Устройство для формирования дозных полей

1 576684 Сона Советских Социалистических Республикаявкис присое инени Государственный комите Совета Министров СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВА ДОЗИЫХ ПОЛЕЙ Изобретение относится к области медицинской техники и предцазна 1 ено для лучевой терапии онкологических больных.Известно устройство для формирования дозных полей путем перемещения источни ка излучения по осям ротации и конвергенции, состоящее из источника излучения, следящего привода перемещения источника излучения и управляющего устройства 1.Однако известное устройство не позволя О ет осуществлять запрограммированное пространственно-временное дозное распределение.Цель изобретения - создание запрограммированного пространственно-временного дозцого распределения.Это достигается тем, что управляющее устройство включает программатор трехмерных координат и две расшифровывающие следящие системы, каждая из которых 20 состоит из двух синусно-косинусных вращающихся трансформаторов и исполнительного двигателя, причем выходной вал исполнительного двигателя кинематически связан с роторами трансформаторов, одна из вы ходных обмоток трансформатора соединена с управляющей обмоткой исполнительного двигателя. Выходы программатора, соответствующие значениям координат горизонтальной плоскости, соединены с обеими ста торцымц оомотк: ц одного цз трансформаторов первой следящей с;стемы. Выход программатора, соответствующий значению координат, совпадающпх с вертикалью, и свободная роторцая обмотка одного из трансформаторов первой следящей системы соединены с обеими статорными обмотками диого цз трансформаторов второй следящей системы, выход другого трансформатора этой жс следящей сцстсмы, включенного по схеме линейного вращающегося трансформатора, соединен с одной цз статорных обмоток другого трансформатора первой следящеи системь, а выходные роторные обмотки этого трансформатора соединены с соответствующими входамц следящих приводов. Программатор включает в себя не менее двух частей, каждая пз которых содержит два ма цитопровода, ца которых расположены соединенные последовательно обмотки возбуждения и измерительные обмотки, соедицеццье встречно, а в зазоре магиТопроводов пох 1 ещец вращающийся диск с изменяемым профилем, по окружности которого расположены лепестки, с воз- ВОжцост 110 смещения пх Относительно гео метрической цсйТрали.На фцг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема для25 30 35 40 55 60 65 определения координат х и у по направлениям облучения; на фиг. 3 - программатор.Устройство содержит управляющее устройство, включающее программатор 1 и две расшифровывающие следящие системы 2 и 3, причем система 2 состоит из двух синус- но-косинусных вращающихся трансформаторов 4 и 5 и исполнительного двигателя 6, а система 3 из трансформаторов 7 и 8 и двигателя 9. Выходной вал двигателя 6 кинематически связан с ротором 10 трансформатора 5, а вал двигателя 9 - с ротором 11 трансформатора 8. Одна из выходных обмоток ротора 13 трансформатора 4 соединена с управляющей обмоткой двигателя б, Выходы программатора 1, соответствующие значениям координат горизонтальной плоскости, соединены с обеими обмотками 12 статора, а выход программатора, соответствующий значению координат, совпадающих с вертикалью, и свободная обмотка ротора 13 трансформатора 4 соединены с обеими обмотками статора 14 трансформатора 7. Ротор 11 трансформатора 8, включенного по схеме линейного вращающегося трансформатора, соединен с одной из обмоток статора 15 трансформатора 5, а обмотки ротора 16 соединены с соответствующими входами двигателя 9. Причем программатор 1 содержит не менее двух частей, каждая из которых содержит два магнитопровода 17 и 18, на которых расположены соединенные последовательно обмотки возбукдения и измерительные обмотки, соединенные встречно, а в зазоре магнитопроводов помещен вращающийся диск 19 с изменяемым профилем, по окружности которого расположены лепестки 20 с возможностью смещения их относительно геометрической нейтр али.Устройство работает следующим образом. Напряжения, снимаемые с преобразователей 21 и 22 программатора 1, пропорциональные заданным хф =(1) и у) = -(1), подаются на обе статорные обмотки трансформатора 4 и с его синусной обмотки поступают на управляющую обмотку исполнительного двигателя 6, выходной вал которого механически связан с роторами 10 и 13.Напряжение, снимаемое с синусной обмотки трансформатора 4, выражено форму- лой Ук)= У к (хф з 1 п р - уо соя ср), (1)где хф =(у), у =)(г);У,к - масштаб выходных величин; ср - текущее значение углов поворота роторов 13 и 10. Аргумент р определяется в результате автоматического решения уравнения (1) следящей системой, состоящей из трансформатора 4, усилителя 23 и двигателя б. Напряжение, снимаемое с косинусной обмотки этого трансформатора,7 сов - ок х з 1 п +у), 2пропорционально геометрической сумме заданных координат.Данное напряжение подается на обмоткустатора 14, а на другую обмотку подаетсянапряжение преобразователя 24, пропорциональное го=(1).Выходная синусная обмотка трансформатора 7 через усилитель 25 соединяется с управляющей обмоткой исполнительного двигателя 9, выходной вал которого кинематически связан с роторами 16 и 11,Напряжение, снимаемое с синусной обмотки трансформатора 7, выражено формулой Ув)к = У,гз 1 п Е - ф сов Е,где г =(1), дф = х + у;У, - масштаб выходных величин;Е - текущее значение угла поворотароторов 16 и 11. Аргумент Е определяется в результате автоматического решения уравнения (3) следящей системой, состоящей из трансформатора 7, усилителя 25 и двигателя 9.Напряжение, снимаемое с его косинусной обмотки,У,о, - Уок гфз 1 п( - " Е - Иксов (2х- +к) =у)Рсоин+гзи - к) (4)), 2пропорционально геометрической сумме ко- ординат х +у +гПосле поворота роторов 11 на угол Е и 45 15 на угол р напряжения, снимаемые с выходных роторных обмоток трансформатора 5, будут пропорциональны соответствующим законам изменения скоростей ротациии конвергенции.50 На фиг, 2 представлена схема, позволяющая определить координаты х и у по направлениям облучения, заданным углами .места Е и азимута я). Выходную косинусную обмотку трансформатора 26 и выход преобразователя 24, воспроизводящего условия облучения, совпадающие с вертикалью, подключают к обоим входам усилителя 27, выход которого подключен к управляющей обмотке исполнительного двигателя 28, регулирующего напряжение на статорной обмотке трансформатора 26, и поворачивают его ротор на угол Е. Двигатель будет поворачивать ротор регулятора 29 напряжения до тех пор, пока напряжение на выходе усилителя не станет равным нулю.5В этот момент напряжение, снимаемое с косинусной обмотки трансформатора 1 Усов= ок созЕ будет равно напряжению, снимаемому с выхода преобразователя 24, т. е, пропорционально г, где У - масштаб выходных величин.Очевидно, что напряжение на входной статорной обмотке 1 будет пропорциональ- но 10 Я= =х+у+г Сов Б У= Уг = Ю з 1 п Е + Уг соз Е,где 50 И 1 = д, Уг =г,55 д, г - проекции вектора в повернутойсистеме координат, будут пропорциональны проекциям вектора в повернутой системе координат, совпадающего с направлением 60 расположения критических органов.Выходную синусную обмотку трансформатора 7 подключают к одной из входных статорных обмоток трансформатора 5 следящей системы 2, 65 геометрической сумме координат. Напряжение, снимаемое с синусной обмотки У,= 15й з 1 п Е=д=х+у будет пропорциональногеометрической сумме координат, расположенных в горизонтальной плоскости, и поступает на статорную обмотку трансформатора 30.После поворота его ротора на угол р напряжения, снимаемые с выходных роторныхобмоток, будут пропорциональны координатам х и у, расположенным в горизонтальной плоскости.По условиям облучения строят х=1(1),у=(1), которые воспроизводятся функциональными преобразователями 21 и 22.С целью лучшего представления создаваемого объемного дозного распределения, З 0контроля обхода критических органов, перед началом лучевого лечения необходимопредставление и контроль формы создаваемой изодозной кривой в плоскостях, повернутых на углы Е и р, совпадающих с кри- З 5тическими направлениями облучения. Выходную косинусную обмотку трансформатора 4 следящей системы 2 и выход преобразователя 24 подключают к обоим входамтрансформатора 7 следящей системы 3 и 40поворачивают ее на угол Е, составленныйс вертикалью. Тогда напряжения, снимаемые с выходных роторных обмоток трансформатора 7,45Увы = И = Ю соз Е - Уг з 1 п Е; 6После поворота ротора 15 на угол р с его выходных обмоток снимутся напряженияУа,=0 Ы зш;У= ИГ соз ,где И= - й, Г=ху,пропорциональные проекциям вектора в новой системе координат.В соответствии с вышеизложенным способом регистрируют дозное распределение в каждой из трех взаимно перпендикулярных плоскостей и форму изодозной кривой в каждой из двух взаимно перпендикулярных плоскостей, совпадающих с направлением расположения критических органов.Если при укладке больного по каким-либо причинам невозможно совместить координаты залегания опухоли с точкой пересечения осей ротации и конвергенции, напряжения, снимаемые с преобразователей 21 и 22, подаются также на вход следящих систем продольного и поперечного перемещения стола.С целью запроса аппаратуры перед началом лучевого лечения и регистрации формы, создаваемой изодозной кривой, например в плоскости ротации, на входы следящей системы 2 подают напряжения, снимаемые с преобразователей 21 и 24, пропорциональные заданным условиям облучения хф =1 и г"=(1).Аналогично вышеизложенному, в результате автоматического решения уравненияУь = У 0, г з 1 п ар - хф соз ар, где х" =1(г) г=1,следящей системой будет определен аргумент . Одновременно через трансформатор 5 пропускают напряжение, обратно пропорциональное создаваемому в этом направлении градиенту дозы, а выходные роторные обмотки подключают к соответствующим входам двухкоординатного регистрирующего прибора (на чертеже не показан),Формула изобретения1. Устройство для формирования дозных полей, состоящее из источника излучения, следящего привода и-ремещения источника излучения и управляющего устройства, о тл и ч а ю гц е е с я тем, что, с целью создания запрограммированного пространственно- временного дозного распределения, управляющее устройство включает программатор трехмерных координат и две расшифровывающие следящие системы, каждая из которых состоит из двух синусно-косинусных вращающихся трансформаторов и исполнительного двигателя, причем выходной вал исполнительного двигателя кинематически связан с роторами трансформаторов, одна из выходных обмоток трансформатора соединена с управляющей обмоткой исполни576684 Ясг. 2 д.566 20 раж 734 дписио Типограф апуиова, 2 7тельного двигателя, выходы программатора, соответствующие значениям координат горизонтальной плоскости, соединены с обеими статорными обмотками одного из трансформаторов первой следящей системы, вы ход программатора, соответствующий значению координат, совпадающих с вертикалью, и свободная роторная обмотка одного из трансформаторов первой следящей системы соединены с обеими статорными 10 обмотками одного из трансформаторов второй следящей системы, выход другого трансформатора этой же следящей системы, включенного по схеме линейного вращающегося трансформатора, соединен с одной 15 из статорных обмоток другого трансформатора первой следящей системы, а выходные роторные обмотки этого трансформатора соединены с соответствующими входами следящих приводов. 20 2. Устройство по и. 1, отл и ч а ющееся тем, что программатор включает в себя не менее двух частей, каждая из которых содержит магнитопроводы, на которых расположены соединенные последовательно обмотки возбуждения и измерительные обмотки, соединенные встречно, а в зазоре магцитопроводов помещен вращающийся диск с изменяемым профилем.3. Устройство по пп, 1 ц 2, отл и ч а ющ е е с я тем, что по окружности диска расположены лепестки с возможностью смещецця их относительно геометрической нейтрали. Источники информации,прицятыс во внимание при экспертизе 1, Рокус М - гамма-терапевтический аппарат, Проспект Всесоюзного объединения Изотоп, 1972.