[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2007079854A2 - Vorrichtung zum bestrahlen von tumorgewebe eines patienten mit einem teilchenstrahl - Google Patents

Vorrichtung zum bestrahlen von tumorgewebe eines patienten mit einem teilchenstrahl Download PDF

Info

Publication number
WO2007079854A2
WO2007079854A2 PCT/EP2006/011799 EP2006011799W WO2007079854A2 WO 2007079854 A2 WO2007079854 A2 WO 2007079854A2 EP 2006011799 W EP2006011799 W EP 2006011799W WO 2007079854 A2 WO2007079854 A2 WO 2007079854A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
irradiation
tumor tissue
movement
particle beam
patient
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/011799
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007079854A3 (de
Inventor
Christoph Bert
Eike Rietzel
Gerhard Kraft
Original Assignee
GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH filed Critical GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH
Priority to EP06829411.5A priority Critical patent/EP1973606B1/de
Priority to SI200632312T priority patent/SI1973606T1/sl
Priority to US12/086,940 priority patent/US7928415B2/en
Priority to JP2008546191A priority patent/JP5443000B2/ja
Publication of WO2007079854A2 publication Critical patent/WO2007079854A2/de
Publication of WO2007079854A3 publication Critical patent/WO2007079854A3/de

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
    • A61N5/1043—Scanning the radiation beam, e.g. spot scanning or raster scanning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1059—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using cameras imaging the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103—Treatment planning systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103—Treatment planning systems
    • A61N5/1037—Treatment planning systems taking into account the movement of the target, e.g. 4D-image based planning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1065—Beam adjustment
    • A61N5/1067—Beam adjustment in real time, i.e. during treatment
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/10—Scattering devices; Absorbing devices; Ionising radiation filters

Definitions

  • the invention relates to a device for irradiating patients, in particular tumor tissue of a patient, with a particle beam according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for compensating for movements of a patient, or the irradiated area of a patient, during an irradiation according to claim 9th
  • Devices of the type discussed here serve to compensate for the irradiation of tumor tissue of a patient movements of the irradiated target area.
  • a movement of the tumor tissue to be irradiated occurs in particular during respiratory movements of the patient.
  • an increase in the target volume is usually made, which can lead to strains on the patient because healthy tissue is also irradiated. This increases the likelihood of side effects.
  • There are already proposals to reduce the dose burden of healthy tissue For example, it is proposed to reduce the movement amplitude of the tumor tissue to be irradiated by compression of the abdominal wall, whereby the mobility of the patient's diaphragm is restricted. It is also possible to replace natural breathing with high-frequency artificial respiration (jet ventilation). Finally, hyperoxic ventilation can be envisaged in which the respiration can be stopped for a while.
  • Another possibility is the interrupted gating, in which the patient breathes normally and the tumor only during one irradiated certain time window within which the desired position of the tumor tissue to be irradiated is present. This procedure leads to a sustained increase in the duration of irradiation.
  • a device which is used for the irradiation of a tumor tissue and in which a control device is provided with the aid of which a change in position of the tumor tissue during the irradiation can be compensated (DE 10 31 071 A1). It is necessary to specify the exact To record the course of irradiation in temporal correlation to the tumor movement to understand the applied dose.
  • the object of the invention is therefore to provide a device which makes it possible to realize a precise temporal correlation between irradiation sequence and tumor movement.
  • the device comprises the usual elements, namely an accelerator for generating a particle beam called a treatment beam with predetermined particle energy in each case per slice, a raster scanning device which deflects the particle beam in two mutually perpendicular directions and allows disc-wise scanning of the tumor tissue.
  • the device also has a modulator that can change the energy of the particle beam, so that the region of maximum dose occupancy predetermined by the acceleration energy, the so-called Bragg maximum of a particle beam that occurs at different depths of the tumor tissue, can be changed rapidly Penetration to adapt to changes in anatomy.
  • a detection device of the device serves to detect the position of the tumor tissue and its displacements.
  • the data obtained by means of the detection device are supplied to a first memory device.
  • the movement of the tumor for example, respiratory movement of a patient, as recorded before the irradiation process, can be stored in the memory.
  • the movement of the tumor for example, the respiratory movements of a patient, is preceded by an irradiation process recorded and stored in the memory. This makes it possible to divert the particle beam during an irradiation process in such a way that it substantially follows the movement of the tumor tissue and the required penetration depth is adapted in each case via the modulator.
  • the device according to the invention is characterized in that a module is provided which, on the one hand, records the data of the course of the irradiation.
  • a module is provided which, on the one hand, records the data of the course of the irradiation.
  • the positions of the particle beam predefined by the raster scan device are recorded over time, as well as the energy of the particle steel provided by the accelerator for the irradiation, including a possible modulation. It can thus be determined in which depth the Bragg maximum of a particle beam lies.
  • the module acquires data from a detection device used during the irradiation of a patient, which detects the position of the tumor tissue to be irradiated over time.
  • a detection device used during the irradiation of a patient
  • Other possibilities could be direct fluoroscopic detection of the tumor position or detection of the surface movement of the patient.
  • the device is thus distinguished by the fact that exact information about the course of irradiation and about the movement of the tumor tissue to be irradiated is present during a radiation process.
  • the relationship between the course of irradiation and Movement of the tumor tissue is detected by a correlation unit within the module.
  • the data of the correlation unit provide information about which dosage is to be assigned to which tumor area or grid point.
  • a method for compensating for movements of a patient, or the irradiated area of the patient, during irradiation with a particle beam having the features of claim 9 is also achieved.
  • the tumor tissue is irradiated taking into account data stored in a memory. These have been obtained during a recording process upstream of the actual irradiation process by means of a detection device which serves for the temporally resolved detection of the position of a tumor tissue, ie the detection of a movement of the tumor tissue.
  • the data of the irradiation process are recorded in a module.
  • the disk-by-sample scanning of the tumor tissue is detected by means of the raster scanning device and the energy of the particle beam.
  • the current position of the tumor tissue over time is also detected by the module.
  • the assignment of the current tumor position to a current irradiation course becomes possible. So you can determine the deposited in the tumor dosage. Further embodiments of the method emerge from the subclaims.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a device for irradiating tumor tissue of a patient
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a part of a tumor for explaining the influence of a movement on a radiation process.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a device 1 for slice-wise irradiation of tumor tissue 3 by means of a particle beam 5, which is provided by an accelerator 7 only indicated here.
  • the accelerator supplies the particles with the energy required for the layer currently being irradiated.
  • the particle beam 5 is deflected by means of a raster scanning device 9 both in the horizontal direction and in the vertical direction in order to scan the tumor tissue 3 slice by slice.
  • the raster scanning device 9 is provided here by way of example with a first pair of magnets 11 and a second pair of magnets 13.
  • the disc to be irradiated is delivered by the accelerator Particle energy activated.
  • the particles used are preferably 12 C particles.
  • the beam leaving the raster scanning device 9 passes through a particle counter 15, which may be formed for example as an ionization chamber, then passes through a downstream modulator 17 and then passes to the tumor tissue to be irradiated 3. This can, as indicated by arrows 19, move.
  • a particle counter 15 which may be formed for example as an ionization chamber
  • the modulator 17 may have at least two mutually opposite wedge-shaped modulator plates 21, 23, which can be moved toward and away from each other by means of a suitable drive, so that the particle beam 5 passes through a more or less thick modulator material before it is applied to the Tumor tissue 3 hits.
  • the modulator 17 has a number of plural adjacent plates 21, 21 ', 21 ", etc., and adjacent modulator plates 23, 23', 23", etc., with each of the adjacent plates 21, 21 ', etc., having a first drive 25 and the adjacent plates 23, 23 ', etc. are associated with a second drive 27, which are part of a drive means 29. Modulators of this type are known, so will not be discussed here in detail.
  • the energy of the particle beam 5 is modulated so that the measured in the direction of the particle beam position of the Bragg maximum is varied, in particular so that the penetration depth is varied so that it is also in example, respiratory movements and the resulting density changes in the patient in the desired layer remains.
  • the tumor tissue 3 is scanned slice by slice or charged with particles of the particle beam.
  • the modulator 17 serves to adapt the position of a scanning disc measured in the direction of the particle beam 5 to the state of the respiratory movement.
  • FIG. 1 a number of disks 3a, 3b, etc. are indicated within the tumor tissue 3.
  • the dose of the particle beam 5 deposited in a region of the tumor depends on the number of particles present in the particle beam 5.
  • the number of particles acting on the tumor tissue 3 is determined by means of the particle counter 15.
  • a signal is delivered via a line 31 to a control device 33, which is connected via a line 35 to the raster scanning device 9. If the desired number of particles is detected by means of the particle counter 15, the raster scanning device 9 is activated via the line 35 in such a way that the next raster point within the tumor tissue 3 is activated.
  • the device 1 further comprises a detection device 37, in addition a module 39, which is connected via a line 41 to the detection device 37, via a line 43 to the modulator 17 and via a line 45 to the raster scanning device 9. Finally, the module 39 is connected via a line 47 to the particle counter 15.
  • a device 1 which is used to detect the movement of a tumor tissue, for example, during the respiration of the patient, a detection device which is designed as a fluoroscopy or camera system.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a part of the tumor tissue 3, to the left according to FIG. 2a in a first position and to the right according to FIG. 2b in a second tilted position, for example due to respiratory movements.
  • Squares indicate that the tumor tissue 3 is irradiated in a grid shape, with planes E1, E2 and E3 etc. being shown in FIG. 2a. Within a plane existing squares are intended to indicate individual grid points. The section of the tumor tissue in FIG. 2a shows the grid points R1 to R5.
  • FIG. 2b shows the partial element of the tumor tissue 3 in a position rotated counterclockwise in comparison to FIG. 2a.
  • Like reference numerals are used to identify like parts which have already been explained in FIG. 2a.
  • the part of the tumor tissue 3 shown here has raster points arranged in planes E1, E2, E3, etc., the grid points R1 to R5 lying in the plane E1.
  • the particle beam 5 again hits the grid point Rx. Since the tumor tissue 3 is tilted, the particle beam 5, unlike in FIG. 2 a, does not pass through a series of adjacent grid points but encounters grid points which lie in different rows.
  • the raster point Ry is applied with a slightly lower dose.
  • the grid points to the left are in turn irradiated with a lower dose.
  • the tumor tissue 3 of a patient is detected by means of a detection device, for example the detection device 37, during a movement, for example when breathing the patient.
  • a detection device for example the detection device 37
  • the detection of the different positions of the tumor tissue 3 during a course of motion can also take place in such a way that the movement is broken down into quasi-static, preferably non-overlapping movement phases. So there is a temporally resolved motion detection of the tumor tissue.
  • the motion Prior to irradiation, the motion is detected by a device that is preferably designed as a 4D-CT (4D computed tomography).
  • the detection of the movement phases generated thereby can be done indirectly, for example by means of a video camera, which detects color dots on the skin of a patient or light sources mounted there.
  • the present motion states can then be assigned, for example, to the motion phases of 4D-CT.
  • the movement detection is preferably carried out by means of a detection device which is designed as a fluoroscopy system or camera system for surface detection. It is thus possible to determine the local position of the tumor tissue during a course of motion continuously or at certain times.
  • the motion of the tumor is assigned to the movement phases by the detection system. net.
  • a correlation in a module 39 with the data from the first memory device is used to control the raster scan device 9 and the modulator 17 such that the particle beam 7 irradiates the tumor tissue 3 in the various motion phases as planned.
  • the particle number of the particle beam 5 is determined by means of the particle counter 15, which is designed, for example, as an ionization chamber.
  • the raster scanner 9 is activated so that the next halftone dot is irradiated.
  • the current position of the patient or of the tumor tissue 3 is detected in a time-resolved manner with the aid of the detection device 37.
  • an indirect detection for example via a video camera or direct detection, for example via a fluoroscopy system or camera system can take place here.
  • the module 39 detects the current irradiation process, in that, over time, the current grid point within the Tumor tissue 3 and the irradiated there dosage can be detected. In this way, it is known exactly which of the halftone dots of the tumor tissue 3 was irradiated at which dose at which time. Conversely, it is also possible to determine the dosage which has been irradiated per grid point and which has been achieved by the irradiation process.
  • the movement of the tumor tissue 3 is determined with the aid of the module 39 during the irradiation.
  • the module 39 it is known which actual raster point within the body of the patient has been exposed to which dosage at a particular point in time.
  • the data relating to the irradiation process and the movement of the tumor tissue 3 during the irradiation process are correlated with one another in order to be able to determine the stated statement about the dose at a grid point in the body of the patient.
  • the information obtained by the correlation can be stored in a second memory device, which is not shown here.
  • these data can also be stored there. They provide a protocol of radiation that can be evaluated after irradiation. This will enable one to assess the success of the irradiation. For example, it can be determined whether and which halftone dots of a tumor were irradiated with too low a dose.
  • fractions are used to treat tumor tissue. intended. Based on the data set out in the protocol, the dose to be selected in a subsequent irradiation for the halftone dots of the tumor tissue can be redetermined.
  • the information obtained by the correlation of the data of the module 39 is used to intervene in a current irradiation process: It is thus possible to carry out a dose adjustment for particle beams 5 directed at a tumor tissue 3 by means of a raster scanning device 9 in a moving target area.
  • a dose adjustment for particle beams 5 directed at a tumor tissue 3 by means of a raster scanning device 9 in a moving target area.
  • the individual halftone dots of the tumor tissue are exposed to a particle beam 5.
  • the adaptation may lead to an increase or even reduction of the dose to be administered.
  • the data present in the module 39 with respect to the irradiation process and the data relating to the movement of the patient are correlated and the information obtained therefrom is used directly to influence the raster scanning device 9 and the modulator 17.
  • possible movement phases of the tumor tissue are detected and stored before an irradiation process.
  • the required correction of the beam position as well as the position of the modulator and also the dosage for the next raster point can then be determined on the basis of a correction value retrieved from a memory.
  • a control loop is formed here which substantially improves the method for irradiating tumor tissue of a patient with a particle beam because movements of the tumor tissue during irradiation are compensated.
  • the different positions of the tumor tissue to be irradiated are recorded in a patient.
  • the movement sequence of the tumor tissue 3 is determined so as to be able to irradiate a tumor later in a patient which is not static but which moves during the irradiation process, for example due to the respiration of the patient.
  • the movement of the tumor tissue is divided into quasi-static movement phases, which preferably do not overlap.
  • the movement is therefore not stored continuously, but with respect to individual separate movement phases.
  • a partial treatment plan is created, wherein the dose for a movement phase, during which the tumor tissue 3 is scanned with a particle beam 5, is calculated from the partial treatment plan and the associated movement phase. This gives you a partial treatment plan as well as a partial dose for each movement phase.
  • the anatomical structures in the various movement phases do not always lie in exactly the same places.
  • the individual doses per movement phase ie the partial doses, can not be summed up without further ado. It is necessary to transform the partial doses assigned to the movement phases to a reference state taking into account the anatomical movements.
  • a first correction value is to be taken into account, which results from the movement of the tumor tissue 3.
  • the correction value used is a vector or a correction triple, consisting of two lateral correction values for beam tracking and a depth correction value, from which the required energy modulation results.
  • it when determining the correction value, it must be taken into account that individual halftone dots of the morgewebes 3 are already occupied with a partial dose when irradiating another halftone dot. This dose contribution varies with the course of the irradiation.
  • the correction value must be a pre-irradiation variable for this case.
  • a value table is stored in a memory containing the correction values on the one hand with respect to the movement and on the other hand with respect to the pre-irradiation.
  • the procedure for irradiation planning for scanned particle beams, which is also preceding the actual irradiation, for a device 1 for irradiating tumor tissue 3 of a patient with a particle beam 5 comprises the following steps:
  • various positions of the tumor tissue of a patient are detected during a course of movement, for example during the patient's breathing.
  • the movement is divided into quasi-static, preferably non-overlapping movement phases.
  • the anatomical position of the current raster point for a planned irradiation is determined from the combination of a raster point in the reference state with a movement state which is assigned to the current raster point.
  • the anatomical position of the current halftone dot is tracked on the basis of the above-mentioned transformations.
  • a correction value is calculated for the current halftone dot. This correction value is referred to as a vector or as a correction triple.
  • correction values for each grid point are stored in a memory combined with each movement state in the form of a table. Also for the correction value sets, the combinations possible with the movement states are stored in a memory for each grid point.
  • the correction values for irradiation can be applied on the basis of the irradiation plan determined here on the basis of the then observed movement of the tumor tissue.
  • the dose offset from other grid points can be taken into account by considering all combinations of motion phases and grid point assignments. From this, a set of pre-irradiation variables can then be determined for all possible irradiation courses.
  • the anatomical position of the current grid point can be determined by means of a 4D CT or a 4D MR device (4D magnetic resonance device).
  • the anatomical data are available as time-resolved data.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum scheibenweisen Bestrahlen von Tumorgewebe (3) eines Patienten mit einem Teilchenstrahl, mit - einem Beschleuniger (7) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls (5) mit vorgegebener Energie jeweils pro Scheibe, - einer auf den Teilchenstrahl (5) einwirkenden Rasterscaneinrichtung (9) zum scheibenweisen Abtasten des Tumorgewebes (3), - einem Modulator (17) zum Modulieren der Energie des Teilchenstrahls (5), - einer Erfassungseinrichtung (37) zum zeitlich aufgelösten Erfassen der Position des Tumorgewebes (3) und mit - einer ersten Speichereinrichtung zum Ablegen von Daten bezüglich des Tumorgewebes (3), die vor einem Bestrahlungsvorgang ermittelt wurden, und zur Abgabe von diesen Daten an die Rasterscannvorrichtung (9) und an dem Modulator (17), vorgeschlagen. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch - ein Modul (39), das die Daten des Bestrahlungsverlaufs und die Daten der Erfassungseinrichtung (37) erfasst, die während eines Bestrahlungsvorgangs gewonnen werden.

Description

Vorrichtung zum Bestrahlen von Tumorgewebe eines Patienten mit einem Teilchenstrahl
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung von Patienten, insbesondere von Tumorgewebe eines Patienten, mit einem Teilchenstrahl gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Kompensation von Bewegungen eines Patienten, beziehungsweise des bestrahlten Bereichs eines Patienten, während einer Bestrahlung gemäß Anspruch 9.
Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, bei der Bestrahlung von Tumorgewebe eines Patienten Bewe- gungen des bestrahlten Zielgebiets auszugleichen. Eine Bewegung des zu bestrahlenden Tumorgewebes tritt insbesondere bei Atmungsbewegungen des Patienten auf. Um den Einfluss von Atembewegungen auf die Dosisdeposition im Tumor zu minimieren, wird, meist eine Vergrößerung des Zielvolumens vorgenommen, was zu Belastungen des Patienten führen kann, weil auch gesundes Gewebe bestrahlt wird. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit von Nebenwirkungen. Es existieren bereits Vorschläge zur Reduktion der Dosisbelastung von gesundem Gewebe. Beispielsweise wird vorgeschlagen, die Bewegungsamplitude des zu Bestrahlenden Tumorgewebes durch Kompression der Bauchdecke zu verringern, wodurch die Mobilität des Zwerchfells des Patienten eingeschränkt wird. Auch ist es möglich, die natürliche Atmung durch eine hochfrequente künstliche Atmung (Jet-Ventilation) zu ersetzen. Schließlich kann auch eine hyperoxische Beatmung ins Auge gefasst werden, bei der die At- mung eine Zeit lang stillgelegt werden kann.
Eine weitere Möglichkeit ist die unterbrochene Bestrahlung (Gating), bei der der Patient normal atmet und der Tumor nur während eines bestimmten Zeitfensters bestrahlt wird, innerhalb dessen die gewünschte Position des zu bestrahlenden Tumorgewebes vorliegt. Diese Vorgehensweise führt dazu, dass die Bestrahlungsdauer nachhaltig erhöht wird.
Denkbar ist es auch, die Bestrahlungsdosis nicht auf einmal zu applizieren, sondern während einer Anzahl von Zyklen. Diese mehrfache Bestrahlung (rescanning) erfordert eine Vergrößerung des Zielvolumens. Die Vergrößerung des Zielvolumens ist notwendig, da der Tumor in allen Bewegungszuständen bestrahlt werden muss. Dies kann zu einer Belastung des Patienten führen, weil auch gesundes Gewebe bestrahlt wird. Es werden dabei Interferenzen, wie unten beschrieben, ausgemittelt, um die gewünschte Dosisbelegung des Tumors zu erzielen. Bei diesem Verfahren muss der Tumor in allen Bewegungszuständen getroffen werden, so dass es zu unnötiger Belastung von gesundem Gewebe kommt.
Es hat sich herausgestellt, dass sich ohne eine Nachführung des Teilchenstrahls bei einer Bewegung des zu bestrahlenden Tumorgewebes im Vergleich zu statischer Bestrahlung Unterschiede ergeben, die das Bestrahlungsergebnis beeinträchtigen. Es ergeben sich in dem zu bestrahlenden Gewebe Bereiche, die nicht bzw. mehrfach bestrahlt werden, da sich Bestrahlungsfortschritt und Tumorbewegung überlagern.
Bekannt ist schließlich auch eine Vorrichtung, die zur Bestrahlung eines Tumorgewebes herangezogen wird und bei der eine Steuer- einrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe eine Lageveränderung des Tumorgewebes während der Bestrahlung ausgeglichen werden kann (DE 10 31 071 A1 ). Dabei ist es erforderlich, den genauen Ver- lauf der Bestrahlung in zeitlicher Korrelation zur Tumorbewegung zu erfassen, um die applizierte Dosis nachzuvollziehen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, eine präzise zeitliche Korrelation zwischen Be- Strahlungsabfolge und Tumorbewegung zu realisieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Die Vorrichtung umfasst die üblichen Elemente, nämlich einen Beschleuniger zur Erzeugung eines als Behandlungsstrahl bezeichneten Teilchen- Strahls mit vorgegebener Teilchenenergie jeweils pro Scheibe, einer Rasterscaneinrichtung, die den Teilchenstrahl in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen ablenkt und scheibenweises Abtasten des Tumorgewebes ermöglicht. Die Vorrichtung weist außerdem einen Modulator auf, der die Energie des Teilchenstrahls verändern kann, sodass der durch die Beschleunigungsenergie vorgegebene Bereich maximaler Dosisbelegung, das sogenannte Bragg-Maximum eines Teilchenstrahls, das in unterschiedlichen Tiefen des Tumorgewebes auftritt, schnell verändert werden kann, um so die Eindringtiefe an Änderungen der Anatomie anzupassen. Eine Erfassungsein- richtung der Vorrichtung dient dazu, die Position des Tumorgewebes und dessen Verlagerungen zu erfassen. Sie ermöglicht also ein zeitlich aufgelöstes Erfassen der Position des Tumorgewebes. Die mittels der Erfassungseinrichtung gewonnen Daten werden einer ersten Speichereinrichtung zugeführt. Darüber hinaus kann die Bewegung des Tumors, beispielsweise Atumungsbewegung eines Patienten, wie vor dem Bestrahlungsvorgang aufgenommen, in dem Speicher abgelegt werden. Die Bewegung des Tumors, beispielsweise Atembewegungen eines Patienten, wird vor einem Bestrahlungsvorgang aufgenommen und in dem Speicher abgelegt. Damit ist es möglich, den Teilchenstrahl während eines Bestrahlungsvorgangs so abzulenken, dass er der Bewegung des Tumorgewebes im Wesentlichen folgt und die geforderte Eindringtiefe jeweils über den Modulator an- gepasst wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Modul vorgesehen ist, das einerseits die Daten des Bestrahlungsverlaufs aufzeichnet. Es werden also die durch die Rasterscaneinrichtung vorgegebenen Positionen des Teilchenstrahls über der Zeit erfasst, außerdem die mittels des Beschleunigers für die Bestrahlung bereitgestellte Energie des Teilchenstahls, inklusive einer möglichen Modulation. Damit kann bestimmt werden, in welcher Tiefe das Bragg-Maximum eines Teilchenstrahls liegt.
Andererseits erfasst das Modul Daten einer während der Bestrah- lung eines Patienten eingesetzten Erfassungseinrichtung, die über der Zeit die Position des zu bestrahlenden Tumorgewebes erfasst. Dabei ist es möglich, die Position mittels einer Kamera indirekt zu ermitteln, beispielsweise durch auf die Haut des zu bestrahlenden Patienten aufgebrachte Farbmarkierungen oder Lichtquellen, insbe- sondere Leuchtdioden deren Bewegung während eines Bestrahlungsvorgangs erfasst wird. Weitere Möglichkeiten könnten direkte fluoroskopische Erfassung der Tumorposition oder Erfassung der Oberflächenbewegung des Patienten sein.
Die Vorrichtung zeichnet sich also dadurch aus, dass bei einem Be- Strahlungsvorgang exakte Informationen über den Bestrahlungsverlauf und über die Bewegung des zu bestrahlenden Tumorgewebes vorliegen. Der Zusammenhang zwischen Bestrahlungsverlauf und Bewegung des Tumorgewebes wird durch eine Korrelationseinheit innerhalb des Moduls erfasst. Die Daten der Korrelationseinheit geben Aufschluss darüber, welche Dosierung welchem Tumorbereich beziehungsweise Rasterpunkt zuzuordnen ist.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Kompensieren von Bewegungen eines Patienten, beziehungsweise des bestrahlten Bereiches des Patienten, während einer Bestrahlung mit einem Teilchenstrahl mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bei dem Verfahren wird das Tumorgewebe unter Berücksichtigung von Daten bestrahlt, die in einem Speicher abgelegt sind. Diese sind während eines dem eigentlichen Bestrahlungsvorgang vorgeschalteten Erfassungsvorgangs mittels einer Erfassungseinrichtung gewonnen worden, die der zeitlich aufgelösten Erfassung der Position ei- nes Tumorgewebes, also der Erfassung einer Bewegung des Tumorgewebes, dient.
Während eines Bestrahlungsvorgangs werden die Daten des Bestrahlungsverlaufs in einem Modul erfasst. Es wird also die scheibenweise Abtastung des Tumorgewebes mittels der Rasterscanein- richtung und die Energie des Teilchenstrahls erfasst.
Während der Bestrahlung wird außerdem die aktuelle Position des Tumorgewebes über der Zeit von dem Modul erfasst. Schließlich wird durch eine Korrelation der Daten des Bestrahlungsverlaufs und der des Bewegungsverlaufs die Zuordnung der aktuellen Tumorposi- tion zu einem aktuellen Bestrahlungsverlauf möglich. Man kann also die im Tumor deponierte Dosierung ermitteln. Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In Zusammenhang mit dem Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1 und mit der Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9 werden zur Lösung der genannte Aufgabe ein Verfahren zur Dosisberechnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und/oder ein Verfahren zur Bestrahlungsplanung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 eingesetzt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläu- tert. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum Bestrahlen von Tumorgewebe eines Patienten und
Figur 2 eine Prinzipskizze eines Teils eines Tumors zur Erläuterung des Einflusses einer Bewegung auf einen Bestrah- lungsvorgang.
Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung 1 zum scheibenweisen Bestrahlen von Tumorgewebe 3 mittels eines Teilchenstrahls 5, der von einem hier nur angedeuteten Beschleuniger 7 zur Verfügung gestellt wird. Der Beschleuniger liefert die Teilchen mit der E- nergie, die für die aktuell zu bestrahlende Schicht erforderlich ist. Der Teilchenstrahl 5 wird mittels einer Rasterscaneinrichtung 9 sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung abgelenkt, um das Tumorgewebe 3 scheibenweise abzutasten. Dazu ist die Rasterscaneinrichtung 9 hier beispielhaft mit einem ersten Magnet- paar 11 und einem zweiten Magnetpaar 13 versehen. Die zu bestrahlende Scheibe wird durch die vom Beschleuniger gelieferte Teilchenenergie angesteuert. Als Teilchen werden vorzugsweise 12C- Teilchen verwendet.
Der die Rasterscanneinrichtung 9 verlassende Strahl verläuft durch einen Teilchenzähler 15, der beispielsweise als Ionisationskammer ausgebildet sein kann, tritt dann durch einen strahlabwärts angeordneten Modulator 17 und gelangt dann zu dem zu bestrahlenden Tumorgewebe 3. Dieses kann sich, wie durch Pfeile 19 angedeutet, bewegen.
Der Modulator 17 kann mindestens zwei einander gegenüberliegen- de, keilförmig ausgebildete Modulatorplatten 21 , 23 aufweisen, die mittels eines geeigneten Antriebs aufeinander zu- und voneinander wegbewegt werden können, sodass der Teilchenstrahl 5 durch ein mehr oder weniger dickes Modulatormaterial hindurchtritt, bevor er auf das Tumorgewebe 3 trifft. Vorzugsweise weist der Modulator 17 eine Anzahl von mehreren nebeneinander liegenden Platten 21 , 21', 21" usw. sowie nebeneinanderliegende Modulatorplatten 23, 23', 23" usw. auf, wobei jeweils die nebeneinanderliegenden Platten 21 , 21' usw. einen ersten Antrieb 25 und die nebeneinanderliegenden Platten 23, 23' usw. einem zweiten Antrieb 27 zugeordnet sind, die Teil einer Antriebseinrichtung 29 sind. Modulatoren dieser Art sind bekannt, sodass hier nicht näher auf diese eingegangen wird.
Mittels des Modulators 17 wird die Energie des Teilchenstrahls 5 moduliert, damit wird die in Richtung des Teilchenstrahls gemessene Position des Bragg-Maximums variiert, insbesondere wird damit die Eindringtiefe so variiert, dass sie auch bei beispielsweise Atmungsbewegungen und den daraus resultierenden Dichteveränderungen im Patienten in der gewünschten Schicht bleibt. Mit Hilfe der Rasterscaneinrichtung 9 wird also das Tumorgewebe 3 scheibenweise abgetastet beziehungsweise mit Teilchen des Teilchenstrahls beaufschlagt. Der Modulator 17 dient dazu, die in Richtung des Teilchenstrahls 5 gemessene Position einer Abtastscheibe an den Zustand der Atembewegung anzupassen.
In Figur 1 sind innerhalb des Tumorgewebes 3 eine Anzahl von Scheiben 3a, 3b usw. angedeutet.
Die in einem Bereich des Tumors deponierte Dosis des Teilchenstrahls 5 hängt von der Anzahl der im Teilchenstrahl 5 vorhandenen Teilchen ab. Während eines Bestrahlungsvorgangs wird mittels des Teilchenzählers 15 die auf das Tumorgewebe 3 einwirkende Teilchenzahl ermittelt. Bei Erreichen der gewünschten Teilchenzahl wird über eine Leitung 31 ein Signal an eine Steuereinrichtung 33 abgegeben, die über eine Leitung 35 mit der Rasterscanneinrichtung 9 verbunden ist. Wenn mittels des Teilchenzählers 15 die gewünschte Teilchenzahl erfasst wird, erfolgt eine Aktivierung der Rasterscanneinrichtung 9 über die Leitung 35 dergestalt, dass der nächste Rasterpunkt innerhalb des Tumorgewebes 3 angesteuert wird.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Erfassungseinrichtung 37, außerdem ein Modul 39, das über eine Leitung 41 mit der Erfassungseinrichtung 37, über eine Leitung 43 mit dem Modulator 17 und über eine Leitung 45 mit der Rasterscanneinrichtung 9 verbunden ist. Schließlich ist das Modul 39 über eine Leitung 47 mit dem Teilchenzähler 15 verbunden.
Besonders bevorzugt wird eine Vorrichtung 1 , die zur Erfassung des Bewegungsablaufs eines Tumorgewebes, beispielsweise während der Atmung des Patienten, eine Erfassungsvorrichtung aufweist, die als Fluoroskopiesystem oder Kamerasystem ausgebildet ist.
Figur 2 zeigt eine Prinzipskizze eines Teils des Tumorgewebes 3 und zwar links gemäß Ziffer 2a in einer ersten Position und rechts gemäß Ziffer 2b in einer beispielsweise aufgrund von Atmungsbewegungen zweiten verkippten Position.
Durch Quadrate wird angedeutet, dass das Tumorgewebe 3 raster- förmig bestrahlt wird, wobei in Figur 2a Ebenen E1 , E2 und E3 usw. dargestellt sind. Innerhalb einer Ebene vorhandene Quadrate sollen einzelne Rasterpunkte andeuten. Der Ausschnitt des Tumorgewebes in Figur 2a zeigt die Rasterpunkte R1 bis R5.
Aus Figur 2a ist ersichtlich, dass mittels des Teilchenstrahls 5 ein Rasterpunkt Rx in der Ebene Ex mit einer Dosis beaufschlagt wird. Links von dem Rasterpunkt Rx liegende Rasterpunke R(x-1 ), R(x-2) usw. bis R3 werden dabei bereits mit einer Teil-Dosis beaufschlagt. An einem Rasterpunkt tragen also nicht nur die jeweils dort gelegenen Bragg-Maxima zur Dosisdeposition bei, sondern auch Strahlen, deren Bragg-Maxima tiefer im Gewebe liegen.
Figur 2b zeigt das Teilelement des Tumorgewebes 3 in einer gegen- über Figur 2a gegen den Uhrzeigersinn verdrehten Position. Gleiche Bezugsziffern dienen dazu, gleiche Teile zu kennzeichnen, die bereits in Figur 2a erläutert wurden. Es wird also deutlich, dass der hier dargestellte Teil des Tumorgewebes 3 in Ebenen E1 , E2, E3 usw. angeordnete Rasterpunkte aufweist, wobei in der Ebene E1 die Ras- terpunkte R1 bis R5 liegen. Durch Modulation der Strahllage trifft der Teilchenstrahl 5 hier wiederum auf den Rasterpunkt Rx. Da das Tumorgewebe 3 verkippt ist, durchläuft der Teilchenstrahl 5, anders als in Figur 2a, nicht einer Reihe nebeneinanderliegender Rasterpunkte sondern trifft auf Ras- terpunkte, die in unterschiedlichen Reihen liegen. Dabei werden in der obersten Reihe des Ausschnittes der Tumorgewebes 3 vier nebeneinanderliegende Rasterpunkte getroffen, nämlich der Rasterpunkt R1 und drei rechts danebenliegende Rasterpunkte. In der zweiten Reihe werden in einem Abstand zum Rasterpunkt R2 He- gende Rasterpunkte getroffen und schließlich Rasterpunkte, die in der gleichen Reihe liegen wie der in der Ebene E1 liegender Rasterpunkt E3.
Der Rasterpunkt Ry wird mit einer etwas geringeren Dosis beaufschlagt. Die links davon liegenden Rasterpunkte werden wiederum mit einer geringeren Dosis bestrahlt.
Aus den Figuren 2a und 2b ist ersichtlich, dass bei der Bestrahlung des Rasterpunkts Rx mittels eines Teilchenstrahls, wobei das Bragg- Maximum des Teilchenstrahls in Rx liegt, unterschiedlich angeordnete Rasterpunkte bereits mit einer Dosierung beaufschlagt werden. Die unterschiedliche relative Lage der Rasterpunkte zueinander wird durch die Tumorbewegung hervorgerufen, wie hier dargestellt zum Beispiel durch Rotationsanteile.
Im Folgenden wird auf die Funktion der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zum Bestrahlen von Tumorgewebe eines Patienten und auch das Verfahren zur Kompensation von Bewegungen eines Patienten beziehungsweise des bestrahlten Bereichs eines Patienten während einer Bestrahlung mit einem Teilchenstrahl mittels einer Vorrichtung gemäß Figur 1 näher eingegangen.
Das Tumorgewebe 3 eines Patienten wird mittels einer Erfassungseinrichtung, beispielsweise der Erfassungseinrichtung 37, während einer Bewegung, beispielsweise beim Atmen des Patienten, erfasst. Die Erfassung der verschiedenen Positionen des Tumorgewebes 3 während eines Bewegungsablaufs kann auch dergestalt erfolgen, dass die Bewegung in quasi-statische, vorzugsweise nicht überlappende Bewegungsphasen zerlegt wird. Es findet also eine zeitlich aufgelöste Bewegungserfassung des Tumorgewebes statt.
Vor der Bestrahlung erfolgt die Bewegungserfassung mittels einer Einrichtung, die vorzugsweise als 4D-CT (4D Computertomograph) ausgelegt ist. Die Erfassung der dabei erzeugten Bewegungsphasen kann indirekt erfolgen, beispielsweise mittels einer Videokamera, die Farbpunkte auf der Haut eines Patienten oder dort angebrachte Lichtquellen erfasst. Während der Bestrahlung können die vorliegenden Bewegungszustände dann zum Beispiel den Bewegungsphasen des 4D-CT zugeordnet werden. Vorzugsweise erfolgt die Bewegungserfassung allerdings mittels einer Erfassungseinrichtung, die als Fluoroskopiesystem oder Kamerasystem zur Oberflächende- tektion ausgelegt ist. Es ist also möglich, die örtliche Position des Tumorgewebes während eines Bewegungsablaufes kontinuierlich oder zu bestimmten Zeitpunkten zu bestimmen.
Diese Daten der verschiedenen Bewegungsphasen werden in einer in Figur 1 nicht dargestellten ersten Speichereinrichtung abgelegt.
Während eines Bestrahlungsvorgangs wird die Bewegung des Tumors durch das Erfassungssystem den Bewegungsphasen zugeord- net. Eine Korrelation in einem Modul 39 mit den Daten aus der ersten Speichereinrichtung wird dazu verwendet, die Rasterscaneinrichtung 9 und den Modulator 17 so zu steuern, dass der Teilchenstrahl 7 das Tumorgewebe 3 in den verschiedenen Bewegungsphasen wie geplant bestrahlt.
Diese Daten werden also dazu verwendet, die Rasterscaneinrichtung 9 so zu steuern, dass eine scheibenweise Abtastung des Tumorgewebes 3 auch unter Bewegung erfolgt.
Die Eindringtiefe des Teilchenstrahls 5 in das Tumorgewebe, also die Ebene 3a, 3b usw. innerhalb des Tumorgewebes 3, in der das Bragg-Maximum des Teilchenstrahls liegt, wird durch Aktivierung des Modulators 17 festgelegt, dessen Modulatorplatten 21 , 21', 21" und 23, 23', 23" usw. mittels der Antriebe 25 und 27 mehr oder weniger weit aufeinander zu bewegt werden.
Bei der Bestrahlung eines Rasterpunkts innerhalb des Tumorgewebes 3 wird die Teilchenzahl des Teilchenstrahls 5 mittels des beispielsweise als Ionisationskammer ausgebildeten Teilchenzählers 15 ermittelt. Wenn die gewünschte Teilchenzahl an einem Rasterpunkt erreicht ist, wird die Rasterscanneinrichtung 9 so aktiviert, dass der nächste Rasterpunkt bestrahlt wird. Während eines Bestrahlungsvorgangs wird die aktuelle Position des Patienten bzw. des Tumorgewebes 3 mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 37 zeitlich aufgelöst erfasst. Dabei kann hier eine indirekte Erfassung beispielsweise über eine Videokamera oder eine direkte Erfassung beispielsweise über ein Fluoroskopiesystem oder Kamerasystem erfolgen.
Das Modul 39 erfasst einerseits den laufenden Bestrahlungsvorgang, indem über der Zeit der aktuelle Rasterpunkt innerhalb des Tumorgewebes 3 und die dort eingestrahlte Dosierung erfasst werden. Auf diese Weise ist exakt bekannt, welcher der Rasterpunkte des Tumorgewebes 3 mit welcher Dosis zu welchem Zeitpunkt bestrahlt wurde. Umgekehrt kann damit auch die pro Rasterpunkt ein- gestrahlte Dosierung, die durch den Bestrahlungsvorgang erreicht wurde, festgestellt werden.
Andererseits wird mit Hilfe des Moduls 39 während der Bestrahlung die Bewegung des Tumorgewebes 3 ermittelt. Dadurch ist bekannt, welcher tatsächliche Rasterpunkt innerhalb des Körpers des Patien- ten mit welcher Dosierung in einem bestimmten Zeitpunkt beaufschlagt wurde.
Die Daten bezüglich des Bestrahlungsvorgangs und die der während des Bestrahlungsvorgangs erfolgenden Bewegung des Tumorgewebes 3 werden miteinander korreliert, um die genannte Aussage über die Dosis an einem Rasterpunkt im Körper der Patienten festlegen zu können.
Die durch die Korrelation gewonnenen Informationen können in einer zweiten Speichereinrichtung, die hier nicht dargestellt ist, abgespeichert werden. Bei entsprechender Auslegung der ersten Spei- chereinrichtung können diese Daten auch dort abgelegt werden. Sie liefern ein Protokoll einer Bestrahlung, das nach der Bestrahlung ausgewertet werden kann. Dadurch wird man in die Lage versetzt, den Bestrahlungserfolg zu beurteilen. Beispielsweise kann festgestellt werden, ob und welche Rasterpunkte eines Tumors mit einer zu geringen Dosis bestrahlt wurden.
In der Regel werden zur Behandlung von Tumorgewebe mehrere Behandlungsabschnitte, die auch als Fraktionen bezeichnet werden, vorgesehen. Aufgrund der in dem Protokoll niedergelegten Daten kann die bei einer nachfolgenden Bestrahlung für die Rasterpunkte des Tumorgewebes zu wählende Dosis neu bestimmt werden.
Besonders bevorzugt werden die durch die Korrelation der Daten des Moduls 39 gewonnenen Informationen dazu verwendet, in einen laufenden Bestrahlungsvorgang einzugreifen: Es ist damit möglich, eine Dosisanpassung für mittels einer Rasterscaneinrichtung 9 auf ein Tumorgewebe 3 gerichtete Teilchenstrahlen 5 bei einem bewegten Zielgebiet durchzuführen. Bei einem Bestrahlungsvorgang wer- den die einzelnen Rasterpunkte des Tumorgewebes mit einem Teilchenstrahl 5 beaufschlagt. Vor dem Bestrahlen eines weiteren Rasterpunkts kann anhand der in dem Modul 39 vorhandenen Daten bestimmt werden, mit welcher Dosis der nächste Rasterpunkt zu beaufschlagen ist. Dabei kann berücksichtigt werden, ob dieser Ras- terpunkt bei der Bestrahlung vorangegangener Rasterpunkte möglicherweise bereits mit einer Teil-Dosis beaufschlagt wurde (siehe Figur 2). In diesem Fall wird dann die Strahlungsdosis für diesen vorbestrahlten Rasterpunkt angepasst. Dabei kann die Anpassung zu einer Erhöhung oder aber auch Reduktion der zu applizierenden Do- sis führen.
Bei einer derartigen Ausgestaltung der Vorrichtung 1 werden also die in dem Modul 39 vorhandenen Daten bezüglich des Bestrahlungsvorgangs und die Daten bezüglich der Bewegung des Patienten korreliert und die daraus gewonnenen Informationen unmittelbar zur Beeinflussung der Rasterscanneinrichtung 9 und des Modulators 17 herangezogen. Vorzugsweise werden vor einem Bestrahlungsvorgang mögliche Bewegungsphasen des Tumorgewebes erfasst und abgespeichert. Vor der Einleitung des Teilchenstrahls 5 in einen bestimmten Rasterpunkt des Tumorgewebes kann dann anhand eines Korrekturwertes, der aus einem Speicher abgerufen wird, die erforderliche Korrektur der Strahllage sowie Stellung des Modulators und auch die Dosierung für den nächsten Rasterpunkt bestimmt werden.
Durch die Verbindung des Moduls 39 mit der Rasterscaneinrichtung 9 und dem Modulator 17 wird hier ein Regelkreis gebildet, der das Verfahren zum Bestrahlen von Tumorgewebe eines Patienten mit einem Teilchenstrahl wesentlich verbessert, weil Bewegungen des Tumorgewebes während einer Bestrahlung kompensiert werden.
Im Vorfeld der Bestrahlung von Tumorgewebe 3 eines Patienten mittels der hier beschriebenen Vorrichtung 1 werden Verfahren zur Do- sisberechnung und zur Bestrahlungsplanung durchgeführt.
Bei dem Verfahren zur Dosisberechnung für die gescannten Teilchenstrahlen werden bei einem Patienten die verschiedenen Positionen des zu bestrahlenden Tumorgewebes erfasst. Es wird also der Bewegungsablauf des Tumorgewebes 3 ermittelt, um später bei ei- nem Patienten einen Tumor bestrahlen zu können, der nicht statisch ist, sondern der sich während des Bestrahlungsvorgangs, beispielsweise aufgrund der Atmung des Patienten, bewegt.
Die Bewegung des Tumorgewebes wird in quasi-statische Bewegungsphasen aufgeteilt, die sich vorzugsweise nicht überlappen. Die Bewegung wird also nicht kontinuierlich, sondern bezüglich einzelner separater Bewegungsphasen abgespeichert. Für jede Bewegungsphase wird ein Teil-Bestrahlungsplan erstellt, wobei die Dosis für eine Bewegungsphase, während derer das Tumorgewebe 3 mit einem Teilchenstrahl 5 abgescannt wird, aus dem Teilbestrahlungsplan und der zugehörigen Bewegungsphase be- rechnet wird. Man erhält damit für jede Bewegungsphase sowohl einen Teil-Bestrahlungsplan als auch eine Teil-Dosis.
Die anatomischen Strukturen in den verschiedenen Bewegungsphasen kommen aufgrund der Bewegung nicht immer an den exakt gleichen Stellen zu liegen. Damit können die Einzeldosen pro Bewe- gungsphase, also die Teil-Dosen nicht ohne weiteres summiert werden. Es ist erforderlich, die den Bewegungsphasen zugeordneten Teil-Dosen auf einen Referenzzustand unter Berücksichtigung der anatomischen Bewegungen zu transformieren.
Erst nach dieser Transformation ist eine Aufsummierung der Teil- Dosen zu einer Gesamtdosis möglich.
Um während einer Bestrahlung die Position des Bragg-Maximums definieren zu können, muss dieses aus dem Referenzzustand mittels eines Korrekturwerts in andere Phasen transformiert werden. Dieser wird von einer hier nicht dargestellten Rechenkomponente bereitge- stellt.
Dabei ist ein erster Korrekturwert zu berücksichtigen, der aus der Bewegung des Tumorgewebes 3 resultiert. In diesem Fall wird als Korrekturwert ein Vektor oder ein Korrektur-Tripel verwendet, bestehend aus zwei lateralen Korrekturwerten zur Strahlnachführung und einem Tiefenkorrekturwert, aus dem die erforderliche Energiemodulation hervorgeht. Außerdem muss bei der Bestimmung des Korrekturwerts berücksichtigt werden, dass einzelne Rasterpunkte des Tu- morgewebes 3 bei der Bestrahlung eines anderen Rasterpunkts bereits mit einer Teil-Dosis belegt werden. Dieser Dosisbeitrag ist je nach Ablauf der Bestrahlung unterschiedlich. Als Korrekturwert muss für diesen Fall eine Vorbestrahlungsvariable herangezogen werden.
Mittels des hier beschriebenen Verfahrens ist es möglich, die dem Referenzzustand zuzuordnenden Parameter für den Teilchenstrahl abzuspeichern. Zusätzlich wird eine Wertetabelle in einem Speicher abgelegt, die die Korrekturwerte einerseits bezüglich der Bewegung und andererseits bezüglich der Vorbestrahlung enthält.
Das der eigentlichen Bestrahlung ebenfalls vorgeschaltete Verfahren zur Bestrahlungsplanung für gescannte Teilchenstrahlen für eine Vorrichtung 1 zum Bestrahlen von Tumorgewebe 3 eines Patienten mit einem Teilchenstrahl 5 umfasst die folgenden Schritte:
Wie bereits bei dem Verfahren zur Dosisberechnung werden ver- schiedene Positionen des Tumorgewebes eines Patienten während eines Bewegungsablaufs, also beispielsweise während der Atmung des Patienten, erfasst. Dabei wird die Bewegung in quasi-statische, vorzugsweise nicht überlappende Bewegungsphasen aufgeteilt.
In einem weiteren Schritt wird die anatomische Lage des aktuellen Rasterpunkts für eine geplante Bestrahlung aus der Kombination eines Rasterpunkts im Referenzzustand mit einem Bewegungszustand ermittelt, der dem aktuellen Rasterpunkt zugeordnet ist. Es wird also für jede Kombination aus Rasterpunkt und Bewegungszustand die anatomische Lage des aktuellen Rasterpunkts anhand der oben erwähnten Transformationen verfolgt. Für eine Abweichung des aktuellen Rasterpunkts gegenüber einem anhand des Referenzzustandes bestimmten Rasterpunkts wird für den aktuellen Rasterpunkt ein Korrekturwert berechnet. Dieser Korrekturwert wird als Vektor oder als Korrektur-Tripel bezeichnet.
Diese Korrekturwerte für jeden Rasterpunkt werden kombiniert mit jedem Bewegungszustand in Form einer Tabelle in einem Speicher abgelegt. Auch für die Korrekturwertsätze werden für jeden Rasterpunkt die mit den Bewegungszuständen möglichen Kombinationen in einem Speicher abgelegt. Damit können die Korrekturwerte bei einer Bestrahlung anhand des hier ermittelten Bestrahlungsplans anhand der dann beobachteten Bewegung des Tumorgewebes angewendet werden.
Für jeden Rasterpunkt kann die Dosisdeposition von anderen Rasterpunkten berücksichtigt werden, indem alle Kombinationen von Bewegungsphasen und Rasterpunktzuordnungen berücksichtigt werden. Daraus kann dann ein Satz Vorbestrahlungsvariablen für alle möglichen Bestrahlungsverläufe bestimmt werden. Bei dem Verfahren zur Bestrahlungsplanung kann, wie auch bei dem Verfahren zur Dosisberechnung, die anatomische Lage des aktuellen Raster- punkts mittels eines 4D-CTs oder einer 4D-MR-Einrichtung (4D Magnetresonanz-Einrichtung) bestimmt werden. Damit liegen die anatomischen Daten als zeitaufgelöste Daten vor.
Auch hier ist, wie oben anhand des Verfahrens zur Dosisberechnung beschrieben, eine Transformation der Teil-Dosen auf einen Refe- renzzustand erforderlich, bevor die Teil-Dosen aufsummiert werden können.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum scheibenweisen Bestrahlen von Tumorgewebe (3) eines Patienten mit einem Teilchenstrahl, mit
- einem Beschleuniger (7) zur Erzeugung eines Teilchenstrahls (5) mit vorgegebener Energie jeweils pro Scheibe,
- einer auf den Teilchenstrahl (5) einwirkenden Rasterscaneinrichtung (9) zum scheibenweisen Abtasten des Tumorgewebes (3),
- einem Modulator (17) zum Modulieren der Energie des Teil- chenstrahls (5),
- einer Erfassungseinrichtung (37) zum zeitlich aufgelösten Erfassen der Position des Tumorgewebes (3) und mit
- einer ersten Speichereinrichtung zum Ablegen von Daten bezüglich des Tumorgewebes (3), die vor einem Bestrahlungs- Vorgang ermittelt wurden, und zur Abgabe von diesen Daten an die Rasterscanvorrichtung (9) und an dem Modulator (17),
gekennzeichnet durch,
- ein Modul (39), das die Daten des Bestrahlungsverlaufs und die Daten der Erfassungseinrichtung (37) während eines Be- Strahlungsvorgangs erfasst, und - eine Korrelationseinheit, die die Daten des Bestrahlungsverlaufs und die der Erfassungseinrichtung (37) in zeitliche Beziehung zueinander setzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Speichereinrichtung vorgesehen ist, welche die von dem
Modul (39) erfassten Daten speichert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Teilchenzähler (15), der der Rasterscaneinrichtung (9) zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (39) mit der Rasterscaneinrichtung (9) und/oder dem Modulator (17) zur Ausbildung eines Regelkreises verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Speichereinrichtung Daten bezüglich verschiedener Tumorpositionen umfasst.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung, die den aktuellen Bestrahlungsverlauf mit gespeicherten Strahlungsdaten vergleicht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Rechenkomponente, die einen Korrekturwert bereitstellt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung als Fluoroskopie- oder Kamerasystem ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Kompensation von Bewegungen eines Patienten beziehungsweise des bestrahlten Bereiches eines Patienten während einer Bestrahlung mit einem Teilchenstrahl mittels einer Vorrichtung, die eine Rasterscaneinrichtung zum scheibenweisen Abtasten des Tumorgewebes und einem Modulator zum Modulieren der Energie des Teilchenstrahls auffasst, insbesondere mittels einer Vor- richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit folgenden Schritten:
- Erfassen der aktuellen Position des zu bestrahlenden Tumorgewebes über der Zeit
- Bestrahlen des Tumorgewebes anhand von Daten/Vorgaben, die in einem Speicher abgelegt sind,
- Erfassen der Daten des Bestrahlungsverlaufs in einem Modul,
- Erfassen der aktuellen Position des Tumorgewebes über der Zeit während der Bestrahlung in dem Modul und
- Zuordnung der aktuellen Tumorposition zum aktuellen Bestrahlungsverlauf
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Modul gewonnenen Daten gespeichert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gewonnenen Daten zur Realisierung einer Regelung zur Beeinflussung der Rasterscaneinrichtung und/oder des Modulators verwendet werden.
12. Verfahren zur Dosisberechnung für gescannte Teilchenstrahlen für eine Vorrichtung zur Bestrahlung von Tumorgewebe eines Pati- enten mit einem Teilchenstrahl mit folgenden Schritten:
- Erfassung der verschiedenen Positionen des Tumorgewebes während eines Bewegungsablaufs,
- Aufteilung der Bewegung in quasistatische, vorzugsweise sich nicht überlappende, Bewegungsphasen,
- Erstellung eines Teil-Bestrahlungsplans eines Referenzbestrahlungsplans pro Bewegungsphase, wobei die Dosis für eine Bewegungsphase aus dem Teil-Bestrahlungsplan und der zugehörigen Bewegungsphase berechnet wird,
- Transformation der den Bewegungsphasen zugeordneten Teildosen entsprechend der Bewegungsphase auf einem Referenzzustand und
- Aufsummierung der Einzeldosen zu einer Gesamtdosis.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Bestrahlung ein Bragg-Maximum aus dem Referenz- zustand mittels eines Korrekturwerts in andere Phasen transformiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturwert ein Vektor oder ein Korrektur-Tripel zur Kompensa- tion der Bewegung und/oder eine die Vorbestrahlung berücksichtigende Vorbestrahlungsvariable verwendet werden/wird.
15. Verfahren zur Bestrahlungsplanung für gescannte Teilchenstrahlen für eine Vorrichtung zum Bestrahlen von Tumorgewebe eines Patienten mit einem Teilchenstrahl, mit folgenden Schritten:
- Erfassung der verschiedenen Positionen des Tumorgewebes während eines Bewegungsablaufs,
- Aufteilung der Bewegung in quasistatische, vorzugsweise nicht überlappende, Bewegungsphasen,
- Anhand der Bewegungsphasen sowie des zeitlichen Verlaufs der geplanten Bestrahlung werden einzelnen Bewegungsphasen Rasterpunkte eines Teil-Bestrahlungsplans zugeordnet,
- Berechnung der Teildosis einer Bewegungsphase,
- Transformation der Teildosen auf einen Referenzzustand,
- Aufsummieren der Teildosen,
- Ermittlung der anatomischen Lage des aktuellen Rasterpunkts für eine geplante Bestrahlung aus der Kombination eines Rasterpunkts im Referenzzustand mit einem Bewegungszustand, der dem aktuellen Rasterpunkt zugeordnet ist,
- Berechnung eines Korrekturwertsatzes für den aktuellen Rasterpunkt und - Abspeichern des Korrekturwertsatzes gemäß des Bewegungszustands in einer in einem Speicher abgelegten Tabelle.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturwertsatz ein erstes Korrekturwerttripel berechnet wird, der der Bewegung des zu bestrahlenden Tumorgewebes Rechnung trägt, darüber hinaus ein zweiter Korrekturwert, der die Vorbestrahlung eines Rasterpunkts des Tumorgewebes berücksichtigt.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Korrekturwertsatz für alle möglichen Kombinationen aus Bewegungszuständen und Bestrahlungsabläufen berechnet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die anatomische Lage des aktuellen Raster- punkts mittels eines 4D-CTs oder einer 4D-MR-Einrichtung bestimmt wird.
PCT/EP2006/011799 2005-12-22 2006-12-08 Vorrichtung zum bestrahlen von tumorgewebe eines patienten mit einem teilchenstrahl WO2007079854A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06829411.5A EP1973606B1 (de) 2005-12-22 2006-12-08 Vorrichtung zum bestrahlen von tumorgewebe eines patienten mit einem teilchenstrahl
SI200632312T SI1973606T1 (sl) 2005-12-22 2006-12-08 Naprava za obsevanje tkiva tumorja pacienta z žarkom delcev
US12/086,940 US7928415B2 (en) 2005-12-22 2006-12-08 Device for irradiating tumour tissue in a patient with a particle beam
JP2008546191A JP5443000B2 (ja) 2005-12-22 2006-12-08 粒子ビームを用いた患者における腫瘍組織の照射のためのデバイス

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005063220A DE102005063220A1 (de) 2005-12-22 2005-12-22 Vorrichtung zum Bestrahlen von Tumorgewebe eines Patienten mit einem Teilchenstrahl
DE102005063220.3 2005-12-22
DE102006043066 2006-09-14
DE102006043066.2 2006-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007079854A2 true WO2007079854A2 (de) 2007-07-19
WO2007079854A3 WO2007079854A3 (de) 2007-11-01

Family

ID=38108937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/011799 WO2007079854A2 (de) 2005-12-22 2006-12-08 Vorrichtung zum bestrahlen von tumorgewebe eines patienten mit einem teilchenstrahl

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7928415B2 (de)
EP (1) EP1973606B1 (de)
JP (1) JP5443000B2 (de)
DE (1) DE102005063220A1 (de)
SI (1) SI1973606T1 (de)
WO (1) WO2007079854A2 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009040117A1 (en) * 2007-09-25 2009-04-02 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Method and apparatus for irradiation of a moving target volume
WO2009103467A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-27 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Method and apparatus for irradiation of a target volume
WO2010015358A1 (de) * 2008-08-05 2010-02-11 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Vorrichtung und verfahren zur auswertung einer aktivitätsverteilung sowie bestrahlungsanlage
WO2010043340A1 (de) * 2008-10-13 2010-04-22 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von steuerparametern für eine bestrahlungsanlage, bestrahlungsanlage und bestrahlungsverfahren
EP2189185A1 (de) * 2007-09-12 2010-05-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Partikelstrahlprojektionsvorrichtung und partikelstrahlprojektionsverfahren
EP2239011A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-13 Hitachi, Ltd. System zur Bestrahlung geladener Teilchen und Bestrahlungsplanungsausrüstung
JP2011502010A (ja) * 2007-10-25 2011-01-20 トモセラピー・インコーポレーテッド 放射線療法送達の運動適応最適化のためのシステム及び方法
US20110306818A1 (en) * 2008-10-27 2011-12-15 Christoph Bert Irradiation of a Target Volume, Taking into Account a Volume to be Protected
US8299448B2 (en) 2007-03-23 2012-10-30 Gsi Helmholtzzentrum Fuer Schwerionenforschung Gmbh Determination of control parameters for irradiation of a moving target volume in a body
US9731148B2 (en) 2005-07-23 2017-08-15 Tomotherapy Incorporated Radiation therapy imaging and delivery utilizing coordinated motion of gantry and couch

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3294045B1 (de) 2004-07-21 2019-03-27 Mevion Medical Systems, Inc. Programmierbarer funkfrequenzwellenformgenerator für ein synchrozyklotron
CN101267857A (zh) 2005-07-22 2008-09-17 断层放疗公司 对移动的关注区实施放射疗法的系统和方法
US7728311B2 (en) 2005-11-18 2010-06-01 Still River Systems Incorporated Charged particle radiation therapy
US8003964B2 (en) 2007-10-11 2011-08-23 Still River Systems Incorporated Applying a particle beam to a patient
US8467497B2 (en) 2007-10-25 2013-06-18 Tomotherapy Incorporated System and method for motion adaptive optimization for radiation therapy delivery
US8581523B2 (en) 2007-11-30 2013-11-12 Mevion Medical Systems, Inc. Interrupted particle source
US8933650B2 (en) 2007-11-30 2015-01-13 Mevion Medical Systems, Inc. Matching a resonant frequency of a resonant cavity to a frequency of an input voltage
DE102009032275A1 (de) * 2009-07-08 2011-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Beschleunigeranlage und Verfahren zur Einstellung einer Partikelenergie
DE102009033318A1 (de) * 2009-07-15 2011-01-27 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Verfahren zur Bestrahlung eines sich bewegenden Zielvolumens sowie Bestrahlungsanlage
DE102009033297A1 (de) 2009-07-15 2011-01-20 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Bestrahlung bzw. Bestrahlungsplanung für ein Rescanning-Verfahren mit einem Partikelstrahl
DE102009033285A1 (de) * 2009-07-15 2011-01-27 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Verfahren zur Bestrahlung eines sich bewegenden Zielvolumens sowie Bestrahlungsanlage
DE102009043283B4 (de) 2009-09-29 2013-07-04 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung einer Bestrahlungsanlage sowie Bestrahlungsanlage
JP2013017491A (ja) * 2009-11-10 2013-01-31 Honda Hadronix Co Ltd 呼吸同期用信号生成装置、断層撮影装置、放射線シミュレーション装置、および放射線治療装置
DE102009055902B4 (de) * 2009-11-26 2013-02-21 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Dosisapplikation bei der Bestrahlung
DE102010014002A1 (de) * 2010-04-07 2011-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Partikeltherapieanlage
DE102010048233B4 (de) * 2010-10-12 2014-04-30 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Verfahren zur Erstellung einer Bestrahlungsplanung sowie Verfahren zur Applizierung einer ortsaufgelösten Strahlendosis
DE102010061178A1 (de) * 2010-12-13 2012-06-14 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Chromatischer Energiefilter
DE102011109380B4 (de) * 2011-08-04 2015-05-13 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Verbesserter Energiemodulator
DE102011056882B4 (de) * 2011-12-22 2015-07-02 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Ermittlung eines Dosiseintrags in ein zu bestrahlendes Objekt
US9393443B2 (en) 2012-07-30 2016-07-19 Hitachi, Ltd. Treatment planning system
JP6246216B2 (ja) 2012-09-28 2017-12-13 メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド 粒子治療の制御
US9723705B2 (en) 2012-09-28 2017-08-01 Mevion Medical Systems, Inc. Controlling intensity of a particle beam
US10254739B2 (en) 2012-09-28 2019-04-09 Mevion Medical Systems, Inc. Coil positioning system
JP6121544B2 (ja) 2012-09-28 2017-04-26 メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド 粒子ビームの集束
US9622335B2 (en) 2012-09-28 2017-04-11 Mevion Medical Systems, Inc. Magnetic field regenerator
EP2900324A1 (de) 2012-09-28 2015-08-05 Mevion Medical Systems, Inc. Steuerungssystem für einen teilchenbeschleuniger
TWI604868B (zh) 2012-09-28 2017-11-11 美威高能離子醫療系統公司 粒子加速器及質子治療系統
EP3342462B1 (de) 2012-09-28 2019-05-01 Mevion Medical Systems, Inc. Einstellung der energie eines partikelstrahls
CN104813750B (zh) 2012-09-28 2018-01-12 梅维昂医疗系统股份有限公司 调整主线圈位置的磁垫片
US9443633B2 (en) 2013-02-26 2016-09-13 Accuray Incorporated Electromagnetically actuated multi-leaf collimator
US8791656B1 (en) 2013-05-31 2014-07-29 Mevion Medical Systems, Inc. Active return system
US9730308B2 (en) 2013-06-12 2017-08-08 Mevion Medical Systems, Inc. Particle accelerator that produces charged particles having variable energies
CN105764567B (zh) 2013-09-27 2019-08-09 梅维昂医疗系统股份有限公司 粒子束扫描
US10675487B2 (en) 2013-12-20 2020-06-09 Mevion Medical Systems, Inc. Energy degrader enabling high-speed energy switching
US9962560B2 (en) 2013-12-20 2018-05-08 Mevion Medical Systems, Inc. Collimator and energy degrader
US9661736B2 (en) 2014-02-20 2017-05-23 Mevion Medical Systems, Inc. Scanning system for a particle therapy system
US9950194B2 (en) 2014-09-09 2018-04-24 Mevion Medical Systems, Inc. Patient positioning system
CN104759032B (zh) * 2015-04-08 2017-08-25 苏州雷泰医疗科技有限公司 一种用于放射治疗设备的光栅装置及其控制方法及放射治疗设备
US10786689B2 (en) 2015-11-10 2020-09-29 Mevion Medical Systems, Inc. Adaptive aperture
EP3906968A1 (de) 2016-07-08 2021-11-10 Mevion Medical Systems, Inc. Behandlungsplanung
US10583313B2 (en) * 2017-01-11 2020-03-10 Varian Medical Systems Particle Therapy Gmbh Mitigation of interplay effect in particle radiation therapy
US11103730B2 (en) 2017-02-23 2021-08-31 Mevion Medical Systems, Inc. Automated treatment in particle therapy
US10653892B2 (en) 2017-06-30 2020-05-19 Mevion Medical Systems, Inc. Configurable collimator controlled using linear motors
TW202041245A (zh) 2019-03-08 2020-11-16 美商美威高能離子醫療系統公司 用於粒子治療系統之準直儀及降能器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1031071B (de) 1955-08-01 1958-05-29 Robertshaw Fulton Controls Co Thermostatisch gesteuertes Mischventil

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5702754A (en) 1995-02-22 1997-12-30 Meadox Medicals, Inc. Method of providing a substrate with a hydrophilic coating and substrates, particularly medical devices, provided with such coatings
BE1012371A5 (fr) * 1998-12-24 2000-10-03 Ion Beam Applic Sa Procede de traitement d'un faisceau de protons et dispositif appliquant ce procede.
DE19907774A1 (de) * 1999-02-19 2000-08-31 Schwerionenforsch Gmbh Verfahren zum Verifizieren der berechneten Bestrahlungsdosis eines Ionenstrahl-Therapiesystems
DE19907098A1 (de) * 1999-02-19 2000-08-24 Schwerionenforsch Gmbh Ionenstrahl-Abtastsystem und Verfahren zum Betrieb des Systems
US6725078B2 (en) * 2000-01-31 2004-04-20 St. Louis University System combining proton beam irradiation and magnetic resonance imaging
DE10031074A1 (de) * 2000-06-30 2002-01-31 Schwerionenforsch Gmbh Vorrichtung zur Bestrahlung eines Tumorgewebes
US20040002641A1 (en) * 2002-06-24 2004-01-01 Bo Sjogren Patient representation in medical machines
DE102004028035A1 (de) 2004-06-09 2005-12-29 Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Bewegungen eines Zielvolumens während einer Ionenstrahl-Bestrahlung
JP3932303B2 (ja) * 2005-05-13 2007-06-20 独立行政法人放射線医学総合研究所 臓器動態の定量化方法、装置、臓器位置の予測方法、装置、放射線照射方法、装置及び臓器異常検出装置
JP2009502257A (ja) * 2005-07-22 2009-01-29 トモセラピー・インコーポレーテッド デリバーされた線量を評価するための方法およびシステム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1031071B (de) 1955-08-01 1958-05-29 Robertshaw Fulton Controls Co Thermostatisch gesteuertes Mischventil

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9731148B2 (en) 2005-07-23 2017-08-15 Tomotherapy Incorporated Radiation therapy imaging and delivery utilizing coordinated motion of gantry and couch
US8299448B2 (en) 2007-03-23 2012-10-30 Gsi Helmholtzzentrum Fuer Schwerionenforschung Gmbh Determination of control parameters for irradiation of a moving target volume in a body
EP2189185A4 (de) * 2007-09-12 2011-01-26 Toshiba Kk Partikelstrahlprojektionsvorrichtung und partikelstrahlprojektionsverfahren
EP2189185A1 (de) * 2007-09-12 2010-05-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Partikelstrahlprojektionsvorrichtung und partikelstrahlprojektionsverfahren
US8405050B2 (en) 2007-09-25 2013-03-26 Gsi Helmholtzzentrum Fuer Schwerionenforschung Gmbh Method and apparatus for irradiation of a moving target volume
JP2010540050A (ja) * 2007-09-25 2010-12-24 ジーエスアイ ヘルムホルツツェントゥルム フュア シュヴェリオーネンフォルシュング ゲーエムベーハー 動いている標的の容積部を放射線照射するための方法並びに装置
WO2009040117A1 (en) * 2007-09-25 2009-04-02 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Method and apparatus for irradiation of a moving target volume
JP2011502010A (ja) * 2007-10-25 2011-01-20 トモセラピー・インコーポレーテッド 放射線療法送達の運動適応最適化のためのシステム及び方法
WO2009103467A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-27 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Method and apparatus for irradiation of a target volume
US8598546B2 (en) 2008-02-19 2013-12-03 Gsi Helmholtzzentrum Fur Schwerionenforschung Gmbh Method and apparatus for irradiation of a target volume
US8710445B2 (en) 2008-08-05 2014-04-29 GSI Helmholtzzentrum fur Schwerionenforschuntg GmbH Apparatus and method for evaluating an activity distribution, and irradiation system
WO2010015358A1 (de) * 2008-08-05 2010-02-11 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Vorrichtung und verfahren zur auswertung einer aktivitätsverteilung sowie bestrahlungsanlage
US8319198B2 (en) 2008-10-13 2012-11-27 Gsi Helmholtzzentrum Fur Schwerionenforschung Gmbh Device and method for determining control parameters for an irradiation unit, irradiation unit and irradiation method
WO2010043340A1 (de) * 2008-10-13 2010-04-22 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von steuerparametern für eine bestrahlungsanlage, bestrahlungsanlage und bestrahlungsverfahren
US20110306818A1 (en) * 2008-10-27 2011-12-15 Christoph Bert Irradiation of a Target Volume, Taking into Account a Volume to be Protected
US9586058B2 (en) * 2008-10-27 2017-03-07 GSI Helmfoltzzentrum fur Schwerinonenforschung GmbH Irradiation of a target volume, taking into account a volume to be protected
US8106371B2 (en) 2009-03-31 2012-01-31 Hitachi, Ltd. Charged particle irradiation system and irradiation planning equipment
EP2239011A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-13 Hitachi, Ltd. System zur Bestrahlung geladener Teilchen und Bestrahlungsplanungsausrüstung

Also Published As

Publication number Publication date
EP1973606B1 (de) 2018-10-17
DE102005063220A1 (de) 2007-06-28
JP5443000B2 (ja) 2014-03-19
US7928415B2 (en) 2011-04-19
EP1973606A2 (de) 2008-10-01
JP2009520532A (ja) 2009-05-28
SI1973606T1 (sl) 2019-04-30
US20090095921A1 (en) 2009-04-16
WO2007079854A3 (de) 2007-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1973606B1 (de) Vorrichtung zum bestrahlen von tumorgewebe eines patienten mit einem teilchenstrahl
EP1483022B1 (de) Vorrichtung zur durchführung und verifikation einer therapeutischen behandlung sowie zugehöriges computerprogramm
DE102007045879B4 (de) Bestrahlung eines bewegten Zielvolumens
EP1753510B1 (de) Vorrichtung zur kompensation von bewegungen eines zielvolumens während einer ionenstrahl-bestrahlung
DE102008027485B4 (de) Deposition einer Solldosisverteilung in einem zyklisch bewegten Zielgebiet
DE102011088160B3 (de) Bestrahlungsplanungverfahren und Bestrahlungsplanungsvorrichtung für die Partikeltherapie
EP2504061B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung der dosisapplikation bei der bestrahlung
EP2352556B1 (de) Bestrahlung von zumindest zwei zielvolumen
EP3342463B1 (de) Verfahren und bestrahlungsanlage zur bestrahlung eines zielvolumens
EP2482926B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überprüfung einer bestrahlungsplanung sowie bestrahlungsanlage
EP1948313A1 (de) Partikeltherapieanlage, therapieplan und bestrahlungsverfahren für eine derartige partikeltherapieanlage
DE102014207906A1 (de) Bildgeführte Strahlentherapie
DE10250655A1 (de) Patientenpositionierungssystem, das eine Oberflächenfotogrammetrie verwendet
DE102012110864B4 (de) Bewegungsrobuste Bestrahlungsplanung mittels Teilbestrahlungsplänen
EP1795230B1 (de) Medizinische Bestrahlungseinrichtung
DE10313934A1 (de) Verifikation von Strahlungs- und Lichtfeldkongruenz
DE10100958C2 (de) Vorrichtung zur Verifikation einer therapeutischen Bestrahlung
EP2453982B1 (de) Verfahren zur bestrahlung eines sich bewegenden zielvolumens sowie bestrahlungsanlage
DE102012210432B4 (de) Bestrahlungssystem zur Ausführung einer therapeutischen Bestrahlung
DE102009043548A1 (de) Verfahren zur Erstellung eines Bestrahlungsplans, Verfahren zur Anpassung und Optimierung einer Bestrahlungsplanung. Bestrahlungsplanungseinrichtung sowie Bestrahlungsanlage
DE102009033318A1 (de) Verfahren zur Bestrahlung eines sich bewegenden Zielvolumens sowie Bestrahlungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006829411

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008546191

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06829411

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006829411

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12086940

Country of ref document: US