Ротационно-конвергентный гамматерапевтический аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («> 553767 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 070275 (21) 2105715/13 (51) ф,. Кл.2

A 61 N 5/10 с присоединением заявки HоГосударственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 050879 Вюллетень Но 29

Дата опубликования описания 050879 (53) УДК 615. 475 (088. 8) (72) Авторы

Г.Г.Кадыков, Л.M.Êîãàí, Ю.М,Марова, A,И.Москалев, ретЕ ия Н.Н.Попков, В.Г.Демин, В.A.Федотов и В.С.Яровой (71) Залвитвль

<54 РОТАЦИОННО-КОНВЕРГЕНТНЫЙ ГАММА-ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ

АППАРАТ

Изобретение относится к медицинс- кой технике, а именно к аппаратам для лечения злокачественных новообразований методом лучевой терапии.

Известен ротационно-конвергентный гамма-терапевтический аппарат Рокус-M, содержащий радиационную головку с приводами ротации и конвергенции и механизмом управления затвором, лечебный стол с основанием, опорной панелью и с механизмом ее вертикального и поперечного перемещений, пульт управления и ручной.манипулятор (1).

Однако известный аппарат не иеклю- 5 чает столкновения радиационной головки с опорной панелью лечебного стола при рс1тационно-йднвергентном многопольном статическом облучении.

Целью изобретения является исключение столкновений радиационной головки с опорной панелью лечебного стола при ротационно-конвергентном и многопольном статическом облучении.

Эта цель достигается тем, что ротациойно-конвергентный гамма-терапевтический аппарат дополнительно содержит коноидньтй механизм с коноидом, выполненным симметричным относитель- З0 но оси, перпендикулярной к оси его вращения, со щупом, две следящие системы с задающим и принимающим эле- . ментами и исполнительными двигателями, эксцентриковый механизм с симметричным эксцентриком и щупом, механизмы ручного ввода узла конвергенции и радиуса обметания головки, механический дифференциал, кулачок, микропереключатель и элементы сигнализации,; при этом ось вращения коноида кинематически связана с механизмом вертикального перемещения опорной панели, а сам коноид - с исполнительным двигателем и с принимающим элементом следящей- системы, через задающиЙ элемент кинематически связанной с механизмом поперечного перемещения опорной панели стола, вращающаяся ось эксцентрика кинематически связана с механизмом ручного ввода узла конвергенции, с принимающим элементом и с исполнительным двигателем следящей системы, ерез задающий элемент кинематически связанной с приводом конверген" ции, механический дифференциалодним колесом связан со щупом коноилного механизма, другим— с<р щупом эксцентрикового механизма

553767 а осью сателлитов — с механизмом ручного ввода радиуса обметания и с вращающейся осью кулачка, установленного с возможностью воздействия на микропереключатель, последовательчо включенный своим размыкающим контактом в цепь питания механизма управ- 5 ления затвором и приводов перемещейия радиационной головки,а замыкают им — в цепь питания элементов сигнализации, установленных на пульте управления и ручном манипуляторе.

Коноид может быть выполнен в фор- ме объемного вращающегося тела; эксцентрик целесообразно установить так, что ось егссимметрии проходит через точку соприкосновения щупа с )5

его поверхностью при нулевом положении радиационной головки по оси конвергенции, а каждый из механизмов ,ручного ввода может состоять из рукоятки с закрепленным на ней индек- 20 сом и неподвижной шкалой.

На фиг. 1 изображена функциональная схема ротационно-конвергентного гамма-терапевтического аппарата; на фиг. 2 — схема взаимного расположения радиационной головки и опорной гане25 ли стола; на фиг. 3 — радиационная головка при повороте относительно оси конвергенции на угол с(.

Аппарат содержит радиацйонную головку 1 с приводом 2 ротации и приводом 3 конвергенции и механизмом

4 уйравлення затвором, механизм 5 поперечного и.механизм б вертикального перемещений опорной панели (на чертежах не показана) ° Следящая сис35 тема 7 своим задающим элементом 8 кинематически связана с механизмом 5 поперечного перемещения опорной панели и электрически — с принимающим элементом 9, подключенным к исполни- 40 тельному двигателю 10.

Исполнительный двигатель: 10 кинематически связан с принимающим элементом 9 следящей системы 7 и коноидом 45

11 коноидного механизма 12, причем ось 13 вращения, коноида 11 кинематически связана с механизмом б вертикального перемещения опорной панели.

Следящая система 14 своим зада- 50 ющим элементом 15 кинематически связана с приводом 3 конвергенции радиационной головки 1 и электрически с принимающим элементом 16, подклю ченными к исполнительному двигате- 55 лю 17.

Исполнительный двигатель 17 следящей системы 14 кинематически связан с принимающим элементом 16 этой системы, с вращающейся осью эксцентрика 18 эксцентрикового механизма 19 и с механизмом 20 ручного ввода угла конвергенции, содержащим рукоятку 21 с закрепленными на ней индексом 22 и неподвижную

65 шкалу 23. механический дифференциал 24 кинематически связан одним колесом со щупом 25 коноидного механизма 12, другим — co щупом 26 эксцентрикового механизма 19, а осью сателлитов с вращающейся осью кулачка 27 и с механизмом 28 ручного ввода радиуса обметания, содержащим рукоятку 29 с закрепленными на ней индексом 30 и неподвижную шкалу 31.

Кулачок 27 установлен на вращающейся оси с возможностью воздействия на микропереключатель 32, последовательно включенный размыкаюшим контактом 33 в цепь питания механизма 4 управления затвором к приводов 2, 3 соответственно ротации и конвергенции,а замыкающим контактом 34 — в цепь питания элементов 35 и 36 сигнализации, установленных соответственно на ручном манипуляторе 37 и на пульте 38 управления.

Ротационно-конвергентный гамматерапевтический аппарат работает следующим образом.

В исходном состоянии радиационную головку 1 устанавливают в нулевое положение, в котором при облучении рабочий пучок излучения будет падать строго перпендикулярно к опорной панели лечебного стола, на которую укладывают пациента перед началом сеанса облучения.

Пациента укладывают так, что патологический очаг находится в центре сферы, описываемой радиационной головкой при ее ротационно-конвергентном движении относительно пациента.

Для этого перемещают опорную панель в поперченом и вертикальном направлениях механизмами 5 и б. При этом задающий элемент 8 следящей системы

7 устанавливается в соответствующее угловое положение. Напряжение на его выходе, пропорциональное углу поворота, поступает на принимающий элемент 9, с выхода которого сигнал рассогласования поступает через- усилитель 39 на исполнительный двигатель 10, который под действием усиленного напряжения начинает вращаться, поворачивая при этом принимающий элемент 9 и сообщая коноиду 11 поступательное движение посредством кинематической связи. Исполнительный двигатель 10 вращается до тех пор, пока сигнал рассеивания на входе усилителя не будет равен нулю, т.е. пока принимающий элемент 9 не займет такого же точно углового положения, что и задающий элемент 8 следящей системы 7 °

При перемещении опорной панели в вертикальном направлении от механизма б вертикального перемещения опорной панели движение посредством кинематической связи передается на вращение оси 13 коноида 11. В результате этих перемещений опорной панели шуп

553767

25 коноидного механизма 12 поворачивает одно колесо механического дифференциала 24 на угол, пропорциональный текущему радиусу ротации (R p), который описывается следующей формулой:

50 тр. (х + )

2 где х — величина поперечного перемещения опорной панели; а — половина ширины опорной панели (величина постоянная); 10 у — величина вертикального перемещения опорной панели.

На фиг. 2 показана схема опорной панели лечебного стола при его смещении от нулевого положения в вертикальном и поперечном направлениях.

Отрезок ОД соответствует смещению по вертикали, ДК вЂ” смещению физической середины опорной панели в поперечном направлении, а отрезок 0Е величине текущего радиуса ротации для рассматриваемого, случая. Текущий радиус ротации является функцией от двух независимых переменных: величин вертикального и поперечного перемещений опорной панели. Радиус обметания Rpp радиационной головки при ротационном движении (величина постоянная) для каждого конкретного .типа аппарата и радиус безопасности — 30

R, несколько меньший, чем R po, на величину, достаточную для беспрепятственного перемещения радиационной головки вокруг опорной панели стола.

При повороте ротационной головки

1 на угол K по оси конвергенции (см. .фиг. 3) радиус обметания В уменьшается на величину R pp — Rp,„ в зависимости от угла конвергенцйи. На фиг. 3 показан этот уменьшительный радиус R pwo.- 40При этом угол поворота радиационной головки по оси конвергенции может быть .введен при помощи следящей системы 14, задающий элемент 15 которой установлен к кинематической це- 45 пи.привода 3 конвергенции радиационной головки. При повороте радиационной головки 1 на заданный угол по оси конвергенции напряжение, пропорциональное этому заданному углу, поступает на принимающий элемент 16, с выхода которого сигнал рассогласования поступает через усилитель 40 на исполнительный двигатель 17. Последний под действием усиленного напряжения начинает вращаться, поворачивая при этом принимающий элемент 16 и эксцентрик,18 эксцентрикового механизма 19. Исполнительный двигатель

17 будет вращаться до тех пор, пока сигнал рассогласования на входе усилителя 40 не будет равен нулю, т.е. пока принимающий элемент 16 не займет такого же точно ° углового положения, что и задающйй элемент 15 следящей системы 1 4. 65

Угол поворота радиационной головки по оси конвергенции может быть также введен при помощи механизма 20

-ручного ввода угла конвергенции, что позволяет сократить время укладки, так как не требуется проверка радиуса безопасности путем включения привода 3 конвергенции. При этом рукояткой 21 с закрепленными на ней индексом 22 по шкале 23 устанавливается величина максимального угла поворота радиационной головки по оси конвергенции. После проверки индекс 23 посредством рукоятки 21 устанавливается на нулевой отсчет.

При повороте, эксцентрика 18 эксцентрикового механизма 19 щуп 26 поворачивает другое колесо механического дифференциала 24 на угол, пропорциональный измерению радиуса безопасности при ротационном движении головки от углов поворота радиационной головки по оси конвергенции. механический дифференциал осуществляет алгебраическое сложение величин перемещений щупов коноидного механизма 12 и эксцентрикового механизма 19 и одновременно передает результат этого сложения на вращение .кулачка 27, который предварительно. развернут своим выступом на некоторый, пропорциональный радиусу безопасности, угол относительно микропереключателя 32. Угол предварительного поворота выступа кулачка 27 может быть изменен посредством рукоятки 29 механизма 28 ввода радиуса обметания.

При этом индекс 30 устанавливается по шкале 31 напротив отметки, соответствующей определенному радиусу обметания. Радиус обметания для каждого аппарата является вели щной пост оянн ой при. рот аци он н ом движении .

При совпадении текущего радиуса ротации с радиусом безопасности, т.е. когда Rpa,= В .,угол поворота кулачКа

27 относительно микропереключателя

32 становится равным нулю, кулачок

27 выступом воздействует на микропереключатель,который срабатывает и размыкающим контактом 33 снимает питание с механизма 4 управления затвором и приводов перемещения радиационной головки, и замыкающим контактом 34 включает питание на элементы 35 и 36 сигнализации.

После того как на ручном.манипуляторе 37 появится сигнализация о том, что радиационная головка может войти в контакт-с опорной панелью лечебного стола при ее движении во время облучения, вновь производят укладку так, чтобы сигнализация не срабатывала.

После правильной укладки переходит из процедурного помещения, где установлены аппарат и ручной манипулятор, в помещение операторской, где установлен пульт 38 управления, с помощью которого задаются все парамет553767

1. Ротационно-конвергентный гамма-терапевтический аппарат, содержащий установленную на штативе Радиационную головку с приводами ротации и конвергенции и с механизмом управления затвором, лечебный стол с основанием, опорной панелью и с механизмами ее вертикального и поперечного перемещений, пульт управления и ручной манипулятор, о т л и чающий с я тем, что, с целью исключения столкновений радиационной головки с опорной панелью лечебного стола при ротационно-конвергентном и многопольном статическом облучении, он дополнительно содержит коноидный механизм с коно-. идом, выполненным симметричным отно45

55 ры облучения и подаются сигналы на

*еремещения радиационной головки и открытие затвора.

Если в процессе облучения произойдет смещение опорной панели лечебного стола (вследствие каких-либо неисправностей или ошибок обслуживающего 5 персонала)или произойдет превышение максимально возможного для облучения пациента положения радиационной головки по оси конвергенции и при этом эти величины превысят максимально 10 возможное для безопасного прохождения радиационной головки вокруг опорной панели, то сработает микропереключатель 32, который отключая питание механизма 4 управления затвором и приводов ротации и конвергенции. При этом затвор закроется, а радиационная головка, если она двигалась, останавливается.

На пульте 38 управления срабатывают элементы 36, подавая сигнал о возможности аварийной ситуации. После устранения неисправностей, о чем свидетельствует отключение сигнализации, сеанс лечения может быть про,должен. Применение предлагаемого аппа-. раТа позволяет значительно сократить время укладки пациента при одновременном предупреждении возможных аварийных ситуаций для ротационно-конвергентного и многопольного статистического облучения, вследствие чего повышается пропускная способность кабинетов лучевой терапии, уменьшается лучевая нагрузка на о6служивающий персонал, обеспечивается повышение безопасности при клинической эксплуатации аппарата„,.

Формула изобретения

40 сительно оси, перпендикулярной к оси его вращения, со щупом, две следящие системы с задающим и принимающим элементами и исполнительными двигателями, эксцентриковый механизм с симметричным эксцентриком и щупом механизмы ручного ввода угла конвер генции и радиуса обметания головки, механический дифференциал, кулачок, микропереключатель и элементы сигна-. лизации,при этом ось вращения коноид4 кинематически.связана с механизмом вертикального перемещения опорной панели,а сам коноид - с исполнитель-, ным.двигателем и с принимающим элементом. следящей системы, через задающий элемент кинематически связанной с механизМом поперечного перемещения опорной панели стола вращающаяся

ocb эксцентрика кинематически связана с механизмом ручного ввода угла конвергенции, с принимающим элементом и с исполнительным двигателем следящей системы, через задающий элемент кинематически связанной с приводом конвергенции, механический дифференциал одним колесом связан со щупом коноидного механизма, другим - со щупом эксцентрикового механизма, а осью сателлитов — с механизмом ручного ввода радиуса обметания и с вращающейся осью кулачка, установленного с воэможностью воздействия на микропереключатель, последовательно включенный размыкающим контактом в цепь питания механизма управления затвором и приводов перемещения радиационной Головки, а замыкающим, - в цепь питания элемейтов сигнализации, установленных на пульте управления и ручном манипуляторе.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что коноид выполнен в форме объемного вращающегося тела.

3, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что эксцентрик установлен так, что ось его симметрии прохОдит через точку соприкосновения щупа с его поверхностью при нулевом положении радиационной головки по оси конвергенции.

4. Устройство по п. 1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый механизм ручного ввода состоит из рукоятки с закрепленным на ней индексом и неподвижной шкалой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ПРоспект В/О Изотоп .на!

РокУС-M