РЕНТГЕНОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Предполагаемое техническое решение относится к области медицинской техники, точнее к рентгенотерапевтическим аппаратам дистанционного облучения. Заявляемый рентгенотерапевтический аппарат предназначен в первую очередь для лечения онкологических заболеваний, например рака молочной железы, а также для лучевой терапии неопухолевых заболеваний, например кожного лишая и пяточных шпор.
Известен рентгенотерапевтический аппарат РУМ-11 для дистанционного облучения патологических образований, содержащий излучатель с коллимирующим тубусом, закрепленный на штативе и соединенный с высоковольтным генератором и системой охлаждения, подключенными к пульту управления аппаратом (Справочник по рентгенологии и радиологии под редакцией Г.А. Зедгенидзе. - М.: Медицина, 1972, С.714 [1]).
Рентгенотерапевтический аппарат РУМ-11 в технически устарел и в настоящее время не выпускается.
Известны также современные аппараты фирмы TuR: Т-160, Т-200, Т-300 для дистанционной лучевой терапии, содержащие излучатель с коллимирующим тубусом, закрепленный на штативе и соединенный с высоковольтным генератором и системой охлаждения, подключенными к пульту управления аппаратом (Каталог фирмы TuR Conventional X-Ray Therapy Systems, 2005 [2]).
Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является рентгенотерапевтический аппарат «РЕНТГЕН-ТА 150/10», содержащий излучатель с коллимирующим тубусом, закрепленный на штативе и соединенный с высоковольтным генератором и системой охлаждения, подключенными к пульту управления аппаратом (Медицинская техника, 2010, №5, С.32 [3]).
Недостатком аппарата [3], принятого нами в качестве прототипа, как и всех известных аналогов [1], [2], является то, что в их конструкции отсутствует фотоэкспонометр - автоматический прибор, который оптимизирует режим рентгенотерапии. Отсутствие фотоэкспонометра повышает риск переоблучения пациента при лучевой терапии.
Целью настоящей работы является создание рентгенотерапевтического аппарата, оснащенного фотоэкспонометром, обеспечивающего автоматическое отключение аппарата при получение пациентом заданной дозы.
Технический результат заявляемой полезной модели выражается в оптимизации режима рентгенотерапии и защите пациента от излишнего облучения. Он достигается тем, что в рентгенотерапевтическом аппарате, содержащем излучатель с коллимирующим тубусом, закрепленным на штативе и соединенным с высоковольтным генератором и системой охлаждения, подключенными к пульту управления аппаратом, в стенке коллимирующего тубуса выполнено сквозное отверстие, закрытое просвинцованным стеклом, основание которого, проходящее на уровне внутренней поверхности тубуса, покрыто люминофором, а к внешней стороне стекла примыкает фотоэлемент, соединенный с электронным экспонометром, подключенным к пульту управления аппарата.
Далее описание сопровождается рисунками и пояснениями к ним На фиг.1 дана блок-схема рентгенотерапевтического аппарата, а на фиг.2 - конструкция излучателя (вид сбоку в разрезе). На фиг.3 приведен пример использования аппарата для лечения плечевого сустава.
Рентгенотерапевтический аппарат, содержит излучатель 1 с коллимирующим тубусом 2, закрепленный на штативе 3 и соединенный с высоковольтным генератором 4 и системой охлаждения 5, подключенными к пульту управления 6 аппаратом (фиг.1). Штатив 3 предназначен для перемещения излучателя 1 в трех взаимно перпендикулярных направлениях (X, У, Z) относительно пациента А, который находится на предметном столе 7.
Внутри корпуса 8 излучателя 1 закреплена рентгенотерапевтическая трубка 9, например 4 БТМ 3 - 250, рассчитанная на анодное напряжение до 250 кВ и мощностью до 4 кВт (фиг.2). Стенки корпуса излучателя 1 изготовлены из стали и защищены свинцом - материалом с высоким атомным номером. Корпус 8 герметичен и заполнен трансформаторным маслом 10, которое имеет хорошие электроизоляционные свойства. Масло 10 в корпусе 8 излучателя 1 циркулирует под действием насоса 5, в котором оно охлаждается проточной водой. Выходное окно корпуса 8 излучателя 1 герметично закрыто рентгенопрозрачным стеклом 11, например органическим. Под стеклом 11 в корпусе 8 установлен фильтр 12, предназначенный для поглощения мягкой составляющей спектра излучения, которая не создает полезного эффекта при рентгенотерапии костносуставной системы организма (например, плечевого сустава), для лечения которой, как правило, используется рентгенотерапевтический аппарат.
Рабочий рентгеновский пучок формируется коллимирующим тубусом 2, который соединяется с корпусом 8 излучателя 1 гайкой 13. Тубус 2 изготовлен из материала с высоким атомным номером, например вольфрама в форме усеченной пирамиды или усеченного конуса. В стенке коллимирующего тубуса 2 выполнено сквозное отверстие 14, например круглое, закрытое просвинцованным стеклом 15, основание которого, проходящее на уровне внутренней поверхности тубуса, покрыто люминофором 16, а к внешней стороне стекла 15 примыкает фотоэлемент 17, соединенный с электронным экспонометром 18, подключенным к пульту управления 6 аппаратом. В качестве люминофора 16 используется гадолиний, обладающий высокой светоотдачей. Фотоэлемент 17 имеет кремниевый преобразователь (может быть использован фотоэлемент на основе селена). Просвинцованное стекло 15 не пропускает рентгеновское излучение и защищает фотоэлемент от быстрого выхода из строя.
Корпус 8 излучателя 1 соединен с горизонтальной кареткой штатива 3 кронштейном 19.
Электронный экспонометр 18 содержит усилитель, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор. Экспонометр автоматически определяет экспозиционную дозу D (Е, s, p, f), которая зависит от: энергии излучения Е, расстояния s от фокуса F рентгеновской трубки до объекта облучения, p - площади рабочего пучка на уровне объекта облучения, t - времени экспозиции. При достижении значения дозы D программируемого значения, установленного на пульте управления 6 рентгенотерапевтический аппарат автоматически отключается. Калибровка фотоэкспонометра 18 производится в при тестовых испытаниях аппарата.
Заявляемый рентгенотерапевтический аппарат предназначен для лечения заболеваний костносуставного аппарата. В процессе подготовки к облучению коллимирующий тубус 2 устанавливают над объектом облучения В, например плечевым суставом (фиг.3). Тубусом 2 приводят в рабочее положение путем перемещения излучателя 1 с помощью штатива 3. На пульте управления 6 устанавливают режим рентгенотерапии, после чего медперсонал уходит в пультовое помещение и включают аппарат. Под действием рентгеновских лучей происходит свечение люминофора 16, которое преобразуется фотоэлементом 17 в электрический сигнал, поступающий в электронный экспонометр 18. Экспонометр 18 отключает аппарат, когда уровень электрического сигнала достигнет заданной (на пульте управления) величины. Для полного излечения пациента выполняется несколько сеансов терапии с интервалом по времени.
Оснащение рентгенотерапевтического аппарата автоматическим фотоэкспонометром повышает точность технического режима терапии и снижает риск переоблучения пациента.