DE102007014723A1

DE102007014723A1 - Bestimmung eines Planungsvolumens für eine Bestrahlung eines Körpers

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Publication number: DE102007014723A1
Application number: DE102007014723A
Authority: DE
Inventors: Christoph Bert; Gerhard Prof. Dr. Kraft; Eike Dr. Rietzel
Original assignee: Siemens AG; GSI Gesellschaft fuer Schwerionenforschung mbH
Current assignee: Siemens AG; GSI Gesellschaft fuer Schwerionenforschung mbH
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-11-27
Also published as: JP2010521259A; WO2008116596A1; US8217373B2; EP2139559A1; DE102007014394A1; CN101663068A; CN101663068B; US20100074408A1; EP2139559B1; JP5048792B2

Abstract

Eine Anlage zum Bestrahlen eines vorbestimmten Mindestzielvolumens in einem Körper mit einem Partikelstrahl ist ausgebildet, um den Partikelstrahl nacheinander auf eine Vielzahl von Zielpunkten in dem Körper zu richten, um an jedem der Zielpunkte eine vorbestimmte Dosisverteilung zu erzeugen. Für die Anlage wird ein Planungszielvolumen bestimmt, indem zunächst ein zu dem Mindestzielvolumen in dem Körper äquivalentes Zielvolumen in einem fiktiven homogenen Körper bestimmt wird. Das äquivalente Zielvolumen wird um einen Sicherheitssaum erweitert, um das Planungszielvolumen zu bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Planungsvolumens für eine Partikeltherapieanlage für eine Bestrahlung eines zumindest teilweise bewegten vorbestimmten Zielvolumens in einem Rasterscanverfahren oder in einem Spotscanverfahren oder in einem kontinuierlichen Scanverfahren oder in einem anderen Scanverfahren.
Die Therapie von Tumoren mit Partikelstrahlen, insbesondere mit Protonen, α-Teilchen und Kohlenstoffkernen, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dabei weist das Rasterscanverfahren gegenüber anderen Verfahren eine Reihe von Vorteilen auf. Bei diesem wird ein dreidimensionales Raster über das Tumorvolumen gelegt. Der Partikelstrahl wird durch Ablenkmagnete in zwei zueinander senkrechten Richtungen (x- und y-Richtung) abgelenkt. Durch eine aktive Variation der Partikelenergie wird die Position des Bragg-Peaks, in dem der größte Anteil der Dosis deponiert wird, auf unterschiedliche Gewebetiefen (z-Richtung) eingestellt.
Computertomographen, Kernspintomographen und andere bildgebende Vorrichtungen weisen eine begrenzte räumliche Auflösung auf. Zwischen der Abbildung eines Tumors in einem Körper und der Bestrahlung mit einem Partikelstrahl liegt eine Zeitspanne, in der sich die Lage und die Größe des Tumors verändern können. Auch während einer fraktionierten Bestrahlung, die sich über Tage oder Wochen erstrecken kann, können sich die Lage und die Größe des Tumors im Patienten verändern. Ferner kann die Positionierung des Patienten im Fall einer protra hierten Bestrahlung (Bestrahlungsprogramm aus einer Mehrzahl von einzelnen Bestrahlungen, bei denen jeweils nur eine Fraktion bzw. ein Bruchteil der Gesamtdosis appliziert wird) von Fraktion zu Fraktion unterschiedlich sein. Damit befinden sich sowohl der Tumor als auch der Patient insgesamt an leicht unterschiedlichen Positionen. Eine Reihe von in der Tumortherapie relevanten Organen befindet sich in der Nähe der Lunge und wird deshalb mit den Atembewegungen des Patienten mitbewegt.
Aus diesen und anderen Gründen sind die Lage und die Größe eines Tumors, wie auch jedes anderen Zielgebiets, in einem Körper eines Patienten immer nur mit einer gewissen Ungenauigkeit bzw. Unsicherheit bekannt. Eine Unterdosierung am Rand eines Tumors gefährdet den therapeutischen Erfolg.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Planungsvolumen für ein Rasterscanverfahren so zu bestimmen, dass auch im Fall von Lageabweichungen eine vollständige Bestrahlung eines Zielgebiets erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 15 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Idee, zu einem beispielsweise therapeutisch begründeten Mindestzielvolumen in einem Körper zunächst ein äquivalentes Zielvolumen in einem fiktiven homogenen Körper zu bestimmen. Ein realer Körper ist immer inhomogen. Die Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem Körper, insbesondere der Energieverlust des Partikelstrahls in dem Körper, ist deshalb ortsabhängig. Extreme Beispiele für Strukturen, in denen ein Partikelstrahl besonders schnell bzw. besonders langsam Energie verliert, sind Knochen bzw. die Lunge oder andere Hohlräume. Der fiktive homogene Körper besteht beispielsweise aus Wasser, in diesem Fall spricht man von einem Wasseräquivalent.
In einem weiteren Schritt wird das äquivalente Zielvolumen um einen Sicherheitssaum erweitert. Das erweiterte äquivalente Zielvolumen ist das Planungszielvolumen. Die Breite bzw. Dicke des Sicherheitssaums wird an die Genauigkeit, mit der die Lage des Mindestzielvolumens bekannt ist, und/oder an die Genauigkeit, mit der die Zusammensetzung des Körpers bekannt ist, und/oder an die Genauigkeit, mit der die Patientenposition bekannt ist, und/oder an das Ausmaß möglicher Veränderungen vor oder während der Bestrahlung und/oder an die Genauigkeit, mit der der Ort (Koordinaten senkrecht zur Strahlrichtung), und/oder an die Genauigkeit, mit der die Energie des Partikelstrahls bekannt sind, und/oder an die Genauigkeit, mit der Strahlfokus bzw. der Strahlquerschnitt bekannt sind, und/oder an die Genauigkeit mit der die Umrechnung in das äquivalente Zielvolumen bekannt ist bzw. erfolgt, angepasst. Mögliche Veränderungen sind insbesondere ein Wachstum oder eine Bewegung des Mindestzielvolumens im Körper oder eine Bewegung des Körpers mit dem Mindestzielvolumen. Die Breite bzw. Dicke des Sicherheitssaums kann in jeder Raumrichtung die gleiche oder in jeder Raumrichtung anders und beispielsweise in der Hauptbewegungsrichtung größer als in anderen Richtungen sein.
In die Dimensionierung des Sicherheitssaums können Erfahrungswerte eingehen, wie sie aus der klinischen Routine bekannt sind. Dazu zählen beispielsweise die Genauigkeit, mit der die Position des Patienten bekannt ist, oder typische Bewegungen des Mindestzielvolumens oder anderer in Strahlrichtung vor dem Mindestzielvolumen liegenden Bereiche innerhalb des Patienten. Wenn die Amplitude oder die Geschwindigkeit einer Bewegung des Mindestzielvolumens aufgrund der Atmung oder aus einem anderen Grund bekannt ist, kann sie in die Dimensionierung des Sicherheitssaums eingehen. Im Fall einer Bewegung des Mindestzielvolumens können auch mehrere verschiedene Lagen des Mindestzielvolumens der Dimensionierung des Sicherheitssaums oder der Bildung des Planungszielvolumens zu Grunde gelegt werden. Diese mehreren verschiedenen Lagen können beispielsweise mit 4DCT (zeitaufgelöste Computertomographie) oder anderen zeitaufgelösten bildgebenden Verfahren bestimmt werden. Ein alternatives Beispiel ist die Auswertung von mehreren CT- oder anderen Aufnahmen ohne definierte zeitliche Korrelation (z. B. an verschiedenen Tagen erfasst). Aus diesen nicht definiert korrelierten Aufnahmen wird dann eine statistische Aussage über die Variabilität des Orts und der Ausdehnung des Mindestzielvolumens innerhalb des Patienten und über die Variabilität anderer in Strahlrichtung vor dem Mindestzielvolumen liegenden Bereiche (z. B. Organe) innerhalb des Patienten gewonnen. Zu jeder bekannten Lage oder zumindest zu den extremen Lagen des Mindestzielvolumens wird jeweils ein äquivalentes Zielvolumen in dem fiktiven homogenen Körper bestimmt. Das Planungszielvolumen wird dann so bestimmt, dass es alle äquivalenten Zielvolumina umfasst. Insbesondere kann das Planungszielvolumen als Vereinigungsmenge aller äquivalenten Zielvolumina bestimmt werden. Im Fall zweier äquivalenter Zielvolumina ist der Sicherheitssaum die Differenz des Planungszielvolumens und eines der äquivalenten Zielvolumina. Zusätzlich kann das Planungsvolumen um einen weiteren Sicherheitssaum um die Vereinigungsmenge der äquivalenten Zielvolumina erweitert werden.
Die Ausdehnungen des Sicherheitssaumes in allen drei Raumrichtungen können entweder gleich oder voneinander verschieden und entweder an allen Orten gleich oder ortsabhängig sein. In einem einfachen Fall weist der Sicherheitssaum eine vom Ort unabhängige Breite bzw. Dicke auf, die in allen Raumrichtungen gleich ist oder unterschiedliche Werte aufweist. Das Zielvolumen wird beispielsweise durch eine Faltung des äquivalenten Zielvolumens oder der Vereinigungsmenge der äquivalenten Zielvolumina mit einem Faltungskern berechnet. Der Faltungskern beschreibt die Abmessungen des Sicherheitssaumes.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhalber mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Partikeltherapieanlage;
2 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein zu bestrahlendes Mindestzielvolumen;
3 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein äquivalentes homogenes Zielvolumen;
4 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein äquivalentes homogenes Zielvolumen mit einem lateralen Sicherheitssaum;
5 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein äquivalentes homogenes Zielvolumen mit einem Sicherheitssaum;
6 eine schematische Darstellung von Faltungskernen;
7 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein zu bestrahlendes Mindestzielvolumen in einem ersten Zustand;
8 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch das zu bestrahlende Mindestzielvolumen in einem zweiten Zustand;
9 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein äquivalentes homogenes Zielvolumen;
10 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres äquivalentes homogenes Zielvolumen;
11 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Vereinigungsmenge äquivalenter homogener Zielvolumina;
12 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen Körper mit einem zu bestrahlenden Mindestzielvolumen in einem ersten Zustand;
13 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch den Körper mit dem zu bestrahlenden Mindestzielvolumen in einem zweiten Zustand;
14 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen zu dem Körper im ersten Zustand äquivalenten homogenen Körper;
15 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen zu dem Körper im zweiten Zustand äquivalenten homogenen Körper;
16 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen äquivalenten homogenen Körper mit einem zusammengesetzten äquivalenten Zielvolumen;
17 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein Planungszielvolumen;
18 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Planungszielvolumens für eine Partikeltherapieanlage; und
19 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines Planungszielvolumens für eine Partikeltherapieanlage.
1 zeigt einen schematischen Überblick über den Aufbau einer Partikeltherapieanlage 10. In einer Partikeltherapieanlage 10 erfolgt eine Bestrahlung insbesondere von tumorerkranktem Gewebe mit einem Partikelstrahl 20. Als Partikel werden vornehmlich Ionen wie beispielsweise Protonen, Pinnen, Helium-ionen, Kohlenstoffionen oder andere Ionensorten eingesetzt.
Üblicherweise werden derartige Partikel in einer Partikelquelle 11 erzeugt. Wenn, wie in 1 dargestellt, zwei Partikelquellen 11 vorhanden sind, die zwei verschiedene Ionensorten erzeugen, kann zwischen diesen beiden Ionensorten innerhalb eines kurzen Zeitintervalls umgeschaltet werden. Dazu wird beispielsweise ein Schaltmagnet 12 verwendet, der zwischen den Ionenquellen 11 einerseits und einem Vorbeschleuniger 13 andererseits angeordnet ist.
Als Beispiele für zwei verschiedene Ionensorten, die in einer Partikeltherapieanlage alternativ verwendet werden, sind Helium-Ionen (³He oder ⁴He) und Kohlenstoff-Ionen zu nennen. Diese unterscheiden sich in ihrer strahlenbiologischen Wirkung und sind für verschiedene Tumorarten geeignet. ⁴He und ¹²C weisen jeweils im vollständig ionisierten Zustand das gleiche Verhältnis A/Q zwischen der Massenzahl A und der Ladung Q auf. Sie können deshalb ohne größere Anpassung in der selben Beschleunigeranlage beschleunigt werden.
Die von der oder einer der Ionenquellen 11 erzeugten und ggf. mit dem Schaltmagneten 12 ausgewählten Ionen werden in dem Vorbeschleuniger 13 auf ein erstes Energieniveau beschleunigt. Der Vorbeschleuniger 13 ist beispielsweise ein Linearbeschleuniger (LINAC für engl.: "LINear ACcelerator"). Anschließend werden die Partikel in einen Beschleuniger 15, beispielsweise ein Synchrotron oder Zyklotron, eingespeist. In dem Beschleuniger 15 werden sie auf hohe Energien, wie sie zur Bestrahlung nötig sind, beschleunigt. Nachdem die Partikel den Beschleuniger 15 verlassen, führt ein Hochenergiestrahl-Transportsystem 17 den Partikelstrahl 20 zu einem oder mehreren Bestrahlungsräumen 19. In einem Bestrahlungsraum 19 werden die beschleunigten Partikel auf einen zu bestrahlenden Körper gerichtet. Je nach Ausgestaltung erfolgt dies von einer festen Richtung (in so genannten "fixed beam"-Räumen) aus oder aber über eine um eine Achse 22 bewegliche rotierbare Gantry 21 von verschiedenen Richtungen aus.
Der anhand der 1 dargestellte Grundaufbau einer Partikeltherapieanlage 10 ist typisch für viele Partikeltherapieanlagen, kann aber auch hiervon abweichen. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind sowohl in Zusammenhang mit der anhand der 1 dargestellten Partikeltherapieanlage als auch mit anderen Partikeltherapieanlagen einsetzbar.
Die 2 bis 17 zeigen schematische Darstellungen von Schnitten durch zu bestrahlende Körper oder durch Zielvolumina. Die Schnitte liegen parallel zur Richtung eines Partikelstrahls. Über die zu bestrahlenden Körper bzw. die Zielvolumina sind dreidimensionale Raster von Bereichen bzw. Zielpunkten 30 gelegt, die in den Figuren jeweils als Quadrate dargestellt sind. Von dem dreidimensionalen Raster von Bereichen bzw. Zielpunkten 30 ist jeweils eine Schicht dargestellt. Im Fall der 2, 7, 8, 12 und 13 sind die dargestellten Quadrate keine Zielpunkte, sondern stellen lediglich das Raster dar, in dem der reale Körper durch ein abbildendes Verfahren erfasst wird. Im Fall der äquivalenten homogenen Strukturen, die in den 3 bis 5, 9 bis 11 und 14 bis 17 dargestellt sind, ist jedes Quadrat ein Zielpunkt.
Einfache diagonale Schraffuren mit zwei verschiedenen Strichabständen unterscheiden in den 2, 7, 8, 12 und 13 Bereiche bzw. Zielpunkte mit zwei verschiedenen Dichten bzw. physikalischen Eigenschaften. Der Energieverlust eines Partikels in einem Bereich mit enger Schraffur ist doppelt so groß wie der Energieverlust in einem Bereich mit weiter Schraffur. Selbstverständlich sind auch andere und wesentlich feinere Unterteilungen des Energieverlusts möglich. Der Energieverlust in einem Bereich kann beispielsweise mit Hilfe der Hounsfield-Look-Up-Tabelle (HLUT) aus den lokalen Dichten von CT-Aufnahmen bestimmt werden. Die dargestellten Körper bzw. Zielvolumina sind jeweils durch einen von links kommenden horizontalen Partikelstrahl zu bestrahlen.
Die 2 zeigt ein zu bestrahlendes Mindestzielvolumen 25 in seiner Soll-Lage bzw. -Position, wie sie aufgrund einer der Bestrahlung vorausgehenden Abbildung erwartet wird. Dieses weist in dem dargestellten Schnitt die Form eines Quadrats auf. Das Mindestzielvolumen 25 ist hinsichtlich einer Wechselwirkung mit dem zur Bestrahlung vorgesehenen Partikelstrahl inhomogen. In Bereichen 42 verlieren die Partikel des Strahls auf einer Strecke doppelt so viel Energie wie in Bereichen 41 auf einer Strecke gleicher Länge. Der Energieverlust wird wesentlich durch die Dichte der durchdrungenen Materie bestimmt. Näherungsweise können deshalb die Bereiche 41 als Bereiche niedriger Dichte und die Bereiche 42 als Bereiche hoher Dichte bezeichnet werden. Beispiele für Bereiche niedriger Dichte sind Muskeln, Organe und andere weiche, überwiegend aus Wasser bestehende Gewebe, Beispiele für Bereiche hoher Dichte und hohen Energieverlusts sind Knochen.
Die 3 zeigt ein fiktives äquivalentes homogenes Zielvolumen 26, das zu dem oben anhand der 2 dargestellten Mindestzielvolumen 25 hinsichtlich seiner Wechselwirkung mit dem zur Bestrahlung vorgesehenen Partikelstrahl äquivalent ist. Zur Erläuterung der Äquivalenz wird ein Partikelstrahl betrachtet, der von links horizontal in das Zielvolumen eintritt und dabei eine Zeile der in 2 bzw. 3 dargestellten Quadrate durchquert. In einer bestimmten Zeile der 3 muss der Partikelstrahl, um genau bis zum rechten Rand des äquivalenten Zielvolumens 26 zu gelangen, die gleiche anfängliche Partikelenergie aufweisen wie in der entsprechenden Zeile der 2, um genau bis zum rechten Rand des Mindestzielvolumens 25 zu gelangen. Das äquivalente homogene Zielvolumen 26 besteht beispielsweise aus Wasser (Wasseräquivalent) oder homogen aus einem anderen Material. Dieses Material ist beispielsweise so gewählt, dass die Wechselwirkungen des Partikelstrahls mit dem Material denen mit dem realen zu bestrahlenden Körper ähnlich sind. Isoenergieschichten, d. h. Schichten, in denen Partikel einer bestimmten anfänglichen Partikelenergie gestoppt werden, sind in dem in 3 dargestellten äquivalenten homogenen Zielvolumen 26 eben.
Die 4 zeigt das bereits in 3 dargestellte äquivalente homogene Zielvolumen 26 mit einem lateralen Sicherheitssaum 51. Der laterale Sicherheitssaum 51 entsteht durch eine laterale Erweiterung jeder Isoenergieschicht des äquivalenten homogenen Zielvolumens 26. Mit diesem lateralen Sicherheitssaum 51 wird sichergestellt, dass auch im Fall einer Abweichung der tatsächlichen Position bzw. Lage des Mindestzielvolumens im Koordinatensystem der Anlage zum Bestrahlen von der erwarteten Lage in einer Richtung quer zum Strahl (genauer: parallel zu einer Isoenergieschicht) das Mindestzielvolumen 25 vollständig bestrahlt wird.
Die 5 zeigt das bereits in den 3 und 4 dargestellte äquivalente homogene Zielvolumen 26 mit einem Sicherheitssaum, der den oben anhand der 4 dargestellten lateralen Sicherheitssaum und einen longitudinalen Sicherheitssaum 52 umfasst. Der longitudinale Sicherheitssaum entsteht durch eine Verlängerung jeder parallel zur Strahlrichtung liegenden Reihe von Zielpunkten. Der laterale Sicherheitssaum bewirkt, dass auch im Fall einer Abweichung der tatsächlichen Position bzw. Lage des Mindestzielvolumens im Koordinatensystem der Anlage zum Bestrahlen von der erwarteten Lage in einer Richtung parallel zum Strahl das Mindestzielvolumen mit ausreichender Wahrscheinlichkeit vollständig bestrahlt wird. Der longitudinale Sicherheitssaum bewirkt, dass auch im Fall einer Abweichung der Dichte im Eingangskanal bzw. in in Strahlrichtung vor dem Mindestzielvolumen liegenden Bereichen von der dort erwarteten Dichte das Mindestzielvolumen mit ausreichender Wahrscheinlichkeit vollständig bestrahlt wird. Es gibt Zielpunkte 51, die nur im lateralen Sicherheitssaum liegen, Zielpunkte 52, die nur im longitudinalen Sicherheitssaum liegen, und Zielpunkte 53, die sowohl im lateralen als auch im longitudinalen Sicherheitssaum liegen.
In 5 sind ferner Zielpunkte 58 in einem erweiterten Sicherheitssaum dargestellt. Dieser berücksichtigt eine Abweichung der tatsächlichen Position bzw. Lage des Mindestzielvolumens im Koordinatensystem der Anlage zum Bestrahlen von der erwarteten Lage gleichzeitig sowohl in Richtung parallel zu den Isoenergieschichten als auch in Richtung parallel zum Partikelstrahl.
6 zeigt eine Reihe von Faltungskernen 31, 32, 33, 34 für eine Bestimmung des Sicherheitssaums durch Faltung des äquivalenten Zielvolumens mit einem Faltungskern. Die mittleren, gekreuzt schraffierten Flächen stellen jeweils die Bezugspunkte dar. Ein erster Faltungskern 31 erzeugt ein lediglich einen lateralen Sicherheitssaum, wie er oben anhand der 4 dargestellt ist. Ein zweiter Faltungskern 32 erzeugt lediglich einen longitudinalen Sicherheitssaum. Bei Anwendung auf das oben anhand der 3 dargestellte äquivalente Zielvolumen 26 entsteht ein Sicherheitssaum, der über die oben anhand der 5 dargestellten Zielpunkte 52 und 53 hinaus noch Zielpunkte am linken Rand des äquivalenten Zielvolumens 26, die in 5 nicht dargestellt sind. Ein dritter Faltungskern 33 erzeugt einen lateralen und longitudinalen Sicherheitssaum. Bei Anwendung auf das oben anhand der 3 dargestellte äquivalente Zielvolumen 26 entsteht ein Sicherheitssaum, der über die oben anhand der 5 dargestellten Zielpunkte 51, 52 und 53 hinaus noch Zielpunkte am linken Rand des äquivalenten Zielvolumens 26, die in 5 nicht dargestellt sind. Ein vierter Faltungskern 34 erzeugt einen erweiterten Sicherheitssaum. Bei Anwendung auf das oben anhand der 3 dargestellte äquivalente Zielvolumen 26 entsteht ein Sicherheitssaum, der über die oben anhand der 5 dargestellten Zielpunkte 51, 52, 53 und 58 hinaus noch Zielpunkte am linken Rand des äquivalenten Zielvolumens 26, die in 5 nicht dargestellt sind.
Die 7 und 8 zeigen ein zu bestrahlendes Mindestzielvolumen 25 mit einer Inhomogenität (Bereiche 41 niedrigen Energieverlusts und Bereiche 42 hohen Energieverlusts) in zwei verschiedenen Bewegungszuständen. Diese beiden Bewegungszustände können beispielsweise mit 4DCT (zeitaufgelöste Computertomographie) oder einem anderen zeitaufgelösten bildgebenden Verfahren erfasst werden, beispielsweise mittels Kernspin resonanz-Tomographie (NMR), Positronen-Emissions-Tomographie (PET) etc. Alternativ werden mögliche Bewegungszustände aus mehreren zeitlich nicht definiert korrelierten CT-, NMR-, PET- oder anderen Abbildungen des Körpers ermittelt, die eine statistische Aussage über die Variabilität des Körpers ermöglichen. Im Fall einer statistischen Positionsänderung (beispielsweise von Tag zu Tag) oder einer oszillierenden Bewegung, wie sie beispielsweise durch die Atmung hervorgerufen wird, sind die in den 7 und 8 dargestellten Bewegungszustände beispielsweise die extremen Zustände, zwischen denen die Bewegung stattfindet. Im Fall einer Bewegung mit größerer Amplitude (mehr als ein oder zwei Rasterpunkte) können darüber hinaus weitere Bewegungszustände berücksichtigt werden.
Die 9 und 10 zeigen schematische Darstellungen eines Schnitts durch äquivalente homogene Zielvolumina 26, 27. Diese sind zu dem Mindestzielvolumen 25 in den in den 7 bzw. 8 dargestellten Bewegungszuständen in dem oben in Zusammenhang mit 3 erklärten Sinn äquivalent.
Die 11 zeigt die Vereinigungsmenge 28 der in den 9 und 10 dargestellten äquivalenten homogenen Zielvolumina 26, 27. Sie stellt ein geeignetes Planungszielvolumen zu dem in den 7 und 8 dargestellten bewegten Mindestzielvolumen 25 dar. Die Differenz des Planungszielvolumens und des in 9 dargestellten äquivalenten homogenen Zielvolumens 26 stellt einen Sicherheitssaum zu dem in 10 dargestellten äquivalenten homogene Zielvolumen 27 dar, und die Differenz des Planungszielvolumens und des in 10 dargestellten äquivalenten homogenen Zielvolumens 27 stellt einen Sicherheitssaum zu dem in 9 dargestellten äquivalenten homogene Zielvolumen 26 dar. Die Vereinigungsmenge 28 kann zusätzlich durch einen Sicherheitssaum erweitert werden, wie er oben anhand der 4 und 5 dargestellt wurde.
Bei den oben anhand der 2 bis 11 dargestellten Beispielen ist nur das Mindestzielvolumen dargestellt, das Inhomogenitäten und eine innere Bewegung aufweist. Im Gegensatz dazu ist in den 12 und 13 jeweils ein Körper 23 mit Inhomogenitäten (Bereiche 41, 42 einfachen bzw. doppelten Energieverlusts) und einem Mindestzielvolumen 45 dargestellt, das jedoch nur einen Teil des Körpers 23 ausfüllt. Ferner weist der Körper 23 eine Inhomogenität im Eingangskanal bzw. in den in Strahlrichtung vor dem Mindestzielvolumen 45 liegenden Beeichen auf. Diese Inhomogenität ist beispielhaft als Hohlraum 40 dargestellt, in dem ein Partikelstrahl (fast) keinen Energieverlust erfährt. Auch das Mindestzielvolumen 45 selbst kann Inhomogenitäten aufweisen, die jedoch der Einfachheit halber in den 12 und 13 nicht dargestellt sind.
Die 12 und 13 zeigen den Körper 23 wiederum in zwei verschiedenen Bewegungszuständen. In diesen beiden Bewegungszuständen sind beispielhaft sowohl die Orte der Inhomogenitäten 41, 42 als auch der Ort und die räumliche Gestalt des Mindestzielvolumens verschieden. Möglich ist beispielsweise ebenso, dass nur die Orte oder nur die räumlichen Gestalten der Inhomogenitäten 41, 42 oder das Ausmaß der Inhomogenität (beispielsweise Dichteunterschiede) oder nur der Ort oder die räumliche Gestalt des Mindestzielvolumens 45 variieren.
Die 14 und 15 zeigen schematische Darstellungen eines Schnitts durch äquivalente homogene Körper 24. Diese sind zu dem Körper 23 in dem in 12 dargestellten Bewegungszustand bzw. zu dem Körper 23 in dem in 13 dargestellten Bewegungszustand in dem oben in Zusammenhang mit 3 erklärten Sinn äquivalent. Die äquivalenten homogenen Körper 24 enthalten äquivalente Zielvolumina 46, die zu dem in den 12 und 13 dargestellten Mindestzielvolumen 45 in dem ent sprechenden Bewegungszustand äquivalent sind. Es ist erkennbar, dass die Gestalt des äquivalenten Zielvolumens 46 in beiden Bewegungszuständen von der Gestalt des in den 12 und 13 dargestellten Mindestzielvolumens 45 abweicht. Dies ist durch die in Strahlrichtung vor dem Mindestzielvolumen 45 liegenden Inhomogenitäten 40, 42 bedingt.
Die 16 zeigt die Vereinigungsmenge des in den 14 und 15 dargestellten äquivalenten homogenen Körpers mit der Vereinigungsmenge 47 der in denselben Figuren dargestellten äquivalenten Zielvolumina 46. Die Vereinigungsmenge stellt ein geeignetes Planungszielvolumen zu dem in den 12 und 13 dargestellten Mindestzielvolumen in dem bewegten Körper dar. Die Differenz der Vereinigungsmenge 47 und des in 14 dargestellten äquivalenten homogenen Zielvolumens 46 stellt einen Sicherheitssaum zu dem in 15 dargestellten äquivalenten homogene Zielvolumen 46 dar, und die Differenz der Vereinigungsmenge 47 und des in 15 dargestellten äquivalenten homogenen Zielvolumens 46 stellt einen Sicherheitssaum zu dem in 14 dargestellten äquivalenten homogene Zielvolumen 46 dar.
Die 17 zeigt herausgehoben nur noch das aus der Vereinigungsmenge 47 gebildete Planungszielvolumen 29. Umliegende Bereiche des Körpers sind entweder nicht oder nur gestrichelt dargestellt. Die Vereinigungsmenge kann zusätzlich durch einen Sicherheitssaum 55, 58 erweitert werden, wie er oben anhand der 4 und 5 dargestellt wurde. Zielpunkte 55 liegen im lateralen Sicherheitssaum und/oder im longitudinalen Sicherheitssaum, Zielpunkte 58 bilden den erweiterten Sicherheitssaum, wie er oben anhand der 5 dargestellt wurde. Das so erhaltene Planungszielvolumen wird beispielsweise in Form eines Datensatzes an eine Einrichtung übertragen, die aus dem Planungszielvolumen einen Datensatz erstellt, in dem die Orte (Koordinaten senkrecht zur Strahlrichtung), Teilchenenergien, Strahlquerschnitte und Teilchenzahlen für alle Zielpunkte enthalten sind. Aus diesem Datensatz werden in der gleichen oder einer weiteren Einrichtung Steuerparameter bestimmt. Die Steuerparameter werden an eine Steuerungseinrichtung der oben anhand der 1 dargestellten Anlage 11 zum Bestrahlen übertragen.
Das Mindestzielvolumen und das Planungszielvolumen wurden oben anhand der 2 bis 17 immer in einem dreidimensionalen Raster bzw. dessen zweidimensionalen Schnitt dargestellt. Dieses Raster kann abweichend von der Darstellung in den 2 bis 17 in den drei Raumrichtungen verschiedene Perioden aufweisen, also nicht-kubisch sein, und/oder in verschiedenen Raumrichtungen bzw. insgesamt unterschiedliche Anzahlen von Gitterpunkten aufweisen und/oder in parallelen Ebenen unterschiedliche Anzahlen an Rasterpunkten aufweisen. Ferner ist ein hexagonales oder auch ein beliebiges anderes Raster möglich.
Die oben beschriebene Bestimmung eines Planungszielvolumens ist für jede Bestrahlung einsetzbar, bei der ein Partikelstrahl in einem kontinuierlichen oder nicht-kontinuierlichen Prozess nacheinander auf eine Vielzahl von Zielpunkten gerichtet wird. Beispielsweise sind die beschriebenen Maßnahmen für ein Spotscanverfahren verwendbar, bei dem der Partikelstrahl an jedem Zielpunkt für eine vorbestimmte Zeit verweilt und/oder eine vorbestimmte Anzahl an Partikel deponiert und ausgeschaltet wird, während Ablenkmagnete etc. auf einen nächsten Zielpunkt eingestellt werden. Ferner sind die beschriebenen Maßnahmen verwendbar für ein Rasterscanverfahren, bei dem der Partikelstrahl an jedem Zielpunkt während einer vorbestimmten Zeitdauer verweilt und/oder eine vorbestimmte Anzahl an Partikel deponiert aber zwischen den Zielpunkten nicht oder nicht immer ausgeschaltet wird.
Ferner ist die oben beschriebene Bestimmung eines Planungszielvolumens auch geeignet für ein kontinuierliches Scanverfahren. Bei einem kontinuierlichen Scanverfahren bilden die Zielpunkte zusammenhängende Linien, bilden also kontinuierliche (oder quasikontinuierliche) Mengen, wobei ihre Anzahl abzählbar unendlich ist. Der Partikelstrahl wird bei einem kontinuierlichen Scanverfahren zumindest innerhalb einer Linie bzw. Zeile in einer Isoenergieschicht kontinuierlich abgelenkt und überstreicht die Zielpunkte ohne an einzelnen Orten zu verweilen.
18 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Steuerparameters einer Anlage zum Bestrahlen eines vorbestimmten Zielvolumens in einem Körper mit einem Partikelstrahl. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung 84 zum Bestimmen eines äquivalenten Zielvolumens und eine Einrichtung 86 zum Erweitern des äquivalenten Zielvolumens. Die Einrichtung 84 weist einen Eingang 82 zum Empfangen eines Datensatzes auf, der ein Mindestzielvolumen definiert. Der Eingang 82 ist mit einer Einrichtung 80 zum Bilden eines solchen Datensatzes verbunden.
Die Einrichtung 80 ist beispielsweise mit einem Computer-Tomographen 71 oder einem Kernspin-Tomographen zur Erzeugung tomographischer Abbildungen oder mit einem Röntgengerät für eine (zweidimensionale) Fluoroskopie des zu bestrahlenden Körpers verbunden. Die Einrichtung 80 erstellt automatisch oder im Dialog mit einer medizinischen Fachkraft aus einer oder mehreren tomographischen Abbildungen einen oder mehrere Datensätze, der bzw. die das Mindestzielvolumen bzw. das klinische Zielvolumen in einem oder mehreren Bewegungszuständen definieren. Der oder die Datensätze werden von der Einrichtung 80 zum Eingang 82 der Einrichtung 84 übertragen.
Die Einrichtung 84 bildet aus dem ihr übergebenen Mindestzielvolumen in dem oder den Bewegungszuständen ein bzw. mehrere äquivalentes Zielvolumina, beispielsweise wie es oben anhand der 14 und 15 beschrieben wurde. Die äquivalenten Zielvolumina werden an die Einrichtung 86 zu Erweitern übergeben.
Die Einrichtung 86 zum Erweitern bildet ggf. eine Vereinigungsmenge der äquivalenten Zielvolumina, beispielsweise wie es oben anhand der 11 und 16 dargestellt wurde. Alternativ oder zusätzlich erweitert sie Einrichtung 86 das äquivalente Zielvolumen oder die Vereinigungsmenge wie es beispielsweise oben anhand der 4, 5 und 17 dargestellt wurde. Das so gebildete Planungszielvolumen wird an eine Steuereinrichtung 88 zum Steuern einer Anlage zum Bestrahlen übergeben, wie sie beispielsweise oben mit Bezug auf die 1 beschrieben wurde.
Die Steuereinrichtung 88 steuert die Anlage so, dass diese einen Partikelstrahl nacheinander auf alle innerhalb des Planungszielvolumens liegenden Zielpunkte richtet, um dort eine therapeutisch wirksame Dosis zu erzeugen.
Die in 18 dargestellten Verbindungen zwischen dem Tomographen 71 und den Einrichtungen 80, 84, 86 und der Steuereinrichtung 88 sind jeweils Verbindungen in Form von elektrischen Leitungen oder Glasfaserkabeln, können aber auch Datenverbindungen über das Internet oder ein anderes Netzwerk oder drahtlose Datenverbindungen umfassen. Abweichend von der obigen Darstellung anhand der 18 können ferner die Einrichtungen 80, 84, 86 in einer einzigen Einrichtung bzw. in einem einzigen System integriert sein, beispielsweise in einem Bestrahlungsplanungssystem.
Die Einrichtungen 84 und 86 können ausgebildet sein, um ein Verfahren zu steuern oder durchzuführen, wie es nachfolgend mit Bezug auf die 19 dargestellt wird.
In einem ersten Schritt 91 wird, beispielsweise in oder mit der oben anhand der 18 dargestellten Einrichtung 80, ein Mindestzielvolumen vorgegeben, beispielsweise das Volumen eines Tumors oder ein anderes klinisches Zielvolumen. In einem zweiten Schritt 92 wird aus dem Mindestzielvolumen ein äquivalentes Zielvolumen bestimmt, beispielsweise in der Einrichtung 84 und beispielsweise so, wie es oben anhand der 3, 9, 10, 14 und 15 dargestellt wurde. In einem dritten Schritt 93 wird das äquivalente Zielvolumen erweitert, beispielsweise in der Einrichtung 86 und beispielsweise so, wie es oben anhand der 4, 5, 11, 16 und 17 dargestellt wurde.
Das erweiterte Zielvolumen wird in einem vierten Schritt 94 als Planungszielvolumen an eine Einrichtung übergeben, die daraus in einem fünften Schritt 95 Steuerparameter zur Steuerung einer Anlage zum Bestrahlen bestimmt. Der fünfte Schritt 95 kann aus mehreren Teilschritten bestehen, die in einer einzigen oder mehreren miteinander gekoppelten Einrichtungen ausgeführt werden. Beispielsweise kann zunächst aus dem Planungszielvolumen ein Datensatz erstellt werden, in dem die Orte (Koordinaten senkrecht zur Strahlrichtung), Teilchenenergien, Strahlquerschnitte und Teilchenzahlen für alle Zielpunkte enthalten sind. Aus diesem Datensatz werden dann die Steuerparameter bestimmt, die einen weiteren Datensatz bilden.
Die Steuerparameter werden an eine Steuerungseinrichtung übergeben, wie sie beispielsweise oben anhand der 18 darge stellt wurde. Diese steuert in einem sechsten Schritt 96 eine Anlage zum Bestrahlen des Planungszielvolumens, wie sie beispielsweise oben anhand der 1 dargestellt wurde.
Wenn das Zielvolumen mehrmals aus verschiedenen Richtungen zu bestrahlen ist, werden zumindest die oben beschriebenen Schritte 92 bis 96 für jede Richtung wiederholt. Wenn das Zielvolumen mit zeitlichen Abständen wiederholt aus der gleichen Richtung zu bestrahlen ist (mehrere Bestrahlungen bzw. Fraktionen in einem Bestrahlungsprogramm), können die oben beschriebenen Schritte 91 bis 95 nur einmal ausgeführt werden. Bei dieser einen Ausführung der Schritte werden das Planungszielvolumen und die Steuerparameter für alle Bestrahlungen bzw. Fraktionen in dem Bestrahlungsprogramm bestimmt. Nur der sechste Schritt 96 wird bei jeder Bestrahlung bzw. Fraktion wiederholt. Alternativ werden die Schritte 91 bis 96 vor bzw. bei jeder Bestrahlung bzw. Fraktion neu ausgeführt, um das Planungszielvolumen und die Steuerparameter im Fall einer Veränderung des klinischen Zielvolumens anzupassen.
Die oben dargestellten Schritte können in mehreren getrennten Verfahren und zu verschiedenen Zeitpunkten ausgeführt werden. Beispielsweise werden der erste Schritt 91, der zweite Schritt 92 und der dritte Schritt 93 in einem ersten Verfahren unmittelbar vor der Bestrahlung oder auch bereits einige Tage oder Wochen früher ausgeführt werden. Der vierte Schritt 94, der fünfte Schritt 95 und der sechste Schritt 96 können in einem oder mehreren Verfahren unmittelbar nacheinander oder mit zeitlichen Abständen ausgeführt werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nicht nur für eine Anwendung im Rahmen einer Partikeltherapie geeignet. Sie sind darüber hinaus allgemein in Anlagen zur Bestrahlung von Materie anwendbar, insbesondere, wenn die applizierte Strahlendo sis räumlich variieren soll, und insbesondere, wenn die Materie eine inhomogene Dichte aufweist und sich relativ zum Bezugssystem der Anlage bewegt oder relativ zum Bezugssystem der Anlage bewegt wird.

10: Partikeltherapieanlage
11: Partikelquelle
12: Schaltmagnet
13: Vorbeschleuniger
15: Beschleuniger
17: Hochenergiestrahl-Transportsystem
19: Bestrahlungsraum
20: Partikelstrahl
21: Gantry
22: Achse der Gantry 21
23: Körper
24: äquivalenter Körper
25: Zielvolumen
26: äquivalentes Zielvolumen
27: weiteres äquivalentes Zielvolumen
28: erweitertes äquivalentes Zielvolumen bzw. Vereinigungsmenge
29: Planungszielvolumen
29: Planungszielvolumen
30: Zielpunkt
31: Faltungskern für lateralen Sicherheitssaum
32: Faltungskern für longitudinalen Sicherheitssaum
33: Faltungskern für longitudinalen und lateralen Sicherheitssaum
34: Faltungskern für erweiterten Sicherheitssaum
40: Hohlraum
41: Bereich mit einfachem Energieverlust
42: Bereich mit doppeltem Energieverlust
45: Mindestzielvolumen
46: äquivalentes Zielvolumen
47: Vereinigungsmenge der äquivalenten Zielvolumina 46
51: Zielpunkt im lateralen Sicherheitssaum
52: Zielpunkt im longitudinalen Sicherheitssaum
53: Zielpunkt sowohl im lateralen als auch im longitudinalen Sicherheitssaum
55: Zielpunkt im lateralen oder longitudinalen Sicherheitssaum
58: Zielpunkt im erweiterten Sicherheitssaum
71: Tomograph
80: Einrichtung zum Bilden eines Datensatzes
82: Eingang zum Empfangen des Datensatzes
84: Einrichtung zum Bestimmen eines äquivalenten Zielvolumens
86: Einrichtung zum Erweitern des äquivalenten Zielvolumens
88: Steuerungseinrichtung
91: erster Schritt
92: zweiter Schritt
93: dritter Schritt
94: vierter Schritt
95: fünfter Schritt
96: sechster Schritt

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Planungszielvolumens für eine Anlage (10) zum Bestrahlen eines vorbestimmten Mindestzielvolumens (45) in einem Körper (23) mit einem Partikelstrahl (20), wobei die Anlage (10) ausgebildet ist, um den Partikelstrahl (20) nacheinander auf eine Vielzahl von Zielpunkten (30) in dem Körper (23) zu richten, um an jedem der Zielpunkte (30) eine vorbestimmte Dosisverteilung zu erzeugen, mit folgenden Schritten: Bestimmen (92) eines zu dem Mindestzielvolumen (45) in dem Körper (23) äquivalenten Zielvolumens (46) in einem fiktiven homogenen Körper (24); Erweitern (93) des äquivalenten Zielvolumens (26) um einen Sicherheitssaum (51, 52, 53, 55, 58), um das Planungszielvolumen (29) zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der fiktive homogene Körper (24) ein Körper aus Wasser ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Breite des Sicherheitssaums (51, 52, 53, 55, 58) an eine Ungenauigkeit der Lage des Mindestzielvolumens (45) in einem Koordinatensystem der Anlage (10) zum Bestrahlen angepasst ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Breite des Sicherheitssaums (51, 52, 53, 55, 58) an eine Ungenauigkeit der Zusammensetzung des Körpers (23) angepasst ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Breite des Sicherheitssaums (51, 52, 53, 55, 58) an eine mögliche Veränderung des Körpers (23) während der Bestrahlung oder zwischen mehreren Bestrahlungen in einem Bestrahlungsprogramm zur protrahierten Bestrahlung angepasst ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Breite des Sicherheitssaums (51, 52, 53, 55, 58) an ein mögliches Wachstum des Mindestzielvolumens (45) während der Bestrahlung oder zwischen mehreren Bestrahlungen in einem Bestrahlungsprogramm zur protrahierten Bestrahlung angepasst ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Breite des Sicherheitssaums (51, 52, 53, 55, 58) an eine mögliche Bewegung des Mindestzielvolumens (45) des Körpers (23) oder von in Strahlrichtung vor dem Mindestzielvolumen (45) liegenden Bereichen während der Bestrahlung oder zwischen mehreren Bestrahlungen in einem Bestrahlungsprogramm zur protrahierten Bestrahlung angepasst ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Sicherheitssaum (51, 52, 53, 55, 58) an jedem Ort eine vorbestimmte feste Breite aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt: Bestimmen eines weiteren äquivalenten Zielvolumens (46) in dem fiktiven homogenen Körper (24), das zu dem Mindestzielvolumen (45) in dem Körper (24) in einem weiteren Bewegungszustand äquivalent ist, wobei im Schritt des Erweiterns (93) das Planungszielvolumen so bestimmt wird, dass es das äquivalente Zielvolumen (46) und das weitere äquivalente Zielvolumen (46) umfasst.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem das Planungszielvolumen (29) das äquivalente Zielvolumen (46), einen Sicherheitssaum (51, 52, 53, 55, 58) um das äquivalente Zielvolumen, das weitere äquivalente Zielvolumen (46) und einen Sicherheitssaum um das weitere äquivalente Zielvolumen (46) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem Planungszielvolumen (29) durch Faltung des äquivalenten Zielvolumens (46) mit einem Faltungskern (31, 32, 33, 34) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem über den Körper (23) ein dreidimensionales Raster aus Bereichen (30) gelegt wird, und bei dem das Mindestzielvolumen (45), das äquivalente Zielvolumen (46), der Sicherheitssaum (51, 52, 53, 55, 58) und das Planungszielvolumen (29) jeweils durch eine Menge von Bereichen oder Zielpunkten (30) dargestellt werden.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem der Sicherheitssaum (51, 53, 55, 58) in jeder Isoenergieschicht eine Ausdehnung von einem oder mehreren Zielpunkten (30) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, bei dem der Sicherheitssaum (52, 53, 55, 58) parallel zur Richtung des Partikelstrahls (20) eine Ausdehnung von einem oder mehreren Zielpunkten (30) aufweist.
Vorrichtung zum Bestimmen eines Planungszielvolumens für eine Anlage (10) zum Bestrahlen eines vorbestimmten Mindestzielvolumens (45) in einem Körper (23) mit einem Partikelstrahl (20), wobei die Anlage (10) ausgebildet ist, um den Partikelstrahl (20) nacheinander auf eine Vielzahl von Zielpunkten (30) in dem Körper (23) zu richten, um an jedem der Zielpunkte (30) eine vorbestimmte Dosisverteilung zu erzeugen, mit: einer Einrichtung (82) zum Empfangen eines Datensatzes, der das Mindestzielvolumen (45) definiert; einer mit der Einrichtung (82) zum Empfangen verbundenen Einrichtung (84) zum Bestimmen eines zu dem Mindestzielvolumen (45) in dem Körper (23) äquivalenten Zielvolumens (46) in einem fiktiven homogenen Körper (24); einer Einrichtung (86) zum Erweitern des äquivalenten Zielvolumens (46) um einen Sicherheitssaum (51, 52, 53, 55, 58), um das Planungszielvolumen (29) zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Einrichtung (86) zum Erweitern eine Ungenauigkeit der Lage des Mindestzielvolumens (45) berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Einrichtung (86) zum Erweitern eine Ungenauigkeit der Zusammensetzung des Körpers (23) berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der die Einrichtung zum Erweitern (86) eine mögliche Veränderung des Körpers (23) während der Bestrahlung berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei der die Einrichtung (86) zum Erweitern ein mögliches Wachstum des Mindestzielvolumens (45) während der Bestrahlung berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei der die Einrichtung (86) zum Erweitern eine mögliche Bewegung des Mindestzielvolumens (45) des Körpers (23) während einer Bestrahlung oder zwischen mehreren Bestrahlungen in einem Bestrahlungsprogramm zur protrahierten Bestrahlung berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei der die Einrichtung (82) zum Empfangen ausgebildet ist, um einen weiteren Datensatz zu empfangen, der eine weitere Lage des Mindestzielvolumens (45) definiert; die Einrichtung (84) zum Bestimmen ausgebildet ist, um ein weiteres äquivalentes Zielvolumen (46) zu bestimmen, das zu dem Mindestzielvolumen (45) in der weiteren Lage in dem fiktiven homogenen Körper (24) äquivalent ist; die Einrichtung zum Erweitern (86) ausgebildet ist, um das Planungszielvolumen (29) so zu bestimmen, dass es das äquivalente Zielvolumen (46) und das weitere äquivalente Zielvolumen (46) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, bei der die Einrichtung zum Erweitern (86) ausgebildet ist, um das Planungszielvolumen (29) durch Faltung des äquivalenten Zielvolumens (46) mit einem Faltungskern (31, 32, 33, 34) zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensansprüche auszuführen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Vorrichtung eine Therapieplanungsvorrichtung ist.
Anlage (10) zum Bestrahlen eines vorbestimmten Zielvolumens (45) in einem Körper (23) mit einem Partikelstrahl (20), wobei die Anlage den Partikelstrahl (20) nacheinander auf eine Vielzahl von Zielpunkten (30) in dem Zielvolumen (45) richtet, um an jedem der Zielpunkte (30) in einem Bereich um den Zielpunkt (30) eine vorbestimmte Dosisverteilung (42) zu erzeugen, wobei der Steuerparameter ein Ausmaß einer Überlappung der Dosisverteilung (42) eines ersten Zielpunkts (30) mit den Dosisverteilungen (42) benachbarter Zielpunkte (30) steuert, und wobei die Anlage (10) eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche aufweist.