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Die Strahlentherapie ist wie die Chirurgie und die Chemotherapie ein wesentliches Mittel der Tumortherapie. Zur Anwendung kommt in der Regel hochenergetische Röntgen- oder Gammastrahlung, die den Körper durchdringt, so auch einen tiefliegenden Tumor erreicht und dabei an dessen Gewebe Energie abgibt. Mit der Bestrahlung des Tumors mit einem Strahlenbündel, das im Verlauf der Bestrahlungszeit aus unterschiedlichen Richtungen auf den Tumor gerichtet wird, kann man erreichen, dass der Tumor während der Dauer einer Bestrahlung stets und das dem Tumor vor- und nachgelagerte Gewebe einschließlich der Haut nur zeitweise bestrahlt werden. Auf diese Weise kann man mit den therapeutischen Bestrahlungsgeräten in dem Tumor eine hohe Strahlendosis applizieren, während das andere durchstrahlte Gewebe nur einen (und möglichst geringen) Bruchteil der Strahlungsdosis des Tumors erhält.
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Dem Bemühen um eine Maximierung der Strahlendosis im Tumorgewebe und ihrer Minimierung im tumorfreien Gewebe konnten neu aufgekommene diagnostische Verfahren wie das der Computertomographie vor schon mehr als dreißig Jahren dienen, die auch eine genauere Bestrahlungsplanung ermöglichten. Mit dem Anspruch erhöhter Bestrahlungsgenauigkeit entwickelte sich dann zusätzlich die Möglichkeit, während des Bestrahlungsvorgangs die Einhaltung des geplanten und gemäß der Planung eingestellten Bestrahlungsfeldes mittels Bildgebung zu kontrollieren. Dazu wird das therapeutische Strahlenbündel, wenn es den Körper des Patienten passiert hat, auf ein bildaufzeichnendes System gegeben. Im einfachsten Fall ist das ein radiographisches Film-Folien-System, das aus einem Film und einer strahlenkonvertierenden Leuchtstofffolie besteht, die ihrerseits den Film belichtet.
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Zu Beginn der bildgebenden Bestrahlungsfeldkontrolle oder des sogenannten Portal Imaging oder Verifizierungsbildes für das Bestrahlungsfeld war man vor mehr als zwanzig Jahren auf Systeme dieser Art dieser Art angewiesen. Die damit erzeugten und das Bestrahlungsfeld darstellenden radiographischen Bilder haben im Vergleich zu den mit einem diagnostischen Röntgenbildsystem erzeugten Bildern naturgemäß unbefriedigende Eigenschaften in Hinblick auf Kontrast und Schärfe. Das ist begründet in der hohen Energie der therapeutischen Strahlung, die beispielsweise im Bereich von einigen MeV liegt, und in dem einige Millimeter großen Brennfleck der Strahlenquelle in seinem Zusammenwirken mit der durch das Bestrahlungsgerät gegebenen Strahlengeometrie. Hinzu kommen noch die ungünstigen Absorptions- bzw. Bildwandlungseigenschaften des radiographischen Bildsystems für diese ihm angebotene hochenergetische Strahlung.
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Trotz der mangelhaften Bildqualität waren die Bilder für die Kontrolle des Bestrahlungsfeldes und seine Einstellung in Bezug auf den Körper des Patienten so nützlich, dass die Systeme weiterentwickelt und verbessert wurden, z. B. durch die Verwendung leuchtstoffbeschichteter Metallfolien, die eine höhere Quantenausbeute boten und dadurch die Bildqualität verbesserten. Es wurde dabei der Effekt genutzt, dass durch die Absorption von Quanten im Metall von diesen ausgelöste Elektronen durch Lichtanregung im Leuchtstoff zur Belichtung des Films beitrugen.
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1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines wie vorstehend angeführten Bestrahlungsgerätes. Der Patient 1 ist auf einer auf dem Fuß 2 einer Patientenliege verschieblichen und in der Höhe verstellbaren Tischplatte 3 gelagert. Das Bestrahlungsgerät besteht aus dem fest mit dem Boden 4 verbundenen Stativ 5, das einen sich um die Drehachse 6 drehbaren Ausleger 7 trägt, an dem der Strahler 8 angebracht ist. Aus dem zum Strahler 8 gehörenden Kollimator 9 tritt das von diesem in seinem Querschnitt geformte Strahlenbündel 10 aus. Der Patient 1 wird mit der Tischplatte 3 so positioniert, dass das Strahlenbündel 10 einen bei der gewählten Darstellung im Schulterbereich befindlichen Tumor durchdringt, wobei der Tumor zusätzlich in der Drehachse 6 des Bestrahlungsgerätes liegt. Das in den Patienten eindringende Strahlenbündel 10 tritt an dessen Gegenseite nach Energieabgabe im Körper als Strahlenbündel 10 wieder aus. Es trifft dann auf den Strahlenfänger 11, mit den beiden in der Seitenansicht sich darstellenden Kanten 11' seiner Oberseite, von dem es absorbiert wird. So wird das Umfeld des Bestrahlungsgerätes vor dem aus dem Patienten 1 austretenden Strahlenbündel 10' geschützt, das sonst je nach Stellung des Auslegers 7 unterschiedlich gerichtet frei in den Raum strahlen würde.
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Der in 1 dargestellte Strahlenfänger 11 kann aber nicht nur dem Strahlenfang dienen, sondern gemäß 2 auch als Träger für ein bildgebendes System 12, das sich in der Schrägstellung des Auslegers 7 mit seinen Oberkanten 12' darstellt. Dieses System 12 ist im einfachsten Fall ein radiographisches Film-Folien-System, das aus einem radiographischen Film in Kontakt mit einer strahlungskonvertierenden Folie besteht, die den Film zusätzlich zu der von diesem direkt absorbierten Strahlung belichtet. Das auf das bildgebende System 12 auftreffende Strahlenbündel 10' ist das Strahlenbündel 10, das beim Durchgang durch den Patienten 1 entsprechend den Strahlenschwächungseigenschaften des passierten Körperabschnitts in seiner Intensitätsverteilung moduliert wurde und deshalb auf dem photographischen Film des bildgebenden Systems 12 ein Radiogramm des jeweils vom Strahlenbündel 10 erfassten Körperabschnitts aufzeichnet. Die vom Strahler 8 abgegebene Röntgen- oder Gammastrahlung wird meist mittels eines Linearbeschleunigers erzeugt.
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Die strahlentherapeutischen Bestrahlungsgeräte erfuhren zwischenzeitlich weitere Verbesserungen z. B. in Hinblick auf weiterentwickelte Kollimatoren zur schärferen Berandung des Bestrahlungsfeldes und auch auf die Möglichkeit, die Verteilung der Strahlungsleistung im Bestrahlungsfeld in Abhängigkeit von der Einstrahlrichtung unter Anpassung an die wechselnden Projektionen von Tumor und dem von Strahlung möglichst zu verschonenden Gewebe kontinuierlich zu verändern. Ebenso hatten die Mittel der bildgebenden Diagnostik zunehmend eine höhere Genauigkeit für die Diagnose und damit auch Lokalisierung zu bestrahlender Herde in Einklang mit einer sich stetig verbessernden Therapieplanung.
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Damit stiegen die Ansprüche an die Handhabbarkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Bestrahlungsfeldkontrolle oder eben des Portal Imaging, wobei der Bildqualität eine wesentliche Rolle zukommt. Die Handhabbarkeit spielte ebenso und insofern eine Rolle, weil ja zur Beurteilung des Films im bildgebenden System 12 nach 2 dieser erst und zeitaufwendig entwickelt werden muss. Ein erster Schritt zur Verbesserung der Bestrahlungsfeldkontrolle bestand darin, für das bildgebende System 12 gemäß 2 das radiographische Filmsystem durch ein Durchleuchtungssystem zu ersetzen, bei dem die strahlenkonvertierende Leuchtstofffolie das auf ihr durch die Strahlung erzeugte Leuchtdichtebild nicht auf einen photographischen Film, sondern über einen Spiegel auf ein System gibt, das aus optischem Bildverstärker und einem nachgeschalteten Fernsehsystem besteht. Die Weitergabe des Leuchtdichtebildes an den Bildverstärker über einen Spiegel erlaubte, strahlungsempfindliche Teile der Elektronik des Bildverstärker-Fernsehsystems außerhalb des therapeutischen Strahlenbündels anzuordnen.
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Eine entscheidende Verbesserung der Bildqualität bei der Bestrahlungsfeldkontrolle geschah jedoch durch den Einsatz regelrechter diagnostischer Röntgendurchleuchtungseinrichtungen, die die von der therapeutischen Strahlung erfassten Körperabschnitte ihrerseits durchstrahlten. Es wurden etwa in der ersten Hälfte der 90er Jahre Bestrahlungseinrichtungen bekannt, bei denen der Strahler des diagnostischen Röntgensystem fest mit dem in 1 und 2 dargestellten Strahler 8 des Bestrahlungsgerätes so verbunden ist, dass sich die Zentralstrahlen des therapeutischen Strahlenbündels 10 wie auch des diagnostischen Strahlenbündels im sogenannten Isozentrum, gegeben durch die Drehachse 6 des Bestrahlungsgerätes, treffen und sich in den gleichen Drehebenen bewegen, und dabei einen möglichst kleinen Winkel einschließen; man findet Winkel von z. B. um die 40 Grad. Die Anwendung dieser Systeme unterstrich die Zweckmäßigkeit eines Bildes röntgendiagnostischer Qualität für die Bestrahlungsfeldkontrolle; die Kennzeichnung des Bestrahlungsfeldes und die Kontrolle desselben waren aber aufwendig und blieben kompromissbehaftet. Eine breitere klinische Anwendung wurde nicht bekannt.
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Der Detektor 15 ist ein so genannter Flachdetektor, bei dem z. B. eine Leuchtstoffschicht die diagnostische Röntgenstrahlung in ein Leuchtbild wandelt, das von einem Array aus amorphem Silizium in elektrische Signale umgesetzt wird. Ein Vorteil eines solchen Flachdetektors besteht darin, dass er unbeschadet von der therapeutischen Strahlung durchstrahlt werden kann, wenn nur die zugehörige Elektronik außerhalb dieser Strahlung bleibt. Das Durchleuchtungssystem des Strahlentherapiegerätes in 3 kann deshalb zwar gleichzeitig den gleichen Körperabschnitt wie der Therapiestrahl durchstrahlen; laut 3 geschieht das jedoch gegenläufig. Deshalb sind die erfassten Körperabschnitte zwar näherungsweise die gleichen, können aber schon aufgrund der gegenläufigen Zentralprojektionen nicht identisch sein. Gleichzeitig, oder genauer gesagt, quasi gleichzeitig, bedeutet hier, dass die Durchleuchtung als gepulste Durchleuchtung sich mit ihren Strahlungspulsen in die zeitlichen Lücken der gepulsten therapeutischen Strahlung setzt.
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Bleibt als Fazit, dass bei der Nutzung der beschriebenen diagnostischen Röntgensysteme zur Bestrahlungsfeldkontrolle deren Bildqualität den Genauigkeitsansprüchen der Strahlentherapie entgegenkommt, jedoch unter Entfallen der Möglichkeit, für das therapeutische als auch das diagnostische Strahlenbündel in einer gegebenen Position des Bestrahlungsgerätes zeitgleich identische Projektionen zu erhalten, was beim Portal Imaging seiner Anfangszeit von vornherein gegeben war. Dessen besonderer Vorzug bestand zudem darin, dass das zur Bestrahlungsfeldkontrolle hergestellte Bild ebenso von vornherein das Bestrahlungsfeld identisch zeigte, denn das Bild wurde ja gemäß 2 mit dem aus dem Patienten 1 austretenden Strahlenbündel 10' hergestellt.
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Schließt man deshalb das Portal Imaging in seiner ursprünglichen Form wegen unzureichender Bildqualität von einer Diskussion aus, so bleibt die Frage, welches System man vorzugsweise nutzen soll, ein System, das ein für das Bestrahlungsfeld praktisch zeitgleiches Verifizierungsbild bietet, jedoch mit einer im Vergleich zu einem Bild des ursprünglichen Portal Imaging unterschiedlichen Verzeichnung, weil gemäß 3 die therapeutische und die diagnostische Strahlung den von ihnen durchstrahlten Körperabschnitt in entgegengesetzte Richtungen durchlaufen, oder ein System mit einem Bild mit einer dem Bestrahlungsfeld identischen Projektion, das aber das aktuelle Bestrahlungsfeld um die für den Positionswechsel benötigte Zeit versetzt darstellt, wobei in beiden Fällen das diagnostische Strahlenbündel für die Bildgebung eine eigene Kollimations- oder Einblendeinrichtung hat, die also nicht identisch ist mit der Kollimationseinrichtung für die therapeutische Strahlung.
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Es ist auch schon die Idee vorgestellt worden, in den therapeutischen Strahler eine Einrichtung einzubringen, die an der Stelle, an der im Therapiegerät gemäß 1 und 2 der therapeutische Brennfleck liegt, und von dem das Strahlenbündel 10 ausgeht, im Wechsel mit diesem einen röntgendiagnostischen Brennfleck erzeugt und an die Stelle des bildgebenden Systems 12 in 2 einen Flachdetektor 15 setzt wie in 3 gezeigt und vorstehend beschrieben. Das würde den Vorteil gleicher Projektionen für Bestrahlung und Bildgebung des Portal Imaging in seiner ursprünglichen Form bewahren bei Wahrung der Vorteile des in 3 beschriebenen Systems mit dem Röntgenstrahler 13 und dem Detektor 15. Eine solche Vorrichtung bedeutet aber einen erheblichen konstruktiven Eingriff in das Bestrahlungssystem selbst. Nach vorliegender Information wurde eine solche Einrichtung noch nicht realisiert.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, für ein Strahlentherapiegerät eine Vorrichtung zur Bestrahlungsfeldkontrolle zu schaffen, die Bilder mit einer Qualität bietet, die der diagnonostischen Röntgenbildqualität möglichst nahe kommt bei möglichst unverzerrter Darstellung der von der therapeutischen Strahlung durchstrahlten Körperabschnitte.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 angegebenen Ansatz gelöst. Die Erfindung ist nachfolgend anhand der 4 bis 7 näher erläutert.
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Kern der Erfindung ist, dass die Streustrahlung, die gemäß 4a und b das Strahlenbündel 10 der therapeutischen Gamma- oder Röntgenstrahlung bei seinem Durchtritt in dem auf der Tischplatte 3 liegenden Patienten 1 erzeugt, für eine Bildgebung genutzt wird. Die erzeugte und in alle Richtungen strahlende Streustrahlung 19, ebenfalls eine Gamma- oder Röntgenstrahlung, in 4 so gekennzeichnet durch mehrere ihrer Strahlen, ist einerseits abhängig von den Eigenschaften des Strahlenbündels 10 und andererseits von Dichte und Materialeigenschaften des durchstrahlten Gewebes von Patient 1.
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Die von einem durch die Therapiestrahlung durchstrahlten Volumenelement 20 laut 5a ausgehende Streustrahlung 19 passiert mit ihren Strahlen 19 den Kollimator 21 und erreicht die Detektoreinrichtung 22, die die auf sie auftreffende Strahlung in ein elektrisches Signal umwandelt, das von Art und Menge der auf sie einfallenden Strahlungsquanten abhängt und über die elektrische Verbindung 23 einer Bildaufbauelektronik 26 zugeführt wird.
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Der Kollimator 21 ist von seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise her aus aus der Nuklearmedizin bekannt: Er besteht aus einem im wesentlichen strahlenundurchlässigem Material, in das konische Kanäle 24 eingebracht sind, deren Mittellinien 24 sich in einem Punkt vor dem Kollimator 21 schneiden, nämlich im Fokus 20' gemäß 5b. Liegt also der Fokus 20' gemäß 5a im Volumenelement 20, das Teil eines durch die Therapiestrahlung zur Streustrahlung angeregten Volumens ist, so kann im Idealfall also nur von diesem punktförmig angenommenen Volumenelement 20 ausgehende Streustrahlung 19 die Detektoreinrichtung 22 erreichen. Die von anderen Volumenelementen ausgehende Streustrahlung kann auch dann, wenn sie auf den Kollimator 21 trifft, die Detektoreinrichtung 22 nicht erreichen, es sei denn, einer ihrer Strahlen 19 träfe auf einen der konischen Kollimatorkanäle 24 so, dass dessen Mittellinie 24' und der jetzt betrachtete Strahl der Streustrahlung 19 als kollinear anzusehen sind. Dieser Fall ist als selten anzusehen, so dass er bei der Signalbildung keine oder nur eine vernachlässigbare Rolle spielen sollte.
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Das Strahlenempfangssystem 25, bestehend aus dem Kollimator 21 und der Detektoreinrichtung 22 wird gemäß 6 zur Erstellung eines Streustrahlenbildes z. B. so verschoben, dass sein Fokus 20' in einer Schicht des Patienten 1, die senkrecht zum Strahlenbündel 10 mit dem Querschnitt 10'' der Therapiestrahlung orientiert ist, ein Volumenelement nach dem anderen abtastet, also selektiv deren aus der Streustrahlung 19 bestehenden Signale aufnimmt. Die Bewegung des Strahlenempfangssystems 25 sei durch die Pfeile 27 angedeutet; das Strahlenempfangssystem muss gemäß 5 aber nicht parallel zu der Zeichenebene oder in dieser liegen, sondern kann auch einen Winkel mit dieser einschließen.
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Die nun von der Detektoreinrichtung 22 ausgehenden elektrischen Signale werden über die elektrischen Signalleitungen 23 der Bildaufbauelektronik 26 zugeführt, die mit einem Punktraster die Lage der vom Strahlenempfangssystem 25 nacheinander abgetasteten Volumenelemente nachbildet, in die einzelnen Rasterelemente die den zuzuordnenden Volumenelementen 20 zugehörigen Signale einliest, und diese auf einem über eine elektrische Verbindung 28 angeschlossenem Sichtgerät 29 als Bild, dem Streustrahlenbild 30, darstellt, in dem sich je nach Dichte und Materialeigenschaften Gewebestrukturen 31 im Patienten 1 zeigen.
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Der Abtastvorgang wird sich auf eine Schicht beschränken, in der die Therapiestrahlung Streustrahlung auslöst, also auf eine Schicht, die lediglich den Querschnitt 10'' des Strahlenbündels 10 umfasst, womit unnötig lange Abtastzeit vermieden wird. Die Abtastzeit für eine Schicht kann auch dadurch verkürzt werden, dass man die abzubildende Schicht durch mehrere Strahlenempfangssysteme 25 abtasten lässt. Mit mehreren Strahlenempfangssystemen 25 lassen sich alternativ auch gleichzeitig mehrere Schichten im Körper des Patienten 1 abtasten.
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Die Abtastung und Darstellung einzelner Schichten gegenüber der Darstellung von Projektionsbildern wie bei den Verfahren gemäß 1 bis 3 hat den Vorteil, dass diese Streustrahlenschichtbilder nur Strukturen oder Teile derselben darstellen, die sich in der erfassten Körperschicht befinden und störende Überlagerungen durch Strukturen ober- oder unterhalb der abgebildeten Schicht von vornherein entfallen. So wird zum einen die Vergleichbarkeit mit z. B. computertomographischen Röntgenbildern erleichtert, anhand derer die Therapieplanung durchgeführt worden ist. Zum anderen lassen sich bei Schichtbildern Bildverdeutlichungsmaßnahmen, z. B. eine Tiefpassfilterung zur Minderung des Quantenrauschens oder die Erhöhung des Bildkontrastes mit Vorteil einsetzen, weil es keine Störungen des Bildes durch die außerhalb der abgebildeten Schicht vorhandenen Strukturen gibt. Solche Bildverbesserungsmaßnahmen können wichtig werden, wenn zum Bildaufbau nur kleine Mengen von Streustrahlenquanten zur Verfügung stehen.
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Streustrahlung hat im allgemeinen und überwiegend eine geringere Energie als die die Streustrahlung erzeugende Primärstrahlung, wie sie mit einer Energie von z. B. 5 bis 10 MeV für die Strahlentherapie verwendet wird. Die Qualität des Streustrahlenbildes liegt deshalb näher an einer röntgendiagnostischen Bildqualität als ein Radiogramm, das gemäß 2 mit dem bildgebenden System 12, bestehend aus einem radiographischen Film-Folien-System, mittels der Therapiestrahlung erzeugt wird.
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Der physikalische Mechanismus der Erzeugung von Streustrahlung und damit deren Art und Eigenschaften werden hier nicht weiter diskutiert. Als grundsätzlich sei jedoch festgehalten, dass die erzeugte Streustrahlung in den gesamten Raumwinkel strahlt, wobei ihre Intensität von Streu- bzw. Ausfallswinkel abhängt, bezogen auf das Volumenelement, in dem sie erzeugt wird. Ebenso hängt die Strahlungsintensität der Streustrahlung auch von Intensität und Energie der sie erzeugenden Strahlung ab.
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Für den Abtastvorgang ist es keine Voraussetzung, dass das bilderzeugende System gemäß 5 mit seiner wesentlichen Komponente, dem Strahlenempfangsssytem 25, für den Abtastvorgang von einer (nicht dargestellten) Mechanik geführt wird, die fest mit den strahlenerzeugenden- und strahlenführenden Teilen des Bestrahlungsgerätes verbunden ist, so mit dem Ausleger 7 laut 1, 2 und 3 und dem daran fest angebrachten Strahler 8 wie dem Kollimator 9, aus dem das therapeutische Strahlenbündel 10 austritt. Wesentlich ist jedoch, dass der Ort der laut 5 vom Kollimator 21 mit seinem Fokus 20 nacheinander angefahrenen Abtastpunkte in Bezug auf das therapeutische Strahlenbündel 10 für die Bildaufbauelektronik 26 stets bekannt ist, als Voraussetzung für einen ortsgetreuen Aufbau des Streustrahlenbildes.
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Wegen des im Laufe einer Bestrahlungsbehandlung zeitweise ruhenden und/oder unterschiedlich bewegten therapeutische Strahlenbündels 10 wird auch darauf hingewiesen, dass für den Aufbau eines Streustrahlenbildes 30 sich das Strahlenbündel 10 nicht notwendigerweise in Ruhe befinden muss. Befindet sich der Fokus 20' des Kollimators 21 in einem Volumenelement 20, um die von diesem ausgehenden Streustrahlen 19 aufzunehmen, so geschieht dieses unabhängig davon, ob sich das therapeutische Strahlenbündel 10 bewegt oder nicht, und/oder welche Richtung es momentan einnimmt. Wichtig ist für die Abgabe von Streustrahlen 19 durch das Volumenelement 20 zunächst nur, das sich dieses im therapeutischen Strahlenbündel 10 befindet.
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Für jeden Abtastpunkt wären z. B. in der Bildaufbauelektronik 26 die durch die momentan gegebene Position des Kollimators 21 gegebene Lage des Abtastpunktes im Volumenelement 20 festzuhalten wie auch die Richtung des eingestrahlten therapeutische Strahlenbündel 10, gegebenenfalls auch der Zeitpunkt während des Ablaufs des Bestrahlungsprogramms, das sowohl die Richtung des therapeutischen Strahlenbündels 10 als auch dessen Intensität über den Querschnitt verändern kann. Dann kann die Bildaufbauelektronik 26 prüfen, ob und wieweit die für ein Volumenelement 1 ermittelten Signale für Streustrahlenbilder verwendet werden können, die unterschiedlich zum therapeutischen Strahlenbündel 10 liegen. So können für unterschiedliche Kontrollanliegen unterschiedliche Streustrahlenbilder auch unter Verwendung gleicher Bildsignale hergestellt werden.
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Es wurde darauf hingewiesen, dass Aufbau und Wirkungsweise des Kollimators 21 aus der Nuklearmedizin bekannt sind. So liegt die Idee nahe, ein dem SPECT-Bildgebungsverfahren (SPECT: Single Photon Emission Computerized Tomography) vergleichbares Bildgewinnungsverfahren auch bei der hier betrachteten Streustrahlung anzuwenden. 7 zeigt einen Parallellochkollimator 32, einmal innerhalb der Anordnung gemäß 7a und einmal für sich allein in 7b, der den bei den SPECT-Verfahren verwendeten vergleichbar ist: Es werden mittels des Parallellochkollimators 32 Strahlenfächer 33 parallel laufender Streustrahlen 34, so gekennzeichnet durch einen ihrer Strahlen, aus der Streustrahlung 19 aussortiert, wobei die quer über die Strahlenfächer 33 verlaufende Strahlungsintensität ortsselektiv über die den Kollimatorkanälen 35 zugeordneten Einzeldetektoren 36 in elektrisches Signale umgewandelt wird. Die Abfolge der Signale kann im Sinne der Computertomographie als Parallelprojektion eines computertomographischen Aufnahmevorgangs aufgefasst werden, wobei die einzelnen Signale über die Signalleitungen 37 dem Bildverarbeitungssystem 38 zur Schichtbildrekonstruktion zugeführt werden.
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Der wesentliche Unterschied zur Anwendung der üblichen computertomographischen Verfahren besteht darin, dass hier nicht Eigenschaften in einem Querschnitt senkrecht zur Körperachse des Patienten 1 abgebildet werden sollen, sondern in einer Ebene des Körpers des Patienten 1, die senkrecht zur Strahlrichtung des therapeutischen Strahlenbündels 10 liegt. Zum Aufbau eines computertomographischen Bildes sind um das in der Ebene liegende abzubildende und signalerzeugende Objekt herum ausreichend viele Parallelprojektionen aufzunehmen, wobei, weil es sich um Parallelprojektionen handelt, man mit der Anfertigung von Parallelprojektionen über einen Winkel von 180° auskommt, gekennzeichnet durch den Bogen 39, genauer gesagt, 180° minus dem Winkel, den zwei Projektionen in Folge einschließen.
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Ein regelrechtes computertomographisches Röntgensystem kann bei einem Bestrahlungsgerät gemäß 1 bis 3 aufgrund dessen konstruktiver Gestaltung nicht zur Anwendung kommen. Das computertomographisches Röntgensystem benötigt nämlich einen gegenüber seinem Detektor und jenseits des Patienten 1 befindlichen Röntgenstrahler. Das aus diesem Detektor und diesem Strahler bestehende System muss sich nun für eine Schichtaufnahme mindestens um 180° um den Patienten 1 herumbewegen. Für eine Schichtaufnahme, z. B. mit einer Schichtfläche senkrecht zum therapeutischen Strahlenbündel 10, ist beim therapeutischen Strahlungsgerät durch den Ausleger 7 mit dem therapeutischen Strahler 8 und seinem Kollimator 9 für die notwendige Drehung des computertomographischem Röntgensystems der Platz nicht vorhanden.
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Gemäß 7 ist aber ein ausreichend großer Umlauf für den Parallellochkollimator 32 allein möglich, wenn der Patient 1 so gelagert werden kann, dass sich die zu bestrahlende Stelle ausreichend nahe dem Kopf- oder Fußende des Patienten 1 liegt. Zur optimalen Nutzung der vom Parallellochkollimator 32 zu erfassenden Strahlenfächer 33 aus der Streustrahlung 19 kann zudem z. B. bei Erreichen eines bestimmten Winkels der Parallellochkollimator 32 in Richtung des Patienten 1 dort in Richtung des Patienten 1 zur Verbesserung der Aufnahmebedingungen zugestellt werden, sofern der Platz es erlaubt.
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Es sei noch auf den möglichen Fall hingewiesen, bei dem für die Bildgebung durch Streustrahlung diese durch eine Strahlung röntgendiagnostischer aber ausreichend hoher Energie erzeugt wird. Hier kann daran gedacht werden, zur Bildgebung die therapeutische Strahlung durch Röntgenstrahlung gleicher oder nahezu gleicher Geometrie zu ersetzen.
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Eine Anordnung hierfür entspräche der am Schluss der Ausführungen zum Stand der Technik vorgestellten Idee, in einem Strahlentherapiegerät gemäß 1 und 2 einen röntgendiagnostischen Brennfleck im Wechsel mit strahlentherapeutischen an gleicher Stelle zu erzeugen. Der Unterschied bestünde darin, dass statt der Mittel zur Erstellung von Projektionsbildern, z. B. des bildgebenden Systems 12 in Form eines radiographischen Film-Folien-Systems, eben die beschriebenen Mittel zur Erstellung von Streustrahlenbildern zu verwenden wären.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Patient
- 2
- Fuß
- 3
- Tischplatte
- 4
- Boden
- 5
- Stativ
- 6
- Drehachse
- 7
- Ausleger
- 8
- Strahler
- 9
- Kollimator
- 10, 10'
- Strahlenbündel (therapeutisch)
- 10''
- Querschnitt
- 11
- Strahlenfänger
- 11'
- Oberkanten
- 12
- bildgebendes System
- 12'
- Oberkanten
- 13
- Röntgenstrahler
- 14
- Tiefenblende, Kollimator
- 15
- Detektor
- 16
- Traverse
- 17, 17'
- Strahlenbündel (diagnostisch)
- 18
- Achse
- 19, 19'
- Streustrahlung
- 20
- Volumenelement
- 20'
- Fokus
- 21
- Kollimator
- 22
- Detektoreinrichtung
- 23
- Signalleitungen
- 24
- Kanäle
- 24'
- Mittellinien
- 25
- Strahlenempfangssystem
- 26
- Bildaufbauelektronik
- 27
- Pfeile (zur Kennzeichnung der Bewegung)
- 28
- elektrische Verbindung
- 29
- Sichtgerät
- 30
- Streustrahlenbild
- 31
- Gewebestrukturen
- 32
- Parallelochkollimator
- 33
- Strahlenfächer
- 34
- Streustrahlen
- 35
- Kollimatorkanäle
- 36
- Einzeldetektoren
- 37
- Signalleitungen
- 38
- Bildverarbeitungssystem
- 39
- Bogen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”Imaging Systems for Medical Diagnostics”, edited by A. Oppelt; Editor: Siemens Aktiengesellschaft; Publisher: Publicis Corporate Publishing, Erlangen 2005, Kapitel 17.1 ”Imaging for radiation therapy” [0010]