Радиационная головкавсесоюзна?!мошо~т?л'ш':?:.й^й' б|-:

 

2848I6

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 17Х.1968 (№ 1240220/31-16) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08Л.1973. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 09.1V.1973

М. Кл. А 61п 5/00

Комитет по дела» изобретений и открытий при Сввете Министров

СССР

УДК 621 089.83.002.5:

615 849 7(088 а) Авторы изобретения

А. Б. Литван, А. 3. Атовмьин, В. И. Гордон, И. А. Давыдова и Б. П. Мазанько

Заявитель

РАДИАЦИОННАЯ ГОЛОВКА

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

Широко иззестны радиационные головки, содержащие защитный кожух с источником ионизирующего излучения и механизмами управления пучком излучения. Недостатком известных радиационных головок является то, что управление пучком осуществляется .в два этапа: включение-выключение и формирование поля облучения (диафрагмирование) .

Включение-выключение пучка осуществляет .первичную коллимацию излучения. Регулировка размеров поля облучения производится специальными диафрагмирующими устройствами, выполненными в виде подвижных блоков из защитного материала, перемещаемых с помощью отдельных средств, При этом материал защиты используется нерационально.

Так, в радиационных головках с подвижным источником излучения:необходима раздельная защита источника излучения в рабочем положении и в положении хранения, что утяжеляет защиту, В радиационных головках с неподвижным источником излучения излишний расход защитного материала:вызван необходимостью перекрытия коллимирующего отверстия в рабочем положении.

Увеличение веса защиты является нежелательным фактором в связи с требованиями наибольшей подвижности радиационных головок и повышения надежности средств узврав5 ления пучком.

Предлагаемая радиационная головка отличается от известных тем, что в ней смонтировано устройство, содержащее механизмы установки элементов затвора в процессе его от10 крывания в заранее заданное взаимное положение, определяющее размеры и форму пучка.

Такая головка позволяет совместить процессы включения и выключения и формирования пучка с переменными объемными пара15 метрами с помощью одних и тех же защитных блоков.

Применяемые в современной дистанционной лучевой терапии источники гамма-излучения из радиоактивного кобальта-60 имеют актив20 ность .порядка 4000 — 6000 кюри и требуют защиты с кратностью ослабления порядка 10с.

Изобретение позволяет без применения дополнительных защитных средств получать за пределами поля облучения в наименее защи25 щенных участках ослабление прямого пучка от 10 до 10, тогда как диафрагмы всех известных гамма-аппа|ратов обеапечивают ослабление луч|ка не боле:е, чем в 100 ip.aa.

Это достигается благодаря тому, что систеЗО ма включения-выключения источника в радиационной головке совмещена с системой регу284816 лируемого ограничения пучка и содержит несколько пар блоков защитного материала, расположенных один под другим по направлению пучка излучения. Блоки перемещаются в прорези защитного контейнера радиационной головки навстречу друг другу в одной общей плоскости.

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

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

На фиг. 1 изображена предлагаемая радиационная головка в разрезе (при сдвинутых защитных блоках); .на фиг. 2 — сечение по

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение по Б — Б на фиг, 2 при выключенном источнике; на фиг. 4 — сечение по Б — Б на фиг. 2 при включенном источнике; на фиг. 5 — сечение по

 — В на фиг. 1; на фиг. 6 — сечение по à — Г на фиг. 1.

Предлагаемая радиационная головка содержит основание 1, корпус 2, защитный контейнер 8 с находящимся в нем источником излучения 4,,набор пар подвижных защитных блоков 5 вЂ, 7 — 8, 9 — 10, 11 — 12, 13 — 14, 15 — 16, приводы 17 — 18 перемещения пар подвижных блоков, замок 19 (см. фиг. 6), определитель поля 20 с оптическим устройством 21, имитирующим облучаемое поле. Пары блоков 15—

lá, 11 — 12 и 7 — 8 имеют одинаковое направление скоса вертикальных торцовых плоскостей 22 — 28, 24 — 25, 26 — 27, обращенных к пучку излучения и образующих угол 45 с направлением их движения. .Пары блоков 13 — 14, 9 — 10 н 5 — б также имеют одинаковое направление скоса торцовых плоскостей 28 — 29, 80 — 81, 82 — 88, которые расположены под углом 90 к плоскостям

22 — 27, образуя вместе с последними отверстие для .выхода излучения, имеющее пирамидальную форму.

Блоки каждой из упомянутых пар согласованно движутся в направляющих 84, 85 во взаимно противоположных направлениях, т. е. по направлению к главной оси пучка излучения или от нее. При этом расстояния от каждого блока одной из пар до оси пучка сохраняются равными между собой.

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

Силовой электромагнит привода 17 содержит корпус 86 с катушкой 87, допускающий поступательное движение в кронштейне 88, закрепленном на корпусе 2 радиационной головки;

Якорь 89 электромагнита снабжен тягой 40 с поперечным пазом 41, куда входит палец 42 кривошипа 43, жестко закрепленного а оси

44, установленной в корпусе 2 и допускающей вращение. Ось 44 снабжена поводками 45, 46, 5 47, пальцы 48, 49, 50 которых входят в поперечные пазы блоков 15, 11, 7, а также поводками 51 и 52, на которых шарнирно с помощью осей 58 и 54 установлена серьга 55, пальцы которой 56, 57, 58 входят в поперечЮ ные пазы блоков 16, 12, 8. Серьга 55 несет на себе ролик 59, который взаимодействует с направляющим упором 60, закрепленным на корпусе 2 головки. Якорь 89 электромагнита также снабжен плунжером 61, сжимающим

15 объем воздуха, заключенного .в корпусе 86, в конце рабочего хода якоря, что исключает жесткие удары.

Якорь 89 связан с пружиной 62 обратного хода, свободным концом упир ающейся в

20 стенку кронштейна 88.

На корпусе 86 силового электромагнита установлен толкатель 68, положение которого определено пазом 64 кулачка 65, закрепленного на оси бб, установленной в корпусе 2 ro25 ловки и допускающей вращение.

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

З0 Шатун 70 параллелограммного механизма, несущий на себе стержень 71 определителя поля, параллелен шатуну 72 со стержнем 73, параллельным стержню 71.

Управляющий обод 74, установленный на

35 корпусе 2, допускающий поворот,. сцеплен своим пазом с пальцем 75 кривошипа 67, осуществляющего сдвигание или раздвигание стержней 71 и 78 определителя поля.

Аналогичным образом устроен привод 18, 40 перемещающий пары блоков 5 — б, 9 — 10, 18—

14. Устройство для установки стержней 76 и 77 снабжено ободом.

Оба привода 17 и 18 связаны с одним и тем же замком 19. На якоре 78 управляющего

45 магнита замка 19 укреплены два поводка, один из которых — поводок 79 — через рычаг

80 с осью вращения 81 связан с поводком 82, установленным на оси корпуса 36 силового электромагнита и допускающим вращение.

50 Якорь 89 несет на себе кронштейн 83 с роликовым упором 84. В то же время поводок 82 замка снабжен торцовым клином 85, который удерживает рычаг 80 под роликовым упором

84 в конце хода якоря на открывание, преодо55 левая при этом усилие пружины 62 обратного хода.

Корпус 2,радиационной головки установлен на основании 1 и может вращаться. Оп снао- жен зубчатым ободом 86 и приводным уст60 ройством 87.

Описываемая радиационная головка работает следующим образом.

Для установки поля требуемой величины при закрытом источнике излучения 4 вклю65 чают источник света оптического устройства

284816

21, имитирующего пучок ионизирующего излучения.

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

Вращение обода 74 вызывает поворот вала и кулачка 65 с пазом 64, при этом происходит смещение толкателя 68 и связанного с ним корпуса 86 относительно якоря 89, т. е. задается величина рабочего хода якоря 89 при последующем включении катушки 87 силового электромагнита, Втягивание якоря 89 в катушку 87 при включенном электромагните вызывает раздвигание пар блоков 7 — 8, 11 — 12, 15 — 16 под действием поворота связанных с ними поводков 45, 46, 47 и 51, 52, а также серьги 55.

При этом упомянутые блоки устанавливаются своими вертикальными плоскостями 26 — 27, 24 — 25, 22 — 28 касательно к граням пирамиды, проходящим через край источника излучения 4, ограничивая поперечное сечение пучка излучения в одном направлении в соответствии с величиной, заданной стержнями 71 и 78 определителя поля.

Регулировку размера поля в перпендикулярном направлении производят с помощью обода 88 определителя поля таким же образом.

Привод 18 раздвигает блоки 5 — 6, 9 — 10, 18—

14 аналогично вышеописанному. Вертикальные торцовые плоскости 28 — 29, 80 — 81, 82 — 38 блоков устанавливаются при этом касательно к другим граням пирамиды, проходящим через край источника излучения 4 и ограничивают поперечное сечение пучка излучения в другом направлении в соответствии с величиной, заданной стержнями 76, 77 определителя поля.

Замок 19 удерживает все блоки в раскрытом положении. Обмотка управляющего электромагнита замка 19 включается в конце хода якоря 89 силового электромагнита на открывание. После этого питание катушки 87 силового электромагнита;выключается и замок 19 удерживает блоки в раскрытом положении.

Для этого якорь 78 с поводком 79 удерживает рычаг 80 и связанный с ним поводок 82 в положении, при котором торцовый клин 85 находится под роликовым упором 84. Пружина

62 обратного хода, сжатая при ходе якоря 89 на открывание, стремится вернуть якорь 89 в исходное положение, оставаясь запертой клином 85.

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

ЗО

Под действием той же пружины 62 якорь 89 силового электромагнита также отходит в левое положение, поворачивая ось 44 и возвращая пары блоков 7 — 8, 11 — 12, 15 — 16 в сомкнутое положение.

В результате поворота серьги 55 с роликом

59,:взаимодействующим с направляющим упором 60, в конце хода на закрывание плоскость стыка блоков 15 — 16 переходит дальше центральной оси пучка излучения, плоскость сты;ка блоков 11 — 12 проходит через эту ось, а плоскость стыка блоков 7 — 8 не доходит до оси на некоторую величину.

Одновременно с этим аналогичным образом сдвигают па ры блоков 18 — 14, 9 — 10 и

5 — 6. Этим достигают полную защиту от проникновения излучения.

Предмет изобретения

1. Радиационная головка, выполненная в виде защитного кожуха с источником ионизирующего излучения и механизмом управления, отличающаяся тем, что, с целью совмещения процессов включения и выключения и формирования пучка с переменными объемными параметрами одними и теми же защитными блоками, в ней смонтирован механизм для установки элементов затвора в процессе открывания в заранее заданное взаимное положение, определяющее размер и форму пучка.

2. Радиационная головка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью улучшения защиты за пределами поля облучения, уменьшения веса защиты и повышения надежности средств управления пучком, механизм установки элементов затвора в заранее заданное положение содержит несколько пар блоков из защитного материала, например вольфрама, расположенных один под другим по направлению пучка излучения с торцовыми поверхностями под углом, например, 90 друг к другу в соседних парах блоков, приводы перемещения блоков в направлении, преимущественно перпендикулярном оси пучка, определитель поля, задающий пределы разведения блоков и средства управления при водами.

3. Радиационная головка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью усиления защиты, упрощения конструкции и повышения надежности, упомянутые пары блоков из защитного материала расположены в одной общей плоскости одна над другой по направлению пучка излучения и блоки каждой из упомянутых пар, перемещаемые в общей плоскости, перпендикулярной оси излучения, имеют торцовые поверхности, обращенные к пучку излучения, расположенные под углом к направлению их перемещения, 284816 авиа б

Составитель E. Лаицбург

Техред Т. Курилко Корректор Н. Прокуратова

Редактор В. Рыбалова

Заказ 747/1 Изд. № 1177 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 41б

Типография, пр. Сапунова, 2