Гамма-терапевтический аппарат Советский патент 1979 года по МПК A61B6/00 

(54) ГАММА-ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Изобретение относится к медицине, в частности к медицинской радиологии и может быть использовано .при лечени злокачественных новообразований мето дом лучевой терапии. Известен ротационный гамма-терапевтический аппарат Агат-р, содержащий радиационную головку с приводом, источником гамма-излуч-ения и механизмом управления затвором, маятник со шкальным устройством,..штд тив, лечебный стол, пульт управления вертикального и поперечного перемещения, ручной пульт управления, манипулятор 1. На известном аппарате лечение про изводится кроме обычного статического метода еще ротационным или многопольным статическим. При ротационнрм методе радиационная головка перемещается вокруг пациента, неподвижно леж щего на опорной панели лечебного сто ла с открытым источником излучения, а при многопольном статическом перемещается с закрытым затвором, при этом затвор открывается только в заданных угловых положениях радиационной головки по оси ротации. Обычно расстояние между радиационной головкой и опорной панелью лечебного стола ограничено конструктивными параметрами (габаритами и весом) гамма-терапевтического парата. Поэтому очень важно еще в процессе укладки пациента знать величины перемещения опорной панели в вертикальном и поперечном направлениях, так как эти величины не должны выходить за пределы, ограниченные радиусом безопасности. Если в процессе укладки пациента на лечебном столе перемещения опорной панели будут выходить за пределы радо1уса безопасности (при эксцентричном расположении опухоли у пациента), то в процессе облучения при движении радиационной головки она может коснуться опорной панели или даже пациента, что может соответственно привести к аварийной ситуации, т.е. к полойке аппарата или к травме пациента. В практике, клинического, использования такого известного аппарата после произведенной укладки пациента обслуживающему персоналу неизвестно, может ли произойти столкновение радиационной головки с опорной панелью или нет. Поэтому приходится проводить специальную проверку безопасноети положений радиационной головки и опорной панели. 9та проверка обычно осуществляется обслуживающим персоналом путем перемещения радиационной головки при помощи ручного манипулятора, управляющего приводом перемещения радиационной головки.

Перемещения головки вокруг неподвижно лежащего на опорной панели пациента производится при закрытом затворе. f:cJiH при такой проверке радиационная головка касается опорной панели или пациента, то приходится производить повторную укладку и перепроверку и так до тех пор, пока радиационная головка не пройдет свободно около опорной панели и лежащего на ней пациента.

Недостатком является длительная процедура укладки пациента и, кроме того, даже наличие элементов блокировок не может исключить возможности столкновения радиационной головки и опорной панели в процессе облучения. Блокировки типа стоп-рамки действуют только в момент столкновения радиационной головки с опорной панелью лечебного стола или пациентом и не искл рчает возможность столновения. Увеличение времени укладки пациента в свою очередь, приводит к увеличению времени процедуры лечения, т.е. снижению пропускной способности кабинетов лучевой терапии и одновременно к повышению лучевой нагрузки на обслуживающий персонал, который при укладк-е находится в непосредственной близости от радиационной головки.

Цель изобретения - исключение столкновений радиационной головки с опорной панелью лечебного стола для ротационного и многопольного статического облучения с одновременным сокращением времени процедуры лечения.

Достигается это тем, что предлагаемый гамма-терапевтический аппара имеет механический дифференциал, микропереключатель, эламенты сигнализации, кулачок, два симметричных эксцентрика со щупами и следящую систему с исполнительным двигателем своим задающим элементом кинематически связанную с механизмом поперечного перемещения опорной панели, а принимающим - с осью одного из эксцентриков, при этом механизм вертикального, перемещения- опорной панели связан кинематически с осью другого эксцентрика, а щуп этого эксцентрика связан кинематически с одним колесом дифференциала, с другим колесом которого связан щуп эксцентрика, установленного на оси, ки нематически связанной с исполнительным двигателем следящей системы, а на оси сателлитов дифференциала установлен кулачок с возможностью

воздействия на микропереключатель, включенный последовательно своим размыкающим контактом в цепь питания механизма управления затвором и привода перемещения радиационной головки, а замыкающим - в цепь питания элементов сигнализации, установленных на пульте управления и ручном манипуляторе.

При этом каждый из эксцентриков установлен Так, что ось его симметри проходит через точку соприкосновения щупа с поверхностью этого эксцентрика при нулевом положении опорной панели стола, а эксцентрик, кинематически связанный с механизмом вертикального перемещения опорной панели, выполнен съемным.

Причем механический дифференциал, кулачок, микропереключатель, эксцентрики со щупами, и элементы -.следящей системы установлены в основании лечебного стола.

На фиг. 1 изображена функциональная схема гамма-терапевтического аппрата; на фиг. 2 - схема взаимного расположения радиационной головки и опорной панели стола.

Гамма-терапевтический аппарат содержит радиационную головку 1 с приводом 2 еч перемещения и механизмом 3 управления затвором, лечебный стол с основанием и опорной панелью (на чертеже не показаны), механизм 4 вертикального и механизм 5 поперечного перемещений опорной панели, следящую систему 6, кинематически связанную задающим элементом 7 с механизмом 5 поперечного перемещения опоной панели, а исполнительным двигателем 8 - с осью симметрично1;о эксцентрика 9 и со своим принимающим элементом 10, электрически связанным с исполнительным двигателем через усилитель 11 и непосредственно с за:дающим элементом 7.

Механизм 4 вертикального перемещения кинематически связан с осью эксцентрика 12, механический дифференциал 13 кинематически связан со щупами 14 и 15 соответственно эксцентриков 12 и 9, а осью сателлитов кинематически связан с -осью кулачка 16, установленного с возможностью взаимодействия с микропереключателем 17, размыкающим контактом 18, подключенным к механизму 3 управлени затвором и приводу 2 перемещения радиационной головки, и замыкающим контактом 19, подключенным к элементам 20, 21 сигнализации, соответственно установленным на пульте 22 управления и ручном манипуляторе 23

Гамма-терапевтический аппарат работает следующим образом.

В исходном состоянии радиационная головка 1 устанавливается в нулевое положение, в котором при облучении рабочий пучок излучения падает строго перпендикулярно к опорной па нели лечебного стола, на которую ук ладывают - пациента перед началом сеанса облучения. Пациента укладывают так, чтобы патологический очаг находился в цен ре окружности, описываемой радиационной головкой при ее ротационном движении относительно пациента. Для -этого опорную панель перемещают в поперечном и вертикальном направлениях, что осуществляется посредством маханизма 5 поперечного перемещения и механизма 4 вертикального перемещения опорной.панели. При этом зада ющий элемент 7 следящей системы 6 устанавливается в соответствующее угловое положение. Напряжение С него, пропорциональное углу поворот поступает на принимающий элемент 10 с выхода которого сигнал рассогласо вания поступает через усилитель 11 на исполнительный двигатель 8. Последний под действием усиленного напряжения начинает вращаться, поворачивая при этом принимающий элемент 10 и эксцентрик 9, Исполнительный двигатель 8 вращается до тех пор, пока сигнал рассогласования на входе усилителя 11 не будет равен нулю,, т.е. пока принимающий элемент 1U не займет такого же точно углового положения, что и задающий элемент 7 следящей системы 6. При перемещении опорной панели в вертикальном направлении посредством механизма 4 движение передается на эксцентрик 12. В результате переме}дений опорной панели щуп 14 поворачивает-одно солнечное колесо дифференциала 13 на угол, соответствующий величине величина радиуса безопасности при рота ционном движении радиационной головк у - величина вертикального перемещения опорной панели; а - величина половины ширины опорной панели. Щуп 15 поворачивает другое солнечное колесо дифференциала 13 на угол, соответствующий х, где х - ве личина поперечного перемещения опор ной панели. На фиг. 2 представлено одно из множества возможных относительных положений радиационной головки 1 и опорной панели лечебного стола при его смещении от нулевого положения вертикальном и поперечном направлениях. Отрезок ОА соответствует смещению по вертикали. Отрезок АВ определяет величину проекции радиуса безопасности на плоскость опорной панели. Отрезок ОБ определяет величину радиуса безопасности. Rpo. радиус обметания радиацион ной головки (величина постоянная дл каждо.го конкретного типа аппарата) К..р.(Г. - радиус безопасности, нескол ко меньший, чем R P.O. на величину, достаточную для беспрепятственного перемещения радиационной головки вокруг опорной панели стола. Механический дифференциал 13 осуществляет алгебраическое сложение величин перемещения щупов 14 и 15 и одновременно передает результат этого сложения на вращение кулачка 16, который предварительно развернут выступом на некоторый угол относительно микропереключателя 17. При равенстве АВ х + а угол поворота кулачка 16 относительно микропереключателя 17 становится равным нулю, кулачок 16 выступом воздействует на микропереключатель, который срабатывает и своим размыкающим контактом 18 снимает питание с механизма 3 управления затвором и привода 2 перемещения радиационной головки, а замыкающим контактом 19 включает питание на элементы 20 и 21 сигнализации. После того, как на ручном манипуляторе 23 появится сигнализация о том, что радиационная головка 1 может войти в контакт с опорной панелью лечебного стола при ее движении, обслуживающий персонал обязан вновь произвести укладку пациента на лечебном столе до момента исчезновения сигнала опасности. После правильной укладки обслуживающий персонал переходит из процедурного помещения, где расположен аппарат и ручной манипулятор, в операторское помещение и на пульте 22 управления устанавливает все необходимые параметры ротационного или многопольного статического облучения (в зависимости от того,, метояом проводят лечение). Если в процессе облучения произойдет смещение опорной панели лечебного стола вследствие каких-либо неисправностей лечебного стола или ощибок обслуживающего персонала и при этом смещение превысит максимально возможное для безопасного прохождения радиационной головки вокруг опорной панели, то сразу же микропереключатель 17 сработает и отключит питание с механизма 3 управления затвором и с привода 2 перемещения радиационной головки. При этом затвор закроется, а радиационная головка, если она двигалась, остановится. На пульте управления сработают элементы сигнализации, подавая сигнал о возможности аварийной ситуации. После устранения неисправности, о чем, свидетельствует отключение сигнализации, сеанс лечения может быть продолжен. Предлагаемый гамма-терапевтический аппарат позволяет значительно, сократить время укладки пациента при одновременном предупреждении возможиых аварийных ситуаций для ротационцого и многопольного статического облучения, вследствие чего повышается пропускная способность кабинетов лучевой терапии, уменьшается лучевая нагрузка на обслуживающий персонал, обеспечивается повышение безопасности при клинической эксплуата ции аппарата. Формула изобретения 1. Гамма-терапевтический аппарат содержащий установленную на штативе радиационную головку с приводом ее перемещения и.механизмом управления затвором, лечебный стол с основанием опорной панелью с механизмами ее вертикального и поперечного перемещений, пульт, управления и ручной манипулятор, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени лечения с одновременным повышением безопасност при эксплуатации, он имеет механический дифференциал, микропереключатель, элементы сигнали зации, кулачок, два симметричных эксцентрика со щупами и следящую систему-с исполнительным двигателем своим задающим элементом кинематически связанную с механизмом поперечного перемещения опорной панели, а принимающим - с осью- одного из эксцентриков, при этом механизм вер тикального перемещения опорной пане связан кинематически с осью другого эксцентрика, э шуп этого эксцентрик связан кинематически с одним колесом дифференциала, с другим колесом которого связан щуп эксцентрика, уставов-ленного на оси, кинематически связанной с исполнительным двигателем следящей системы, а на оси сателлитов дифференциала установлен кулачок с возможностью воздействия на микропереключатель, включенный последовательно своим размыкающим контактом в цепь питания механизма управления затвором и привода перемещения радиационной головки, а замыкающим - в цепь питания элементов сигнализации, установленных на пульте управления и ручном манипуляторе. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что механический дифференциал, кулачок, микропереключатель, эксцентрики со щупами и элементы следящей системы установлены в основании лечебного стола. 3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждый из эксцентриков установлен так, что ось его симметрии проходит через точку соприкосновения щупа с поверхностью этого эксцентрика при нулевом положении опорной панели стола, а эксцентрик, кинематически связанный с механизмом вертикального перемещения опорной панели, выполнен съемным. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Проспект Агат-Р,в/о Изотоп, 1974.