Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения

Полезная модель относится к медицине, в частности к источникам радиоактивного излучения, применяемым в брахитерапии, изготавливаемых в виде контейнеров или капсул малого размера, соединяемых с направляющим тросом. Заявляемый в качестве полезной модели высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения направлен на обеспечение гибкого соединения корпуса с тросом и достижения высоких доз радиоактивного излучения. Указанный результат достигается тем, что высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения, содержит помещаемую в корпус из нержавеющей стали капсулу из титана или ванадия в виде полой загерметизированной с двух концов трубки с размещенным в ней радиоактивным материалом и присоединяемый к корпусу гибкий трос. В качестве радиоактивного материала используют порошок оксида иттербия (Yb₂O₃), обогащенный по изотопу ¹⁶⁸Yb до содержания 35,8±0,3 атомных процентов, подвергаемый нейтронному излучению до получения активности от 0,5 Ки до 15 Ки. 4 з.п.ф. 1 илл.

Полезная модель относится к медицине, в частности к источникам радиоактивного излучения, применяемым в брахитерапии, изготавливаемых в виде контейнеров или капсул малого размера, прочно соединяемых с направляющим тросом.

Известен источник радиоактивного излучения для брахитерапии, содержащий корпус в виде капсулы для размещения в ней радиоактивного материала и направляющий трос, снабженный цилиндрическим концом, на поверхности которого выполнены круговые канавки. Капсула снабжена гладкостенной цилиндрической полостью, в которую вводится цилиндрический конец троса с канавками. После введения конца троса в полость, стенки капсулы, окружающие цилиндрическую полость, обжимаются, образуя неразъемное соединение (RU 2357774 [1]). Недостатком известного устройства является сложность его изготовления, поскольку титан является весьма хрупким материалом, а размеры капсул и участка троса с канавками имеют очень малые размеры. Например, наружный диаметр капсулы равен примерно 1,06 мм, а внешний диаметр полости, в которую вставляется конец троса, составляет около 1,09 мм. Кроме того, при обжиме конца троса стенками капсулы зачастую происходит разрушение стенок из-за хрупкости титана, что влечет за собой снижение выхода годного.

Известен высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения (US 2009246126 [2]), который содержит в качестве радиоактивного материала тулий-170, который покрыт слоем золота, например, в виде фольги, и помещен в корпусе в виде капсулы из титана или нержавеющей стали. К капсуле присоединен трос, который позволяет вводить источник в организм человека через катетер и извлекать его.

Недостатком известного устройства является то, что трос присоединяется либо с помощью эпоксидного клея, что является относительно непрочным материалом, либо с помощью сварки. В этом случае приходится сваривать разнородные металлы, что бывает затруднительно с точки зрения технологии.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является известный источник радиоактивного излучения, используемый в брахитерапии (US 2010099940 [3]). Источник содержит корпус в виде трубки из титана, в которой размещается природный тулий-169 в форме проволочки малого диаметра (примерно 0,45-0,65 мм), который частично покрывается золотом, являющимся рентгенографическим маркером, либо напылением, либо обертыванием в фольгу. После размещения тулия в трубке из титана, последняя герметизируется в помощью пробок, присоединяемых к трубке лазерной сваркой. После этого полученная таким образом капсула размещается в ядерном реакторе и тулий-169 активизируется в результате воздействия на него нейтронного излучения путем превращения тулия-169 в тулий-170.

Недостатком известного устройства является то, что корпус источника выполнен из титана, что затрудняет присоединение к нему гибких тросов, позволяющих беспрепятственно вводить источник радиоактивного излучения в организм пациента и извлекать его.

Заявляемый в качестве полезной модели высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения направлен на обеспечение гибкого соединения корпуса с тросом и достижения высоких доз радиоактивного излучения.

Указанный результат достигается тем, что высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения, содержит помещаемую в корпус из нержавеющей стали капсулу из титана или ванадия в виде полой загерметизированной с двух концов трубки с размещенным в ней радиоактивным материалом и присоединяемый к корпусу гибкий трос.

Указанный результат достигается также тем, что средство герметизации полости капсулы выполнено в виде шариков из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки лазерной сваркой.

Указанный результат достигается также тем, что средство герметизации полости капсулы выполнено в виде втулок в форме усеченных конусов из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки лазерной сваркой.

Указанный результат достигается также тем, что средство герметизации полости капсулы выполнено в виде Т-образных втулок из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки лазерной сваркой.

Указанный результат достигается также тем, что в качестве радиоактивного материала используют порошок оксида иттербия (Yb₂O₃), обогащенный по изотопу ¹⁶⁸ Yb до содержания 35,8±0,3 атомных процентов, подвергаемый нейтронному излучению до получения активности от 0,5 Ки до 15 Ки.

Выполнение корпуса из нержавеющей стали позволяет относительно легко присоединять к нему гибкий трос выполненный из того же материала. Выполнение же из титана размещаемой в нем капсулы с радиоактивным материалом обусловлено тем, что для активации источника его помещают в поток нейтронного излучения, которое обладает такой интенсивностью, что вызывает нагрев капсулы до температур выше температуры плавления стали. Поэтому выполнение капсулы из такого тугоплавкого материала как титан позволяет подвергать ее облучению нейтронным потоком с требуемой для активации мощностью, а ее размещение внутри корпуса из нержавеющей стали позволяет решить проблему присоединения к нему гибкого троса. Кроме того, нержавеющая сталь является инертным материалом, что позволяет использовать предлагаемый источник радиоактивного излучения для введения внутрь организма пациента. Для того, чтобы исключить потери радиоактивного материала, помещаемого внутрь капсулы при ее перемещениях в зону облучения, при сборке источника и т.п., целесообразно герметизировать капсулу, поскольку потери радиоактивного материала влекут и экономические потери, обусловленные его высокой ценой и могут привести к радиоактивному заражению технологических помещений. Герметизацию можно осуществлять любым из известных методов (например, расплющиванием концов трубки, запрессовкой в торцы втулок и т.д.). Наиболее целесообразно осуществлять герметизацию с использованием шариков или втулок в форме усеченных конусов или Т-образных втулок из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки лазерной сваркой.

Использование в качестве радиоактивного материала порошка оксида иттербия (Yb ₂O₃), обогащенного по изотопу ¹⁶⁸ Yb до содержания 35,8±0,3 атомных процентов позволяет обеспечить достижение высоких доз облучения предлагаемым источником. Кроме того, для этого же капсулу с порошком оксида иттербия (Yb ₂O₃) подвергают нейтронному излучению до получения активности от 0,5 Ки до 15 Ки. Флакс и флюенс излучения, необходимого для этого, подбирают экспериментальным или расчетным путем.

Сущность заявляемого устройства поясняется примером реализации и чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства с различными вариантами герметизации титановой капсулы.

Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения содержит корпус 1, выполненный из нержавеющей стали к которому любым из известных способов (лазерной сваркой, сваркой в атмосфере аргона, шарнирным соединением) присоединен гибкий трос 2. Внутри корпуса 1 размещена капсула из титана или ванадия в виде полой трубки 3, загерметизированной с использованием шариков 4 или втулок в форме усеченных конусов 5 или Т-образных втулок 6 из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки 3 лазерной сваркой. Внутри капсулы размещен порошок 7 оксида иттербия (Yb ₂O₃), обогащенный по изотопу ¹⁶⁸Yb до содержания 35,8±0,3 атомных процентов.

Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения изготавливается следующим образом. В трубку 3 из титана или ванадия помещают порошок 7 оксида иттербия (Yb₂O₃), обогащенный по изотопу ¹⁶⁸Yb до содержания 35,8±0,3 атомных процентов и герметизируют с использованием шариков 4 или втулок в форме усеченных конусов 5 или Т-образных втулок 6 из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки 3 лазерной сваркой. После этого капсулу помещают под поток нейтронов ядерного реактора до получения активности от 0,5 Ки до 15 Ки. Капсулу с активированным радиоактивным материалом помещают в корпус 1, выполненный из нержавеющей стали к которому присоединен гибкий трос 2 и помещают в контейнер из свинца.

Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения используется следующим образом. Для облучения опухолевой ткани в организме пациента, источник вводится в организм известными методами, используемыми в брахитерапии и удерживается в нем до получения тканью требуемой дозы, после чего извлекается с помощью гибкого троса.

Работа устройства не описывается, поскольку оно не содержит движущихся узлов и деталей и используется в статике.

1. Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения, содержащий помещаемую в корпус из нержавеющей стали капсулу из титана или ванадия в виде полой загерметизированной с двух концов трубки с размещенным в ней радиоактивным материалом и присоединяемый к корпусу гибкий трос.

2. Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения по п.1, отличающийся тем, что средство герметизации полости капсулы выполнено в виде шариков из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки лазерной сваркой.

3. Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения по п.1, отличающийся тем, что средство герметизации полости капсулы выполнено в виде втулок в форме усеченных конусов из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки лазерной сваркой.

4. Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения по п.1, отличающийся тем, что средство герметизации полости капсулы выполнено в виде Т-образных втулок из титана или ванадия, присоединяемых к торцам трубки лазерной сваркой.

5. Высокодозовый микроисточник радиоактивного излучения по п.1, отличающийся тем, что в качестве радиоактивного материала используют порошок оксида иттербия (Yb₂O ₃), обогащенный по изотопу ¹⁶⁸Yb до содержания 35,8±0,3 ат.%, подвергаемый нейтронному излучению до получения активности от 0,5 до 15 Ки.