .головка работает следующим образом.

Для установки поля требуемой величины при закрытом источнике излучения 4 включают источник света оптического устройства

21, имитирующего пучок ионизирующего излучения.

Регулировку размеров поля в двух взаимно перпендикулярных направлениях производят от руки вращением управляющих ободов 74 и 88 определителя поля.

Вращение обода 74 вызывает поворот вала и кулачка 65 с пазом 64, при этом происходит смещение толкателя 63 и связанного с ним корпуса 36 относительно якоря 39, т. е. задается величина рабочего хода якоря 39 при последующем включении катущки 37 силового электромагнита.

Втягивание якоря 39 в катушку 37 при включенном электромагните вызывает раздвигание пар блоков 7-8, 11-12, 15-16 под действием поворота связанных с ними поводков 45, 46, 47 и 51, 52, а также серьги 55.

При этом зпомянутые блоки устанавливаются своими вертикальными плоскостями 26-27, 24-25, 22-23 касательно к граням пирамиды, проходящим через край источника излучения 4, ограничивая понеречное сечение пучка излучения в одном направлении в соответствии с величиной, заданной стержнями 71 и 73 определителя поля.

Регулировку размера поля в перпендикулярном направлении производят с помощью обода 88 определителя поля таким же образом. Привод 18 раздвигает блоки 5-6, 9-10, 13- 14 аналогично выщеописанному. Вертикальные торцовые плоскости 28-29, 30-31, 32-33 блоков устанавливаются при этом касательно к другим граням пирамиды, проходящим через край источника излучения 4 и ограничивают поперечное сечение пучка излучения в другом направлении в соответствии с величиной, заданной стержнями 76, 77 определителя поля.

Замок 19 удерживает все блоки в раскрытом положении. Обмотка управляющего электромагнита замка 19 включается в конце хода якоря 39 силового электромагнита на открывание. После этого питание катушки 37 силового электромагнита выключается и замок 19 удерживает блоки в раскрытом положении. Для этого якорь 78 с поводком 79 удерживает рычаг 80 и связанный с ним поводок 82 в положении, при котором торцовый клин 85 находится под роликовым упором 84. Пружина 62 обратного хода, сжатая при ходе якоря 39 на открывание, стремится вернуть якорь 39 в исходное положение, оставаясь запертой клином 85.

По сигналу на закрывание выключается питание обмотки управляющего электромагнита замка 19, и якорь 78 свободно возвращается в начальное положение под действием пружины 62.

Под действием той же 62 якорь 39 силового электромагнита также отходит в левое положение, поворачивая ось 44 и возвращая пары блоков 7-8, 11-12, 15-16 в сомк«утое положение.

В результате поворота серьги 55 с роликом 59, взаимодействующим с иаправляющим упором 60, в конце хода на закрывание плоскость стыка блоков 15-16 переходит дальще центральной оси пучка излучения, плоскость стыка блоков 11-12 проходит через эту ось, а плоскость стыка блоков 7-8 не , доходит до оси на некоторую величину.

Одновременно с этим аналогичным образом сдвигают пары блоков 13-14, 9-10 и 5-6. Этим достигают полную защиту от проникновения излучения.

Предмет изобретения

1. Радиационная головка, выполненная в виде защитного кожуха с источником ионизирующего излучения и механизмом управления, отличающаяся тем, что, с целью совмещения процессов включения и выключения и

формирования пучка с переменными объемными параметрами одними и теми же защитными блоками, в ней смонтирован механизм для установки элементов затвора в процессе открывания в заранее заданное взаимное положение, определяющее размер и форму нуч|Ка.

2.Радиационная головка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью улучщения защиты за пределами поля облучения, уменьшения

веса защиты и повышения надежности средств управления пучком, механизм установки элементов затвора в заранее заданное положение содержит несколько пар блоков из защитного материала, например вольфрама, расположенных один под другим по направлению пучка излучения с торцовыми поверхностя.ми под углом, например, 90° друг к другу в соседних парах блоков, приводы перемещения блоков в направлении, преимущественно перпенднкулярном оси пучка, определитель поля, задающий пределы разведения блоков и средства управления приводами.

3.Радиационная головка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью усиления защиты,

упрощения конструкции и повышения надежности, упомянутые пары блоков из защитного материала расположены в одной общей плоскости одна над другой по направлению пучка излучения и блоки каждой из упомянутых

пар, перемещаемые в общей плоскости, перпендикулярной оси излучения, имеют торцовые поверхности, обращенные к пучку излучения, расположенные под углом к направлению их перемещения.

tt2 63 63 ач 39 П 36 J6 ЙЧ 6 7й

/// ; / / //

л Т 7t 75 67

3 5ijl y

v

TJ

W 55 Фиг. 2

Г-г