RU188395U1

RU188395U1 - X-RAY DETECTOR

Info

Publication number: RU188395U1
Application number: RU2018146686U
Authority: RU
Inventors: Сергей Борисович Красильников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Синтез НПФ"
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Использование: в области медицинского оборудования, для рентгеновской терапии внутриполостных раковых образований у животных и человека, может быть использовано непосредственно в процессе проведения операции по удалению основной части раковой опухоли. Задача: расширение функциональных возможностей применения рентгеновского излучателя и увеличения его эффективности при проведении внутриполостного терапевтического облучения. Сущность: эффективная стерилизация оставшихся в теле пациента живых раковых клеток достигается путем облучения их интенсивным и кратковременным потоком мягкого рентгеновского излучения от миниатюрного рентгеновского излучателя с вынесенным анодом рентгеновской трубки большой мощности, который интенсивно охлаждается газообразным теплоносителем, поступающим из внешней части разомкнутой системы охлаждения и предотвращает разогрев вынесенного анода рентгеновской трубки до температур, способных вызвать тепловой ожог живых тканей пациента. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.Usage: in the field of medical equipment, for X-ray therapy of intracavitary cancers in animals and humans, can be used directly in the process of carrying out an operation to remove the main part of the cancer. Objective: to expand the functionality of the application of x-ray emitter and increase its effectiveness when conducting intracavitary therapeutic irradiation. Essence: effective sterilization of living cancer cells remaining in the patient's body is achieved by irradiating them with an intense and short-term soft x-ray flux from a miniature x-ray emitter with a remote anode of a high-power x-ray tube, which is intensively cooled by a gaseous coolant coming from the outer part of the open cooling system and prevents heating rendered anode of an x-ray tube to temperatures capable of causing a thermal burn of living tissues patient's. 2 hp f-ly, 2 ill.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области медицинского оборудования, для рентгеновской терапии внутриполостных раковых образований у животных и человека, может быть использовано непосредственно в процессе проведения операции по удалению основной части раковой опухоли.The present invention relates to the field of medical equipment, for x-ray therapy of intracavitary cancers in animals and humans, can be used directly in the process of carrying out an operation to remove the main part of the cancer.

Известна и широко применяется методика терапевтического облучения злокачественных опухолевых образований в организме пациента путем использования медицинских рентгеновских аппаратов, рабочий пучок излучения которых пронизывает насквозь тело пациента, проходя через опухолевое образование последовательно с разных направлений, при этом необходимая для достаточного терапевтического воздействия на опухоль доза облучения интегрируется за время нескольких сеансов облучения.The method of therapeutic irradiation of malignant tumor formations in the patient’s body is known and widely used by using medical X-ray machines whose working beam of radiation penetrates through the patient’s body, passing through the tumor formation consistently from different directions, while the dose of radiation necessary for a sufficient therapeutic effect on the tumor is integrated over time of several sessions of radiation.

Однако при этом вынужденно используется пучок жесткого рентгеновского излучения, поскольку он должен облучить опухоль, расположенную внутри организма, пройдя насквозь через выше расположенные ткани и облучая их, что является вредным для пациента.However, it is forced to use a hard X-ray beam, since it must irradiate a tumor located inside the body, passing through the above-located tissues and irradiating them, which is harmful to the patient.

В последние годы за рубежом интенсивно внедряется во врачебную практику при проведении внутриполостных операций по удалению злокачественных опухолей методами лапаротомии новая эффективная методика однократного внутриполостного терапевтического облучения остатков опухолевого образования с использованием портативных рентгеновских излучателей, у которых фокусное пятно источника точечного излучения находится на конце удлиненной передней части корпуса, являющегося вынесенным анодом рентгеновской трубки рентгеновского излучателя. Удлиненная передняя часть корпуса излучателя с находящимся на ее конце наконечником с рентгенопрозрачным окном вводится вглубь операционного поля вплоть до прямого контакта наконечника с рентгенопрозрачным окном с тканями пациента непосредственно во время операции. Возможность использования оборудования по этой методике определяется поперечными размерами удлиненной передней части корпуса с наконечником. Чем меньше эти размеры - тем меньше может быть размер операционного поля, что типично при операциях по удалению минимальных размеров опухолевых образований. Излучатель включается на время 30-45 секунд и работает в течение этого времени в режиме генерации мягкого рентгеновского излучения. В этом случае практически весь поток излучения поглощается тканями, окружающими наконечник с рентгенопрозрачным окном излучателя. При этом хирург держит в руках корпус рентгеновского излучателя с размещенными в нем телом рентгеновской трубки, высоковольтным и накальным источниками питания рентгеновской трубки, направляя удлиненную переднюю часть корпуса излучателя в нужную позицию. Во время сеанса облучения на поверхности вынесенного анода рентгеновской трубки выделяется тепло, которое отводится через расположенные внутри удлиненной передней части корпуса подводящий и отводящий каналы, по которым циркулирует жидкость, находящаяся в замкнутой системе охлаждения излучателя. По завершению сеанса терапевтического облучения хирург выводит наконечник излучателя из глубины операционного поля наружу.In recent years, a new effective method of single intracavitary therapeutic irradiation of tumor formation remains using portable X-ray emitters, in which the focal spot of the source of point radiation is located at the end of the elongated front part of the body, is being intensively introduced into medical practice abroad during intracavitary surgery to remove malignant tumors. which is a remote anode of the x-ray tube of the x-ray emitter. An extended front part of the radiator housing with a tip located on its end with a radiolucent window is inserted deep into the surgical field up to direct contact of the tip with the radiolucent window with the patient’s tissues directly during the operation. The ability to use equipment according to this technique is determined by the transverse dimensions of the elongated front part of the body with the tip. The smaller these sizes are, the smaller the size of the surgical field may be, which is typical of operations to remove the minimum size of tumor formations. The emitter is switched on for a time of 30-45 seconds and operates during this time in the mode of generation of soft x-ray radiation. In this case, almost the entire radiation flux is absorbed by the tissues surrounding the tip with the radiolucent window of the radiator. In this case, the surgeon holds the x-ray emitter body with the X-ray tube body, high-voltage and filament X-ray tube power sources in it, directing the elongated front part of the emitter body to the desired position. During the irradiation session, heat is generated on the surface of the X-ray anode taken out, which is discharged through the inlet and outlet channels located inside the elongated front part of the housing, through which the fluid in the closed radiator cooling system circulates. Upon completion of the therapeutic radiation session, the surgeon removes the tip of the radiator from the depth of the surgical field to the outside.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство - рентгеновский излучатель типа «Papillon 50 ⁺ »™, производства британской компании Ariane Medical Systems Ltd.The closest in technical essence of the present invention is a device - x-ray emitter type "Papillon 50 ⁺ " ™, manufactured by the British company Ariane Medical Systems Ltd.

Чертеж данного устройства представлен на Фиг. 1:The drawing of this device is shown in FIG. one:

1 - корпус рентгеновского излучателя;1 - housing x-ray emitter;

2 - основная часть корпуса;2 - the main part of the body;

3 - удлиненная передняя часть корпуса;3 - an elongated front part of the body;

4 - наконечник;4 - tip;

5 - рентгенопрозрачное окно;5 - radiolucent window;

6 - тело рентгеновской трубки;6 - the body of the x-ray tube;

7 - вынесенный анод рентгеновской трубки;7 - offset anode of the x-ray tube;

8 - фокусное пятно рентгеновской трубки;8 - focal spot of the x-ray tube;

9 - высоковольтный источник питания рентгеновской трубки;9 - high-voltage power source of an x-ray tube;

10 - источник питания накала рентгеновской трубки;10 - power supply filament x-ray tube;

11 - внешняя часть системы охлаждения;11 - the outer part of the cooling system;

12 - внутренняя часть системы охлаждения;12 - the internal part of the cooling system;

13 - подводящий канал охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки;13 is a supply channel for cooling the external anode of the x-ray tube;

14 - отводящий канал охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки;14 — outlet channel for cooling the external anode of the x-ray tube;

15 - входное отверстие;15 - inlet;

16 - выходное отверстие.16 - outlet.

Диаметр удлиненной передней части корпуса 3 и наконечника 4 с находящимся внутри вынесенным анодом 7 рентгеновской трубки диктуется наличием во внутренней части системы охлаждения 12 двух каналов -подводящего 13 и отводящего 14 для подвода жидкости, охлаждающей вынесенный анод 7 рентгеновской трубки. Эти два канала 13 и 14 являются существенной частью замкнутой системы охлаждения вынесенного анода 7 рентгеновской трубки, состоящей из внешней 11 и внутренней 12 частей.The diameter of the elongated front of the housing 3 and the tip 4 with the x-ray tube 7 taken out inside the anode 7 is dictated by the presence in the inner part of the cooling system 12 of two channels - the lead-in 13 and the take-off 14 for supplying the liquid cooling the drawn-out anode 7 of the x-ray tube. These two channels 13 and 14 are an essential part of the closed cooling system of the external anode 7 of the x-ray tube, consisting of an outer 11 and an inner 12 part.

Охлаждающая жидкость из внешней части 11 замкнутой системы охлаждения через входное отверстие 15, находящееся у основания удлиненной передней части корпуса 3 поступает в подводящий канал охлаждения 13 вынесенного анода 7 рентгеновской трубки, и, двигаясь по нему, нагревается от поверхности вынесенного анода 7 рентгеновской трубки. Затем охлаждающая жидкость, двигаясь по отводящему каналу охлаждения 14 через выходное отверстие 16, находящееся у основания удлиненной передней части корпуса 3 поступает снова во внешнюю часть 11 замкнутой системы охлаждения.The coolant from the outer part 11 of the closed cooling system through the inlet 15, located at the base of the elongated front part of the housing 3 enters the supply cooling channel 13 of the removed anode 7 of the X-ray tube, and, moving along it, heats up from the surface of the removed anode 7 of the X-ray tube. Then the coolant, moving along the cooling outlet channel 14 through the outlet 16, located at the base of the elongated front part of the housing 3 enters again into the outer part 11 of the closed cooling system.

Кроме того, рентгеновское излучение, создаваемое на поверхности вынесенного анода рентгеновской трубки, проходит через слой охлаждающей жидкости, которая поглощает существенную долю мягкого рентгеновского излучения, необходимого для эффективной терапииIn addition, the X-rays generated on the surface of the anode X-ray tube passed through a layer of cooling fluid, which absorbs a significant amount of soft X-rays required for effective therapy.

Таким образом, основной задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей применения рентгеновского излучателя и увеличения его эффективности при проведении внутриполостного терапевтического облучения, а именно, проведение эффективной стерилизации в процессе операции оставшихся в теле пациента живых раковых клеток мягким рентгеновским излучением, а также путем уменьшения расстояния между фокусным пятном на вынесенном аноде рентгеновской трубки и облучаемыми тканями пациента за счет уменьшения поперечных размеров наконечника с вынесенным анодом.Thus, the main task of the invention is to expand the functionality of the X-ray emitter and increase its effectiveness when conducting intracavitary therapeutic irradiation, namely, conducting effective sterilization during the operation of living cancer cells remaining in the patient’s body, as well as reducing the distance between focal spot on the anode taken out of the x-ray tube and the patient’s irradiated tissues by reducing pepper tip sizes with a remote anode.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство -рентгеновский излучатель, которое, как и наиболее близкое, выбранное в качестве прототипа, содержит корпус, состоящий из двух частей - основной части и удлиненной передней части, заканчивающейся наконечником с рентгенопрозрачным окном для вывода рабочего пучка рентгеновского излучения наружу, с размещенной внутри корпуса рентгеновской трубкой, состоящей из тела рентгеновской трубки, находящегося в основной части корпуса и вынесенного анода рентгеновской трубки с фокусным пятном, находящегося внутри удлиненной передней части корпуса, с размещенными внутри основной части корпуса высоковольтным источником питания и источником питания накала, а также систему охлаждения вынесенного анода, состоящую из двух частей - внешней и внутренней, включающей подводящий канал охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки, соединенных между собой входным и выходным отверстиями, причем входное отверстие размещено у основания удлиненной передней части корпуса.To solve this problem, a device is proposed - x-ray emitter, which, like the closest one, selected as a prototype, contains a housing consisting of two parts - the main part and an elongated front part, ending with a tip with a radiolucent window for outputting the working X-ray beam to the outside, with an x-ray tube placed inside the body, consisting of an x-ray tube body located in the main part of the body and a remote anode of an x-ray tube with a focal spot m, located inside the elongated front part of the body, with a high-voltage power source and a heat source located inside the main body, as well as a cooling system for the remote anode, consisting of two parts — an external and an internal, including a supply channel for cooling the external anode of the X-ray tube, connected between an inlet and outlet openings, and the inlet is located at the base of the elongated front part of the housing.

В отличие от прототипа, система охлаждения вынесенного анода выполнена разомкнутой, внешняя ее часть содержит источник газообразного теплоносителя, а выходное отверстие внутренней части системы охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки для выпуска газообразного теплоносителя в окружающую среду, размещено у переднего конца удлиненной передней части корпуса.Unlike the prototype, the cooling system of the remote anode is open, its external part contains a source of coolant gas, and the outlet of the internal part of the cooling system of the remote anode X-ray tube to release the coolant gas into the environment is located at the front end of the elongated front part of the housing.

В качестве источника газообразного теплоносителя может быть использован сосуд с предварительно сжатым газообразным теплоносителем.As a source of gaseous coolant can be used a vessel with a pre-compressed gaseous coolant.

Кроме того, на удлиненной передней части корпуса могут быть выполнены дополнительные выходные отверстия разомкнутой системы охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки.In addition, additional openings of the open cooling system of the anode X-ray tube can be made on the elongated front part of the housing.

Сущность изобретения заключается в том, что эффективная стерилизация оставшихся в теле пациента живых раковых клеток достигается путем облучения их интенсивным и кратковременным потоком мягкого рентгеновского излучения от миниатюрного рентгеновского излучателя с вынесенным анодом рентгеновской трубки большой мощности, который интенсивно охлаждается газообразным теплоносителем, поступающим из внешней части разомкнутой системы охлаждения и предотвращает разогрев вынесенного анода рентгеновской трубки до температур, способных вызвать тепловой ожог живых тканей пациента.The essence of the invention lies in the fact that effective sterilization of living cancer cells remaining in the patient's body is achieved by irradiating them with an intense and short-term flux of soft x-rays from a miniature x-ray emitter with a remote anode of an x-ray tube of high power, which is intensively cooled by a gaseous heat carrier coming from the outer part of the open circuit cooling system and prevents the x-ray tube anode being heated to temperatures that you can Vat caloric burn the living tissue of the patient.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом (Фиг. 2), на котором представлен общий вид рентгеновского излучателя.The invention is illustrated in the drawing (Fig. 2), which presents a General view of the x-ray emitter.

Рентгеновский излучатель содержит корпус 1, состоящий из двух частей: основной части 2 и удлиненной передней части 3 с наконечником 4 с рентгенопрозрачным окном 5 для вывода рентгеновского излучения наружу. Внутри корпуса 1 размещена рентгеновская трубка, состоящая из тела рентгеновской трубки 6, размещенного в основной части 2 корпуса 1 и вынесенного анода 7 рентгеновской трубки с фокусным пятном 8. Причем, вынесенный анод 7 размещен внутри удлиненной передней части 3 корпуса 1. В основной части 2 корпуса 1 размещены высоковольтный источник питания 9 и источник питания накала 10 рентгеновской трубки. Разомкнутая система охлаждения вынесенного анода 7 рентгеновской трубки состоит из внешней 11 и внутренней 12 частей. Внешняя часть 11 разомкнутой системы охлаждения представляет собой источник потока 17 газообразного теплоносителя 18, а внутренняя часть 12 разомкнутой системы охлаждения представляет собой подводящий канал охлаждения 13, который выполнен в виде зазора, между вынесенным анодом 7 рентгеновской трубки и внутренней поверхностью удлиненной передней части 3 корпуса 1. Внешняя часть 11 и внутренняя часть 12 разомкнутой системы охлаждения соединены между собой входным отверстием 15. Входное отверстие 15 находится у основания удлиненной передней части 3 корпуса 1 и служит для подвода охлаждающего газообразного теплоносителя 18 под избыточным давлением в подводящий канал охлаждения 13. Выходное отверстие 16 внутренней части 12 разомкнутой системы охлаждения расположено у переднего конца наконечника 4 удлиненной передней части 3 корпуса 1 и служит для выпуска нагретого газообразного теплоносителя 18 из подводящего канала охлаждения 13 в окружающую среду.X-ray emitter includes a housing 1, consisting of two parts: the main part 2 and an elongated front part 3 with a tip 4 with a radiolucent window 5 for outputting x-rays to the outside. Inside the housing 1 is placed x-ray tube consisting of the body of the x-ray tube 6, placed in the main part 2 of the housing 1 and the remote anode 7 of the x-ray tube with a focal spot 8. Moreover, the remote anode 7 is placed inside the elongated front part 3 of the housing 1. In the main part 2 The housing 1 houses a high-voltage power source 9 and a power source for the incandescent 10 X-ray tube. The open cooling system of the remote anode 7 of the x-ray tube consists of an outer 11 and an inner 12 part. The outer part 11 of the open cooling system is the source of the flow 17 of the coolant gas 18, and the inner part 12 of the open cooling system is the inlet cooling channel 13, which is designed as a gap between the anode 7 of the X-ray tube and the inner surface of the elongated front part 3 of the housing 1 The outer part 11 and the inner part 12 of the open cooling system are interconnected by an inlet 15. The inlet 15 is located at the base of the elongated front part 3 housing 1 and serves to supply cooling gaseous coolant 18 under pressure to the supply cooling channel 13. The outlet 16 of the inner part 12 of the open cooling system is located at the front end of the tip 4 of the elongated front part 3 of the housing 1 and serves to release the heated gaseous coolant 18 of cooling channel 13 to the environment.

Источник потока 17 газообразного теплоносителя 18 подсоединяется при помощи подводящей трубки 19 к входному отверстию 15 у основания удлиненной передней части 3 корпуса 1.The source of the flow 17 of the gaseous coolant 18 is connected by means of a supply pipe 19 to the inlet 15 at the base of the elongated front part 3 of the housing 1.

Предлагаемая конструкция рентгеновского излучателя позволяет выполнить удлиненную переднюю часть 3 корпуса 1 с наконечником 4 минимальных поперечных размеров, что в свою очередь позволяет приблизить источник рентгеновского излучения - вынесенный анод 7 с фокусным пятном 8 вплотную к тканям пациента для терапевтического воздействия на них и одновременно предотвращает возможность термического ожога этих тканей горячим вынесенным анодом рентгеновской трубки.The proposed design of the x-ray emitter allows you to perform an elongated front part 3 of the housing 1 with a tip 4 minimum transverse dimensions, which in turn allows you to bring the source of x-ray radiation - removed anode 7 with a focal spot 8 close to the patient's tissues for therapeutic effects on them and at the same time prevents the possibility of thermal Burn these tissues with a hot rendered anode X-ray tube.

Во время работы рентгеновской трубки вынесенный анод 7 разогревается, выделяющееся на его поверхности тепло непрерывно удаляется наружу из удлиненной передней части 3 корпуса 1 потоком охлаждающего газообразного теплоносителя 18, поступающего под избыточным давлением в подводящий канал охлаждения 13 по трубке 19 через входное отверстие 15 и через выходное отверстие 16, которое находится на переднем конце удлиненной передней части 3 корпуса 1 выпускается в окружающую среду.During operation of the X-ray tube, the remote anode 7 is heated, the heat generated on its surface is continuously removed to the outside of the elongated front part 3 of the housing 1 with a flow of cooling gaseous coolant 18, which enters under the overpressure into the cooling supply channel 13 through the tube 19 through the inlet 15 and through the outlet the hole 16, which is located at the front end of the elongated front part 3 of the housing 1, is discharged into the environment.

Итак, предлагаемое изобретение решает поставленную задачу -расширение функциональных возможностей применения рентгеновского излучателя, а именно, благодаря выполнению системы охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки разомкнутой, а также замены охлаждающей жидкости на газообразный теплоноситель обеспечивается возможность минимизировать размеры операционного поля, что в свою очередь дает возможность эффективной стерилизации опухолевых образований меньших размеров, уничтожая их на более ранних стадиях.Thus, the proposed invention solves the problem posed by expanding the functional capabilities of using an X-ray emitter, namely, by implementing the cooling system of the remote anode of the open X-ray tube, as well as replacing the coolant with a gaseous coolant, it is possible to minimize the size of the surgical field, which in turn makes it possible sterilization of smaller tumor formations, destroying them at earlier stages.

Claims

1. Рентгеновский излучатель, содержащий корпус, состоящий из двух частей - основной части и удлиненной передней части, заканчивающейся наконечником с рентгенопрозрачным окном для вывода рабочего пучка рентгеновского излучения наружу, с размещенной внутри корпуса рентгеновской трубкой, состоящей из тела рентгеновской трубки, находящегося в основной части корпуса и вынесенного анода рентгеновской трубки с фокусным пятном, находящегося внутри удлиненной передней части корпуса, с размещенными внутри основной части корпуса высоковольтным источником питания и источником питания накала, а также систему охлаждения, состоящую из двух частей - внешней и внутренней, представляющей собой подводящий канал охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки, соединенных между собой входным и выходным отверстиями, причем входное отверстие размещено у основания удлиненной передней части корпуса, отличающийся тем, что система охлаждения выполнена разомкнутой, внешняя ее часть содержит источник газообразного теплоносителя, а выходное отверстие внутренней части системы охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки для выпуска газообразного теплоносителя в окружающую среду размещено у переднего конца наконечника удлиненной передней части корпуса.1. X-ray emitter, comprising a housing consisting of two parts - the main part and an elongated front part, ending with a tip with a radiolucent window for outputting the working X-ray beam to the outside, with an X-ray tube placed inside the body, consisting of the body of an X-ray tube located in the main part the housing and the remote anode of the x-ray tube with a focal spot inside the elongated front part of the housing with high-voltage located inside the main part of the housing the power source and the power source of the heat, as well as the cooling system, consisting of two parts - external and internal, representing the supply channel for cooling the external anode of the X-ray tube, interconnected by the inlet and outlet ports, with the inlet opening placed at the base of the elongated front part of the housing, characterized in that the cooling system is open, its external part contains a source of coolant gas, and the outlet of the internal part of the cooling system the anode of the x-ray tube taken to release the coolant gas into the environment is placed at the front end of the tip of the elongated front part of the housing.

2. Рентгеновский излучатель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника газообразного теплоносителя может быть использован сосуд с предварительно сжатым газообразным теплоносителем.2. X-ray emitter according to claim 1, characterized in that a vessel with a pre-compressed coolant gas can be used as the source of the gaseous coolant.

3. Рентгеновский излучатель по п. 1, отличающийся тем, что на удлиненной передней части корпуса выполнены дополнительные выходные отверстия разомкнутой системы охлаждения вынесенного анода рентгеновской трубки.3. X-ray emitter under item 1, characterized in that on the elongated front part of the body there are additional outlets of the open-loop cooling system of the external anode of the X-ray tube.