USRE34421E - میکرو لوله اشعه ایکس و روش استفاده در آنکولوژی اشعه - ثبت اختراعات Google

شماره انتشار USRE34421E USRE34421E US07/870،145 US87014592A USRE34421E US RE34421 ESISTORISIONS ASISISION IS344 NOT IS34421E US 87014592 A US87014592 A US 87014592 A US 870145گوگل تجزیه و تحلیل حقوقی را انجام نداده است و هیچ گونه نمایندگی در مورد صحت وضعیت ذکر شده را ارائه نمی دهد.) منقضی شده - شماره برنامه عمر US07/870،145 مخترع ویلیام جی. پارکر ارل R. پارکر فعلی (تکالیف ذکر شده ممکن است نادرست باشد. Google دارد. تجزیه و تحلیل حقوقی انجام نشده و هیچ گونه نمایندگی یا ضمانتی در مورد صحت لیست انجام نمی دهد.) X Technologies Ltd Original Parker William J Parker Earl R تاریخ اولویت (تاریخ اولویت یک فرض است و نتیجه گیری قانونی نیست. Google نداردتجزیه و تحلیل حقوقی انجام داده و هیچ گونه نمایندگی در مورد صحت تاریخ ذکر شده ارائه نمی دهد.) تاریخ تشکیل پرونده 1990-11-11 1992-04-17 تاریخ انتشار 1993-10-26 1992-04-17 درخواست ثبت شده توسط پارکر ویلیام جی ، پارکر ارل آر ، Parker William J 1992-04-17 اولویت US07/870،145 اولویت ثبت اختراع بحرانی/USRE34421E/EN 1993-10-26 درخواست شده است که اعطا شده انتقادی انتقادی 1993-10-26انتشار USRE34421E انتشارات ثبت اختراع بحرانی/USRE34421E/EN 1999-02-11 اختصاص داده شده به پارکر ، ویلیام جی. مجدداً پارکر ، ویلیام جی. واگذاری علاقه به تکالیف (برای جزئیات بیشتر به سند مراجعه کنید). انتساب: Parker Micro-Tubes ، Inc. 2000-05-17 اختصاص داده شده به X Technologies Ltd. Reasignment X Technologies Ltd. واگذاری علاقه به تکالیف (برای جزئیات بیشتر به سند مراجعه کنید). تکالیف ها: پارکر ، ویلیام جی. 2003-03-06 به شرکت Guidant اختصاص داده شده توسط شرکت راهنمائی کمک مالی شرکتهای موافقتنامه امنیتی شرکت: X Technologies Inc. 2010-11-21 وضعیت بحرانی و وضعیت حقوقی منقضی شده-زندگی حقوقی-وضعیت بحرانی فعلی

لینک

• USPTO
• حق ثبت اختراع USPTO
• انتساب USPTO
• حیاط
• پرونده جهانی
• بحث و گفتگو

• 206010028980 بیماریهای نئوپلاسم 0. 000 مطالبات انتزاعی توضیحات 82
• 238000010521 روش های واکنش جذب 0. 000 مطالبات انتزاعی توضیحات 78
• 210000001519 بافت آناتومی 0. 000 مطالبات انتزاعی توضیحات 76
• 238000001959 روش رادیوتراپی 0. 000 مطالبات انتزاعی توضیحات 20
• 231100000486 عوارض جانبی سمیت 0. 000 مطالبات انتزاعی توضیحات 16
• 230000002708 افزایش اثرات 0. 000 ادعا چکیده 14
• 239000011521 مواد شیشه ای 0. 000 مطالبات توضیحات 98
• 239000002826 مواد خنک کننده 0. 000 توضیحات 24
• 229910052751 مواد معدنی فلزی 0. 000 مطالبات توضیحات 12
• 239000002184 مواد فلزی 0. 000 توضیحات 12
• 238000011065 روش ذخیره سازی در محل 0. 000 توضیحات 8
• 239000007788 مواد مایع 0. 000 مطالبات توضیحات 4
• 230000001681 اثرات محافظتی 0. 000 ادعا 2
• WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N TUNGSTEN ترکیب شیمیایی [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0. 000 توضیحات 30
• 229910052721 مواد معدنی تنگستن 0. 000 توضیحات 28
• 239000010937 مواد تنگستن 0. 000 توضیحات 28
• 238000001228 روش های طیف 0. 000 توضیحات 22
• 238000009826 روش های توزیع 0. 000 توضیحات 18
• 238000003780 روش درج 0. 000 توضیحات 18
• 238000002441 روش پراش پرتو X 0. 000 توضیحات 16
• 230000035515 اثرات نفوذ 0. 000 توضیحات 16
• 125000004429 اتم گروه شیمیایی 0. 000 توضیحات 14
• 239000000463 مواد مواد 0. 000 توضیحات 12
• 238000002560 روشهای روش درمانی 0. 000 توضیحات 12
• 238000004519 روشهای فرآیند تولید 0. 000 توضیحات 10
• 208000002847 بیماریهای زخم جراحی 0. 000 توضیحات 8
• 230000000694 اثرات اثرات 0. 000 توضیحات 8
• 230000000149 جلوه های نافذ 0. 000 توضیحات 8
• 210000000988 استخوان و استخوان آناتومی 0. 000 توضیحات 6
• 210000003491 آناتومی پوست 0. 000 توضیحات 6
• 238000003745 روشهای تشخیص 0. 000 توضیحات 6
• 230000005670 اثرات تابش الکترومغناطیسی 0. 000 توضیحات 6
• 230000003993 اثرات متقابل 0. 000 توضیحات 6
• 238000001356 روشهای عمل جراحی 0. 000 توضیحات 6
• Xlyofnoqvpjjnp-uhffaoysa-n مواد آب o xlyofnoqvpjjnp-uhfffaoysa-n 0. 000 توضیحات 6
• 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0. 000 توضیحات 4
• 210000004940 هسته آناتومی 0. 000 توضیحات 4
• 230000001427 جلوه های منسجم 0. 000 توضیحات 4
• 239000003086 مواد رنگی 0. 000 توضیحات 4
• 238000002513 روش های کاشت 0. 000 توضیحات 4
• 230000003334 جلوه های بالقوه 0. 000 توضیحات 4
• 230000003595 جلوه های طیفی 0. 000 توضیحات 4
• 210000004556 آناتومی مغز 0. 000 توضیحات 2
• 208000003174 بیماری نئوپلاسم مغز 0. 000 توضیحات 2
• 206010022114 بیماری های آسیب دیدگی 0. 000 توضیحات 2
• 235000010582 PISUM SATIVUM تغذیه 0. 000 توضیحات 2
• 240000004713 pisum sativum گونه 0. 000 توضیحات 2
• 210000003625 جمجمه آناتومی 0. 000 توضیحات 2
• 239000011358 مواد جذب کننده مواد 0. 000 توضیحات 2
• 230000002411 عوارض جانبی 0. 000 توضیحات 2
• 229910052782 مواد معدنی آلومینیومی 0. 000 توضیحات 2
• xagfodpzipbffr-uhfffaoysa-n ترکیب شیمیایی آلومینیومی [al] xagfodpzipbffr-uhfffaoysa-n 0. 000 توضیحات 2
• 230000000259 جلوه های ضد تومور 0. 000 توضیحات 2
• 230000015572 اثرات فرآیند بیوسنتزیک 0. 000 توضیحات 2
• 201000011510 بیماری های سرطانی 0. 000 توضیحات 2
• 238000006243 روشهای واکنش شیمیایی 0. 000 توضیحات 2
• 230000015271 اثرات انعقادی 0. 000 توضیحات 2
• 238000005345 روش انعقادی 0. 000 توضیحات 2
• ترکیب شیمیایی Cobalt Gutlyivddkvigb-uhffaoysa-n Cobalt [CO] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0. 000 توضیحات 2
• 229910052803 مواد معدنی کبالت 0. 000 توضیحات 2
• 239000010941 مواد کبالت 0. 000 توضیحات 2
• 239000004020 مواد هادی 0. 000 توضیحات 2
• 229910052802 مواد معدنی مس 0. 000 توضیحات 2
• Rygmfsikbfxocr-uhffaoysa-n ترکیب شیمیایی مس [مس] rygmfsikbfxocr-uhffaoysa-n 0. 000 توضیحات 2
• 239000010949 مواد مس 0. 000 توضیحات 2
• 230000000875 اثرات مربوطه 0. 000 توضیحات 2
• 238000005520 روش فرآیند برش 0. 000 توضیحات 2
• 230000003247 کاهش اثرات 0. 000 توضیحات 2
• 230000001419 اثرات وابسته 0. 000 توضیحات 2
• 230000003292 اثرات کاهش یافته 0. 000 توضیحات 2
• 238000005755 روش واکنش شکل گیری 0. 000 توضیحات 2
• 239000007943 مواد کاشت 0. 000 توضیحات 2
• 238000005259 روش های اندازه گیری 0. 000 توضیحات 2
• 238000005088 روش های متالوگرافی 0. 000 توضیحات 2
• 150000002739 فلزات شیمیایی 0. 000 توضیحات 2
• 238000000034 روش روش 0. 000 توضیحات 2
• 230000004048 جلوه های اصلاح 0. 000 توضیحات 2
• 238000006011 روش های واکنش اصلاح 0. 000 توضیحات 2
• 239000008188 مواد گلوله 0. 000 توضیحات 2
• 230000002285 جلوه های رادیواکتیو 0. 000 توضیحات 2
• 238000007789 روش آب بندی 0. 000 توضیحات 2

تصاویر

طبقه بندی

• • الف - ضروریات انسانی
  • A61 - علوم پزشکی یا دامپزشکی ؛بهداشت
  • A61N - الکتروتراپی ؛مغناطیس درمانی ؛پرتو درمانی؛سونوگرافی درمانی
  • A61N5/00 - پرتودرمانی
  • A61N5/10-درمان با اشعه ایکس ؛درمان با اشعه گاما ؛ذرات-تابش درمانی
  • A61N5/1001-درمان با اشعه ایکس ؛درمان با اشعه گاما ؛درمان ذرات با استفاده از منابع پرتونگاری که وارد بدن یا اعمال شده بر روی بدن می شوند. بوی تراپی
  • ح - برق
  • H01 - عناصر برقی اساسی
  • H01J - لوله های تخلیه الکتریکی یا لامپ های تخلیه
  • H01J35/00-لوله های اشعه ایکس
  • ح - برق
  • H01 - عناصر برقی اساسی
  • H01J - لوله های تخلیه الکتریکی یا لامپ های تخلیه
  • H01J35/00-لوله های اشعه ایکس
  • H01J35/32-لوله هایی که در آن اشعه ایکس در انتهای لوله یا در نزدیکی آن تولید می شود یا بخشی از آن که لوله یا قسمت دارای یک مقطع کوچک برای تسهیل در یک سوراخ یا حفره کوچک است
  • ح - برق
  • H01 - عناصر برقی اساسی
  • H01J - لوله های تخلیه الکتریکی یا لامپ های تخلیه
  • H01J35/00-لوله های اشعه ایکس
  • H01J35/02 - جزئیات
  • H01J35/04 - الکترودها ؛موقعیت متقابل آن ؛سازگاری های ساختمانی برای آن
  • H01J35/08 - Anodes ؛ضد کاتد
  • H01J35/112-آندهای بدون چرخش
  • H01J35/116 - آندهای انتقال دهنده

  خلاصه

  دستگاه و روش برای درمان بیمار مبتلا به تومور فاش می شود. یک منبع تولید اشعه ایکس در یک مکان در مجاورت تومور قابل تنظیم است. منبع تولید اشعه ایکس در محدوده ولتاژ در محدوده تقریبا 10-60 کیلو ولت قابل استفاده است ، در نتیجه باعث افزایش جذب اشعه X توسط تومور و به حداقل رساندن عوارض جانبی پرتودرمانی بر روی بافت طبیعی بیمار می شود.

  شرح

  این اختراع مربوط به تولید و استفاده پزشکی از اشعه ایکس و به ویژه با تولید ، توسط میکروهای دارای پرتونگاری با انرژی کم ، پرتونگاری پلی کروماتیک با انرژی کم ، بسیار جذب و استفاده از آن اشعه ایکس دردرمان تومورها هنگامی که چنین میکرو لوله های X در بدن قرار می گیرند ، یا در مجاورت بدن پستانداران در مجاورت بسیار نزدیک یا در داخل تومورها قرار می گیرند.

  بیان شده است که هدف از پرتودرمانی دستیابی به حجم درمان انتخاب شده ، توزیع دوز پرتودرمانی است که حداکثر کنترل تومور و کمترین تأثیر ممکن را در بافتهای طبیعی اطراف به بیمار فراهم می کند..

  برای دستیابی به این هدف مورد نظر ، بسیاری از روش ها طی 90 سال گذشته یا سالها پیش رفته است که بر استفاده از منابع انرژی بسیار بالا تابش متمرکز شده است. درمان تابش فعلی تومورها شامل استفاده از دستگاه های بزرگ انرژی زیاد خارجی مانند دستگاه های اشعه ایکس ، شتاب دهنده های خطی ، بترون ها یا ریزگردها یا استفاده از انتشار گازهای انرژی بسیار بالا از رادیووتوپ ها است.

  رادیوایزوتوپ ها ممکن است در دستگاه های بزرگ خارجی مانند 60 دستگاه Cobalt Teletherapy قرار بگیرند یا در نزدیکی محل تومور کاشته شوند. متقاضیان فعلی از یک عمل جراحی که در درمان تومورهای مغزی که در آن سوراخ های ریز در جمجمه حفر می شوند ، آگاه هستند. جراح لوله های نازک را با انتهای انتهایی بسته در تومور وارد می کند. گلوله های رادیواکتیو اندازه نخود فرنگی در لوله ها قرار می گیرند. ایمپلنت تابش شدیدی را به تومور تحویل می دهد. آنها چند روز بعد برداشته می شوند.

  ایمنی این منابع پرتونگاری با انرژی بالا که در بالا مشخص شده است نگرانی مداوم متخصصان بهداشت بوده است. نه تنها تومور و بافت طبیعی اطراف بیمار تحت تأثیر این منابع پرتودرمانی با انرژی قرار می گیرند ، بلکه متخصصان بهداشتی که در نزدیکی بیمار کار می کنند ، در صورت عدم استفاده از حفاظت کافی می توانند تحت تأثیر منفی قرار گیرند.

  اگرچه دستگاه های انرژی بالا برای تولید حداکثر فعالیت ضد تومور با حداقل تأثیر بر روی بافتهای طبیعی بیمار طراحی شده اند ، اما عوارض جانبی پرتودرمانی بر روی بافت طبیعی بیمار هنوز هم می تواند عامل محدود کننده در یک دوره درمانی باشد.

  اختراع حاضر یک روش و دستگاه برای درمان تومورها با انرژی کم ، بسیار جذب ، پرتونگاری پلی کروماتیک (که به آن Bremsstrahlung یا اشعه سفید نیز گفته می شود) تولید شده توسط میکروهای کوچک اشعه ایکس قرار داده شده در داخل یا مجاور بدن بیمار در یک بیمار در داخل بدن تولید شده است. نزدیکی به تومور یا درون آن. طراحی میکرو لوله اشعه ایکس می تواند نسبتاً ساده باشد: یک منبع تولید اشعه ایکس مینیاتوری ، به طور کلی یک لوله شیشه ای به قطر یک اینچ به قطر و با طول تقریباً یک و نیمی از اینچ ، تا چند اینچ، حاوی حداقل یک آند و کاتد. کاتد ممکن است یک کاتد سرد اشاره شده یا یک رشته گرم باشد و لوله باید حداکثر تخلیه شود. قسمت هدف آند ممکن است از تنگستن ، مانند لوله های اشعه ایکس معمولی تشکیل شود. لوله شیشه ای ممکن است توسط یک پاکت پلاستیکی احاطه شود تا در صورت شکستن شیشه از آسیب دیدگی به بیمار یا متخصص بهداشت جلوگیری شود. یک ژاکت فلزی که حاوی یک پنجره است ممکن است در اطراف لوله قرار گیرد تا بتواند اشعه ایکس فقط در جهت تومور حرکت کند. میکرو لوله اشعه ایکس ممکن است یکبار مصرف یا استریل مجدد باشد.

  عمق نفوذ اشعه ایکس به بافت ها را می توان با تنظیم ولتاژ اعمال شده به میکرو لوله اشعه ایکس به راحتی و دقیق کنترل کرد. عمق نفوذ بافت در چند سانتی متر از سطح لوله مشخصه اشعه سفید تولید شده توسط میکرو لوله ها است. این باعث می شود آسیب به بافت طبیعی به جز در مجاورت فوری تومور کاهش یابد. اشعه ایکس توسط ولتاژهای کاربردی بین 10 کیلوولول و 60 کیلوولت تولید می شود.

  ولتاژ اعمال شده برای میکرو لوله اشعه ایکس ممکن است فرکانس عملیاتی بین جریان مستقیم و 1،000،000 چرخه در ثانیه داشته باشد ، فرکانس های بالاتر که ایمنی بیشتر بیمار را فراهم می کند. جریان از طریق میکرو لوله اشعه ایکس به طور کلی بسیار پایین تر از آن است که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد و در محدوده میکرو آمپر است. ایمنی بیمار توسط قطع کننده گسل زمین و مدار محدود کننده جریان اطمینان می یابد.

  لوله های Micro-X ray ممکن است با تعدادی از روش ها در محل قرار بگیرند ، از جمله ، اما محدود به: کاشت در حین عمل نیست. قرار دادن از طریق دهانه بدن طبیعی. درج همراه با دامنه فیبر نوری از طریق دهانه بدن طبیعی. در رابطه با دامنه فیبر نوری از طریق برش جراحی. درج از طریق سوند تروکار ؛یا درج از طریق سوند موجود در برش جراحی.

  سایر مزایای اشیاء و ویژگی های جدید این اختراع از توضیحات مفصل زیر در مورد اختراع آشکار می شود که در رابطه با نقشه های همراه در نظر گرفته شود.

  شکل. 1 نمودار ضریب جذب جرم ، μ/ρ ، در مقابل انرژی ، MEV است که دامنه جذب پراکندگی فوتوالکتریک و کامپتون را نشان می دهد.

  شکل. 2 نمودار است که توزیع طیفی انرژی اشعه ایکس و شدت نسبی ساطع شده از یک آند تنگستن برای D. C ثابت مختلف را نشان می دهد. پتانسیل ها

  شکل. 3 نمودار است که نمونه هایی از منحنی های عمق نفوذ D. C ثابت را نشان می دهد. ولتاژ ، KEV در مقابل عمق نفوذ در بافت بدن ، در سانتیمتر ، برای اشعه X تک رنگ ، فاصله برای درصد شدت باقی مانده را نشان می دهد.

  شکل. 4 شامل منحنی های شماتیک است که نشان می دهد تغییرات در توزیع شدت طیف تابش سفید از یک آند تنگستن در 50 کیلو ولت پتانسیل ثابت D. C. پس از نفوذ در اعماق مختلف بافت.

  شکل. 5 شامل منحنی های شماتیک که نشان دهنده تغییرات در توزیع شدت طیف تابش سفید از یک آند تنگستن در 40 کیلو ولت پتانسیل ثابت D. C است. پس از نفوذ در اعماق مختلف بافت.

  شکل. 6 شامل منحنی های شماتیک است که نشان می دهد تغییرات در توزیع شدت طیف تابش سفید از یک آند تنگستن در 30 کیلو ولت پتانسیل ثابت D. C. پس از نفوذ در اعماق مختلف بافت.

  شکل. 7 شامل منحنی های شماتیک که نشان دهنده تغییرات در توزیع شدت طیف تابش سفید از یک آند تنگستن در 25 کیلو ولت پتانسیل ثابت D. C است. پس از نفوذ در اعماق مختلف بافت.

  شکل. 8c یک میکرو لوله بسیار کوتاه را نشان می دهد که کاتد و آند در همان انتها قرار گرفته است ، با یک لوله شیشه ای داخلی برای عایق کردن سیم اتصال آند.

  انجیر. 8d (a) و 8d (b) استفاده از یک فیلم آند داخلی نازک را در قسمت داخلی لوله شیشه ای نشان می دهد که از طریق آن می توان اشعه ایکس را برای تولید یک پرتوی اشعه ایکس استوانه ای منتقل کرد.

  انجیر. 8e (a) و 8e (b) استفاده از یک فیلم آند داخلی ضخیم را در قسمت داخلی لوله شیشه ای نشان می دهد ، که پرتو اشعه ایکس پراکنده حاصل از آن یک الگوی اشعه ایکس همیسیلیندریک تولید می کند.

  انجیر. 8f (a) و 8f (b) استفاده از یک فیلم آند داخلی نازک را در قسمت داخلی لوله شیشه ای نشان می دهد که منجر به الگوی اشعه ایکس منتقل شده با همیلاندری می شود.

  انجیر. 8h (a) و 8H (b) استفاده از یک فیلم آند نیمکره داخلی نازک داخلی را که برای تولید الگوی اشعه ایکس نیمکره استفاده می شود ، نشان می دهد.

  همان عناصر یا قطعات در سراسر ارقام نقشه ها توسط همان شخصیت های مرجع تعیین شده است.

  درک تعامل اشعه ایکس با تومورها نیاز به درک پیش زمینه ای از پدیده های فیزیکی درگیر دارد. تابش الکترومغناطیسی بیش از طیف گسترده ای از طول موج گسترش می یابد ، یعنی از امواج رادیویی (3 × 10 4 متر تا 5 متر) ، مایکروویو (10 × 5-2 متر تا 1 × 1 0-4 متر) ، مادون قرمز (10 1-1 0-4 متر 7 × 1 0-7 متر) ، قابل مشاهده (7 × 1 0-7 متر تا 4 × 1 0-7 متر) ، فوق العاده بنفش (10 4 4 4 4 تا 1 × 1 0-8 متر) ، اشعه ایکس وپرتوهای گاما (10 × 1 0-8 متر تا 1 × 1 0-14 متر). طول موج اشعه X اغلب در آنگستروم (Å) بیان می شود که 1 Å برابر با 1 0-8 سانتی متر است. این نوارهای طول موج انتخاب شده از تابش به عنوان دامنه طبقه بندی شده اند که با روش های آشنا با ماده تعامل دارند. مقدار طول موج اندازه یک شیء را تعیین می کند که با آن تابش الکترومغناطیسی واکنش نشان می دهد. امواج رادیویی با هادی های الکتریکی بزرگ واکنش نشان می دهند ، نور مرئی و ماوراء بنفش با الکترونهای پوسته بیرونی موجود در اتمها واکنش نشان می دهند و اشعه ایکس با الکترونهای درونی مداری در تعامل است. طول موج کوتاهتر انرژی تابش بیشتر است. متقابل طول موج فرکانس است که طول موج معمولاً توسط نماد λ و فرکانس توسط حرف یونانی ν نشان داده می شود. انرژی ، E ، برابر با ην است ، جایی که η ثابت پلانک است.

  ماهیت و خصوصیات تابش در باند اشعه ایکس با انرژی (یا طول موج) اشعه ایکس متفاوت است ، دقیقاً همانطور که ویژگی های نور در محدوده قابل مشاهده با طول موج تابش متفاوت است ، موج کوتاه ترطول ها به عنوان رنگ های آبی و رنگ های طولانی تر به عنوان رنگ های نارنجی قرمز ظاهر می شوند. بحث مختصری در مورد چگونگی تولید طول موج مختلف اشعه X و چگونگی تفاوت آنها در تعامل آنها با بافت های بدن ، درک از منحصر به فرد بودن و ارزش این اختراع را ارائه می دهد.

  اشعه X از نظر پزشکی به طور معمول در لوله های تخلیه شده (معمولاً از شیشه ساخته شده است) که حاوی دو عنصر ، یک کاتد و آند است. کاتد به طور معمول یک رشته تنگستن است که به اندازه کافی درجه حرارت گرم می شود تا باعث شود الکترونها به سرعت برسند که به آنها اجازه فرار از رشته را می دهد. الکترونهای فرار در انتهای مخالف لوله به آند جذب می شوند (همچنین به طور معمول از تنگستن تشکیل می شوند) ، که با پتانسیل مثبت بالایی وجود دارد ، معمولاً در محدوده 50،000 تا 2 میلیون ولت.

  الکترون ها در هنگام عبور به سمت آند شتاب می گیرند و قبل از برخورد با آند به سرعت بالایی می رسند و باعث می شوند الکترونهای پوسته داخلی از اتم های تنگستن خارج شوند. هنگامی که انرژی بالایی که برای خارج شدن از الکترون ها خارج می شود به موقعیت های عادی در پوسته های الکترونی باز می گردد ، اشعه ایکس ایجاد می شود. انرژی به دست آمده توسط الکترونهای شرکت کننده در ولتاژ الکترون (EV) اندازه گیری می شود که E بار الکتریکی الکترون و V اختلاف ولتاژ بین کاتد و آند است. این اندازه گیری انرژی معمولاً در زمینه تشخیص اشعه ایکس و درمان استفاده می شود.(به منظور مقایسه ، یک ولت الکترونی ولت در هر اتم معادل 23 کیلو کالری در هر مول اتم است).

  در محدوده اشعه ایکس از طول موج ، چندین پدیده مختلف هنگامی رخ می دهد که ماده در معرض اشعه X قرار بگیرد. این پدیده ها به عنوان پراکندگی الاستیک (یا منسجم) ، جذب فوتوالکتریک ، پراکندگی کامپتون و تولید جفت الکترون (یک الکترون و یک موقعیت) شناخته می شوند. هنگامی که انرژی فوتون کمتر از انرژی اتصال الکترونهای پوسته بیرونی مواد در معرض است ، فوتون ها باعث می شوند که الکترونهای مدار در فاز با اشعه ایکس نوسان کنند و در نتیجه تابش الکترومغناطیسی از همان فرکانس همان حادثه منتشر کنند. اشعه. پرتوهای X مجدداً بدون جذب در ماده تابش پراکنده می شوند. این پدیده ، به نام پراکندگی الاستیک یا منسجم ، در تشخیص اشعه ایکس یا درمان هیچ نتیجه ای ندارد. تولید جفت الکترونی فقط در انرژی های بسیار بالایی به عنوان مثال ، بالاتر از یک میلیون ولت الکترون (1 مگ ولت) رخ می دهد ، که بسیار بالاتر از انرژی های مورد استفاده در این اختراع است. بنابراین ، این دو پدیده بیشتر در اینجا مورد بحث قرار نمی گیرند.

  جذب فوتوالکتریک شکل غالب جذب اشعه ایکس تنها در کمترین محدوده اشعه X (به عنوان مثال 10 تا 60 کیلوولت) است. هنگامی اتفاق می افتد که انرژی فوتونهای اشعه ایکس برابر با انرژی اتصال الکترونهای پوسته داخلی اتمها در ماده در معرض باشد. در این حالت ، فوتون های اشعه ایکس با الکترونهای نزدیک به هسته در تعامل هستند و باعث می شوند که آنها از اتمها خارج شوند و باعث شود فوتون ها تمام انرژی خود را از دست دهند و از بین بروند. این واکنش نمی تواند در انرژی پرتو اشعه ایکس در زیر انرژی اتصال اتم الکترون و اتم رخ دهد. این حداکثر زمانی است که دو انرژی برابر هستند و با افزایش انرژی اشعه ایکس بالاتر از حداکثر مقدار به سرعت کاهش می یابد.

  جذب تابش اشعه ایکس با انرژی بالاتر (به عنوان مثال بالاتر از 100 کیلوولت) تقریباً به طور کامل توسط پراکندگی کامپتون رخ می دهد. این فرایند شامل تعامل فوتون های اشعه ایکس با هر یک از الکترون های موجود در ابر اطراف هسته اتم تعامل است. در این حالت ، یک فوتون حادثه تنها بخشی از انرژی خود را هنگام واکنش با یک الکترون از دست می دهد ، که انرژی از دست رفته توسط فوتون را بدست می آورد و از ابر الکترون اتم بیرون می رود. فوتون حاصل با انرژی کاهش یافته پراکنده است و با چند زاویه به خط پرتوی حادثه حرکت می کند. انرژی فوتون پراکنده در طی این رویداد به صورت محلی در مواد در معرض جذب نمی شود ، اما انرژی به دست آمده توسط الکترون شرکت کننده کاملاً در داخل ماده جذب می شود. بنابراین ، تغییر انرژی پرتوی اشعه ایکس حادثه به دو بخش تقسیم می شود که تنها یکی از آنها به طور مستقیم جذب می شود.

  بین 10 کیلوولت و 100 کیلو ولت ، کسری جذب شده از انرژی کامپتون از مقدار کم در 10 کیلو ولت افزایش می یابد و سرانجام به مقدار بالایی در 100 کیلو ولت می رسد ، پس از آن با یک مقدار نسبتاً کمی در محدوده بین 100 کیلو ولت و 1 مگاوات همانطور که در آن نشان داده شده است ، تغییر می کندضریب جذب جرم در مقابل منحنی انرژی در شکل. 1. (شکل 1 هنر قبلی است که از "اصول فیزیک رادیولوژیکی" توسط رابین جی ویلکس اقتباس شده است. چاپ دوم ، صفحه 483. چرچیل لیوینگستون ، N. Y. 1987.) در این شکل منحنی هایی وجود دارد که نشان می دهد چگونه جذب X-پرتوهای توسط بافت و استخوان با انرژی فوتون متفاوت است. در زیر حدود 50 انرژی kev (در محدوده جذب فوتوالکتریک) ، استخوان ها حدود 13 برابر بیشتر از انرژی حادثه مانند بافت جذب می کنند. بالاتر از حدود 100 کیلوولت (در محدوده کامپتون) تفاوت بسیار اندک است ، که جذب استخوان فقط در حدود 1. 7 برابر بیشتر از بافت است. دامنه انرژی بالاتر به طور کلی برای درمان سرطان استفاده می شود.

  جذب فوتوالکتریک 10 پرتوهای X KEV توسط بافت بسیار زیاد است ، اما ضریب جذب با افزایش انرژی به شدت کاهش می یابد. در 50 کیلو ولت ، ضریب جذب به حدود یک درصد از 10 kev مقدار کاهش یافته است. در محدوده 10 کیلو ولت 50 کیلو ولت که در آن جذب فوتوالکتریک غالب است. این اشعه X انرژی کمتری فقط در مسافت های کوتاه به بافت نفوذ می کنند و در نتیجه این امر به طور معمول دامنه مفیدی برای تشخیص پزشکی یا درمان در نظر گرفته نمی شود. این روش معمول در پرتودرمانی است که هرچه بیشتر ممکن است از این پرتوهای آسیب رسان پوست از پرتوی اشعه ایکس خارج شود. این کار با درج ورق های نازک آلومینیوم یا مس در مسیر پرتو انجام می شود تا تا حد امکان از مؤلفه کم انرژی پرتو جذب شود. اختراع حاضر امکان استفاده از برخی از پرتوهای X در این محدوده کم انرژی را برای درمان برخی از بافت های سرطانی به راحتی در دسترس تر از روش های انرژی بالاتر که اکنون در حال استفاده است ، امکان پذیر است ، اما بدون آسیب گاهی اوقات شدید به بافت طبیعی بدن که با آن رخ می دهددر حال حاضر شیوه های استفاده شده

  قبل از ورود به توضیحات مفصل روش و تجهیزات جدید که موضوع این اختراع است ، شرح مختصری از برخی از خصوصیات و روشهای شناخته شده استفاده از اشعه ایکس در نظر گرفته شده است. به عنوان مثال ، توطئه های سنتی ضرایب جذب در مقابل انرژی اشعه ایکس ، مانند شکل نشان داده شده در شکل. 1 ، به اشعه ایکس تک رنگ مراجعه کنید ، در حالی که تابش از یک لوله اشعه ایکس در واقع طیف گسترده ای از انرژی ها را شامل می شود ، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 2. (شکل 2 هنر قبلی است که از "متالوگرافی اشعه ایکس" ساخته A. تیلور ، صفحه 18 ، جان ویلی و پسران ، نیویورک ، 1961) اقتباس شده است

  در این شکل شدت نسبی (اشعه ایکس) در برابر انرژی (اشعه ایکس) برای d. c ثابت مختلف رسم شده است. بنابراین ولتاژ لوله و منحنی های طیفی Bremsstrahlung یا تابش سفید تولید می شود. شکل این منحنی ها تحت تأثیر پتانسیل لوله است. شکل منحنی ها نیز متاثر از ماهیت منبع تغذیه است. بسته به طراحی منبع تغذیه، خروجی ممکن است d. c ثابت، نیمه موج اصلاح شده a. c. یا یک موج کامل اصلاح شده a. c. باشد. حداکثر شدت ها و توزیع انرژی اشعه ایکس برای هر نوع منبع برق متفاوت خواهد بود. همچنین، باید به خاطر داشت که ضریب جذب جرم برای بافت به شدت با انرژی (یا طول موج) اشعه ایکس تغییر می کند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1. بنابراین، در حقیقت، ضریب جذب مؤثر برای یک پرتو متشکل از طیف گسترده ای از اشعه ایکس، کسری از پرتو است که در طول عبور پرتو از یک سانتی متر ماده جذب می شود و از دو قسمت تشکیل شده است:یکی از اجزای جذب فوتوالکتریک و دیگری به دلیل اثر کامپتون است.

  شکل. 3 نمونه هایی از منحنی های عمق تقریبی نفوذ را نشان می دهد (یعنی فاصله بین مواد که باعث کاهش خاص در شدت پرتو ایکس می شود، به عنوان مثال، 1/2، 1/4، 1/10 و غیره از شدت اولیه پرتو). من شدت است، در حالی که من_oبه شدت اولیه اشاره دارد). مقادیر نشان داده شده در این شکل مربوط به تابش تک رنگ است. از نمودارهای دقیق ضرایب جذب جرم، μ/ρ، در مقابل منحنی های انرژی نشان داده شده در شکل. 1، ضریب جذب خطی، μ، مورد نیاز برای محاسبه کاهش شدت اشعه ایکس در مقابل فاصله نفوذ، همانطور که در شکل نشان داده شده است. شکل 3 را می توان با این فرض به دست آورد که شدت، ρ، بافت مورد استفاده برای تعریف ضریب جذب جرم، μ/ρ، برابر با 1 است. شکل. 3 این واقعیت را برجسته می کند که در محدوده 10-50 KeV اشعه ایکس به سادگی خیلی دور نفوذ نمی کند.

  به عنوان نمونه ای از روش مورد استفاده برای به دست آوردن منحنی ها در شکل. 3، با فرض ولتاژ 50 KeV، مقدار I/I_o0. 5 =، و μ، ضریب جذب = 0. 24، رابطه متقابل این پارامترها توسط I/I داده شده است._o=e - μx که x فاصله نفوذ زیر سطح ماده جاذب است (x یک عدد منفی است). با جایگزینی اعداد داده شده در بالا در معادله، مقدار x برابر با 2. 87 سانتی متر به دست می آید (مطابق با مقدار x=2. 87 سانتی متر در 50 KeV و 50% جذب در شکل 3).

  تابش واقعی که از آند بر روی یک لوله اشعه ایکس منتشر می شود ، به عنوان مثال ، 50 کیلوولت پتانسیل کاربردی ، در واقع طیف کاملی از انرژی های تابشی است و آنچه را که معمولاً تابش "سفید" نامیده می شود ، تولید می کند. این در شکل نشان داده شده است. 2 ، که توزیع انرژی (در kev) برای لوله ای با آند تنگستن را نشان می دهد ، در صورت قرار گرفتن در معرض ولتاژهای مختلف لوله ثابت. در طیف هایی از این نوع ، هر مقدار فردی ضریب جذب متفاوت با سایر انرژی های موجود در طیف متفاوت است. هنگامی که جذب مؤثر برای پرتو محاسبه می شود ، تغییر در ضرایب جذب در طیف باید در نظر گرفته شود. در انتهای پایین دامنه ولتاژ ، یعنی زیر ولتاژ لوله 50 کیلو ولت ، ضرایب جذب ممکن است بیش از 100 تا 1 متفاوت باشد (شکل 1 را ببینید). با این حال ، در محدوده ولتاژ بالاتر که در حال حاضر در استفاده عمومی (به عنوان مثال ، حدود 100 کیلوولت تا 1 مگاوات) ضریب جذب نسبتاً ثابت است. با تابش سفید در محدوده انرژی این اختراع ، پس از آن ، ضریب جذب و شدت اشعه ایکس به شدت به انرژی فوتونهای درگیر بستگی دارد. به عنوان مثال ، ضریب جذب جرم برای بافت از حدود 0. 33 برای 37 کیلو ولت تا 3. 3 در 12 کیلو ولت متفاوت است.

  انجیر. 4 ، 5 ، 6 و 7 نشان می دهد که در مقادیر شدت اولیه برای تابش سفید از یک لوله اشعه ایکس تنگستن در پتانسیل های لوله های مختلف کاهش می یابد ، زیرا پرتو به بافت نفوذ می کند. شکل شدت نسبی در مقابل انرژی (keV) با تغییر فاصله از سطح بیرونی بافت که در آن نفوذ می شود افزایش می یابد. در هر سطح انرژی اشعه ایکس ، ضریب جذب متفاوت است ، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1 ، با بخش بسیار بالاتری از اجزای انرژی پرتونگاری تحتانی پرتوی تابش سفید نسبت به اجزای انرژی بالاتر جذب می شود. منحنی های موجود در شکل. 4 این اثر را در اعماق مختلف بافت نشان دهید.

  نمونه هایی از چگونگی و چرایی تغییر شکل منحنی های توزیع انرژی تابش سفید در اعماق مختلف در بافت در درک منحنی های ترسیم شده در شکل مفید خواهد بود. 4 ، 5 ، 6 و 7. شکل. 4 نمونه هایی از ماهیت تغییراتی را که در یک مقدار انرژی بالا در طی 50 کیلو ولت ایجاد شده است ، به مواردی که از مقدار انرژی کم در همان طیف ایجاد می شود ، نشان می دهد ، با مقایسه شدت اولیه در I_oمنحنی به شدت در همان عمق منحنی بافت.

  در این مثال ، اجازه دهید مورد انرژی بالا توسط 42 کیلو ولت انتخاب شود و انرژی کم به عنوان 20 کیلو ولت انتخاب شود. برای مورد انرژی بالا (42 kev) ، اجازه دهید: من_o= 5. 5 (از شکل 4) ، μ = 0. 32 (از شکل 1) و x = 1 سانتی متر.

  با تنظیم مجدد فرمول ، من/i_o= E - μx ، ما می توانیم با استفاده از پارامترهای خود مقدار I را در 1 سانتی متر حل کنیم: