Einrichtung zur Bestrahlung von Lebewesen. Seit langer Zeit interessiert die Strahlen therapeuten die Frage, ob eine Strahlendosis, die auf einmal, das heisst innerhalb eines ver hältnismässig kurzen Zeitintervalles, etwa von einigen Minuten oder Stunden gegeben wird, anders wirkt als die gleiche Dosis, wenn sie "verzettelt", das heisst in mehreren durch längere bestimmte Zeitintervalle von einander getrennten Teilen verabfolgt wird.
Man hat zahlreiche Beobachtungen aus der therapeutischen Praxis zur Entscheidung herangezogen, auch viele theoretische Be trachtungen angestellt, dabei jedoch einen wichtigen Umstand nicht in seiner vollen Bedeutung berücksichtigt.
Durch irgendwelche bestimmte Zeitinter valle voneinander getrennte Bestrahlungen sind nämlich als rhythmische Prozesse auf zufassen. Die einzelnen Bestrahlungen fol gen in den meisten Fällen einander in regel mässigen Abständen, etwa jeden Tag, jede Woche, alle vier Wochen usw. Das heisst also, dass eine solche Strahlenbehandlung ein mit einer ganz bestimmten, sehr langsamen Frequenz verlaufender periodischer Eingriff in den bestrahlten Organismus ist. Sehr viele therapeutische Eingriffe an derer Art werden ebenfalls periodisch vor genommen.
Zum Beispiel werden Medika mente nicht zu jeder beliebigen Tageszeit ein genommen, sondern zu ganz bestimmten Stunden, oftmals auch zu Zeiten, die durch die Rhythmen der Ernährung bestimmt sind, wie "vor den Mahlzeiten", "nach den Mahl zeiten, "vor dem Schlaf" usw.
Auf der andern Seite verlaufen fast alle Funktionen des Menschen und anderer Lebe wesen, auch die einzelner Organe und Zellen derselben, in mehr oder weniger regel mässigen Rhythmen. Mithin wirken bei vie len Arten von therapeutischen Eingriffen, zu denen auch die überwiegende Mehrzahl der strahlentherapeutischen gehören, zwei Rhyth men oder Rhythmengruppen zusammen, die, in denen die Eingriffe erfolgen und die des Organismus.
Daher müssen, wie bei jedem Zusammen- . treffen zweier periodischer Vorgänge, Inter- ferenzerscheinüngen auftreten. Und diese können von ausschlaggebender Bedeutung für die Folgen der .Therapie sein, wenn die Rhythmen des Organismus mit denen der Eingriffe übereinstimmen.
Dies ist für die medikamentöse Therapie anerkannter Grundsatz, wenn er auch meist nicht in dieser Form ausgesprochen wird. Medikamentöse Therapie ist fast immer "Re- sonanztherapie". .
Man hat bisher selten daran gedacht, dass dieser Grundsatz auch in der Strahlenthera pie gelten muss. Zum Beispiel ist die Frage nach der Wirkung "verzettelter" Dosen nur dann theoretisch und experimentell richtig gestellt, wenn man die Beziehungen zwischen den Rhythmen der Bestrahlung und denen des bestrahlten Patienten als mindestens ebenso wichtige Versuchsvariable betrachtet als etwa die "richtige" Bemessung der Dosis.
Zwar hat man - hauptsächlich unter dem Druck unerwünschter Nebenerscheinungen auf gewisse langsame Rhythmen des Men schen Rücksicht zu nehmen gelernt, zum Beispiel bei der Röntgentherapie auf die weibliche Periode,. aber nicht geprüft, ob die Strahlentherapie sich. nicht auch andern Rhythmen, und zwar gerade den schnellen, zum Beispiel Atmung und Blutkreislauf, anpassen muss.
Diese und andere Überlegungen, ferner praktische Versuche. haben den Erfinder zu dem Ergebnis geführt, dass eine sehr wich tige Verbesserung der Strahlentechnik darin besteht, dass man den Strahlen einen Rhyth mus des Patienten einprägt.
Dazu bedarf es einer besonderen Einrich tung; die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung ausmacht.
Sie besitzt zur Hauptsache zwei Haupt bestandteile: 1. eine Vorrichtung zur Abnahme eines rhythmischen Prozesses von einem Lebe wesen (Rhythmenabnehmer); 2. eine mit der Vorrichtung 1 gekoppelte Vorrichtung zur schnellen und leichten Ver änderung von Ort oder Mass der Bestrahlung durch eine Strahlenquelle (Rhythmenein- präger).
Als Rhythmenabnehmer können Appa rate oder Teile von Apparaten Verwendung finden, wie sie zur Beobachtung und Regi strierung von Rhythmen von Lebewesen be reits ausgebildet worden sind, zum Beispiel Atmungs- oder Pulskurvenschreiber, nach dem sie dem vorliegenden Zweck angepasst worden sind.
Als Rhythmeneinpräger dient zweck mässig eine leicht und ohne grossen Energie aufwand schnell veränderliche Einrichtung, zum Beispiel auf Kugellagern laufende Lampenstative, flügelartige, leichtbewegliche Blenden, Widerstände, Strom- und Span nungswandler.
In den meisten Fällen wird der Rhyth mus als eine Hin- und Herbewegung ab genommen, die aber eine geringe Amplitude aufweist. Ihre Energie kann anderseits, zum Beispiel im Falle der Atembewegung, sehr gross sein; es ist aber auch in diesem Falle schwierig, diese Energie nutzbar zu machen.
Es bedarf daher meist einer dritten Einrich tung, die im allgemeinen zwischen Rhyth- menabnehmer und Rhythmeneinpräger anzu ordnen ist und die Art des abgenommenen Rhythmus oder seine Amplitude verwandelt,, zum Beispiel eine mechanische Bewegung in elektrische Schwingung übersetzt (Rhyth- menwandler). Der Rhythmenwandler ist in vielen Fällen zweckmässig als Relais aus gebildet. Zahlreiche Einrichtungen der gesam ten Fernübertragungstechnik können Ver wendung finden, biegsame Wellen, Druck luftkolben, elektrische Übertrager, nament lich Elektronenrelais, und andere.
Die -Art der Strahlenrhythmisierung kann sehr verschiedenartig sein. Bei der ersten, später beschriebenen. Ausführungs form wird zum Beispiel die Grösse des Be strahlungsfeldes rhythmisiert, also- der ganze zum Patienten gelangende Strahlenstrom, bei der zweiten der Bestrahlungsort. Durch andere Vorrichtungen, deren Beschreibung im einzelnen zu weit führen würde, kann_die Strahlenstarke rhythmisiert werden. Die' Farbe des zur Wirkung kommenden Lichtes kann rhythmisch wechseln, auch die Strahlen art, zum Beispiel in einer Phase Licht, in der andern Röntgenstrahlen.
Selbstverständlich können auch mehrere Rhythmen gleichzeitig vom Patienten ab genommen und der Strahlung eingeprägt werden, zum Beispiel Atem und Puls. Fer ner können die abgenommenen Rhythmen mehreren Rhythmeneinprägern zugeführt werden, wobei auch mehrere. Strahlenquellen erforderlich sein können.
Die Einrichtung nach der Erfindung hat sich unter anderem bei der Behandlung von Asthma bewährt.
Die Zeichnung veranschaulicht einige beispielsweise Ausführungsformen des Er findungsgegenstandes.
Beim ersten Beispiel (Fig.l) sind in einem Metallrahmen 1 zwei Flügel 2, 3 aus lichtundurchlässigem Material um die Ach sen 4, 5 leicht drehbar gelagert. Vier Beine gestatten, den Rahmen über den zu bestrah lenden Patienten in ausreichender Höhe zu stellen. Dieser ist in Rückenlage zu denken mit dem Kopf nach vorn, den Füssen nach hinten. Das Stützrohr 8 lässt sich mitsamt dem an ihm unten sitzenden Teller 9 nach unten senken und mit Brust oder Bauch des Patienten in Berührung bringen. In dieser Lage wird es an der Stange 10 fixiert und überträgt die Auf- und Abwärtsbewegungen, die beim Atmen auftreten, .durch die Hebel stange 11, an der die Stange 10 mit Hilfe des Ringes 12 gelenkig befestigt ist, auf die im Rahmen leicht schwingbar gelagerte Vierkantachse 13, um sie zu drehen.
Durch den an der Vierkantachse festsitzenden zwei armigen Hebel 14, die an diesem gelenkig befestigten Stangen 15, 16 und die Kurbeln 17, 18 überträgt sich diese Drehung ver grössert auf die Flügelachsen 4, 5. Die Flii- gel drehen sich also bei der Einatmung in die (dargestellte) senkrechte Stellung, bei der der Strahlenquelle 19 der Zutritt zu dem Patienten freigegeben ist, bei der Ausatmung dagegen klappen die Flügel zusammen unrl schneiden die Strahlen ab..
Wenn die Atem bewegung des Patienten klein ist, wird der Stellring 1.2 mit der an ihm sitzenden Trieb stange $, 9, 10 der Vierkantachse, näher geschoben und dort fixiert. Wünscht man bei der Einatmung die Strahlen 2u sperren und bei der Ausatmung freizugeben, was einer Phasenverschiebung um 180 Grad ent spricht, so werden Stellring und Triebstange ganz von der Hebelstange 11 abgenommen und auf die Hebelstange 7 aufgesetzt.
Die Schwingung der Vierkantachse lässt sich natürlich auch mit Hilfe von Schnur rädern und Schnüren öder auch durch Zahn räder vergrössert auf die Flügel übertragen. Unter Umständen kann auch die Verwen dung biegsamer Wellen von Nutzen sein.
Eine andere beispielsweise Ausführungs form des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 2 dargestellt.
Die Lichtquelle 20 befindet sich auf einer Drehscheibe 21, die im Fussgestell 22 in den Kugellagern 23 und 24 .sehr leicht um eine vertikalliegende Achse drehbar gelagert ist. Ein kleiner Elektromotor 25 dreht diese Drehscheibe mit Hilfe des Reibrades 26. Bei dieser Drehung bestreicht der Strahlenkegel den auf einem Bett 27 liegenden Patienten 28- je nach der Drehrichtung von den Füssen nach dem Kopf zu oder umgekehrt.
Der Motor 25 wird nun durch die Atmungsbewe- gung des Patienten mit Hilfe der in Fig. 3a und 3b besonders dargestellten Einrichtung gesteuert. Diese besitzt einen um den Kör per des Patienten herumgelegten Gurt aus unelastischem Material, .dessen freie Enden in Fig. 3a mit 2,9@ bezeichnet sind. Auf dem einen Ende dieses Gurtes- sind zwei Lager böcke 30, 31 angenietet. Diese werden von. den Schenkeln eines Drahtbügels 32 so durchsetzt, dass er leicht in den Böcken gleiten kann. Am rechten Ende des Bügels greift das zweite Ende 29 des Gurtes an.
Wenn der Patient einatmet, bewegt sich da her der Bügel in den Lagerböcken nach rechts, beim Ausatmen wird er durch die Druckfedern 33, 34 wieder zurückbewegt. Auf den Schenkeln des Drahtbügels sind vier mit Kontaktstücken 39, .40, 41, 42 ver sehene Scheiben aus Isoliermaterial 35, 36, 37, 38 befestigt. Bei einer Bewegung des Drahtbügels nach rechts berühren die Kon taktstücke 39 und 41 die Gegenkontakt- stücke 43 und 44, welche auf einer Scheibe 45 angebracht sind.
Die ebenfalls aus _ Iso liermaterial bestehende Scheibe 45 ist auf der Vierkantstange 4G verschiebbar und wird bei der angenommenen Bewegung nach rechts mitgenommen. Bei der umgekehrten Bewe gung (also beim Ausatmen des Patienten) werden zunächst die Kontakte zwischen 39 und 44, 41 und 43 aufgehoben und sofort darnach. Kontakt zwischen 40 und 44, 42 und 43 hergestellt.
Die Scheibe 45 gleitet bei Fortsetzung der Atmungsbewegung auf der Vierkantachse 46 wieder zurück. , Die Einrichtung stellt, wie leicht ersicht lich ist, einen zweipoligen Kommutator dar, der durch die Atmungsbewegung in Tätig keit gesetzt wird.
Durch diesen Kommutator - wird mit Hilfe bekannter und ,daher in der Zeichnung nicht dargestellter Stromverbindungen der Elektromotor 25 unmittelbar oder gegebenen falls unter Zwischenschaltung von Relais bei Beginn der Einatmung eingeschaltet und bei Beginn der Ausatmung reversiert. Auf diese Weise kommt eine im Atmungsrhythmus des Patienten verlaufende, pendelnde Bewe gung des Strahlenkegels zustande, so dass der Patient im Rhythmus seines Atems von den Strahlen bestrichen wird.
Statt den Motor zu reversieren, kann man auch mit Hilfe der beschriebenen Einrich tung ein Wechselgetriebe betätigen, um die Umsteuerung der Drehrichtung zu bewirken.
Bei der Einrichtung entsprechend Fig. 4 sind auf das eine Ende eines ähnlichen Gurtes -50, wie er in der Einrichtung nach Fig. 3 beschrieben ist, wiederum zwei Lager böcke 51, 52 aufgenietet, durch die eine Vierkantstange & 3 leicht gleitend hindurch läuft. An ihrem freien Ende greift das an dere Ende des um den Patienten gelegten Gurtes 50 an. Bei der Einatmung bewegt sie sich nach rechts, bei der Ausatmung infolge der Druckfedern 54 nach links.
Ein Teil der obern Seite der Vierkantachse ist mit feinen Zähnen versehen, in die ein an der Feder 55 befestigter Stift 5:6 -eingreift. Die Hin- und Herbewegungen der Vierkant- stange 53 bewirken aufeinanderfolgende Auf- und Abwärtsbewegungen ,des Stiftes 56. Das auf der Feder 5,5 sitzende Kontakt stück 57 berührt bei jeder Abwärtsbewegung des Stiftes 5ss das Kontaktstück 58, das seinerseits an der Feder 59 befestigt ist. Die Kontakte 57 und 58 -sind selbstverständlich voneinander isoliert.
Beim Hin- und Her gehen der Vierkantstange entstehen also eine Reihe von aufeinanderfolgenden Kon taktschlüssen, welche dazu ausgenutzt wer den, den Drehtisch nach Fig. 2 zu steuern.
Dies geschieht, indem an der senkrechten Achse -dieses Tisches in dem Gehäuse 70 eine Hemmungsvorrichtung eingebaut wird. Eine beispielsweise Ausführungsform einer sol chen ist in Fig. 5 in der Draufsicht schema tisch dargestellt. Auf der Achse 71 sitzt ein Zahnrad 72. In dieses greift ein um die Achse 73 drehbarer Hemmungskörper 74 ein, und zwar bei eingeschaltetem Elektromagne ten 75 auf der rechten, bei ausgeschaltetem auf der linken Seite.
(Die erforderliche Fe der zur Rückwärtsbewegung der Hemmungs vorrichtung ist nicht dargestellt.) Während der Bewegung des Hemmungskörpers dreht sich das Zahnrad 72 um eine oder um mehrere Zähne je nach Geschwindigkeit der Drehung weiter und dementsprechend . auch die Drehscheibe 21 und die auf ihr befind liche Lichtquelle. Das Reibrad 26 übt, so lange die Hemmungsvorrichtung sperrt, nur ein Drehmoment aus.
Dieses muss, damit eine pendelnde Bewegung der Drehscheibe 21 zustande kommt, während der Einatmungs- phase in der einen Richtung wirken und während der Ausatmungsphase in der ent gegengesetzten. Der Elektromotor 25 ist dementsprechend bei jedem Phasenwechsel zu reversieren. Das wird wiederum durch die Bewegungen des Gurtes bewirkt, indem die beschriebenen Einrichtungen nach h'ig. 3, 4 und 5 kombiniert werden.
Die Reversion kann statt dessen von der Drehscheibe 21 aus erfolgen, indem sie auf Schaltorgane aufläuft, welche die nötigen Umschaltungen bewirken.