WO2002022210A1 - Method and device for verifying a therapeutic irradiation - Google Patents

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WO2002022210A1
WO2002022210A1 PCT/EP2001/009483 EP0109483W WO0222210A1 WO 2002022210 A1 WO2002022210 A1 WO 2002022210A1 EP 0109483 W EP0109483 W EP 0109483W WO 0222210 A1 WO0222210 A1 WO 0222210A1
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target volume
verification
energy beam
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PCT/EP2001/009483
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Bernd-Michael Hesse
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Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung des öffentlichen Rechts
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for verifying therapeutic radiation by means of a high-energy modulated beam, the shape of the beam being detected between a device for radiation modulation and the target volume to be irradiated for the verification.
  • the invention further relates to a device for verifying therapeutic radiation by means of a high-energy modulated beam, this being detected for verification by means of a medium which is arranged between a device for radiation modulation and the target volume to be irradiated
  • the most frequently proposed method for verifying therapeutic radiation is based on the detection of the high-energy beam by means of transit dosimetry.
  • the medium for recording the high-energy modulated beam is arranged below the patient table, so that the beam is only recorded when it has passed through the patient's body.
  • the following proposals of the prior art are based on transit dosimetry: US Pat. No. 4,726,046 A; US 5,825,845 A; US 5,471,516 A; US 5, 278, 886 A and TR Mackie et al ("Tomotherapy: A new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy", Med.Phy.20 (1993) 1709-1719) and by David A. Jaffray et al.
  • the therapy beam only reaches this position after a further rotation of 90 °.
  • the location and shape of the target volume e.g. B. changed by breathing, heartbeat, muscle tension, etc. This leads to an inaccuracy and thus to an inadequate correction, so that even with this method an optimal error-free irradiation is not guaranteed.
  • the aforementioned problem of time offset also exists in the subject of DE 197 81 999 Tl.
  • a field light is arranged at the radiation source and a reference structure is placed around the patient and fixed to the patient.
  • the collimator opening prepared for the irradiation is then imaged on the reference structure by means of the field light. This image is compared with the treatment plan for verification and, if there is agreement, the irradiation is carried out.
  • the high-energy modulated beam is not detected at all, but the field light that is sent through the same collimator opening.
  • the resulting large time offset excludes short-term changes, such as those B. caused by heartbeat, breathing or sudden muscle tension, completely out.
  • WO 99 32 189 AI deals with verification, but with a magnetic resonance tomography device that differs significantly from the above. Verification procedure differs because the patient lies in the magnetic resonance imaging device.
  • a prompt verification by a magnetic resonance tomography device is in any case questionable because irradiation with accelerated particles - and this is the rule with an energy-rich therapy beam - is deflected by the magnetic fields of the magnetic resonance tomography device and the latter cannot be switched on and off for a short time.
  • the object of the invention is therefore to improve the verification of the radiation to be applied, in particular to enable an exact check of the conformity of the radiation applied with the radiation predetermined by the treatment plan, in order to be able to correct the therapy beam better and even with slight deviations ,
  • An additional task consists in designing the verification in such a way that it is possible to check as soon as possible in order to optimally adapt the therapy beam to the actual state.
  • the object is achieved in that an X-ray beam is designed to detect the target volume, which is directed in the opposite direction to that of the high-energy beam to the target volume and that the direction of the X-ray beam is detected behind the target volume, the detection of the Target volume is used by the X-ray beam to verify and correct the modulation of the high-energy beam.
  • the object is achieved in that in order to verify the correspondence of the shape of the high-energy modulated beam with the shape and position of the target volume, a radiation source for an X-ray beam is arranged opposite to the target volume of the radiation source for the high-energy beam in such a way that the directions of the rays are opposite and that a medium for detecting the X-ray beam is arranged behind the target volume with respect to the direction thereof.
  • the therapy beam is detected before it passes through the patient and thus without being falsified by scattering, whereby an exact detection of the contour of the beams which are generally to be applied successively from different directions is possible.
  • the verification is carried out using an x-ray beam that is exactly opposite to the therapy beam, so that there is no difference in angle between the therapy beam and the x-ray beam used for verification.
  • the therapy beam and the X-ray beam can be sent and recorded almost simultaneously.
  • the invention is further developed in such a way that the intensity of the beam is also detected, in that the medium that detects the beam is also designed to detect the intensity of the beam, then this too can be exactly verified, since no absorption of parts of the rays can occur before it is detected ,
  • the additional object is achieved in that the verification and correction of the modulation of the high-energy beam is carried out on the basis of an X-ray beam recorded almost simultaneously.
  • the method and the device are designed in such a way that, in the case of a pulsed high-energy beam, the X-ray beam is detected in the transmission pauses of the high-energy beam. This enables an exact detection of the X-ray radiation without scattered rays of the high-energy beam. In order to keep the radiation exposure as low as possible, it is furthermore expedient if the X-ray beam is only emitted in the transmission pauses of the high-energy beam. '
  • the detection of the target volume by the X-ray beam is expediently used to verify and correct the modulation of the high-energy beam.
  • This can be done, for example, by the data from the detection by the X-rays being used immediately to correct the setting of a collimator, for example a multileaf coimulator.
  • the corrections are the more precise the sooner they are implemented. Since the pulses of the energy rich beam in the microsecond range and the pauses in the millisecond range, this is the lower limit for the simultaneousness of the time when the transmission of the high-energy beam is detected. With a high computing speed of the computer used, it is possible to achieve such a proximity in time that no relevant changes take place during these periods. This enables optimal accuracy to be achieved.
  • the invention not only limits the verification to checking whether the applied beam corresponds to the planned one, the method and device are expediently designed in such a way that the anatomy and position of the patient can also be detected by the X-ray beam and that it can also be verified. whether the patient's anatomy and its position at the time of irradiation correspond to the anatomy and position on which the treatment plan was based.
  • An almost time-identical verification of the anatomy and position and thus compliance with the treatment plan for example its timely adaptation to the anatomy and position of the patient, is made possible so that changes can be taken into account without delay. It is possible to include the changes in the correction of the therapy beam or to switch off the therapy beam.
  • the target volume - even if it changes its position and / or shape - receives the predetermined radiation dose with high accuracy and the dose falls exactly at the edge of the target volume - usually the tumor edge - so steeply that surrounding tissue is not damaged if possible.
  • the invention increases the success of therapy and at the same time reduces the side effects.
  • tumors that directly border on risk organs can be treated better and at a significantly reduced risk.
  • the invention also makes it possible to dispense with a strict fixation of the patient, since changes in the patient's position can also be detected and included in the correction. It is then no longer necessary to store a patient in tightly fitting rigid trays, which do Take the opportunity, but ultimately can not give a complete guarantee of an unchanged anatomy, since breathing movements, muscle tension and the displacement of organs are always present. All of this can be detected and taken into account by using the above-mentioned further development of the verification according to the invention.
  • the treatment can be continued or even interrupted if there are deviations, the latter if a sufficiently rapid correction is not possible.
  • the method and device be designed such that the shape of the target volume is detected from different directions by means of an X-ray beam before the irradiation with the high-energy beam, and that this information is included in the verification and correction of the modulation of the high energy beam.
  • treatment plans usually provide for different areas to be treated with a different radiation dose, these areas are expediently included in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam.
  • risk organs In order to optimally protect risk organs, it is further proposed to also record them in one of the aforementioned ways and to take them into account when verifying and correcting the modulation of the high-energy beam. It is expedient if the position and shape of risk organs are determined almost simultaneously with the verification and modulation of the high-energy beam by the X-ray beam and taken into account for a correction of the modulation.
  • both media that for recording the high-energy beam and that for recording the X-ray beam, are designed as one medium.
  • the individual detection elements can also be used for the detection of both beams, in that the X-rays are detected, for example, directly on the surface and the therapy beam when the medium is transmitted through.
  • the medium must consist of a material that is not damaged by the hard therapy beam.
  • the medium can be an array of photodiodes, the latter consisting of amorphous silicon. These cannot destroy a lattice structure. If these photodiodes are arranged in a plastic housing, there is no significant weakening or scattering of the rays to be detected.
  • the device according to the invention is preferably designed in such a way that the radiation sources, the device for radiation modulation and the medium or the media for detecting the beams are arranged on a gantry, as a result of which they can jointly take different directions to the target volume.
  • the most expedient is the arrangement of a medium for recording both rays, which leads to the above. Advantages leads. If the radiation source for the X-ray beam and a medium for recording both beams are attached to a conventional radiation device, the device according to the invention can be produced in a simple manner and it is possible to roast existing devices.
  • the device can furthermore have a computer which is designed and set up for the verification and correction of the modulation of the high-energy beam on the basis of the data recorded by the medium or the media.
  • a computer which is designed and set up for the verification and correction of the modulation of the high-energy beam on the basis of the data recorded by the medium or the media.
  • the computer is preferably designed or set up for almost simultaneous verification and correction. Also for the inclusion of previously determined anatomical data in the almost simultaneous verification and correction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a device according to the invention in use
  • An energy-rich beam 1 is generated by a radiation source 11 and modulated by a device for radiation modulation 2, for example a multileaf collimator, in accordance with the treatment plan and directed onto a target volume 3.
  • a device for radiation modulation 2 for example a multileaf collimator
  • this is a tumor of a patient 21 who is treated lying on a patient table 19.
  • a medium 8 for detecting the high-energy modulated beam 1 is arranged in the beam path 9 between the device 2 for beam modulation and the patient 21, so that the shape and intensity modifications can be detected and monitored by the device 2 for beam modulation. If the modulation of the beam 1 deviates from its target value, it can be switched off or corrected.
  • a radiation source 10 for an X-ray beam 4 is arranged opposite the radiation source 11 for the high-energy beam 1.
  • the arrangement is such that a beam path 9 is formed in which the direction 5 of the X-ray beam 4 is exactly opposite to the direction 6 of the high-energy beam 1.
  • the x-ray beam 4 is used to record the target volume 3 and the anatomy and position of the patient 21 in the manner already described above.
  • a medium 12 is arranged to record the X-ray beam 4 after it has passed through the patient 21.
  • the media 8 and 12 are expediently designed as a medium 13 for detecting the high-energy beam 1 and the X-ray beam 4.
  • the radiation sources 11 and 10 are arranged in such a way that the target volume 3 is detected by the therapy beam 1 and the target volume 3 and its surroundings by the X-ray beam 4, which should also be taken into account when modulating the therapy beam 1. For this reason, the x-ray beam 4 is drawn further apart than the therapy beam 1, although it can of course also be made narrower than drawn, that is, it does not have to cover the entire patient 21.
  • a detection medium 13 If a detection medium 13 is provided, its area must be dimensioned such that it detects the conically diverging beams 1 and 4 in the position of the arrangement of the detection medium 13.
  • a treatment is expediently carried out in the following steps:
  • a current computer tomography data record is obtained from the patient 21 in the therapy situation using the computer tomography system, ie the X-ray beam 4 and a medium 12 or 13, immediately before the start of the radiation therapy.
  • the computer tomography system ie the X-ray beam 4 and a medium 12 or 13, immediately before the start of the radiation therapy.
  • the field shape and the intensity distribution of the therapy beam 1 are measured and logged during the application of the therapy beam fields 24 (see FIG. 3).
  • the radiation dose distribution 16, 16 ', 16 "(see FIG. 3) applied to the patient 21 can be reconstructed and verified online.
  • the radiation application can be interrupted in the event of any deviations or with corresponding ones
  • the type of arrangement of the X-ray source 10 and the medium 13 for detecting the beams 1 and 4 also makes it possible to determine the relative position of structures (target volume 3, areas 16, 16 'to be irradiated with different doses , 16 "of target volume 3 and risk organs 17) with to monitor low contrast (soft tissue contrast) in the therapy radiation field 24 and its surroundings (see FIG. 3) with the aid of the X-ray beam 4 during the application of the individual therapy radiation fields 24 and, if possible, to carry out an immediate, as nearly as possible, correction.
  • FIG. 2 shows a device according to the invention in use.
  • This is a customary design of a radiation device 18 with a radiation source 11 for the therapy beam 1, a patient table 19 and a device 2 for radiation modulation in order to direct the medically indicated radiation onto a target volume 3, for example on the head 20 of a patient 21 aim that a tumor is maximally damaged and the surrounding tissue is maximally protected.
  • a frame (gantry) 14 is provided which can encircle the patient 21 on all sides.
  • the gantry 14 contains the radiation source 11 for the therapy beam 1, the high-energy radiation 1 being generated, for example, by a linear accelerator 22.
  • Opposite the radiation source 11, the radiation source 10 for the X-ray beam 4 is arranged on the gantry 14 in the manner already described for FIG. 1.
  • the gantry 14 can be rotated about a horizontal axis of rotation 23, the beams 1 and 4 being aimed at the target volume 3 or its surroundings.
  • the target volume 3 is located in the isocenter of the rays 1 and 4, the radiation sources 11 and 10 and a device 2 for radiation modulation orbiting the patient 21 by rotating the gantry 14 about the axis 23.
  • the treatment table 19 can be shifted or rotated in order to make an exact adjustment of the irradiation of the therapy beam 1 to the target volume 3 of the patient 21.
  • a gantry The purpose of such a gantry is that the different irradiation directions 7 (see FIG. 3) give the target volume 3 maximum irradiation, but the surrounding tissue is protected as much as possible, since it is only ever briefly is exposed to high-energy radiation 1 at an early stage.
  • the position and the profile of the target volume 3 as well as the position of risk organs 17 or of areas 16, 16 ', 16 "which are intended for different radiation doses is detected by the medium 13 with the aid of the X-ray beam 4.
  • the actual state is also recorded of the modeled therapy beam 1.
  • These data are converted in such a way that the collimator 2 forms a corresponding collimator opening, the exact shape of the target volume 3 with the desired radiation dose distribution 16, 16 ', 16 "being obtained by the detection and verification according to the invention (see FIG. 3 ) can be irradiated.
  • the radiation dose distribution 16, 16 ', 16 " is achieved in that one or more therapy radiation fields 24 of different duration are also applied from several directions 7.
  • a computer 15 is provided, which is set up on the basis of radiation planning and ongoing verification in such a way that it controls the gantry 14, the device 2 for radiation modulation and possibly also the patient table 21.
  • the device 2 can be both a collimator and a scanner.
  • the therapy beam fields 24 to be treated in each case are limited by the collimator or generated by scanning a therapy beam 1.
  • FIG. 3 shows an explanation of the principle of tumor radiation, with the application of medically indicated high-energy radiation 1 from different directions 7.
  • a target volume 3 to be irradiated for example a tumor
  • the device 2 for radiation modulation serves this purpose, which can be designed as a collimator or as a scanner.
  • the therapy radiation fields 24 are formed as matrices 25 from individual fields 26 with a different radiation dose.
  • Such matrices 25 can be reproduced in almost any conceivable form by means of the leaf adjustments of a multileaf co-simulator, the thinest possible replication of the therapy radiation fields 24 to be irradiated being achieved.
  • several different therapy radiation fields 24 with different periods of time can be applied from one direction 7 in order to optimally achieve areas 16, 16 ', 16 "with a different radiation dose. In this process, the almost time-identical verification and correction takes place in FIG already described above instead.
  • the representation of the figures is only an exemplary representation of the invention. It would also be conceivable that the therapy radiation fields 24 are generated by a scanner instead of by a collimator. Then this serves as a device 2 for radiation modulation and the medium 8 or 13 must record the scanned therapy radiation fields 24 so that the verification according to the invention and a correction, and possibly also a termination of the treatment, can take place in a corresponding manner. Of course, further configurations are also conceivable which make use of the basic idea of the invention.
  • High-energy modulated beam (therapy beam) Device for modulating the beam
  • Target volume X-ray beam Direction of the X-ray beam Direction of the high-energy beam
  • Different directions of detection and irradiation of the target volume Medium for recording the high-energy modulated beam Beam path 0
  • Radiation source for high-energy beam 2 Medium for recording the X-ray beam 3

Abstract

The invention relates to a method and device for verifying a therapeutic irradiation using a high-energy modulated beam (1). To this end, the shape of the beam (1) is detected between a unit for carrying out beam modulation (2) and the target volume (3) to be irradiated. According to the inventive device, a medium (8, 13) for detecting the high-energy modulated beam (1) is arranged between a unit for carrying out beam modulation (2) and the target volume (3) to be irradiated. The verification of the radiation to be applied is improved by virtue of the fact that an X-ray beam (4), which is directed towards the target volume (3) in the opposite direction (5) to that (6) of the high-energy beam (1), is provided for detecting the target volume (3), and that the X-ray beam (4), with regard to its direction (5), is detected behind the target volume (3). The detection of the target volume (3) using the X-ray beam (4) serves to verify and correct the modulation of the high-energy beam (1).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Verifikation einer therapeutischen Bestrahlung Method and device for verifying therapeutic radiation
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verifikation einer therapeutischen Bestrahlung mittels eines energiereichen modulierten Strahls, wobei für die Verifikation die Form des Strahls zwischen einer Einrichtung zur Strahlenmodulation und dem zu bestrahlen- den Zielvolumen erfaßt wird.The invention relates to a method for verifying therapeutic radiation by means of a high-energy modulated beam, the shape of the beam being detected between a device for radiation modulation and the target volume to be irradiated for the verification.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Verifikation einer therapeutischen Bestrahlung mittels eines energiereichen modulierten Strahls, wobei dieser für die Verifikation mittels eines Mediums erfaßt wird, das zwischen einer Einrichtung zur Strahlenmodulation und dem zu bestrahlenden Zielvolumen angeordnet istThe invention further relates to a device for verifying therapeutic radiation by means of a high-energy modulated beam, this being detected for verification by means of a medium which is arranged between a device for radiation modulation and the target volume to be irradiated
Die am häufigsten vorgeschlagene Methode zur Verifikation der therapeutischen Bestrahlung beruht auf der Erfassung des energiereichen Strahls mittels der Transit- dosimetrie. Dabei wird das Medium zur Erfassung des energiereichen modulierten Strahls unterhalb des Patiententisches angeordnet, so daß der Strahl erst erfaßt wird, wenn er durch den Körper des Patienten hindurchgegangen ist. Folgende Vorschläge des Standes der Technik beruhen auf der Transitdosimetrie: US 4, 726, 046 A; US 5, 825, 845 A; US 5, 471, 516 A; US 5, 278, 886 A und T.R. Mackie et al („Tomotherapy: A new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy", Med.Phy.20 (1993) 1709-1719) und von David A. Jaffray et al. („A Radiographic and Tomographie imaging system integrated into a medical linear accelerator for localization of bone and soft-tissue targets" in Int.J.Radiat. Oncol.Biol.Phys., Volume 45, No. 3 (1999) 773- 789). Bei dieser Methode kommt es jedoch beim Durchtritt des Strahls durch den Patienten und den Patiententisch zu Streuungen des Strahls sowie zu Schwächungen durch unterschiedliche Absorption. Es läßt sich somit weder die Abbildung der Kontur des Zielvolumens noch eine Stärkeverteilung der Strahlendosis innerhalb der bestrahlten Fläche exakt erfassen. Dadurch ist nur unzureichend überprüfbar, ob die applizierte Strahlung mit dem Behandlungsplan übereinstimmt und es ist auch nicht möglich, bereits geringfügige Abweichungen einer sofortigen Korrektur zu unterziehen.The most frequently proposed method for verifying therapeutic radiation is based on the detection of the high-energy beam by means of transit dosimetry. The medium for recording the high-energy modulated beam is arranged below the patient table, so that the beam is only recorded when it has passed through the patient's body. The following proposals of the prior art are based on transit dosimetry: US Pat. No. 4,726,046 A; US 5,825,845 A; US 5,471,516 A; US 5, 278, 886 A and TR Mackie et al ("Tomotherapy: A new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy", Med.Phy.20 (1993) 1709-1719) and by David A. Jaffray et al. ( "A Radiographic and Tomography imaging system integrated into a medical linear accelerator for localization of bone and soft-tissue targets" in Int.J. Radiat. Oncol.Biol.Phys., Volume 45, No. 3 (1999) 773-789) , With this method, however, when the beam passes through the patient and the patient table, the beam is scattered and weakened by different absorption. It is therefore not possible to map the contour of the target volume or to distribute the strength of the radiation dose within the irradiated one Capture area exactly. As a result, it can only be insufficiently checked whether the applied radiation corresponds to the treatment plan and it is also not possible to subject even slight deviations to an immediate correction.
Eine direkte, während der Bestrahlung vorgenommene Bildgebung bezüglich der Anatomie des Patienten mit Hilfe des Therapiestrahls ist schwierig, da eine solche Methode entweder zu einer erhöhten Dosisbelastung führen würde, was inakzeptabel ist, oder die Bildgebung wäre unbefriedigend. Es kommt hinzu, daß der Strahl durch den Kollimator begrenzt ist, wodurch nur ein begrenzter Bildausschnitt abbildbar ist, also nicht die Umgebung des Zielvolumens, und daß auch keine Weichteile abbildbar sind. Aus diesem Grund wurde von den beiden letztgenannten Schriften des o.g. Standes der Technik (Mackie und Jaffray) vorgeschlagen, das Zielvolumen mittels eines, in einem Winkel von 90° zum Therapiestrahl angeordneten Röntgenstrahls zu erfassen. Bei einer derartigen Anordnung läßt sich jedoch nur eine senkrecht zum Therapiestrahl liegende Fläche des Zielvolumens erfassen. Wenn also bei der vorgeschlagenen Thomotherapie- einrichtung beim Umkreisen des Patienten das Zielvolumen durch die Thomographie erfaßt wird, so gelangt der Therapiestrahl erst nach einer weiteren Drehung von 90° in diese Position. Dabei kann sich jedoch die Lage und die Form des Zielvolumens, z. B. durch Atmung, Herzschlag, Muskelanspannung usw. verändert haben. Dies führt zu einer Ungenauigkeit und somit zu einer unzureichenden Korrektur, so daß auch mit dieser Methode eine optimale fehlerfreie Bestrahlung nicht gewährleistet ist.Direct imaging of the patient's anatomy during radiation with the help of the therapy beam is difficult, since such a method would either lead to an increased dose burden, which is unacceptable, or the imaging would be unsatisfactory. In addition, the beam is limited by the collimator, which means that only a limited image section can be imaged, ie not the surroundings of the target volume, and that no soft parts can be imaged either. For this reason, the latter two writings of the aforementioned. State of the art (Mackie and Jaffray) proposed to detect the target volume by means of an X-ray beam arranged at an angle of 90 ° to the therapy beam. With such an arrangement, however, only a surface of the target volume lying perpendicular to the therapy beam can be detected. If the target volume is detected by the tomography in the proposed thomotherapy device when circling the patient, then the therapy beam only reaches this position after a further rotation of 90 °. However, the location and shape of the target volume, e.g. B. changed by breathing, heartbeat, muscle tension, etc. This leads to an inaccuracy and thus to an inadequate correction, so that even with this method an optimal error-free irradiation is not guaranteed.
Von anderen Schriften (US 4, 726, 046 A; US 5, 825, 845 A; US 5, 471, 516 A; US 5, 278, 886 A; US 5, 471, 516 A) wird vorgeschlagen, den Therapiestrahl und den Röntgenstrahl zur Zielvolumenerfassung in eine Quelle mit derselben Strahlrichtung zu integrieren. Das Problem dieser Lösung besteht darin, daß zwei Strahlenquellen nicht zeitgleich an identischen Orten sein können. Entweder muß ein gewisser räumlicher Versatz vorgesehen sein, der durch verschiedene Orte und Blickwinkel zu Fehlern führt oder die Quellen werden nacheinander an denselben Ort verbracht, dann kommt es zu einem Zeitversatz, der wiederum zu Fehlern führt, da sich Position und Form des Zielvolumens während des Zeitversatzes ändern können. Das vorgenannte Problem des Zeitversatzes besteht auch beim Gegenstand der DE 197 81 999 Tl. Bei diesem wird ein Feldlicht bei der Bestrahlungsquelle angeordnet und eine Bezugsstruktur um den Patienten gelegt und zu diesem fixiert. Dann wird die für die Bestrahlung vorbereitete Kollimatoröffnung mittels des Feldlichts auf der Bezugsstruktur abgebildet. Diese Abbildung wird zur Verifikation mit dem Behandlungsplan verglichen und bei Übereinstimmung die Bestrahlung vorgenommen. Bei diesem Vorschlag wird allerdings der energiereiche modulierte Strahl überhaupt nicht erfaßt, sondern das Feldlicht, das durch dieselbe Kollimatoröffhung geschickt wird. Der dadurch bedingte große zeitliche Versatz schließt die Berücksichtigung kurzfristiger Veränderungen, wie sie z. B. durch Herzschlag, Atmung oder plötzliche Muskelanspannung beding sind, völlig aus.Other documents (US Pat. No. 4,726,046 A; US Pat. No. 5,825,845 A; US Pat. No. 5,471,516 A; US Pat. No. 5,278,886 A; US Pat. No. 5,471,516 A) propose the therapy beam and integrate the X-ray beam into a source with the same beam direction for target volume acquisition. The problem with this solution is that two radiation sources cannot be in identical locations at the same time. Either a certain spatial offset must be provided that leads to errors through different locations and perspectives, or the sources are moved to the same location one after the other, then there is a time offset, which in turn leads to errors, because the position and shape of the target volume change during the Can change time offset. The aforementioned problem of time offset also exists in the subject of DE 197 81 999 Tl. In this case, a field light is arranged at the radiation source and a reference structure is placed around the patient and fixed to the patient. The collimator opening prepared for the irradiation is then imaged on the reference structure by means of the field light. This image is compared with the treatment plan for verification and, if there is agreement, the irradiation is carried out. In this proposal, however, the high-energy modulated beam is not detected at all, but the field light that is sent through the same collimator opening. The resulting large time offset excludes short-term changes, such as those B. caused by heartbeat, breathing or sudden muscle tension, completely out.
Die WO 99 32 189 AI behandelt zwar eine Verifikation, jedoch an einer Magnet- resonanztomographieeinrichtung, die sich wesentlich von den o.g. Verifikationsverfahren unterscheidet, da der Patient in der Magnetresonanztomographieeinrichtung liegt. Eine zeitnahe Verifikation durch eine Magnetresonanztomographieeinrichtung ist ohnehin fraglich, weil eine Bestrahlung mit beschleunigten Teilchen - und dies ist bei einem energiereichen Therapiestrahl die Regel - durch die Magnetfelder der Magnet- resonanztomographieeinrichtung abgelenkt wird und letztere auch nicht kurzfristig ein und ausgeschaltet werden kann.WO 99 32 189 AI deals with verification, but with a magnetic resonance tomography device that differs significantly from the above. Verification procedure differs because the patient lies in the magnetic resonance imaging device. A prompt verification by a magnetic resonance tomography device is in any case questionable because irradiation with accelerated particles - and this is the rule with an energy-rich therapy beam - is deflected by the magnetic fields of the magnetic resonance tomography device and the latter cannot be switched on and off for a short time.
Schließlich ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art aus der US 5, 538, 494 A bekannt. Es wird zwar vorgesehen, die Form des Strahls zwischen einer Einrichtung zur Strahlenmodulation und dem zu bestrahlenden Zielvolumen zu erfassen, die Verifikation ist jedoch nicht zeitnah. Statt einer zeitnahen Ermittlung der Form und Lage des Zielvolumens wird dort der Weg gewählt, eine nicht zeitnah ermittelte Form und Lage des Zielvolumens durch Sensorerfassung von Atmung und Herzschlag mittels eines Rechenprozesses diesen Veränderungen anzupassen. Diese Methode hat den Nachteil, daß immer nur die durch Sensoren erfaßten Prozesse in eine Korrektur einbezogen werden und andere Bewegungen wie Muskelanspannungen nicht. Außerdem geht die rechnerische Einbeziehung von in mathematische Funktionen gekleidete Wirkungen des Herzschlags oder der Atmung aus, die den Ist-Zustand nur aus Erfahrungs werten erfassen können - von diesen kann die jeweilige reale Situation jedoch abweichen.Finally, a method and a device of the type mentioned at the outset are known from US Pat. No. 5,538,494. Although it is intended to record the shape of the beam between a device for beam modulation and the target volume to be irradiated, the verification is not timely. Instead of a prompt determination of the shape and position of the target volume, the path is chosen there to adapt a shape and position of the target volume that is not determined in a timely manner by sensor detection of breathing and heartbeat by means of a computing process to these changes. This method has the disadvantage that only the processes detected by sensors are always included in a correction and other movements such as muscle tension are not. In addition, the mathematical inclusion is based on effects of the heartbeat or breathing that are clad in mathematical functions, which can only determine the actual state from empirical values - however, the respective real situation can deviate from these.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verifikation der zu applizierenden Strahlung zu verbessern, insbesondere eine exakte Überprüfung der Übereinstimmung der applizierten Strahlung mit der durch den Behandlungsplan vorbestimmten Strahlung zu ermöglichen, um den Therapiestrahl besser und bereits bei geringfügigen Abwei- chungen korrigieren zu können.The object of the invention is therefore to improve the verification of the radiation to be applied, in particular to enable an exact check of the conformity of the radiation applied with the radiation predetermined by the treatment plan, in order to be able to correct the therapy beam better and even with slight deviations ,
Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, die Verifikation dahingehend zu gestalten, daß eine möglichst zeitnahe Überprüfung ermöglicht wird, um den Therapiestrahl optimal dem Ist-Zustand anzupassen.An additional task consists in designing the verification in such a way that it is possible to check as soon as possible in order to optimally adapt the therapy beam to the actual state.
Bezüglich der Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Röntgenstrahl zur Erfassung des Zielvolumens ausgebildet ist, der in umgekehrter Richtung wie die des energiereichen Strahls auf das Zielvolumen gerichtet ist und daß der Röntgenstrahl bezüglich seiner Richtung hinter dem Zielvolumen erfaßt wird, wobei die Erfassung des Zielvolumens durch den Röntgenstrahl der Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls dient.With regard to the method, the object is achieved in that an X-ray beam is designed to detect the target volume, which is directed in the opposite direction to that of the high-energy beam to the target volume and that the direction of the X-ray beam is detected behind the target volume, the detection of the Target volume is used by the X-ray beam to verify and correct the modulation of the high-energy beam.
Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Verifikation der Übereinstimmung der Form des energiereichen modulierten Strahls mit der Form und Lage des Zielvolumens eine Strahlenquelle für einen Röntgenstrahl im Verhältnis zum Zielvolumen der Strahlungsquelle für den energiereichen Strahl derart gegenüberliegend angeordnet ist, daß die Richtungen der Strahlen entgegengesetzt sind und daß ein Medium zur Erfassung des Röntgenstrahls bezüglich der Richtung desselben hinter dem Zielvolumen angeordnet ist. Durch die Erfindung wird der Therapiestrahl vor dem Hindurchtritt durch den Patienten und damit ohne eine Verfälschung durch Streuungen erfaßt, wodurch eine exakte Erfassung der Kontur der in der Regel nacheinander aus verschiedenen Richtungen zu appli- zierenden Strahlen möglich ist.With regard to the device, the object is achieved in that in order to verify the correspondence of the shape of the high-energy modulated beam with the shape and position of the target volume, a radiation source for an X-ray beam is arranged opposite to the target volume of the radiation source for the high-energy beam in such a way that the directions of the rays are opposite and that a medium for detecting the X-ray beam is arranged behind the target volume with respect to the direction thereof. Through the invention, the therapy beam is detected before it passes through the patient and thus without being falsified by scattering, whereby an exact detection of the contour of the beams which are generally to be applied successively from different directions is possible.
Der Verifikation dient ein dem Therapiestrahl genau entgegengerichteter Röntgenstrahl, so daß kein Winkelunterschied zwischen dem Therapiestrahl und dem der Verifikation dienenden Röntgenstrahl auftritt. Außerdem können der Therapiestrahl und der Röntgenstrahl nahezu zeitgleich gesendet und erfaßt werden.The verification is carried out using an x-ray beam that is exactly opposite to the therapy beam, so that there is no difference in angle between the therapy beam and the x-ray beam used for verification. In addition, the therapy beam and the X-ray beam can be sent and recorded almost simultaneously.
Wird die Erfindung dahingehend weitergebildet, daß auch die Intensität des Strahls erfaßt wird, indem das den Strahl erfassende Medium auch zur Erfassung der Intensität des Strahls ausgebildet ist, so ist auch diese exakt verifizierbar, da keine Absorption von Anteilen der Strahlen vor ihrer Erfassung auftreten kann.If the invention is further developed in such a way that the intensity of the beam is also detected, in that the medium that detects the beam is also designed to detect the intensity of the beam, then this too can be exactly verified, since no absorption of parts of the rays can occur before it is detected ,
Die zusätzliche Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls auf der Basis eines nahezu zeitgleich erfaßten Röntgenstrahls erfolgt. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß das Verfahren und die Vorrichtung derart ausgebildet sind, daß bei einem gepulsten energiereichen Strahl der Röntgenstrahl in den Sendepausen des energiereichen Strahls erfaßt wird. Dadurch ist eine exakte Erfassung der Röntgenstrahlung ohne Streustrahlen des energiereichen Strahls möglich. Um die Strahlenbelastung möglichst gering zu halten, ist es weiterhin zweckmäßig, wenn der Röntgenstrahl nur in den Sendepausen des energiereichen Strahls ausgesendet wird. 'The additional object is achieved in that the verification and correction of the modulation of the high-energy beam is carried out on the basis of an X-ray beam recorded almost simultaneously. This is preferably achieved in that the method and the device are designed in such a way that, in the case of a pulsed high-energy beam, the X-ray beam is detected in the transmission pauses of the high-energy beam. This enables an exact detection of the X-ray radiation without scattered rays of the high-energy beam. In order to keep the radiation exposure as low as possible, it is furthermore expedient if the X-ray beam is only emitted in the transmission pauses of the high-energy beam. '
Wie bereits erwähnt, dient die Erfassung des Zielvolumens durch den Röntgenstrahl zweckmäßigerweise der Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, daß die Daten der Erfassung durch die Röntgenstrahlen umgehend zur Korrektur der Einstellung eines Kollimators, beispielsweise eines MultileafkoUimators herangezogen werden. Dabei sind die Korrekturen um so genauer je zeitnäher sie umgesetzt werden. Da die Pulse des energie- reichen Strahls im Mikrosekundenbereich und die Pausen im Millisekundenbereich liegen, ist - bei einer Erfassung in den Sendepausen des energiereichen Strahls - diese Größenordnung die untere Grenze für die Zeitgleichheit. Es läßt sich also mit einer hohen Rechengeschwindigkeit des eingesetzten Computers eine derartige Zeitnähe erreichen, daß in diesen Zeiträumen keine relevanten Veränderungen mehr stattfinden. Dadurch kann eine optimale Genauigkeit erzielt werden.As already mentioned, the detection of the target volume by the X-ray beam is expediently used to verify and correct the modulation of the high-energy beam. This can be done, for example, by the data from the detection by the X-rays being used immediately to correct the setting of a collimator, for example a multileaf coimulator. The corrections are the more precise the sooner they are implemented. Since the pulses of the energy rich beam in the microsecond range and the pauses in the millisecond range, this is the lower limit for the simultaneousness of the time when the transmission of the high-energy beam is detected. With a high computing speed of the computer used, it is possible to achieve such a proximity in time that no relevant changes take place during these periods. This enables optimal accuracy to be achieved.
Die Erfindung beschränkt die Verifikation nicht nur auf die Überprüfung, ob der appli- zierte Strahl dem geplanten entspricht, Verfahren und Vorrichtung werden zweckmäßi- gerweise derart ausgebildet, daß auch die Anatomie und Lage des Patienten durch den Röntgenstrahl erfaßbar ist und daß weiterhin verifizierbar ist, ob die Anatomie des Patienten und deren Lage im Zeitpunkt der Bestrahlung der Anatomie und Lage entspricht, die der Ausarbeitung des Behandlungsplans zugrundelag. Es wird eine nahezu zeitidentische Verifikation der Anatomie und Lage und damit der Einhaltung des Behandlungsplans, beispielsweise dessen zeitnahe Anpassung an die Anatomie und Lage des Patienten ermöglicht, so daß Änderungen ohne Verzögerung berücksichtigt werden können. Es ist möglich, die Änderungen in die Korrektur des Therapiestrahls einzubeziehen oder den Therapiestrahl abzuschalten. Dadurch ist es möglich, daß das Zielvolumen - selbst wenn es seine Lage und/oder seine Form verändert - mit hoher Exaktheit die vorbestimmte Strahlungsdosis erhält und die Dosis exakt am Rand des Zielvolumens — in der Regel der Tumorrand - derart steil abfallt, daß umliegendes Gewebe möglichst nicht beschädigt wird. Dadurch erhöht die Erfindung den Therapieerfolg und verringert gleichzeitig die Nebenwirkungen. Insbesondere Tumore, die unmittelbar an Risikoorgane grenzen, können auf diese Weise besser und mit wesentlich verringertem Risiko behandelt werden.The invention not only limits the verification to checking whether the applied beam corresponds to the planned one, the method and device are expediently designed in such a way that the anatomy and position of the patient can also be detected by the X-ray beam and that it can also be verified. whether the patient's anatomy and its position at the time of irradiation correspond to the anatomy and position on which the treatment plan was based. An almost time-identical verification of the anatomy and position and thus compliance with the treatment plan, for example its timely adaptation to the anatomy and position of the patient, is made possible so that changes can be taken into account without delay. It is possible to include the changes in the correction of the therapy beam or to switch off the therapy beam. As a result, it is possible that the target volume - even if it changes its position and / or shape - receives the predetermined radiation dose with high accuracy and the dose falls exactly at the edge of the target volume - usually the tumor edge - so steeply that surrounding tissue is not damaged if possible. As a result, the invention increases the success of therapy and at the same time reduces the side effects. In particular, tumors that directly border on risk organs can be treated better and at a significantly reduced risk.
Neben dieser Erhöhung der Exaktheit der Bestrahlung bezüglich Kontur und Dosisverteilung ermöglicht es die Erfindung außerdem, daß auf eine strenge Fixierung des Patienten verzichtet werden kann, da auch Lageveränderungen des Patienten erfaßbar und in die Korrektur einbeziehbar sind. Es ist dann nicht mehr erforderlich, einen Patienten in eng anliegenden starren Schalen zu lagern, die ihm zwar jegliche Bewe- gungsmöglichkeit nehmen, letztlich jedoch keine völlige Garantie für eine unveränderte Anatomie geben können, da Atmungsbewegungen, Muskelanspannungen und die Verlagerung von Organen immer vorhanden sind. Durch den Einsatz der o.g. Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verifikation kann all dies erfaßt und berücksichtigt werden. Sowohl bei Lageveränderungen des Zielvolumens als auch von Risikoorganen oder bei Lageveränderungen des Patienten kann die Behandlung bei entsprechenden Abweichungen mit Korrekturen fortgesetzt oder auch unterbrochen werden, letzteres, wenn eine ausreichend schnelle Korrektur nicht möglich ist.In addition to this increase in the exactness of the radiation with respect to the contour and dose distribution, the invention also makes it possible to dispense with a strict fixation of the patient, since changes in the patient's position can also be detected and included in the correction. It is then no longer necessary to store a patient in tightly fitting rigid trays, which do Take the opportunity, but ultimately can not give a complete guarantee of an unchanged anatomy, since breathing movements, muscle tension and the displacement of organs are always present. All of this can be detected and taken into account by using the above-mentioned further development of the verification according to the invention. In the case of changes in the position of the target volume as well as risk organs or changes in the position of the patient, the treatment can be continued or even interrupted if there are deviations, the latter if a sufficiently rapid correction is not possible.
Da sich komplizierte Formen oftmals erst durch eine allseitige Betrachtung erfassen lassen, wird vorgeschlagen, daß Verfahren und Vorrichtung derart ausgebildet sind, daß vor der Bestrahlung mit dem energiereichen Strahl durch eine Erfassung des Zielvolumens mittels eines Röntgenstrahls aus verschiedenen Richtungen die Form des Zielvolumens erfaßt wird und daß diese Information in die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls einbezogen wird.Since complicated shapes can often only be detected from all sides, it is proposed that the method and device be designed such that the shape of the target volume is detected from different directions by means of an X-ray beam before the irradiation with the high-energy beam, and that this information is included in the verification and correction of the modulation of the high energy beam.
Da es Behandlungspläne meistens vorsehen, daß verschiedene Bereiche mit einer unterschiedlichen Bestrahlungsdosis behandelt werden, werden diese Bereiche zweckmäßigerweise in die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls einbezogen.Since treatment plans usually provide for different areas to be treated with a different radiation dose, these areas are expediently included in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam.
Um Risikoorgane optimal zu schonen, wird weiterhin vorgeschlagen, diese in einer der vorgenannten Art und Weisen ebenfalls zu erfassen und bei der Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls zu berücksichtigen. Es ist dabei zweckmäßig, wenn auch die Lage und Form von Risikoorganen nahezu zeitgleich mit der Verifikation und Modulation des energiereichen Strahls durch den Röntgenstrahl ermittelt und für eine Korrektur der Modulation berücksichtigt werden.In order to optimally protect risk organs, it is further proposed to also record them in one of the aforementioned ways and to take them into account when verifying and correcting the modulation of the high-energy beam. It is expedient if the position and shape of risk organs are determined almost simultaneously with the verification and modulation of the high-energy beam by the X-ray beam and taken into account for a correction of the modulation.
Bezüglich der Vorrichtung wird als vorteilhafte Weiterbildung vorgeschlagen, daß beide Medien, das zur Erfassung des energiereichen Strahls und das zur Erfassung des Röntgenstrahls, als ein Medium ausgebildet werden. Auf diese Weise wird ein Erfassungs- medium eingespart, was den gerätetechnischen Aufwand reduziert. Auch die Zuordnung der beiden Erfassungen wird vereinfacht. Dabei lassen sich die einzelnen Erfassungselemente auch für die Erfassung beider Strahlen einsetzen, indem die Röntgenstrahlen beispielsweise unmittelbar an der Oberfläche und der Therapiestrahl bei der Durch- Strahlung des Mediums erfaßt wird. Das Medium muß aus einem Material bestehen, das durch den harten Therapiestrahl nicht beschädigt wird. Beispielsweise kann das Medium ein Array von Fotodioden sein, wobei letztere aus amorphem Silizium bestehen. Bei diesen kann es zu keiner Zerstörung einer Gitterstruktur kommen. Werden diese Fotodioden in einem Kunststoffgehäuse angeordnet, so kommt es auch zu keiner nennenswerten Schwächung oder Streuung der zu erfassenden Strahlen.With regard to the device, it is proposed as an advantageous further development that both media, that for recording the high-energy beam and that for recording the X-ray beam, are designed as one medium. In this way, an acquisition medium saved, which reduces the expenditure on equipment. The assignment of the two entries is also simplified. The individual detection elements can also be used for the detection of both beams, in that the X-rays are detected, for example, directly on the surface and the therapy beam when the medium is transmitted through. The medium must consist of a material that is not damaged by the hard therapy beam. For example, the medium can be an array of photodiodes, the latter consisting of amorphous silicon. These cannot destroy a lattice structure. If these photodiodes are arranged in a plastic housing, there is no significant weakening or scattering of the rays to be detected.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgestaltet, daß die Strahlungsquellen, die Einrichtung zur Strahlenmodulation und das Medium oder die Medien zur Erfassung der Strahlen auf einer Gantry angeordnet sind, wodurch sie gemeinsam verschiedene Richtungen zum Zielvolumen einnehmen können. Am zweckmäßigsten ist dabei die Anordnung eines Mediums zur Erfassung beider Strahlen, was zu den o.g. Vorteilen führt. Wird die Strahlenquelle für den Röntgenstrahl und ein Medium zur Erfassung beider Strahlen an ein übliches Bestrahlungsgerät angefügt, so kann auf einfache Weise die erfindungsgemäße Vorrichtung hergestellt werden und es ist möglich, bestehende Geräte nachzurösten.The device according to the invention is preferably designed in such a way that the radiation sources, the device for radiation modulation and the medium or the media for detecting the beams are arranged on a gantry, as a result of which they can jointly take different directions to the target volume. The most expedient is the arrangement of a medium for recording both rays, which leads to the above. Advantages leads. If the radiation source for the X-ray beam and a medium for recording both beams are attached to a conventional radiation device, the device according to the invention can be produced in a simple manner and it is possible to roast existing devices.
Die Vorrichtung kann weiterhin einen Computer aufweisen, der für die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls aufgrund der durch das Medium bzw. die Medien aufgenommenen Daten ausgebildet und eingerichtet ist. Bei der Anfü- gung an ein bestehendes Bestrahlungsgerät reicht die Einrichtung des Computers mittels entsprechender Software aus, falls dieser eine ausreichende Rechnerkapazität aufweist. Vorzugsweise wird der Computer für eine nahezu zeitgleiche Verifikation und Korrektur ausgebildet beziehungsweise eingerichtet. Ebenso für die Einbeziehung vorher ermittelter anatomischer Daten in die nahezu zeitgleiche Verifikation und Korrektur.The device can furthermore have a computer which is designed and set up for the verification and correction of the modulation of the high-energy beam on the basis of the data recorded by the medium or the media. When attaching to an existing radiation device, it is sufficient to set up the computer by means of appropriate software if it has sufficient computing capacity. The computer is preferably designed or set up for almost simultaneous verification and correction. Also for the inclusion of previously determined anatomical data in the almost simultaneous verification and correction.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemäßenThe invention is explained below with reference to the drawing. Show it Fig. 1 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of the invention
Vorrichtung,Contraption,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Einsatz undFig. 2 shows a device according to the invention in use and
Fig. 3 eine Erläuterung des Prinzips einer optimalen Bestrahlung, welche erfindungsgemäß verifiziert werden soll.3 an explanation of the principle of optimal radiation, which is to be verified according to the invention.
Fig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein energiereicher Strahl 1 wird von einer Strahlenquelle 11 erzeugt und von einer Einrichtung zur Strahlenmodulation 2, beispielsweise einem Multileafkollimator, entsprechend dem Behandlungsplan moduliert und auf ein Zielvolumen 3 gerichtet. In der Regel ist dies ein Tumor eines Patienten 21, der auf einem Patiententisch 19 liegend behandelt wird. Zwischen der Einrichtung 2 zur Strahlenmodulation und dem Patienten 21 wird erfindungsgemäß im Strahlengang 9 ein Medium 8 zur Erfassung des energiereichen modulierten Strahls 1 angeordnet, damit die Formgebung und Intensitätsmodifikationen durch die Einrichtung 2 zur Strahlenmodulation erfaßt und überwacht werden können. Weicht die Modulation des Strahls 1 von ihrem Sollwert ab, kann eine Abschaltung oder eine Korrektur erfolgen.1 shows the principle of the invention using an exemplary embodiment of the device according to the invention. An energy-rich beam 1 is generated by a radiation source 11 and modulated by a device for radiation modulation 2, for example a multileaf collimator, in accordance with the treatment plan and directed onto a target volume 3. As a rule, this is a tumor of a patient 21 who is treated lying on a patient table 19. According to the invention, a medium 8 for detecting the high-energy modulated beam 1 is arranged in the beam path 9 between the device 2 for beam modulation and the patient 21, so that the shape and intensity modifications can be detected and monitored by the device 2 for beam modulation. If the modulation of the beam 1 deviates from its target value, it can be switched off or corrected.
Gegenüber der Strahlenquelle 11 für dem energiereichen Strahl 1 ist eine Strahlenquelle 10 für einen Röntgenstrahl 4 angeordnet. Die Anordnung erfolgt derart, daß ein Strahlengang 9 entsteht, bei dem die Richtung 5 des Röntgenstrahls 4 der Richtung 6 des energiereichen Strahls 1 genau entgegengesetzt ist. Der Röntgenstrahl 4 dient der Erfassung des Zielvolumens 3 und der Anatomie und Lage des Patienten 21 in der bereits oben beschriebenen Art und Weise. Zur Erfassung des Röntgenstrahls 4 ist nach dem Hindurchtreten desselben durch den Patienten 21 ein Medium 12 angeordnet. Zweckmäßigerweise sind jedoch die Medien 8 und 12 als ein Medium 13 zur Erfassung des energiereichen Strahls 1 und des Röntgenstrahls 4 ausgebildet. Bezüglich einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Die Anordnung der Strahlenquellen 11 und 10 erfolgt derart, daß durch den Therapiestrahl 1 das Zielvolumen 3 erfaßt wird und durch den Röntgenstrahl 4 das Zielvolumen 3 und dessen Umgebung, die bei der Modulation des Therapiestrahls 1 ebenfalls berücksichtigt werden sollte. Aus diesem Grund ist der Röntgenstrahl 4 weiter auseinanderlaufend gezeichnet als der Therapiestrahl 1, wobei er natürlich auch schmäler als gezeichnet ausgebildet sein kann, also nicht den gesamten Patienten 21 erfassen muß.A radiation source 10 for an X-ray beam 4 is arranged opposite the radiation source 11 for the high-energy beam 1. The arrangement is such that a beam path 9 is formed in which the direction 5 of the X-ray beam 4 is exactly opposite to the direction 6 of the high-energy beam 1. The x-ray beam 4 is used to record the target volume 3 and the anatomy and position of the patient 21 in the manner already described above. A medium 12 is arranged to record the X-ray beam 4 after it has passed through the patient 21. However, the media 8 and 12 are expediently designed as a medium 13 for detecting the high-energy beam 1 and the X-ray beam 4. With regard to an expedient embodiment, reference is made to the above statements. The radiation sources 11 and 10 are arranged in such a way that the target volume 3 is detected by the therapy beam 1 and the target volume 3 and its surroundings by the X-ray beam 4, which should also be taken into account when modulating the therapy beam 1. For this reason, the x-ray beam 4 is drawn further apart than the therapy beam 1, although it can of course also be made narrower than drawn, that is, it does not have to cover the entire patient 21.
Wird ein Erfassungsmedium 13 vorgesehen, so muß dessen Fläche derart bemessen sein, daß diese die konisch auseinanderlaufenden Strahlen 1 und 4 in der Position der Anordnung des Erfassungsmediums 13 erfaßt.If a detection medium 13 is provided, its area must be dimensioned such that it detects the conically diverging beams 1 and 4 in the position of the arrangement of the detection medium 13.
Die Durchführung einer Behandlung erfolgt zweckmäßigerweise in folgenden Schritten:A treatment is expediently carried out in the following steps:
In einem ersten Schritt der Verifikationsprozedur wird unmittelbar vor Beginn der Strahlentherapie mit Hilfe des Computer-Tomographie-Systems, also des Röntgenstrahls 4 und eines Mediums 12 oder 13, ein aktueller Computer-Tomographie-Datensatz vom Patienten 21 in Therapiesituation gewonnen. Hiermit lassen sich Veränderungen in der Zielregion 3 und Lagerungsfehler des Patienten 21 direkt erkennen, so daß die nachfolgende Therapie auf diese neuen Daten abgestimmt werden kann.In a first step of the verification procedure, a current computer tomography data record is obtained from the patient 21 in the therapy situation using the computer tomography system, ie the X-ray beam 4 and a medium 12 or 13, immediately before the start of the radiation therapy. With this, changes in the target region 3 and positioning errors of the patient 21 can be recognized directly, so that the subsequent therapy can be coordinated with these new data.
In einem zweiten Schritt wird während der Applikation der Therapiestrahlenfelder 24 (siehe Fig. 3) die Feldform und die Intensitätsverteilung des Therapiestrahls 1 gemessen und protokolliert. Damit und auf der Basis des aktuellen Computer-Tomographie- Datensatzes kann die dem Patienten 21 applizierte Strahlendosisverteilung 16, 16', 16" (siehe Fig. 3) rekonstruiert und online verifiziert werden. Gegebenenfalls kann die Strahlenapplikation bei etwaigen Abweichungen unterbrochen bzw. mit entsprechenden unmittelbaren Korrekturen fortgesetzt werden. Durch die Art der Anordnung der Rönt- genstrahlquelle 10 und des Mediums 13 zur Erfassung der Strahlen 1 und 4 ist es auch möglich, die relative Lage von Strukturen (Zielvolumen 3, mit unterschiedlicher Dosis zu bestrahlende Bereiche 16, 16', 16" des Zielvolumens 3 und Risikoorgane 17) mit niedrigem Kontrast (Weichteilkontrast) im Therapiestrahlenfeld 24 und dessen Umgebung (siehe Fig. 3) mit Hilfe des Röntgenstrahls 4 während der Applikation der einzelnen Therapiestrahlenfelder 24 zu überwachen und wenn möglich, eine unverzügliche, möglichst fast zeitgleiche Korrektur vorzunehmen.In a second step, the field shape and the intensity distribution of the therapy beam 1 are measured and logged during the application of the therapy beam fields 24 (see FIG. 3). With this and on the basis of the current computer tomography data set, the radiation dose distribution 16, 16 ', 16 "(see FIG. 3) applied to the patient 21 can be reconstructed and verified online. If necessary, the radiation application can be interrupted in the event of any deviations or with corresponding ones The type of arrangement of the X-ray source 10 and the medium 13 for detecting the beams 1 and 4 also makes it possible to determine the relative position of structures (target volume 3, areas 16, 16 'to be irradiated with different doses , 16 "of target volume 3 and risk organs 17) with to monitor low contrast (soft tissue contrast) in the therapy radiation field 24 and its surroundings (see FIG. 3) with the aid of the X-ray beam 4 during the application of the individual therapy radiation fields 24 and, if possible, to carry out an immediate, as nearly as possible, correction.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Einsatz. Es handelt sich dabei um einen üblichen Aufbau eines Bestrahlungsgeräts 18 mit einer Strahlenquelle 11 für den Therapiestrahl 1, einem Patiententisch 19 und einer Einrichtung 2 zur Strahlenmodulation, um die medizinisch indizierte Strahlung auf ein Zielvolumen 3, beispielsweise am Kopf 20 eines Patienten 21, so zu richten, daß ein Tumor maximal geschädigt und das umliegende Gewebe maximal geschont wird. Zu diesem Zweck ist ein Gestell (Gantry) 14 vorgesehen, das den Patienten 21 allseitig umkreisen kann. Die Gantry 14 enthält die Strahlenquelle 11 für den Therapiestrahl 1, wobei die energiereiche Strahlung 1 beispielsweise durch einen Linearbeschleuniger 22 erzeugt wird. Der Strahlenquelle 11 gegenüberliegend ist auf der Gantry 14 die Strahlenquelle 10 für den Röntgenstrahl 4 in der bereits zu Fig. 1 beschriebenen Weise angeordnet. Diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung verwiesen, wobei gleiche Bezugszeichen funktionsidentische Bauteile bezeichnen.2 shows a device according to the invention in use. This is a customary design of a radiation device 18 with a radiation source 11 for the therapy beam 1, a patient table 19 and a device 2 for radiation modulation in order to direct the medically indicated radiation onto a target volume 3, for example on the head 20 of a patient 21 aim that a tumor is maximally damaged and the surrounding tissue is maximally protected. For this purpose, a frame (gantry) 14 is provided which can encircle the patient 21 on all sides. The gantry 14 contains the radiation source 11 for the therapy beam 1, the high-energy radiation 1 being generated, for example, by a linear accelerator 22. Opposite the radiation source 11, the radiation source 10 for the X-ray beam 4 is arranged on the gantry 14 in the manner already described for FIG. 1. In this regard, reference is made to the above description, the same reference numerals denoting functionally identical components.
Die Gantry 14 ist um eine horizontale Rotationsachse 23 drehbar, wobei die Strahlen 1 und 4 auf das Zielvolumen 3 beziehungsweise dessen Umgebung gerichtet sind. Das Zielvolumen 3 befindet sich im Isozentrum der Strahlen 1 und 4, wobei die Strahlenquellen 11 und 10 und eine Einrichtung 2 zur Strahlenmodulation durch die Rotation der Gantry 14 um die Achse 23 den Patienten 21 umkreisen. Gleichzeitig kann eine Verschiebung oder Drehung des Behandlungstisches 19 stattfinden, um eine exakte Einstellung der Einstrahlung des Therapiestrahls 1 auf das Zielvolumen 3 des Patienten 21 vorzunehmen.The gantry 14 can be rotated about a horizontal axis of rotation 23, the beams 1 and 4 being aimed at the target volume 3 or its surroundings. The target volume 3 is located in the isocenter of the rays 1 and 4, the radiation sources 11 and 10 and a device 2 for radiation modulation orbiting the patient 21 by rotating the gantry 14 about the axis 23. At the same time, the treatment table 19 can be shifted or rotated in order to make an exact adjustment of the irradiation of the therapy beam 1 to the target volume 3 of the patient 21.
Der Zweck einer solchen Gantry besteht darin, daß durch die unterschiedlichen Bestrahlungsrichtungen 7 (siehe Fig. 3) das Zielvolumen 3 eine maximale Bestrahlung erfährt, jedoch das umliegende Gewebe maximal geschont wird, da es immer nur kurz- zeitig den energiereichen Strahlen 1 ausgesetzt ist. Außerdem ist es oft erforderlich, daß bestimmte Bereiche des Körpers, wie beispielsweise das Rückenmark oder andere Risikoorgane 17 von der energiereichen Strahlung 1 möglichst völlig verschont werden, also durch die Ausgestaltung der Therapiestrahlenfelder 24 aus den verschiedenen Richtungen 7 (siehe Fig. 3) möglichst weitgehend ausgespart sind.The purpose of such a gantry is that the different irradiation directions 7 (see FIG. 3) give the target volume 3 maximum irradiation, but the surrounding tissue is protected as much as possible, since it is only ever briefly is exposed to high-energy radiation 1 at an early stage. In addition, it is often necessary for certain areas of the body, such as the spinal cord or other risk organs 17, to be spared as completely as possible from the high-energy radiation 1, that is to say as far as possible by designing the therapy radiation fields 24 from the different directions 7 (see FIG. 3) are spared.
Die Lage und das Profil des Zielvolumens 3 sowie die Lage von Risikoorganen 17 oder von Bereichen 16, 16', 16", die für unterschiedliche Bestrahlungsdosen vorgesehen sind, wird vom Medium 13 mit Hilfe des Röntgenstrahls 4 erfaßt. Gleichzeitig wird auch der Ist-Zustand des modellierten Therapiestrahls 1 erfaßt. Diese Daten werden derart umgesetzt, daß der Kollimator 2 eine entsprechende Kollimatoröffnung ausbildet, wobei durch die erfindungsgemäße Erfassung und Verifikation die exakte Form des Zielvolumens 3 mit der gewünschten Strahlendosisverteilung 16, 16', 16" (siehe Fig. 3) bestrahlt werden kann. Bei einem Kollimator 2 wird die Strahlendosisverteilung 16, 16', 16" dadurch erzielt, daß auch aus mehreren Richtungen 7 ein oder mehrere Therapiestrahlenfelder 24 unterschiedlicher Zeitdauer appliziert werden.The position and the profile of the target volume 3 as well as the position of risk organs 17 or of areas 16, 16 ', 16 "which are intended for different radiation doses is detected by the medium 13 with the aid of the X-ray beam 4. At the same time, the actual state is also recorded of the modeled therapy beam 1. These data are converted in such a way that the collimator 2 forms a corresponding collimator opening, the exact shape of the target volume 3 with the desired radiation dose distribution 16, 16 ', 16 "being obtained by the detection and verification according to the invention (see FIG. 3 ) can be irradiated. In the case of a collimator 2, the radiation dose distribution 16, 16 ', 16 "is achieved in that one or more therapy radiation fields 24 of different duration are also applied from several directions 7.
Um alle Einstellungen vornehmen zu können, ist ein Computer 15 vorgesehen, der auf der Grundlage einer Bestrahlungsplanung und der laufenden Verifikation derart einge- richtet ist, daß er die Gantry 14, die Einrichtung 2 zur Strahlenmodulation und gegebenenfalls auch den Patiententisch 21 steuert. Bei der Einrichtung 2 kann es sich sowohl um einen Kollimator als auch um einen Scanner handeln. Die jeweils zu behandelnden Therapiestrahlenfelder 24 werden durch den Kollimator begrenzt oder durch Scannen eines Therapiestrahls 1 erzeugt.In order to be able to make all settings, a computer 15 is provided, which is set up on the basis of radiation planning and ongoing verification in such a way that it controls the gantry 14, the device 2 for radiation modulation and possibly also the patient table 21. The device 2 can be both a collimator and a scanner. The therapy beam fields 24 to be treated in each case are limited by the collimator or generated by scanning a therapy beam 1.
Fig. 3 zeigt eine Erläuterung des Prinzips einer Tumorbestrahlung, wobei die Applikation einer medizinisch indizierten energiereichen Strahlung 1 aus verschiedenen Richtungen 7 vorgenommen wird. Um ein zu bestrahlendes Zielvolumen 3, beispielsweise einen Tumor, in der bereits dargelegten Weise in optimaler Weise zu bestrahlen und das angrenzende Gewebe möglichst zu schonen, ist es erforderlich, daß verschiedene Therapiestrahlenfelder 24 für jede der verschiedenen Bestrahlungsrichtungen 7 ausgebildet werden. Dazu dient die Einrichtung 2 zur Strahlenmodulation, die als Kollimator oder als Scanner ausgebildet sein kann. Um zu erreichen, daß das- zu bestrahlende Zielvolumen 3 die notwendige Dosis erhält, aber Risikoorgane 17 geschont werden, ist vorgesehen, daß die Therapiestrahlenfelder 24 als Matrizen 25 von Einzelfeldern 26 mit verschiedener Bestrahlungsdosis gebildet sind. Derartige Matrizen 25 lassen sich durch die Leafverstellungen eines MultileafkoUimators in fast jeder erdenklichen Form nachbilden, wobei durch dünne Leafs eine möglichst feine Nachbildung der zu bestrahlenden Therapiestrahlenfelder 24 erzielt wird. Zusätzlich zur Darstellung können aus einer Richtung 7 mehrere verschiedene Therapiestrahlenfelder 24 mit unterschiedlicher Zeitdauer appliziert werden, um in optimaler Weise Bereiche 16, 16', 16" mit einer unterschiedlichen Bestrahlungsdosis zu erzielen. Bei diesem Vorgang findet die erfindungsgemäße, nahezu zeitidentische Verifikation und Korrektur in bereits oben beschriebener Weise statt.3 shows an explanation of the principle of tumor radiation, with the application of medically indicated high-energy radiation 1 from different directions 7. In order to optimally irradiate a target volume 3 to be irradiated, for example a tumor, in the manner already outlined and to protect the adjacent tissue as much as possible, it is necessary for different therapy radiation fields 24 for each of the different irradiation directions 7 be formed. The device 2 for radiation modulation serves this purpose, which can be designed as a collimator or as a scanner. In order to ensure that the target volume 3 to be irradiated receives the necessary dose, but risk organs 17 are spared, it is provided that the therapy radiation fields 24 are formed as matrices 25 from individual fields 26 with a different radiation dose. Such matrices 25 can be reproduced in almost any conceivable form by means of the leaf adjustments of a multileaf co-simulator, the thinest possible replication of the therapy radiation fields 24 to be irradiated being achieved. In addition to the illustration, several different therapy radiation fields 24 with different periods of time can be applied from one direction 7 in order to optimally achieve areas 16, 16 ', 16 "with a different radiation dose. In this process, the almost time-identical verification and correction takes place in FIG already described above instead.
Die Darstellung der Figuren ist nur eine beispielhafte Darstellung der Erfindung. Denkbar wäre es auch, daß die Therapiestrahlenfelder 24 statt durch einen Kollimator durch einen Scanner erzeugt werden. Dann dient dieser als Einrichtung 2 zur Strahlenmodulation und das Medium 8 oder 13 muß die gescannten Therapiestrahlenfelder 24 erfassen, damit auf entsprechende Weise die erfindungsgemäße Verifikation sowie eine Korrektur, gegebenenfalls auch ein Abbruch der Behandlung erfolgen kann. Selbstverständlich sind noch weitere Ausgestaltungen denkbar, die vom Grundgedanken der Erfindung Gebrauch machen. The representation of the figures is only an exemplary representation of the invention. It would also be conceivable that the therapy radiation fields 24 are generated by a scanner instead of by a collimator. Then this serves as a device 2 for radiation modulation and the medium 8 or 13 must record the scanned therapy radiation fields 24 so that the verification according to the invention and a correction, and possibly also a termination of the treatment, can take place in a corresponding manner. Of course, further configurations are also conceivable which make use of the basic idea of the invention.
Verfahren und Vorrichtung zur Verifikation einer therapeutischen BestrahlungMethod and device for verifying therapeutic radiation
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
energiereicher modulierter Strahl (Therapiestrahl) Einrichtung zur Strahlenmodulation Zielvolumen Röntgenstrahl Richtung des Röntgenstrahls Richtung des energiereichen Strahls verschiedene Richtungen der Erfassung und Bestrahlung des Zielvolumens Medium zur Erfassung des energiereichen modulierten Strahls Strahlengang 0 Strahlenquelle für Röntgenstrahl 1 Strahlenquelle für energiereichen Strahl 2 Medium zur Erfassung des Röntgenstrahls 3 Medium zur Erfassung des energiereichen Strahls und des Röntgenstrahls 4 Gantry 5 Computer 6, 16', 16" Bereiche unterschiedlicher Bestrahlungsdosis (Strahlendosisverteilung) 7 Risikoorgane (z. B. Rückenmark) 8 Bestrahlungsgerät 9 Patiententisch 0 Kopf 1 Patient LinearbeschleumgerHigh-energy modulated beam (therapy beam) Device for modulating the beam Target volume X-ray beam Direction of the X-ray beam Direction of the high-energy beam Different directions of detection and irradiation of the target volume Medium for recording the high-energy modulated beam Beam path 0 Radiation source for X-ray beam 1 Radiation source for high-energy beam 2 Medium for recording the X-ray beam 3 Medium for recording the high-energy beam and the X-ray beam 4 gantry 5 computers 6, 16 ', 16 "areas of different radiation dose (radiation dose distribution) 7 organs of risk (eg spinal cord) 8 radiation device 9 patient table 0 head 1 patient Linearbeschleumger
Rotationsachse der GantryAxis of rotation of the gantry
TherapiestrahlenfelderTherapeutic radiation fields
Matrizenmatrices
Einzelfelderindividual fields
Gehirn brain

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Verifikation einer therapeutischen BestrahlungPatentansprüche Method and device for verifying therapeutic radiation
1. Verfahren zur Verifikation einer therapeutischen Bestrahlung mittels eines energiereichen modulierten Strahls (1), wobei für die Verifikation die Form des Strahls (1) zwischen einer Einrichtung zur Strahlenmodulation (2) und dem zu bestrahlenden Zielvolumen (3) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Röntgenstrahl (4) zur Erfassung des Zielvolumens (3) ausgebildet ist, der in umgekehrter Richtung (5) wie die (6) des energiereichen Strahls (1) auf das Zielvolumen (3) gerichtet ist und daß der Röntgenstrahl (4) bezüglich seiner Richtung (5) hinter dem Zielvolumen (3) erfaßt wird, wobei die Erfassung des Zielvolumens (3) durch den Röntgenstrahl (4) der Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) dient.1. A method for verifying therapeutic radiation by means of a high-energy modulated beam (1), the shape of the beam (1) being detected between a device for beam modulation (2) and the target volume (3) to be irradiated for the verification, characterized in that that an X-ray beam (4) is designed to detect the target volume (3), which is directed in the opposite direction (5) as that (6) of the high-energy beam (1) to the target volume (3) and that the X-ray beam (4) is related its direction (5) behind the target volume (3) is detected, the detection of the target volume (3) by the X-ray beam (4) serving to verify and correct the modulation of the high-energy beam (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Intensität des Strahls (1) erfaßt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the intensity of the beam (1) is detected.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) auf der Basis eines nahezu zeitgleich erfaßten Röntgenstrahls (4) erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1) on the basis of an almost simultaneously detected X-ray beam (4).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gepulsten energiereichen Strahl (1) der Röntgenstrahl (4) in den Sendepausen des energiereichen Strahls (1) erfaßt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that in the case of a pulsed high-energy beam (1) the x-ray beam (4) is detected in the transmission pauses of the high-energy beam (1).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahl (4) nur in den Sendepausen des energiereichen Strahls (1) ausgesendet wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the X-ray beam (4) is emitted only in the transmission pauses of the high-energy beam (1).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Anatomie und Lage des Patienten (21) durch den Röntgenstrahl (4) erfaßt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the anatomy and position of the patient (21) by the X-ray (4) is detected.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß verifiziert wird, ob diese Anatomie und Lage des Patienten (21) derjenigen entspricht, die der Ausarbeitung des Behandlungsplans zugrundelag.7. The method according to claim 6, characterized in that it is verified whether this anatomy and position of the patient (21) corresponds to that on which the preparation of the treatment plan was based.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsplan zeitnah der Anatomie und Lage des Patienten (21) angepaßt wird.8. The method according to claim 6 and 7, characterized in that the treatment plan is promptly adapted to the anatomy and position of the patient (21).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bestrahlung mit dem energiereichen Strahl (1) durch eine Erfassung des Zielvolumens (3) mittels des Röntgenstrahls (4) aus verschiedenen Richtungen (7) die Form des Zielvolumens (3) erfaßt wird und daß diese Information in die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) einbezogen wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that before the irradiation with the high-energy beam (1) by detecting the target volume (3) by means of the X-ray beam (4) from different directions (7) the shape of the target volume ( 3) is detected and that this information is included in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) Bereiche (16) unterschiedlicher Bestrahlungsdosis einbezogen werden. 10. The method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1) areas (16) of different radiation dose are included.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) die Form und Lage von Risikoorganen (17) berücksichtigt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the shape and location of risk organs (17) is taken into account in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1).
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß auch die Lage von Risikoorganen nahezu zeitgleich mit der Verifikation und Modulation des energiereichen Strahls (1) durch den Röntgenstrahl (4) ermittelt und für eine Korrektur der Modulation berücksichtigt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that the position of risk organs is determined almost simultaneously with the verification and modulation of the high-energy beam (1) by the X-ray beam (4) and taken into account for a correction of the modulation.
13. Vorrichtung zur Verifikation einer therapeutischen Bestrahlung mittels eines energiereichen modulierten Strahls (1), wobei dieser für die Verifikation mittels eines Mediums (8, 13) erfaßt wird, das zwischen einer Einrichtung zur Strahlenmodulation (2) und dem zu bestrahlenden Zielvolumen (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verifikation der Übereinstimmung der Form des energiereichen modulierten Strahls (1) mit der Form und Lage des Zielvolumens (3) eine Strahlenquelle (10) für einen Röntgenstrahl (4) im Verhältnis zum Zielvolumen13. Device for verifying therapeutic radiation by means of a high-energy modulated beam (1), this being detected for verification by means of a medium (8, 13) which is between a device for radiation modulation (2) and the target volume to be irradiated (3) is arranged, characterized in that to verify the correspondence of the shape of the high-energy modulated beam (1) with the shape and position of the target volume (3) a radiation source (10) for an X-ray beam (4) in relation to the target volume
(3) der Strahlungsquelle (11) für den energiereichen Strahl (1) derart gegenüberliegend angeordnet ist, daß die Richtungen (5, 6) der Strahlen (1, 4) entgegengesetzt sind und daß ein Medium (12) zur Erfassung des Röntgenstrahls(3) the radiation source (11) for the high-energy beam (1) is arranged opposite such that the directions (5, 6) of the beams (1, 4) are opposite and that a medium (12) for detecting the X-ray beam
(4) bezüglich der Richtung (5) desselben hinter dem Zielvolumen (3) angeordnet ist.(4) with respect to the direction (5) of the same behind the target volume (3) is arranged.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (8, 13) auch zur Erfassung der Intensität des Strahls (1) ausgebildet ist. 14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the medium (8, 13) is also designed to detect the intensity of the beam (1).
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß die Erfassung des Zielvolumens (3) durch den Röntgenstrahl (4) der Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) dient.15. The apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that it is designed such that the detection of the target volume (3) by the X-ray beam (4) serves to correct the modulation of the high-energy beam (1).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) auf der Basis eines nahezu zeitgleich erfaßten Röntgenstrahls (4) erfolgt.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that it is designed such that the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1) is carried out on the basis of an X-ray beam (4) detected almost simultaneously.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß bei einem gepulsten energiereichen Strahl (1) der Röntgenstrahl (4) in den Sendepausen des energiereichen Strahls (1) erfaßt wird.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that it is designed such that the X-ray beam (4) is detected in the transmission pauses of the high-energy beam (1) in a pulsed high-energy beam (1).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß der Röntgenstrahl (4) nur in den Sendepausen des energiereichen Strahls (1) ausgesendet wird.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that it is designed such that the X-ray beam (4) is emitted only in the transmission pauses of the high-energy beam (1).
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß durch den Röntgenstrahl (4) auch die Anatomie und Lage des Patienten (21) erfaßbar ist. 19. Device according to one of claims 13 to 18, characterized in that it is designed such that the anatomy and position of the patient (21) can be detected by the X-ray beam (4).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß verifizierbar ist, ob diese Anatomie und Lage des Patienten (21) derjenigen entspricht, die der Ausarbeitung des Behandlungsplans zugrundelag.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that it is designed such that it is verifiable whether this anatomy and position of the patient (21) corresponds to that on which the treatment plan was based.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß sie den Behandlungsplan zeitnah der Anatomie und Lage des Patienten (21) anpassen kann.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that it is designed such that it can adapt the treatment plan promptly to the anatomy and position of the patient (21).
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß vor der Bestrahlung mit dem energiereichen Strahl (1) durch eine Erfassung des Zielvolumens (3) mittels des Röntgenstrahls (4) aus verschiedenen Richtungen (7) die Form des Zielvolumens (3) erfaßt wird und daß diese Information in die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) einbezogen wird.22. The device according to one of claims 13 to 21, characterized in that it is designed such that prior to the irradiation with the high-energy beam (1) by detecting the target volume (3) by means of the X-ray beam (4) from different directions (7 ) the shape of the target volume (3) is detected and that this information is included in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1).
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß in die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) Bereiche (16) unterschiedlicher Bestrahlungsdosis einbezogen werden.23. Device according to one of claims 14 to 22, characterized in that it is designed such that in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1) areas (16) of different radiation dose are included.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß bei der Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) die Form und Lage von Risikoorganen (17) berücksichtigt wird. 24. Device according to one of claims 13 to 23, characterized in that it is designed such that the shape and position of risk organs (17) is taken into account in the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1).
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß auch die Lage von Risikoorganen nahezu zeitgleich mit der Verifikation und Modulation des energiereichen Strahls (1) durch den Röntgenstrahl (4) ermittelt und für eine Korrektur der Modulation berücksichtigt wird.25. Device according to one of claims 13 to 24, characterized in that it is designed such that the position of risk organs is determined almost simultaneously with the verification and modulation of the high-energy beam (1) by the X-ray beam (4) and for a correction the modulation is taken into account.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Medien (8, 12) als ein Medium (13) zur Erfassung des energiereichen Strahls (1) und des Röntgenstrahls (4) ausgebildet sind.26. Device according to one of claims 13 to 25, characterized in that the media (8, 12) as a medium (13) for detecting the high-energy beam (1) and the X-ray beam (4) are formed.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (13) ein Array von aus amorphem Silizium bestehenden Fotodioden ist.27. The apparatus according to claim 26, characterized in that the medium (13) is an array of photodiodes consisting of amorphous silicon.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodioden in einem Kunststoffgehäuse angeordnet sind.28. The apparatus according to claim 27, characterized in that the photodiodes are arranged in a plastic housing.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquellen (10, 11), die Einrichtung zur Strahlenmodulation (2) und das Medium (13 oder 8 und 12) auf einer Gantry (14) angeordnet sind, wodurch sie gemeinsam verschiedene Richtungen (7) zum Zielvolumen (3) einnehmen können. 29. Device according to one of claims 13 to 28, characterized in that the radiation sources (10, 11), the device for radiation modulation (2) and the medium (13 or 8 and 12) are arranged on a gantry (14), whereby together they can take different directions (7) to the target volume (3).
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Computer (15) aufweist, der für die Verifikation und Korrektur der Modulation des energiereichen Strahls (1) aufgrund der durch das Medium (13 oder 8 und 12) aufgenommenen Daten ausgebildet und eingerichtet ist.30. Device according to one of claims 13 to 29, characterized in that it comprises a computer (15) which is used for the verification and correction of the modulation of the high-energy beam (1) on the basis of the medium (13 or 8 and 12) Data is trained and set up.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (15) für eine nahezu zeitgleiche Verifikation und Korrektur ausgebildet und eingerichtet ist.31. The device according to claim 30, characterized in that the computer (15) is designed and set up for an almost simultaneous verification and correction.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (15) für die Einbeziehung vorher ermittelter anatomischer Daten in die nahezu zeitgleiche Verifikation und Korrektur ausgebildet und eingerichtet ist. 32. Apparatus according to claim 31, characterized in that the computer (15) is designed and set up for the inclusion of previously determined anatomical data in the almost simultaneous verification and correction.
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