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Die Erfindung betrifft ein therapeutisches Gammastrahlengerät, bestehend aus einem an einem
Stativ befestigten Strahlerkopf mit einer Einrichtung zur Steuerung des Verschlusses eines Gamma- strahlenbündels und einem Strahlerkopfantrieb für eine Rotationsbewegung um und gegebenenfalls für eine Längsbewegung zu einer Rotationsachse, die zur Längsachse einer Stützplatte eines Be- handlungstisches parallel läuft, der einen unbeweglichen Unterbau aufweist und die Stützplatte für einen daraufzulegenden Patienten trägt, die mit Einrichtungen für ihre Versetzung in waagrech- ter und lotrechter Richtung senkrecht zur Rotationsachse des Strahlerkopfes verbunden ist.
Bekannte Gammastrahlengeräte weisen einen an einem Stativ befestigten Strahlerkopf mit einem
Antrieb für die Verstellung desselben in bezug auf eine Rotationsachse bzw. auf eine Rotations- und Konvergenzachse und mit einer Steuerung des Verschlusses, einen Behandlungstisch mit einem ortsfesten Unterbau, der eine Stützplatte für einen Patienten, die mit Einrichtungen für ihre Ver- setzung in waagrechter und lotrechter Richtung verbunden ist, ein Steuerpult, eine handbetätigte
Steuerung und Blockierungselemente auf.
Mit Hilfe dieser bekannten Geräte kann die Bestrahlung von Patienten ausser in konventionel- ler Art mittels eines statischen Feldes auch mit Hilfe von Bewegungsbestrahlung oder mit Hilfe einer statischen Mehrfelder-Bestrahlung erfolgen.
Bei Bewegungsbestrahlungen dreht sich der Strahlerkopf mit einer offenen Strahlungsquelle um einen Patienten herum, der unbeweglich auf einer Stützplatte des Behandlungstisches liegt.
Bei dem statischen Mehrfelder-Verfahren wird der Strahlerkopf in bezug auf die Umlauf- und
Konvergenzachsen versetzt und die Behandlung wird mit einer abgeschirmten Strahlenquelle durch- geführt, wobei sich der Verschluss erst bei der Einstellung des Strahlerkopfes in die vorgegebene
Winkellage öffnet.
Im Regelfall ist der Abstand zwischen dem Strahlerkopf und der Stützplatte des Behandlungs- tisches durch konstruktive Parameter (Aussenabmessungen und Gewicht) des jeweiligen therapeuti- schen Gammageräts beschränkt.
Zur Lagerung des Patienten auf dem Behandlungstisch ist es jedoch wichtig, von den waagrechten und lotrechten Bewegungen der Stützplatte Kenntnis zu haben, da diese Grössen bestimmte Grenzwerte eines Sicherheitsabstands nicht überschreiten dürfen.
Falls bei der Lagerung des Patienten auf dem Behandlungstisch die Versetzungsgrössen der Stützplatte den Sicherheitsabstand (z. B. bei einer exzentrischen Lage einer Geschwulst beim Patienten) überschreiten, so kann der Strahlerkopf bei seiner Bewegung die Stützplatte oder den Patienten berühren, wodurch ein Ausfall des Geräts oder eine Verletzung des Patienten bewirkt werden könnte.
Bei der praktischen Anwendung dieser bekannten Geräte in Kliniken weiss das Bedienungspersonal nach der Lagerung des Patienten nicht, ob ein Zusammenstoss des Strahlerkopfes mit der Stützplatte erfolgen kann.
Deswegen muss man eine spezielle Prüfung der gefahrlosen Stellungen des Strahlerkopfes und der Stützplatte durchführen.
Diese Prüfung erfolgt üblicherweise durch das Bedienungspersonal mittels Bewegung des Strahlerkopfes mit Hilfe eines Hebels des Strahlerkopfantriebs.
Die Verstellungen des Strahlerkopfes um den auf der Stützplatte unbeweglich liegenden Patienten erfolgt bei geschlossenem Verschluss. Wenn der Strahlerkopf bei einer solchen Prüfung die Stützplatte oder den Patienten berührt, so muss man eine andere Lagerung und Prüfung durchführen und das so oft, bis der Strahlerkopf frei an der Stützplatte vorbeigeht, ohne dieselbe und den Patienten zu berühren.
Demzufolge ist ein wesentlicher Nachteil der bekannten Geräte eine langwierige Prozedur der Lagerung des Patienten, und sogar das Vorhandensein von Blockierungselementen z. B. Endschaltern schliesst die Möglichkeit des Zusammenstosses des Strahlerkopfes mit der Stützplatte während der Bestrahlung nicht aus. Die bekannten Abschaltelemente sprechen im Moment des Zusammenstosses des Strahlerkopfes mit der Stützplatte bzw. mit dem Patienten an und schliessen die Möglichkeit von Kollisionen nicht aus.
Die verlängerte Zeitdauer der Lagerung des Patienten in den bekannten Geräten verursacht ihrerseits eine Vergrösserung der Behandlungsdauer, d. h. eine Verringerung der Durchsatzmöglich-
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keiten der Behandlungskabinette für Strahlentherapie und zugleich eine Erhöhung der Strahlenbela- stung des Bedienungspersonals, das sich in der unmittelbaren Nähe des Strahlerkopfes befindet.
So wird z. B. gemäss der US-PS Nr. 3, 783, 251 und der GB-PS Nr. 1, 362, 673, zur Verminderung von Zusammenstössen von Stützplatte und Strahlerkopf während des Bestrahlungsvorgangs ein Algo- rithmus aufgestellt und in eine EDV-Anlage eingegeben. Diese Lösungen sind jedoch aufwendig.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der Nachteile der bekannten Geräte und
Erstellung eines Gerätes, welches die Behandlungszeit reduziert und den Strahlenschutz erhöht.
Der Erfindung liegt als technische Aufgabe zugrunde, das kinematische Zusammenwirken der
Einrichtungen, die für die Bewegung der Stützplatte des Behandlungstisches mit dem darauf liegen- den Patienten gegenüber dem beweglichen Strahlerkopf verantwortlich sind, zu koordinieren, um bereits bei der Lagerung des Patienten die Möglichkeit des Zusammenstosses des Strahlerkopfes mit der Stützplatte bzw. mit dem Patienten während der Bestrahlung verhindern zu können und um die Zeit zur Einbettung des Patienten zu verkürzen.
Die Aufgaben werden bei einem Gammastrahlengerät der eingangs genannten Art erfindungs- gemäss dadurch gelöst, dass die Einrichtungen für die waagrechte und lotrechte Versetzung der Stützplatte des Behandlungstisches kinematisch mit jeweils einem Umwandler verbunden sind, der die Grösse des Wertes des Abstands des äussersten Endes der Stützplatte von der Rotationsachse in Form der mechanischen Bewegung mindestens einer Tastspitze erstellt, die über ein Differential- getriebe mit einer Vergleichseinheit kinematisch verbunden ist bzw.
sind, welche Vergleichseinheit mit der Einrichtung zur Steuerung des Verschlusses und mindestens einem Strahlerkopfantrieb gekoppelt ist und bei Gleichheit des Wertes des Abstands des äussersten Endes der Stützplatte von der Rotationsachse mit einem vorgegebenen Wert, welcher kleiner als der Abstand des Strahlerkopfes von der Rotationsachse ist, die Einrichtung zur Steuerung des Verschlusses und den Strahlerkopfantrieb abschaltet.
Bei dem erfindungsgemässen Gammastrahlengerät ist es möglich, bereits bei der Einbettung des Patienten auf dem Behandlungstisch die Grösse der möglichen Versetzungen der Stützplatte des Behandlungstisches waagrecht und lotrecht festzulegen, weil die Vergleichseinheit im Falle, wenn die Grösse der jeweiligen Bewegung einen zulässigen Abstand übersteigt, anspricht bzw. abschaltet und dem Bedienungspersonal einen Hinweis gibt, den Patienten anders zu legen, so dass der Abstand den minimal zulässigen Sicherheitsabstand nicht überschreitet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Umwandler von profilierten Exzentern gebildet sind, auf denen Tastspitzen gleiten, die ihrerseits kinematisch mit der in Form eines mechanischen Differentialgetriebes ausgeführten Vergleichseinheit verbunden sind, wobei mit dessen einem Sonnenrad die die Querversetzung der Stützplatte verfolgende Tastspitze gekoppelt ist und mit dessen anderem Sonnenrad die die senkrechte Versetzung der Stützplatte verfolgende Tastspitze verbunden ist und wobei an der Umlaufräderachse des Differentialgetriebes ein Nocken montiert ist, der einen Mikroschalter betätigt, der mit seinem Öffnungskontakt in den Stromversorgungskreis der Einrichtung zur Steuerung des Verschlusses und des Strahlerkopfantriebs und mit seinem Schliesskontakt in den Stromversorgungskreis einer Signalisationseinrichtung geschaltet ist.
Bei einer solchen Ausführungsform können sämtliche Versetzungen der Stützplatte mit den Umwandlern, mit der Vergleichseinheit und dem Nocken leicht abgestimmt werden. Der kinematisch mit der die senkrechte Versetzung verfolgende Tastspitze verbundene Exzenter ermöglicht es, die Abhängigkeit der Veränderung der Projektion des Sicherheitsabstands auf die Ebene der waagrechten Versetzung der Stützplatte von ihren lotrechten Versetzungen zu ermitteln.
Die Ausführung der Vergleichseinheit in Form eines Differentialgetriebes ermöglicht es, algebraisches Addieren der Grössen vorzunehmen, die von den Tastspitzen der Exzenter zu dessen ; onnenrädern gelangen, wobei das Ergebnis dem Nocken übertragen wird.
Der Nocken ist an der Umlaufräderachse des Differentialgetriebes angeordnet und besitzt die Möglichkeit, auf den Mikroschalter einzuwirken, d. h. der Vorsprung des Nockens ist bei einer
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Bei einer andern erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der die Querversetzung der Stützplatte umsetzende Exzenter mit der Einrichtung zum Antrieb der Stützplatte über
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ein Nachlaufsystem verbunden ist, das ein Einstell- und ein Aufnahmeelement aufweist, die synchron mittels eines Verstärkers und eines Stellmotors gekoppelt sind, wobei sämtliche Elemente des Nach- laufsystems-ausser dem Geberelement - die Exzenter, das Differentialgetriebe und der Nocken im
Unterbau des Behandlungstisches montiert sind.
Dabei ist es möglich, sämtliche Bauteile im unbeweglichen Unterbau des Behandlungstisches unterzubringen, was besonders bequem für den Betrieb des Gerätes ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Gammastrahlengerätes das ausser dem Strahlerkopfantrieb für eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse auch einen Antrieb für eine Längsbewegung des Strahlerkopfes in bezug auf die Rotationsachse aufweist, wird vorgeschlagen, dass als Einrichtung für die Umwandlung der Versetzungen der Stützplatte des Behandlungstisches eine Konoideinrichtung mit einem Konoid vorgesehen ist, das symmetrisch zu einer Achse ausgebildet ist, die senkrecht zu seiner Drehachse ist, dass eine Tastspitze, zwei Nachlaufsysteme mit Einstell- und Aufnahmeelementen, Verstärkern und Stellmotoren, eine Exzentereinrichtung mit einem symmetrischen Exzenter und einer Tastspitze, Einrichtungen für die manuelle Einführung der Werte des Konvergenzwinkels und des Wirkungsradius des Strahlerkopfes,
ein mechanisches Differentialgetriebe, ein Nocken, ein Mikroschalter und Signalisierungselemente vorgesehen sind, dass die Drehachse des Konoids mit der Einrichtung für die Senkrechtversetzung der Stützplatte und das Konoid selbst mit einem Stellmotor und mit einem Aufnahmeelement des Nachlaufsystems kinematisch verbunden ist, dessen Einstellelement kinematisch mit der Einrichtung für die Querversetzung der Stützplatte des Tisches gekoppelt ist, die Drehachse des Exzenters mit der Einrichtung für die manuelle Einführung des Konvergenzwinkels, mit dem Aufnahmeelement und dem Stellmotor eines Nachlaufsystems kinematisch verbunden ist, das durch das Einstellelement kinematisch mit dem Konvergenzantrieb gekoppelt ist,
und dass das mechanische Differentialgetriebe mit dem einen Sonnenrad mit der Tastspitze der Konoideinrichtung und mit dem andern Sonnenrad mit der Tastspitze der Exzentereinrichtung und durch die Achse der Umlaufräder mit der Einrichtung für die manuelle Einführung des Wertes des Wirkungsbereiches und mit der Drehachse des Nockens verbunden ist, mit dem der Mikroschalter betätigbar ist, der mit seinem Öffnungskontakt in den Stromversorgungskreis der Einrichtung zur Steuerung des Verschlusses und der Strahlerkopfantriebe und mit seinem Schliesskontakt in den Stromversorgungskreis der Signalisierungselemente geschaltet ist.
Ein derartiges Gammastrahlengerät ermöglicht es, sämtliche Versetzungen der Stützplatte mit den Umwandlern, der Vergleichseinheit und dem Konoid einfach kinematisch abzustimmen. Dabei
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eine zusätzliche Korrektur von Hand mittels der Einrichtung für die manuelle Einführung des Konvergenzwinkels während der Lagerung des Patienten bzw. automatisch während der Bestrahlung mit Hilfe des Nachlaufsystems für die Einführung des Konvergenzwinkels durchgeführt.
Die Zunahmen von Radiusvektoren des Konoids sind in einem bestimmten Massstab nach folgender Formel ausgeführt :
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Eine solche Formel bzw. technische Lösung für das Konoid ermöglicht es, den Wert des Sicherheitsabstands in Abhängigkeit von der Versetzung der Stützplatte beim Auflegen des Patienten leicht zu ermitteln, aber ohne dabei den Neigungswinkel des Strahlerkopfes bezüglich der Konvergenzachse zu berücksichtigen.
Ferner können die Zunahmen von Radiusvektoren des Exzenters in einem bestimmten Massstab nach folgender Formel ausgeführt sein :
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Ra-R4 worin Rs der Radius des Wirkungsbereiches des Strahlerkopfes ist und R 4 der Radius des Wirkungsbereiches des Strahlerkopfes unter Berücksichtigung des Konver- genzwinkels ist.
Damit wird es möglich, eine Korrektur der Grösse des Konvergenzwinkels für die Ermittlung des Sicherheitsabstands einzuführen.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung der gegenseitigen Anordnung eines Strahlerkopfes und einer Stützplatte eines Behandlungstisches, Fig. 2 ein Funktionsschaltbild eines erfindungsgemässen Gammastrahlengerätes, Fig. 3 ein kinematisches Schema der Verbindung von Einrichtungen für die Versetzung der Stützplatte mit Umwandlern, eine Vergleichseinheit und einem Kurvenkörper, Fig. 4 ein Funktionsschaltbild eines Gammastrahlengerätes, Fig. 5 einen Getriebeplan der Verbindung der Einrichtungen für die Versetzung der Stützplatte mit Umwandlern, einer Vergleichseinheit und einem Nocken und Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Strahlerkopfes bei seiner Drehung in bezug auf die Achse um einen Konvergenzwinkel.
In Fig. 1 sind mehrere mögliche Stellungen des Strahlerkopfes --1-- in bezug zu einer Stützplatte eines Behandlungstisches bei der Versetzung des Strahlerkopfes von der Nullstellung (ausgezogene Linie) in senkrechter und waagrechter Richtung abgebildet.
Der Abschnitt OA entspricht einer Versetzung in senkrechter Richtung und wird mit "y" bezeichnet.
Der Abschnitt AB bestimmt die Grösse der Projektion des Sicherheitsabstands auf die Fläche der Stützplatte.
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Der Abschnitt "a" entspricht der halben Breite der Stützplatte.
In Fig. 1 ist auch der Wirkungsradius R, des Strahlerkopfes gezeigt (eine für jeden konkreten Gerätetyp konstante Grösse). Der Sicherheitsabstand R, soll immer etwas kleiner sein als Rg. u. zw. um einen Wert, der für eine freie Versetzung des Strahlerkopfes --1-- rings um die Stützplatte des Behandlungstisches ausreichend ist.
Aus Fig. 3 und 5 ist zu ersehen, dass mit jeder der Einrichtungen für die Versetzung der
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(Fig. l,Öffnungskontakt --18-- an die Einrichtung --3-- für die Steuerung des Verschlusses und an den Antrieb --2-- zur Versetzung des Strahlerkopfes und mit seinem Schliesskontakt-19-an Signali- sierungselemente --20 und 21-- geschaltet ist, die an einem Steuerpult --22-- bzw. einem manuell betriebenen Manipulator -23-- vorgesehen sind.
Das therapeutische Gammastrahlengerät hat folgende Funktionsweise :
In der Anfangsstellung wird der Strahlerkopf --1-- in eine Nullage gebracht, in der ein wirksames Strahlenbündel bei Bestrahlung streng senkrecht auf die Stützplatte des Behandlungstisches einfällt, auf die man den Patienten vor Beginn der Bestrahlung legt.
Die Einbettung des Patienten erfolgt so, dass sich der Krankheitsherd im Mittelpunkt einer Kreislinie befindet, die vom Strahlerkopf bei seiner Umlaufbewegung um den Patienten beschrieben wird. Hiefür werden die Versetzungen der Stützplatte in waagrechter und lotrechter Richtung durchgeführt, was mit Hilfe der Einrichtung --5-- für die waagrechte Versetzung und der Einrich-
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und dabei das Aufnahmeelement -10-- und den Exzenter --9-- dreht. Der Stellmotor --8-- dreht sich so lange, bis das Abweichungssignal am Eingang des Verstärkers --11-- gleich Null ist, d. h. bis das Aufnahmeelement --10-- genau die gleiche Winkelstellung wie das Geberelement --7-- des Nachlaufsystems --6-- einnimmt.
Hiedurch erfolgt die Übertragung der Querversetzung der Stützplatte
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bequemen Betriebes montiert werden.
Bei der Versetzung der Stützplatte in lotrechter Richtung mittels der Einrichtung --4-- wird die Bewegung dem Exzenter -12- übertragen.
Infolge dieser Versetzungen der Stützplatte dreht die Tastspitze --14-- das Sonnenrad des
Differentialgetriebes --13-- um einen Winkel, der der Grösse y-proportional ist, worin R, der Sicherheitsabstand bei einer Rotationsbewegung des Strahlerkopfes und y die Grösse der lotrechten Versetzung der Stützplatte ist.
Die Tastspitze --15-- dreht das andere Sonnenrad des Differentialgetriebes --13-- um einen Winkel, der x + a gleich ist, worin x die Grösse der Querversetzung der Stützplatte und a die halbe Breite der Stützplatte ist.
Das mechanische Differentialgetriebe --13-- führt das algebraische Addieren der Versetzungsgrössen der Tastspitzen --14 und 15-- aus und überträgt gleichzeitig das Ergebnis dieser Addition in eine Drehung des Nockens --16--, der vorher mit seinem Vorsprung um einen bestimmten Winkel gegenüber dem Mikroschalter --17-- verdreht ist.
Wenn der Abstand AB gleich x + a wird, so ist der Drehwinkel des Nockens --16-- in bezug auf den Mikroschalter --17-- gleich Null, und der Nocken --16-- betätigt mit seinem Vorsprung den Mikroschalter, der auslöst und mit seinem Öffnungskontakt --18-- die Einrichtung --3-- zur Steuerung des Verschlusses und des Antriebs --2-- zur Versetzung des Strahlerkopfes abschaltet und mit seinem Schliesskontakt -19- die Signalisierungselemente --20 und 21-- einschaltet.
Wenn am Handmanipulator -23-- ein Signal erscheint, dass der Strahlerkopf --1-- bei seiner Bewegung mit der Stützplatte des Behandlungstisches in Berührung kommen kann, so muss das Bedienungspersonal erneut die Einbettung des Patienten auf dem Behandlungstisch durchführen. Die Einbettung des Patienten wird auf solche Weise vorgenommen, dass die Signalisierungselemente - 20 und 21-nicht ansprechen, d. h. dass kein Zusammenstoss erfolgt.
Nach der richtigen Einbettung geht das Bedienungspersonal aus dem Behandlungsraum, in dem das Gammastrahlengerät und der Handmanipulator stehen, in den Bedienungsraum und stellen an einem Steuerpult --22-- alle erforderlichen Parameter für die jeweilige Rotations- bzw. Mehrfelder-Bestrahlung ein (in Abhängigkeit davon, nach welcher Methode die Bestrahlung erfolgt.)
Wenn im Prozess der Bestrahlung die Verschiebung der Stützplatte des Behandlungstisches infolge irgendwelcher Defekte am Behandlungstisch oder infolge eines vom Bedienungspersonal zuge-
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lassenen Fehlers erfolgt, und dabei diese Verschiebung die maximal mögliche Grösse für ein gefahr- loses Durchgehen des Strahlerkopfes rings um die Stützplatte mit dem darauf liegenden Patienten übersteigt,
so löst der Mikroschalter --17-- unter Einwirkung des Nockens --16-- aus und schaltet die Einrichtung --3-- zur Steuerung des Verschlusses und des Antriebs --2-- für die Versetzung des Strahlerkopfes ab. Dabei schliesst sich der Verschluss, und der Strahlerkopf - wenn er in Be- wegung war-bleibt stehen. Am Steuerpult --22-- werden die Signalisierungselemente betätigt, die die Möglichkeit eines Zusammenstosses anzeigen.
Nach der Beseitigung einer Störungsursache, wovon das Abschalten der Signalisierungselemente zeugt, kann die Behandlung fortgesetzt werden.
Eine ähnliche Bau- und Funktionsweise hat auch ein therapeutisches rotationskonvergentes Gammastrahlengerät.
Der Hauptunterschied dieses Gerätes besteht in einer grossen Beweglichkeit des Strahlerkopfes, d. h., dass dieser nicht nur in bezug auf die Umlaufachse sondern zusätzlich auch in bezug auf die Konvergenzachse beweglich ist. Für diesen Zweck weist der Strahlerkopf einen Konvergenzantrieb auf.
Die Neigung des Strahlerkopfes bezüglich der Konvergenzachse verringert wesentlich den Sicherheitsabstand des Gerätes und erfordert es, zusätzliche Einrichtungen und Elemente in das Gerät einzuführen, die es ermöglichen, die Sicherheit des Patienten zu gewähren, die Möglichkeit eines Zusammenstosses des Strahlerkopfes mit der Stützplatte bei seiner Bewegung auszuschliessen und gleichzeitig die für die Einbettung des Patienten erforderliche Zeit zu reduzieren.
Die Verminderung der Zeit für die Einbettung des Patienten verringert ihrerseits die für die gesamte Behandlung notwendige Zeit, wodurch die Durchsatzfähigkeit der Behandlungszimmer für Strahlentherapie erhöht wird.
Das Gerät enthält einen an einem Stativ (auf den Zeichnungen nicht gezeigt) befestigten Strahlerkopf-24-- (Fig. 4, 5) mit einem Strahlerkopfantrieb --25-- für eine Rotationsbewegung und einem Antrieb --26-- für eine Längsbewegung des Strahlerkopfes und einer Einrichtung - zur Steuerung des Verschlusses sowie einen Behandlungstisch (nicht dargestellt) mit einer Einrichtung --28-- zur waagrechten Versetzung und einer Einrichtung --29-- zur senkrechten Versetzung der Stützplatte.
Ein Nachlaufsystem --30-- ist mit einem Einstellelement --31-- kinematisch mit der Einrichtung --28-- für die Querversetzung der Stützplatte und elektrisch mit einem Aufnahmeelement --32-- verbunden, das an einen Stellmotor --33-- über einen Verstärker --34-- ange- schlossen wird.
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--33-- ist--37-- des Konoids-35-- kinematisch mit der Einrichtung --29-- zur Senkrechtversetzung der Stützplatte verbunden ist.
Ein Nachlaufsystem --38-- ist mit seinem Einstellelement --39-- kinematisch mit dem Konvergenzantrieb --26-- des Strahlerkopfes --24-- und elektrisch mit einem Aufnahmeelement --40-- verbunden, das an einen Stellmotor --41-- über einen Verstärker --42-- angeschlossen ist.
Der Stellmotor --41-- des Nachlaufsystems --38-- ist kinematisch mit dem Aufnahmeelement - dieses Systems mit der Drehachse des Exzenters --43-- einer Exzentereinrichtung - und mit einer Einrichtung --45-- für manuelle Einführung des Konvergenzwinkels verbun-
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der Tastspitze --50-- einer Konoideinrichtung --36-- und mit dem andern Sonnenrad mit der Tastspitze --51-- einer Exzentereinrichtung --44-- verbunden, und durch die Achse von Umlaufrädern mit der Achse eines Nockens --52-- und mit einer Einrichtung --53-- für die manuelle Einführung der Werte des Wirkungsbereiches verbunden, die einen Hebel --54-- mit dem darauf befestigten Index --55-- und eine unbewegliche Skala --56-- enthält.
Der Nocken --52-- ist an einer Achse mit der Möglichkeit der Einwirkung auf einen Mikroschalter-57-- angeordnet, der mit seinem Öffnungskontakt --58-- in den Stromversorgungskreis ier Einrichtung für die Steuerung des Verschlusses und der Antriebe --25 und 26-- für die Rota-
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tion bzw. die Konvergenz und mit seinem Schliesskontakt-59-an den Stromversorgungskreis von Signalisierungselementen-60 und 61-geschaltet ist, die an einem Handmanipulator --62- bzw. an einem Steuerpult -63- montiert sind.
Dieses therapeutische rotationskonvergente Gammastrahlengerät hat folgende Funktionsweise :
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genzachsen in eine Nullage gebracht.
Die Einbettung des Patienten erfolgt auf eine solche Weise, dass der Krankheitsherd im Mittelpunkt der Kreislinie liegt, die vom Strahlerkopf bei seiner rotationskonvergenten Bewegung mit offener Strahlenquelle bezüglich des unbeweglich auf der Stützplatte liegenden Patienten beschrieben wird.
Bei Einbettung des Patienten führt man Versetzungen der Stützplatte in waagrechter und senkrechter Richtung aus, was mittels der Einrichtung -28-- für die Querversetzung und der Einrich- tung --29-- für die Senkrechtversetzung der Stützplatte erfolgt.
Dabei wird das Einstellelement --31-- des Nachlaufsystems --30-- in eine entsprechende Winkelstellung gebracht. Die Spannung von seinem Eingang, die dem Drehwinkel proportional ist, gelangt an das Aufnahmeelement --32--, von dessen Ausgang ein Abweichungssignal durch den Verstärker - -34-- zum Stellmotor --33- gelangt, der sich unter Einwirkung der verstärkten Spannung zu drehen beginnt. Dabei dreht sich das Aufnahmeelement --32-- und versetzt mit Hilfe der kinematischen Kopplung das Konoid --35-- in fortschreitende Bewegung. Der Stellmotor --33-- dreht sich so lange, bis das Abweichungssignal am Eingang des Verstärkers --34-- gleich Null ist, d. h., bis das Aufnahmeelement --32- genau die gleiche Winkelstellung wie das Einstellelement --31-des Nachlaufsystems -30-- einnimmt.
Bei Versetzung der Stützplatte in senkrechter Richtung wird die Bewegung von der Einrich- tune --29- four die Senkrechtversetzung der Stützplatte unter Zuhilfenahme einer kinematischen Kopplung zur Drehung der Achse --37-- des Konoids --35-- übertragen. Infolge dieser Versetzungen der Stützplatte dreht die Tastspitze --50-- der Konoideinrichtung --36-- ein Sonnenrad des mechanischen Differentialgetriebes -49-- um einen Winkel, der dem Radius Rl proportional ist, der sich nach folgender Formel ergibt :
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worin x die Grösse der waagrechten Versetzung der Stützplatte, a die Grösse der halben Breite der Stützplatte (eine konstante Grösse) und y die Grösse der Senkrechtversetzung der Stützplatte ist.
Bei Neigung des Strahlerkopfes --24-- um einen Winkel a bezüglich der Konvergenzachse ver-
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Dabei kann der Neigungswinkel des Strahlerkopfes bezüglich der Konvergenzachse mit Hilfe des Nachlaufsystems --38-- eingeführt werden, dessen Einstellelement --39-- in der Getriebekette des Antriebs -26-- für die Konvergenz des Strahlerkopfes aufgestellt ist. Bei Neigung des Strahlerkopfes-24-um den vorgegebenen Winkel bezüglich der Konvergenzachse kommt die diesem Winkel proportionale Spannung am Aufnahmeelement --40-- an, von dessen Ausgang ein Abweichungssignal
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zum Stellmotor-41-- gelangt,- gleich Null ist, d. h., bis das Aufnahmeelement --40-- genau die gleiche Winkelstellung wie der Einsteller --39-- des Nachlaufsystems einnimmt.
Der Neigungswinkel des Strahlerkopfes bezüglich der Konvergenzachse kann auch mit Hilfe der Einrichtung --45-- für die manuelle Einführung des Konvergenzwinkels eingestellt werden. Das erlaubt, die Zeit der Einbettung des Patienten zu reduzieren, da es keine Prüfung des Sicherheitsabstands mit Hilfe der Einschaltung des Antriebs --26-- für die Konvergenz und Drehung des Strahlerkopfes um den vorgegebenen Winkel erforderlich macht. Dieser Winkel wird mit Hilfe des
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Hebels --46-- mit dem darauf befestigten Index --47-- nach der Skala --48-- eingeführt. Es wird üblicherweise ein für die Behandlung maximal erforderlicher Winkel eingestellt. Nach der Einbet- tung des Patienten wird der Index --47-- mit dem Hebel --46-- in die Nullage gebracht.
Bei Drehung des Exzenters --43-- der Exzentereinrichtung --44-- dreht die Tastspitze - das andere Sonnenrad des mechanischen Differentialgetriebes --49-- um einen Winkel, der der Änderung des Sicherheitsabstands bei der Umlaufbewegung des Strahlerkopfes in Abhängigkeit von den Neigungswinkeln des Strahlerkopfes bezüglich der Konvergenzachse proportional ist, d. h., um einen Winkel, der R-R proportional ist.
Das mechanische Differentialgetriebe --49-- führt eine algebraische Addition der Versetzungs- grössen der Tastspitzen der Konoideinrichtung --36-- und der Exzentereinrichtung --44-- aus und überträgt gleichzeitig das Ergebnis dieser Addition in eine Drehung des Nockens --52--, der vorher mit seinem Vorsprung um einen dem Sicherheitsabstand proportionalen Winkel in bezug auf den Mikroschalter --57-- verdreht wird.
Der Winkel der vorherigen Schwenkung des Vorsprungs des Nockens --52-- kann mit dem Hebel - einer Einrichtung --53-- für die Einführung des Wirkungsradius geändert werden. Dabei wird der Index --55-- nach der Skala --56-- gegenüber der Markierung eingestellt, die einem bestimmten Wirkungsradius entspricht. Der Wirkungsradius ist für jedes Gerät eine bei der Umlaufbewegung konstante Grösse.
Beim Zusammenfallen des jeweiligen Umlaufradius mit dem Sicherheitsabstand, d. h., wenn Rl = R3 ist, ist der Drehwinkel des Nockens --52-- bezüglich des Mikroschalters --57-- gleich Null, und der Nocken wirkt mit seinem Vorsprung auf den Mikroschalter ein, der auslöst und mit seinem Öffnungskontakt --58-- die Einrichtung --27-- für die Steuerung des Verschlusses und der Antriebe --25 und 26-- für die Versetzung des Strahlerkopfes abschaltet und mit seinem Schliesskontakt --59-- den Stromversorgungskreis der Signalisierungselemente --60 und 61-- schliesst.
Wenn am Handmanipulator --62-- ein Signal auftritt, dass der Strahlerkopf --24-- infolge seiner Bewegung mit der Stützplatte in Berührung kommen könnte, führt das Bedienungspersonal erneut die Einbettung des Patienten so durch, dass die Signalisierung nicht auslöst.
Wenn bei der Bestrahlung die Verschiebung der Stützplatte des Behandlungstisches (infolge irgendwelcher Defekte bzw. Fehler des Bedienungspersonals) erfolgt oder die für die Bestrahlung des jeweiligen Patienten maximal zulässige Lage des Strahlerkopfes in der Konvergenzachse überschritten wird und dabei diese Grössen die maximal für ein gefahrloses Umrunden der Stützplatte durch den Strahlerkopf zulässigen Grössen übertreffen, wird der Mikroschalter --57-- auslösen und den Stromversorgungskreis der Einrichtung --27-- für die Steuerung des Verschlusses und der Antriebe der Umlaufbewegung und Konvergenz abschalten. Dabei schliesst der Verschluss, und der Strahlerkopf-wenn er in Bewegung war-bleibt stehen.
Am Steuerpult --63-- lösen die Signalisierungselemente --61-- aus und geben ein Signal über die Möglichkeit eines Zusammenstosses. Nach der Beseitigung der Strömungsursache, wovon die Abschaltung der Signalisation zeugt, kann die Behandlung fortgesetzt werden.
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The invention relates to a therapeutic gamma ray device, consisting of one on one
Tripod-mounted spotlight head with a device for controlling the closure of a gamma ray bundle and a spotlight head drive for a rotational movement around and, if appropriate, for a longitudinal movement to a rotation axis which runs parallel to the longitudinal axis of a support plate of a treatment table, which has an immovable substructure, and the support plate for a patient to be placed thereon, which is connected to devices for their displacement in the horizontal and vertical directions perpendicular to the axis of rotation of the spotlight head.
Known gamma-ray devices have a radiator head attached to a tripod
Drive for the adjustment of the same with respect to an axis of rotation or on an axis of rotation and convergence and with a control of the closure, a treatment table with a fixed base, which a support plate for a patient, with devices for their displacement in horizontal and perpendicular direction is connected, a control panel, a manual
Control and blocking elements.
With the aid of these known devices, the irradiation of patients can take place not only in a conventional manner by means of a static field but also with the aid of motion radiation or with the aid of static multi-field radiation.
In the case of motion radiation, the emitter head rotates with an open radiation source around a patient who is immobile on a support plate of the treatment table.
In the case of the static multi-field method, the emitter head is referenced to the circulation and
Axes of convergence are offset and the treatment is carried out with a shielded radiation source, the closure only shifting into the specified one when the emitter head is set
Angular position opens.
As a rule, the distance between the emitter head and the support plate of the treatment table is limited by the design parameters (external dimensions and weight) of the respective therapeutic gamma device.
When positioning the patient on the treatment table, it is important to be aware of the horizontal and vertical movements of the support plate, since these sizes must not exceed certain limit values of a safety distance.
If, when the patient is lying on the treatment table, the displacement sizes of the support plate exceed the safety distance (e.g. in the case of an eccentric position of a tumor in the patient), the spotlight head can touch the support plate or the patient when moving, causing the device to fail or an injury to the patient could be caused.
In the practical application of these known devices in clinics, the operating personnel do not know after the patient has been positioned whether the spotlight head can collide with the support plate.
Therefore, a special check of the safe positions of the spotlight head and the support plate must be carried out.
This test is usually carried out by the operating personnel by moving the spotlight head with the aid of a lever of the spotlight head drive.
The spotlight head is adjusted around the patient, who is immobile on the support plate, with the closure closed. If the emitter head touches the support plate or the patient during such a test, another positioning and testing must be carried out and this until the emitter head passes the support plate freely without touching it and the patient.
Accordingly, a major disadvantage of the known devices is a lengthy procedure of positioning the patient, and even the presence of blocking elements such. B. Limit switches do not exclude the possibility of the spotlight head colliding with the support plate during the irradiation. The known switch-off elements respond at the moment of the collision of the emitter head with the support plate or with the patient and do not rule out the possibility of collisions.
The prolonged period of storage of the patient in the known devices in turn causes an increase in the duration of treatment, i. H. a reduction in throughput
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of the treatment cabinets for radiation therapy and at the same time an increase in the radiation exposure of the operating personnel, who is in the immediate vicinity of the radiation head.
So z. B. according to US-PS No. 3, 783, 251 and GB-PS No. 1, 362, 673, an algorithm to reduce collisions of support plate and lamp head during the irradiation process and entered into a computer system . However, these solutions are complex.
The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the known devices and
Creation of a device that reduces treatment time and increases radiation protection.
The invention is based on a technical problem, the kinematic interaction of the
Coordinate devices which are responsible for the movement of the support plate of the treatment table with the patient lying thereon in relation to the movable radiator head, so that the possibility of the radiator head colliding with the support plate or with the patient during the positioning of the patient is already present To be able to prevent radiation and to shorten the time to embed the patient.
In a gamma-ray device of the type mentioned at the outset, the objects are achieved in that the devices for the horizontal and vertical displacement of the support plate of the treatment table are kinematically connected to a respective converter, which is the size of the value of the distance of the outermost end of the support plate from the axis of rotation in the form of the mechanical movement of at least one probe tip, which is kinematically connected to a comparison unit via a differential gear or
which comparison unit is coupled to the device for controlling the closure and at least one spotlight head drive and, if the value of the distance of the outermost end of the support plate from the axis of rotation is equal, with a predetermined value which is smaller than the distance of the spotlight head from the axis of rotation Device for controlling the shutter and switching off the lamp head drive.
With the gamma radiation device according to the invention, it is possible to determine the size of the possible displacements of the support plate of the treatment table horizontally and vertically already when the patient is embedded on the treatment table, because the comparison unit responds in the event that the size of the respective movement exceeds a permissible distance switches off and gives the operating personnel an instruction to move the patient differently so that the distance does not exceed the minimum permissible safety distance.
In a preferred embodiment it is provided according to the invention that the transducers are formed by profiled eccentrics on which probe tips slide, which in turn are kinematically connected to the comparison unit in the form of a mechanical differential gear, with the probe tip tracking the transverse displacement of the support plate being coupled to its one sun gear and with the other sun gear of which the vertical displacement of the support plate is followed by a probe tip and a cam is mounted on the rotating gear axis of the differential gear, which actuates a microswitch which, with its opening contact, enters the power supply circuit of the device for controlling the shutter and the lamp head drive and is connected with its make contact in the power supply circuit of a signaling device.
In such an embodiment, all displacements of the support plate with the converters, with the comparison unit and the cam can be easily coordinated. The eccentric kinematically connected to the probe tip tracking the vertical displacement makes it possible to determine the dependence of the change in the projection of the safety distance on the level of the horizontal displacement of the support plate on its vertical displacements.
The execution of the comparison unit in the form of a differential gear makes it possible to add algebraically the sizes from the probe tips of the eccentric to the latter; get on wheels, the result is transferred to the cam.
The cam is arranged on the planetary gear axis of the differential gear and has the possibility of acting on the microswitch, i. H. the projection of the cam is at one
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In another embodiment according to the invention it is provided that the eccentric which implements the transverse displacement of the support plate with the device for driving the support plate
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a follower system is connected, which has an adjusting and a receiving element, which are coupled synchronously by means of an amplifier and a servomotor, all elements of the follower system - apart from the transmitter element - the eccentrics, the differential gear and the cams in the
Base of the treatment table are mounted.
It is possible to accommodate all components in the immovable base of the treatment table, which is particularly convenient for the operation of the device.
In a further embodiment of the gamma-ray device according to the invention which, in addition to the emitter head drive for a rotational movement about the axis of rotation, also has a drive for a longitudinal movement of the emitter head with respect to the axis of rotation, it is proposed that a conoid device be used as a device for converting the displacements of the support plate of the treatment table a conoid is provided, which is symmetrical to an axis that is perpendicular to its axis of rotation, that a probe tip, two tracking systems with setting and receiving elements, amplifiers and servomotors, an eccentric device with a symmetrical eccentric and a probe tip, devices for manual Introduction of the values of the convergence angle and the radius of action of the spotlight head,
A mechanical differential gear, a cam, a microswitch and signaling elements are provided such that the axis of rotation of the conoid is kinematically connected to the device for the vertical displacement of the support plate and the conoid itself to a servomotor and to a receiving element of the tracking system, the setting element of which is kinematically connected to the device for the transverse displacement of the support plate of the table, the axis of rotation of the eccentric is kinematically connected to the device for the manual introduction of the convergence angle, to the receiving element and the servomotor of a tracking system which is kinematically coupled to the convergence drive by the setting element,
and that the mechanical differential gear is connected to the one sun gear with the probe tip of the conoid device and with the other sun gear with the probe tip of the eccentric device and through the axis of the planet gears with the device for the manual introduction of the value of the effective range and with the axis of rotation of the cam, with which the microswitch can be actuated, which is connected with its opening contact in the power supply circuit of the device for controlling the closure and the lamp head drives and with its make contact in the power supply circuit of the signaling elements.
Such a gamma-ray device makes it possible to simply kinematically coordinate all displacements of the support plate with the converters, the comparison unit and the conoid. Here
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an additional correction by hand by means of the device for the manual introduction of the convergence angle during the positioning of the patient or automatically during the irradiation with the aid of the tracking system for the introduction of the convergence angle.
The increases in radius vectors of the conoid are carried out on a certain scale according to the following formula:
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Such a formula or technical solution for the conoid makes it possible to easily determine the value of the safety distance depending on the displacement of the support plate when the patient is placed on it, but without taking into account the angle of inclination of the radiator head with respect to the axis of convergence.
Furthermore, the increases in radius vectors of the eccentric can be carried out on a certain scale according to the following formula:
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Ra-R4 where Rs is the radius of the effective range of the emitter head and R 4 is the radius of the effective range of the emitter head, taking into account the convergence angle.
This makes it possible to introduce a correction to the size of the convergence angle for the determination of the safety distance.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in the drawings. 1 shows a schematic illustration of the mutual arrangement of an emitter head and a support plate of a treatment table, FIG. 2 shows a functional circuit diagram of a gamma-ray device according to the invention, FIG. 3 shows a kinematic diagram of the connection of devices for displacing the support plate with converters, a comparison unit and a cam body, Fig. 4 is a functional circuit diagram of a gamma-ray device, Fig. 5 is a transmission diagram of the connection of the devices for displacing the support plate with converters, a comparison unit and a cam, and Fig. 6 is a schematic representation of an emitter head as it rotates with respect to the axis around a convergence angle.
In Fig. 1, several possible positions of the heater head --1-- are shown in relation to a support plate of a treatment table when the heater head is displaced from the zero position (solid line) in the vertical and horizontal directions.
The section OA corresponds to a displacement in the vertical direction and is designated by "y".
Section AB determines the size of the projection of the safety distance onto the surface of the support plate.
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Section "a" corresponds to half the width of the support plate.
In Fig. 1, the radius of action R, the radiator head is shown (a constant for each specific device type). The safety distance R should always be slightly smaller than Rg. U. between a value that is sufficient for a free displacement of the spotlight head --1-- around the support plate of the treatment table.
3 and 5 it can be seen that with each of the devices for the transfer of the
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(Fig. L, opening contact --18-- to the device --3-- for controlling the shutter and to the drive --2-- for moving the spotlight head and with its closing contact -19-on signaling elements - 20 and 21-- is connected, which are provided on a control panel --22-- or a manually operated manipulator -23--.
The therapeutic gamma radiation device works as follows:
In the initial position, the spotlight head --1-- is brought into a zero position, in which an effective beam of rays falls on the support plate of the treatment table, on which the patient is placed before the start of the radiation.
The patient is embedded in such a way that the focus of the disease is at the center of a circular line which is described by the radiator head as it rotates around the patient. For this purpose, the displacements of the support plate are carried out in the horizontal and vertical directions, which is done with the help of the device --5-- for the horizontal displacement and the
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while rotating the receiving element -10-- and the eccentric --9--. The servomotor --8-- rotates until the deviation signal at the input of the amplifier --11-- is zero, i.e. H. until the receiving element --10-- takes exactly the same angular position as the encoder element --7-- of the tracking system --6--.
The transfer of the transverse displacement of the support plate takes place in this way
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easy operation.
When moving the support plate in the vertical direction using the device --4--, the movement is transmitted to the eccentric -12-.
As a result of these displacements of the support plate, the probe tip --14-- rotates the sun gear of the
Differential gear --13-- through an angle that is proportional to the size y, where R, the safety distance when the lamp head rotates and y is the size of the vertical displacement of the support plate.
The stylus tip --15-- turns the other sun gear of the differential gear --13-- by an angle that is equal to x + a, where x is the size of the transverse displacement of the support plate and a is half the width of the support plate.
The mechanical differential gear --13-- carries out the algebraic addition of the displacement quantities of the probe tips --14 and 15-- and at the same time transfers the result of this addition into a rotation of the cam --16--, which previously protruded by a certain amount Angle to the microswitch --17-- is rotated.
If the distance AB becomes x + a, the angle of rotation of the cam --16-- with respect to the microswitch --17-- is zero, and the cam --16-- actuates the microswitch with its projection triggers and with its opening contact --18-- switches off the device --3-- for controlling the shutter and drive --2-- for moving the spotlight head and with its closing contact -19- the signaling elements --20 and 21-- switches on.
If a signal appears on the hand manipulator -23-- that the spotlight head --1-- can come into contact with the support plate of the treatment table during its movement, the operating personnel must again embed the patient on the treatment table. The patient is embedded in such a way that the signaling elements - 20 and 21 - do not respond, i. H. that there is no collision.
After the correct embedding, the operating personnel go from the treatment room, in which the gamma ray device and the hand manipulator are located, into the operating room and set all necessary parameters for the respective rotary or multi-field irradiation on a control panel --22-- (depending on of which method the radiation takes place.)
If, in the process of irradiation, the displacement of the support plate of the treatment table is due to any defects in the treatment table or as a result of
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error, and this displacement exceeds the maximum possible size for a safe passage of the spotlight head around the support plate with the patient lying on it,
the microswitch --17-- triggers under the action of the cam --16-- and switches off the device --3-- to control the shutter and the drive --2-- to move the spotlight head. The shutter closes and the spotlight head stops when it is in motion. At the control panel --22-- the signaling elements are activated, which indicate the possibility of a collision.
After eliminating a cause of the fault, which is indicated by the signaling elements being switched off, the treatment can be continued.
A therapeutic, rotationally convergent gamma-ray device also has a similar construction and function.
The main difference of this device is a great mobility of the spotlight head, i. that is, it is movable not only with respect to the revolving axis but also with respect to the convergence axis. For this purpose, the spotlight head has a convergence drive.
The inclination of the emitter head with respect to the axis of convergence significantly reduces the safety distance of the device and requires additional devices and elements to be introduced into the device which make it possible to ensure the safety of the patient, and to rule out the possibility of the emitter head colliding with the support plate during its movement while reducing the time required to embed the patient.
The reduction in the time for embedding the patient in turn reduces the time required for the entire treatment, which increases the throughput capacity of the treatment rooms for radiation therapy.
The device contains an emitter head-24-- (Fig. 4, 5) attached to a tripod (not shown in the drawings) with an emitter head drive --25-- for a rotational movement and a drive --26-- for a longitudinal movement of the Spotlight head and a device - for controlling the closure and a treatment table (not shown) with a device --28-- for horizontal displacement and a device --29-- for vertical displacement of the support plate.
An overrun system --30-- is kinematically connected with an adjusting element --31-- to the device --28-- for the transverse displacement of the support plate and electrically to a receiving element --32-- which is connected to a servomotor --33- - is connected via an amplifier --34--.
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--33-- is - 37-- of the conoid-35-- kinematically connected to the device --29-- for vertically displacing the support plate.
A tracking system --38-- is kinematically connected with its setting element --39-- to the convergence drive --26-- of the spotlight head --24-- and electrically to a receiving element --40-- which is connected to a servomotor - 41-- is connected via an amplifier --42--.
The servomotor --41-- of the tracking system --38-- is kinematically connected to the receiving element - this system with the axis of rotation of the eccentric --43-- an eccentric device - and to a device --45-- for manual insertion of the convergence angle -
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the probe tip --50-- a conoid device --36-- and connected to the other sun gear with the probe tip --51-- an eccentric device --44--, and by the axis of planet gears with the axis of a cam --52 - and connected to a device --53-- for the manual introduction of the values of the effective range, which contains a lever --54-- with the index --55-- attached to it and an immovable scale --56--.
The cam --52-- is arranged on an axis with the possibility of acting on a microswitch-57-- which, with its opening contact --58--, enters the power supply circuit for the device for controlling the closure and drives --25 and 26-- for the Rota-
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tion or the convergence and with its make contact-59-connected to the power supply circuit of signaling elements-60 and 61-which are mounted on a hand manipulator -62- or on a control panel -63-.
This therapeutic, rotationally convergent gamma-ray device works as follows:
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brought into a zero position.
The patient is embedded in such a way that the focus of the disease lies in the center of the circular line which is described by the radiator head during its rotationally convergent movement with an open radiation source with respect to the patient lying immovably on the support plate.
When the patient is embedded, the support plate is moved horizontally and vertically, which is done using the device -28-- for the transverse movement and the device --29-- for the vertical movement of the support plate.
The setting element --31-- of the tracking system --30-- is brought into a corresponding angular position. The voltage from its input, which is proportional to the angle of rotation, reaches the receiving element --32--, from whose output a deviation signal passes through the amplifier - -34-- to the servomotor --33-, which acts under the influence of the amplified voltage starts to turn. The mounting element --32-- rotates and sets the conoid --35-- in progressive motion with the help of the kinematic coupling. The servomotor --33-- rotates until the deviation signal at the input of the amplifier --34-- is zero, i.e. That is, until the receiving element --32- takes exactly the same angular position as the adjusting element --31-of the after-run system -30--.
If the support plate is displaced in the vertical direction, the movement from device --29- four transfers the vertical displacement of the support plate with the aid of a kinematic coupling for rotating the axis --37-- of the conoid --35--. As a result of these displacements of the support plate, the probe tip --50-- of the conoid device --36-- rotates a sun gear of the mechanical differential gear -49-- by an angle that is proportional to the radius Rl, which results from the following formula:
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where x is the size of the horizontal displacement of the support plate, a the size of half the width of the support plate (a constant size) and y is the size of the vertical displacement of the support plate.
If the emitter head is inclined --24-- by an angle a with respect to the convergence axis
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The angle of inclination of the spotlight head with respect to the convergence axis can be introduced with the help of the tracking system --38--, the setting element --39-- of which is set up in the gear chain of the drive -26-- for the convergence of the spotlight head. When the emitter head 24 is inclined by the specified angle with respect to the convergence axis, the voltage proportional to this angle arrives at the receiving element --40--, from whose output a deviation signal arrives
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reaches the servomotor-41--, - is zero, d. That is, until the receiving element --40-- takes exactly the same angular position as the adjuster --39-- of the tracking system.
The angle of inclination of the emitter head with respect to the axis of convergence can also be set using the device --45-- for manual insertion of the angle of convergence. This makes it possible to reduce the time for embedding the patient, since it does not require the safety distance to be checked by switching on the drive --26-- for the convergence and rotation of the spotlight head by the specified angle. This angle is determined using the
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Lever --46-- with the index --47-- attached to it on the scale --48--. A maximum angle required for the treatment is usually set. After the patient has been embedded, the index --47-- is brought to the zero position with the lever --46--.
When the eccentric --43-- of the eccentric device --44-- rotates, the probe tip - the other sun gear of the mechanical differential gear --49-- rotates by an angle that changes the safety distance during the orbital movement of the spotlight head depending on the angle of inclination of the emitter head is proportional to the axis of convergence, d. that is, an angle that is proportional to R-R.
The mechanical differential gear --49-- carries out an algebraic addition of the displacement quantities of the probe tips of the conoid device --36-- and the eccentric device --44-- and at the same time transfers the result of this addition into a rotation of the cam --52- - which is previously rotated with its projection by an angle proportional to the safety distance in relation to the microswitch --57--.
The angle of the previous pivoting of the projection of the cam --52-- can be changed with the lever - a device --53-- for the introduction of the radius of action. The index --55-- is set on the scale --56-- opposite the marking, which corresponds to a certain radius of action. The effective radius is a constant variable for each device during the orbital movement.
When the respective radius of rotation coincides with the safety distance, i. that is, when Rl = R3, the angle of rotation of the cam --52-- with respect to the microswitch --57-- is zero, and the cam acts with its projection on the microswitch, which triggers and with its opening contact - 58-- switches off the device --27-- for controlling the shutter and drives --25 and 26-- for moving the heater head and with its make contact --59-- switches the power supply circuit for the signaling elements --60 and 61- - closes.
If a signal appears on the hand manipulator --62-- that the spotlight head --24-- could come into contact with the support plate as a result of its movement, the operating personnel will again embed the patient so that the signaling does not trigger.
If the support plate of the treatment table is displaced during irradiation (as a result of any defects or errors by the operating personnel) or the maximum permissible position of the radiator head in the convergence axis for the irradiation of the respective patient is exceeded, and these sizes are the maximum for safely circumnavigating the If the support plate exceeds the permissible sizes due to the spotlight head, the microswitch --57-- will trip and switch off the power supply circuit of the device --27-- for the control of the shutter and the drives of the rotary movement and convergence. The shutter closes and the spotlight head stops when it was in motion.
At the control panel --63-- the signaling elements --61-- trigger and give a signal about the possibility of a collision. After eliminating the cause of the flow, which is indicated by the signaling being switched off, the treatment can be continued.
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